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桥梁设计计算设计资料
7.1桥梁跨径及桥宽
7.
1.
11、桥面净空净-7m+2*
0.75m人行道
2.主梁跨径及全长标准跨径=
17.00墩中心距离；计算跨径=
16.50支座中心线离；主梁全长=
16.96m主梁预制长度主要指标及计算方法
7.
1.2荷载公路-II级，人群荷载3kn/ltf钢筋用HRB335钢筋计算方法极限状态法桥梁截面结构组成
7.
1.3桥梁截面结构组成技术规范
7.
1.4厂沥青混原+.厚2cm7混凝土层-C25J612cm
51、《公路桥涵设计通用规范》JTGD60—
20042、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62—2004,简称《公预规》
3、《桥梁工程》54=0・069*2・25*8・25+—
0.594-
0.069*
2.25*
0.892=
4.2KN由以上可得主梁内力组合，其组合为在最不利状况下进行计算所得，其它梁在进行设计时，偏于安全考虑，采用此最不利内力组合按最不利情况总结内力组合如表7-7o表内力7-7:弯矩剪力M KN组合表跨中梁端跨中荷载类型序号1结构自重
550.
6133.50汽车荷载
2707.
14138.
7842.39人群荷载
352.
374.
21.054L2*
1660.
72160.205L4*
2990.
0194.
2959.
34660.8*
1.4*
358.
654.
71.187s=4+5+
61709.
37359.
1960.52ud主梁配筋
7.3等效截面转换
7.
3.1T型截面按照受压区高度的不同可分为两类受压区高度在翼板厚度内，即，为第一类T型截面；受压区已进入梁肋，即为第二类T型截面已知钢筋混凝土T型梁截面高度为h=
1.30m,翼板有效宽度=
1.60m,采用C30混凝土,=
1709.37,I类环境条件，安全等级为二级，钢筋采用HRB335型钢筋查表得二
13.8MPa、=
1.39MPa、=280MPa=
0.56,=1,弯矩设计计算值M==
1.0*
1709.37=
1709.37为了方便进行计算，将实际的T型截面换算成下图所示计算截面，=mm,其余尺寸不变11801计算截面7-2:mm截面设计
7.
3.21因采用时焊接钢筋骨架，故设=30mm+
0.07h=30+
0.07*1300=121mm,则截面的有效高度=1300-121=1179mmo2判断T型截面类型几64仇-与7-16=
13.8*1600*110*1179-^2=
2729.97KM・m M=
1709.37KM-m故属于第一类T型截面3求受压区高度X由式/M几--7-17L
1709.37X106=
13.8*1600X1179--解，得x=
67.6mm4求受拉钢筋面积47-
1813.8*1600*
67.6=
5330.74mm2280将各已知值及x=
67.6mm代入式现选择钢筋为8
①28+4中16,截面面积5730UULL混凝土保护层厚度取35mm及附表中规定的30mm,钢筋间横向间距二180-2*35-2*3L6=46・8mm及L25d=L25*28=
35.160截面复核
7.4已知设计的受拉的钢筋中，8028的面积为4925,4016的面积为804布置图可得，即_492635+2*
31.6+804*35+4*
31.6+
18.444926+804=110mm则实际有效高度为〃o=13OO-UO=12OOmm1判断T型截面类型几耳明=
13.8*1600*110=
2.43-mf A=4926+804*280=
1.60W-msd2由于，故为第一类T型截面3求受压区高度x%A280*5730“r7\/-c、7-19x=“=---------------=
72.7mmY〃=110m73:
13.8*16004正截面抗弯承载力丫727由式M=几4——=
13.8*1600*
72.7*1200——-u=
1867.9KM・m M=170937KM•m又，故截面复核满足要求斜截面布筋及复核
7.5斜截面布筋
7.
5.11根据构造要求梁对底层钢筋2
①28通过支座截面，支点截面的有效高度为%=/z-35+^-^=1249mm
0.51*10-3/瓢［劭o=
0.51*10-3730*180*1249=628KN
359.19%/=
359.19ZN截面尺寸符合设计要求2检查是否需要根据计算配置箍筋跨中段截面
0.5*10-34=
0.5*10-3*139*1200*180=
150.12KN7-20支点截面
0.5*10-3%=
0.5*10-3*139*1249*180=
156.25KN7-21因，故可在梁跨中的某段长度范围内按构造配置箍筋，其余区段应按计算配置箍筋3计算剪力图分配在剪力包络图中，支点处剪力计算值7-22跨中处剪力计算值匕〃=九%,〃2的截面距跨中的距离可由剪力包络图按比例求得，为，在长度内可按构造要求布置箍筋同时，根据《公路桥规》规定，在支座中心线向跨径长度方向不小于1倍梁高h=1300mm范围内，箍筋的最大间距为100mm距支座中心线h/2处的计算剪力值由剪力包络图按比例求得，为丫\_-%—飘乂―匕」_16500*
359.19-
1300359.19-
60.52一L_165007-23=
335.7KN其中应该由混凝土和箍筋共同承担的剪力计算值至少为
0.6=
201.42KN；应有弯起钢筋包括斜筋承担的剪力计算值最多为
0.4=
134.28KN,设置弯曲钢筋区段长度为4箍筋设计采用直径为8mm的双肢箍筋，箍筋截面积此钢筋混凝土简支梁为等截面，因此将箍筋进行等间距布置斜截面内纵筋配筋百分率P及截面有效高度可近似按支座截面和跨中截面的平均值取用计算如下支点截面P=
0.57,%=1249mm跨中截面p〃2=
2.65a
2.5,取〃〃2=
2.5,h=1200mm0则平均值分别为p=2,5+0,57=15%=4^⑵0+
1249525.筋间距S=V7-241*
1.
120.56*10-62+
0.6*
1.5回*
100.6*195*180*
12252335.72=506mm箍筋间距，不满足规范要求但采用双肢箍筋，箍筋配筋率，故不满足规范要求现取=250mm,计算的箍筋配筋率综合上述计算，在支座中心向跨径长度方向的1300mm范围内，设计箍筋间距=100mm,尔后至跨中截面统一的箍筋间距取=250mm5弯起钢筋及斜筋设计设焊接钢筋骨架的架立钢筋HRB335为，钢筋重心至梁受压翼板上边缘距离弯曲钢筋的弯曲角度为，弯曲钢筋末端与架立钢筋焊接为了得到每对弯起钢筋分配的剪力，由各排弯起钢筋的末端折点应落在前一排弯起钢筋弯曲点的构造规定来得到各排弯起钢筋的弯起点计算位置，首先要设计弯起钢筋上、下弯点之间垂直距离1现拟弯起钢筋，将计算的各排弯起钢筋弯起点截面的以及至支座中心距离、分配的剪力计算值、所需的弯起钢筋面积值根据《公路桥规》规定，简支梁的第一排弯起钢筋对支座而言的末端弯折点应位于支座中心截面处这时,=1300-135+
31.6*
1.5+43+
25.1+
31.6*
0.5]=1159mm弯筋的弯起角为，则第一排弯筋2N5的弯起点1距支座中心距离为1159弯筋与梁纵轴线交点距离支座中心距离为1159-11300/2-35+
31.6*
1.5】二591mm2对于第二排弯起钢筋，可以得到A/z=1300-135+
31.6*
2.5+43+
25.1+
31.6*
0.5]=1102mm弯起钢筋2N4的弯起点2距支座中心距离为U59+A/i2=U59+U02=2261mm分配给第二排弯起钢筋的计算剪力值，有比例关系计算可得得=
117.42kN其中,
0.4=
134.28KN；h/2=650mm；设置弯起钢筋区段长为4055mm所需要提供的弯起钢筋截面为第二排弯起钢筋与梁轴线交点2距支座中心距离为2261-11300/2-35+
31.6*
2.5]=1725mm3对于第三排弯曲钢筋可得△%=1300-[35+
31.6*
3.5+43+
25.1+
31.6*
0.5]=1070加弯起钢筋2N3的弯起点3距支座中心距离为2261+=2261+1070=3331mm,分配给第三排弯起钢筋的计算剪力值，由比例关系计算可得:4055+650-2261_V切心二
80.9kN4055—
134.
281333.
3380.
91333.33%A/732=545mm九sin450280*
0.707所需要提供的弯起钢筋截面积A⑻为钢筋与梁轴线交点3距支座中心距离为3331-[1300/2-35+3L6*
3.5]=2827mm4四排弯起钢筋可得A/z=1300-【35+
31.6*4+
18.4*
0.5+43+
25.1+
18.4*
0.5]=1052mm4弯起钢筋2N2的弯起点4距支座中心距离为3331+=3331+1052=4383mm,分配给第四排弯起钢筋的计算剪力值，由比例关系计算可得4055+65-333d得
327.4kN
405580.9鲂
41333.33*
27.
41333.33%J=
184.5mm2九sin45280*
0.707所需要提供的弯起钢筋截面积A为M第四排弯起钢筋与梁轴线交点4距支座中心距离为4383-[1300/2-35+
31.6*4+
18.4*
0.5]=3904mm弯起钢筋计算表如表7-
7.表7-7:弯起钢筋计算表12345弯起点11591102107010521024A/z mmz11592261333143835104距支座中心距离%mm
134.
28117.
4280.
927.4分配的计算剪力值K〃ZN
1024791545184.5需要的弯筋面积A mm2sbi123212321232402可提供的弯筋面积4疝机机2228228228216弯筋与梁轴交点到支座中心距离mm591172528273904由上表可见，原拟定N1钢筋的弯起点距支座中心距离为5104mm,已大于4055+650=4705mm,即在欲设置弯筋区域长度之外，故暂不参加弯起钢筋的计—导斜截面抗剪能力复核
7.
5.21选定斜截面顶端位置距支座中心为h/2处截面的横坐标为，正截面有效高度现取斜截面投影长度为，则得到的斜截面顶端位置A,其横坐标为2斜截面抗剪承载力复核A处正截面的剪力及相应的弯矩计算如下:2r2*63517-25匕=%+%-%7=
60.52+
359.19-
60.524*63512=
1709.37*1一
0.59=
700.84kN-m21%=陷/一165002=
290.44kN7-26M
700.84xm==L96Y3前—
290.44*
1.231A处正截面有效高度，则实际广义剪跨比m及斜面投影长度c分别为7-27c-
0.6ml%=
0.6*
1.96*
1.231=
1.45m A
1.249m7-28复核的斜截面，斜角斜截面内纵向受拉主筋有，相应的主筋配筋率P为1232Ap=100—=100*--------=——=
0.55Y
2.5网180*12497-29箍筋的酉己筋率/4,取\=250相小时为p=4=100,6=
0.22%夕而n=
0.18%sv“bS180*250m,nv7-30将上计算值代入式中，得到斜截面抗剪承载能力为九£《K=45*
10.3岫J2+
0.6〃届々,+
0.75*10-7-31=1*1*1,
10.45*10-3*180*1231^2+
0.6*055同*
0.0022*195+
0.75*10-3*280*2*1232+402*
0.707=
256.6+
425.5=
682.lkN匕=
290.44ZN故距支座中心为h/2处的斜截面抗剪承载力满足设计要求横隔梁内力计算
7.6为了保证各主梁共同受力和加强结构的整体性，横隔梁本身或其装配式接头应有足够的强度对于具有多根内横隔梁的桥梁，通常只计算受力最大的跨中横隔梁的内力，其它横隔梁可偏安全地仿此设计1纵向一列车轮对横隔梁的计算荷载为计算弯矩时=g纵Q+0y=g
7.875*g*l*2*
5.4+
178.5*l=llO.5左N7-32计算剪力时二’/Q+Pky=’
7.875*,*2*
5.4+
1.2*
178.5*1=
128.36ZN2截面内力计算公路一II级弯矩M_3=1+4*4*乙/*=1359*1*
110.5*
0.92+
0.29=
181.7^7-33剪力Q%=1+〃**2/*=1・359*1*
128.36*
0.575+
0.35+
0.188-
0.038=
187.5函
（3）内力组合1）载能力极限状态组合基本组合M=0+
1.4*
181.7=
254.38ZM11I1A9r琛X[=0+l.4*
175.82=
246.RM0+
1.4*
181.7短期效应组合=
98.14初MEYIlldX,/
1.2960+
1.4*
175.82右=
101.2700N4n
1.2962）常使用极限状态组合验算主梁变形
7.7跨中截面主梁结构自重产生的最大弯矩，汽车产生的最大弯矩（不记汽车冲击力）为，人群产生的最大弯矩为
52.371）、验算主梁变形按《桥规》规定，验算主梁的变形时，不计入结构自重产生的长期挠度，汽车不计冲击力则/=
1.6*5也尔七5*
707.14*
0.7+
52.37*13*
16.5=
1.6*7-3448348*
1.75*109可变荷载频遇值产生的跨中长期挠度=
0.00284m Y------6005*
550.6+
0.7*
707.14*13*5M/=1・6*=
1.6*
16.548848*
1.75*192）、判断是否需要设置预拱度=
0.0058/nY因此不需要设置预拱度
4、《混凝土设计原理》梁的内力计算
7.2结构自重效应计算
7.21混凝土公路桥梁的结构自重，往往占全部计算荷载很大的比值，梁的跨径越大，结构自重所占的比重也越大结构自重集度计算表见7-1表结构自重7-1:g1=[
0.18*
0.13+
0.08+
0.
141.6-
0.18]*25=
9.76knl m集度计算表主梁横对于边主梁【g2={
1.00-
0.08+
0.14]隔*1・6-0・18}*
0.15+
0.16*5*25/
16.50=
0.75knl m梁对于中主梁g\=2*
0.75=
1.50knl m桥面铺装板g=[
0.02*
7.00*23+
0.5*
0.06+
0.12^
7.00*24/5=
3.67knl m3栏杆和人行道g=5*2/5=
2.00kn/m4总对于边主梁g=Z gi=
9.76+
0.75+
3.67+
2.00=
16.18Wm计对于中主梁g=
9.76+
1.50+
3.67+
2.00=
16.93kn/mxg/*x gx*一27-1X—半27-2gx计算出结构自重g之后，则梁内各截面的弯矩M和剪力Q计算公式为式中一简支梁的计算跨径;X一计算截面到支点的距离主梁自重差生的结构内力见表7-2o边主加重*7-2:剪力弯矩QKN MKN*m产生的总截面\位置X\、x=o
16.18/M=O0Q=------*
16.5=
133.
5139.
7216.
1816.
516.
1816.
516.5X=l/4Q=--------*
16.5-2*——=
66.1M=-------*——
16.5---------=
413432.
12424469.7X=l/2Q=O01M=-*
16.18*165=
550.
6577.28注括号（）内值为中主梁内力汽车、人群荷载内力计算
1.荷载横向分布系数的计算采用杠杆原理法计算荷载位于靠近主梁支点时的荷载横向分布系数按杠杆原理法进行荷载横向分布计算的基本假定是忽略主梁之间横向结构的连接作用，即假设桥面板在主梁梁肋处断开，而当横向支承在主梁上的简支梁或悬臂梁来考虑偏心压力法计算荷载横向分布使用于桥上具有可靠的横向联结，且桥的宽跨比B/L小于或接近
0.5的前提下，计算跨中荷载横向分布系数对于汽车、人群荷载的横向分布系数m的计算公式如下汽车=7-3人群=式中、一对应汽车和人群荷载集度的荷载横向分布影响线竖标经计算，端梁荷载横向分布系数见表7-3o飞梁端靛7-3:横向分布系,1号梁2号梁3号梁荷载\汽车荷载m=-*
0.875=
0.438加〃」*
1.0=
0.5in=-
0.938+
0.250=
0.594q2口2q2人群荷载m=
1.422m=—
0.422m=0r rr本桥各根主梁的横截面均相等，梁数叩5,梁间距为
1.60m,则5+4；i=57-5=2*
1.602+
1.602+0+-
1.602+-2*
1.602=
25.60m2由公式练二L±孚_n f2i=\7-61一号梁在两个边梁处的横向影响线的竖标值为I2*160V77，=-+-一巴L=
0.20+
0.40=
0.60II
525.60k WMVS绘制荷载横向分布影响线，并按最不利位置布载其中人行道缘石至1号梁轴线之间的距离为=
1.05-
0.75=
0.3m,荷载横向分布影响线的零点至1号梁位的距离为X,可按比例关系求得x4*
1.60-%解得x=
4.80m
0.
600.2并据此计算出对应各荷载点的影响线竖标1号梁的活载横向分布系数分别计算如下1汽车荷载7-7+〃92+〃g3+〃mcqg4=
4.60+
2.80+
1.50-
0.
3024.80=
0.5382人群荷载mc~=—*
4.80+
0.30+^-^=
0.684x
4.
0.20+
0.20=
0.
40525.60i_p*i.60n.60^_020020=
0525.602号梁的活载横向分布系数分别计算如下1汽车荷载3%2+3%4=1*蜉
6.20+
4.40+
3.10+
1.30Z L
4.oUL=
0.4692）人群荷载（）m=rj--*x=*
6.40+
0.30+=
0.442x
6.402
（3）三号梁在两个边梁处的横向影响线的竖标值为〃3尸1二207735=!=
0.23号梁的活载横向分布系数分别计算如下1汽车荷载%；Z%=；*%1+~+/3+%=；*粽
3.00+
1.20-
0.10-
1.90=
0.0692人群荷载叫=〃=班=改*
3.20+
0.30+—=
0.242，,x
13.202各梁荷载横向分布系数总结如表7-4o飞各7-4:而载横向号梁号梁号梁L
52.43分春色表、号梁、号梁1524梁,荷载\汽车荷载m.=
0.538q m=
0.469m n=
0.069cqcn人群荷载=
0.442m=
0.684m=
0.242cr cr均布荷载和内力影响线面积计算如表7-5o专均布荷公路级均布7-5:-11由内力影响荷载KN/m人群影响线面积加或KN/m5线面可十算表截面
10.5*
0.75=
7.
873.0*
0.75=
2.25=,*]
6.52=
34.03m2M U2885=J_*_L*
16.5*
0.5=
2.06m
227.
8752.25Ql/2Q=-*
16.5*1=
8.25口
7.
8752.2522汽车、人群产生的弯矩及简历作用效应的计算截面汽车、人群作用效应一般计算公式如下S=1+〃*q*m P%z7-8可见，对于汽车荷载，将集中荷载集中布置在内力影响线数值最大的位置,其计算公式为S汽=1+M*J*m qQ+m p%c ki k7-9而对于人群荷载，则计算公式为人=S mqc r7-10计算支点截面简剪力或靠近支点截面的剪力时，应另外记及支点附近因荷载横向分布系数变化而引起的内力增或减值，即A5=1+〃**Im-mq y0c7-11上述式中S一所示截面的弯矩或剪力；〃一汽车荷载的冲击系数；J一汽车荷载横向折减系数；m一跨中横向分布系数；c一汽车车道荷载中，每延米均布荷载标准值；Q一弯矩、简历影响线的面积；叫一沿桥跨纵向和集中荷载位置对应的横向分布系数；p一车道荷载中的集中荷载标准值；k》一沿桥跨纵向与荷载位置相对应的内力影响线坐标值；分一纵向每延米人群荷载标准值；a一荷载横向分布系数m过渡段长度；q一每延米均布荷载标准值；y—m变化区荷载中心处对应的内力影响线坐标根据上述计算弯矩和简历的公式，并参照横向分布系数进行比较，选取最不利位置进行弯矩及剪力的计算横向分布系数如表7-6表荷7-6:荷载位置公路-II级人群荷载备注载横向分布系数梁号边主梁跨中加按“偏心压力法”计算C
0.
5380.684号梁按“杠杆法”计算
30.50支点人
（1）公路-n级中集中荷载匕计算计算弯矩效应时冗=75[180+36°~180（
16.5-5）1=
169.5KN50-5计算剪力效应时^=
1.2*
169.5=
203.4KN
（2）计算冲击系数〃简支梁基频计算公式为£=7-12二G/g,7-13则单根梁；A=
0.3902m2Z=
0.066146m4G=
0.3902*25=
9.76KN/mcG/g=
9.76/
9.81=
0.995KN・S2/nrC30混凝土El[Z3xlO37V/m
23.143X103X
0.066146“、r TTf=---------xJ-----------------------=
8.144Hz72*
16.52V
0.995xlO3jLi=
0.1767In/—
0.0157=
0.359则1+//=
1.359S l+〃*4*叫以+”•Pk yP汽==
1.359*1*
0.538*
7.875*
34.03+
0.538*
169.5*
4.125=
707.14KN/mS Q人二”分=
0.684*
2.25*
34.03=
52.37KNM变化区荷载中心处的内力影响线坐标为7=1*
16.5-L
5.4/
16.5=
0.89则有2=1+〃飙[外+3%-外川7-14均54=
1.359*1*
7.875*[
0.069*
8.25+一
0.594-
0.069*
0.89]2=
19.59KN7-15口集+=
1.359*1*
0.594*
203.4*
1.0=
164.19KN则在公路-n级作用下,3号梁支点的最大剪力为=
19.59+
164.19=
183.78KN均+集人群荷载在3号梁的支点处引起的剪力为Qor=45（%）z.y一加。
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