T梁xxx桥计算书.doc

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香河园路桥

本桥为单跨20米，预应力T梁桥，17片主梁，桩接盖梁基础

一、设计资料

1、桥面全宽

3.0m+24.0m+3.0m=30.0m

2、主梁跨径和全长

标准跨径：

Lb=20.0m（雉墙前沿之间的距离）

计算跨径：

L=19.2m（支座中心线之间的距离）

主梁全长：

L全=19.96m（主梁预制长度）

3、设计荷载

城—B，人群荷载3.8925kN/m2

4、材料

钢筋：

主筋采用HRRB335钢筋，预应力钢绞线1×7面积为15.2mm2，

其他用R235钢筋；

混凝土：

主梁采用C50砼，其他采用C30砼。

5、计算方法

极限状态法

6、环境类别及安全等级

本桥施工环境为Ⅱ类环境，安全等级为二级。

7、结构尺寸

如图1－1所示，全断面17片主梁，设三根横梁。

（单位：

mm）

8、设计依据

（1）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60－2004）；

（2）《公路桥涵钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD6－－2004）；

（3）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63－2007）；

（4）《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ77－98）。

二、主梁计算

（一）主梁荷载横向分布系数

1、跨中荷载弯矩横向分布系数（考虑100mm桥面混凝土铺装对主梁的影响）。

（1）主梁抗弯及抗扭惯性矩和

由CAD查询得抗弯惯性矩

=14065631.250（cm4）

主梁跨中竖向截面抗扭惯性矩

翼板:

b1=180（cm）t1=26（cm）

（cm4）

马蹄:

b2=50（cm）t2=25+20÷2=35（cm）

（cm4）

腹板:

b3=130-26-35=69（cm）t3=20（cm）

（cm4）

（cm4）

（2）求横向抗弯惯性矩：

（中横梁截面）（单位：

mm）

利用CAD计算图形特性来计算抗弯惯性矩可得:

=10359133.500（cm4）（cm3）

（3）求β,γ

计算γ值：

该桥的计算跨径为：

=1920（cm）b1=180cm

计算β值：

主梁之间桥面板净跨度的一半：

=80（cm）

（4）计算荷载弯矩横向分布影响线坐标

通过计算比较布置三个车道时，为最不利荷载布置，布置如图2－1所示（单位：

mm）。

（图2-1）

（5）各梁横向分布系数计算如下：

（三列车）

，，，，，，，，

（二）作用效应计算（对1号梁进行计算）

1、永久作用效应

（1）永久荷载

假定桥面铺装构造各部分重力平均分配给主梁承担，计算见表2-1

对上部结构各个部分分别计算，并列入下表；

钢筋混凝土T形梁桥永久荷载计算表2-1

构件名称

构件简图尺寸

（尺寸单位：

mm）

构件体积及算式（m3）

重度（kN/m3）

重力（kN）

主梁

[0.717×1.58+（0.717+0.523）/2×3.8+0.523×4.6）]×2=11.789

26

306.5

横隔梁

（边梁-中梁）

（0.596×0.25×2+0.693×0.25）×2=0.9425

26

24.505

现浇翼板

0.6×0.16×19.96=1.916

26

49.82

桥面铺装

沥青砼：

0.08×24×19.96=38.323

C40砼：

0.1×30×19.96=59.88

24

26

919.752

1556.88

人行道

（单侧）

地袱：

0.171×19.96=3.413

缘石：

0.0495×19.96=0.988

陶粒砼：

0.864×19.96=17.2

钢栏杆：

0.066

26

25

18

78.5

88.738

24.7

309.6

5.18

（2）主梁计算按叠合梁进行计算（叠合截面如下图）

除叠合截面外的二期荷载计算如下：

上部二期荷载总重为：

24.505×16+919.752+（88.738+24.7+309.6+5.18）×2=2168.268（kN）

单片梁所受到的二期荷载每沿米重为：

=2168.268÷17÷19.96=6.4（kN/m）

（3）永久作用效应计算

通过midas计算，列出永久作用效应表（如表2-2）

永久作用效应计算表表2-2

项目

作用

（kN·m）

（kN·m）

（kN）

（kN）

主梁

652.22

493.1

0

146.06

叠合截面

330.15

246.2

0

68.89

二期荷载

294.43

219.5

0

61.44

总恒荷载

1276.8

958.8

0

276.39

2、可变作用效应

（1）汽车荷载冲击系数

简支梁的自振频率为：

车道荷载的冲击系数：

车辆荷载的冲击系数：

—简支梁的计算跨径

（2）城—B，计算弯矩时，车道荷载的均布荷载标准值；

计算剪力时，均布荷载标准值，所加集中荷载采用130kN。

（3）人群荷载

通过midas计算，列出可变作用效应表（如表2-3）

可变作用效应表表2-3

项目

作用

（kN·m）

（kN·m）

（kN）

（kN）

汽车荷载

494.14

366.24

0

146.06

汽车记冲击系数

593.8

246.2

0

68.89

人群荷载

294.43

219.5

0

61.44

3、主梁作用效应组合

根据《公路桥涵设计通用规范》4.1.6~4.1.8条规定，根据可能同时出现的作用效应选择了三种最不利效应组合：

短期效应组合、标准效应组合和承载能力极限状态基本组合，见表2-4

主梁作用效应组合表2-4

序号

荷载类别

跨中截面

四分点截面

支点

（kN·m）

（kN）

（kN·m）

（kN）

（kN）

（1）

第一期永久作用（主梁）

652.22

0

493.1

146.06

（2）

第二期永久作用（叠合+二期）

624.58

0

465.7

130.33

（3）

汽车（城-B）记入冲击系数

593.8

246.2

68.89

（4）

人群作用

294.43

219.5

61.44

（5）

标准组合

=

（1）+

（2）+（3）+（4）

2165.03

1424.5

（6）

极限组合

=[

（1）+

（2）]×1.2+（3）×1.4+（4）×1.12

2693.24

（7）

短期组合

=

（1）+

（2）+（3）÷1.2016×0.7+（4）

1917.15

（三）预应力钢束的估算及其布置

1、根据经验钢束的布置图式如下图：

（1）跨中截面及锚固端截面的钢束位置（如下图）（单位：

mm）

（2）预应力钢束在竖直平面上的布置形式如下图：

半预应力钢束图

（四）计算主梁截面几何特性

根据已钢束配置的位置计算净截面和换算截面的几何特性

计算结果见表4-1

跨中翼缘全宽截面面积和惯性矩计算表表4-1

截面

分块名称

分块面积

（cm2）

分块面积重心至上缘距离

（cm）

分块面积对上缘静矩

（cm3）

全截面重心到上缘距离（cm）

分块面积的自身惯性矩

（cm4）

（cm）

（cm4）

（cm4）

净截面

毛截面

52300

口管道截面

Σ

（四）主梁截面承载力与应力验算

预应力混凝土梁从预加力开始到受荷破坏，需经受预加应力、使用荷载作用、裂缝出现和破坏等四个受力阶段，为保证主梁受力可靠并予以控制，应对控制截面进行各个阶段的验算。

在以下内容中，先进行持久状态承载能力极限状态承载力验算，在分别验算持久状态抗裂验算和应力验算，最后进行短暂状态构件的截面应力验算。

对于抗裂验算，《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》根据公路简支标准设计的经验，对于全预应力梁在使用阶段短期效应组合作用下，只要截面不出现拉应力就可满足。

1、持久状态承载能力极限状态承载力验算

在承载能力极限状态下，对主梁正截面承载力验算。

（1）确定混凝土受压区高度

根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》5.2.3条规定，对于带承缘板的T形截面：

当成立时，中性轴在翼缘板内，否则在腹板内。

左边=

右边=

左边<右边，即中性轴在翼缘板内。

设中性轴到截面上缘距离为，则：

三、桥台盖梁计算

（一）计算上部恒载

1、根据表2-1，可得上部恒载总重为：

306.5×17+24.505×16+49.82×16+919.752+1556.88+（88.738+24.7+309.6+5.18）×2=9732.768（kN）

则可得单片梁上部恒载作用下单端支反力为：

R=

上部恒载在盖梁上布置形式和作用如下图：

（单位：

mm）

盖梁单元划分截面编号图

恒荷载计算列入下表得：

表3-1

截面号

剪力-z（kN）

弯矩-y（kN·m）

6

-447.51

-697.64

11

-61.15

67.01

16

-575.92

-334.62

21

96.69

235.8

26

-529.49

-445.94

31

143.13

237.39

（二）活荷载计算

1、城—B车辆荷载计算

车辆荷载在梁产生的支反力计算

表3-2

截面号

剪力max（kN）

弯矩max（kN·m）

未记冲击系数

记冲击系数

未记冲击系数

记冲击系数

6

-193.945

-233.044

0

0

11

-94.877

-114.0

225.308

270.73

16

-186.57

-224.18

-251.256

-301.91

21

125.11

150.33

176.101

211.6

26

-181.03

-217.53

-228.67

-274.77

31

99.89

120.03

232.84

279.78

2、人群荷载计算

人群荷载在梁端产生支反力

各梁端受到的人群支反力计算如下：

人群荷载作用效应计算如表3-3表3-3

截面号

剪力max（kN）

弯矩max（kN·m）

6

-21.55

-40.38

11

-4.8

0.1

16

-20.99

-10.43

21

4.08

8.45

26

-18.58

-15.97

31

5.95

7.85

（三）荷载组合（极限承载能力荷载组合）

（荷载组合时记入冲击系数）

荷载组合结果见表3-4