混凝土简支板梁桥车轮荷载分布
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装配式钢筋混凝土简支T梁桥设计1 基本设计资料1.1跨度和桥面宽度(1)标准跨径:20.90m(2)计算跨径:19.70m(3)主梁全长:20.80m(4)桥面宽度(桥面净空):净7m(行车道)+2×1.5(人行道)。
1.2技术标准设计荷载:公路——Ⅰ级,人行道和栏杆自重线密度按照单侧10KN/m计算,人群荷载为3KN/m。
环境标准:Ⅰ类环境。
设计安全等级:一级。
1.3主要材料混凝土:C25,C35 (容重为24KN/m3和26KN/m3)主筋:Ⅱ级钢筋构造钢筋:Ⅰ级钢筋桥面铺装:上层采用厚0.02m沥青混凝土(容重为23KN/m3);垫层为厚0.06~0.12m的C25混凝土(容重为24KN/m3)人行道:人行道包括栏杆何在集度为10KN/m设计荷载:汽车荷载:车辆荷载和车道荷载;人群荷载:3.0KN/m;1.4结构的基本尺寸:全桥共有5片T 形梁组成,每片T 形梁高1.5m ,宽1.60m ;桥上横坡为双向1.5%坡度,桥面由C25混凝土铺装;设有三根横隔梁。
如图所示:2 行车道板内力计算2.1结构自重及其内力 (1)每延米板上的结构自重g沥青表面处治:)(m /46.023102.0g 1KN =⨯⨯= C25混凝土垫层:)/16.224109.0g 2m KN (=⨯⨯= T 梁翼板自重:)(m /75.325122.01.0g 3KN =⨯⨯+=合计:)(KN/m 6.37g g g g 321=++=(2)每米宽板条的恒载内力 2.2汽车车辆荷载产生的内力将车辆荷载后轮作用于铰缝轴线上,后轮作用力为KN 140p =,轮压分布宽度如图所示。
查表车辆荷载后轮着地长度为m 2.0a 2=,宽度为m 6.0b 2=,则 (1)荷载对于悬臂根部的有效分布宽度(2)由于汽车荷载局部加载在T 梁的翼板上,故冲击系数: 1)计算结构跨中截面的截面惯矩: 求主梁截面的重心位置y : 求截面惯矩:()()()()(cm 69.763837913.49-21501502015020121213-13.4920-160131320-1601212323=⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=I 2)计算桥的基频:已知:)(m /026.13KN G = )(210/m 1015.3N E ⨯= 则 3)计算冲击系数:(3)作用于每米宽板条上的弯矩为:(4)作用于每米宽板条上的剪力为: 2.3内力组合(1)承载能力极限状态内力组合计算: (2)正常使用极限状态内力组合计算:3主梁的内力计算3.1结构自重效应(永久荷载)计算 (1)计算结构自重集度主梁:)()()(m /03.13262.0-9.1216.01.04.12.0g 1KN =⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯++⨯= 边主梁的横隔梁:)()()(m /59.07.192632.022.0-9.1216.01.0-1g 2KN =⨯⨯⨯⎭⎬⎫⎩⎨⎧⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡+= 中主梁的横隔梁:)(’m /18.159.02g 2KN =⨯= 桥面铺装层:)()(m /67.35/24712.006.02123702.0g 3KN =⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯++⨯⨯= 栏杆和人行道:)(m /45/210g 4KN =⨯=边主梁的合计:)(m /29.21467.359.003.13g KN =+++= 中主梁的合计:)(’m /88.21467.318.103.13g KN =+++=(2)计算永久荷载产生的内力边主梁(中主梁)永久荷载产生的剪力和弯矩计算表: 截面位置x内力 剪力)(KN Q 弯矩)m (⋅KN MX=0X=41X=213.2汽车和人群荷载内力计算(1)计算支点处荷载的横向分布系数0m (杠杆原理法): 支点处荷载横向分布系数计算图如下:1号梁:237.1m 289.02578.02m r 0r q0q =====ηη 2号梁:m 526.02052.012m r 0r q0q ===+==∑ηη 3号梁:m 526.02052.012m r 0r 0===+==∑ηηqq (2)计算跨中截面荷载横向分布系数c m (偏心压力法):此桥跨内设有三道横隔梁,具有可靠的横向联系,且承重结构的宽跨比为: 故可按偏心压力法来计算横向分布系数c m ✍求荷载横向分布影响线竖标。
8m钢筋混凝土空心板简支梁桥上部结构计算书7.1 设计基本资料1. 跨度和桥面宽度标准跨径:8m (墩中心距)计算跨径:7.6m桥面宽度:净7m (行车道)+2X1.5m (人行道)2 技术标准2设计荷载:公路-U级,人行道和栏杆自重线密度按照单侧8kN/m计算,人群荷载取3kN/m环境标准:1类环境设计安全等级:二级3 主要材料混凝土:混凝土空心板和铰接缝采用C40混凝土;桥面铺装采用0.04m沥青混凝土,下层为0.06m厚C30混凝土。
沥青混凝土重度按23kN/^计算,混凝土重度按25kN/m i计算。
钢筋:采用R235钢筋、HRB335钢筋2. 构造形式及截面尺寸本桥为c40钢筋混凝土简支板,由8块宽度为1.24m的空心板连接而成。
桥上横坡为双向2%,坡度由下部构造控制空心板截面参数:单块板高为0.4m,宽1.24m,板间留有1.14cm的缝隙用于灌注砂浆C40 混凝土空心板抗压强度标准值f ck 26.8Mpa ,抗压强度设计值f cd 18.4Mpa ,抗拉强度标准值f tk 2.4Mpa ,抗拉强度设计值f td 1.65Mpa ,c40混凝土的弹性模量为E C 3.25 104Mpa7.3空心板截面几何特性计算1•毛截面面积计算如图二所示A S 矩形-(S ] S2 S3S4 )21 2S ,5 5 12.5cm 2S 矩形 124 40 4960cm 252 (5 24.5) 5 147.5cm 2 1 2 53 - 24.5 2 24.5cm 2 32 54 14.5 715.75cm 22解得:A 3202.33cm 22毛截面重心位置全截面对1板高处(即离板上缘20cm 处)的静矩为2S 1板高 2S 2 L 2 S 3 L 3 S 4 L 41 5 3S , L 1 — 5 5 (5 —) 41.67 cm2 329 5 352 L 2 29.5 5 (20 ) 774.375cm21 1 353 L 3 - 2 24.5 ( )(20 10.5 - 24.5) 32.67cm2 3 1 254 L 4 — 7 4.5 ( )(20 6 4.5)代入得S1板高=1595.25cm32由于铰缝左右对称所以铰缝的面积为:2( S 1S 2 S 3 S 4 )S 1板高220.5cm)2=400.5 cm毛截面重心离板高的距离为:=1595.25=0.5 cm (即毛截面重心离板上缘距离为3202.33图2中板截面构造及尺寸(单位: cm )3毛截面惯性矩计算3124 4012124 40 0.52 3242642 2 212 0.5 2 18588.016 2 400.5 (3.983 0.5)铰缝对自身重心轴的惯性矩为:4I i 218588.016 37176.032cm4空心板毛截面对其重心轴的惯性矩为:5 4= 5.6011 10 cm空心板截面的抗扭刚度可简化为如图三所示的箱型截面近似计算所以得到抗扭刚度为:. 4b2h2I T2h 2bt1 t224 (124 16) (40 8)(40 8) 2(124 16)8 166 4=2.2221 10 cm图三抗扭惯性矩简化计算图(单位:cm)7.4主梁内力计算1永久作用效应计算a.空心板自重(一期结构自重)G2:G13202.33 10 425呂16 921G•---' ^=i ;——124=0.8005825kN/m b.桥面系自重(二期结构自重)G2:桥面设计人行道和栏杆自重线密度按照单侧8kN/m计算。
第二章简支梁桥计算第一节行车道板的计算一、行车道板的类型图2-2-1 梁格构造和行车道板支承方式单向板:把La /Lb≥2的周边支承板看作是短边受荷的单向受力板双向板:把La /Lb≤2的周边支承板看作是双向受力板悬臂板:铰接悬臂板:二、车轮荷载在板上的分布车轮荷载在桥面板上的分布面积:沿纵向沿横向式中:为铺装层的厚度。
作用于桥面板上的局部分布荷载为:式中:—加重车后轴的轴重。
三、板的有效工作宽度行车道板的受力状态弯距图形的换算宽度为:悬臂板受力状态(一)单向板⒈荷载在跨径中间对于单独一个荷载(图2-2-5a):, 但不小于(这里为板的计算跨径。
)荷载有效分布宽度对于几个靠近的相同荷载,如按上式计算所得各相邻荷载的有效分布宽度发生重叠时,应按相邻靠近的荷载一起计算其有效分布宽度:式中:为最外两个荷载的中心距离。
⒉荷载在板的支承处, 但不小于式中:为板的厚度。
⒊荷载靠近板的支承处式中:χ—荷载离支承边缘的距离。
(二)悬臂板《桥规》对悬臂板规定的荷载有效分布宽度为(图2-2-6):式中b’为承重板上荷载压力面外侧边缘至悬臂板根部的距离。
对于分布荷载靠近板边的最不利情况,就等于悬臂板的跨径, 于是:悬臂板的有效分布宽度四、行车道板的内力计算(一)多跨连续单向板的内力当<1/4时(即主梁抗扭能力较大):跨中弯矩支点弯矩当≥1/4时(即主梁抗扭能力较小):跨中弯矩支点弯矩式中:,为1米宽简支板条的跨中活载弯矩(,对于汽车荷载:式中: —加重车后轴的轴重;-- 板的有效工作宽度;—板的计算跨径,当梁肋不宽时(如窄肋T形梁)就取梁肋中距;当主梁肋部宽度较大时(如箱形梁肋),可取梁肋间的净距和板厚,即,但不大于此处为板的净跨径,为梁肋宽度;-- 冲击系数,对于行车道板通常为1.3。
为每米板宽的跨中恒载弯矩,可由下式计算:支点剪力:(一个车轮荷载)其中:矩形部分荷载的合力为(以代入):三角形部分荷载的合力为(以代入):式中:和——对应于有效工作宽度和处的荷载强度;和——对应于荷载合力A1和A2的支点剪力影响线竖标值;——板的净跨径。
装配式钢筋混凝土简支T形梁桥设计一.基本设计资料(一)跨度和桥面宽度标准跨径:16m(墩中心距)。
计算跨径:15.5m。
主梁全长:15.96m。
桥面宽度(桥面净空):净—9m(行车道)+2 2.0(人行道)。
(二)技术标准设计荷载:公路Ⅱ级,人行道和栏杆自重线密度按照单侧6KN/M计算,人群荷载3KN/。
环境标准:Ⅰ类环境。
设计安全等级:二级。
(三)主要材料1.混凝土:混凝土简支T形梁及横梁采用C50混凝土;桥面铺装上层采用0.05m 的沥青混凝土,下层为厚0.06-0.13m的C30混凝土,沥青混凝土重度按23KN/m3计,混凝土重度按26KN/计。
2.钢材:采用R235钢筋,HRB335钢筋。
(四)构造形式及截面尺寸图1 桥梁横断面和主梁纵断面图(单位:cm)如图1所示,全桥共有6片T形梁组成,单片T形梁为1.4m,宽1.8m;桥上横坡;为双向1.5%,坡度由C30混凝土铺装控制;设有5根横梁。
二.主梁的计算(一)主梁的荷载横向分布系数计算1.跨中荷载横向分布系数如前所述,桥跨内设有五根横隔梁,具有可靠的横向联系,且承重结构的宽跨比为:B/l=13/15.5=0.838>0.5,故按G-M 法计算。
(1)计算主梁的抗弯及抗扭惯性矩I 和 :1)球主梁截面的中心位置x (见图2): 翼缘板厚度按平均厚度计算,其平均板后为h 1=(10+16)cm=13cm则:x=2)抗弯惯性矩I 为I=[+]=9069822对于T 形截面梁,抗扭惯性矩可以近似按下式计算:式中 , ——单个矩形截面的宽度和高度; ——矩形截面抗扭刚度系数;m ——梁截面划分成单个矩形截面的个数。
的计算过程及结果见表1。
表1 计算表即得 单位宽度抗弯及抗扭惯矩:(2) 横梁的抗弯及抗扭惯矩翼缘板有效宽度 的计算,计算图示如图3 所示。
横梁长度取两边主梁的轴线间距,即 l=5b=10mc=(3.85-0.16)/2=1.85m h′=110 b ′=16c/l=1.85/10=0.185根据的比值c/l 查表2,可得翼缘板有效工作宽度。
一、设计资料1.桥面净空净—8m+2×1.0m人行道2.主梁跨径和全长标准跨径:l=19.50mb计算跨径:l=19.00m=19.46m主梁全长:l全3.设计荷载公路—I级,人群荷载标准值3.5kN/m24.材料钢筋:主钢筋用HRB335,其他用钢筋采用R235;混凝土:C305.计算方法极限状态法。
6.结构尺寸如图1所示,全断面六片主梁,设五根横梁。
二、主梁的计算(一)主梁的荷载横向分布系数1.跨中荷载弯矩横向分布系数(按修正偏心压力法)I(1)计算I和T翼板的换算平均高度1202140100h =+=(mm ) 求主梁截面重心位置 ()()4182001300120200-16002130020013002120120200-1600a x =⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯=(mm ) 主梁抗弯惯距()()()4102323mm 10234.7418-21300130020013002001212120-418120200-1600120200-1600121⨯=⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯+⨯⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯+⨯=I 主梁抗扭惯矩查表得对于翼板:1.0075.01600120b t 11<==,31c 1=对于梁肋:)169.0120-1300200b t 22==,297.0c 2=()4933m1i 3i i i mm 10725.32001180297.0120160031t b c ⨯=⨯⨯+⨯⨯==∑=T I(2)计算抗扭修正系数β查表知,当6n =时,028.1=ξ,并取E G 4.0=,得923.06.1600.1910234.710725.34.0028.1112109=⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯⨯⨯+=E E β(3)计算横向影响线竖标值对于1号边梁考虑抗扭修正后的横向影响线竖标值为()()()()()()[]496.06.1-28.0-6.1-8.0-8.0-8.08.06.18.06.128.06.12923.061a a n 12222222n 1i 2i2111=⨯++++++++⨯+⨯⨯+=+=∑=βη163.0-a a a n 1n 1i 2i5151=+=∑=βη 设影响线零点离1号梁轴线的距离为x ,则163.0x-60.15496.0x ⨯= 解得: m 02.6x =(4)计算荷载横向分布系数1号边梁的横向影响线和布载图示如图3所示。
装配式钢筋混凝土简支T梁桥计算基本设计资料1.标准跨径:20m2.计算跨径:19.5m3.主梁全长:19.96m4.桥面宽度(桥面净空):净9m(行车道)+20.5m(防撞栏)。
技术标准设计荷载:公路—Ⅰ级,人群荷载采用主要材料钢筋:主筋用HRB335级钢筋,其他用R235级钢筋。
混凝土:C50 ,容重;桥面铺装采用沥青混凝土:容重。
设计依据《公路桥涵设计通用规范》(JTJ D60—2004)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ D62—2004)构造形式及截面尺寸(桥梁横断面和主梁纵断面图)全桥共由5片梁组成,单片梁高1.3m,宽2.0m;设5根横梁。
一:主梁的计算一)主梁荷载横向分布系数B=9+2×0.5=10m l=19.5m b/l=0.0.513>0.51.跨中荷载弯矩横向分布系数(按G-M法)二)主梁的弯矩及抗扭惯矩Ix和ITx求主梁界面的重心位置 (如图):平均板厚:h1===36.5cmIx==0.07254主梁抗扭惯矩按 I T x = ,()对于翼板:对于梁肋:故,主梁的抗扭惯矩为:I T x=单位板宽的弯矩及抗扭惯矩:三)横梁的抗弯及抗扭惯矩翼板的有效宽度的计算,计算如图:横梁的长度取两边主梁轴线之间的距离求横梁截面重心位置:=18cm由于连续桥面板的单宽抗扭惯矩只有独立宽扁板的一半,所以可取单位抗弯及抗扭惯矩:=四)计算参数:===0.387其中B为主梁全宽的一半 L为计算跨径故:五)计算荷载弯矩横向分布影响线已知影响系数b 3b/4b/2b/40-b/4-b/2-3b/4-b 0################ 1.15 1.100.980.910.80 b/4################ 1.130.900.660.350.12 b/2################ 1.100.530.12#####-0.66 3b/4################0.900.39##########-1.40 b ################0.800.12##########-1.640################ 1.09 1.06 1.000.960.92 b/4################ 1.060.980.900.820.75 b/2################ 1.000.910.810.730.67 3b/4################0.940.810.730.630.57 b################0.910.800.680.600.50k荷载荷载位置k1用内插法求梁位处横向分布影响线坐标值,如下图:1号梁和5号梁:2号梁和4号梁:3号梁 :=列表计算各梁的横向分布影响线坐标值,表如下:梁号 算式荷载位置b-b1.6081.066 1.248 1.438 0.934 0.808 0.72 0.624 0.5561号3.5281.5042.162 2.92 0.88 0.336 -0.254 -0.676 -1.448-1.92 -0.438 -0.914 -1.482 0.054 0.472 0.974 1.3 2.004-0.321-0.073 -0.153 -0.247 0.009 0.079 0.163 0.217 0.3353.2071.4312.009 2.673 0.889 0.415 -0.091 -0.459 -1.1130.641 0.286 0.402 0.535 0.178 0.083 -0.018 -0.092 -0.2232号1.1881.114 1.164 1.22 1.024 0.938 0.846 0.766 0.7022.0721.342 1.552 1.86 1.112 0.678 0.336 -0.022 -0.348-0.884 -0.228 -0.388 -0.64 -0.088 0.26 0.51 0.788 1.05-0.148-0.038 -0.065 -0.107 -0.015 0.043 0.085 0.132 0.1751.9241.304 1.487 1.753 1.097 0.721 0.421 0.11 -0.1730.3850.261 0.297 0.351 0.219 0.144 0.084 0.022 -0.035 3号0.921.06 1.0 0.96 1.09 1.06 1.0 0.96 0.920.81.10 0.98 0.91 1.15 1.10 0.98 0.91 0.80.12-0.004 0.02 0.05 -0.006 -0.004 0.02 0.05 0.120.02-0.007 0.003 0.008 -0.01 -0.007 0.003 0.008 0.020.821.093 0.983 0.918 1.14 1.093 0.983 0.918 0.820.1640.2190.1970.1840.2280.2190.1970.1840.164绘制横向分布影响线图如下,求横向分布系数按《桥规》4.3.11条和4.3.5条规定汽车荷载距人行道边缘距离不小于0.5m。
整体式钢筋混凝土简支板桥设计一、 设计标准1、 公路等级:二级公路2、 设计速度:60km/h3、 路基横断面 1)车道宽度:3.5m 2)车道数:双向4车道 3)右侧硬路肩宽度:0.75m 4)左侧硬路肩宽度:0.75m4、 汽车荷载:公路Ⅱ级5、 标准跨径:k 5m L =6、 桥梁横断面护轮安全带宽0.25m+硬路肩0.75m+6个行车道21m (6⨯3.5m )+ 硬路肩0.75m+护轮安全带宽0.25m7、 桥面铺装为厚H =0.07m 水泥混凝土铺装。
二、 基本资料1、 安全等级:本桥为小桥,安全等级为三级,结构重要性系数为00.9γ=;2、 环境条件:Ⅰ类,最小混凝土保护层厚度30mm ;3、 材料1) 混凝土:C25ck 16.7MPa f =,cd 11.5MPa f =,tk 1.78MPa f =,td 1.23MPa f =, 4c 2.810MPa E =⨯;2) 钢筋受力主筋:HRB335,sd 280MPa f =,5s 2.010MPa E =⨯,b 0.56ξ= 分布钢筋:R235,直径10mm 。
三、 设计依据1、《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)2、《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)3、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)4、许光辉,胡明义. 公路桥涵设计手册. 梁桥(上册). 人民交通出版社,2000年7月四、 主要尺寸拟定1、 支承宽度:00.29m b =2、 伸缩缝宽度:0.01m3、 板长:()4.98m =5-20.01⨯4、 计算跨径: 4.982(0.29/2) 4.69m l =-⨯=5、 净跨径:0 4.9820.29 4.40m l =-⨯=6、 行车道板厚:0.32m h =7、 护轮安全带高度:0.28m 详细尺寸见板桥的一般构造图。
五、 作用及作用效应计算(一) 永久作用及其作用效应本桥考虑的永久作用为结构的自重(即板的自重)与桥面铺装的附加重力。