钢筋混凝土T形梁桥设计

钢筋混凝土T形梁桥设计

一设计资料与结构布置

1桥面跨径及宽度

标准跨径：主桥采用20m标准跨径。

计算跨径：计算跨径取相邻支座间距为19.5m。 桥面宽度：桥面横向宽度为：12m。

2 设计荷载：

根据该桥所在道路的等级确定荷载等级为： 汽车荷载：公路II级荷载。 人群荷载：人群荷载取3.0Kn/m 3材料初步选定：

混凝土：主梁采用C40,人行道，栏杆，桥面铺装采用C25. 钢筋：采用12mm的HRB335钢筋。

二结构布置

1主梁高：混凝土T形简支梁高跨比的经济范围是1/11到1/16之间，故而本桥取1.3米 。

2主梁间距：装配式钢筋混凝土T形简支梁的主梁间距一般在1.5到2.2米之间，故而本桥采用2.0米。

3主梁肋宽：参考已成桥梁经验取18cm。 4翼缘板尺寸：端部取10cm，根部取14cm.

5横隔梁：支座处，桥垮的1/4处，以及1/2和3/4处，分别布置

一道横隔梁，其尺寸厚度取16cm，高度取一米。

6桥面铺装：采用8cm厚的沥青混凝土桥面铺装.

二主梁内力计算：

1主梁截面几何特性，

A=4488cm2 g1=11.22Kn/m 2横隔梁体积：

A=1.6cm2 g2=19.5Kn/m 3栏杆，人行道，桥面铺装： 沥青混凝土重度γ=23kn/m

人行道，栏杆每延米重度γ=5.0kn/m 桥面铺装：1.84kn/m

边主梁;5.0+1.84*0.75=6.38kn/m 中主梁：1.84*2.0=3.68kn/m 梁 荷载 边主梁 中主梁 12.24 12.24 6.38 3.68 18.62 15.92 一二期荷载 三期荷载 总和 4主梁横载内力计算： 项目 梁 边主梁 中主梁 弯矩M L/2 885.03 756.70 L/4 663.76 567.52 L/8 387.20 331.06 剪力Q L/2 136.16 116.42 L/4 90.77 77.61 L/8 181.54 155.22 5用杠杆法计算1，2，3号梁的剪力的荷载横向分布系数

6用刚性横梁法计算1，2，3号梁的弯矩荷载横向分布系数

因本桥的宽跨比接近0.5，故而可以利用刚性横梁法计算。 其计算公式为： Ri=

1e*ai?n

2N?Ai1带入数据，而后可以求出1，2，3号梁的分布系数： 编号 系数 1 0.881 2 0.4238 3 0.1952 2 活载内力计算：

采用直接加载求汽车荷载内力及人群荷载内力，计算公式为： S=（1+?）*?（mcqqk?+mkpkyk） S=mcr*qr*?

式中 S为所求截面的弯矩或者剪力 1+?为汽车荷载的冲击系数， ?为汽车荷载折剪系数，此出取一

Mcq ，mcr 为汽车人群跨中荷载横向分布系数。 Mk集中荷载pk作用处的横向分布系数， Qk， qr 车道荷载中的均布系数及人群系数

Pk车道荷载中的集中荷载， ? 弯矩或剪力影响线的面积，

Yk 与车道荷载的集中荷载对应的影响线竖标值 由公路规范可知：

公路II级车道荷载均布荷载Qk=7.875kn/m和集中荷

Pk=178.5kn/m

Mc=G/g=(18.62+15.92)/2=1.727*1000kg/m

下面计算简支梁桥基频 冲击系数?可以按照下式计算：

根据《公路桥涵设计通用规范》规定，应计入汽车冲击力。 当f小于1.5赫兹是，μ=0.05

当f在1.5到14赫兹之间时，μ=0.1767Lnf-0.0157 当f大于14赫兹是， μ=0.05 在《公路桥涵设计通用规范》中规定，

当拱圈桥拱上建筑可以看做简支梁桥时按照下式计算。

f1?

?12?l2EIc mc

所以冲击系数为1.26

下面以一号梁的计算为例，计算各个截面的剪力与弯矩， 1，跨中截面 弯矩

Mq=（1+?）*?（mcqqk?+mkpkyk）

=1.26*1*(0.881*7.875*47.53+0.881*178.5*19.514) =1381.83kn/m2 M r=mcr*qr*?

=1.125*3*47.53=160.41KN/M 剪力

Qk=（1+?）*?（mcqqk?+mkpkyk）

Qk=1.26*1（0.625*7.875*2.438+0.625*178.5*0.5） =85.40kn/m2 Qr= mcr*qr*? Qr=1.125*3*2.438 =8.228kn

2四分之一截面

Mq=（1+?）*?（mcqqk?+mkpkyk） =1036.112kn/m2 M r=mcr*qr*? =0.881*3*35.65 =94.22 剪力：

Qk=（1+?）*?（mcqqk?+mkpkyk） =104.3 Qr= mcr*qr*?

=18.52 3支点截面： 弯矩： 均为零 剪力：

Qk=（1+?）*?（mcqqk?+mkpkyk） =376.81 Qr= mcr*qr*? =32.9

现在汇总上述数据如下：

序号 荷载类弯矩 型 剪力 四分跨中弯之一矩 处 0 梁端弯四分跨中弯梁端 矩 之一矩 处 1 2 恒载 0 663.76 885.03 181.54 90.77 1036.112 1381.83 18.52 汽车荷0 载 376.81 104.30 85.40 3 人群荷0 载 120.32 160.41 32.9 8.23 4 承载能 力极限2381.8288 3176.258 782.23 275.682 128.7776 状态 5 正常使 用状态短期效应组合 6 正常使 用状态长期效应组合

3主梁内力组合

1号梁的内力组合及计算过程列于上述，同理可知其他各号梁的跨中截面，四分之一截面，以及支点处截面的剪力弯矩，现在汇总与下述表格： 梁的编荷载类弯矩 号 型 梁端 四分跨中弯梁端 之一矩 出 四分之跨中一处 弯矩 1030.698 1374.374 310.64 101.27 40.082 1341.99 1789.5 247.337 165.452 72.61 1 正常使0 用状态短期效应组合 1341.99 1789.5 247.3 165.452 72.61

正常使0 用状态长期效应组合 承载能0 力极限状态 1030.698 2381.8288 1030.91 912.7 1374.37 3176.585 1174.02 310.64 101.27 40.082 782.23 56.162 64.38 2 正常使0 用状态短期效应组合 正常使0 用状态长期效应组合 承载能0 力极限状态 正常使0 用状态短期效应组合 正常使0 用状态长期效应组合 承载能0 力极限状态 208.75 108.16 37.75 1014.7 161.46 82.89 21.57 2183.762 2902.276 372.87 197.81 91.06 3989.92 1071.275 892.91 932.327 222.3 108.49 37.96 169.2 83.08 21.69 1989.7 2231.8 403.35 198.63 91.16

四行车道板计算

1行车道板的计算图示：

由于主梁之间的连接刚度较大，所以主梁肋间的行车道板按照多跨连续单向板计算，顺桥向去一延米的班带作为研究对象。

2 行车道板的内力计算 1 荷载：

横载：翼板：G1=25*1*0.12=3kn/m 人行道及栏杆：G2=5kn/m 活载：人群荷载：G3=3.0kn/m 2内力：

支撑点处的弯矩和剪力最大：

M=0.5*（G1+G2+G3）L2-G3*0.25（L-0.25/2） =4.5545-0.58875 =3.9658

Q=(G1+G2)L+G3(L-0.25) =9.26

2主梁肋板间的内力计算：

由于相邻主梁间在翼缘板出湿接缝，且有若干根横隔梁连接，故而可以认为主梁横向连接刚度较大，则主梁肋板间的行车道板按照弹性固结的多跨连续单向板计算（主梁的粱肋对行车道板为弹性h支撑。）

主要荷载有： 恒载：

翼缘板：G1=3kn/m 桥面铺装：G2=1.84KN/M G=G1+G2=4.84KN/M

活载：计算车辆荷载轮载的有效宽度a, 根据通规可以知道a2=0.2m b 2=0.6m. 铺装层厚度H=0.08m

A1=a2 + 2H=0.2+2*0.08=0.36m B1= b 2 + 2H=0.6+2*0.08=0.76m 轮载在跨径中间是，

A=A1+L/3=0.36+2/3=1.027<2L/3=1.333

车轮荷载最小轮距为1.4m大于上面计算的A，故而相邻的荷载不会发生重叠，则取A=1.333M

轮载在板的支撑处Az=A1+t=0,54m

轮载在靠近板的支撑处： AX=Az+2X

做出汽车不同轮载作用下的有效工作宽度图形：如下：

1m宽简支板桥的跨中荷载弯矩值 M=p(1+?)(L-0.5* B1)/8a

P为车轮荷载后轮重度标准值

(1+?)为冲击系数 L为板长的计算跨径， A为版跨中的有效工作宽度， 则有

M=p(1+?)(L-0.5* B1)/8a =140*1.26*(2-0.76/2)/(8*1.333) =26.797KN M

每米板宽度的跨中横载弯矩计算公式：

M=gL2/8

式子中g为每延米的恒载重量 则带入数据可以得到。 M=2.42knm

则每米板宽的跨中总弯矩值为： M=26.797+2.42 =29.217 支点剪力计算：

汽车荷载的标准轮距为1.8m.计算最大剪力时，远端的轮距进入范围很少，且从影响线上可以看出，远端的轮距影响很小，为了简化计算，可以省略不计入考虑，仅计算一个轮载进入跨径范围。

计算公式如下：

Q=gL0/2+(1+?)(A1Y1+A2Y2)

其中：矩形部分荷载的合力为（以p=P/（2Ab1）） 则A1=pb1=140/(2*1.333)=52.513

三角形部分荷载的合力为（以p'=P/(2Ab1)带入） A2=（（p'–p）/2）(A-Az)

=140*(1.333-0.667)2/(8*1.333*0.667*0.76) =11.487 标注：

式中 p'与p分别是有效宽度A与a2处的荷载强度：

Y2对应于荷载合力A2的支点剪力影响线竖直坐标值： Y1对应于荷载合力A1的支点剪力影响线竖直坐标值： L0板的净跨径， 则其计算结果是：

Q=gL0/2+(1+?)(A1Y1+A2Y2)

=4.84*1.82/2+126*（52.513*0.791+11.487*0.939）

=4.4044+65.9283 =70.3327

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/0oa5.html