第一章设计资料。
一、 桥面跨径及桥宽。
1.标准跨径:该桥为一城市立交桥,根据桥下净空和方案的经济比较,确定主桥采用标准跨径为16m的装配式钢筋混凝土简支梁。本实例即为主桥的上部结构计算。
2.主梁全长:根据当地温度统计资料,并参照以往设计经验,确定伸缩缝采用4cm,则预制梁体长12.
95m。计算跨径:根据梁式桥计算跨径的取值方法,计算跨径取相邻支座中心间距为12.
5m。3.桥面宽度:根据一次典型交通量的抽查结果,确定该桥的桥面横向布置为-5.6m(行车道)+2×0.75m(人行道)+2×0.25m(护栏)。
二、设计荷载。
根据该桥所在的道路的等级确定荷载等级为:
计算荷载:汽车荷载;公路—ⅰ
栏杆:1.0kn/m
三、 材料。
1.混凝土:主梁用c40号,桥面铺装用c30号,人行道,栏竿用c25号;
2.钢筋:直径不小于12mm时用hrb335钢筋,直径小于12mm时采用hpb235热轧光面钢筋。
钢筋混凝土材料的重力密度为25.0kn/m,沥青混凝土23.0kn/m。
四、 设计依据。
1.《公路桥涵设计通用规范》(jtg d62—2004);
2.《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(jtg d62—2004);
第二章结构布置。
一、 主梁高。
据跨径大高取小值的原则,高跨比经济范围介于1/11与1/16之间,本设计取1/13。
二、 主梁间距。
装配式钢筋混凝土t形简支梁的主梁间距一般选在1.5~2.2之间,本桥取1.6m。
三、 主梁肋宽。
为保证主梁的抗剪需要,梁肋受压时的稳定,以及混凝土的振捣质量,取梁肋宽。
四、 横隔梁。
横隔梁的高度取梁高的3/4左右,取75cm。
五、 桥面铺装。
采用4cm厚的沥青混凝土磨耗层,厚度为21kn/m,6cm厚的25号混凝土铺装层,厚度为23kn/m。
六、 翼缘板尺寸。
因为翼缘板相同时是桥面板,根据其受力特点,一般设计成变厚度,与腹板交接处较厚。本设计取10cm;翼缘板的悬臂端部可以薄些,本设计取为0.12m。
七、 本桥梁整体视图(如图2-1)
图2-1 本桥梁整体视图。
第三章主梁界面几何性质计算。
一、面积:1.毛截面面积:
0.32m2.截面形心轴的确定:
毛截面形心轴到上翼袁的距离。
=0.28m
3.截面对自身重心轴的惯性矩:
即截面对自身重心轴的惯性矩为。
二、 跨中的荷载横向分布系数计算:
因为b/l=6.4/13﹤0.5,所以为窄桥。
用偏心受压法计算。
第四章主梁计算。
一、荷载横向分布系数计算。
1.支点处荷载横向分布系数计算。
荷载作用点靠近支座时,用杠杆原理法计算,1号,2号。
1) 对于1号梁:汽车荷载
安全带荷载
2) 对于2号梁:汽车荷载
安全带荷载
画出主梁的荷载横向分布影响线,就可根据各种荷载最不利荷载位置求得相应的横向分布系数,如图所示。
1) 对一号梁的:
本桥各根横截面均相等,梁数n=4.梁间距为1.6
荷载横向分布影响线的零点至1号梁位的距离为x
则。2) 对二号梁的:
三、 主梁内力计算。
1.主梁: kn/m
边主梁: 中主梁: kn/m
桥面铺装层:24cm左右厚的沥青混凝土磨耗层;6—12cm厚的25号混凝土铺装层。
2.安全带:
合计边主梁:
中主梁: 计算支点,1/4截面的剪力,尚应计入由荷载横向分布系数沿桥跨变化的影响,剪力:。
1)荷载横向分布系数沿桥跨的变化(如图)
影响线。影响线。
2)各截面的弯矩与剪力如图:
支点剪切影响线:
跨中剪切影响线:
l/4处剪力影响线:
跨中弯矩影响线:
1) 1号梁的活载内力计算。
支点处。2) 2号梁的活载内力计算。
支点处:内力组合汇表。
2号梁m与q最大,即: 。
主梁内力组合。
第五章主梁正截面设计。
1.确定t梁翼缘的有效宽度。
1)计算跨径的1/3:
2)相邻两梁间距:
根据“公桥规”规定,t形截面梁翼缘板计算宽度取上面三者中最小值:
2.正截面配筋计算。
(1)确定基本数据:
故取。3.假设,则界面有效高度为。
4.判断t型截面类型。
因此属于第一类t型截面。
5.计算受压区高度x
6.求,并选配钢筋和验算。
现选用则实际取用受拉钢筋截面为。
故正截面满足要求。
第六章主梁的斜截面计算。
一、截面尺寸检验。
1.截面尺寸检查:根据构造要求,梁最底层钢筋通过支座底面截点截面有效高度。
故尺寸不用修改。
2.剪力组合。
1)对于跨中截面:
不需要设置受剪钢筋的区段长度:
2)距支座中心h/2处截面的最大剪力:
剪力组合设计值的分配。
混凝土与箍筋共同承担的60%
kn弯起钢筋。
依据关系计算需要设置弯起钢筋的区段长度为:
二、箍筋设计。
采用直径为的封闭式双股箍筋;hpb235钢筋()n=2,则:
纵向钢筋百分率:
简支梁,t形截面,
可取=140mm
计算配筋率。
同时。根据构造要求由支座中心跨距中1倍梁高(1000)范围内,取箍筋d为间距,其余取。
1、弯起钢筋设计:(采用钢筋hrb335)
(1)第一排:取用距支座h/2处,用弯起钢筋承担的剪力设计值,即:
第一排弯起钢筋面积为:
由纵筋弯起。
(2)计算第二排时,取用第一排弯起钢筋弯点处,由弯起钢筋承担的剪力设,(下边缘净距30mm,上部架立钢筋;净保护层40mm),第一排。
由纵筋弯起,
3)计算第三排时,取用第二排弯起钢筋弯点处,由弯起钢筋承担的剪力设,加两根短筋。
(4)计算第四排时。
加两根短筋。
则需要弯起钢筋:
三、全梁承载力复核。
1.斜截面抗剪承载力。
图:距支座中心h/2处斜截面抗剪承载力计算图示(尺寸单位mm)
(1)选定斜截面顶端位置。
a坐标x=5750-952.1=4797.9mm
2)斜截面抗剪承载力复核。
1)a处正截面的剪力以及相应的弯矩,根据剪力和弯矩包络图计算如下:
2)a处正截面有效高度。
3)则实际广义剪跨比m和斜截面投影长度c分别为:
4)将要复核的斜截面如图中虚线所表示的斜截面。
斜角为: 5)斜截面内纵向受拉钢筋相应的主筋配筋率为:
6)箍筋配筋率:
将上述计算值分别代入下列公式求得:
所以支座中心h/2处的斜截面抗剪承载力满足设计弯矩。
2.全梁抗弯承载力校核。
(1)计算各排弯起钢筋弯起点的设计弯矩。
跨中弯矩,支点弯矩,其他截面的设计弯。
矩可按二次抛物公式计算,详见表6-1,根据值绘出设计弯矩。
图(11)表6-1各排弯起钢筋弯起点的设计弯矩计算表。
(2)计算各弯起钢筋和跨中截面抗弯承载力:
表6-3 各排弯起钢筋弯起点的设计弯矩计算表。
跨中截面:由于跨中截面纵向受拉钢筋数量最多,成立。属于第一t型截面,应按的单筋矩形截面计算。相当的正截面抗弯承载力见表(6-4)
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