4乘30米预应力简支T型梁桥毕业设计

山东交通学院

2015届毕业生毕业论文（设计）

题目：牛石路柴汶河大桥施工图设计-4*30米装配式预支T梁施工图设计

院(系)别交通土建工程学院

专业土木工程

班级土木114

学号 110711411

姓名姜星宇

指导教师于业栓

2015年6 月

姜星宇：牛石路柴汶河大桥施工图-4×30m装配式预应力简支T梁施工图设计

原创声明

本人姜星宇郑重声明：所呈交的论文“牛石路柴汶河大桥施工图设计—4×30m装配式预应力钢筋混凝土简支T梁施工图设计”，是本人在导师于业栓的指导下开展研究工作所取得的成果。除文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明，本人完全意识到本声明的法律后果，尊重知识产权，并愿为此承担一切法律责任。

论文作者(签字)：

日期：年月日

山东交通学院毕业设计（论文）

摘要

本设计4跨预应力混凝土简支桥梁。桥面净宽9+2×1.5 m，桥下净空5m，跨径为30m。本设计分为以下几个部分：桥面板的设计，综合各种因素，本桥采用预应力T型简支梁，预应力T型简支梁具有安装重量轻、跨度大等优点，适用于大中跨度桥梁。桥面采用6块宽度为2m，梁高为1.7m，跨度为29.96m的预应力T型梁。作用在桥面上的荷载有结构重力、预加应力、土的重力，混凝土收缩以及徐变影响力，汽车荷载以及其引起的冲击力、离心力，和人群荷载，以及所有车辆引起的土侧压力。基本原理是假定忽略主梁之间横向结构的联系作用，桥面板视为沿横向支撑在主梁上的简支梁。画出最不利位置的影响线，据影响线得到横向分布系数M，取最大的横向分布系数作为主梁的控制设计。桥墩设计，桥墩采用桩柱式。由盖梁柱和灌注桩组成。经过荷载计算与组合后，由极限状态设计法决定配筋。桥台采用双柱式桥台，基础采用钻孔灌注桩。桥梁下部结构设置在地基上，其主要作用是支撑桥跨结构，并且将桥跨结构承受的荷载传到地基中去，以确保上部结构的安全使用。

关键词预应力混凝土；简支T梁；G-M法；桥梁墩台；杠杆原理

姜星宇：牛石路柴汶河大桥施工图-4×30m装配式预应力简支T梁施工图设计

Abstract

The design is about a reinforce concrete simply supported girder bridge, what has five spans. The bridge deck slab’s net breadth is 14+2×1.75 meter ,The clearance under bridge superstructure is 5meter and each span to 25meters.This design is composed of three parts as follows, the design of deck slab. Considering all of the factors, we design the pre-stressed concrete bridge T-simple beam. The pre-stressed bridge has many good qualities ,such as it has small weight when installed, it is very simply when construction .And not use so much template. It is suitable for the small bridge. The bridge deck slab is composed of 6 T-simple beams, and the hollow slab is 2 meter width,1.7 meter height and 24.96 length. Considering the load is not simple. The loads that imposed on the bridge are as follows: the gravity of structure, the gravity of pre-stressed soil, concrete structure’s shrinkage and creep that cause influence force, the car load and impact force ,trailer load pedestrian load and lateral earth pressure. The basic principle is that we neglect the link effect of the horizontal structure between the main girder. And supposed the bridge deck slab as simply-supported girder that is supported on the main beam .We draw the influence line that which point is the most adverse ,from wh ich we can know the transverse load foundation ‘s sedimentation ,to ensure it suit to the require of the standard. The bridge’s underside structure is installed under the foundation soil, it’s main use is to support th e upside structure and transfer the load from the upside structure to the require of the standard .The bridge’s underside structure is installed under the foundation soil，it’s main use is to support the upside structure to the foundation, to ensure the safe use of the upside structure.

Key Words Reinforce concrete,simply supported gender bridge,bridge pier Gravity abutment ,cast –in-place pile ,lever principle

山东交通学院毕业设计（论文）

目录

前言 (1)

第1章桥型设计方案 (2)

1.1 方案一：预应力钢筋混凝土简支T梁 (2)

1.1.1 基本构造布置 (2)

1.1.2 设计荷载 (2)

1.2方案二：钢筋混凝土箱形拱桥 (3)

1.2.1方案简介 (3)

1.2.2尺寸拟定 (3)

1.2.3桥面铺装及纵横坡度 (4)

1.2.4施工方法 (4)

1.2.5总结 (4)

1.3 桥型方案三：预应力混凝土连续刚构方案（比较方案） (4)

第2章上部结构设计 (5)

2.1 计资料及结构布置 (5)

2.1.1 设计资料 (5)

2.1.2 横截面布置 (5)

2.1.3 横截面沿跨长变化 (9)

2.1.4 横隔梁的布置 (9)

2.2 主梁作用效应计算 (9)

2.2.1 永久作用效应计算 (9)

2.2.2 可变作用效应计算 (11)

2.2.3.主梁作用效应组合 (22)

2.3.预应力钢束的估算及其位置 (22)

2.3.1跨中截面钢束的估算和确定 (22)

2.3.2预应力钢束布置 (23)

2.4 计算主梁截面几何特征： (28)

2.4.1 截面面积及惯矩计算 (28)

2.4.2 截面静矩计算 (30)

2.4.3.截面几何特性汇总 (30)

2.5 预应力损失计算 (31)

2.5.1 预应力钢束与管道壁之间的摩擦引起的预应力损失 (34)

2.5.2由锚具变形、钢束回缩引起的损失 (34)

2.5.3 混凝土弹性收缩引起的预应力损失 (35)

2.5.4 由钢束应力松弛引起的损失 (37)

2.5.5 混凝土收缩和徐变引起的损失 (37)

2.5.6 预加力计算及钢束预应力损失汇总 (39)

2.6 主梁截面承载力与应力验算 (42)

2.6.1 持久状况承载能力极限状态承载力验算 (42)

2.6.2 持久状态正常使用极限状态抗裂验算 (45)

2.6.3 持久状态构件的应力验算 (46)

2.6.4 短暂状况构件的应力验算 (53)

2.7 主梁端部的局部承压验算 (53)

姜星宇：牛石路柴汶河大桥施工图-4×30m装配式预应力简支T梁施工图设计

2.7.1 局部承压区的截面尺寸验算 (53)

2.7.2 局部抗压承载力验算 (55)

2.8 主梁变形验算 (56)

第3章下部结构的设计 (59)

3.1 盖梁的计算 (59)

3.1.1荷载计算 (59)

3.1.2 内力计算 (66)

3.2 桥墩墩柱计算 (67)

3.2.1 荷载计算 (67)

3.2.2 截面配筋计算及应力验算 (69)

3.3 钻孔灌注桩计算 (71)

3.3.1荷载计算 (71)

3.3.2 桩长计算 (72)

3.3.3 桩的内力计算（m法） (73)

3.3.4 桩身截面配筋与承载力验算 (75)

3.3.5 墩顶纵向水平位移验算 (76)

结论 (78)

致谢 (79)

参考文献 (80)

山东交通学院毕业设计（论文）

前言

公路桥梁交通是为国民经济、社会发展和人民生活服务的公共基础设施，是衡量一个国家经济实力和现代化水平的重要标志。我国从“七五”开始，公路建设进入了高等级公路建设的新阶段，近几年随着公路等级的不断提高，路桥方面知识得到越来越多的应用，同时，各项规范也有了较大的变动，为掌握更多路桥方面知识，我选择了28m装配式预应力混凝土简支T梁设计这一课题。

本设计是根据设计任务书的要求和《公路桥规》的规定，选定装配式预应力T形截面简支梁桥，该类型的梁桥具有受力均匀、稳定，且对于小跨径单跨不产生负弯矩，施工简单且进度迅速等优点。设计内容包括拟定桥梁纵,横断面尺寸、上部结构计算，下部结构计算，施工组织管理与运营，施工图绘制,各结构配筋计算，书写计算说明书、编制设计文件这几项任务。

在设计中，桥梁上部结构的计算着重分析了桥梁在施工及使用过程中恒载以及活载的作用力，采用整体的自重荷载集度进行恒载内力的计算。按照新规范公路I级车道荷载进行布置活载，并进行了梁的配筋计算，估算了钢绞线的各种预应力损失，并进行预应力阶段和使用阶段主梁截面的强度，正应力及主应力的验算。下部结构采用以钻孔灌注桩为基础的墩柱，并分别对桥墩和桩基础进行了计算和验算。主要依据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D062-2004）,《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ 024-85）,《公路桥涵设计通用规范》（简称《通用规范》）在本次设计过程中，新旧规范的交替，电脑制图的操作，都使我的设计工作一度陷入僵局。在指导老师于老师及本组其他组员的帮助下，才使的这次设计得以顺利完成。在此，对老师和同学们表示衷心的感谢。

由于公路桥梁工程技术的不断进步，技术标准的不断更新，加之本人能力所限，设计过程中的错误和不足再所难免，敬请各位老师给予批评指正。

姜星宇：牛石路柴汶河大桥施工图-4×30m装配式预应力简支T梁施工图设计第1章桥型设计方案

根据现桥位地形、水文条件，并综合考虑工程的经济性和施工难易程度，本桥桥跨布置的单跨跨径宜在30m以上，因此选定简支T型梁、连续箱梁和连续刚构桥这三种桥型方案来进行方案比

1.1 方案一：预应力钢筋混凝土简支T梁

1.1.1 基本构造布置

设计资料

桥梁跨径及桥宽

标准跨径：30m（墩中心距），

全桥共：120米，分4跨，

主梁全长：29.96m，

桥面净空：净—9+2 1.5m=12m；

计算跨径：29.5m。

1).上部构造为预应力混凝土T型梁，梁高1.7 m；下部构造为柱式墩身，肋板式桥台，桩基础；采用简支转连续施工。

2).预应力混凝土T型梁是目前公路桥梁中经济合理的桥型之一。桥型能适应桥位环境，施工工艺成熟、安全可靠；采用简支转连续桥型，桥面连续，行车舒适，施工方便，工期较短。上部结构施工较连续梁和连续刚构要简单，材料用量和费用较少。能有效控制投资规模，造价最省。

4 * 30

图1.1桥梁立面图

1.1.2 设计荷载

公路I级，两侧防撞栏杆重量分别为3kN/m。

材料及工艺

本桥为预应力钢筋混凝土T型梁桥；

混凝土：主梁采用C50混凝土，桥面铺装用C30混凝土；

山东交通学院毕业设计（论文）

预应力钢筋：采用《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62—2004）的ф15.2钢绞线，每束6根，全梁配6束，pk f =1860MPa 。

简支梁的优点是构造、设计计算简单，受力明确，缺点是中部受弯矩较大，并且没有平衡的方法，而支点处受剪力最大，如果处理不好主梁的连接，就会出现行车不稳的情况

1.2方案二：钢筋混凝土箱形拱桥

1.2.1方案简介

本方案为钢筋混凝土等截面悬链线无铰拱桥。全桥分四跨，每跨均采用标准跨径30m 。采用箱形截面的拱圈。桥墩为重力式桥墩，桥台为U 型桥台。

1.2.2尺寸拟定

本桥拟用拱轴系数m=2.24，净跨径为60.0m ，矢跨比为1/8。桥面行车道宽9.0m,两边各设1.5m 的人行道。拱圈采用单箱多室闭合箱，全宽11.2m ，由8个拱箱组成，高为1.2m 。

拱箱尺寸拟定如图1.1

8

8

8

168108132

16

124168

8

10810

820

846

8

20102

120

8图1.2箱梁尺寸拟定

（1）拱箱宽度：由构件强度、刚度和起吊能力等因素决定，一般为130～160cm 。取140cm 。

（2）拱壁厚度：预制箱壁厚度主要受震捣条件限制，按箱壁钢筋保护层和插入式震动棒的要求，一般需有10cm ，若采用附着式震捣器分段震捣，可减少为8cm,取8cm 。 （3）相邻箱壁间净宽：这部分空间以后用现浇混凝土填筑，构成拱圈的受力部分，一般用10～16cm ，这里取16cm 。

（4）底板厚度：6～14cm 。太厚则吊装重量大，太薄则局部稳定性差且中性轴上移。这里取10cm 。

（5）盖板：有钢筋混凝土板和微弯板两种型式，最小厚度6～8cm,这里取8cm 。 （6）现浇顶部混凝土厚度：一般不小于10cm ，这里取10cm 。

姜星宇：牛石路柴汶河大桥施工图-4×30m装配式预应力简支T梁施工图设计

（7）横隔板：多采用挖空的钢筋混凝土预制板，厚6～8cm，间距3.0～5.0m。横隔板应预留人行孔，以便于维修养护。这里取厚6cm。

1.2.3桥面铺装及纵横坡度

桥面采用沥青混凝土桥面铺装，厚0.08m。桥面设双向横坡，坡度为2.0%。为了排除桥面积水，桥面设置预制混凝土集水井和φ10cm铸铁泄水管，布置在拱顶实腹区段。双向纵坡，坡度为0.6%。

1.2.4施工方法

采用无支架缆索吊装施工方法，拱箱分段预制。采用装配——整体式结构型式，分阶段施工，最后组拼成一个整体。

1.2.5总结

预应力混凝土连续箱梁也是目前公路大跨径桥梁中经常采用的桥型之一。结构受力合理，变形小；桥面连续，行车舒适；较T型梁增加了施工的难度和工期；材料用量和费用较T型梁要多一些。上部构造施工采用移动支架一次性投入费用要高；且由于增加了大吨位支座，日后维护费用要增加。

1.3 桥型方案三：预应力混凝土连续刚构方案（比较方案）

桥梁全长：4x30m

（1）上部构造为预应力混凝土变高度箱梁，根部高4.5m，跨中高2.0m；下部构造为空心矩形截面墩身、肋板式桥台，桩基础；采用挂篮悬臂浇筑施工。

（2）预应力混凝土连续刚构桥外型美观，是目前公路大跨径桥梁中经常采用的桥型之一，尤其是墩身高度很高时,更能体现出它的优势。该桥型连续，行车舒适；但上部结构施工工序较T型梁和连续梁要多、周期较长，造价较高。鉴于桥位处的地形条件，河流断面宽约70m，桥墩高28m左右，且由于连续刚构桥桥梁上部结构建筑高度较高，如采用该方案需要提升桥面标高，增加桥头引道长度。结合投资规模、和考虑施工的难度，本桥不适合于修建连续刚构桥。

方案的最终确定：经考虑，简直梁的设计较简单，受力的点明确，比较适合初学者作为毕业设计用，因此我选着了方案一。

山东交通学院毕业设计（论文）

第2章上部结构设计

2.1 计资料及结构布置

2.1.1 设计资料

（1）桥梁跨径及桥宽

标准跨径：30m（墩中心距离）；

主梁全长：29.96m；

计算跨径：29.5m；

桥面净空：净—9m+2?1.5m=12m；

（2）设计荷载

公路I级，每侧防撞栏重力的作用力为3KN/m。

（3）材料及工艺

混凝土：主梁用C50，桥面铺装用C30。

预应力钢筋采用《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62—2004）的ф15.2钢绞线，每束6根，全梁配6束，

f=1860MPa。

pk

普通钢筋直径大于和等于12mm的采用HRB335钢筋；直径小于12mm的均用R235钢筋。

按后张法施工工艺制作主梁，采用内径70mm、外径77mm的预埋波纹管和夹片锚具。（4）设计依据

（1）交通部颁《公路工程技术标准》（JTG B01—2003）

（2）交通部颁《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2004）

（3）交通部颁《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62—2004）（5）基本计算数据（见表2.1）

2.1.2 横截面布置

（1）主梁间距与主梁片数

主梁间距通常应随梁高与跨径的增大而加宽为经济，同时加宽翼板对提高主梁截面效率指标ρ很有效，故在许可条件下应适当加宽T梁翼板。翼板的宽度为2000mm,由于宽度较大，为了保证桥梁的整体受力性能，桥面板采用现浇混凝土刚性接头，因此主梁的工作截面有两种：预应力、运输、吊装阶段的小截面（b1=1200mm)和运营阶段的大截面（b2=2000mm)。净—9m+2?1.5m的桥款选用六片主梁，如图2.1所示。

姜星宇：牛石路柴汶河大桥施工图-4×30m装配式预应力简支T梁施工图设计

表2.1基本计算数据

名称项目符号单位数据

C50混凝土

立方体

弹性模量

轴心抗压标准强度

轴心抗拉标准强度

轴心抗压设计强度

轴心抗拉设计强度

k

cu

f

,

c

E

ck

f

tk

f

cd

f

td

f

MPa

MPa

MPa

MPa

MPa

MPa

50

4

10

45

.3?

32.4

2.65

22.4

1.83 短暂状

态

容许压应力'

7.0

ck

f MPa20.72

容许拉应力'

7.0

tk

f MPa 1.757

持久状

态

标准荷载组合

容许压应力

ck

f5.0MPa16.2

容许主压应力

ck

f6.0MPa19.44 短期效应组合

容许拉应力pc

st

σ

σ85

.0

-MPa0

容许主拉应力

tk

f6.0MPa 1.59

钢绞线

标准强度

弹性模量

抗拉设计强度

最大控制应力

pk

f

p

E

pd

f

pk

f

75

.0

MPa

MPa

MPa

MPa

1860

5

10

95

.1?

1260

1395 容许压应力

容许拉应力pk f

65

.0MPa1209

材料重度标准荷载组合

1

γ3

/m

KN25

容许压应力

2

γ3

/m

KN23 容许主压应力3γ3

/m

KN78.5 短期效应组合Ep

α无量纲 5.65

山东交通学院毕业设计（论文）

（2）主梁跨中主要尺寸拟定

1）主梁高度

预应力简支梁桥的主要高度与其跨径之比通常在1/15—1/25，标准设计中高跨比约在1/18—1/19。本桥采用1700mm的主梁高度比较合适。

2）主梁截面细部尺寸

T梁翼板的厚度主要取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求，还应考虑能否满足主梁受弯时上翼板受压的强度要求。预置T梁的翼板厚度取用110mm，翼板跟部加厚到200mm以抵抗翼缘跟部较大的弯矩。

在预应力混凝土梁中腹板内主拉应力较小，腹板厚度一般由布置预置孔道的构造决定，同时从腹板本身的稳定条件出发，腹板厚度不宜小于其高度的1/15。马蹄尺寸基本由布置预应力钢束的需要确定的，设计实践表明，马蹄面积占截面总面积的10%—20%为合适。

图2.1结构尺寸图

按照以上拟订的外形尺寸就可以绘出预制梁的跨中截面图（见图2.2）

姜星宇：牛石路柴汶河大桥施工图-4×30m装配式预应力简支T梁施工图设计

图2.2跨中截面图

3）计算截面几何特征

将主梁跨中截面划分成五个规则图形的小单元，截面几何特征列表计算见表2.2。

表2.2截面几何特性计算表

分块名称分块面积

i

A

)2

cm

（

分块面积

形心至上

缘距离

)

(cm

y

i

分块面积

对上缘静

距

i

i

i

y

A

S=

)

(3

cm

分块面积

的自身惯

矩

i

s

i

y

y

d-

=

（cm)

分块面积对

截面形心的

惯矩

2

i

i

x

d

A

I=

)4

cm

（

x

i

I

I

I+

=

)

(4

cm

(1) (2) (3) (4) (5)

2

5

1

6）

（

）

（

）

（?

=（7）=（4）

+（6）

大毛截面

翼板2200 5.5 12100 22183.3 56.83 7105227.58 7127411 三角承托300 13.5 4050 937.5 48.83 715310.67 716248 腹板2085 80.5 167842.5 3357024 -18.17 688360 4045386 下三角165 146.333 24144.9 1101.7 -84 1164240 1188385 马蹄900 160 144000 30000 -97.67 8585486 8729486 ∑5650 352137.4 21806914

小毛截面

翼板1320 5.5 7260 13310 67.31 5980439.7 5993750 三角承托300 13.5 4050 937.5 59.31 1055302.8 1056240 腹板2085 80.5 167842.5 3357024 -7.69 123298.8 3480323 下三角165 146.333 24144.9 1101.7 -73.52 891856.4 892966 马蹄900 160 144000 30000 -87.19 6841886.5 6871887 ∑4770 347297.4 18295166

山东交通学院毕业设计（论文）

（4）检查截面效率指标ρ（希望ρ在0.5以上） 上核心距：)(85.35)33.62170(565021806914

.cm y A I k x s =-?=∑∑=

下核心距：)(68.5281

.72477018295166

.cm y A I k s x =?=∑∑=

截面效率指标：5.052.0170

68

.5285.35>=+=+=

h k k s x ρ 表明以上初拟的主梁跨中截面是合理的。 2.1.3 横截面沿跨长变化

横截面沿跨长的变化，该梁的翼板厚度不变，马蹄部分逐渐抬高，梁端处腹板加厚到与马蹄等宽，主梁的基本布置到这里就基本结束了。

2.1.4 横隔梁的布置

由于主梁很长，为了减小跨中弯矩的影响，全梁共设了五道横隔梁，分别布置在跨中截面、两个四分点及梁端，其间距为7.25m 。

2.2 主梁作用效应计算

2.2.1 永久作用效应计算 （1）永久作用集度 1）预制梁自重

①跨中截面段主梁的自重 )(49.8075.625477.0)1(KN G =??= ②马蹄抬高与腹板宽度段梁的自重（长7.25m)

)(29.1202/2575.6)477.0948265.0()2(KN G =??+= ③支点段梁的自重 )(3.3132.1259486256.0)3(KN G =??= ④边主梁的横隔梁 中横隔梁体积：

)(12.0)15.011.05.04.0075.05.0525.039.1(17.03m =??-??-?? 端横隔梁体积：)(148.0)25.0047.05.0375.059.1(25.03m =??-?? 故半跨内横隔梁重力为：)(2.825)148.0112.025.1()4(KN G =??+?=

姜星宇：牛石路柴汶河大桥施工图-4×30m 装配式预应力简支T 梁施工图设计

⑤预制梁永久作用集度

)/(187.1798.13/)2.83.3129.12049.80(1m KN g =+++= 2）二期永久作用

3）①现浇T 梁翼板集度 )/(2.2258.011.0)5(m KN g =??= ②边梁现浇部分横隔梁

一片中横隔梁（现浇部分）体积：09452.039.14.017.0=?? 一片端横隔梁（现浇部分）体积：)(159.059.14.025.03m =?? 故：(6)(30.0945220.159)25/27.960.538(/)g KN m =?+??= ③铺装 8cm 混凝土铺装：)/(26251308.0m KN =?? 5cm 沥青铺装： )/(95.14231305.0m KN =?? 若将桥面铺装均摊给六片主梁，则： )/(85.56/)95.1426()7(m KN g =+= ④栏杆 两侧防撞护栏分别为4.99KN/m

若将两侧防撞栏均摊给六片主梁，则： )/(426.16/299.4)8(m KN g =?= ⑤边梁二期永久作用集度：

)/(014.10426.185.5538.02.22m KN g =+++= （2）永久效应

如图1.3所示，设x 为计算截面离左支座的距离

主梁弯矩和剪力的计算公式分别为：

22121gx glx M -=? gx gl Q -=2

1

ε

山东交通学院毕业设计（论文）

图2.3主梁弯矩和剪力图

表2.3永久作用效应计算表

作用效应

跨中 2l x = 四分点 4l x = 变化点 8l x = 支点 0=x ∑

弯矩（KN.m) 2478.7 1859.01 1084.43 0 剪力(KN)

183.6

275.41

367.21

2.2.2 可变作用效应计算 （1）冲击系数和车道折减系数

按《桥规》4.3.2条规定，结构的冲击系数与结构的基频有关，因此要先计算结构的频率。简支梁桥的频率可采用下列公式估算： )(12.486

.14392181

.01045.35.29214

.32102

2

HZ m EI l f c c =???==

π

其中：)(86.143981

.91025565.03

m Kg g G m c =??=

= 根据本桥的基频，可计算出汽车荷载的冲击系数为： 236.00157.01767.0=-=f I n μ

按《桥规》4.3.1条，当车道大于两车道时，需进行车道折减，三车道折减22%，四车道折减33%，但折减后不得小于用两行车队布载的计算结果。 （2）计算主梁的荷载横向分布系数 1）跨中的荷载横向分布系数c m

本桥跨中内设五道横隔梁，具有可靠地横向联系，且承重结构的长宽比为：

姜星宇：牛石路柴汶河大桥施工图-4×30m 装配式预应力简支T 梁施工图设计

属于窄桥）

(5.041.05

.2912

≤==l B 因此采用G-M 法：

主梁的抗弯及抗扭惯性矩x I 和Tx I x I =21806914=2.180********m -?

对于T 形梁截面，抗扭惯性矩可以近似按下式计算： 3

i i i Tx t b C I ∑= 式中：i i t b ,—相应为单个矩形截面的宽度和高度

i C —矩形截面抗扭刚度系数

m —梁截面划分成单个矩形截面的个数

对于跨中截面，翼缘板的换算平均厚度：

)(6.12185

80

5.75.0111851cm t =??+?=

马蹄部分的换算平均厚度：)(5.25231

203cm t =+= 图2.4式出了T I 的计算图示，T I 的计算见表2.4

图2.4T I 的计算图

山东交通学院毕业设计（论文）

表2.4T I 的计算

分块名称 )(cm b i

)(cm t i

i

i t b /

i

C

)

10(433m t b C I i i i Ti -?= 翼缘板 200 12.6 15.873 1/3 1.33358 腹板 131.9 15 8.793 0.309 1.37555 马蹄 45

25.5

1.7647

0.215

1.60423 ∑

4.31336

431031336.4m I T -?=

单位抗弯及抗扭惯矩： cm m b

I J x

x 431

1009.1200

101806914.2--?=?==

cm m b I J Tx

Tx 453

1016.2200

10

31336.4--?=?==

横梁抗弯及抗扭惯矩 翼板有效宽度λ计算：

横梁长度取为两边主梁的轴线间距，即： m b l 80.244=?==

m c 545.3)16.025.7(2

1

=-=

cm h 150'= cm m b 1616.0'== 443.08/545.3==l c 根据l c 比值可查《桥梁工程》（上册）附表II —1 求得 m c 762.1545.3497.0497.0=?==λ 求横梁截面重心位置y a ：

m b h h h b h h h a y 286.016

.05.115.0762.125.116.05.0215.0762.12''22'''222

2

111=?+????+??=++=

λλ 横梁的抗弯和抗扭惯矩Ty y I I 和：

2'''3''21131y )2

(121)2(22121y y a h b h h b h a h h I -++-+?=λλ =0.00099+0.02+0.050625+0.0516=0.12674m

3

2223111h b c h b c I Ty +=

姜星宇：牛石路柴汶河大桥施工图-4×30m 装配式预应力简支T 梁施工图设计

3/1,1.0021.025.7/15.0/111=<==c b h 查表得 305.0,133.0)15.05.1/(18.0/222==-=c b h 查表得

故 42331006.118.035.1305.025.715.03

1

m I Ty -?=??+??=

单位弯矩及抗扭惯矩Jy 和JTy ：

cm m b I J y y /10748.110025.7/1267.0/441-?=?== cm m b I J Ty Ty /10462.110025.7/1006.1/4521--?=??== ③计算抗弯参数θ和扭弯参数?

32.010

748.11009.15.296443

4

'

=??==

--y x p

J J l B θ 式中：'B 为桥宽的一半 p l 取为计算跨径 y x Ty Tx J J E J J G 2/)(+=? 按第2.1.3条，取G=0.425E ，则: 018.010

748.11009.1210)462.116.2(425.04

3

5=????+?=

?--- 133.0014.0==?

④计算荷载弯矩横向分布影响线坐标

已知32.0=θ，查G-M 图表，可得表中数值，如表2.5。

表2.5 G-M 图表值

梁位

荷载位置

B

3B/4 B/2 B/4 0 -B/4 -B/2 -3B/4 -B K 0

0 0.84 0.92 1.00 1.1 1.11 1.1 1.00 0.92 0.84 B/4

1.62 1.5 1.22 1.18 1.10 0.78 0.55 0.30 0.10 B/2

2.52 2.10 1.74 1.40 0.98 0.62 0.22 -0.18 -0.54 3B/4

3.30 2.72 2.1 1.52 0.96 0.42 -0.12 -0.60 -1,2 B

4.8 3.46 2.42 1.64 0.88 0.13 -0.52 -1.13 -1.78 K 1

0 0.94 0.99 1.02 1.06 1.1 1.06 1.02 0.99 0.94 B/4

1.08 1.08 1.07 1.07 1.01 0.99 0.94 0.88 0.84 B/2 1.22 1.20 1.16 1.06 1.00 0.92 0.85 0.80 0.74 3B/4 1.40 1.30 1.20 1.08 0.99 0.88 0.80 0.72 0.68 B

1.68

1.46

1.27

1.11

0.98

0.87

0.79

0.70

0.60