實(shí)用文案實(shí)用文案標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用文案標(biāo)準(zhǔn)一、設(shè)計(jì)資料1．主梁跨徑和全長標(biāo)準(zhǔn)跨徑：L=20.00m(墩中心距離)b計(jì)算跨徑：L＝19.50m（支座中心距離）主梁全長L’＝19.96m（主梁預(yù)制長度）2．橋面凈空凈－16＋2×0.75（人行道）＋2×0.25(欄桿)車道數(shù)：4車道，橫向折減系數(shù)：ζ=0.673．設(shè)計(jì)荷載公路-I級：q=10.5kN/m，p=238kNk k人群：q＝3.5KN/m2r沖擊系數(shù)：μ0.3安全等級：2級，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：γ＝1.004．材料鋼筋——直徑≥12mm時(shí)采用II級鋼筋，其余采用I級鋼筋。混凝土——主梁采用C40，人行道、欄桿及橋面鋪裝采用C25?；炷亮W(xué)指標(biāo)表項(xiàng)項(xiàng)目Fck（MPa）Ftk（MPa）Fcd（MPa）Ftd（MPa）彈性模量Ec（MPa）剪切模量Gc（MPa）泊松比μ熱膨脹系數(shù)αC4026.82.418.41.6532500130000.20.00001鋼筋力學(xué)指標(biāo)表項(xiàng)目項(xiàng)目HRB335R235fsk（MPa）335235fsd（MPa）280195fsd’（MPa）280195彈性模量Es（MPa）2000002000005．主梁結(jié)構(gòu)尺寸二、設(shè)計(jì)依據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD62-2004）。《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60-2004）。三、設(shè)計(jì)內(nèi)容以下內(nèi)容為4號主梁的設(shè)計(jì)計(jì)算過程。（一）主梁作用效應(yīng)計(jì)算永久作用效應(yīng)計(jì)算結(jié)構(gòu)自重集度主主梁g1=[0.18×1.3＋0.2×0.08×2＋(0.14＋0.08)/2×0.71×2]×kN/m24=10.1橫隔梁中主梁kN/m1.96919.5÷24×5×2＋0.1618.0×0.91×－0.0814.0﹣0.08-1.11×18.022g邊主梁mkNgg/985.0212'2橋面鋪鋪裝層kN/m4.6589÷224×16×12.006.023×16×02.03g欄桿和人行道1.11kN/m9÷2×54g合計(jì)中主梁mkNg/837.1711.1658.4969.11.10邊主梁mkNg/853.1611.1658.4985.01.10'4號主梁結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的內(nèi)力梁端支點(diǎn)處1/4跨截面處跨中截面處剪力Q（kN）173.9186.960彎矩M（kN/m）0635.86847.814號主梁的橫向分布系數(shù)：計(jì)算梁端橫向分布系數(shù)方法：杠桿原理法實(shí)用文案實(shí)用文案標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用文案標(biāo)準(zhǔn)公路—Ⅰ級：mηq=10.350.1=0.725oq 2 2人群荷載：mη=0 or r計(jì)算跨中橫向分布系數(shù)方法：修正偏心受壓法寬跨比：B/L=18/19.5=0.923>0.5故需考慮主梁的抗扭剛度，因此用修正偏心受壓法計(jì)算。截面重心位置ay20020018-×18112×÷112＋130＋130×2×1818÷2=37.57cm截面抗彎慣性矩I20018×113182×11x37.57-11218×1303﹢18×130×65-37.572 12 2 12截面抗扭慣性矩Imcbt3 L ii1i1對主梁翼緣：tb20011=0.055<1故?。篊1=13對主梁肋部：tb10..1918=0.151C2=0.301I1×113×200﹢0.301×119×183L3=0.002976m4（4）橫向分布系數(shù)的折減系數(shù)1 β L 1﹢ξGI l2（?。篏=0.425E，ξ=1.021）L EI B1=11.021×0.425×0.00297÷0.07135×19.5218=0.9792（5）跨中橫向分布系數(shù) 9 ai2826242220i1=240η1＋βa24 44 n9 a2ii1190.9792×2404=0.1274η1＋βa4·a6 46 n9 a2ii1實(shí)用文案實(shí)用文案標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用文案標(biāo)準(zhǔn)190.9792×2404=0.09479荷載橫向分布影響線的零點(diǎn)至4號梁位的距離x：x40.09479x 0.1274x15.627m∴影響線的零點(diǎn)至1號梁位的距離x=15.627+6=21.627m 11號梁位處橫向分布影響線的豎標(biāo)值：y21.6270.1274=0.176315.627汽車荷載：1m ηcq2 q1×0.1763×21.627×10-0.5-2.3-3.6-5.4-6.7-8.5-9.8-11.6-12.9-14.7221.627=0.5717人群荷載：mηcr r21.6270.50.1763=0.180421.6273）汽車、人群作用效應(yīng)計(jì)算4號主梁荷載橫向分布系數(shù)荷載位置荷載位置公路—Ⅰ級人群荷載計(jì)算方法跨中mc0.57170.1804杠桿原理法支點(diǎn)m00.7250修正偏心受壓法公路—Ⅰ級公路—Ⅰ級qk(kN/m)人群荷載qr(kN/m)影響線面積（㎡orm）影響線圖式Ml/210.53.5×1=3.582l=47.53㎡Ml/410.53.53232l=35.648㎡M010.53.50Ql/210.53.52221l=2.44mQl/41or5.48m均布荷載和內(nèi)力影響線面積計(jì)算

公路—Ⅰ級中集中荷載計(jì)算計(jì)算彎矩效應(yīng)是：Pk＝18036050180519.55＝238kN/m計(jì)算剪力效應(yīng)是：P＝1.2×238＝285.6kN/mkQ010.53.5Q05mζ=0.67計(jì)算公式：S1uζmqΩmpy汽車荷載： 汽 ck iki人群荷載：SmqΩ人 cr主梁跨中截面及1/4跨截面處的彎矩和剪力截截面荷載類型qkorqr(kN/m)PkkN)(1+umcζΩoryS（kN·morkN）Ml/2公路—Ⅰ級10.52381.30.57170.6747.53370.91826.264.875862.31人群3.50.18047.5330.0131.01實(shí)用文案實(shí)用文案標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用文案標(biāo)準(zhǔn)44Ml/4公路—Ⅰ級10.52381.30.57170.6735.648278.19619.673.656646.69人群3.50.180435.64822.5122.51Ql/4公路—Ⅰ級10.527250.675.48442.86135.540.75159.42人群3.50.17955.4843.453.45Ql/2公路—Ⅰ級10.527170.672.4419.0483.860.5106.13人群3.50.18042.441.541.54梁端支點(diǎn)處的彎矩和剪力由簡支梁的受力性質(zhì)可知：M=00支點(diǎn)處的剪力：Q1.30.6710.50.57179.754.90.7250.57170.9162均=54.12kNQ1.30.670.725285.61集=180.35kN汽車荷載：Q54.12180.35234.47kN0人群荷載;Q3.519.50.180424.90.18041.04162人=4.54kN4號主梁內(nèi)力組合序序號荷載類別彎矩M（kN·m）剪力Q(kN)0L/4L/20L/4L/2①結(jié)構(gòu)自重0635.86847.81173.9186.960②②汽車荷載0619.67826.26234.47135.5383.86③人群荷載022.5130.014.543.451.54按承載能力極限狀態(tài)組合（1.2×①+1.4×②+0.8×1.4×③）01665.782207.75542.03297.96119.13按正常使用極限狀態(tài)短期組合（①+②/1.3×0.7+③）01332.73按正常使用極限狀態(tài)長期組合（①+0.4×（②/1.3+③））01114.05按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的控制內(nèi)力：L/2截面：M=2207.75kN·m,Q=119.13kN支點(diǎn)截面：Q=542.03kN（二）主梁截面配筋設(shè)計(jì)T梁受壓翼緣有效寬度計(jì)算：a、按簡支梁計(jì)算跨徑的1/3考慮：19500/3=6500mmb、按兩梁平均間距考慮：2000mmc、按公式計(jì)算：b'b2b12h'=180+12×110=1500mm f h f綜上所述，取三者中小者：則b'=1500mmf實(shí)用文案實(shí)用文案標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用文案標(biāo)準(zhǔn)1)T梁正截面設(shè)計(jì) ⑴、截面設(shè)計(jì) 計(jì)算示意圖①擬采用焊接鋼筋骨架，故設(shè)a=30+0.7h=30+0.7×1300=121smm∴截面有效高度：h=1300-121=1179mm0判定T梁截面類型fb'h'h0h2'f18.415001101179110106cdff 2=3412.46kN·m>M(=2208kN·m)∴此截面屬于第一類T形截面。求受壓區(qū)高度MMfb'xhx 0 d u cdf02220810618.41500x1179x 2解的合適解：x=70mm<h'(=110mm)f求受拉主筋面積Asfb'xfA cdf sdsAfcdb'fx18.4150070s f 280sd=6900mm2根據(jù)鋼筋直徑規(guī)格，梁受拉主筋采用：1228截面面積As=7390mm2>6900mm2鋼筋疊高層數(shù)為6層?；炷帘Ｗo(hù)層厚度取為：30㎜>d=28㎜及滿足規(guī)范規(guī)定的30㎜的要求?！噤摻铋g橫向凈距：S=180－2×30－2×31.6n=56.8㎜>40㎜及1.25d=35㎜故滿足構(gòu)造要求。⑵、截面復(fù)核已知設(shè)計(jì)受拉主筋面積：A=7390mm2，f280Mpa。ssd由鋼筋布置圖求得a：sa3031.63124.8mm125mms∴實(shí)際有效高度：h=1300－125=1175㎜0①判定T形截面類型fb'h'18.415001103.036kNmcdfffA28073902.069kNmsds∵fb'h'fAcdffsds故此截面為第一類T形截面。②求受壓區(qū)高度xfb'xfA cdf sdsxfsdAs2807390fb'18.41500cdf=75㎜>h'(=110㎜)f正截面抗彎承載力xMufcdb'fxh02=18.4×1500×75×（1175－75/2）=2355kNm>2208kNm∴MM u 0截面配筋率Asbh07390100%3.5%0.2%1801175∴min故截面復(fù)核滿足要求。2)T梁斜截面設(shè)計(jì)計(jì)算剪力分配圖（尺寸單位：mm，剪力單位：kN）⑴腹筋設(shè)計(jì)截面尺寸檢查根據(jù)構(gòu)造要求，梁最底層鋼筋428通過支座截面，則支點(diǎn)截面有效高度：h=1300－（30+31.6）=1238.4㎜00.51103fbh=0.51103401801238.4 ck 0=719kN>V(=542kN)0d∴截面尺寸符合設(shè)計(jì)要求。檢查是否需要根據(jù)計(jì)算配置箍筋跨中截面：0.5103fbh=0.51031.651801175 td 0=174.49kN支座截面：0.5103fbh=0.51031.651801238.4 td 0=183.9kN因V119kN0.5103fbhV542kN，故可在0d,l/2 td 0 0d,0梁跨中的某長度范圍內(nèi)按構(gòu)造配置箍筋，其余區(qū)段應(yīng)按計(jì)算配置腹筋。計(jì)算剪力圖分配由計(jì)算可知，在l1297mm的長度區(qū)段內(nèi)可按構(gòu)造要求布置箍筋。1同時(shí)，根據(jù)規(guī)范規(guī)定，在支座中心線向跨徑長度方向不小于1倍梁高（h=1300mm）范圍內(nèi)，箍筋的間距為100mm。距支座中心線h/2處的計(jì)算剪力值V‘：V'9750650542119119=513.8kN9750其中應(yīng)由混凝土和箍筋共同承擔(dān)計(jì)算剪力值V‘的60%即：0.6V'308.28kN；應(yīng)由彎起鋼筋（包括斜筋）承擔(dān)計(jì)算剪力值V‘的40%即：0.4V'205.52kN，設(shè)置彎起鋼筋（包括斜筋）區(qū)段的長度為4737mm。箍筋設(shè)計(jì)擬采用φ8的雙肢箍筋，則箍筋截面面積：A250.3100.6mm2sv計(jì)算支座截面和跨中截面的縱筋配筋率P和截面有效高度h及其0平均值：跨中截面：p3.52.5，取p2.5；h1175mm l/2 l/2 0支座截面：p1.1；h1238mm 0 0平均值：p2h117512381206.5mm 0 2箍筋間距S：va2a20.5610620.6pfAfbh2 S13 cu,ksvsv 0 v V'2=11.120.5610620.61.840100.61951801206.52513.82=257mm取S=250mm<h/2(=650mm) 及400mm，滿足規(guī)范要求。v箍筋配筋率：Asv100.6100%svb 180250sv=0.22%>0.18%（滿足要求）綜上所述，在支座中心向跨徑長度方向的1300mm范圍內(nèi)設(shè)計(jì)箍筋間距S=100mm，而后至跨中截面統(tǒng)一的箍筋間距取：S=250mm。v v⑤彎起鋼筋及斜筋設(shè)計(jì)設(shè)架立鋼筋為（HRB235）228，鋼筋重心離主梁受壓翼緣板上邊緣距離：a'56mm。s彎起鋼筋的彎起角為45°，彎起鋼筋末端與架立鋼筋焊接。斜筋的彎起角同樣為45°，其兩端分別與主受拉鋼筋和架立鋼筋焊接。彎起鋼筋計(jì)算表彎起點(diǎn)彎起點(diǎn)1234mmiΔh1103107110401008距支座中心距離mmxi1103217432144222分配的計(jì)算剪力值kNVsbi205.52188.87139.494.3需要的彎起面積2mmAsbi13841252939635可提供彎筋面積2mmAsbi1232（228）123212321232彎筋與梁軸線交點(diǎn)到支座中心的距離mmxc'552165527263766注：1、Δhmm為彎起鋼筋的彎起高度，即鋼筋上下截面中心線距離。i如：Δh＝13003031.625631.61.5＝1103mm1VkN為彎起鋼筋的計(jì)算剪力，按前一彎起點(diǎn)對應(yīng)計(jì)算，Vsbi sb1按h/2處對應(yīng)計(jì)算，即：V＝205.52kN。sb1A1333.33Vsbi，f280Mpa sbi fSin45° sdsd如：A1333.33205.521384mm2sb1 2800.707由計(jì)算表可知，彎起鋼筋在梁端某一范圍不足以滿足斜截面的抗剪需求，故須在梁上配制足夠強(qiáng)度的斜筋。在滿足正截面抗彎承載力和規(guī)范的要求下，對彎起鋼筋和斜筋進(jìn)行了重新布置，如下圖：N7：32，N8：28，N9：25，N10：20，N11：32梁彎起鋼筋和斜筋設(shè)計(jì)布置圖（尺寸單位：mm）⑵斜截面抗剪承載力復(fù)核示例：距支座中心h/2處斜截面抗剪承載力計(jì)算示意圖（尺寸單位：mm）選定斜截面頂點(diǎn)位置假設(shè)斜截面投影長度C=h=1238mm。則得選擇的斜截面頂端位置A，其橫坐標(biāo)：x975065012387862mm抗剪承載力復(fù)核A處正截面上的剪力V及相應(yīng)的彎矩M計(jì)算如下：x xVVVV2x x l/2 0 l/2L11954211927862460kN19500MM14Lx22 x l/222071419500786222772kNmA處正截面有效高度：h1222mm0 ∴廣義剪跨比：mMx772 1.373 Vh 4601.222x0斜截面投影長度：C0.6mh220=1m<1.238m斜角：tan1hctan11.22210=50.7°斜截面內(nèi)縱向受拉主筋有428，相應(yīng)的主筋配筋率：As100bh010024631.12.51801238取1.1箍筋配筋率：（取S250mm）vAsvsvbSv100.6100%0.22%0.18% 180250 min與斜截面相交的彎起鋼筋有2N7（232）、2N4（228）Vaaa0.45103bh20.6pff0.75103fASinθ u 123 0 cu,ksosv sd sd s111.10.45103180122220.61.1400.22%1950.75103280160812320.707714.2kNV460kNx故距支座中心為h/2處的斜截面抗剪承載力滿足設(shè)計(jì)要求。其余截面用類似的方法驗(yàn)算，得下表：斜截面抗剪承載力計(jì)算表斜斜截面ix'CxxVxM0hmcsvV1910123786467721221.371.011.110.22714從表中計(jì)算數(shù)據(jù)可以看出，每個(gè)斜截面的抗剪承載力都符合要求。3）其它鋼筋設(shè)計(jì) 因梁高h(yuǎn)=1300mm 為防止梁縱向水平收縮裂縫和梁整體剛度的考慮：故在梁兩腰處設(shè)置水平分布鋼筋，HRB335220。（三）主梁的變形及裂縫計(jì)算⑴梁跨中撓度及預(yù)拱度計(jì)算C40混凝土彈性模量：E=3.25×104MpacⅡ級鋼筋彈性模量：E=2×105Mpas截面換算系數(shù)：Es3.251046.154 EsE 2105c在進(jìn)行梁變形計(jì)算時(shí)，應(yīng)取梁與相鄰梁橫向連接后截面的全寬度受壓翼板計(jì)算：即b'2000mm；h'110mm f f①T梁換算截面的慣性矩I和I計(jì)算 cr 0a、判斷T梁開裂截面類型1bx2Ahx 2f Ess012000x26.1573901175x2x245.4x534020解得合適解：x210mmh'110mmf∴此截面為第二類T形截面。b、I和I的計(jì)算 cr 0Ab'bh' AEss f fb6.157390200018011013651802Ahb'bh'2 BEss0 f fb26.157390117520001801102180715699.86開裂截面受壓區(qū)高度：xA2BA13652715699.861365240.9mmh'110mm（與判斷結(jié)果相符）f開裂截面的換算截面慣性矩I為：crIb'fx3b'fbxh'f3Ahx2 cr 3 3 Ess020002413200018024111036.1573901175241234.76151015mm4T梁全截面換算截面面積：Abhb'bh'1Af f Es s180130020001801106.1517390472258.5mm2全截面換算截面受壓區(qū)高度：x12bh212b'fbh'f2Es1Ash0A01801200018011025.1573901175 2 2 472258.5440mm全截面換算截面慣性矩I：0I1bh3bhhx21b'bh'3b'bh'xh2'f212 2 12f f f f1Ahx2 Es s01300 21180130031801300440 12 2 122000180110320001801104401102 25.157390117544029.37111010mm4②計(jì)算開裂構(gòu)件的抗剪剛度全截面抗剪剛度：B0.95EI 0 c00.953.251049.371110102.89331015mm4開裂截面抗剪剛度：BEIcr ccr3.251044.761510101.54751015mm4全截面換算截面受拉區(qū)邊緣的彈性抵抗矩：WI00hx9.371110101.09108mm31300440全截面換算截面面積矩：S1b'x21b'bxh'2 02f 2f f120004402120001804401102 2 29.45107mm3塑性影響系數(shù)：2S0W029.451071.7341.09108開裂彎矩：MfW cr tk01.7342.41.09108453.61kNm開裂構(gòu)件的抗彎剛度： B B0 M MB(cr)2[1(cr)2]0 M M B s s cr2.89331015453.612453.6122.89331015 1 1322.731322.731.547510151.63711015Nmm2③主梁跨中截面的長期撓度值對C40混凝土，撓度長期增長系數(shù)1.45。受彎構(gòu)件在使用階段跨中截面的長期撓度值：W5MsL2 l 48B195001073.13225156195001073.13225156在結(jié)構(gòu)自重作用下跨中截面的長期撓度值：W5MGL2 G 48B5847.811061950021.4529.7mm481.63711015按可變荷載頻遇值計(jì)算的長期撓度值：WWW Q l G46.429.717mmL33mm600故符合規(guī)范要求。④預(yù)拱度設(shè)置在荷載短期效應(yīng)組合并考慮荷載長期效應(yīng)影響下主梁跨中處產(chǎn)生的長期撓度為W46mmL12mm，故需設(shè)置預(yù)拱度。 l 1600預(yù)拱度：ΔW1WG2Q3011742mm2∴主梁跨中截面處的預(yù)拱度為42mm，沿梁長按二次拋物線設(shè)置。⑵梁裂縫寬度驗(yàn)算荷載短期效應(yīng)組合彎矩：M1322.73kNms荷載長期效應(yīng)組合彎矩：M1114.05kNml系數(shù)：因采用帶肋鋼筋，故：C11C10.5Mc10.51114.051.42 2 M 1322.73sC13鋼筋應(yīng)力：Ms ss ss0.87hA0s1322.73106175.1Mpa0.8711757390換算直徑d：由于主梁骨架為焊接鋼筋骨架故d1.32836.4mm縱向受拉鋼筋配筋率：As73900.0350.02bh18011750?。?.02最大裂縫寬度：WCCCss0.283010d fk 123Es11.421175.13036.421050.28100.020.17mmW0.2mmf故滿足規(guī)范要求。（四）主梁支座設(shè)計(jì)支座形式：板式橡膠支座設(shè)計(jì)計(jì)算已知：支座壓力標(biāo)準(zhǔn)值R412.92kN，其中由結(jié)構(gòu)自重引起的反力標(biāo)ck準(zhǔn)值R173.91kN，由公路—Ⅰ級和人群荷載引起的支座反力標(biāo)準(zhǔn)值Gk分別為234.47kN和4.54kN。由公路—Ⅰ級和人群荷載p3.5kN/m2r作用下產(chǎn)生的跨中撓度f1.7cm。假設(shè)主梁的設(shè)計(jì)計(jì)算溫差Δt30℃。①確定支座平面尺寸選定支座的平面尺寸：ab2418432cm2采用中間層橡膠片厚度t0.5cm計(jì)算支座的平面形狀系數(shù)：Saabb20.18518242410.382t∴橡膠支座的平均容許應(yīng)力10000kpac計(jì)算橡膠支座的彈性模量：E5.4GS2 j e5.4110.32572.9Mpa驗(yàn)算橡膠支座的承壓強(qiáng)度：Rckcab412.929558kpa（驗(yàn)算合格） 0.240.18 c②確定支座厚度主梁的計(jì)算溫差為Δt30℃，溫度變形由梁兩端的支座均攤，則每