標準跨徑為19m的裝配式鋼筋混凝土簡支T型梁橋設計

2022-05-08 11:06:01 字數 4149 閱讀 6456

裝配式鋼筋混凝土簡支t型梁橋設計

一、設計資料

(一)橋面淨空

淨—7+2×0.75m行人路

(二)設計荷載

公路-ⅱ級和人群荷載標準值為3

(三)主梁跨徑和全長

標準跨徑: 19 (墩中心距離);

計算跨徑: 18.5 (支座中心距離);

主梁全長: 18.96 (主梁預製長度)

(四)材料

鋼筋:主鋼筋採用hrb335,其它用鋼筋採用r235

混凝土:c30

(五)縫寬度限值:ⅱ類環境(允許裂縫寬度0.02mm)。

(六)設計依據

①《公路橋涵設計通甩規範》(jtgd60-2004)

②《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規範》(jtgd62-2004)

(七)參考資料

《橋梁工程》,姚玲森主編,人民交通出版社,北京。

《橋梁計算示例集—混凝土簡支梁(板)橋》,易建國主編,人民交通出版社,北京。

《結構設計原理》,沈浦生主編。

二、任務與要求

1、結構尺寸擬定;

2、行車道板計算

1 計算圖示

2 恆載及內力

3 活載及內力

4 截面設計、配筋與強度驗算

3、主梁計算

1 主梁的荷載橫向分布係數計算

2 內力計算

3 截面設計、配筋與驗算

a. 配置主筋:偏安全的按計算彎矩最大的梁進行配筋

b. 截面強度驗算

c. 斜筋配置:偏安全的按剪力最大的梁進行配筋

d. 箍筋配置

e. 斜截面抗剪強度驗算

4、裂縫寬度驗算

5、變形計算;

6、橫樑的計算;

1 橫樑彎矩計算(用偏心壓力法)

2 橫樑截面配筋與驗算

3 橫樑剪力計算及配筋

一、結構尺寸擬定

①主梁截面尺寸:

根據《公路橋涵設計通用規範》(jtgd60-2004),梁的高跨比的經濟範圍在1/11到1/16之間,此設計中標準跨徑為19m,擬定採用的樑高為1.30m,翼板寬1.6m,腹板寬0.

18m。

②主梁間距和主梁片數:

橋面淨空:淨—7+2×0.75m行人路,採用5片t型主梁標準設計,主梁間距為1.60m。

結構斷面形式

二、行車道板計算

計算如圖所示的t梁翼板,荷載為公路二級,橋面鋪裝為3cm厚的瀝青混凝土面層和9cm厚的混凝土墊層。

(一) 永久荷載及其效應

1.每延公尺板上的橫載g

瀝青混凝土層面:g1=0.03×1.0×23=0.69(kn/m)

c30混凝土墊層:g2=0.09×1.0×24=2.16(kn/m)

t梁翼緣板自重g3=0.11×1.0×25=2.75(kn/m)

每延公尺跨寬板恆載合計:g==5.60kn/m

2.每公尺寬板條的恆載內力

彎矩:mah=-×5.60×()2=-1.411(kn/m)

剪力:vah==5.60×=3.976(kn)

3.車輛荷載產生的內力

公路—ii級:以重車後輪作用於絞縫軸線上為最不利位置,後軸作用力標準值為p=140kn,輪壓分布寬度如下圖所示,按照《公路橋涵設計通用規範》知後車輪地寬度b2及長度a2為:a2=0.

20m ,b2=0.60m

a1=a2+2h=0.20+2×0.12=0.44(m)

b1=b2+2h=0.60+2×0.12=0.84(m)

荷載作用於懸臂根部的有效分布寬度

a=a1+1.4+2l0=0.44+1.4+2×0.71=3.26(m)

衝擊係數:1+μ=1.3

作用於每公尺板寬條上的剪力為:

vap=(1+μ)=1.3×=27.914(kn)

作用於每公尺板寬條上的彎矩為:

map=-(1+μ)(l0-)×2=-1.3 (0.71-)=-13.957(kn/m)

4.基本組合

恆+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)

故行車道板的設計作用效應為:ma=-21.233(kn/m),va=43.851(kn)

(二)截面設計、配筋與強度驗算

懸臂板根部高度h=140mm,淨保護層a=25mm。若選用φ12鋼筋,則

有效高度h0=h-a=115mm

按(d62)5.2.2條: r0mdfcdbx(h0-x/2)

故x=14.3mm而且14.3mm<ξb h0=0.56115=64.4mm

(2) 求鋼筋面積as

按(d62)5.2.2條:fsdas=fcdbx 故as==7.05×10-4(m2)

(3) 配筋

查有關板寬1m內的鋼筋截面與間距表,當選用φ12鋼筋時,需要鋼筋間距為150mm時,此時所提供的鋼筋截面積為:ag=7.54cm2>7.05cm2

(4) 尺寸驗算:

按(d62)5.2.9條抗剪上限值:

按(d62)5.2.10條抗剪上限值:

由上式可知可不進行斜截面抗剪承載力的驗算,僅須按構造要求配置箍筋,取分布鋼筋用φ8,間距取20cm

承載能力驗算 fsdas=fcdbx 得x=mm

md=fcdbx(h0-x/2)

md=13.8

故承載力滿足要求。

二、主梁內力計算

(一) 主梁的荷載橫向分布係數

跨中荷載彎矩橫向分布係數(偏心壓力法計算)

本橋各根主梁的橫截面均相等,梁數n=5,梁間距為1.6公尺,則:

=++++=(2)2+1.62+02+(-1.6)2+(-2×1.6)2=25.6m2

1號梁橫向影響線的豎座標值為: =+=+=0.20+0.40=0.60

=-=-=0.20-0.40=-0.20

進而由和計算橫向影響線的零點位置,設零點至1號樑位的距離為,則:= 解得:=4.80m

零點位置確定後,就可求出各類荷載相應於各個荷載位置的橫向影響線豎座標值和。

由和繪製1號梁橫向影響線,按照橋規確定汽車荷載最不利位置,圖示如下:

設行人路緣石至1號梁軸線的距離為,則:

==0.3m

於是1號梁的荷載橫向分布係數可計算如下(以和分別表示影響線零點至汽車車輪和人群荷載集度的橫座標距離)

車輛荷載:===

==0.538

人群荷載:=

同理可以求得各梁橫向影響線的豎標值:

公路-級: =0.538, =0.469, =0.4

人群荷載: =0.648, =0.442, =0.2

樑端剪力橫向分布係數計算(按槓桿法)

公路ⅰ級 m1汽=1/20.875=0.438

m2汽=1/21.000=0.500

m3汽=1/2(0.938+0.250)=0.594

人群荷載 m1人=1.422

m2人=-0.422

m3人=0

按槓桿法計算橫向分布係數

(二)、內力計算

1.恆載內力

(1)恆載:假定橋面構造各部分重量平均分配給各土梁承擔,計算如下。

一側行人路部分每2.5m長時重12.35/2.5=4.94(kn/m)。按行人路板橫向分布係數分攤至各梁的板重為:

1號梁、5號梁:

2號梁、4號梁:

3號梁:

各梁的永久荷載彙總於表:

2、恆載內力,

2)公路—ⅱ級均布荷載qk,集中荷載pk及其影響線面積

按照《橋規》規定,公路—ii級車道荷載均布荷載qk=7.87

5kn/m, pk=175.5kn。計算剪力效應時,集中荷載標準值pk應乘以1.2的係數。

可變作用(人群)(每延公尺)p人:p人=3×0.75=2.25(kn/m)

3)可變作用效應

人群產生的彎矩(kn)

基本荷載組合:按照《橋規》規定,永久作用設計值效應與可變作用設計值效應的分項係數為:永久荷載作用係數:

汽車荷載作用係數:

人群荷載作用係數:

注: --橋梁結構重要性係數,取=0.9, =0.8

公路—ii級產生的跨中剪力

人群荷載產生的跨中剪力

②支點剪力v0的計算:

計算支點剪力效應的橫向分布係數的取值為:

a.支點處按槓桿法計算的結果

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