混凝土简支T形梁桥设计计算实例.doc

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:20m1.4计算跨径：19.7m1.5实际梁长：19.6m1.6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（JTGD60—2023）》，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（JTGD62-2023）》,简称《公预规》。（3）《公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ124-85)》,简称《基规》。2具体设计2.1主梁的具体尺寸主梁间距：1.7m主梁高度：h=（～）l=（～）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=52.2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立连接钢筋,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）和平均9cm厚混泥土垫层（重力密度为24kN/m），C30T梁翼板的重力密度为25kN/m。2.2.1结构自重及其内力（按纵向1m宽的板条计算）图2-1铰接悬臂板计算图示（尺寸单位：cm）①每米延板上的恒载沥青表面处治：=0.02×1.0×23=0.46kN/mC25号混凝土垫层：=0.09×1.0×24=2.16kN/mT梁翼板自重：=（0.08+0.14）/2×1.0×25=2.75kN/m每延米板宽自重：g=++=0.46+2.16+2.75=5.37kN/m②每米宽板条的恒载内力：弯矩：M=-gl=-×5.37×0.71=-1.35kN.m剪力：Q=g·l=5.37×0.71=3.81kN2.2.2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a2=0.2m,宽度b2=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：a1=a2+2H=0.20+2×0.11=0.42m。b1=b2+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+d+2l=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=-（1+u））=-1.292×）=-14.09kN.m作用于每米宽板条上的剪力为：Q=（1+u）=1.292×=27.92kN2.2.3内力组合1.承载能力极限状态内力组合计算（基本组合）：M=1.2M+1.4M=1.2×（-1.35）+1.4（-14.09）=-21.346kN.mQ=1.2Q+1.4Q=1.2×3.81+1.4×27.92=43.66kN所以，行车道板的设计内力为M=-21.346kN.mQ=43.66kN2.正常使用极限状态内力组合计算（短期效应组合）：M=M+0.7M=（-0.35）+0.7×（-14.09）÷1.3=-8.94kN.mQ=Q+0.7Q=3.81+0.7×27.92÷1.3=18.84kN2.3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5kN/m结构自重集度主梁：g=[0.18×1.30+（0.08+0.14）/2×（1.60-0.18）]×25=9.76kN/m横隔梁：边主梁:g={[1.00-（0.08+0.14）/2]×（1.60-0.18）/2}××5×=0.624kN/m图2-3简支T梁主梁和横隔梁简图（尺寸单位：cm）2号梁：g=2×g=1.248kN/m中主梁：g=2×g=1.248kN/m桥面铺装层：g=[0.02×7.00×23+（0.06+0.12）×7×24]/5=3.67kN/m栏杆和人行道：g=5×=2.00kN/m合计：边主梁：g=g+g+2.00=9.76+0.624+3.67+2.00=16.054kN/m2号梁：g=9.76+1.248+3.67+2.00=16.678kN/m中主梁：=9.76+1.248+3.67+2.00=16.678kN/m结构自重内力计算：梁内各截面的弯矩M和剪力Q的计算式：M=.x-gx.=（l-x）Q=-gx=（l-2x）其中：L为计算跨径X为计算截面到支点的距离表2-1边主梁自重产生的内力内力截面位置x剪力Q（kN）弯矩M（kN.m）X=0×19.7=158.130X=l/4×（19.7-2×）=79.07（19.7-）=584.1X=l/20×16.054×19.7