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T型梁设计计算书
桥梁工程课程设计
第1章 设计资料及构造布置
1.1设计资料
1.1.1 桥梁跨径及桥宽
标准跨径:38m;
主梁全长:37.96m;
计算跨径:37.16m;
桥面净空;0.5+1.0+7.5+2.5+0.5
桥面坡度:不设纵坡,车行道双向横坡为2%。
1.1.2 设计荷载:
公路—Ⅰ级
1.1.3 材料及施工工艺
混凝土:主梁C40,栏杆、桥面铺装及混凝土三角垫层用C40;
预应力钢筋:采用《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范》( D62—2004)的钢绞线,每束7根,全梁配6束,=1860MPa。
按后张法工艺制作主梁,采用70mm金属波纹管成孔,预留孔道直径为75mm和OVM锚。
1.1.4 设计依据
(1)《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)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》(JTG D62—2004)
(3)《桥梁工程》 (人民交通出版社,姚铃森编)
图1.1.1
1.2 横截面布置
1.2.1 主梁间距与主梁片数
主梁间距通常应随着梁高与跨径的增加而加宽为经济,由此可提高主梁截面效率指标值,采用主梁间距2.4m,考虑人行道可以适当挑出,考虑设计资料给定的桥面净宽选用5片主梁,其横截面布置形式图1.2.1。
图1.2.1
1.2.2 主梁尺寸拟定
1.2.2.1主梁高度
预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比在1/15~1/25之间,标准设计中一般取为1/16~1/18。所以梁高取用220cm。
1.2.2.2主梁腹板的厚度
在预应力混凝土梁中,梁中腹板内主拉应力较小,腹板厚度翼板由布置预制孔管的构造决定,同时从腹板本身的稳定要求出发,腹板厚度一般不宜小于其高度的1/15。本设计采用18cm.在跨中区段梁腹板下部设置马蹄,设计实践表明马蹄面积与截面面积以10%-20%为宜,马蹄宽:54cm,高:36cm。
1.2.3 翼板尺寸拟定
在接近梁的两端的区段内,为满足预应力束筋布置锚具的需要,肋厚应逐渐扩展加厚,其过渡段长度不宜小于12倍肋板的增加厚度。
预应力混凝土T梁的下缘,为了满足布置预应力束筋的要求,要扩大成马蹄形,马蹄的尺寸应该满足预应力各个阶段的强度要求。由于马蹄形部分承受预应力锚具的局部荷载作用,其尺寸不宜过小,否则在施工中易形成水平纵向裂缝,因此马蹄面积一般应占截面总面积的10%-20%。拟定马蹄宽度为54cm,高度为36cm。
第2章 行车道板的计算
2.1行车道板内力计算
荷载为公路-Ⅰ级。桥面铺装为8cm沥青混凝土(重度为23)和9cm厚的C40混凝土垫层(重度为24),T梁翼板材料的重度为25。
恒载及其内力(以纵向1m宽的板条进行计算)
、每一米板上的恒载g:
沥青混凝土面层:
C30混凝土垫层:
T梁翼板自重:
合计:
每米宽板条的荷载内力
弯矩
剪力
车辆荷载产生的内力
将后轮作用于铰缝轴线上,后轴作用力为。对于车轮荷载中后轮的着地长度为,宽度为[由《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)查得],则得:
荷载对于悬臂根部的有效分布宽度:
冲击系数:
作用于每米宽板条上的弯矩为:
作用于每米宽板条上的剪力为:
荷载组合
恒+汽:
所以,行车道板的设计内力为:
2.2截面设计、配筋与强度验算
悬臂根部高度200mm,净保护层厚度为a=20mm
假设选用HRB335 ?12钢筋,则有效高度:
h0=h-as=220-40=180
C40混凝土 fc=19.1N/mm2,HRB335级钢筋 fy=300N/mm2
α1=1.0, ξb=0.550
as=c+ds+d/2=40
αs=M/αfcbh0=0.041
ξ=1-√1-2αs=0.041
As=α1 fc bξh0/ fy =475.55ρminbh=0.2%×1010×220=444.4
因此符合适用条件.钢筋间距取值1010/6=168,取190mm
3.1主梁恒载内力计算
3.1.1 恒载集度
(1)主梁:
横隔梁:
对于边主梁:
对于中主梁:
桥面铺装层:
栏杆和人行道:
作用于边主梁的全部恒载g为:
作用于中主梁的恒载强度为:
3.1.2 恒载内力
计算边主梁的弯矩和剪力,计算图示如图3.1.2所示,则:
图3.1.2
各计算截面的剪力和弯矩值,列于下表
边主梁恒载内力
截面位置x
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