T梁结构设计要点

3.2 结构尺寸

3.2.1 横断面的布置

依据《公路桥涵设计通用规范》主梁间距为2.0米，桥面板采用现浇混凝土刚性接头，由桥面净宽确定为9片梁。

3.2.2 主梁尺寸拟定

(1) 主梁高度

预应力混凝土简支梁的主梁高度与其跨径之比通常在1/15～1/25之间，当建筑高度不受限制时，增大梁高是比较经济的方案，可以节省预应力钢束用量。对于跨径25米的简支梁取用150厘米梁高是比较合理的。选用150厘米梁高时，计算跨径为24.12米，高跨比为1.50/24.12=1/16。1/16位于1/15～1/25之间，符合要求。

(2) T梁翼板厚度

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受压的强度要求。本设计预制T梁翼板厚度取用150mm，翼板根部加厚到250mm以抵抗翼缘根部较大弯矩。

(3) 主梁腹板的厚度

在预应力混凝土梁中腹板内主拉应力较小，腹板的厚度主要由预应力钢束的孔道设置方式决定，同时从腹腔板的稳定出发，腹板厚度不宜小于其高度的1/15，故取用腹板厚度为14厘米。在跨中区段，钢束主要布置在梁的下缘，以形成较大的内力偶臂，故在梁腹板下设置马蹄，以利数量较多的钢束布置。设计实践表明，马蹄面积与截面总面积以10%～20%为宜。设置马蹄宽30厘米，高18厘米，则马蹄与截面积之比为10.4%，位于10%～20%之间，符合要求。

(4) 横截面沿跨长度变化

横截面沿跨长度变化主要考虑预应力钢束在梁内布置的要求，以及锚具布置的要求，故为配合钢束的弯起而从六分点开始向支点逐渐抬高，同时腹板的宽度逐渐加厚，在距梁端一倍梁高范围内（150厘米）将腹板加厚与马蹄同宽。

(5) 横隔梁的设置

为增加各主梁的横向联系，使各主梁在载荷作用下的受力均匀，本设计共设置7道横隔梁。考虑施工方便和钢束布置，端横隔梁与梁同高，中横隔梁高132mm，厚度为16cm。

图3-1结构尺寸图（mm）

图3-2 T梁各截面图示

(6) 主梁几何特性计算见下表

表3-2跨中截面几何特性计算表（小毛截面）

分块名称分块面积

形心距上

缘距离

)

(cm

y

i

分块面积

)

(2

cm

A

i

分块面积对上

缘净矩

i

i

i

Y

A

S⨯

=

分块面积

自重惯性

矩

)

(4

cm

I

i

i

s

i

y

y

d-

=

分块面积对截

面形心惯性矩

2

x i i

I A d

=⨯

x

i

I

I

I+

=

翼板7.5 2250 16875 42187.5 37.95 3240455.63 3282643.13 三角

承托

18.333 680 12466.44 3777.78 27.12 500136.19 503913.97 腹板73.5 1638 118755 1868548.5 －27.05 1198528.70 3067077.2 下三

角

128 96 12288 768 －82.55 624192.24 624960.24 马蹄141 540 76140 14580 －95.55 4930093.35 4944673.35 ∑5204 236524.44 12423267.90

表3-2跨中截面几何特性计算表（大毛截面）

分块名称分块面积

形心距上

缘距离

)

(cm

y

i

分块面积

)

(2

cm

A

i

分块面积对上

缘净矩

i

i

i

Y

A

S⨯

=

分块面积

自重惯性

矩

)

(4

cm

I

i

i

s

i

y

y

d-

=

分块面积对

截面形心惯

性矩

2

x i i

I A d

=⨯

x

i

I

I

I+

=

翼板7.5 3000 22500 56250 33.17 3300747 3356997 三角

承托

18.333 680 12466.44 3777.78 22.34 339280.3 343058 腹板73.5 1638 118755 1868548.5 －31.83 1659538 3528086 下三

角

128 96 12288 768 －87.33 732146.8 732914.8 马蹄141 540 76140 14580 －100.33 5435699 5450297 ∑5954 242149.44 13411335

注：/242149.44/595440.67s i i y S A =∑==（cm ）

y 150-40.67109.33x ==（cm ）

上核心距： /13411335/(5954109.33)20.60()s i x K I A y cm =∑=⨯= 下核心距： /13411335/(595440.67)55.38()x i s K I A y cm =∑=⨯= 截面效率指标： ()/(20.6055.38)/1500.510.5s x K K h ρ=+=+=> 表明以上初拟的主梁跨中截面尺寸是合理的。

3.3主梁内力计算

3.3.1 永久作用效应计算

3.3.1.1永久作用集度

(1) 预制梁自重（第一期永久作用）

1)跨中截面段主梁自重（六分点截面至跨中截面，长8.04米）

G(1)=0.5204×25×8.04=104.60（KN ）

2)马蹄抬高与腹板变宽段梁自重（长2.94米）

G(2)= (0.69＋0.5204)×2.94×25÷2=19.47(KN)

3) 支点段梁的自重

G(3)=0.69×25×1.5=25.88(KN)

4) 边主梁的横隔梁

内横隔梁体积： 0.16×（1.32×1.5-0.5204+0.054）=0.2422 m 3

端横隔梁体积： 0.16×（1.35×1.5-0.69）=0.2136 m 3

故半跨内横梁重力为：

G(4)=(2.5×0.2422＋1×0.2136)×25=20.48（KN ）

5)预制梁永久作用集度

g 1=（104.60+19.47+25.88+20.48）/12.48=13.66（KN/m ）

(2) 二期永久作用

1) 现浇T 梁翼板集度(5)g =0.15 ×0.6×25=2.25（KN/m ） 2) 边梁现浇部分横隔梁

一片中横隔梁（现浇）体积 0.16×0.25×1.32=0.0528 m 3 一片端横隔梁（现浇）体积