浅谈钢筋混凝土T形梁桥的设计

我国的建桥技术虽然已处于世界先进水平。但是,从总体上讲,我国现代桥梁的建桥技术还有待提高。我国幅员辽阔,人口众多,虽然改革开放以来交通基础设施取得了前所未有的巨大成就,但是和发达国家相比,不管是人均还是平均交通里程,仍处于很低水平,还有很多道路和桥梁等待着将来的建设者发挥其聪明才智。

桥梁可以分为很多种类型,其中以砼简支梁桥较为常用。砼简支梁桥构造简单,易于建造,形式多种多样,适应性强,不受基础条件限制,可标准化产生。因此,成为目前我国公路、铁路和城市桥梁中最常用的结构形式。

此次设计任务是校园内的鲍马河上采用普通装配式钢筋砼简支“T”形梁桥跨河,按施工图设计进行,完成该桥全部设计。

1.桥型方案设计

根据现场勘察与勘测,河面无通航要求,两河岸桥台之间距为60m。所以在桥纵向采用三跨过河,每跨20m,留2cm的施工缝,梁的有效跨径为19.96m,计算跨径为19.5m。由于公路Ⅱ级的桥梁,桥横向宽度采用7m+2×0.75m+2×025m=9m。人行道采用预制装配式,悬出主梁0.5m,桥面横向坡度和人行道横向坡度均采用1.5%,桥面纵向坡度为3%。行车道横坡从三角垫层开始放起,纵坡则通过桥墩标高的不同而控制。主梁截面为“T”形截面,翼板最小厚度为8cm,最大厚度为14cm,翼板宽为1.58m,两边梁翼板宽为1.59m,腹板宽为20cm。主梁总的高度为1.3m。桥梁的横向布置5道主梁,每道主梁设有5道横隔梁,桥梁以纵向,和横向均采用钢板焊接连接。桥面的铺装采用9cm厚的混凝土层和5cm厚的沥青面层。以上所采用的数据以及各种形式均符合《公路桥梁设计规范》的要求。

2.主梁设计

2.1 荷载横向分布计算

对于一座由多片主梁组成,并通过横隔梁、桥面板等横向连接构成一个整体的梁桥来说,当桥上有荷载P作用时,由于结构的横向刚性,必然会使所有主梁不同程度地分担荷载P。而且,荷载作用的横向位置不同,各梁分担的荷载及其内力,变形亦发生变化,因此桥中的各片梁是一个空间受力结构。

3.横隔梁及桥面板设计

3.1 横隔梁设计

每道主梁布置5道横隔梁,横隔梁轴线之间的间距为4.8m,横隔梁高为1m与翼板同宽,横隔梁的厚为15m,横隔梁的连接采用钢板焊接连结。

计算横隔梁内力时,近似的将横隔梁看作是一道具有很大刚度并简支在主梁上的矩形梁。首先按杠杆法求出作用在中横隔梁上的计算荷载,再求出中横隔梁弯矩影响线和剪力影响线的控制竖标值,绘制出弯矩和剪力的影响线,然后在影响线上按最不利原则布置荷载,并求出荷载对应的影响线竖标值,最后利用内力计算公式求出中横隔梁的内力值。将横隔梁的内力值进行内力组合就得出最终横隔梁的内力组合设计值。

4.桥梁支座设

支座是桥梁的重要组成部分,它除了能够满足自身结构构造,受力上的要求外,还需要满足桥梁上部结构的构造,受力及变形要求。

支座设置在桥梁的上部结构与墩台帽之间,是桥梁结构的支承部分。它的作用是将上部结构的自重及其承受的各种荷载传递给墩台,并保证桥跨结构在荷载的作用和温度变化的影响下,具有适应结构必要变形的功能。如对于梁式桥,要求支座处能自由伸缩和自由转动。在满足上述要求的同时,还必须保证支座在桥梁墩台帽上的位置充分固定,不至滑落。

5.桥梁墩台设计

墩台是桥梁的重要组成部分,它除了能够满足自身结构构造,受力上的要求外,还需要满足桥梁上部结构的构造,受力及变形要求。

6.结论

完成了此次的桥梁设计的全部工作之后,使我清楚的认识到桥梁的设计工作是一项既复杂又尤为重要的一项工作。它要求设计者必须按照规范要求、仔细、全面的考虑每一个问题。

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