桥梁工程课程设计-钢筋混泥土简支T梁桥设计.doc

1、 钢筋混泥土简支 T 梁桥设计 一 设计资料 标准跨径为 20M 计算跨径为 19.50M 级公路 时速为 80km/h 车道宽度为 2 3.75m，中央分隔带宽度为 1.5m，人行道宽度为 2x1.5m 桥面宽度为 2 3.75+2 1.5+1.5=12m 主梁高度通常为标准跨径的 1/16 1/8，主梁肋宽约为梁高的 1/7 1/6 主梁高度： 20 1/13=1.5m 主梁肋宽： 1.5 1/7=0.22m 主梁间距：一般为 1.6 2.2m，本设计采用 2.2m 主梁跨中截面主要尺寸拟定：共 5 片梁 5 2.2=11m，两边悬挑 0.5m 翼缘板尺寸：翼缘板宽 2.2m，同为桥面板

2、翼板通常都做成宽厚度。即端部较薄向根部逐渐加厚。翼板与梁肋衔接处厚度应不小于主梁梁高的 1/12。 1.5 1/12=0.125m，因翼缘板较宽，采取 20cm 翼缘板的悬臂端可以薄些，本设计采取 14cm 图 横隔板：肋宽 15cm，宽度一般取 T 梁高度的 3/4 左右 即 1.5 3/4=1.125， 取1.2m 拟桥梁中横隔梁间距为 5m，共 5片横隔梁 主梁横、纵断面如图所示 图 桥梁横隔板布置 图 恒载内力 1.恒载集度 假定 桥面铺装，人行道、桥面系重平均分摊于各主梁 （ 1） 桥面铺张 沥青混凝土 0.08 9.0 23=16.56KN/m 铺装层混凝土 mKN /34.232

3、50.92 7.00 1 5.05.407.0 （ 2） 栏杆人行道 单侧 5KN/m 双侧 5 2=10KN/M 各主梁均摊值 mKNg /98.95 1034.2356.160 （ 3） 主梁 6 6 5.1625)22.02.2(2 20.014.05.122.01 g（ 4） 横隔梁 （边梁）对于主边梁 mKNg /98.050.19 25515.02 22.02.2)2 20.014.22.1(2 （内梁）对于中主梁 mKNg /96.198.022 （ 5） 恒载集度 内梁： 605.2896.1665.1698.92103 gggg 边梁： 625.2798.0665.1698.

4、93103 gggg 2.主梁的恒载内力 主梁弯矩和剪力的计算公式： ()2x gxM l x主梁恒载内力表 截面 跨中 L/4 截面 支点 梁号 内力 M c/KN m Qc/KN M c/4/KN m Qc.4/KN M 0/KN m Q0/KN 内梁 1359.63 0 1019.72 139.45 0 289.90 边梁 1313.05 0 984.79 134.67 0 269.34 （ 1） 支点截面 M0=0 内梁： KNglQ 90.2782 60.19605.2820 边梁： KNglQ 90.2782 50.19625.2720 （ 2） l/4 截面 内梁： mKNglM

5、 72.1 0 1 950.196 0 5.28323323 22 41边梁： mKNglM 79.9 8 450.196 2 5.27323323 2241 内梁： KNQQ 45.1392 90.2782 0 41 边梁： KNQQ 67.1342 34.2692 041 （ 3） 跨中截面 内梁： mKNglMc 63.1 3 5 950.19605.288181 22边梁： mKNglMc 05.1 3 1 350.19625.278181 22活载内力 1.主梁几何特性 （ 1） 截面重心 平均板厚： h1=1/2 (14+20)=17cm 主梁截面形心截面位置： 42.41221

6、5 017)222 2 0( 215221 5 021717)222 2 0( a 抗弯惯性矩 Ic=1/12（ 220-22） 173+（ 220-22） 17（ 41.42-17/2)2+1.12 22 1503+22 150(150/2-41.42)2 =13637521.68cm4=0.13637522m4 （ 2） 抗扭惯性矩 翼板 t1/b1=17/220.22=0.0859 0.1 取 l1=1/3 梁肋 t2/b2=22/150=0.15 L2=1/31-0.63t2/b2+2.52(t2/b2)5=0.302 I7=1/3 (220-22) 173+0.302 150 223

7、 =806612.4cm4=0.00806612m4 主梁的横向分布系数 1.当荷载位于支座处，利用杠杆原理法计算： 号梁的荷载横向分布系数 号梁的横向分布系数 号梁的横向分布系数 2.当荷载位于跨中处 根据任务要求，使用修正偏心压力法绘制影响线并计算横向分布系 Mcq，本桥各根主梁的横向截面均相等，梁数 n=5,梁间距为 2.2m。（偏心压力 法） 号梁的横向影响线的竖标值 x/6=(880-x)/0.2 x=660 q2/0.6=(660-40-180)/660 q2=0.400 /0.6=(160+10+75)/660 =0.667 q3/0.6=(6660-40-160-130)/66

8、0 q3=0.262 q1/0.6=(660-40)/660 q1=0.564 q4/0.6=(660-40-180-130-180)/660 q4=0.116 车辆荷载： 678.02 118.0282.0400.0564.02 4321cq qqqqM 人群荷载： 677.0crM 号梁横向影响线的竖标值 5 8 5.06 6 0 75208 8 04.0 321.0660 1306604.0 qs qs 5 9 9.06 6 0 408 8 04.0 11 qq 212.0660 1301806604.0 44 qq 400.06606604.0 22 qq 133.0660 13013

9、01806604.0 55 qq 车辆荷载： Mcq=2 6q5q4q3q2q1q = 7 9 9 5.02 0 2 4.01 3 3.02 1 2.03 2 1.04 0 0.05 0 9.0 人群荷载： Mcr= =0.58 号梁横向影响线 竖标值： 2.01aaa1n1j312j21 2.01aaa-1n1j352j31 人群荷载： Mcr= =0.2 车辆荷载： 6.02 62.02 654321 qqqqqqcq M梁号 荷载位置 车辆荷载 人群荷载 1.3 跨中 0.678 0.677 交点 0.409 1.386 2.4 跨中 0.7995 0.585 交点 0.796 0 5

10、跨中 0.600 0.200 交点 0.796 0 车道荷载内力 公路 II 级车道荷载 依通用规范公路 I 级标准值均布荷载 qk=10.5（ KN/M），公路 II 级为公路 I 级的 0.75 倍 则均布荷载 qk=10.3 0.75=7.875（ KN/M) 对于集中荷载：当计算跨径 L 5 时， Pk=180KN/M；当 L 50 时， Pk=360KN/M，当 5 L 50 时，采用直线内插法： 集中荷载 Pk=0.75180+（ 360-160）5-505-5.19=178.5KN 当计算剪力的时候 Pk=1.2 178.5=214.2KN （ 2） 冲击系数 C30 混凝土 E

11、=3.0 104MPa=3 1010N/m2 内架重 G=28.665 103N/m 主梁几何特性 IC=0.136375m 简支梁基频 HZgEIlf C 89.481.9/106 0 5.281 3 6 3 7 5.010305.192l2 3102121 根据规范 1.5HZ f 144HZ，按如下公式计算 2 6 5.00 1 5 7.01 7 6 7.0 1 Gf 冲击系数 H =1+0.265=1.265 计算车道荷载的跨中弯矩、剪力的计算对于双车道折减系数 =1.0 （ 3） 车道荷载内力 计算公式： 对汽车荷载： ） ） （汽 kkk qmypS 21m1 对人群荷载： 人 2

12、2 qmS 均布荷载和内力影响线面积计算如表所示 类型 截面 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 峰值 Ml/2 7.875 3.0 55.47 85.19422 ll 4.875 Vl/2 7.875 3.0 4375.2 25.02 ll 0.5 Ml/4 7.875 3.0 65.35 16321 ll 5.056 Vl/4 7.875 3.0 464.5 434321 l 0.75 V0 7.875 3.0 75.9121 l 1 弯矩 a.跨中截面 对于 1 号梁 mc1=（ 1+）（ mcq1pkyk+mcq1qk） =1.265

13、1 0.678（ 178.5 4.875 7.675 47.53） =1067.3585 mc2=（ 1+）（ mcq2pkyk+mcq2qk） =1.265 1 0.7995（ 178.5 4.875 7.675 47.53） =1256.65295 mc3=（ 1+）（ mcq3pkyk+mcq2qk） =1.265 1 0.600（ 178.5 4.875 7.675 47.53） =944.5650641 b. 4L 截面 对于 1 号梁和 5 号梁： MQ1=(1+）（ mcq1pkyk+mcq1qk） =1.265 1 0。 678（ 178.5 3.685 7.675 35.65

14、） =800.497303 对于 2 号梁和 4 号梁： 121c2cmqm QQ MqM = 4 9 7 5 0 3.8 0 06 7 6.0 7 9 9 5.0 =943.949489 对于 3 号梁 ：13 13 QccQ Mqm qmM 4 0 4 8 6 8.7084 9 7 5 0 3.600678.0 600.0 剪力 a.跨中截 面 对于 1 号梁和 5 号梁： Qc1=（ 1+）（ mcq1pkyk+mcq1qk） =1.265 1 0.678（ 214.2 0.5 7.875 2.4375） =108.3197 对于 2#和 4#梁 7 3 0 9 7 4.1 2 73 1

15、 9 7.1 0 86 7 8.0 7 9 9 5.022 12 CccC Qqm qmQ 对于 3#梁 8 5 8 1 4 4.953 1 9 7.108678.0 600.013 13 CccC Qqm qmQ b. 4L 截面 对于 1#梁和 5#梁： QQ1=（ 1+）（ mcq1pkyk+mcq1qk） =1.265 1 0.678（ 214.2 0.75 7.875 5.464） =174.824451 对于 2#和 4#梁： 1 3 3 6 1 2.2068 2 4 4 5 1.174678.0 7 9 9 5.012 12 QccQ Qqm qmQ 对于 3#梁 3 6 6 7

16、 7 1.1578 2 4 4 5 1.174678.0 600.013 13 QccQ Qqm qmQ C.交点处 荷载横向分布系数变化区段的长度： m9.485.4-5.1921a 附加三角形重心影响线坐标： 916.05.19/9.4315.191y ）（影响线面积为： m75.915.1921 绘制荷载横向分布系数沿桥跨方向时的变化图和交点剪力影响线图 按下式计算支点处剪力 对于 1#梁和 5#梁 44.197916.0*875.7*678.0409.0*45.2*1*265.175.9*875.7749.0*2.214*678.0*1*265.1(2/a)1()1( *)111*11

17、 ）（）（ ） yqqmqmuqmypqmuQ kcockkco 对于 2#梁和 4#梁 8 3 5 4.2 3 99 1 6.0*8 7 5.7*)7 9 9 5.07 9 6.0(*45.2*1*2 6 5.1)75.9*8 7 5.77 4 9.0*2.2 1 4(*7 9 9 5.0*1*2 6 5.1(2/a)1()1( *)222*22 yqqmqmuqmypqmuQ kcockkco ）对于 3#梁 6 6 5 9.175916.0*875.7*)796.06.0(*45.2*1*265.1)75.9*875.7749.0*2.214(*6.0*1*265.1)(2/1(1( *

18、333*33 yqqmqmaqqmypqmQ kcokckkco ）人群荷载内力 L=19.50 50m， / 5.45.1*0.3 KNKNrq (1)弯矩 A.跨中弯矩 对于 1#和 5#梁：/80.14453.47*5.4*677.0*11KNrccr qrmm对于 2#和 4#梁 :/12.12553.47*5.4*585.0*22KNrccr qrmm对于 5#梁：/78.4253.47*5.4*200.0*33KNrcrcr qmmB.l/4 截面处 对于 1#梁和 5#梁 /61.10865.35*5.4*677.0*11KNqrmm rcQr、 对于 2#和 4#梁 /85.9365.35*5.4*585.0*22KNqmm rcrQr 对于 3#梁 /085.3265.35*5.4*200.0*33KNqmm rcrQr （ 2)、剪力 A.跨中弯矩 对于 1#和 5#梁： KNqmQ rcrcr43.74375.2*5.4*677.0*11 对于 2#和 4#梁 KNqmQ rcrcr42.64 3 7 5.2*5.4*5 8 5.0*22 对于 3#梁 KNqmQ rcrcr19.24 3 7 5.2*5.4*2 0 0.0*33 B.l/4 截面 对于 1#和 5#梁