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四梁式后张法预应力混凝土简支T梁桥设计
《桥梁工程B》课程设计
一.初步设计
本桥是某汽车专用公路上的一座四梁式后张法预应力混凝土简支T梁桥,按桥上下行分左右幅分离式布置,桥梁标准跨径 QUOTE 。
则梁全长43m,计算跨度L1=L-1.2=41.8m,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。
单幅桥面行车道路宽度为7.9m,单幅桥面总宽度为8.9m,防撞护栏宽度为50cm,T梁之间采用湿接连接,湿接宽度为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。其图形如下。
二.梁高的拟定
公路预应力混凝土梁的高跨比1/25~1/15,跨度Lp=25+0.5×38-1.2-0.4=42.4,故梁高h=42.4/20=2.12m,取h=2.1m,梁肋取b=16cm。
三.主梁横向分布系数计算
1.用杠杆原理法计算支点处的横向分布系数
图 eq \o\ac(○,一)
如图图 eq \o\ac(○,一)所示,当荷载作用于1号桥梁时
汽车:
图 eq \o\ac(○,二)
如图图 eq \o\ac(○,二)所示,当荷载作用于2号桥梁时
汽车:=0.5×(1+0.22+0.43)=0.825
由对称性可知:==0.61; 0.825
2.用刚性横梁法计算跨中的横向分布系数
此桥设有刚度强大的横隔梁,且承重结构的长宽比为0.5,故此桥为窄桥,车辆作用下中间横隔梁的弹性挠曲变形同主梁的变形可忽略不计,可采用“刚性横梁法”计算跨中的横向分布系数。
eq \o\ac(○,1).当作用在1号梁时,偏心距e=3.45m,由于各片主梁的抗弯刚度系数I相同,则。
26.45
则 ; ;
故一号梁的剪力影响线及最不利荷载如下
则0.5×(0.7+0.47+0.29+0.06)=0.76
eq \o\ac(○,2)当作用在2号梁时,偏心距e=1.15m.同理可得 ;
;
故二号梁的剪力影响线及最不利加裁如下:
则0.5×(0.4+0.32+0.27+0.19)=0.59
由对称性可知0.76; 0.59
四.计算行车道内板的内力
1.铺装层厚度 h=8cm+5cm=0.13m
作用于钢筋混泥土桥面板顶面的矩形均布荷载压力面的边长:
车辆荷载后轮的 QUOTE
则
2. 单向板:
(1)车轮荷载在板跨中间
单独一个荷载 板的计算跨度
有两个相同车轮荷载作用在跨中:
(2)车轮荷载在板的支承处
(3)靠近板的支承处
(4)悬臂板
3.行车道板内力计算
(1)防水混泥土重力:
沥青混泥土的重力:
每一道梁分得:
行车道板的单位长度自重:
(2)单向板内力
eq \o\ac(○,1)计算弯矩时 QUOTE
eq \o\ac(○,2)计算剪力时:
恒载
五. 主梁内力计算
1.桥面铺装重力分配到每一道梁上重力:
由于40号防水混泥土铺装层完全不参与T梁的受
2.每片中主梁上有10块横隔板预制块,边主梁上5块。
一块横隔梁体积:
中主梁横隔梁产生的重力为:
g 2=0.587×10÷42.4×25=3.46 kN/m
边主梁横隔梁产生的重力为:
g 2g21=0.587×5÷42.4×25=1.73kN/m
主梁重力:
恒载作用下的总重力:
中主梁g=2.275+3.46+24.35=30.1kN/m
边主梁
g 1=2.275+1.73+24.35=28.4kN/m
3 .边梁的自重内力计算
恒载弯矩计算:
恒载剪力计算:
在支座时
Q=28.4÷2×42.4=602.1
在跨中时
M=28.4×42.4×42.4/8=6382.05kN/m
六.活载内力计算
1.车道荷载:
计算剪力时的集中荷载
2.简支梁基频的计算:
单根主梁:,
质量:
C50的混凝土
所以冲击系数
横向分布系数汇总
梁编号
荷载
1
车辆荷载
0.76
0.61
2
车辆荷载
0.59
0.825
图 eq \o\ac(○,3)
如图 eq \o\ac(○,3)1号梁的内力如下:
跨中弯矩:
支座剪力:
七、桥梁的作用效应组合:
①承载能力极限状态下效应的基本组合:
序号
荷载类别
弯矩 M(kN·m)
剪力 Q(kN)
梁端
跨中
梁端
跨中
1
结构自重
6084.6
587.9
2
汽车
3375.30
245.39
3
1.2×(1)
7301.52
705.48
4
1.4×(2)
4725.42
343.55
5
=(3)+(4)
12026.94
1049.03
②正常使用极限状态下作用长期效应组
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