T梁结构设计要点
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结构连续T梁设计说明一、技术标准与设计规范1.《公路工程技术标准》JTG B01-20142.《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-20153.《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG 3362—20184.《公路桥梁抗震设计规范》JTG B02-20135.《公路交通安全设施设计规范》JTG D81-2017二、技术指标主要技术指标表三、主要材料1. 混凝土(1) 水泥:应采用高品质的强度等级为62.5、52.5、42.5的硅酸盐水泥,同一座桥的预制梁应采用同一品种水泥。
(2) 粗骨料:应采用连续级配,碎石宜采用锤击式破碎生产。
碎石最大粒径不宜超过20mm,以防混凝土浇筑困难或振捣不密实。
(3) 混凝土:预制T梁及横隔梁、湿接缝、封锚端、墩顶现浇连续段、桥面现浇混凝土均采用C50;桥面铺装采用沥青混凝土。
2. 普通钢筋普通钢筋采用HPB300、HRB400级钢筋,抗拉强度分别为300MPa、400MPa。
钢筋的技术标准必须符合《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》GB1499.1—2008和《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》GB1499.2—2007标准的规定。
3. 预应力钢筋采用符合《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T5224-2003)规定的低松弛高强度钢绞线,其抗拉强度标准值f pk =1860MPa ,弹性模量E p =1.95×105MPa ,公称直径d=15.2mm 。
4. 其他材料(1) 钢板:采用《碳素结构钢》(GB700-2006)规定的Q235B 钢板。
(2) 锚具:预制T 梁正弯矩钢束采用15-8型、15-9型、15-10型及15-11型系列锚具及其配件,预应力管道采用圆形金属波纹管;预制梁在墩顶处的负弯矩钢束采用BM15-5型扁锚及其配件,管道采用扁形金属波纹管。
(3) 支座:可采用板式橡胶支座或盆式橡胶支座,其材料和力学性能均应符合现行国家和行业标准的规定。
四、设计要点1. 本通用图的结构体系为先简支后结构连续,按全预应力构件设计。
桥梁设计要点一、桥梁设计要点1、本设计图预应力混凝土连续T梁的设计基准期为100年,设计安全等级为二级,适用环境类别为Ⅰ(对应环境条件为温暖或寒冷地区的大气环境、与无侵蚀性的水或土接触的环境)。
2、T梁结构设计(1)本设计连续T梁,采用先简支后连续方法架设。
预制T梁在连续墩上先简支临时支座上,结构连续施工完成后,解除连续墩上临时支座转换为支承于位于墩中心线的永久支座上。
(2)梁长与支点:(单位:m)本设计图中,主梁各部分结构尺寸所对应构件温度为20℃。
标准尺寸见下表:正交T梁跨径标准预制梁长预制梁支点距墩中心(或台背线)边跨中跨联端永久支座连续墩临时支座25 24.74 24.6 0.51 0.55斜交30度T梁跨径标准预制梁长预制梁支点距墩中心(或台背线)边跨中跨联端永久支座连续墩临时支座30 29.68 29.5 0.61 0.70曲线桥各墩位横桥向中心线按径向布置,斜交桥各墩位横桥向中心线按与路线横断面方向夹角30度布置,梁肋按直线预制,每片梁预制长度随曲率半径变化。
梁长在两端梁肋等厚度段调整。
平面曲线线型由边梁翼板悬臂长度变化或防撞栏位置变化调整。
(3)主梁断面:单幅桥横向5片T梁。
A.25米T梁:主梁高度1.75m,梁间距2.45m,其中内梁预制宽度1.8m、边梁预制宽度2.0m,翼缘板中间湿接缝宽度0.65m。
主梁跨中肋厚0.2m,马蹄宽为梁两端部均匀加厚段0.6m、中部均匀段0.46m。
b.斜交30米T梁,半幅五片梁布置,主梁高度2.0m,T梁梁间距2.45m,其中内梁预制宽度1.70m、边梁预制宽度 1.95m,翼缘板中间湿接缝宽度0.75m。
主梁跨中肋后0.2。
30米T梁马蹄宽为梁两端部均匀加厚段0.6m、中部均匀段0.46m。
简支T梁的结构分析与设计简支T梁是一种常见的结构形式,在建筑和桥梁工程中被广泛应用。
本文将对简支T梁的结构进行分析与设计,并介绍相关的原理和方法。
一、简支T梁的结构特点简支T梁具有以下结构特点:1. T形截面:简支T梁的截面形状是T形的,上部为梁体,下部为翼缘。
2. 简支支座:简支T梁两端为简支支座,通过支座与支座之间的轴线连接,使梁在纵向上得到约束。
3. 受弯构件:简支T梁在工作状态下主要受到弯矩的作用,梁体和翼缘承受弯曲力。
二、简支T梁的结构分析1. 弯矩分布:简支T梁在支座处产生零弯矩,逐渐增大至中间位置,然后逐渐减小至另一端的支座处。
可以通过弯矩图来表示不同位置处的弯矩大小。
2. 剪力分布:简支T梁在支座处产生最大剪力,逐渐减小至中间位置,然后逐渐增大至另一端的支座处。
可以通过剪力图来表示不同位置处的剪力大小。
3. 受力计算:可以根据静力平衡的原理,利用弯矩和剪力的计算公式来求解简支T梁中不同位置处的受力情况。
同时还需考虑梁体和翼缘的受压、受拉能力以及梁的整体稳定性。
三、简支T梁的结构设计1. 材料选择:在进行简支T梁的结构设计时,需要选择适合的材料。
常见的材料包括钢、混凝土等,根据具体情况选择合适的材料进行设计。
2. 强度设计:根据结构的受力情况进行强度设计,保证简支T梁在工作状态下能够承受外部荷载的作用。
可以采用不同的设计方法和公式进行弯矩和剪力的计算,并根据材料的强度参数进行验算。
3. 稳定性设计:简支T梁在受到弯曲力作用时,还需考虑梁的整体稳定性。
通过适当设计翼缘的厚度和纵向的加劲肋,提高梁的抗弯能力和稳定性,防止梁发生屈曲。
4. 断面形状设计:根据结构的受力情况和美观性要求,设计合适的断面形状。
可以考虑采用对称T形或异形T形,通过优化断面形状来提高梁的受力性能。
5. 连接设计:简支T梁与支座之间的连接设计也需要考虑。
通过适当设置支座和连接件,确保梁与支座之间的连接符合工程要求。
混凝土结构设计原理课程钢筋混凝土简支t梁设计钢筋混凝土简支T梁是一种常见的结构构件,用于承受横向荷载和弯矩。
在混凝土结构设计原理课程中,学生需要学习如何设计这种类型的梁。
以下是一个关于钢筋混凝土简支T梁设计的详细说明,包括设计流程、计算公式以及一些设计注意事项。
设计流程:1.收集设计数据:这包括梁的几何尺寸、荷载信息和构件要求等。
几何尺寸包括梁的跨度、宽度和高度等。
荷载信息包括活载和恒载,如重要活载和自重。
构件要求包括混凝土强度等级和钢筋强度等级等。
2.确定截面形状:根据设计要求和荷载信息,选择适当的截面形状。
常见的T形截面形状有倒T形和T形。
3.计算荷载:根据设计要求和荷载信息,计算出所需的横向荷载和弯矩。
4.确定混凝土强度等级:根据设计要求和荷载信息,确定混凝土的强度等级。
5.确定钢筋配筋率:根据设计要求和荷载信息,确定梁的钢筋配筋率。
钢筋的配筋率取决于梁的几何尺寸、荷载和混凝土强度等级等。
6.进行截面设计:根据计算结果和截面形状,确定混凝土的尺寸和钢筋的位置。
截面设计要符合构件的要求和强度要求。
7.检查和调整设计:对设计结果进行检查和校核,并根据需要进行调整。
确保设计结果满足强度和使用要求。
计算公式:1.弯矩计算:根据梁的几何形状和荷载情况,计算出梁在不同截面位置的弯矩。
常用的计算公式有弯矩公式,如M=WL^2/8,其中M是弯矩,W是荷载,L是跨度。
2. 混凝土截面尺寸计算:根据弯矩计算结果,以及混凝土和钢筋的强度等级,计算混凝土截面的尺寸。
常用的计算公式有梁截面尺寸计算公式,如b = M / (h*a*fcd)和d = h - a/2,其中b是梁宽度,d是有效深度,h是总深度,a是受压区高度,fcd是混凝土抗压强度。
3.钢筋配筋率计算:根据梁的几何形状、荷载和混凝土强度等级,计算出钢筋的配筋率。
常用的计算公式有配筋率计算公式,如ρ=As/(b*d),其中ρ是配筋率,As是钢筋面积,b是梁宽度,d是有效深度。
简支T梁的设计与优化分析简支T梁是一种常用的结构形式,常用于桥梁、建筑和道路等工程中。
在设计和优化简支T梁时,需要考虑梁的荷载分布、强度、刚度和经济性等因素。
本文将对简支T梁的设计与优化进行分析和讨论。
1. 设计参数和荷载分布在设计简支T梁时,需要确定梁的几何参数和截面尺寸。
首先,确定梁的跨度、高度和宽度等几何参数,这些参数决定了梁的自重和刚度。
然后,根据设计要求和荷载情况,确定梁的截面尺寸和钢筋布置。
荷载分布包括自重、活荷载和临时荷载等,需要按照规范要求进行计算和分配。
2. 强度和刚度要求简支T梁在使用过程中需要满足一定的强度和刚度要求。
强度要求是指梁的截面能够承受设计荷载,并保证不发生破坏。
刚度要求是指梁在荷载作用下的变形不能超过规定的限值,以保证结构的安全和使用性能。
设计过程中需要考虑不同构件的强度和刚度,例如梁翼板、腹板和纵向钢筋等。
3. 材料选取和梁的计算在简支T梁的设计中,材料选取对梁的强度和刚度有重要影响。
一般情况下,T梁的上翼板和下翼板使用混凝土,腹板和纵向钢筋使用钢材。
根据荷载分布、材料性能和构件的几何形状,进行梁的计算。
计算过程包括弯矩计算、剪力计算、受压区高度选取和截面配筋等,确保梁的强度和刚度满足设计要求。
4. 优化设计简支T梁的优化设计旨在提高梁的经济性和使用性能。
在保证结构安全和功能要求的前提下,通过调整几何参数、改变截面形状和优化钢筋布置等方式来实现。
优化设计的目标是减小梁的自重、减小材料的使用量、降低施工难度和减小工程成本等。
5. 动力响应和自振频率分析在简支T梁的设计与优化中,还需要考虑梁的动力响应和自振频率。
动力响应分析是指研究梁在动态荷载作用下的振动特性,包括自然频率、振型和反应加速度等。
自振频率分析是指研究梁在各种振动模态下的频率特性。
通过动力响应和自振频率分析,可以调整梁的形状和材料,以满足结构的动力性能要求。
综上所述,简支T梁的设计与优化分析涉及设计参数和荷载分布、强度和刚度要求、材料选取和计算、优化设计以及动力响应和自振频率分析等方面。
简支T梁的结构优化设计与分析简支T梁是一种常见的钢结构,广泛应用于桥梁、建筑和工业设施中。
它的设计和分析对于确保结构的安全和可靠性至关重要。
本文将对简支T梁的结构优化设计和分析进行介绍和讨论。
一、结构优化设计结构优化设计旨在通过优化结构的形状、材料和尺寸等参数,以达到最佳的结构性能。
在简支T梁的设计中,以下因素应被考虑:1. 材料选择:选择适当的材料对于梁的结构性能至关重要。
常用的材料包括钢材和混凝土等。
根据具体的应用场景和要求,选择合适的材料。
2. 梁截面形状:T梁的截面形状直接影响其受力性能。
通过合理设计梁的截面形状,可以减小横向荷载对梁的影响,并提高结构的稳定性。
3. 尺寸设计:梁的尺寸设计应根据所承受的荷载大小和工程要求进行合理确定。
合理的尺寸设计可以确保梁的强度和刚度满足要求,并减小结构的自重。
4. 约束条件:在结构优化设计中,需要考虑到约束条件,如孔洞位置、支撑点位置等。
通过合理设置约束条件,可以实现结构的安全和稳定。
在进行结构优化设计时,可以使用各种工程软件和计算方法,通过模拟和分析来获得最佳的设计参数。
二、结构分析结构分析旨在评估和验证结构的性能和可靠性,以确保其满足设计要求。
在简支T梁的分析中,以下几个方面应得到重点关注:1. 强度分析:通过对梁的受力状态进行分析,可以评估梁在荷载作用下的强度。
在强度分析中,需要考虑到静力和动力荷载等因素,并进行合理的计算和模拟。
2. 刚度分析:刚度分析用于评估和验证梁的刚度,即横向和纵向变形。
通过刚度分析,可以确定在工程要求下梁的刚度是否满足。
3. 挠度分析:挠度是指梁在荷载下发生的弯曲变形。
挠度分析用于评估梁的变形情况,并根据工程要求进行调整。
4. 稳定性分析:稳定性分析用于评估结构在外力作用下的稳定性。
对于长跨度的简支T梁,稳定性分析尤为重要,以确保结构能够承受荷载而不发生失稳现象。
在进行结构分析时,可以使用有限元分析等方法,并结合实际测量数据,对梁的受力状态进行准确模拟和计算。
20米简支T梁公路桥要点简介简支T梁公路桥是一种常见的桥梁类型,可用于跨越河流、谷底、道路等交通线路,它具有结构简单、施工方便、造价低廉等优点。
在20米跨度的桥梁中,简支T梁结构是一种合适的选择。
本文将介绍20米简支T梁公路桥的设计要点,以供工程师参考。
材料20米简支T梁公路桥中所需材料如下:1.钢筋:采用HRB335或HRB400的螺纹钢筋,直径不小于12mm。
2.混凝土:C30或C35的混凝土。
3.预应力钢筋:采用15.7mm的箍筋,每根长度大于等于20m。
设计桥梁横向设计1.桥面铺装:采用200mm厚的reinforced concrete slab、设置14mm的sinusoidal cracks。
2.垫层设计:采用100mm(capping layer)及150mm(secondary liner)混凝土垫层。
垫层铺镀钢板或者镀锌钢板,厚度为10mm。
3.获取刻度:设置1000mm或750mm跨距的腹板中央位置设置桥墩,连接腹板的应力棒采用Φ32mm的螺纹钢筋。
桥梁纵向设计1.桥墩设计:采用组合梁式桥墩,桥墩切断面尺寸为1200mm x1200mm,采用C35混凝土。
2.墩顶连梁设计:采用T梁C27/28,设一层二十根束子,直径为25mm的PAYV铸件应用于主载荷承受杆件的绑扎。
预应力设计1.预应力筋数量的按压:每侧55根端部埋藏厚度不小于0.6m。
2.预应力钢筋设置:应力钢筋中心距为500mm,外侧预应力筋距边界不小于150mm。
3.预应力钢筋的张力:每侧钢束预张拉222kN后,预应力钢筋应有6根验算,使用相邻两次张拉最大应力值最大的内侧钢束设置134kN预压力,其余预应力钢筋设置115kN预压力。
通过本文的介绍,我们可以了解到20米简支T梁公路桥的设计要点,包括材料和设计方案等。
工程师在实际设计过程中,可以参考本文的要点,在保证质量的同时尽可能地节约成本,为实现现代化交通建设做出贡献。
简支T梁桥梁结构的设计与施工技术研究摘要:简支T梁桥是一种常用的桥梁结构,本文主要对其设计和施工技术进行研究。
首先介绍了简支T梁桥的基本概念和结构特点,然后详细探讨了设计过程中需要考虑的各项因素,并提出了一套相应的设计方法和原则。
接着,重点讨论了简支T梁桥的施工工艺和技术要点,包括模板搭设、钢筋加工和混凝土浇筑等方面。
最后,对简支T梁桥的设计与施工进行了总结,并对今后的发展前景进行了展望。
1.简支T梁桥的基本概念和结构特点简支T梁桥是一种由T形截面的梁构成的桥梁结构,常用于中小跨度的公路桥。
其优点是结构简单、经济实用,适应性广泛。
梁体一般采用预制成型的方式,然后通过现浇混凝土与墩台连接。
简支T梁桥的主要构件包括上部结构、下部结构和桥面系。
2.设计过程中需要考虑的因素在设计简支T梁桥时,需要考虑的因素包括荷载计算、结构材料选择、梁体截面设计、支座选择和桥面系设计等。
首先是荷载计算,需要根据桥梁所处位置和用途确定荷载标准,并进行荷载计算以确定梁体的截面尺寸。
然后,根据荷载计算结果和相关规范,选择合适的结构材料和梁体截面形式。
支座的选择也非常关键,需要考虑到整个桥梁的力学性能和变形控制要求。
最后,桥面系的设计需要考虑交通载荷和防滑要求等。
3.简支T梁桥的设计方法和原则在简支T梁桥的设计中,需要遵循一些基本原则和方法。
首先是满足结构的刚度和强度要求,要通过梁体截面的合理设计来满足这些要求。
其次,要对桥梁的整体稳定性进行分析和设计,包括抗倾覆、抗滑移等方面的考虑。
此外,还需要考虑一些特殊情况,如地震等荷载作用下的结构破坏机制和控制措施。
4.简支T梁桥的施工工艺和技术要点简支T梁桥的施工工艺主要包括:模板搭设、钢筋加工、梁体浇筑和养护等。
首先是模板搭设,需要按照设计要求和梁体截面形状来搭设模板,确保模板的刚度和准确度。
然后是钢筋加工,根据设计要求和梁体截面尺寸进行钢筋加工和安装,确保钢筋的质量和准确度。
梁体的浇筑需要注意混凝土的施工工艺和质量控制,包括梁体内部的振捣和外表面的抹灰等。
钢筋混凝土简支T梁桥设计一、设计资料在进行钢筋混凝土简支 T 梁桥的设计之前,需要收集一系列的设计资料。
这些资料包括桥梁的跨径、桥面宽度、设计荷载、桥梁所在地区的地质条件、水文情况等。
例如,假设设计一座跨径为 20 米的钢筋混凝土简支 T 梁桥,桥面宽度为 9 米,设计荷载为公路I 级,桥梁所在地区的地质条件良好,地下水位较低。
二、结构尺寸拟定1、主梁高度主梁高度是影响桥梁结构受力性能和经济性的重要参数。
一般来说,主梁高度可取跨径的 1/16 到 1/18。
对于 20 米跨径的简支 T 梁桥,主梁高度可取 125 米到 133 米,这里取 13 米。
2、主梁间距主梁间距通常取决于桥面宽度和施工条件。
在本设计中,桥面宽度为 9 米,考虑采用 5 片 T 梁,主梁间距取 18 米。
3、梁肋厚度梁肋厚度主要取决于主梁承受的剪力大小。
一般来说,梁肋厚度在跨中处可取 16 厘米到 20 厘米,在支点处可取 30 厘米到 50 厘米。
本设计中,跨中梁肋厚度取 18 厘米,支点处梁肋厚度取 30 厘米。
4、翼缘板尺寸翼缘板的厚度通常在端部取 10 厘米,在根部取 18 厘米。
翼缘板的宽度应根据主梁间距和桥面布置确定。
本设计中,翼缘板端部厚度取10 厘米,根部厚度取 18 厘米,翼缘板宽度取 17 米。
三、主梁内力计算1、恒载内力计算恒载包括主梁自重、桥面铺装、栏杆等附属设施的重量。
根据拟定的结构尺寸,计算出每片主梁承受的恒载大小,并计算恒载作用下的内力(弯矩和剪力)。
2、活载内力计算活载内力计算需要考虑设计荷载的加载方式和最不利位置。
对于公路I 级荷载,按照规范要求进行布载,计算出活载作用下的最大弯矩和最大剪力。
3、荷载组合将恒载内力和活载内力进行组合,得到主梁在不同工况下的内力值。
一般需要考虑承载能力极限状态组合和正常使用极限状态组合。
四、钢筋配置1、纵向受力钢筋根据主梁内力计算结果,确定纵向受力钢筋的数量和直径。
t梁架设控制要点T梁架设控制要点T梁架设是一种常用的桥梁梁体结构形式,其设计和施工过程中需要考虑一系列的控制要点。
本文将结合实际经验,对T梁架设控制要点进行详细阐述。
一、基础准备工作1. 地基处理:T梁架设前需要对桥墩基础进行处理,确保基础的坚固和稳定。
2. 基础标高控制:通过测量和调整,确保桥墩基础标高的准确性和一致性。
二、模板制作与安装1. 模板设计:根据设计要求和梁体形状,进行模板的设计和制作,确保模板的精确度和可靠性。
2. 模板安装:模板安装前需要进行检查,确保模板的平整度和稳定性。
三、钢筋加工与安装1. 钢筋加工:根据设计要求,进行钢筋的加工和预埋长度的处理,确保钢筋的强度和精确度。
2. 钢筋安装:根据图纸要求,将钢筋按照预定位置和间距进行安装,确保钢筋的准确位置和连接牢固。
四、混凝土浇筑1. 混凝土配合比:根据设计要求和施工条件,确定混凝土的配合比,确保混凝土的强度和耐久性。
2. 浇筑顺序:按照梁体的几何形状和结构要求,确定混凝土的浇筑顺序,确保混凝土的均匀性和完整性。
3. 浇筑施工工艺:采用适当的浇筑施工工艺,如振捣、振动等,确保混凝土的密实性和质量。
五、梁体架设1. 梁体吊装:采用合适的吊装设备,对梁体进行吊装,确保梁体的安全和稳定。
2. 梁体定位:根据设计要求和施工图纸,对梁体进行准确定位,确保梁体的位置和间距准确。
3. 梁体连接:采用适当的连接方式,如焊接、螺栓连接等,对梁体进行连接,确保梁体的牢固和稳定。
六、质量控制1. 梁体尺寸:通过测量和调整,确保梁体的几何尺寸符合设计要求。
2. 表面平整度:对梁体表面进行检查和修整,确保梁面的平整度和光滑度。
3. 强度检测:采用适当的检测方法,对梁体的强度进行检测,确保梁体的强度满足设计要求。
T梁架设的控制要点包括基础准备工作、模板制作与安装、钢筋加工与安装、混凝土浇筑、梁体架设和质量控制等方面。
在实际施工中,严格按照这些要点进行操作和控制,可以保证T梁架设的质量和安全性。
3.2 结构尺寸3.2.1 横断面的布置依据《公路桥涵设计通用规范》主梁间距为2.0米,桥面板采用现浇混凝土刚性接头,由桥面净宽确定为9片梁。
3.2.2 主梁尺寸拟定(1) 主梁高度预应力混凝土简支梁的主梁高度与其跨径之比通常在1/15~1/25之间,当建筑高度不受限制时,增大梁高是比较经济的方案,可以节省预应力钢束用量。
对于跨径25米的简支梁取用150厘米梁高是比较合理的。
选用150厘米梁高时,计算跨径为24.12米,高跨比为1.50/24.12=1/16。
1/16位于1/15~1/25之间,符合要求。
(2) T梁翼板厚度T梁翼板厚度主要取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求,还应考虑能否满足主梁受弯时上翼板受压的强度要求。
本设计预制T梁翼板厚度取用150mm,翼板根部加厚到250mm以抵抗翼缘根部较大弯矩。
(3) 主梁腹板的厚度在预应力混凝土梁中腹板内主拉应力较小,腹板的厚度主要由预应力钢束的孔道设置方式决定,同时从腹腔板的稳定出发,腹板厚度不宜小于其高度的1/15,故取用腹板厚度为14厘米。
在跨中区段,钢束主要布置在梁的下缘,以形成较大的内力偶臂,故在梁腹板下设置马蹄,以利数量较多的钢束布置。
设计实践表明,马蹄面积与截面总面积以10%~20%为宜。
设置马蹄宽30厘米,高18厘米,则马蹄与截面积之比为10.4%,位于10%~20%之间,符合要求。
(4) 横截面沿跨长度变化横截面沿跨长度变化主要考虑预应力钢束在梁内布置的要求,以及锚具布置的要求,故为配合钢束的弯起而从六分点开始向支点逐渐抬高,同时腹板的宽度逐渐加厚,在距梁端一倍梁高范围内(150厘米)将腹板加厚与马蹄同宽。
(5) 横隔梁的设置为增加各主梁的横向联系,使各主梁在载荷作用下的受力均匀,本设计共设置7道横隔梁。
考虑施工方便和钢束布置,端横隔梁与梁同高,中横隔梁高132mm,厚度为16cm。
图3-1结构尺寸图(mm)图3-2 T梁各截面图示(6) 主梁几何特性计算见下表表3-2跨中截面几何特性计算表(小毛截面)分块名称分块面积形心距上缘距离)(cmyi分块面积)(2cmAi分块面积对上缘净矩iiiYAS⨯=分块面积自重惯性矩)(4cmIiisiyyd-=分块面积对截面形心惯性矩2x i iI A d=⨯xiIII+=翼板7.5 2250 16875 42187.5 37.95 3240455.63 3282643.13 三角承托18.333 680 12466.44 3777.78 27.12 500136.19 503913.97 腹板73.5 1638 118755 1868548.5 -27.05 1198528.70 3067077.2 下三角128 96 12288 768 -82.55 624192.24 624960.24 马蹄141 540 76140 14580 -95.55 4930093.35 4944673.35 ∑5204 236524.44 12423267.90表3-2跨中截面几何特性计算表(大毛截面)分块名称分块面积形心距上缘距离)(cmyi分块面积)(2cmAi分块面积对上缘净矩iiiYAS⨯=分块面积自重惯性矩)(4cmIiisiyyd-=分块面积对截面形心惯性矩2x i iI A d=⨯xiIII+=翼板7.5 3000 22500 56250 33.17 3300747 3356997 三角承托18.333 680 12466.44 3777.78 22.34 339280.3 343058 腹板73.5 1638 118755 1868548.5 -31.83 1659538 3528086 下三角128 96 12288 768 -87.33 732146.8 732914.8 马蹄141 540 76140 14580 -100.33 5435699 5450297 ∑5954 242149.44 13411335注:/242149.44/595440.67s i i y S A =∑==(cm )y 150-40.67109.33x ==(cm )上核心距: /13411335/(5954109.33)20.60()s i x K I A y cm =∑=⨯= 下核心距: /13411335/(595440.67)55.38()x i s K I A y cm =∑=⨯= 截面效率指标: ()/(20.6055.38)/1500.510.5s x K K h ρ=+=+=> 表明以上初拟的主梁跨中截面尺寸是合理的。
3.3主梁内力计算3.3.1 永久作用效应计算3.3.1.1永久作用集度(1) 预制梁自重(第一期永久作用)1)跨中截面段主梁自重(六分点截面至跨中截面,长8.04米)G(1)=0.5204×25×8.04=104.60(KN )2)马蹄抬高与腹板变宽段梁自重(长2.94米)G(2)= (0.69+0.5204)×2.94×25÷2=19.47(KN)3) 支点段梁的自重G(3)=0.69×25×1.5=25.88(KN)4) 边主梁的横隔梁内横隔梁体积: 0.16×(1.32×1.5-0.5204+0.054)=0.2422 m 3端横隔梁体积: 0.16×(1.35×1.5-0.69)=0.2136 m 3故半跨内横梁重力为:G(4)=(2.5×0.2422+1×0.2136)×25=20.48(KN )5)预制梁永久作用集度g 1=(104.60+19.47+25.88+20.48)/12.48=13.66(KN/m )(2) 二期永久作用1) 现浇T 梁翼板集度(5)g =0.15 ×0.6×25=2.25(KN/m ) 2) 边梁现浇部分横隔梁一片中横隔梁(现浇)体积 0.16×0.25×1.32=0.0528 m 3 一片端横隔梁(现浇)体积0.16 ×0.5×1.35=0.108 m 3(6)g =(5×0.0528+2×0.108) ×25/24.96=0.4808(KN/m )3) 桥面铺装 8cm 厚混凝土铺装:0.08×(2×1.5+15)×24=34.56(KN/m ) 5cm 厚沥青铺装:0.05×18×23=20.7(KN/m ) 将桥面铺装均摊给9片主梁(7)g =(34.56+20.7)/9=6.14(KN/m )4) 栏杆一侧人行栏:1.52 KN/m若将两侧人行栏均摊给9片主梁,则:(8)g =1.52×2/9=0.34(KN/m ) 5) 边梁二期永久作用集度:2g =2.25+0.4808+6.14+0.34=9.2108(KN/m )3.3.1.2 永久作用效应α(1-α)α(1-α)图3-3 恒载内力计算图如图3-3所示:设 x 为计算截面离左支座的距离,令a=x/l ,则g l a a M a ⨯⨯-⨯⨯=2)1(2/1g l a Q a ⨯⨯-⨯=)21(2/1永久作用效应计算见表3-3所示:表3-3永久作用效应(1#)计算表计算数据 L=24.12 L 2=581.77m 2项目 i gg l a a M a ⨯⨯-⨯⨯=2)1(2/1g l a Q a ⨯⨯-⨯=)21(2/1跨中 1/4跨 变化点 1/4跨 变化点 支点 a0.5 0.25 0.106 0.25 0.106 0 1/2×a ×(1-a ) 0.125 0.0938 0.0474 1/2×(1-2a ) 0. 25 0.394 0.5 第一期恒载 13.66 993.38 745.43 376.69 82.37 129.81 164.74 第二期恒载 9.2108669.83502.64254.0055.5487.53110.083.3.2 可变作用效应计算3.3.2.1 冲击系数和车道折减系数按《公路桥涵设计规范》第4.3.2条规定,结构的冲击系数与结构的基频有关,因此首先计算结构的基频。
简支梁桥的基频可采用下列公式估算:()4.71f HZ ===其中:()30.595425101517.33/9.81c G m kg m g ⨯⨯=== 根据本桥的基频,可计算出汽车荷载得冲击系数为:110.1767ln 0.0157 1.258f μ+=+-=按《公路工程技术标准》规定,本桥为四车道,计算可变作用效应计算时需要进行车道折减, 0.67ξ=3.3.2.2 主梁的荷载横向分布系数(1) 跨中荷载横向系数桥跨内设置7道横隔梁具有可靠横向联系,故可按修正刚性横梁法绘制横向影响线,并计算横向分布系数m c 。
1) 计算主梁抗扭惯矩T I对于T 形梁截面,抗扭惯矩可近似按下式计算: 1mT i i i i I c b t ==∑式中:i b 和i t -----相应为单个矩形截面的宽度和厚度; i c ----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对于跨中截面,翼缘板的换算平均厚度:11525202t cm +==马蹄部分的换算平均厚度:21830242t cm +==表3-4 T I 计算表2) 计算抗扭修正系数β设计主梁的间距相同,并将主梁近似看成等截面,则有:221112iT i i ia Gl I E a I β=+∑∑分块名称i b (cm )i t (cm )i i ti c334(10)i T i i iI c bt m -=⨯ 翼缘板① 150 20 0.130.306 3.403 腹板② 106.5 14 0.13 0.306 0.8942 马蹄③30240.800.1710.7091 ∑4.2013式中:G=0.4E;l=24.12m;T iI∑=9⨯0.0042013=0.03781174m ,1234567898.0; 6.0; 4.0; 2.0;0.0; 2.0; 4.0; 6.0;8.0;a m a m a m a m a m a m a m a m a m ======-=-=-=-40.13411335i I m =计算得β=0.97773) 按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值:9211i ij i i a e na ηβ=•=+∑式中,n=9, 9221240i i a m ==∑计算所得值列于表3-5表3-5 ij η计算表梁号i a1i η6i η7i η8i η9i η1 8 0.3718 0.0459 -0.0193 -0.0844 -0.14962 6 0.3067 0.0622 0.0133 -0.0355 -0.0844 3 4 0.2415 0.0785 0.0459 0.0133 -0.0193 4 2 0.1763 0.0948 0.0785 0.0622 0.0459 50.11110.11110.11110.11110.11114)计算荷载横向分布系数1号梁得横向影响线和最不利布载图式如图所示:图3-4 跨中横向分布系数计算图式可变作用(汽车公路-I 级): 四车道:1(0.33920.28060.23820.17950.13720.07850.03620.02250.670.42442cq m =++++++-⨯=)三车道:1(0.33920.28060.23820.17950.13720.07850.780.48872cq m =+++++⨯=)两车道:1(0.33920.28060.23820.179510.51882cq m =+++⨯=)故取可变作用(汽车)的横向分布系数为:cq m =0.5188 可变作用(人群)0.3799cr m =(2) 支点的荷载横向分布系数按杆杠法绘制横向影响线并进行布载,1号梁荷载的横向分布系数计算如下:图3-5 支点横向分布系数计算图式因为汽车荷载布置不到1号梁上,所以10.50.252oq m =⨯==or m =1.125荷载横向分布的汇总见表3-6。