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 =+

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