精心整理新建铁路简支梁桥设计第一节概述本桥为单线铁路桥，位于城市的郊区，桥上线路为平坡、直线。

采用双片肋式T形截面，道碴桥面，设双侧带栏杆的人行道，桥下净空5m，本桥设计采用多跨简支梁桥方案，计算跨度采用18m。

本设计重点研究的问题是内力计算和配筋计算。

本桥所承受的荷载分恒载和活载两种。

恒载：人行道板重1.75kpa；顺桥)；道碴及线路设备重10kpa活载：中-距梁中心2.45m以外4kpa。

用T20MnSi钢筋，构造钢筋采用A3筋。

第二节尺寸选定一、上部结构梁体尺寸选定根据《铁路桥涵设计基本规范》用18m，梁全长18.6m，梁缝本桥主梁高度采用2.0m 1.8m。

跨中腹板厚270mm，靠近梁端部分腹板厚增大到460mm 4.3m和跨中处，共设置5块横隔板，中间横隔板厚度选用160mm460mm。

1：3的梗胁，板厚增至245mm。

挡碴墙设在5处断缝，每隔3m设置一个泄水孔。

0.5m，纵宽采用3.0m,横宽采用5.0m,托盘高,顶帽和托盘连接处设0.2m的飞檐。

墩顶纵宽2.6m，横宽3.6m，两端半圆的半径为1.3m，墩身高4m，设为直坡。

顶帽内设置两层钢筋网，采用Φ10㎜的MnSi20筋，间距200㎜，上下两层钢筋网间距320㎜；顶帽顶面设置3%的排水坡，设置两处纵宽1500㎜，横宽1000㎜的支承垫石平台用于安放支座，支承垫石内设置两层钢筋网，钢筋直径10㎜，间距100㎜，上下两层钢筋网间距200㎜，支承垫石顶面高出排水坡的上棱0.2m；在托盘与墩身的连接处沿周边布置一圈间距200㎜，长780㎜，直径10㎜的竖向钢筋，在竖向钢筋的中部设置两层间距400㎜的环形构造筋，用以增强该处截面。

第三节内力计算及配筋设计三、桥面板计算及配筋设计1、计算荷载道碴槽板系支承在主梁梁梗上，按固结在梁梗上的悬臂梁计算，作用在其上的荷载分恒载和活载。

恒载有：⑴已知道碴及线路设备重为10kpa，取顺桥方向1m宽时，沿板跨度其值为g1=10KN/m。

⑵钢筋混凝土人行道板重g2=1.75KN/m。

⑶道碴槽板的自重按容重25KN/m3计算，为简化计算，可取板的平均厚度h i按均布荷载考虑。

当顺桥方向取1m宽时，沿板跨度方向其值为g3=25h i，h i=165.02224.015.0215.012.0=+++m 所以g3=25×0.165=4.125KN/m。

⑷挡碴墙重可作为一集中荷载计算，该力作用在距挡碴墙外侧面0.1m处,G1=(25-20)×0.2×0.3×1=0.3KN式中“25”为挡碴墙的容重，“20⑸人行道栏杆及托架重G2=0.76KN,活载有：⑴列车活载，设计中采用“中-缘向下通过道碴均匀分布在道碴槽板上， 2.5m，顺桥方向取1m式中：'h—轨枕底至梁顶的高度，'h=0.3m()μ+1—列车活载冲击系数，1+μ()(01414-=-=hα根据《桥规》规定，在距梁中心,按kpag10'4=按kpag4"4=计算。

2（附后）的Ⅰ-Ⅰ截面处厚150㎜，Ⅱ-Ⅰ-()KNM73.1573.176.0542.03.063.0206.106.175.113.1256.056.04263.063.010125.4211=⨯+⨯+⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯+⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯+⨯⨯+=Ⅰ-Ⅰ截面在第二种荷载组合时的弯矩为：()mKNM.9.1373.176.0542.03.063.025.05.01013.1256.056.0463.0206.106.175.1263.063.010125.412=⨯+⨯+⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯+⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯+⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯+⨯⨯+=11M12M>，第一种荷载组合控制设计。

按长1m的板进行设计，b=1.0m,h=0.15m,20MnSi筋，混凝土标号采用C40，n=10，承受的荷载弯矩M=15.73KN.m 。

查表得[]MPa g 180=σ，[w σ]=14Mpa 。

K 14180][][==w g σσ=12.86,查表得:437.0%,7.1,35.5===αμβ。

设a=0.027m ，h o =h-a=0.15-0.027=0.123m Ag 1=2602091102091123.01%7.1mm bh =⨯=⨯⨯=-μ所以该处按受力要求只需设单层钢筋，按比例关系所需单层钢筋的最小截面积为：Ag=Ag 1×8.83059.3973.152091111=⨯=M M ,因考虑到梁在运输和吊装中的受力，上翼缘板常受到反向弯㎜，用mm 10Φ359㎜2。

a =Ⅱ-Ⅱ-10㎜20MnSi 359㎜2。

()()()()()()()[]MPa MPa KPa Z A M my x h Z a x nA bx a x nA bx y mh A B A x bh B A h g g g g g 1809.212212948201.0107856.33201.0033.005.0218.0033.0026.005.010*******.0121026.005.010*******.01.31213105.0218.0052.0076.0052.0218.016062263''22''3202220=>==⨯⨯===+-=+-==-⨯⨯+⨯⨯-⨯⨯+⨯=-+-+==⨯-+=-+=⨯==---σσ且超过5%，不满足要求。

所以该梁上翼缘板为Ⅱ-Ⅱ截面控制设计，需重新设计布筋。

已知：MnSi m h m b 20,245.0,1==筋，C40混凝土，10=n ，承受的荷载弯矩为M=33.6KN.m 。

[][]8.1214000180000===w gK σσ，查表得：%7.1,437.0,35.5===μαβ[]m KN bh M w .124218.011400035.5112201=⨯⨯⨯==σβ，远大于所承受的荷载m KN M .6.33=，为节约钢材，本截面宜采用低筋设计。

80㎜的Φ为359[][]gg gw gh g MPa KPa x h a x MPa KPa x h x n Z y x B A h σσσσσσσ<==--=--=<==-⨯=-===6.3030590055.0218.0026.0055.01719398.55802055.0218.0055.010*******''00Ⅰ-Ⅰ截面和Ⅱ-Ⅱ截面布筋连续，Ⅱ-Ⅱ截面控制设计，故Ⅰ-Ⅰ截面不需检算。

上翼缘道碴槽板内边板受力较外边板小，无人行道，且跨度小，截面尺寸相同，为便于施工采用和外边板相同的布筋，故不需检算。

上翼缘道碴槽板内的主筋按以上设计布置，为确保主筋受力的连续性，按《桥规》要求设置部分分配钢筋，为承受横隔板处沿纵向产生的负弯矩，在横隔板上方的板内设置间距100㎜的φ8筋，详见设计图。

四、 主梁计算及配筋设计㈠主梁受力计算1、计算荷载：梁的计算跨度为18m 。

⑴恒载：① 线路设备及道碴重,/5.1995.110m KN m KPa H x =⨯= ② 人行道重m KN m KN m KPa H R /6.2/76.005.175.1=+⨯= ③ 梁自重： 梁的体积V=梁自重H L ⑵4L处的弯矩计算 ⑶跨中2L处的最大剪力计算剪力影响线如图: 18m跨中剪力影响线 0.5变截面距支座3.3m 处 3.31.0支座处剪力影响线 查表得:K 0=165.5KN/m按上图计算影响线面积25.295.021=⨯⨯=Ω ⑷支座处最大剪力计算⑸变截面距支座3.3m 处最大剪力计算 查表得:K 0=141.3影响线面积()63.318817.021=-⨯⨯=Ω⑹根据以上算得各截面的最大弯矩值和剪力值,描点连成弯矩包络图和剪力包络图。

见下图：18m 822 2312311已知h i'假设取Z 主筋的截面积估计为：[]221560156.0771.11800004974.cm m Z M A g g ==⨯==σ 采用34根Φ25㎜的MnSi 20筋，供给面积216690mm A g =，布置为三层，三根一束的为8束，两根一束的9束，单根的为2根，布置如图所示：5723.4 57 96.223.4 43.45812911010611012958700钢筋的形心位置距梁底边的距离: 2、主筋应力复核首先假定中性轴在翼板内，按宽度为m b i 92.1'=，有效高度为m h 903.10=的矩形截面计算x 值。

查表2-12得433.0=α所以中性轴在梁梗内，与原假设不符，应重新按T 形截面计算x 值。

()()6''829.0903.127.027.092.1157.0101669010==⨯-+⨯⨯=-+=-B bh bb h nA A i i g =0.6913.3τ中τ>[σ4、箍筋设置及计算根据构造要求，箍筋采用MnSi 20的Φ8筋，间距mm a k 200=，肢数4=k n 肢的设置方法，为施工的方便以及增强钢筋骨架的整体刚度，箍筋间距沿梁全长均是200㎜。

故而，箍筋所能承受的主拉应力为：在梁端部分，距支座3.3m 区段,梁腹板厚b=0.46m,该区段箍筋承受的剪应力为: 在梁中部,梁腹板厚b=0.27m,该区段箍筋所能承受的剪应力为: 5、斜筋的计算与设置根据以上剪应力计算的结果，绘出剪应力分配图如下： 计算需设置斜筋的梁段长度C ，按比例关系求得： 需设置斜筋的梁段长度C=3.3m+4.807m=8.107m由斜筋承受的剪应力图面积W=W 1+W 2需弯起斜筋根数c n 为：][221g g c A Wbn σ=梁中部需弯起的钢筋数量：4.5180000109.490227.024832][22612=⨯⨯⨯⨯⨯==-g g c A b W n σ中中（根），取6根。

梁端需弯起的钢筋数量：2.1046.027802261=⨯⨯==-c b W n 端端（根），取12根。

共弯起（附后）：3845 4974 17031472 393670478 3.35.7注:6㎜，7将（附后）8将以上各值代入f δ得：符合要求。

9、翼板与梁梗连接处的剪应力检算 ⑴上翼缘板与梁梗连接处的剪应力根据试验，检算距支座2m 处的剪应力。

式中：τ—T 形梁中性轴处的剪应力翼板平均厚度m h i 146.019.063.019.02213.015.063.0215.012.0=+⨯++⨯+=0''S h bS i a h ττ==[]KPa KPa Zl 8708152238.0213.007.046.012072=<=⨯⨯⨯-σ 主拉应力：其中：h σ为检算截面的弯曲压应力2'222h h hZlτσσσ+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=KPa 84815278002780022-=+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=（负号表示为压力）〈[]KPa Zl 8702=-σ⑵受拉区下翼缘与梁梗连接处的水平剪应力按下式计算：式中：τi h gi A g A 经检算符合要求。