1、河南理工大學橋梁工程課程設計鋼筋混凝土T形簡支梁橋一設計資料與結構布置（一）.設計資料1.橋面跨徑及橋寬標準跨徑：該橋為二級公路上的一座簡支梁橋，根據橋下凈空和方案的經濟比較，確定主梁采用標準跨徑為16m的裝配式鋼筋混凝土簡支梁橋。主梁全長：根據當地溫度統計資料。并參考以往設計值：主梁預制長度為15.96m.計算跨徑：根據梁式橋計算跨徑的取值方法，計算跨徑取相鄰支座中心間距為15.5m.橋面寬度：橫向布置為 凈7（行車道）2×0.75m（人行道）2×0.25（欄桿）橋下凈空: 4m 2.設計荷載根據該橋所在道路等級確定荷載等級為 人群荷載 3.0KN/m車道荷載 qk=0.

2、75×10.5 N/m=7.875 N/m集中荷載 pk0.75×22.2 N/m166.5 N/m3.材料的確定混凝土：主梁采用C40，人行道、橋面鋪裝、欄桿C25鋼筋：直徑12mm采用HRB335級鋼筋。直徑<12mm采用HPB235級熱軋光面鋼筋4.設計依據（1）公路橋涵設計通用規范 （JTGD60-2004）（2）公路鋼筋混凝土預應力混凝土橋涵設計規范（JTGD62-2004）（3）橋梁工程 （4）橋梁工程設計方法及應用（二）結構布置1主梁高：以往的經濟分析表明鋼筋混凝土T形簡支梁高跨比的經濟范圍大約在之間，本橋取，則梁高取1m.2.主梁間距：裝配式鋼筋混凝土

3、T形簡支梁的主梁間距一般選在1.62.2之間，本橋選用1.6m3.主梁梁肋寬：為保證主梁抗剪需要，梁肋受壓時的穩定，以及混凝土的振搗質量，通常梁肋寬度為15cm18cm，鑒于本橋跨度16m按較大取18cm4.翼緣板尺寸：由于橋面寬度是給定的，主梁間距確定后，翼緣板寬即可得到2.0m。因為翼緣板同時又是橋面板,根據受力特點,一般設計成變厚度與腹板交接處較厚,通常取不小于主梁高的,本設計取8.5cm,翼緣板的懸臂端可薄些，本設計取8cm5.橫隔梁：為增強橋面系的橫向剛度，本橋除支座處設置端橫隔梁外，在跨中等間距布置三根中間橫隔梁，間距4×385m，梁高一般為主梁高的左右，取0.8m，厚度

4、取1216之間，本設計橫隔梁下為16cm，上緣18cm6. 橋面鋪裝：采用2cm厚的瀝青混凝土面層，9cm的25號混凝土墊層 圖1.橋梁橫斷面圖 圖2.橋梁縱斷面圖二 主梁計算（一）跨中橫向分布系數計算mc(按比擬正交異板法計算)圖3.主梁斷面圖 圖4.橫隔梁斷面圖平均厚：h=10cm ax=CM1主梁抗彎慣矩Ix×(160-18)×103+(160-18)×10×(30.2-)2+×18×1003+18×100×(50-30.2)2=3119262主梁比擬單寬抗彎慣矩JX/cm2橫隔梁抗彎慣矩由于橫隔梁截面有變化

5、，故取平均值來確定一般有效寬度，橫隔梁取兩根邊主梁軸線距離l4×b=4×160=640cm 查表得 則求橫隔梁截面重心位置ay3 主梁和橫隔梁的抗扭慣矩對于T形梁翼板剛性連接情況應有式（2527）來求，對于主梁肋：主梁翼板的平均厚度：h1= 查表得c=0.291則 ITx=0.291×（10010）×18 2=152740cm4 對于橫隔梁： 查表得c=0.285則：ITy=0.285×（8510）×17 3=105015cm4 所以由下式：ITxITy=1/3h131/bITx1/aITy=1/3×103152740/16

6、0105015/385=1370cm4/cm4.計算參數和5.計算各主梁橫向影響線坐標已知0.5926 從附表“G-M”計算圖表可查得影響線系數K1和K0表1.影響線系數K1和K0系數梁位荷載位置B0校核K100.7950.8850.9951.1101.2051.1100.9950.8850.7957.981.0801.1401.2001.2201.11010.8100.7000.6008.021.5001.4501.3701.20010.8000.6500.5400.4307.9751.9501.571.291.10.940.80.630.530.47.922.131.681.331.080

7、.830.770.550.430.337.9K000.630.8111.181.31.1810.810.637.911.451.431.391.351.190.930.650.390.058.082.91.921.781.421.010.650.260.190.558.033.552.832.121.430.840.350.150.550.958.124.543.542.31.430.6100.550.951.447.93注：校核用公式用內插法求實際梁位處的K1和K0值對于1號梁KK+（KK）=0.31K+0.69 K對于2號梁KK+（K K）0.69K+0.31 K對于3號梁KK 6.計算各

8、梁的荷載橫向分布系數 表2.各梁影響線豎標值計算表梁號算式荷載位置B0-1K1=0.31K1+0.69K11.6401.5431.3951.1880.9690.7630.6130.5030.402K0=0.31K0+0.69K02.6812.3271.9311.4470.9070.5160.062-0.279-0.614K1K0-1.041-0.784-0.536-0.2590.0620.2470.5510.7821.016A=(K1K0)-0.103-0.078-0.053-0.0260.0060.0250.0540.0770.101K0+A2.5782.2491.8781.4210.913

9、0.5410.116-0.202-0.5130.5160.4500.3760.2840.1830.1080.023-0.040-0.1032K1=0.69K1+0.31K11.3701.3541.3171.2061.0340.8620.7000.5900.483K0=0.69K0+0.31K01.8591.8311.7531.5161.1090.7560.311-0。062-0。428K1- K0-0.489-0.477-0.436-0.310-0.0750.1060.3890.6520911A=(K1K0)-0.049-0.047-0.043-0.031-0.0070.0110.0380.0

10、650.090K0+A1.8101.7841.7101.4851.1020.7670.3500.003-0.3380.3620.3570.3420.2970.2200.1530.0700-0.0683K1K100.7950.88509951.1101.2051.11009950.8850.795K0K000.3200.6801.0251.3801.5001.3801.0250.6800.320K1- K00.4750.205-0.030-0.270-0.295-0.270-0.0300.2050.475A=(K1K0)0.0470.020-0.003-0.027-0.029-0.027-0.0

11、030.0200.047K0+A0.3670.7001.0221.3531.4711.3531.0220.7000.3670.0730.1400.2040.2710.2940.2710.2040.1400.073影響線上最不利位置布置荷載后可按相應影響線的坐標值求得主梁的荷載的橫向分布系數。1號梁汽 mcq=1/2 (0.425+0.290+0.176+0.049)=0.47人群 mcr0.75×0.479=0.3592號梁汽 mcq=1/2 (0.352+0.3+0.214+0.095)=0.481人群 mcr0.75×0.359=0.2693號梁汽 mcq=1/2 (0

12、.161+0.266+0.292+0.225)=0.472人群 mcr0.75×0.110=0.083在影響線上按橫向最不利布置荷載后，就可按相應的影響線豎標值求得主梁的荷載橫向分布系數：圖5.荷載橫向分布系數圖（二）支點處荷載橫向分布系數m0采用杠桿原理法計算。繪制橫向影響線圖，在橫向按最不利荷載布置，如圖 圖6.支點處橫向分布系數圖1號梁汽 mcq=1/20.438人群 mcr1.422×0.75=1.0672號梁汽 mcq=1/2×1=0.5人群 mcr （影響線為負故不布載）3號梁汽 mcq=1/2 (10.188)=0.594人群 mcr=0表3.各主梁

13、橫向分布系數荷載跨中跨支點1號梁2號梁3號梁1號梁2號梁3號梁汽車0.4700.4810.4720.4380.5000.594人群0.3590.2690.0831.06700(三) 主梁的內力計算1.橫載內力計算主梁：g1=橫隔梁：邊主梁：g2=中主梁：0.7321.46橋面鋪裝層：g3=欄桿和人行道：g4=5×2/5=2作用于邊主梁的全部恒載：g=8.05+0.73+3.71+2=14.49作用于中主梁的全部恒載：g=8.05+1.46+3.71+2=15.222.橫載內力計算便主梁的剪力和彎矩如圖Mx=Qx= =圖7.橫載內力計算簡圖表4.橫 載 內 力剪力Q彎矩MX=0X=X=

14、 X=0X=X= 邊主梁112.356.100326.4435.2中主梁118.059.000342.8457.13.活載內力計算表5.影響線面積計算表項目計算圖示影響線面積MM1/2M=1/8×L2×1/2=1/8×15.52=30M1/4M=3/32×L2×1/2=3/32×15.52=22.5Q1/2M=0Q0M=1/2× L =1/2×15.5=7.75圖8.L/4截面彎矩集中荷載作用下的計算公式為： 分布荷載作用下的計算公式為：雙車道不折減，=111則對于1號梁：汽車 :跨中彎矩：M=1.2210.470

15、(166.53.875+7.87530)=505.8KN·m彎矩： M =1.2210.470(166.52.906+7.87522.5)=379.3 KN·m跨中剪力：Q=1.2210.470(166.50.5+7.8751.938)=56.5 KN·m剪力： Q=1.2210.470(166.50.75+7.8754.36)=91.4 KN·m支點剪力：Q=1.2210.438(166.51+7.8757.75)=121.7 KN·m人群：qr=30.75=2.25 KN·m跨中彎矩M =0.3590.75330=24.2 KN

16、彎矩: M =0.3590.75322.5=18.2 KN跨中剪力：Q=0.3590.7531.938=1.6KN 剪力： Q=0.3590.7534.36=3.5 KN支點剪力： Q=1.0670.7537.75=18.6 KN則對于2號梁：汽車跨中彎矩：M=1.2210.481(166.53.875+7.87530)=517.7 KN·m彎矩： M=1.2210.481(166.52.91+7.87522.5)=388.2 KN·m跨中剪力： Q=1.2210.481(166.50.5+7.8751.938)=57.9 KN·m剪力： Q=1.2210.481

17、(166.50.75+7.8754.36)=93.5 KN·m 支點剪力： Q=1.2210.5(166.51+7.8757.75)=138.9 KN·m人群：跨中彎矩: M=0.2690.75330=18.2彎矩: M=0.2690.75322.5=13.6跨中剪力： Q=0.2690.7531.938=1.2 剪力： Q=0.2690.7534.36=2.6支點剪力： Q=0則對于3號梁：汽車 跨中彎矩： M=1.2210.472(166.53.875+7.87530)=508.0彎矩： M=1.2210.472(166.52.91+7.87522.5)=381.0跨中

18、剪力： Q=1.2210.472(166.50.5+7.8751.938)=56.8剪力： Q=1.2210.472(166.50.75+7.8754.36)=91.8 支點剪力： Q=1.2210.594(166.51+7.8757.75)=165.0人群：跨中彎矩 M=0.0830.75330=5.6彎矩: M=0.0830.75322.5=4.2跨中剪力： Q=0.0830.7531.938=0.4 剪力： Q=0.0830.7534.36=0.8支點剪力： Q=0表6. 1號主梁內力組合序號荷載類別彎矩M剪力QX=0X=X= X=0X=X= （1）恒載0326.4435.2112.35

19、6.10（2）汽車荷載0379.3505.8121.791.456.5（3）人群荷載018.224.218.63.51.6（4）1.2（1）1.4（2）0.81.4（3）0943.01257.5326.0199.280.9（5）（1）0.7（2）1（3）0610.1813.5216.1123.641.2（6）（1）0.4（2）0.4（3）0484.4647.2168.494.123.2（7）56.356.352.364.297.8（8）提高系數3（9）提高后組合943.01257.5335.6199.280.9控制設計計算內力943.01257.5335.8199.280.9表7. 2號主梁內

20、力組合序號荷載類別彎矩M剪力QX=0X=X= X=0X=X= （1）恒載0342.8457.1118.059.00（2）汽車荷載0388.2517.7138.993.557.9（3）人群荷載013.618.202.61.2（4）1.2（1）1.4（2）0.81.4（3）0970.11293.7336.1204.682.4（5）（1）0.7（2）1（3）0628.1837.7215.2127.141.7（6）（1）0.4（2）0.4（3）0503.5671.5173.697.423.6（7）565657.96498（8）提高系數（9）提高后組合970.11293.7336.1204.682.4控

21、制設計計算內力970.11293.7336.1204.682.4表8. 3號主梁內力組合序號荷載類別彎矩M剪力QX=0X=X= X=0X=X= （1）恒載0342.8457.1118.059.00（2）汽車荷載0381.0508.0165.091.856.8（3）人群荷載0 4.25.600.80.4（4）1.2（1）1.4（2）0.81.4（3）0949.51266.0372.6200.280.0（5）（1）0.7（2）1（3）0613.7818.3233.5124.140.2（6）（1）0.4（2）0.4（3）0496.9662.5184.096.022.9（7）56.256.26264.

22、299.4（8）提高系數（9）提高后組合949.51266.0372.6200.280.0控制設計計算內力949.51266.0372.6200.280.0 三行車道板的計算（一） 恒載及其內力1. 每延米板上的恒載g(以縱向1m寬的板條進行計算)瀝青混凝土面層: g1=0.02×1×21=0.42KN/m混凝土墊層: g2=0.09×1×23=2.07 KN/mT梁翼板自重: g3=(0.08+0.12)/2×1×25=2.5 KN/m合計:g=gi4.99 KN/m2. 每米寬板條的恒載內力彎矩:MAg=1/2gl02=1/2&#

23、215;4.99×（0.71）2=1.26 KN.m剪力:QAg=gl0=4.99×0.71=3.54 KNT梁翼板所構成的鉸接懸臂板如圖 圖13.行車道板構造（二）活載及其內力后輪最大作用力140KN 后輪著地長度a2=0.2m 寬度b=0.6m則a1=a2+2H=0.2+2×0.11=0.42mb1=b+2H=0.6+2×0.11=0.82m荷載對于懸臂根部的有效分布寬度:a=a1+d+2l0=0.42+1.4+2×0.71=3.24m沖擊系數:1+=1.3作用于每米寬板條上的彎矩為： MAP =(1+) ×p/4a×(

24、l0b1/4)= 1.3×140/(4×3.24) ×(0.710.82/4)= 14.19 KN.m作用于每米寬板條上的剪力:QAP=(1+) ×P/4a=1.3×140/(4×3.24)=28.08 KN（三）荷載組合MA=1.2×MAg +1.4×MAP=1.2×(-1.26) +1.4×(-14.19)=-21.37KN.mQA=1.2×QAg+1.4×QAP=1.2×3.54+1.4×28.08=43.56 KN四支座計算(采用板式橡膠支座)（一

25、）選定支座平面尺寸由橡膠支座板的抗壓強度和梁端或墩臺頂混凝土的局部承壓強度來確定。對橡膠支座應滿足：j=j若選定支座平面尺寸ab=20×18=3600cm2，則支座形狀系數S為：S=9.47式中：t為中間層橡膠片厚度，取t=0.5cm2當S8時，橡膠板的平均容許壓應力j=10MPa，橡膠支座的彈性模量Ej為：Ej=530S-418=460.11 MPa計算最大支反力，3號梁為最大：N恒=118KN，N汽=165KN，N人=0因此，N汽車組合=118+165=283KN按容許應力計算的最大支反力N為：N=226.4KNj=0.629KN/cm2=6.29 MPaj（二）確定支座的厚度主梁的計算溫差取T=35。C，溫度變形有兩端的支座均攤，則每一個支座承受的水平位移D為：D=TL=×10-5×35×(1550+18)=0.274計算活載制動引起的水平位