桥梁设计计算实例

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Henan Polytechnic University

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:20m

1.4计算跨径:19.7m

1.5实际梁长:19.6m

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 设计依据

(1)《公路桥涵设计通用规范(JTG D60—2004)》,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 D62-2004)》,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 主梁的详细尺寸

主梁间距:1.7m 主梁高度:h=(

111~118)l=(1

11~118

)20=1.82~1.1(m )(取1.8) 主梁肋宽度:b=0.2m

主梁的根数:(7m+2×0.75m )/1.7=5

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置连接钢筋,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 3)和平均9cm 厚混泥土垫层(重力密度为24kN/m 3),C30T 梁翼板的重力密度为25kN/m 3。

2.2.1结构自重及其内力(按纵向1m 宽的板条计算)

①每米延板上的恒载1g

沥青表面处治:1g =0.02×1.0×23=0.46kN/m C25号混凝土垫层:2g =0.09×1.0×24=2.16kN/m T 梁翼板自重:3g =(0.08+0.14)/2×1.0×25=2.75kN/m 每延米板宽自重:g= 1g +2g +3g =0.46+2.16+2.75=5.37kN/m ②每米宽板条的恒载内力: 弯矩:M g m in,=-

21gl 20=-2

1×5.37×0.712=-1.35kN.m 剪力:Q Ag =g·l 0=5.37×0.71=3.81kN

2.2.2汽车车辆荷载产生的内力

公路II 级:以重车轮作用于铰缝轴线上为最不利荷载布置,此时两边的悬臂板

各承受一半的车轮荷载下图:

图2-2 行车道板计算(尺寸单位:cm )

后轴作用力140KN 的着地长度为a 2=0.2m,宽度b 2=0.6m ,铺装层的厚度H=0.09+0.02=0.11m 垂直行车方向轮压分布宽度为:

a 1=a 2+2H =0.20+2×0.11=0.42m 。

b 1=b 2+2H =0.60+2×0.11=0.82m 。

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: a =a 1+d +2l 0=0.42+1.4+2×0.71=3.24m

由于汽车荷载局部加载在T 梁的翼板上,故冲击系数取1+u=1.292,则作用于每米宽板条上的弯矩为: M p m in,=-(1+ u )4

(410b l a P

—) =-1.292×

4

82.071.024.342140—( ) =-14.09kN.m

作用于每米宽板条上的剪力为: Q AP =(1+u )

a

P

4=1.292×24.341402 =27.92kN

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):

M ud =1.2 M Ag +1.4 M Ac =1.2×(-1.35)+1.4(-14.09)=-21.346kN.m Q ud =1.2 Q Ag +1.4 Q Ac =1.2×3.81+1.4×27.92=43.66kN

所以,行车道板的设计内力为 M ud =-21.346kN.m Q ud = 43.66kN

2.正常使用极限状态内力组合计算(短期效应组合): M sd =M Ag +0.7M Ac =(-0.35)+0.7×(-14.09)÷1.3=-8.94kN.m Q sd =Q sd +0.7Q Ap =

3.81+0.7×27.92÷1.3=18.84kN

2.3 主梁内力的计算 2.

3.1 结构自重效应计算

由计算跨径L=19.70m ,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) 结构自重集度

主 梁:g 1=[0.18×1.30+(0.08+0.14)/2×(1.60-0.18)]×25=9.76 kN/m 横隔梁:

边主梁: g 2={[1.00-(0.08+0.14)/2]×(1.60-0.18)/2}×

2

16

.0*15.0 ×5×70

.1925

=0.624 kN/m

C25混凝土垫层(6~12cm )

2cm沥青混凝土

160160130

14

8

20

160

160100

75

700

75

850

图2-3 简支T 梁主梁和横隔梁简图(尺寸单位:cm )

2 号梁:g 12=2×g 2=1.248 kN/m 中主梁:g 22=2×g 2=1.248 kN/m 桥面铺装层:g 3=[0.02×7.00×23+

2

1

(0.06+0.12)×7×24]/5=3.67 kN/m 栏杆和人行道:g 4=5×5

2

=2.00 kN/m