桥梁工程课程设计(t型简支梁的计算)
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装配式钢筋混凝土简支T梁桥计算
一 .基本设计资料
(一).跨度及桥面宽度
二级公路装配式简支梁桥,双车道,计算跨径为13m,桥面宽度为净7.0+2×2+2×0.5=12m,主梁为钢筋混凝土简支T 梁,桥面由7片T梁组成,主梁之间的桥面板为铰接,沿梁长设置3道横隔梁。(二).技术标准
设计荷载:公路—Ⅱ级,人群荷载3.0KN/m2。
汽车荷载提高系数1.3
(三).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26kN/m3;桥面铺装采用沥青混凝土;容重23kN/m3;
(四).设计依据
⑴《公路桥涵设计通用规》(JTJ D60—2004)
⑵《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规》(JTJ D62—2004);
(五).参考资料
⑴结构设计原理:叶见曙,人民交通;
⑵桥梁工程:玲森,人民交通;
⑶混凝土公路桥设计:
⑷桥梁计算示例丛书《混凝土简支梁(板)桥》(第三版) 易建国主编.人民交通
(5)《钢筋混凝土及预应力混凝土简支梁桥结构设计》闫志刚主编.机械工业
(六).构造形式及截面尺寸
1. 主梁截面尺寸:
根据《公路桥涵设计通用规》(JTGD60-2004),梁的高跨比的经济围在1/11到1/16之间,此设计中计算跨径为13m,拟定采用的梁高为1.0m,翼板宽2.0m。腹板宽0.18m。
2. 主梁间距和主梁片数:
桥面净宽:7.0+2×2+2×0.5=12m,采用7片T型主梁标准设计,主梁间距为2.0m。
全断面7片主梁,设3道横隔梁,横隔板厚0.15m,高度取主梁高的3/4,即0.75m 。路拱横坡为双向2%,由C50沥青混凝土垫层控制,断面构造形式及截面尺寸如图所示。
二 .主梁的计算
(一).主梁的荷载横向分布系数计算
1.跨中荷载弯矩横向分布系数(按G —M 法)
(1)主梁的抗弯及抗扭惯矩x I 和Tx I 求主梁界面的的重心位置x a (图2): 平均板厚:
()11
913112
h cm =
+= 主梁截面的重心位置:
cm
a x 568.261810011)18200(50
181005.511)18200(=⨯+⨯-⨯⨯+⨯⨯-=
主梁抗弯惯矩:
)(10487.3)(229.3486992)568.262
100(1001810018121)211568.26(11200112001214242
323m cm I x -⨯==-⨯⨯+⨯⨯+-⨯⨯+⨯⨯=
主梁抗扭惯矩: 3
1
i
i m
i i T t b c I ∑==
对于翼板:1.0055.0200
11
11
≤==
b t 查表得 1/3
c =
对于肋板:18.0100
18
22==b t 由线性插 295.0=c
)(10608.2)(3.26077718100295.0112003
1
43433m cm I T -⨯==⨯⨯+⨯⨯=
单位宽度抗弯及抗扭惯矩:
)
(10304.1200
10608.2)
(10744.1200
10487.34
53442
cm m b I J cm m b I J Tx Tx x
x ----⨯=⨯==⨯=⨯== (2)横梁的抗弯及抗扭惯矩 翼板有效宽度λ的计算,计算图3所示
横梁长度取两边主梁的轴线间距,即:cm
b cm h cm
c cm
b l 15753052)15625(8004='='=-===
381.0800305==l c 查表得当 381.0=l c 时 531.0=c
λ 则 cm 162531.0305=⨯=λ
横隔梁界面重心位置y
a : cm a y 178.1315
75111622275
1575211111622=⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯
⨯⨯=
横隔梁抗弯惯矩:
)(10007.8)
178.132
75
(75157515121)5.5178.13()111622(11)1262(12143323--⨯=-⨯⨯+⨯⨯+-⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=
m I y 横隔梁的抗扭惯矩:
33
111222Ty I c b h c b h =+
由
1.00176.0625
11
1
1
≤==
b h , 故 11/3
c =,由于连续桥面板的单宽抗扭惯矩只有独立宽扁板的一半,可取11/6c =。
2215
/0.182982
h b =
=,查表得291.02=c 。
则 )(10123.210123.215.075.0291.011.025.66
1
43333m I Ty --⨯=⨯=⨯⨯+⨯⨯=
单位长度抗弯及抗扭惯矩:
)(10340.0625
10123.2)
(10281.1625
10007.84
534
53cm m b I J cm m b I J Ty Ty y
y ----⨯=⨯==⨯=⨯==
(3) 计算抗弯参数θ和抗扭参数α
cm B 7002
200
7=⨯=
则 076.110281.11044.17125070045
5
4
=⨯⨯==--y X J J l B θ 07391.010
281.11044.17(2)10340.010304.1(425.02)()
55
55=⨯⨯⨯⨯+⨯=
+=
----E E J J E J J G y
X Ty Tx α
2719.0=α
(4) 计算荷载弯矩横向分布影响线坐标
已知076.1=θ,查G----M 图表,可得表1中的数据。 用插法求各梁位处横向分布影响线坐标值如图所示。
影响系数
K 和
1
K 值
表1
梁位
荷载位置 b
3b/4 b/2 b/4 0 -b/4 -b/2 -3b/4 -b 校核
K 1
0 0.42 0.59 0.92 1.42 1.78 1.42 0.92 0.59 0.42 8.06 b/4 0.86 1.09 1.50 1.77 1.42 0.92 0.51 0.32 0.20 8.06 b/2 1.54 1.80 1.93 1.50 0.91 0.54 0.31 0.22 0.14 8.05 3b/4 2.57 2.59 1.76 1.06 0.58 0.32 0.23 0.14 0.05 7.99 b 4026 2.70 1.53 0.80 0.39 0.23 0.18 0.11 0.04 8.09
K
0 -0.76 0.17 0.96 1.96 2.62 1.96 0.96 0.17 -0.76 8.04 b/4 -0.39 0.78 1.86 2.66 1.93 1.04 0.34 -0.22 -0.51 7.94 b/2
1.12
2.02
2.58
1.85
0.97
0.31
-0.03
-0.16
-0.26
7.97