桥梁工程课程设计算例.doc

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1、一、 设计资料本桥是某汽车专用公路上的一座六梁式后张法预应力混凝土简支T梁桥，该桥按上下行分左右幅分离式布置，梁全长为，计算跨径为，梁高H m，主梁中心距2.3m，T梁混凝土设计标号为C50，设计安全等级为二级。 单幅桥面行车道宽度为7.9m，单幅桥面总宽度为8.9m，防撞栏宽度为50cm，T梁之间采用湿接缝连接，湿接缝宽度为30cm。桥面铺装为8cm C40防水混凝土铺装层+5cm沥青混凝土铺装层。桥台采用重力式U型桥台。设计荷载等级采用公路II级，单幅桥按两车道设计。T梁的尺寸如图1和图2所示。 跨中截面 支点截面 图1 T梁立面和横截面尺寸（单位：cm） 图2 单幅桥横截面尺寸（单位：c

2、m） 图3 钢筋混凝土墙式护栏1、设计荷载1、公路-级。2、结构中每片中主梁上的横隔板预制块数保证桥面板为四边支承的单向板。将其产生的重力（中主梁，边主梁）沿主梁纵向均匀分摊给各主梁，预制横隔梁的重力密度为 25。2、主要材料T梁混凝土：C50混凝土；现浇湿接缝及现浇横隔板接头混凝土：C50混凝土；铺装层混凝土：上层为5cm厚沥青混凝土，下层为8cm厚C40W6防水混凝土；预应力钢绞线：270级75（j15.24mm）；普通钢筋：直径12mm采用HRB335钢筋，直径12mm采用R235钢筋。3、材料参数（1） C50混凝土：查JTG D62-2004第3.1.33.1.5条，可得弹性模量：E

3、c=3.45104MPa轴心抗压强度设计值：fcd=22.4MPa轴心抗拉强度设计值：ftd=1.83MPa轴心抗压强度标准值：fck=32.4MPa轴心抗拉强度标准值：ftk=2.65MPa容重：26.0kN/m3（2） C40混凝土铺装层：查JTG D60-2004第4.2.1条，可得容重：25.0kN/m3（3） 沥青混凝土铺装层：查JTG D60-2004第4.2.1条，可得容重：23.0kN/m3（4） 钢绞线：查JTG D62-2004第3.2.23.2.4条， 可得弹性模量：抗拉强度设计值：fpd=1260MPa抗拉强度标准值：fpk=1860MPa张拉控制应力：con=0.75

4、 fpk =1395MPa二、混凝土简支梁桥设计计算1、截面尺寸拟定由题意知设计梁长，计算跨径。由预应力混凝土梁的高跨比为，取梁高，其余尺寸如上图所示。横隔板设5道，其间距为。2、恒载计算主梁：由查得，跨中截面面积 ，支座处截面面积故有 单边横隔板：由查得 安全护栏：由查得 铺装层： 单边湿接缝： 则可得作用于中主梁的全部永久作用集度为： 作用于边主梁的全部永久作用集度为： 可求出中梁在恒载作用下的跨中最大弯矩： 边梁在恒载作用下的跨中最大弯矩： 中梁在恒载作用下的支座处最大剪力： 边梁在恒载作用下的支座处最大剪力： 主梁重力集度(kN/m)长(m)跨中最大弯矩（kNm)支点最大剪力(kN)1

5、、436.00236.86094.42662.442、337.76536.86392.86694.883、横向分布系数计算(1)支座节点处截面（杠杆原理法）：1号和4号梁： 其影响线如下图所示： 2号和3号梁： 其影响线如下图所示 (2)跨中处截面（刚性横梁法）：由题意知：，梁肋间距=2.3m，且 1号和4号梁： 荷载作用在1号梁、4号梁，1号梁、4号梁的影响线 2号和3号梁： 荷载作用在1号梁、4号梁，2号梁、3号梁的影响线 4、 活载计算 （1）计算冲击系数结构跨中处单位长度质量： 由查得跨中截面惯性矩：故结构基频：由于，故所以结构支点处单位长度质量： 由查得跨中截面惯性矩：故结构基频：由

6、于，故所以（2）计算活载引起的内力两车道横向折减系数对于公路II级车道荷载，其均布荷载标准值为集中荷载标准值为计算车辆荷载引起的跨中弯矩：按跨中弯矩影响线，计算得出弯矩影响线面积为： 沿桥跨纵向与位置对应的内力影响线最大坐标值为： 故 计算车辆荷载引起的跨中剪力： 计算车辆荷载引起的支点剪力：荷载横向分布系数变化区段为： 汽车荷载支点截面剪力公式代入数据有 5、 荷载组合（1）正常使用极限状态下作用短期效应组合 1号和4号梁跨中弯矩2号和3号梁跨中弯矩1号和4号梁跨中剪力 2号和3号梁跨中剪力 1号和4号支点截面处的剪力2号和3号支点截面处的剪力（2）正常使用极限状态下作用长期效应组合1号和4

7、号梁跨中弯矩2号和3号梁跨中弯矩1号和4号梁跨中剪力 2号和3号梁跨中剪力 1号和4号支点截面处的剪力2号和3号支点截面处的剪力（3）承载能力极限状态下效应的基本组合1号和4号梁跨中弯矩2号和3号梁跨中弯矩1号和4号梁跨中剪力 2号和3号梁跨中剪力 1号和4号支点截面处的剪力2号和3号支点截面处的剪力主梁荷载内力组合计算结果汇总梁号荷载类别正常使用极限状态承载能力极限状态短期效应长期效应1号和4号弯矩M/(kNm)跨中8264.207334.3011652.87剪力N/kN跨中109.63 66.25 219.27支座 882.54788.21 1235.13 2号和3号弯矩M/(kNm)跨中

8、8066.977349.5011019.66剪力N/kN跨中 84.59 48.34 169.18 支座953.58 842.63 1351.256、桥面板内力计算如图所示，车轮荷载在板跨中间，有效工作宽度为：,取荷载的有效分布宽度发生重叠，（1）恒载计算混凝土铺层：护栏：T梁翼缘： 故结构自重： 恒载产生的跨中弯矩：支点剪力：（2）活载计算跨中弯矩：支点剪力：， ，而，即主梁抗扭能力大所以： 跨中弯矩 支点弯矩 承载能力极限状态基本组合： 跨中弯矩 支点弯矩 支点剪力 正常使用极限状态短期组合： 跨中弯矩 支点弯矩 支点剪力 正常使用极限状态长期组合： 跨中弯矩 支点弯矩 支点剪力 7. T型梁预应力钢束的配筋设计 按强度要求估算 混凝土强度安全系数， 计算弯矩 跨中截面高度 设计经验系数。 每根钢绞面积， 抗拉设计强度， 则预应力钢筋根数 钢筋布置42根，6个孔道各布置7根钢筋。如图所示