1、装配式钢筋 砼简支 T 型桥梁设计 0 装配式钢筋混凝土简支 T 型梁桥设计 一、设计资料 （一）桥面净空 净 7+2 0.75m人行道 （二）设计荷载 公路级和人群荷载标准值为 3 2mkN （三）主梁跨径和全长 标准跨径： bl 19 (墩中心距离 )； 计算跨径： l 18.5 m (支座中心距离 )； 主梁全长： 全l 18.96 m (主梁预制长度 ) （四）材料 钢筋：主钢筋采用 HRB335，其它用钢筋采用 R235 混凝土： C30 （五）缝宽度限值：类环境（允许裂缝宽度 0.02mm）。 （六）设计依据 公路桥涵设计通甩规范（ JTGD60 2004） 公路钢筋混凝土及预应力
2、混凝土桥涵设计规范（ JTGD62 2004） （七）参考资料 桥梁工程，姚玲森主编，人民交通出版社，北京。 桥梁计算示例集 混凝土简支梁（板）桥，易建国主编，人民交通出版社，北京。 结构设计原理 ，沈浦生主编。 二、任务与要求 1、结构尺寸拟定； 2、行车道板计算 计算图示 恒载及内力 活载及内力 截面设计、配筋与强度验算 3、主梁计算 主梁的荷载横向分布系数计算 内力计算 截面设计、配筋与验算 a. 配置主筋：偏安全的按计算弯矩最大的梁进行配筋 b. 截面强度验算 c. 斜筋配置：偏安全的按剪力最大的梁进行配筋 装配式钢筋 砼简支 T 型桥梁设计 1 d. 箍筋配置 e. 斜截面抗剪强度验
3、算 4、裂缝宽度验算 5、变形计算； 6、横梁的计算； 横梁弯矩计算（用偏心压力法） 横梁截面配筋与验算 横梁剪力计算及配筋 一、结构尺寸拟定 主梁截面尺寸： 根据公路 桥涵设计通用规范（ JTGD60-2004），梁的高跨比的经济范围在 1/11到 1/16之间，此设计中标准跨径为 19m，拟定采用的梁高为 1.30m，翼板宽 1.6m，腹板宽 0.18m。 主梁间距和主梁片数： 桥面净空：净 7+2 0.75m 人行道，采用 5片 T 型主梁标准设计，主梁间距为 1.60m。 结构断面形式 装配式钢筋 砼简支 T 型桥梁设计 2 二、行车道板计算 计算如图所示的 T 梁翼板，荷载为公路二级
4、，桥面铺装为 3cm厚的沥青混凝土面层和 9cm厚的混凝土垫层。 （一） 永久荷载及其效应 1.每延米板上的横载 沥青混凝土层面： 0.03 1.0 23=0.69（ KN/m） C30 混凝土垫层： g2=0.09 1.0 24=2.16(KN/m) T 梁翼缘板自重 g3=0.11 1.0 25=2.75(KN/m) 每延米跨宽板恒载合计： g=gi =5.60KN/m 2.每米宽板条的恒载内力 弯矩： MAh=-21 5.60 ( 2 18.060.1 )2=-1.411(KN/m) 剪力： VAh= 2 )( blg b =5.60 2 18.060.1 =3.976(KN) 3.车辆
5、荷载产 生的内力 公路 II 级：以重车后轮作用于绞缝轴线上为最不利位置，后轴作用力标准值为 P=140KN,轮压分布宽度如下图所示，按照公路桥涵设计通用规范知后车轮地宽度 b2及长度 a2为： a2=0.20m ， b2=0.60m a1=a2+2H=0.20+2 0.12=0.44(m) 装配式钢筋 砼简支 T 型桥梁设计 3 b1=b2+2H=0.60+2 0.12=0.84(m) 荷载作用于悬臂根部的有效分布宽度： a=a1+1.4+2l0=0.44+1.4+2 0.71=3.26(m) 冲击系数： 1+ =1.3 作用于每米板宽条上的剪力为： VAp=(1+ ) aP42 =1.3
6、26.370 =27.914(KN) 作用于每米板宽条上的弯矩为： MAp=-(1+ )aP4 (l0-41b ) 2=-1.3 26.3 235 (0.71- 484.0 )=-13.957(KN/m) 4.基本组合 恒 +汽： 1.2MAh+1.4MAp=-1.2 1.411-1.4 13.957=-21.233（ KN/m） 1.2VAh+1.4VAp=1.2 3.976+1.4 27.914=43.8508(KN) 故行车道板的设计作用效应为： MA=-21.233（ KN/m）， VA=43.851(KN) (二 )截面设计、配筋与强度验算 悬臂板根部高度 h=140mm，净保护层
7、a=25mm。若选用 12钢筋，则 有效高度 h0=h-a=115mm 按（ D62） 5.2.2条： r0Md fcdbx(h0-x/2) 故 x=14.3mm 而且 14.3mm b h0=0.56115=64.4mm (2) 求钢筋面积 AS 按（ D62） 5.2.2条： fsdAS=fcdbx 故 AS=sdcdfbxf =7.05 10-4(m2) (3) 配筋 查有关板宽 1m内的钢筋截面与间距表，当选用 12 钢筋时，需要钢筋装配式钢筋 砼简支 T 型桥梁设计 4 间距为 150mm时，此时所提供的钢筋截面积为： Ag=7.54cm2 7.05cm2 (4) 尺寸验算： 按（
8、D62） 5.2.9条抗剪上限值： KNbhfNV kcud 24.3 2 1)kN(1051.0K8 5 1.43 0,30 按（ D62） 5.2.10条抗剪上限值： 由上式可知 可不进行斜截面抗剪承载力的验算，仅须按构造要求配置箍筋，取分布钢筋 用 8，间距取 20cm 承载能力验算 fsdAS=fcdbx 得 x= 1 4 31 0 08.13 7 0 52 8 0 bf Af cd Ssdmm Md=fcdbx(h0-x/2) Md=13.8 m2 1 . 2 3 3 K NM2 2 . 9 8 713.05.0113.01 1 5 A2 mKN 故承载力满足要求。 二、 主梁内力计
9、算 （一） 主梁的荷载横向分布系数 跨中荷载弯矩横向分布系数（偏心压力法计算） 本桥各根主梁的横截面均相等，梁数 n=5，梁间距为 1.6 米，则： ni ia2 =a21 +a22 +a23 +a24 +a25 =(2 6.1 )2+1.62+02+(-1.6)2+(-2 1.6)2=25.6m2 1号梁横向影响线的竖坐标值为： 11=n1 +ni iaa1221 =51 + 60.25 )6.12( 2 =0.20+0.40=0.60 15 =n1 -ni iaa1221 =51 - 60.25 )6.12( 2 =0.20-0.40=-0.20 进而由 11和 15计算横向影响线的零点位
10、置，设零点至 1号梁位的距离为 x ,则： 60.0x = 20.060.14 x 解得： x =4.80m 零点位置确定后，就可求出各类荷载相应于各个荷载位置的横向影响线竖坐7 9 . 9 3 K N)kN(1050.04 3 . 8 5 1 K N 0230 bhfV tdd 装配式钢筋 砼简支 T 型桥梁设计 5 标值 q和 r。 由 11和 15绘制 1 号梁横向影响线，按照桥规确定汽车荷载最不利位置，图示如下： 设人行道缘石至 1 号梁轴线的距离为 ，则： = 2 6.147 =0.3m 于是 1 号梁的荷载横向分布系数可计算如下（以 xqi和 xr 分别表示影响线零点至汽车车轮和人
11、群荷载集度的横坐标距离） 车辆荷载： mcq= 2q = 2 4321 qqqq = xxxxqqqqx 43211121 = 3.05.18.26.48.4 6.021 =0.538 人群荷载： mcr = 6 8 4.0275.03.08.48.4 6.011 x rx同理可以求得各梁横向影响线的竖标值： 公路 -II 级： mcq1=0.538， mcq2=0.469， mcq3=0.4 人群荷载： mcr1 =0.648， mcr2 =0.442， mcr3 =0.2 梁端剪力横向分布系数计算（按杠杆法） 公路级 m1 汽 =1/2 0.875=0.438 装配式钢筋 砼简支 T 型桥
12、梁设计 6 m2 汽 =1/2 1.000=0.500 m3 汽 =1/2（ 0.938+0.250） =0.594 人群荷载 m1 人 =1.422 m2 人 =-0.422 m3 人 =0 按杠杆法计算横向分布系数 （二）、内力计算 1恒载内力 (1)恒载：假定桥面构造各部分重量平均分配给各土梁承担，计算如下。 构件名 单元构件体积及算式（ KN/M） 装配式钢筋 砼简支 T 型桥梁设计 7 一侧人行道部分每 2.5m 长时重 12.35/2.5=4.94(kN/m)。按人行道板横向分布系数分摊至各梁的板重为 ： 1 号梁、 5 号梁： )/(38.394.4684.0684.0 11 m
13、kNq 板板 ， 2 号梁、 4 号梁： )/(18.294.44 4 2.04 4 2.0 22 mkNq 板板 ， 3 号梁： )/(99.094.42.0q2.0 33 mkN 板板 ， 各梁的永久荷载汇总于表： 2、 恒载内力 )(222 xlgxxgxxglMx ， )2(22 xlggxglQx 主梁 76.92511.018.06.13.118.0 横隔梁 边主梁 64.0255.18571.015.011.01 中主梁 28.164.02 桥面铺装 沥青混凝土面层 104.1236.103.0 C30 混凝土垫层 456.36.12409.0 人行道部分 缘石 76.22315
14、.032.05.2 支撑梁 73.12515.022.004.12 人行道梁 A 43.12528.024.085.0 人行道梁 B 71.02514.024.085.0 镶面砧 77.0185.202.085.0 栏杆柱 63.02514.018.00.1 扶手 13.12512.008.036.22 梁号 主梁 横梁 栏杆及行人道 铺装层 合计 1（ 5） 2（ 4） 3 9.76 9.76 9.76 0.64 1.28 1.28 3.38 2.18 0.99 4.56 4.56 4.56 18.34 17.78 16.59 内力 1， 5 号梁 2， 4 号梁 3 号梁 弯矩 M 剪力
15、Q 弯矩 M 剪力 Q 弯矩 M 剪力 Q X=0 0 169.65 0 164.47 0 153.46 装配式钢筋 砼简支 T 型桥梁设计 8 2）公路 级均布荷载 qk,集中荷载 Pk及其影响线面积 按照桥规规定，公路 II 级车道荷载均布荷载 qk=7.87 5kN/m, Pk=175.5kN。计算剪力效应时，集中荷载标准值 Pk应乘以 1.2 的系数。 可变作用（人群）（每延米） p 人 ： p 人 =3 0.75=2.25（ kN/m） 3） 可变作用效应 人群产生的弯矩（ kN m ） 梁号 内力 ）（ 1 P 人 （ 2） 0 (3) 弯矩效应 1 21M 0.684 2.25
16、42.78 65.84 41M 0.684 32.09 49.39 2 21M 0.442 42.78 42.54 41M 0.442 32.09 31.91 3 21M 0.200 42.78 19.25 41M 0.200 32.09 14.44 X=l/4 588.46 84.82 570.49 82.23 532.31 76.73 X=l/2 784.6 0 760.65 0 709.74 0 项目 ML2/ ML4/ QL2/Q0w0 42.78 32.09 2.31 9.25 梁号 内力 ）（ 1 ）（ 21 qk(3) 0 (4) Pk(5) yk(6) 弯矩效应 ）（）（）（）
17、（ ）（）（ 6543 21 1 21M0.538 1.3 7.875 42.78 175.5 4.625 803.62 41M 0.538 32.09 3.469 602.55 2 21M0.469 42.78 4.625 700.29 41M 0.469 32.09 3.469 525.27 3 21M0.400 42.78 4.625 597.26 41M 0.400 32.09 3.469 447.99 装配式钢筋 砼简支 T 型桥梁设计 9 基本荷载组合：按照桥规规定，永久作用设计值效应与可变作用设计值效应的分项系数为：永久荷载作用系数： ；2.1i G 汽车荷载作用系数： ；4.1
18、1 Q 人群荷载作用系数： ；4.1j G 弯矩组合效应 梁号 内力 永久荷载 人群 汽车 mi nj Q jkQjckQQG ikGi SSSS 1 2110ud0 1 21M 784.6 65.84 803.62 1926.08 41M 588.46 49.39 602.55 1444.53 2 21M 760.65 42.54 700.29 1940.83 41M 570.49 31.91 525.27 1455.71 3 21M 709.74 19.25 597.26 1709.41 41M 532.31 14.44 447.99 1282.13 注： r0 -桥梁结构重要性系数，取 r0 =0.9， c=0.8 公路 II 级产生的跨中剪力 21V 人群荷载产生的跨中剪力 梁号 内力 ）（ 1 ）（ 21 qk(3) 0 (4) Pk(5) yk(6) 弯矩效应 ）（）（）（）（ ）（）（ 6543 21 1 21V0.538 1.3 7.875 2.31 210.6 0.5 88.37 2 21V0.469 75.29 3 21V0.400 64.22 梁号 内力 ）（ 1 P 人 （ 2） 0 (3) 弯矩效应（ 1）（ 2）（ 3） 1 21人V 0.684 3.56
