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钢筋混凝土简支T梁桥主梁设计
1基本资料: 标准跨径:20.00m; 计算跨径:19.50m; 结构安全等级:二级 公路等级:一级 主梁全长:19.96m; 梁的截面尺寸:详见2.1.1
主筋用HRB335钢筋 fsd = 280N/mm2;fsk =335N/mm2;Es =2.0×105N/mm2。
箍筋用R235钢筋 fsd=195N/mm2 ;fsk = 235N/mm2;Es =2.1×105N/mm2。
采用焊接钢筋骨架设计,桥面铺装沥青混凝土
混凝土标号 C30 fcd =13.80N/mm2 ;fck =20.10N/mm2 ;ftd =1.39N/mm2
ftk =2.01N/mm2 ;Ec =3.00×104N/mm2 。
施工方法为预制部分主梁,吊装就位后现浇接缝混凝土形成整体,最后进行桥面施工
为降低设计难度T型梁桥设计为单孔梁桥,不保证符合现实,只在理论上成立。 2设计内容:
2.1钢筋混凝土简支T梁桥设计计算书
初学能力有限,只能设计出主梁的尺寸和配筋等,桥墩桥台和桥面铺装等构建物不再考虑范围内
2.1.1桥面铺装、主梁截面尺寸及各部分尺寸 桥面铺装:沥青混凝土和钢筋混凝土 主梁尺寸:如图1
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2.1.2主梁内力计算
<1)主梁的荷载横向分布系数 跨中荷载弯矩横向分布系数 求主梁的弯矩I和抗扭弯矩IT h=(10+13>/2=11.5cm ax=[<160-18
)
×11.5×11.5/2+130×18×130/2]/[(160-18>×11.5+(130×18>]=161489.75/3973=40.6cm I=6689954.4cm4=0.066899544m4;
IT=cbt3 其中c为截面抗扭刚度系数<查表)b、t为矩形的宽度和厚度。
查表可知 对于翼板b1/c1=1.60/0.115=13.9>10,查表得c=1/3 对于梁肋b2/
c2=(13-0.115>/0.18=6.6 查表得c2=0.301 。 带入得IT=0.00278m4
计算抗扭修正系数
梁数=5并取G=0.425E代入=1/1.109=0.901
计算横向影响线竖标值 ‘11=0.56 ‘15= -0.16
计算荷载横向分布系数
设从左到右按顺序为一号到五号梁
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设影响线零点距一号梁轴线的距离为x‘; x‘/0.56=(4×1.60-x‘>/0.16 解得x‘ =4.98m 则横向荷载分布系数为: 汽车荷载:m’cq=0.53 人群荷载:m’er=0.64
<2)内力计算
根据《公路桥涵设计通用规范》 跨中界面计算弯矩<标准值) 结构重力弯矩:M1/2恒=759.45kN·M 汽车荷载弯矩:M1/2车 =697.28kN·M 人群荷载弯矩:M1/2人 =55.30kN·M 1/4跨界面计算弯矩<设计值)Md,1/4=1687.00kN·M 支点截面弯矩 Md0=0; 支点截面计算剪力<标准值) 结构重力剪力:V0恒 =139.75kN; 汽车荷载剪力:V0汽=142.80kN<不考虑冲击系数) 人群荷载剪力:V0人=11.33kN 跨中界面计算剪力<设计值) Vd,1/2 =90kN<考虑荷载安全系数扩大后的值,原值为84kN) ①承载力极限状态计算时作用效应组合: 根据《公路桥涵设计通用规范》 GM恒+GV恒+ qM汽+G1V汽+ qM人G2V人 =1.2×759.45+1.4×1.292×697.28+1.4×55.30=2250.00kN·M =1.2×142.80+1.4×1.292×139.75+1.4×11.33=440.00kN·m ②正常使用极限状态设计时作用效应组合 - 3 - / 8 个人收集整理资料, 仅供交流学习, 勿作商业用途 根据《公路桥涵设计通用规范》 作用效应短期组合为永久作用标准值效应与可变作用频率值相应合租,其效应为:Msd=Mgk+11M11+12M12=1302.85kN·m 作用效应长期组合 表达为:Mld=Mgk+21M11+22M12=1060.48kN·m 2.1.3配筋设计与各种验算 主筋计算 根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 b+2bh+12hf=1560mm,此处b为梁的腹板宽,bh为承托长度,hf为不计承托的翼缘厚度。 所以取bf=1560 判断T形截面的类型 as=120mm,h0=h-as=1180mm; fcdb’fh’f(h0-h’f/2>=2779.00×106N·mm>0Md=2250×106N·mm 所以属于第一类T形截面 根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 - 4 - / 8 个人收集整理资料, 仅供交流学习, 勿作商业用途 求手拉钢筋的面积As 根据方程=115mm As = 7087mm2 0Md =fcdb’fx(h0-x/2> 2250×106 =13.8×1560x(1180-x/2> 计算得x=92.17mm < hf 计划采用832+416钢筋,As = 6434+804=7238mm2; 放置位置如图所示 根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 受拉钢筋面积为1068mm2>20%×7238=1448mm2; 支点截面的有效高度h0=h-aa=1250.10mm; 根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 跨中:0.50×10-3ftdbh0=148.42kN 所以跨中截面部分可按构造配置箍筋,其余区段按计算配置腹筋。 L1=9750×(148.42-90>/(440-90>=1627.4 所以可按构造配置最低数量配置箍筋。 计算最大剪力和剪力分配如图2 - 5 - / 8