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钢筋混凝土简支T形梁桥设计

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时间: 钢筋混凝土简支T形梁桥设计 3
1 基本资料 3
1.1公路等级：二级公路 3
1.2主梁形式：钢筋混凝土T形简支形梁 3
1.3标准跨径:18m 3
1.4计算跨径：17.7m 3
1.5实际梁长：17.6m 3
1.6车道数：二车道 3
1.7 桥面净空 桥面净空——7m+2×0.75m人行道 3
1.8 汽车荷载 公路Ⅱ级 3
1.9 设计依据 3
2 具体设计 3
2.1 主梁的具体尺寸 3
2.2行车道板的内力计算 3
2.2.1结构自重及其内力（以纵向1m宽的板条进行计算） 4
2.2.2汽车车辆荷载产生的内力 4
2.2.3内力组合 5
2.3主梁内力计算 6
2.3.1 结构自重效应计算 6
2.3.2 汽车、人群荷载内力计算 7
2.4 横隔梁内力计算 15
2.4.1 拟定作用在中横隔梁上的计算荷载 16
2.4.2 绘制中横隔梁的内力影响线 16
2.4.3截面内力计算 18
2.5支座的计算 18
2.5.1拟定支座的平面尺寸 18
2.5.2拟定支座厚度 19
2.5.3验算支座偏转情况 19
2.5.4验算支座的抗滑稳定性 20
钢筋混凝土简支T形梁桥设计
1 基本资料
1.1公路等级：二级公路
1.2主梁形式：钢筋混凝土T形简支形梁
1.3标准跨径: 18m
1.4计算跨径：17.7m
1.5实际梁长：17.6m
1.6车道数：二车道
1.7 桥面净空 桥面净空——7m+2×0.75m人行道
1.8 汽车荷载 公路Ⅱ级
1.9 设计依据
（1）《公路桥涵设计通用规范（JTG D60—2023）》，简称《桥规》。
（2）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2023）》,简称 《公预规》。
（3）《公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ 124-85)》,简称《基规》。
2 具体设计
2.1 主梁的具体尺寸
1.主梁片数——四、五片；主梁间距1.5～2.2m，本桥选用1.6m。
2.主梁高度 （m），在跨径偏大时取用较小值，拟定采用的梁高为1.2m。
3.拟定主梁肋宽度：b=0.2m
4.主梁的根数：
2.2行车道板的内力计算
考虑到主梁翼板在接缝处沿纵向全长设立连接钢筋,故行车道板可按两端固接和中间铰接的板计算。
已知桥面铺装为2cm的沥青表面处治（重力密度为23kN/m）和平均9cm厚C30混凝土垫层（重力密度为24kN/m），T梁翼板的重力密度为25kN/m。
2.2.1结构自重及其内力（以纵向1m宽的板条进行计算）

图2-1 铰接悬臂板计算图示（尺寸单位：cm）
1.每延米板上的恒载：
沥青混凝土面层： =（kN/m）
C30混凝土垫层： =（kN/m）
T梁翼板自重： =（kN/m）
每延米板宽自重：
2.每米宽板条的恒载内力：
弯矩：
剪力：
2.2.2汽车车辆荷载产生的内力

图2-2 行车道板计算（尺寸单位：cm）

将后轮作用于饺缝轴线上（图2-2），后轴作用力为P=140kN，轮压分布宽度如图2-2所示。对于车轮荷载中后轮的着地长度为，宽度为[由《公路桥涵设计通用规范》（JTG D—2023）查的]，铺装层的厚度则得：

最外两个荷载的中心距离d=1.40m，则荷载对于悬臂根部的有效分布宽度：

冲击系数：

作用于每米宽板条上的弯矩为：

作用于每米宽板条上的剪力为：

2.2.3内力组合
1.承载能力极限状态内力组合计算（基本组合）：

2.正常使用极限状态内力组合计算（短期效应组合）：

2.3主梁内力计算
2.3.1 结构自重效应计算
由计算跨径L=17.70m，结构重要性系数为1.0，每侧栏杆机人行道构件重量的作用力为5 kN/m。

1.恒载集度
主梁：

横隔梁：
对于边主梁：

对于中心梁：

桥面铺装层：

栏杆和人行道：

作用于边主梁的所有荷载g为：

作用于中主梁的的恒载强度为：

2.恒载内力
梁内各截面的弯矩M和剪力Q的计算式：

其中：为计算跨径
为计算截面到支点的距离
表2-1 边主梁恒载内力
截面位置
内力

剪力Q(kN)
弯矩M（kN·m）

Q=147.600

表2-2 中主梁恒载内力
截面位置
内力

剪力Q(kN)
弯矩M（kN·m）

Q=153.44

2.3.2 汽车、人群荷载内力计算
（1）荷载横向分布的计算
荷载横向分布系数m的计算公式：汽 车：
人 群：
用杠杆原理法计算荷载位于靠近主梁支点时的荷载横向分布系数m。荷载位于指点时1号梁相应汽车-II级和人群荷载的横向分布系数，如图2-4。

图2-4 杠杆原理法计算横向分布系数（尺寸单位：cm）
1号梁：
公路II级
人群荷载
2号梁：
公路II级
人群荷载
3号梁：
公路II级
人群荷载
当荷载作用跨中时，1号边主梁的横向分布系数：
宽跨比.故用偏心压力法计算横向分布系数m
a）求荷载横向分布影响线竖标
n=5梁间距为1.60则:

1号梁在2个边主梁处的横向影响线的竖标值为：

2号梁在2个边主梁处的横向影响线的竖标值为：

3号梁在2个边主梁处的横向影响线的竖标值为：

b）绘制荷载横向分布影响线，并按最不利布载，如图2-5所示。

图2-5 刚性横梁法计算横向分布系数图示（尺寸单位：cm）
c） 计算m
1号梁：
公路II级
人群荷载
2号梁：
公路II级
人群荷载
3号梁：
公路II级
人群荷载
表2-3 荷载横向分布系数汇总
梁号
位置
公路II级
人群荷载
1
跨中
0.538
0.684
支点
0.438
1.422
2
跨中
0.469
0.442
支点
0.5
0
3
跨中
0.400
0.400
支点
0.594
0
（2）均布荷载和内力影响线的面积计算

公路II级均布荷载（kN∕m）
人群荷载
（kN∕m）
影响线面积
(㎡)
影响线图示

注：10.5KN/m为公路-I级车道荷载的均布荷载标准值；公路-Ⅱ级车道荷载的均布荷载标准值和集中荷载标准值按公路-I级车道荷载的0.75倍采用。
计算跨径小于50m时，人群荷载标准值为3.0kN/m。
（3）公路II级中集中荷载P的计算

计算弯矩效应时：
计算剪力效应时：
注：按《公路桥涵设计通用规范》(D60-2023)当计算跨径在5-50m之间时，P用直线内插求得。
(4）计算
求主梁截面中心位置：
翼板的换算平均高度：

主梁抗弯惯性矩：

（5）计算冲级系数
简支梁桥的基频：

——结构的计算跨径，本桥
——混凝土弹性模量，本桥C30的
——结构跨中截面的惯矩，本桥
——结构跨中处单位长度质量（）本桥

因此，将以上相应之值代入式中，可得：

根据《公路桥涵设计通用规范》（D60-2023）中第4.3.2条之5，当时，，则可得：

，双车道不折减，。
（6）跨中弯矩M1/2的计算代入下式得：

表2-4 公路II级产生的弯矩（kN.m）
梁号
内力

弯矩效应
1

0.538
1.304
7.875
43.711
173.1
4.425
778.86
2

0.469
678.97
3

0.400
579.08
表2-5 人群荷载产生的弯矩（kN.m）
梁号
内力
m
q

弯矩效应
1

0.684
2.25
43.711
67.27
2

0.442
43.47
3

0.400
39.34
按承载能力极限状态，结构重力对结构的承载能力不利时计算弯矩效应组合：

表2-6 跨中弯矩基本组合表（kN.m）
梁号
内力
恒载
人群
汽车

1

653.13
67.27
778.86
1949.50
2

678.98
43.47
678.97
1814.02
3

678.98
39.34
579.08
1669.55
（7）跨中截车道活载最大剪力
计算公式：

表2-7公路II级产生的剪力
梁号
内力

剪力效应
1

0.538
1.304
7.875
2.338
207.72
0.5
100.35
2

0.469
87.48
3

0.400
74.61
表2-8人群荷载产生的剪力
梁号
内力

剪力效应
1

0.684
2.25
2.438
3.752
2

0.442
2.425
3

0.400
2.194
（8）计算支点截面车道荷载最大剪力
作荷载横向分布系数沿桥纵向的变化图形和支点剪力影响线如图2-6所示：

图2-6 m沿跨长变化图
横向分布系数变化区段长度：

相应于支点剪力影响线的荷载布置，如图2-6所示。影响线面积为。因此，按式计算得：

1号梁：

2号梁：

3号梁：

附加三角形荷载重心处的影响线坐标为：

因此，按下式计算

1号梁：

2号梁：

3号梁：

故公路级荷载的支点剪力为：
1号梁：

2号梁：

3号梁：

（8）计算支点截面人群荷载最大剪力
人群荷载的横向分布系数，如图2-6所示。
因此，由下式可得

1号梁：

2号梁：

3号梁：

按承载能力极限状态，结构重力对结构的承载能力不利时计算剪力效应组合：

表2-9 剪力效应组合表
梁号
位置
恒载
汽车
人群
效应组合
1

147.6
168,32
17.58
432.46

0
100.35
3.752
144.69
2

153.44
181.70
7.47
446.87

0
87.48
2.425
125.19
3

153.44
203.13
6.68
475.99

0
74.61
2.194
106.91
2.4 横隔梁内力计算
对于具有多根内横梁的桥梁，由于主梁跨中处的横梁受力最大，横梁跨中截面受力最不利，故通常只需计算跨中横梁的内力，其它横梁可偏安全地访此设计。
下列计算横梁在2号和3号主梁之间r-r截面上的弯矩M和靠近1号主梁处截面的剪力Q。
2.4.1 拟定作用在中横隔梁上的计算荷载
对于跨中横隔梁的最不利荷载布置如图2-7所示。

图2-7 横隔梁上计算荷载的计算图示
纵向一行车轮荷载对中横隔梁的计算荷载为：
计算弯矩时：
计算剪力时：
2.4.2 绘制中横隔梁的内力影响线
在横向分布系数计算中已经算得1、2、3号梁的横向影响线竖标值为：

（1）绘制弯矩影响线
对于2号和3号主梁之间截面的弯矩影响线可计算如下：
作用在1号梁轴上时:
作用在2号梁轴上时:
作用在3号梁轴上时:

作用在5号梁轴上时:

有了此四个竖标值，就可以绘制出影响线如图2-8所示。
（2）绘制剪力影响线
对于1号主梁处的截面的影响线可计算如下：
作用在计算截面以右时：
，即
作用在计算截面以左时：
，即
绘成的影响线，如图2-8所示

图2-8 中横隔梁内力影响线（尺寸单位：m）
2.4.3截面内力计算
将求得的计算荷载在相应的影响线上按最不利位置加载，对于汽车荷载并计入冲击影响，则得：
弯矩：

剪力：

鉴于横隔梁的恒载内力甚小，计算中可略去不计，则按极限状态设计的计算内力为：

2.5支座的计算
2.5.1拟定支座的平面尺寸
选定板式橡胶支座的平面尺寸为、的矩形。
局部承压的强度条件为：
（1）（2）

式中，，，C30的，
，则：

由此可得
计算支座的平面形状系数S，采用中间层橡胶片厚度，则：

故得橡胶支座的平均允许压应力，并由式得橡胶支座的弹性模量为：

按弹性理论验算橡胶支座的承压应力，则：

2.5.2拟定支座厚度
主梁的计算温差为,温度变形由两端的支座均摊，则每一支座承受的水平位移为：

为了计算活载制动力引起的水平位移，一方面要拟定作用在每一支座上的制动力：
一个车道上的判动力为：，如按车道荷载计算则为：，《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2023）规定公路级汽车荷载的制动力标准值不得小于90kN，因此，五根梁共十个支座，每一支座承受的水平力。
因此，可得需要的橡胶片总厚度：

以及:

根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2023）规定：
。
选用4层钢板和5层橡胶片组成的支座，上下层橡胶片厚0.25cm，中间层厚0.5cm，薄钢板厚0.2cm，则橡胶片总厚度为
并（合格）。
支座总厚：
2.5.3验算支座偏转情况
支座的平均压缩变形为：

按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2023）规定，尚应满足
，即：
（合格）
计算梁端转角：
由关系式和可得：

设恒载作用下，主梁处在水平状态，而已知公路级荷载下的跨中挠度,代入上式得：

最后由验算偏转情况：

即：

2.5.4验算支座的抗滑稳定性
已知恒载支点反力为
拟定汽车荷载引起的最小支撑反力，按《公路桥涵设计通用规范》（JTG D62-2023）规定为：

前已知算得，计算温度变化引起的水平力：

最后验算滑动稳定性：

以及
结果表白支座不会发生相对滑动。

·
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是违法问题热也让同样5我也投入与别人啊读后感地方 发的供货商啥好烦的人个人太炎热和谁让他就如同 0