装配式简支T形梁桥课程设计.docx
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装配式简支T形梁桥课程设计
装配式简支T形梁桥课程设计
一、设计内容
根据结构图所示的一孔标准跨径为Lb=25m的T形梁的截面尺寸，要求对作用效应组合后的最不利的主梁〔一根〕进行下列设计与计算：
1、行车道板的内力计算；
2、主梁内力计算；
二、设计资料
1、桥面净宽：
净-7〔车行道〕＋2×1.0〔人行道〕＋2×0.25〔栏杆〕。
2、设计荷载：
公路-Ⅱ级，人群3.5kN/m2。
3、材料：
材料
规格
内容
钢筋
HRB335〔原Ⅱ级〕
主梁主筋、弯起钢筋和架立钢筋
R235〔原Ⅰ级〕
箍筋
混凝土
C25
主梁
C30防水
桥面铺装
表1钢筋技术指标
种类
弹性模量
抗拉设计强度
抗压设计强度
标准强度
HRB335钢筋〔MPa〕
2.1×105
235
235
235
R235钢筋〔MPa〕
2.0×105
335
335
335
表2混凝土技术指标
种类
设计强度〔MPa〕
标准强度〔MPa〕
弹性模量
〔MPa〕
轴心抗压
轴心抗拉
轴心抗压
轴心抗拉
C25
11.5
1.23
16.7
1.90
2.85×104
C30
13.8
1.39
20.1
2.10
3.00×104
4、结构尺寸图：
主梁：
标准跨径Lb＝25m〔墩中心距离〕。
计算跨径L＝24.50m〔支座中心距离〕。
预制长度L’＝24.95m〔主梁预制长度〕。
横隔梁5根，肋宽15cm。
主梁横截面细部尺寸如图。
桥梁纵向布置图〔单位：
cm〕
桥梁横断面图〔单位：
cm〕
T型梁尺寸图〔单位：
cm〕
本桥为公路简支梁桥，双车道，行车道宽度为7m，人行道宽度为1.0m，主梁为装配式钢筋混凝土简支T梁，桥面由五片主梁组成，主梁之间的桥面板为铰接，沿梁长设置5道横隔梁，横隔梁的平均厚度为15.0cm。
设计方案：
一、主梁内力计算
（一）、恒载内力计算：
1、恒载集度计算：
主梁截面面积：
[〔0.08+0.14〕×0.8]/2×2+0.2×1.4=0.456m2
主梁自重：
g1边=g1中=0.456×25=11.4KN/m
横隔梁折算荷载：
桥面铺装：
栏杆和人行道：
合计：
边主梁：
中主梁：
2、恒载内力计算结果如表3：
表３恒载内力计算
边主梁
中主梁
（二）、活载内力计算：
1、冲击系数：
（1）主梁的抗弯惯性矩：
行车道板的平均厚度为：
截面重心位置：
惯性矩：
总抗弯惯性矩：
（2）冲击系数：
因为，
所以，
2、荷载横向分布系数计算：
按《桥规》规定，汽车荷载距人行道不小于0.5米，针对各主梁进行最不利位置布载，可计算出各主梁荷载横向分布系数。
其中用杠杆法求支点截面的横向分布系数,用刚性横梁法求跨中截面的横向分布系数,本桥各根梁的横截面相同，梁数n=5，梁间距为1.8m。
〔荷载布置所示〕
（1）计算1（5）号梁的荷载横向分布系数：
当荷载位于支点处时，由杠杆法得：
当荷载位于跨中时，由刚性横梁法得：
1#梁在两个边主梁处的横向影响线的竖标值为：
按最不利的位置布载，其中，右侧人群荷载作用处荷载横向分布影响线竖标值为负，故不布置荷载。
（2）计算2〔4〕号梁的荷载横向分布系数
当荷载位于支点处时,由杠杆法得:
当荷载位于跨中时，由刚性横梁法得：
2#梁在两个边主梁处的横向影响线的竖标值为：
按最不利的位置布载，其中，右侧人群荷载作用处荷载横向分布影响线竖标值
为负，故不布置荷载。
⑶计算3号梁的横向分布系数
当荷载位于支点处时,由杠杆法得：
当荷载位于跨中时，由刚性横梁法得：
3#梁在两个边主梁处的横向影响线的竖标值为：
按最不利的位置布载，其中，右侧人群荷载作用处荷载横向分布影响线竖标值
为正，故两侧均布置荷载。
3、各主梁的荷载横向分布系数如表4：
表４主梁的荷载横向分布系数
荷载
1#
2#
3#
跨中mc
汽车
0.4526
0.500
0.200
人群
0.6600
0.428
0.200
支点mo
汽车
0.250
0.500
0.594
人群
1.125
0.000
0.000
荷载横向分布系数沿桥跨方向的变化按下述方法进行：
跨中部分采用不变的跨中荷载横向分布系数mc，从第一根内横隔梁起向支点荷载横向分布系数mo过渡。
在实际应用中，当求跨中，1/4截面处的弯矩和剪力时，一般为了简化计算，均采用不变的mc；在计算梁端支点剪力时，在主要荷载所在端需考虑荷载横向分布系数沿桥跨方向的变化，而离主要荷载较远一端，由于相应影响线的竖标值显著减少，则可近似地取用不变的mc来简化计算。
4、计算各活载作用下中主梁与边主梁支点,跨中与L/4处的剪力弯矩值
（1）中主梁与边主梁荷载横向分布系数，如表5：
表５中主梁与边主梁荷载横向分布系数
荷载
边主梁
中主梁
跨中
汽车
0．4536
0．500
人群
0．6600
0．448
支点
汽车
0．250
0．894
人群
1．125
0．000
（2）计算中主梁控制截面内力：
公路—Ⅱ级车道荷载：
计算弯矩效应：
计算弯矩效应：
人群荷载：
；
双车道折减系数：
；
支点处：
跨中处：
跨中处：
（3）计算边主梁控制截面内力
①车道荷载作用下边主梁内力影响线，如图所示：
车道荷载作用下边主梁内力影响线
支点处：
跨中处：
②人群荷载作用下边主梁内力影响线，如图所示：
人群荷载作用下边主梁内力影响线
支点处：
跨中处：
（4）内力值计算，中主梁内力值如表6所示，边主梁内力值如表7所示：
表6中主梁内力计算值
二、荷载效应组合
1、边主梁荷载效应组合：
（1）承载能力极限状态：
基本组合:
：
.
：
（2）正常使用极限状态
①作用短期效应组合：
：
：
②作用长期效应组合：
：
：
2、中主梁荷载效应组合:
（1）承载能力极限状态:
基本组合：
：
：
（2）正常使用极限状态:
①作用短期效应组合：
：
：
②作用长期效应组合：
：
：
参考文献：
1、《桥梁工程技术》教材，郭发忠主编，人民交通。
2、《桥涵工程》教材
3、《桥涵设计》教材，白淑毅编著，人民交通，2004.1。
4、《结构设计原理》教材。
5、《公路桥涵设计通用规范》〔JTGD60-2004〕。
6、《公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》〔JTGD60-2004〕。
7、公路桥梁设计丛书《桥梁通用构造与简支梁桥》胡兆同，陈万春编著。
8、《桥梁计算示例集》混凝土简支梁〔板〕桥.易建国编著。
9、T型梁有关标准图。
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