装配式钢筋混凝土简支T形梁桥设计.docx

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装配式钢筋混凝土简支T形梁桥设计

装配式钢筋混凝土简支T形梁桥设计

一.基本设计资料

（一）跨度和桥面宽度

标准跨径：

16m（墩中心距）。

计算跨径：

15.5m。

主梁全长：

15.96m。

桥面宽度（桥面净空）：

净—9m（行车道）+22.0（人行道）。

（二）技术标准

设计荷载：

公路Ⅱ级，人行道和栏杆自重线密度按照单侧6KN/M计算，人群荷载

3KN/。

环境标准：

Ⅰ类环境。

设计安全等级：

二级。

（三）主要材料

1.混凝土：

混凝土简支T形梁及横梁采用C50混凝土；桥面铺装上层采用0.05m

的沥青混凝土，下层为厚0.06-0.13m的C30混凝土，沥青混凝土重度按23KN/m3计，混凝土重度按26KN/计。

2.钢材：

采用R235钢筋，HRB335钢筋。

（四）构造形式及截面尺寸

图1桥梁横断面和主梁纵断面图（单位：

cm）

如图1所示，全桥共有6片T形梁组成，单片T形梁为1.4m，宽1.8m；桥上横坡；为双向1.5%，坡度由C30混凝土铺装控制；设有5根横梁。

二．主梁的计算

（一）主梁的荷载横向分布系数计算

1.跨中荷载横向分布系数

如前所述，桥跨内设有五根横隔梁，具有可靠的横向联系，且承重结构的宽跨比为：

B/l=13/15.5=0.838>0.5，故按G-M法计算。

（1）计算主梁的抗弯及抗扭惯性矩I和：

1）球主梁截面的中心位置x（见图2）：

翼缘板厚度按平均厚度计算，其平均板后为

h1=（10+16）cm=13cm

图2主梁抗弯及抗扭惯性矩计算图示（单位：

cm）

则：

x=

2）抗弯惯性矩I为

I=[+

]

=9069822

对于T形截面梁，抗扭惯性矩可以近似按下式计算：

式中，单个矩形截面的宽度和高度；

——矩形截面抗扭刚度系数；

m——梁截面划分成单个矩形截面的个数。

的计算过程及结果见表1。

表1计算表

分块名称

翼缘板

200

13

0.07

0.3333

0.0014645

腹板

127

18

0.14

0.3063

0.0022687

∑

0.0037322

即得

单位宽度抗弯及抗扭惯矩：

（2）横梁的抗弯及抗扭惯矩

翼缘板有效宽度的计算，计算图示如图3

所示。

横梁长度取两边主梁的轴线间距，即

l=5b=10m

c=（3.85-0.16）/2=1.85m

图3横梁截面特性计算示意图

h′=110

b′=16

c/l=1.85/10=0.185

根据的比值c/l查表2，可得翼缘板有效工作宽度。

表2翼缘板有效工作宽度

c/l

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

0.71

0.635

0.568

0.509

0.459

0.416

查表=0.8124

求横梁截面中心位置：

=0.0338<0.1,故=1/3，由于连续桥面板的单宽抗扭惯距只有独

立宽扁板的一半，可取=1/6。

查表得。

单位抗弯及抗扭惯性矩和:

（3）计算抗弯参数及抗扭参数。

式中B——主梁全宽的一半；

l——计算跨径。

按《公预规》3.1.6条，取，则：

（4）计算荷载弯矩横向分布影响线坐标

已知，查G—M图表，可得表3中的数值。

表3影响系数和值

系数

梁位

荷载位置

B

3B/4

B/2

B/4

0

—B/4

—B/2

—3B/4

—B

校核

K1

0

0.83

0.92

1

1.1

1.17

1.1

1

0.92

0.83

8.04

B/4

1.11

1.15

1.18

1.2

1.11

0.97

0.83

0.73

0.64

8.05

B/2

1.42

1.37

1.32

1.18

1

0.83

0.7

0.59

0.5

7.95

3B/4

1.81

1.61

1.39

1.14

0.91

0.73

0.6

0.5

0.41

7.99

B

2.23

1.8

1.38

1.08

0.82

0.64

0.5

0.42

0.35

7.93

K2

0

0.48

0.75

1.01

1.29

1.42

1.29

1.01

0.75

0.48

8.00

B/4

1.34

1.41

1.37

1.43

1.26

0.99

0.64

0.26

-0.1

8.00

B/2

2.34

2.11

1.85

1.48

1.03

0.64

0.22

-0.19

-0.5

8.04

3B/4

3.61

2.86

2.1

1.37

0.75

0.27

-0.2

-0.5

-0.9

8.01

B

4.9

3.56

2.28

1.3

0.5

-0.19

-0.5

-0.9

-1.3

7.81

用线性内插法求各梁位处横向分布影响线坐标值如图4所示。

图4主梁横截面尺寸图（单位：

cm）

1号、6号梁：

2号、5号梁：

3号、4号梁

列表计算各梁的横向分布影响线值η见表4

表4各主梁横向分布系数坐标值

梁号

算式

荷载位置

B

3B/4

B/2

B/4

0

-B/4

-B/2

-3B/4

-B

1

1.98

1.67

1.39

1.12

0.88

0.70

0.57

0.47

0.39

4.40

3.09

2.16

1.35

0.67

0.17

-0.30

-0.63

-1.05

-2.06

-1.42

-0.77

-0.23

0.21

0.53

0.87

1.10

1.44

-0.302

-0.208

-0.113

-0.34

0.031

0.078

0.128

0.161

0.211

=

3.738

2.882

2.047

1.316

0.701

0.248

-0.172

-0.469

-0.839

=

0.623

0.480

0.341

0.219

0.117

0.041

-0.029

-0.078

-0.140

1

1.42

1.37

1.32

1.18

1.0

0.83

0.70

0.59

0.50

2.34

2.11

1.85

1.48

1.03

0.64

0.22

-0.19

-0.54

-0.92

-0.74

-0.53

-0.3

-0.03

0.19

0.48

0.78

1.04

-0.135

-0.109

-0.078

-0.044

-0.004

0.029

0.070

0.115

0.153

=

2.205

2.001

1.772

1.436

1.026

0.668

0.290

-0.075

-0.387

=

0.367

0.334

0.295

0.239

0.171

0.111

0.048

-0.013

-0.065

3

1.02

1.07

1.12

1.17

1.13

1.01

0.89

0.79

0.70

1.05

1.09

1.25

1.38

1.31

1.09

0.76

0.42

0.12

-0.03

-0.12

-0.13

-0.21

-0.18

-0.08

0.13

0.37

0.58

-0.004

-0.018

-0.019

-0.031

-0.026

-0.012

0.019

0.054

0.085

=

1.046

1.172

1.231

1.349

1.284

1.078

0.779

0.474

0.205

=

0.174

0.195

0.205

0.225

0.214

0.180

0.130

0.079

0.034

绘制横向分布影响线图5求横向分布系数。

按照《桥规》4.3.1条和4.3.5条规定，汽车荷载距人行道边缘不小于0.5m，人群

荷载取3.0kN/，人行道和栏杆自重线密度按单侧6kＮ/ｍ.

各横向分布系数：

公路Ⅱ级：

人群荷载：

图5荷载横向分布系数计算（单位：

cm）

人行道板：

2.梁端剪力横向分布系数（按杠杆法）

公路Ⅱ级（图6）：

人群荷载：

（二）作用效应计算

1.永久效应计算

（1）永久荷载：

假定桥面构造各部分重力平均分配给主梁承担，则永久荷载计算

结果见表5。

表5钢筋混凝土T形梁永久荷载计算表

构件名

构件尺寸/cm

构件单位长度体积/

重度/（kN/）

每延米重/（kN/m）

主梁

0.4886

26

12.7036

横隔梁

中梁

0.09117

26

2.3691

边梁

0.04556

26

1.1845

桥面铺装

沥青混凝土（厚5cm）0.1

23

2.3

混凝土垫层（取平均厚度9.5cm）0.19

24

4.56

∑

6.86

栏杆及人行道部分

6

人行道重力按人行道板横向分布系数分配至各梁的板重为：

各梁的永久荷载汇总结果见表6。

表6各梁的永久荷载值

梁号

主梁

横隔梁

栏杆及人行道

桥面铺装层

总计

1（6）

12.7036

1.1845

2.742

6.86

23.4901

2（5）

12.7036

2.3691

1.854

6.86

23.7777

3（4）

12.7036

2.3691

1.380

6.86

23.3217

（2）永久作用效应计算

1）影响线面积计算见表7。

表7影响线面积算表

项目

计算面积

影响线面积

2）永久作用效应计算见表8。

表8永久作用效应计算表

梁号

1（6）

23.4901

30.03

705.4077

23.4901

22.52

528.9971

23.4908

7.75

182.0483

2（5）

23.7777

30.03

714.0443

23.7777

22.52

535.4738

23.7777

7.75

184.2772

3（4）

23.3217

30.03

700.3507

23.3217

22.52

525.2047

23.3217

7.75

180.7432

2.可变作用效应

（1）汽车荷载冲击系数计算：

结构冲击系数与结构的基频有关，故应先计算结

构的基频，简支梁桥的基频简化计算公式为：

其中：

由于1.5Hz≤f≤14Hz，故可由下式计算汽车荷载的冲击系数：

（1）公路Ⅱ级均布荷载、集中荷载及影响线面积计算（见表9）：

公路Ⅱ级车

道荷载按照公路Ⅰ级车道荷载的0.75倍采用，均布荷载标准值和集中荷载