钢筋混凝土简支T型梁桥上部结构设计及计算

钢筋混凝土简支T型梁桥上部结构设计及计算

1、设计资料

某公路装配式简支梁桥，双车道8+2×1m，标准跨径18m，计算跨径17.5m，主梁全长17.96m，结构重要系数?0?1.0。

主梁为装配式钢筋混凝土简支T梁，五片。主梁之间的桥面板为铰接，沿梁长设置5道横隔梁。

桥梁位于直线上，两侧设人行道，桥面铺装为上层沥青混凝土，其下为C25的混凝土垫层，设双向横坡，坡度为1.5%。 1.1、永久作用

1.1.1主梁

主梁混凝土C40，钢筋混凝土重度25kN/m3。 1.1.2桥面铺装

沥青混凝土重度为23kN/m3，混凝土垫层重度为24kN/m3。 1.1.3人行道

人行道包括栏杆荷载集度为5kN/m。 1.2、可变作用

1.2.1汽车荷载公路Ⅱ级：

?172.5kN，PK(剪力）?207.0kN 车道荷载:qK?7.785kN/m,PK(弯矩） 车辆荷载:

1.2.2人群荷载：2.25kN/m2。

2、设计内容

2.1、主梁

2.1.1根据构造要求拟定结构尺寸； 2.1.2.恒载内力计算； 2.1.3计算荷载横向分布系数；

2.1.4计算各种荷载作用下的控制截面内力； 2.1.5进行主梁内力组合； 2.2、桥面板

2.2.1计算荷载有效分布宽度；

2.2.2桥面板内力计算；

3、结构布置

4、结构自重效应计算

4.1计算结构自重集度

主梁:???0.18?0.14?g1??0.18?1.30?????1.74?0.18???25?10.305kN/m2????横隔梁：对于边主梁：?0.08?0.14??1.74?0.18??0.15?0.16?g??1?????????5?25/17.5?0.798kN/m222??????对于中主梁:'g2?2g2?1.606kN/m桥面铺装层:0.06?0.12??g3??0.04?8?23??8?24?/5?4.928kN/m2??栏杆和人行道:g4?5?2/5?2kN/m合计:对于边主梁:g??gi?10.305?0.798?4.928?2?18.03kN/m对于中主梁:g'?10.305?1.606?4.928?2?18.84kN/m 4.2结构自重内力计算

4.2.1边主梁自重产生的内力 内力 剪力Q（kN） 截面位置 18.03?17. 5x=0 Q??157.762 /4 18.032?17.5x?lQ??(17.5?)?78.8824 Q=0 x?l/2弯矩 M( kN·m) M=0 M?18.0317.517.5??(17)?517.66 .5?244 1M??18.03?17.52?690.218

4.2.2中主梁自重产生的内力 内力 剪力Q（kN） 弯矩 M( kN·m) 截面位置 18.84?17.5 Q??164.85x=0 M=0 2 2?17.5 18.8418.7017.517.5Q??(17.5?)?82.43M???(17.5?)?540.91x?l/424244 x?l/2 Q=0 1M??18.84?17.52?721.2285、汽车人群荷载内力计算

5.1计算荷载横向力分布系数

按桥规规定汽车荷载距人行道边缘不小于0.5m。在横向影响线上确定荷载横向最不利的布置位置

5.1.1支点处荷载横向力分布系数（采用杠杆原理法计算） 支点处各主梁横向力分布情况如下表： 梁号 车道荷载 人群荷载 1moq1??0.51、5号梁 mor1?1.5862 1moq2??0.52、4号梁 mor2?02 3号梁 m?1?0.253?0.627mor3?0oq32 5.1.2跨中荷载横向力分布系数

5.1.2.1此桥在跨度设有横隔梁，具有强大的横向连接刚性，且承重结构的长宽比： l17.5?2.01?2 ?B5?1.74可按偏心压力法来绘制横向影响线并计算横向分布系数mc。 5.1.2.2求荷载横向分布影响线坐标

本桥各根主梁的横截面均相等，梁数n=5，梁间距为1.74m，则：

?a??2?1.74?2ii?152?1.742???1.74????2?1.74??30.28

221号梁在两个边主梁处的横向影响线的竖标值

1a121?2?1.74??11??5???0.6n530.28?ai22i?1?15?1a1a51?2?1.74??1.74?5???0.2n530.28?ai2i?12?4?号梁在两边主梁处的横向影响线竖标值：1aa1?2?1.74??1.74?21??521???0.4n530.28

?ai2i?1?25?1a2a51?2?1.74??1.74????0n52530.28?aii?13号梁在两边主梁处得横向影响线竖标值：?31??35?0.2 5.1.2.3画出各主梁的横向分布影响线，并按最不利位置布置荷载：

5.1.2.4计算荷载横向分布系数 1、5号梁：

确定0点位置（以1号梁位置为原点） x4?174?x?0.60.2解得x?522cm车辆荷载mcq?10.6????522?342?212?32??0.637225220.6人群荷载mcr??r???522?102??0.7175222、4号梁：q??确定0点位置x?4?174?696cm车辆荷载mcq?10.4????672?492?362?182??0.518226960.4人群荷载mcr??r???696?102??0.4596963号梁q

??车辆荷载mcq???q2人群荷载mcr??r?0.4?0.4

5.2公路-Ⅱ级和人群荷载作用下的荷载横向分布系数汇总 公路梁号 荷载位置 人群荷载 备注 级 跨中mc0.637 0.717 偏心压力法 1、5号梁 支点mo0.5 1.586 杠杆原理法 跨中mc2、4号梁 支点mo3号梁 跨中mc 支点mo0.518 0.0.459 0.5 0 0.4 0.4 0.627 0 偏心压力法 杠杆原理法 偏心压力法 杠杆原理法 5.3均布荷载和内力影响线面积计算 类型 公路Ⅱ级人群 均布荷载 影响线面积 截面 (kN/m) (kN/m) 10.5×0.3.0×0.121Ml??l??17.52?38.2875=7.875 75=2.25 288 11Ql7.875 2.25 ??l??17.5?2.19882影响线图示 M l47.875 7.875 2.25 2.25 2.25 3??l2?28.7132 169???l??17.5?4.9221932 11??l??17.5?8.7522Ql Q0 47.875 5.4公路-Ⅱ级中集中荷载Pk计算

360?180??计算弯矩效应时Pk?0.75??180???17.5?5???172.5kN50?5 ??计算剪力效应时Pk?1.2?172.5?207.0kN5.5计算冲击系数?

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