【正文】 9+2 裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支 T 型梁橋設(shè)計(jì)計(jì)算 摘 要 目前，混凝土被廣泛的使用于各種中小跨度的橋梁中，而且大量采用混凝土將是未來(lái)橋梁發(fā)展的趨勢(shì)。根據(jù)內(nèi)力計(jì)算結(jié)果，對(duì)主梁進(jìn)行了承載能力及正常使用性能的驗(yàn)算。其中以安全與經(jīng)濟(jì)為重，隨著各項(xiàng)事業(yè)的飛速發(fā)展，橋下凈空往往成為運(yùn)輸瓶頸，至于橋梁美觀，要視經(jīng)濟(jì)與環(huán)境條件而定，并且橋位所在自然以及技術(shù)條件，要因地制宜。 鋼產(chǎn)量低時(shí)，用石拱橋；鋼產(chǎn)量高時(shí)，用雙曲無(wú)腳拱橋。 1 . 5 %1 . 5 %側(cè)面圖平面圖立面圖地面線地層分界線 圖 12 方案三： 6 （ 1）孔徑布置 本方案橋全長(zhǎng)為 53m，孔徑布置為 50m； （ 2）上部結(jié)構(gòu) 拱橋的上部結(jié)構(gòu)有拱肋和拱圈與拱上建筑構(gòu)成主，拱圈承受主要結(jié)構(gòu) （ 3）下部結(jié)構(gòu) 下部結(jié)構(gòu)由橋墩、橋臺(tái)及基礎(chǔ)等組成 （ 4） 施工方案 土方開(kāi)挖； 土方回填；砌石工程； 砼及鋼筋砼工程施工。 第二章 行車(chē)道板及主梁內(nèi)力橫隔梁的計(jì)算 行車(chē)道板內(nèi)力計(jì)算 8 （ 1） 結(jié)構(gòu)重力記內(nèi)力（按縱向 1m 寬板條計(jì)算） 每延米板上的結(jié)構(gòu)重力 g 計(jì)算見(jiàn)下表 每延米板上的結(jié)構(gòu)重力 g 表 21 瀝青混凝土面層 g1 23=C25混凝土墊層 g2 24=T梁翼板自重 g3 （ +） 247。? cmAs ???? 查有關(guān)板寬 1m 內(nèi)鋼筋截面與間距表，當(dāng)選用 12 鋼筋時(shí)，需要鋼筋間距為 26mm 圖 x （尺寸單位） 時(shí)（圖 x），此時(shí)所提供的鋼筋面積為： 22 cmcmA g ?? 按《公預(yù)規(guī)》 規(guī)定，矩形截面受彎構(gòu)件的截面尺寸應(yīng)符合下列要求，即： knVkNbhfV jkcuj 7 0,3 ?????? ? （滿足要求） 按《公預(yù)規(guī)》 規(guī)定： kNVkNbhfV jtdj 0 023 ????? ? ? 故不需要進(jìn)行斜截面抗剪承載力計(jì)算，僅按構(gòu)造要求配置鋼筋。 結(jié)構(gòu)重力內(nèi)力計(jì)算見(jiàn)下表 22： 主梁結(jié)構(gòu)重力內(nèi)力表 23 截面位置 內(nèi)力 剪力 Q（ KN) 彎矩（ KN 正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合 表 28 作用短期效應(yīng)組合 kNM r 0 9 a x , ???? kNQ 4 0 a x , ????右 作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合 mkNM r ????? a x , kNQ 0 a x , ????右 第三章 鋼筋混凝土簡(jiǎn)支 T 形梁橋配筋設(shè)計(jì) 22 本預(yù)制鋼筋混凝土簡(jiǎn)支 T 形梁，設(shè)計(jì)荷載為公路Ⅱ級(jí)，標(biāo)準(zhǔn)跨徑 Lb =18m，計(jì)算跨徑 L =，截面如圖 x 所示，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C40，主筋采用 HRB335（Ⅱ級(jí)）鋼筋焊接骨架，箍筋采用 R235（Ⅰ級(jí)），簡(jiǎn)支梁控制截面的計(jì)算內(nèi)力為： 跨中截面： mkNM dm ?? 1 4 3 kNVdm 200? 4L 截面： mkNM dL ?? 3 8 34/ 支點(diǎn)截面： 00?Md mkNV do ?? 400 圖 31 T 梁截面尺寸圖（尺寸單位： mm） 一、準(zhǔn)備基本數(shù)據(jù) C30 的混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 2/ mmNfcd ?，抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值2/ mmNf ck ? ，混凝土彈性模量 24 / mmNE c ?? ； HRB335 鋼筋抗拉設(shè)計(jì)值 2/280 mmNfsd ?,抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 239。2 ? （相鄰兩主梁軸線間距離） mmhbb fhfb 1 5 0 01 1 012021 8 0122 39。 圖 32 T 形梁的計(jì)算截面 (尺寸單位： mm) 差附表得受壓高 度界限系數(shù) ?b? 。? 可得 26683280 39。 可得 mmhmmbf Afx bfcd ssd 683628039。dV ，由剪力包絡(luò)圖按幾何關(guān)系求得： kNVVVLhLV dddd )(8750 6508750)(22239。 確定配箍筋率： %%202280 m i n1 ???????? svs svsv b An ??。彎筋與梁縱筋交點(diǎn) 39。 圖 34 彎起鋼筋初設(shè)圖（尺寸單位 mm） 29 檢驗(yàn)各排彎起鋼筋的彎起點(diǎn)是否符合構(gòu)造要求 現(xiàn)在按照同時(shí)滿足梁跨間各正截面和斜截面抗彎要求，確定彎起鋼筋的彎起點(diǎn)的位置是否符合構(gòu)造要求。由于 2N 2N2 和 2N3 鋼筋彎起后形成的抵抗彎矩圖遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)彎矩包絡(luò)圖，需要進(jìn)一步在滿足規(guī)范對(duì)彎起鋼筋彎起點(diǎn)要求的前提下，調(diào)整彎起鋼筋的彎起點(diǎn)位置，使抵抗彎矩圖更接近設(shè)計(jì)彎矩包絡(luò)圖，在 2N 2N3 和 2N2 鋼筋之間增設(shè)直徑為 32mm 的斜筋，使各彎起鋼筋和斜筋的水平投影長(zhǎng)度有所重疊。? ，暫取 cma 8? ，則 cmh 9581030 ??? 。 取用承受剪力最大的 3 號(hào)梁的支點(diǎn)反力，恒載 Q=，汽車(chē)荷載為，人群荷載為 。 （ 2） 計(jì)汽車(chē)制動(dòng)力時(shí)： ? ??? , cmt l （ 3） cmat ????? （ 4） 選用六層鋼板、七層橡膠組成橡膠支座。 按《公預(yù)規(guī)》規(guī)定： 39 M P aEM P afWSWfMBBMMMMBBctktkcrcrscrscr40000220/2)(1)(???????????????? 式中： 0S —— 全截面（不考慮開(kāi)裂）換算截面重心軸以上部分對(duì)重心軸的面積矩。 按《公預(yù)規(guī)》的規(guī)定，最大裂縫寬度按下式計(jì)算： )() 30(321 mmdECCCW sssfk ?? ??? 式中： 1C —— 考慮鋼筋表面形狀的系數(shù)，取 ?C ； 2C —— 考慮荷載作用的系數(shù)，長(zhǎng)期荷載作用時(shí)，slNNC ??? ，其中 38 lN 為長(zhǎng)期荷載效應(yīng)組合下的內(nèi)力， sN 為短期效應(yīng)組合計(jì)算得內(nèi)力； 3C —— 與構(gòu)件形式有關(guān)的系數(shù)， ?C ； d—— 縱向受拉鋼筋 gA 的直徑，取 mmd 32? ； ?—— 含筋率 ? ?iis hbbbhA )(/ 0 ???? ，代入后 ? ? )18220(??????? ss? —— 受拉鋼筋在使用荷載作用下的應(yīng)力，按《公預(yù)規(guī)》規(guī)定公式計(jì)算： hAMssss ?? 取 1 號(hào)梁的彎矩效應(yīng)相組合： 短期效應(yīng)組合： mkNMMMSSM pacminjQ jkjG iks??????????? ? ?? ?1 11? 長(zhǎng)期效應(yīng)組合： mkNMMMSSM pacminjQ j kjG i kl???????????? ? ?? ?1 12? 選短期組合時(shí)，鋼筋應(yīng)力： 2440 / mkNhAMssss ??????? ?? ?????? s lN NC SE —— 鋼筋彈性模量， HRB335 鋼筋， MPaEs ?? ，代入后得： ? ? mmmmW ffk ) 3230( m a x8 4 ????? ??? ????? ? 滿足《公預(yù)規(guī)》“在一般正常大氣條件下，鋼筋混凝土受彎構(gòu)件不超過(guò) 最大裂縫寬度的要求”。對(duì)于 20m 橋梁可布置一行車(chē)隊(duì)，汽車(chē)荷載制動(dòng)力按《橋規(guī)》 條，為宜車(chē)道上總重力的 10%，又要求不小于 90kN，取制 動(dòng)力為 90kN。 00 xhxbfM fcdd ??? 34 mkNMmkN j ???????????)( 3 按《公預(yù)規(guī)》抗剪承載力驗(yàn)算要求 k NmmknV d )2/(30?? ???????? 滿足規(guī)范規(guī)定的要求。另外，梁底有 2 根 32 的主鋼筋不彎起，通過(guò)支點(diǎn)截面，這 2根主鋼筋截面積為 1609mm2，與跨中截面主筋 8 32 和 2 16 總截面面積為 6836mm2之比為 %，大于 20%，能夠滿足《橋規(guī)》的規(guī)定。 采用同樣的方法對(duì)其余幾排彎起鋼筋彎起點(diǎn)的可初步位置進(jìn)行復(fù)核，如表 x 所列。 滿足抗剪強(qiáng)度要求的各排彎起鋼筋面積的用量及彎起位置 計(jì)算表 表 31 彎起點(diǎn) 1 2 3 4 5 Δ hi（ mm） 1133 1098 1062 1043 距支座中心距離（ mm） 1133 2231 3293 4336 分配的剪力值（ kN） 需要的彎起鋼筋面積（ mm2） 1536 1388 1050 407 可提供的彎起鋼筋面積（ mm2） 1609 1609 1609 402 彎筋與梁軸交點(diǎn)到支座中心距離（ mm） 567 1701 2798 3868 由上表可見(jiàn)，第四排 鋼筋截面面積偏小，所以需要增加一排斜鋼筋來(lái)抵抗剪力，先不調(diào)整和增設(shè)，按照同時(shí)滿足梁跨間各正截面和斜截面抗彎要求，確定了彎起鋼筋的位置后再綜合考慮。根據(jù)規(guī)定，簡(jiǎn)支梁的第一排彎起鋼筋（對(duì)支座而言）的末端彎折點(diǎn)位于支座中心截面處。 箍筋設(shè)計(jì) 采用直徑 8mm 的雙肢箍筋，箍筋截面面積 21 mmnAA svsv ???? ,按公 26 式svsvkcucs ffpbhV ?????? ? ??? ,0331 )(設(shè)計(jì)箍筋時(shí)，式中的縱筋配筋率 p 及截面有效高度 h0 可按支座截面和跨中截面的平均值取用，計(jì)算如下： 跨中截面： mmhp 1194, 68361001000 ?????? ? 支點(diǎn)截面： mmhp 1252, 16091001000 ?????? ? 則取平均值分別為 mmhp 12232 12521194, 0 ?????? 箍筋間距 Sv計(jì)算為 mmVbhfAfpSdsvsvkcuv)()()39。 分配計(jì)算剪力 根據(jù)《公路橋規(guī)》規(guī)定，在支座中心線向跨徑方向不小于 1 倍梁高范圍內(nèi)，箍筋間距最大為 100mm。 ，故為第 I 類截面。 00 xhxbfMr fcdd ?? 可得 )21180( 6 xx ???? mmmmx 1 1 039。139。 mmlb f 583317500313139。 計(jì)算結(jié)果 表 26 矩彎 32?M mkNpM oq ???????? ?? 9 2)( 1 92 8 )1(32 ?? 剪力 右1Q kNpQ oq )()1(1 ????????? ? ??右 內(nèi)力組合（鑒于橫隔梁的恒載內(nèi)力甚小，計(jì)算中可以略去不計(jì)） （ 1） 承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力基本組合（用于驗(yàn)算強(qiáng)度），見(jiàn)表 x 所列。 結(jié)構(gòu)重力內(nèi)力計(jì)算 計(jì)算跨徑 l=，每側(cè)拉桿及人行道重量作用力為 7Kn/m。 作用于每米寬板條上的彎矩為： 44a4p2u1 bl 1 inKNM p??????????）（）（）（ 作用于板條的剪力為： KNQ AP p2u1( ??????? ） 9 圖 21 (3) 內(nèi)力組合如下： 承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合（基本組合，用于驗(yàn)算強(qiáng)度）為： KNMMM P )()( gj ?????????? KNQ pgj ??????? . 行車(chē)道板的配筋 懸臂板根部高度 cmh 14? ，凈保護(hù)層 cma ? 。 結(jié)構(gòu)尺寸 如圖 1 所示，全斷面五片主梁，主梁間距為 ，腹板寬為 ,設(shè)五根橫梁。 （ 4）施工方案 簡(jiǎn)支梁在修建下部結(jié)構(gòu)的同時(shí)可以在預(yù)支 T 梁或者現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制上部結(jié)構(gòu)， 待下部結(jié)構(gòu)完工且達(dá)到一定強(qiáng)度后可以安裝上部結(jié)構(gòu)。 鋼管拱肋吊裝重量