钢筋混凝土简T型梁桥设计

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177.72
257.64
173.44
承载能力
极限状态
基本组合
2303.57
1729.55
1657.06
357.56
578.20
365.12
正常使用
极限状态
短期组合
1327.14
996.91
968.21
189.13
324.05
198.05
长期组合
1097.31
824.54
808.14
146.91
262.85
1.08
0.90
0.79
0.57
0.60
0.51
7.90
k0
0
0.75
0.90
1.00
1.12
1.18
1.12
1.00
0.90
0.75
7.97
B/4
1.60
1.50
1.35
1.25
1.10
0.90
0.63
0.38
0.15
7.99
B/2
2.42
2.10
1.78
1.40
0.99
0.62
0.24
-0.07
为集中荷载产生的荷载效应。
为计汽车冲击力后汽车荷载产生的总效应。
表8
项目
计算图
Pk对应效应
S1
qk对应效应S2
(1+u)(S1+S2)

ML/4
408.29
163.09
725.6526

ML/2
544.38
217.45
967.5241

QL/4
111.99
27.95
177.7238

Q0
176.36
所以,
表1
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
0.983
0.936
0.867
0.789
0.710
0.635
0.568
0.509
0.459
0.416
求横梁截面重心位置 :
横梁的抗弯惯矩 和横梁腹板的抗扭惯矩 :
其中,
查表,可得
所以,横梁的单宽抗弯惯矩 和单宽抗扭惯矩 为:
所以,截面尺寸满足受剪要求
(2)构造配筋验算
所以,要配置抗剪钢筋。
(3)主筋弯起
根据剪力包络图弯起钢筋:
画出梁的剪力包络图,计算剪力取距梁支座中心 处,并由此弯起主筋,其中,有两排主筋不弯起,弯起三排主筋,主筋弯起角度 。在距支座中心线 的点配置斜筋 ,如上图。其中,在斜筋的起弯点处,有 的剪力没有对应弯起钢筋,但相对于混凝土与箍筋共同承担的剪力值:
1.713
1.508
1.294
1.041
0.785
0.493
0.241
-0.039
ηi=Ka/5
0.378
0.343
0.302
0.259
0.208
0.157
0.099
0.048
-0.008
3
K1'
0.92
0.94
0.98
1.05
1.08
1.05
0.98
0.94
0.92
K0'
0.75
0.9
1
1.12
1.18
可以看出,由于两车道的折减系数取1.0,故最不利的横向分布系数肯定发生在两车道加载时。下图为横向影响线加载的最不利情况:
由上图得:
对于2号梁:
对于3号梁:
由此可以看出,2号梁的受力情况较3号梁为不利,故内梁均按2号梁配筋,只算2号梁。取
2,梁端剪力横向分布系数的计算(按杠杆法)
(二)内力计算
1.恒载内力
而实际配筋:
满足规范要求。
5,斜截面抗剪验算
在四分之一跨径处进行斜截面抗剪验算。根据表9数据, 处,最大剪力 ,对应的弯矩 。
由规范5.2.7,斜截面抗剪验算公式:
其中,
而通过 点的斜截面的水平投影长度
而 ,取 ,代入,得
有上述些裂缝的水平投影长度C作出
此斜截面,如右图所示:
可以看出,斜筋 及
通过此斜截面,故
4,箍筋配置
按《公预规》第5.2.11条,箍筋间距的计算公式为:
选用 双肢箍( ),面积 。
其中:
,取
将以上数据代入公式得:
故全跨布置 ,并根据规范要求,在支座中心向跨径方向一倍梁高范围内对箍筋进行加密,箍筋间距100mm。
配箍率:
根据《公预规》第9.3.13条规定,钢筋混凝土梁中应设置直径不小于8mm且不小于1/4主钢筋直径的箍筋,对于R235钢筋来说:
钢筋混凝土简支T型梁桥设计计算书
一,设计资料
(一)桥面净空
净- 人行道
(二)主梁跨径和全长
标准跨径 (墩中心距离)
计算跨径 (支座中心距离)
主梁全长 (主梁预制长度)
(三)公路等级
公路I级
(四)气象资料
桥位处年平均气温为21.3ºC,年平均最高气温为37.4ºC,年平均最低气温为5.8ºC。
(五)施工方法
所以:
对于③号梁,它位于0点处,
所以:
由此,列表计算②号梁和③号梁的横向分布影响线坐标 值(表3):
表3


算式
荷载位置
B
3/4B
1/2B
1/4B
0
"-1/4B
"-1/2B
"-3/4B
"-B
2
K1'
1.11
1.145
1.14
1.09
1.015
0.945
0.87
0.8
0.75
K0'
2.01
1.8
1.565
11.37
9.344
总恒载
20.714
(2).恒载内力计算:
影响线面积计算见表6:
表6
项目
计算图式
影响线面积w0
Ml/2
Ml/4
Ql/2
Ql/4
Q0
恒载内力计算表见表7:
表7
ML/2
ML/4
QL/4
Q0
q
w0
qw0
q
w0
qw0
q
w0
qw0
q
w0
qw0
20.714
38.2
790.86
20.714
28.7
-0.47
8.04
3/4B
3.35
2.76
2.10
1.49
0.91
0.39
-0.15
-0.60
-1.20
7.98
B
4.30
3.20
2.40
1.60
0.80
0.15
-0.45
-0.90
-1.69
8.11
用内插法求各梁位处值:
如右图:
对于②号梁:
它位于1/2B和1/4B
之间,且距离1/2B和
1/4B均为6m。
钢筋的重心:
有效高度:
根据力的平衡:
根据力矩平衡:
由规范查得:
对于主筋采用HRB335,混凝土用C40,界限受压区高度

所以,主筋采用 ,安全。
3,斜筋配置
(1).抗剪强度上下限复核
对于腹板宽度不变的等高度简支梁,距离支点h/2处的第一个计算截面的截面尺寸控制设计,应满足下列要求:
根据构造要求,仅保持最下面两根钢筋通过支点,其余各钢筋在跨间不同位置处弯起或截断。将有关数据带入上式得:
根据《公预规》第6.5.2条计算主梁的刚度:
式中, ——开裂构件等效截面的抗弯刚度;
——全截面抗弯刚度, ;
——开裂截面的抗弯刚度, ;
混凝土:C30普通混凝土
(九)计算方法
极限状态法
(十)结构尺寸
如图:
(十一)设计依据
(1)《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60——2004)
(2)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62——2004)
二,主梁的计算
(一) 主梁的荷载横向分布系数
1,跨中荷载弯矩横向分布系数(按G-M法)
156.85
(三),主梁配筋计算
1.计算梁的主筋配置
梁的跨中弯矩:
有效翼缘宽度:
I类环境,最小保护层厚度 ,假定 ,则主梁有效高度

那么:
故,此梁截面为第一类T型截面,按矩形截面算。
由力矩平衡:
取结构重要性系数 (注:以下出现的结构重要性系数均取 )
即:
解得:
截面主筋面积计算:
选用 钢筋。
2,主筋配置验算
+0.09х0.03
=0.3747
9.74



一期恒载
0.88х[(0.14+0.16)/2]
х2х(0.82-0.1)х5/17.5
=0.05431
26
1.41
二期恒载
0.88х[(0.14+0.16)/2]
х2х0.82х5/17.5
=0.0551
1.63




二期恒载
沥青混凝土:
0.07х1.8
594.70
20.714
4.38
90.624
20.714
8.75
181.25
2.活载内力计算
①汽车冲击系数计算
采用C40混凝土
梁的基频:
冲击系数:
②活载内力计算:
公路I级车道荷载值的确定:
由《通用规范》4.3.1:
在计算剪力效应时,采用 。现将汽车荷载的计算列表如下,其中:
为均布荷载产生的荷载效应;
=0.126
24
3.024
钢筋混凝土
(平均11.375cm):
0.11375х1.8
=0.205
25
5.12




总3kN/m
每根梁:3х2/5
=1.2kN/m
——
1.2
2号梁的恒载汇总于下表:
表5
项目
一期恒载kN/m
二期恒载kN/m
主梁
横隔板
桥面铺装
栏杆
数值
9.74
1.63
8.144
1.2
各期恒载的和
3
1608.7 ( )
3.461
119.63
4
1231.5 ( )
4.615
63.81
对于1,计算得
对于2,3, ,所以肯定满足。
对于4,计算得
故,斜筋面积满足。
(4)主筋弯起后正截面抗弯强度的校核
根据主筋的抗弯承载力和弯矩包络图校核:
由右图可见,弯起钢筋满足规范规定的要求。
并且可以得出,弯起钢筋锚固充分,斜截面抗弯计算可以省略。
,所以,忽略。
各排弯起钢筋的计算:
按《公预规》5.2.11,每排弯起钢筋的总截面面积:
将弯起钢筋距支座中心的距离,钢筋面积及其承担的剪力值列表如下:
表10
斜筋排次
斜筋面积
弯起点距支座中心距离(m)
承担的剪力值(kN)
1
1608.7 ( )
1.154
199.83
2
1608.7 ( )
2.038
175.46
所以,
综上述,斜截面抗剪通过验算。
6,裂缝宽度验算
由规范6.4.3,裂缝宽度计算公式:
其中,
采用 钢筋, ,钢筋直径 ,
所以,裂缝宽度:
查《公预规》,由第6.4.2条,对于I类环境,裂缝宽度限值为0.2mm
综上述,裂缝宽度通过验算。
7,挠度验算
根据《公预规》第6.5.3条:钢筋混凝土受弯构件的长期挠度值,在消除结构自重产生的长期挠度后,梁式桥主梁的最大挠度处不应超过计算跨径的1/600.
0.92
7.94
B/4
0.97
1.08
1.09
1.09
1.03
0.98
0.92
0.85
0.80
7.93
B/2
1.25
1.21
1.19
1.09
1.00
0.91
0.82
0.75
0.70
7.95
3/4B
1.49
1.38
1.23
1.09
0.98
0.85
0.75
0.69
0.61
8.02
B
1.80
1.52
1.28
(1),恒载:假定桥面构造个部分重量平均分给各主梁(只算中梁)
表4
构件名
荷载性质
构件简图及尺寸
单元构件
体积及算式
容重kN/m3
每延米重量(kN/m)


一期恒载
(1.6-0.16)х0.1+0.16х1.3
+0.09х0.03
=0.3547
26
9.22
二期恒载
(1.8-0.16)х0.1+0.16х1.3
(1)主梁的抗弯 和抗扭惯矩
求主梁截面的重心位置 :
平均板厚:
主梁腹板的抗扭惯矩:
其中:c——截面抗扭刚度系数(查表)
b、t——矩形的宽度与厚度。
查表可知:
单位抗弯及抗扭惯矩:
(2)横梁抗弯和抗扭惯矩
翼板有效宽度 计算:
横梁长度取为两边主梁的轴线间距,即
横梁翼板的宽度(单边):
横梁平均宽度:
根据 比值可查表1,求得
1.325
1.045
0.76
0.435
0.155
-0.16
K1'-K0'
-0.9
-0.655
-0.425
-0.235
-0.03
0.185
0.435
0.645
0.91
(K1'-K0')√a
-0.120
-0.087
-0.057
-0.031
-0.004
0.025
0.058
0.086
0.121
Ka
1.890
总上述:
(3)计算抗弯参数 和扭弯参数
其中,
B——取桥宽的一半
L——取计算跨径。
所以,
(4)计算荷载弯矩横向分布影响线坐标
已知 ,查GM图表,可得表2中的数值。
表2
梁位
荷载位置
B
3/4B
B/2
B/4
0
-B/4
-B/2
-3/4B
-B
较核
k1
0
0.92
0.94
0.98
1.05
1.08
1.05
0.98
0.94
采用焊接钢筋骨架设计。
施工方法如下:预制部分主梁,吊装就位后现浇接缝混凝土形成整体,最后进行桥面系施工。
(六)桥面铺装
8cm钢筋混凝土+7cm沥青混凝土
(七)栏杆
采用普通钢筋混凝土立柱和花色栏板,单侧宽度30cm,其单侧栏杆集度3KN/m。
(八)材料
钢筋:主筋采用HRB335(Ⅱ级螺纹钢筋),其它则采用R235(Ⅰ级光圆钢筋)。
0.997
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