钢筋混凝土简支梁桥上部结构设计

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1、钢筋混凝土简支梁桥上部结构设计一、设计资料1、桥面净空：净—7+2×0.75M2、设计荷载：汽车“公路—Ⅰ级，人群荷载：3KN/M23、材料：主筋：HRB335，构造筋：R235混凝土：桥面铺装：C25，主梁：C304、结构尺寸：如下图所示主梁：计算跨径：L=1950cm,全长：L=1996cm,梁高136cm。人行道、栏杆每延米（两侧）重2.0KN/m（为每片主梁分到的值）。主梁简图（尺寸单位：cm）横隔梁简图（尺寸单位：cm）二、行车道板计算1、每米板宽恒载集度：沥青混凝土面层（重度为23kN/m

2、2）g1=0.02×1×23kN/m=0.46kN/mC25混凝土垫层（重度为24kN/m2）g2=0.06+0.12×12×1×24kN/m=2.16kN/mT形梁翼板（重度为25kN/m2）g3=0.08+0.14×12×1×25kN/m=2.75kN/m板的荷载集度g=0.46kN/m+2.16kN/m+2.75kN/m=5.37kN/m2、每米宽板条恒载内力：弯矩值为：MAg=-12gl02=-12×5.37×0.712kN∙m=-1.35kN∙m剪力值为：VAg=gl0=5.37×0.71k

3、N=3.81kN3、活载内力：汽车荷载产生的内力计算。将车轮对中布置在接缝处（如图）。加重车两个后轴重各为p=140kN，轮压分布宽度如图所示。车轮着地长度a2=0.20m，，宽度b2=0.60m。则作用在板上的压力面边长：a1=a2+2H=0.20m+2×0.11m=0.42mb1=b2+2H=0.60m+2×0.11m=0.82m悬臂根部的荷载分布宽度为：a=a1+d+2l0=0.42m+1.4m+2×0.71m=3.24m冲击系数为μ=0.3。作用在每米宽板条上弯矩为：MAp=-1+μ2P4al

4、0-b14=-1.3×2×1404×3.240.71-0.824kN∙m=-14.18kN∙m作用在每米宽板条上剪力按自由悬臂板计算，车轮靠板根部布置，且b1>l0，则：VAp=1+μ2P2ab1l0=1.3×2×1402×3.24×0.82×0.71kN=48.64kN4、作用效应组合：按承载能力极限状态设计，其效应组合设计值为：MAd=1.2MAg+1.4MAp=1.2×-1.35kN∙m+1.4×-14.18kN∙m=-21.47kN∙mVAd=1.2VAg+1.4VAp=1.2×3.81kN+

5、1.4×48.64kN=72.67kN5、桥面板主筋计算与配置：行车道板主要承受负弯矩，截面处弯矩组合设计值Md=21.47kN∙m。拟采用C30混凝土和HRB335级钢筋，由表查得相对界限受压区高度ξb=0.56。又由表查得fcd=13.8MPa，ftd=1.39MPa，fsd=280MPa。桥梁结构重要系数γ0=1.0。拟采用单筋矩形截面形式。假设as=40mm，则有效受压区高度h0=140-40=100mm。（1）求受压区高度xγ0Md≤fcdbxh0-x21.0×21.47×103≤13.8×

6、1×x100-x2求得x=17mm（2）求所需钢筋数量AsfsdAs=fcdbxAs=fcdbxfsd=13.8×1000×17280=838mm2（3）选择并布置钢筋选用HRB335钢筋7φ14（As=1078mm2），混凝土保护层厚度c=30mm，故as=30+16.22=38.1mm则有效高度：h0=140-38.1=101.9mm。最小配筋率：45ftd/fsd=45×1.39/280=0.22>0.2实际配筋率：ρ=Asbh0=10781000×101.9=1%>ρmin=0.22%（4）配

7、筋验算fsdAs=fcdbxx=fsdAsfcdb=280×107813.8×1000=22mmfcdbxh0-x2=13.8×1000×22×101.9-222×10-6=27.597MPa>γ0Md=21.46MPaξbh0=0.56×101.9=57mm>x=22mm满足要求。板的配筋同时也满足构造要求。三、主梁设计计算1、计算主梁、、在汽车、人群荷载作用下的横向分布系数：（1）用杠杆原理法计算支点横向分布系数，如下图所示：梁横向分布系数：汽车荷载：moq=ηq2=0.8752=0.4375人群

8、荷载：mor=ηr=1.422梁横向分布系数：汽车荷载：moq=ηq2=12=0.5人群荷载：mor=ηr=0（不在人行道上布载）梁横向分布系数：汽车荷载：moq=ηq2=12=0.594人群荷载：mor=ηr=0（2）用G—M法计算跨中横向分布系数：1）计算几何特性①主梁抗弯惯矩翼板的换算平均高度：h=8+142=11cm主梁截面重心位置：ax=160-18×11×112+138×18×1382160-18×11+138×18=44.5cm可得到主梁抗