装配式钢筋混凝土简支T形梁桥设计说明书.docx
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装配式钢筋混凝土简支T形梁桥设计说明书
1.桥梁跨径及桥宽
标准跨径：
40.9m
主梁全长：
40.72m
计算跨径：
40.5m
桥面净宽：
（0.5+1+14+1+0.5）m=17"防撞栏+人行道+四车道+人行道+防撞栏）
桥面横坡：
2.0%
2.设计荷载：
公路I级，人群荷载3.0KN/m2
3.桥面铺装
沥宵表面处治2cm（重力密度为kN/m2），混凝土垫层厚6~12cm（重力密度为24kN/nf）,T梁的重力密度为25kN/m2
4.材料及施工工艺
混凝土：
米用C40混凝土。
预应力钢筋采用1*7（7股）钢绞线，标准强度fpk=1860Mpa
普通钢筋采用HRB33教和R235级钢筋；
钢板：
锚头下支撑垫板，支座垫板等均采用普通A3碳素钢。
按后法施工工艺制作主梁，采用70mm勺波纹管和OVM!
具。
5.材料性能参数
（1）混凝土
强度等级为C40,主要强度指标：
强度标准值：
fck=26.8Mpa,ftk=2.4Mpa
强度设计值：
fcd=18.4Mpa,ftd=1.65Mpa
弹性模量：
Ec=3.25*104Mpa
（2）预应力钢筋采用1*7标准型15.2-1860-II-GB/T5224-1995钢绞线抗拉强度标准值：
fpk=1860Mpa,抗拉强度设计值：
fpd=1260Mpa弹性模量：
Ep=1.95*105Mpa
相对界限受压区高度：
ta=0.4,tpu=0.2563
（3）普通钢筋
a.纵向抗拉及构造普通钢筋采用HRB335其强度指标
抗拉强度指标：
fsk=335Mpa抗拉强度设计值：
fsd=280Mpa弹性模量：
Es=2.0*105Mpa
b.采用的R235钢筋，其强度指标
抗拉强度指标：
fsk=235Mpa抗拉强度设计值：
fsd=195Mpa
弹性模量：
Es=2.1*105Mpa
6.设计依据
（1）交通部颁《公路桥涵设计通用规》JTGD60-2004简称“规”；
（2）交通部颁《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规》JTG
D62-2004简称“公预规”；
（3）交通部颁《公路桥涵地基与基础设计规》JTJ024-85.
7.计算方法：
极限状态法
装配式钢筋混凝土简支T形梁桥设计任务
1、横断面布置
（1）用AUTOCAD制桥梁平、纵、横断面图，并绘制中梁与边梁的结构图;
（2）主梁间距与主梁片数；
（3）主梁跨中截面主要尺寸拟定；
（4）主梁截面细部尺寸；
（5）计算截面几何特性；
（6）计算截面效率指标p（要求p在0.5以上）；
（7）横断面沿跨长的变化；
（8）横隔梁设置；
2、主梁力计算
（1）恒载力计算
A.一期恒载集度；
B.二期恒载集度；
C.恒载力。
（2）活载力计算
A.冲击系数和车道折减系数；
B.计算主梁的荷载横向分布系数（跨中截面按修正刚性横梁法；支点截面剪力按杠杆法）；
C.计算活载力（跨中截面、1/4截面、变化截面、支点截面）。
（3）力组合
A.基本组合（用于承载能力极限状态计算）；
B.短期组合（用于正常使用极限状态计算）；
C.长期组合（用于正常使用极限状态计算）;
装配式钢筋混凝土简支T形梁桥设计过程
一、横断面布置
1、主梁间距与主梁片数
桥面净宽为（0.5+1+14+1+0.5）m=17m拟定翼板宽度中主梁为4*2.4m,边主梁为2*2.45m，选定为7片T梁。
桥面板采用钢板绞接。
2、主梁跨中截面主要尺寸拟定
根据《公路桥涵设计通用规》（JTGD60-2004，梁的高跨比的经济围在1/11到1/16之间，此设计中计算跨径40.5m,拟定采用的梁高为2.35m。
3、主梁截面细部尺寸
T梁翼板厚度主要取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求,还应考虑能否满足主梁受弯时上翼板的受压的强度要求。
拟定翼板厚度为1.2m,由于跨径较大,
翼板根部加厚到2.2m,以抵抗翼板根部较大的弯矩。
腹板厚度不宜小于梁高的1/8,拟定腹板厚度为0.18m。
马蹄尺寸基本由布置预应力钢束的需要确定的。
设计实践表明，马蹄面积占截面总面积10%~2。
豹合适。
拟定马蹄宽度为0.4m，高度为0.39m,马蹄与腹板交接处作三角形过渡，高度0.11m,以减小局部应力。
4、横截面布置
桥梁平、纵、横断面图，中梁与边梁的结构图如CAD付图所示：
5、计算截面几何特征
分
块
号
。
块面积
Ai（mm
yi（mm）
Si=Ai*yi（mm3）
（yu-yi）（mm）
Ix=Ai（yu-yi）2（mm4）
Ii（mm4）
1
266400
50
15984000
776.952220
8
1.61E+11
1.07E+09
2
93000
153.3
14256900
683.652220
8
4.35E+10
8.64E+07
3
352800
980
345744000
-143.04777
92
7.22E+09
1.54E+11
4
12100
2033.4
24604140
-1196.4477
79
1.73E+10
4.44E+07
5
156000
2155
336180000
-1318.0477
79
2.71E+11
3.33E+08
合
计
880300
336.9522208
736769040
5.00E+11
1.55883E+11
p=Ku+Kb/h
上核心距Ku
889.9866294
P
0.608310024
上核心距Kb
509.1264254
I
6.56E+11
6、计算截面效率指标p
预应力混凝土梁，其力偶臂Z所能变化的围越大，则在预加力Npe相同的条件下，其所能抵抗外弯矩的能力也就越大，也即抗弯效率效率越高。
在保证上、下缘混凝土不产生拉应力的条件下，力偶臂Z可能变化的最大围只能在上核心距Ku和下核心距Kb之间。
因此，截面抗弯效率可用参数p=Ku+Kb/h（h为梁的全截面高度）来表示。
上核心距：
Ku
下核心距：
Kb$-
p=（Ku+Kb/h=（890+509）/2350=0.59>0.5
7、横隔梁的设置
在荷载作用处的主梁弯矩横向分布，当该处有横隔梁时比较均匀，否则直
接在荷载下的主梁弯矩很大。
为减小对主梁起主要控制作用的跨中弯矩，当跨度较大时应设置较多的横隔梁。
拟定设置七道横隔梁，其边主梁间距为7门中主
梁问距为6.5m。
端横隔梁的高度与主梁同高，厚度为2.3m。
中横隔梁的高度为
1.96m,厚度为20m
•、主梁力计算
1、恒载力计算
结构自重集度计算表（kN/m）
主梁g1
22.06
横隔梁
对于边目
E梁g2
2.25
对于中主梁g2'
1.92
桥面铺装层g3
5.24
栏杆和人行道g4
1.43
合计
对于边目
E梁
30.98
对于中主梁
30.65
_期恒载
g1+g2+g2'=26.231
二期恒载
g3+g4=6.669
边主梁自重产生的力
横面位置文'*
剪力Q（kN）
弯矩M（kN.m）
x=0
边主梁
571.59
1137.03
边主梁
0
0
中主梁
565.44
中主梁
0
x=1/4
边主梁
285.80
568.52
边主梁
3954.70
7866.8303
26
中主梁
282.72
中主梁
3912.13
x=1/2
边主梁
0
0
边主梁
5272.93
10489.107
1
中主梁
0
中主梁
5216.17
x=1/8
边主梁
428.69
852.77
边主梁
2306.91
4588.9843
57
中主梁
424.08
中主梁
2282.08
2、活载力计算
（1）冲击系数和车道折减系数:
冲击系数的计算采用以结构基频为指标的方法。
按结构不同的基频,
汽车引起的的冲击系数在0.05-0.45之间变化，其计算方法为
=0.05
式中：
f--结构基频（Hz）
基频计算公式如下:
结构跨中处的单位长度质量为：
mc=22.06*10^3/9.81=2248.72（N.s2/m2）
=0.1767lnf-0.0157=0.177
按《桥规》规定两车道的车道折减系数为1,本设计为四车道，在计算可变作用效应时需进行车道折减，四车道折减33%但折减后的效应不得小丁两车道设计车道的荷载效应。
横向折减系数为0.67.
（2）主梁的荷载横向分布系数（跨中截面按偏心压力法，支点截面按杠杆原理法）
7
2222222
aia1a2a3a4a5a6
i1
八2+（2*2.4）八2+2.4八2+0+（-2.4）八2+（-2*2.4）八2+（2*2.4+2.45）八2=162.73
如下面所示a1-a7的值
7.25
4.8
2.4
0
-2.4
-4.8
-7.25
al
a2
a3
a4
a5
a6
a7
E
52.56
23.04
5.76
0
5.76
23.04
52.56
162.725
如下表为前4号主梁相对的主梁的横向影响线的竖标值
1号梁
T]11
Y]12
Y]13
v\14
Y]15
Y]16
T]17
0.466
0.357
0.250
0.143
0.036
-0.071
-0.180
2号梁
Y]21
y]22
y]23
v\24
y]25
y]26
y]27
0.357
0.284
0.214
0.143
0.072
0.001
-0.071
3号梁
Y]31
y]32
y]33
y]34
y]35
y]36
y]37
0.250
0.214
0.178
0.143
0.107
0.072
0.036
4号梁
v\41
v\42
t]43
y]44
t]45
v\46
t]47
0.143
0.143
0.143
0.143
0.143
0.143
0.143
由此可画出1、2、3、4号梁的影响线，5、6、7号梁的影响线与3、2、1号梁对称，如下图所示
1
1
1
2
3
4
5
6
1
7
L4
一M-
24&
一240-
一240-
一小一
245
一i2Z」
5。
hL&0回』nao一口地口iso.口1却匚诣口驾隋|
4
l.JIIr
1号梁的活载横向分布系数分别计算如下:
汽车荷载
1
mcq2，
人群荷载
a=1/2*（0.433+0.352+0.295+0.214+0.156+0.076+0.018-0.062-0.12
q
）=0.681
mcrr-11?
Xr=0.494
X
2号梁的活载横向分布系数分别计算如下:
汽车荷载
1
mcq2
a=1/2*（0.334+0.281+0.243+0.19+0.151+0.099+0.06+0.007-0.031
q
）=0.667
人群荷载
mcrr圣？
乂「=0.375X
3号梁的活载横向分布系数分别计算如下:
汽车荷载
1
mcq2
a=1/2*（0.238+0.212+0.193+0.166+0.147+0.121+0.101+0.075+0.056q
）=0.655
人群荷载
33
mcrr一?
Xr=0.259
X
4号梁的活载横向分布系数分别计算如下:
汽车荷载
1
mcq2，
人群荷载
=1/2*6*0.143=0.429q
1号梁
2号梁
3号梁
4号梁
汽车何载m^
cq
0.681
0.667
0.655
0.429
人群仙我mcr
0.494
0.375
0.259
0.143
33__-
mcrrM?
x「=0.143
X
二、当荷载位丁支点处时（按杠杆原理法）
根据《桥规JTGD60〉规定，在横向影响线上确定荷载沿横向最不利的布置位置，例如，对丁汽车荷载，汽车横向轮距为1.8m,两列汽车车轮的横向最小
间距为1.3m,车轮距离人行道缘石最少为0.5m。
1号梁的活载横向分布系数分别计算如下:
汽车荷载
mra1a=1/2*0.694=0.347
w2q
人群荷载
mcrr=1.255
2号梁的活载横向分布系数分别计算如下：
汽车荷载
mra1a=1/2*（0.306+0.958+0.417）=0.840
^Mq
2
人群荷载
mcrr=0.255
ClI
3号梁的活载横向分布系数分别计算如下：
汽车荷载
mra1a=1/2*（0.042+0.583+0.667+0.125）=0.709
cq2M
人群荷载
mcrr=0
4号梁的活载横向分布系数分别计算如下：
汽车荷载
mra1a=1/2*（0.333+0.875+0.375）=0.791
cq2M
人群荷载
mcrr=0
5号梁的活载横向分布系数分别计算如下：
汽车荷载
mra1a=1/2*（0.625+0.833+0.083）=0.770
cq2q
人群荷载
mcrr=0
6号梁的活载横向分布系数分别计算如下：
汽车荷载
mra1a=1/2*（0.165+0.907）=0.536
cq2q
人群荷载
mcrr=0
7号梁的活载横向分布系数与1号梁活载横向分布系数相同
1号梁
2号梁
3号梁
4号梁
5号梁
6号梁
汽车何载m^
cq
0.347
0.840
0.709
0.791
0.770
0.536
人群仙我mcrci
1.255
0.255
0
0
0
0
（3）计算可变作用效应
根据《桥规》，公路一级的的均布荷载标准值qk和集中荷载标准值Pk为：
qk=10.5（kN/m）
计算弯矩效应时：
Pk=180+（360-180）/（50-5）*（40.5-5）=322（kN）
计算剪力效应时：
pk=1.2*322=386.4（kN）
在可变作用效应计算中，对丁横向分布系数的取值作如下考虑：
支点处横
向分布系数取m°,从支点到第一根横梁段，横向分布系数从m°直线过渡到mc,
其余梁段均取m。
c
1、跨中截面最大的弯矩和最大剪力
跨中
截面
荷载类型
qk或qr（kN/m）
pk（kN）
1+（1
mc
Q或y
S（kN.m或kN）
M
公路一级
10.5
322
1.177
0.681
170.201
9.225
2554.953
人群
3
*
X
0.84
170.201
428.907
Q
公路一级
10.5
386.4
1.177
0.681
4.613
0.500
129.763
人群
3
k:
X
0.84
4.613
11.624
由上表可求出：
M跨中公
（1）?
?
mc（qkpky）=2371.778（kN/m）
M跨中人mcqr=428.907（kN/m）
Q跨中公
（1）?
?
mc（qkPky）=119.489（kN）
Q跨中人mcqr=11.624（kN）
2、四分点截面最大弯矩和最大剪力
L/4处
qk或qr（kN/m）
pk（kN）
1+（!
mc
Q或y；
S（kN.m或kN）
截面
何载类型
M
公路一级
10.5
322
1.177
0.681
127.656
1916.284
6.919
人群
3
v
X
0.84
170.201
428.907
Q
公路一级
10.5
386.4
1.177
0.681
11.531
220.654
0.750
人群
3
\
0.84
11.531
29.059
由上表可求出:
Ml/4公
（1）?
?
mc（qkPky）=1778.897（kN/m）
MU4人mcqr=428.907（kN/m）
Qi/4公
（1）?
?
mc（qkPky）=204.071（kN）
Ql/4Amcqr=29.059（kN）
3、支点面处的最大剪力
支点处
qk或qr（kN/m）
pk（kN）
1+（i
mc
Q或y
S（kN.m或kN）
截面
何载类型
Q
公路一级
10.5
386.4
1.177
0.681
18.45
311.544
1
人群
3
0.84
18.45
46.494
由上表可计算出:
Q支点公
（1）?
?
mc（qkPky）=288.654（kN）
Q支点人mcqr=46.494（kN）
4、变化点截面处最大弯矩和最大剪力（L/8）
L/8处
截
面
荷载类型
qk或qr（kN/m）
pk（kN）
1+（i
mc
Q或y
S（kN.m或kN）
M
公路一级
10.5
322
1.177
0.681
74.464
4.036
36.323
人群
3
0.84
14.414
262.848
Q
公路一级
10.5
386.4
1.177
0.681
14.414
0.875
36.323
人群
3
0.84
14.414
36.323
由上表可计算出
Ml/8公（1
）?
?
mc（qk
pky）=1037.669（kN/m）
Ml/8人
mcqr
=36.323（kN/m）
Ql/8公
（1
）?
?
mc（qk
pky）=243.258（kN）
Ql/8人
mcqr
=36.323（kN）
3、主梁效应作用组合
w
跨中截面
L/4点截面
变化点截面（L/8）
支点
1RJ叙K力1J
M最大值
Q取大值
M最大值
Q取大值
M最大值
Q取大值
M最大值
Q取大值
1
IS载作用
20769.1070.
000
15576.830
1125.697
9086.484
1688.545
0
2251.394
2
汽车荷载
2554.953
129.763
1916.284
220.654
1117.809
262.848
0
311.544
3
人群何栽
428.907
11.624
428.907
29.059
36.323
36.323
0
46.494
4
豆期组合
（恒+0.7汽+1.0人）
22986.4811（
）2.458
17347.136
1309.213
9905.274
1908.862
0
2515.969
5
n期组合
（恒+0.4汽+1.0人）
22219.9956：
1529
16772.251
1243.017
9569.931
1830.008
0
2422.505
6
"艮组合
（1.2恒+1.4汽
+0.8*1.4人）
28980.2381
）4.687
21855.370
1692.297
12509.396
2434.924
0
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