公路橋梁課程設(shè)計(jì)裝配式鋼筋混凝土簡支T形梁橋設(shè)計(jì)VIP

1、 目錄一設(shè)計(jì)課題二. 設(shè)計(jì)目的三. 設(shè)計(jì)資料 四.設(shè)計(jì)參考書五.設(shè)計(jì)內(nèi)容：（一） 行車道板的計(jì)算:1.結(jié)構(gòu)自重及其內(nèi)力計(jì)算2.汽車荷載作用計(jì)算3.內(nèi)力組合4.翼緣板截面配筋5.截面復(fù)核（二）主梁的計(jì)算:1.結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的內(nèi)力2 .汽車荷載和人群荷載計(jì)算3.汽車荷載和人群荷載匯總（三）主梁內(nèi)力組合:1.內(nèi)力匯總2.主梁配筋3.主梁配筋截面復(fù)核（四）橫隔梁內(nèi)力計(jì)算:1.群定計(jì)算荷載2.繪制內(nèi)力影響線3.確定橫隔梁設(shè)計(jì)內(nèi)力一設(shè)計(jì)課題：裝配式鋼筋混凝土簡支T形梁橋設(shè)計(jì)。二設(shè)計(jì)目的：通過本課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生掌握荷載橫向分布系數(shù)的計(jì)算、內(nèi)力計(jì)算，切實(shí)掌握橋梁工程的主要理論知識，對中、小型橋梁的構(gòu)造原理和設(shè)計(jì)

2、計(jì)算方法有進(jìn)一步的理解，培養(yǎng)動手、設(shè)計(jì)能力，對最新橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范的運(yùn)用更加熟練，能獨(dú)立完成鋼筋混凝土T梁梁橋的設(shè)計(jì)。三設(shè)計(jì)資料：一級公路，雙向六車道，單向車道（采用分離式），設(shè)計(jì)速度100km/h，要求設(shè)有人行道。（1） 主要設(shè)計(jì)指標(biāo)：1. 荷載等級：汽車荷載為公路級，人群荷載取3.0KN/橋面凈空：車道寬+安全寬+人行道=3.75×3+0.5×2+1=1.25m2. 標(biāo)準(zhǔn)跨徑：=20M3. 計(jì)算跨徑：=19.5M（2） 資料1. 鋼筋：主鋼筋，彎起鋼筋和架立鋼筋用HRB400鋼筋，其它用R235鋼筋。2. 鋼筋混凝土：主梁用混凝土，橋面鋪裝用混凝土（重度為24KN/,瀝青混

3、凝土重度23KN/）.(3)安全等級：一級四設(shè)計(jì)參考書：公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTGD60-2004）人民交通出版社 北京橋梁工程李輔元 人民交通出版社混凝土簡支梁（板）橋易建國，人民交通出版社公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTGD62-2004）人民交通出版社 北京公路橋涵鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的計(jì)算李美東，中國水利水電出版社，知識產(chǎn)權(quán)出版社五設(shè)計(jì)內(nèi)容 結(jié)構(gòu)尺寸，主梁的高度與梁的間距，活載大小等相關(guān)，對于跨徑為20M的設(shè)計(jì)橋梁高采用1.5M，高跨比為1/111/16，而梁肋寬為180MM，橋面凈寬13.25M，即設(shè)計(jì)6片梁，梁的翼緣板寬為=2200mm，翼緣板端部寬80mm,翼緣板根

4、部寬140mm,橫隔梁高度為主梁高度的3/4，即h橫=3/4×1.5m1.1m，橫隔梁的間距為4850mm，橫隔梁的肋寬上部為160mm,下部為150mm,具體圖示如下：（一）行車道板的計(jì)算1.設(shè)計(jì)一座梁式裝配式鋼筋混凝土T形簡支梁截面如上圖，計(jì)算跨徑19.5m，橋面凈寬11.25+2×0.5+1m，橋面鋪裝2cm的瀝青表面處治（重力密度為23KN/）和平均9cm厚混凝土層（重力密度為24KN/）,T形翼緣板的重力密度25KN/，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為公路級，人群荷載3.0KN/,結(jié)構(gòu)重要系數(shù)為1.1，計(jì)算行車道板和主梁的內(nèi)力。（1）結(jié)構(gòu)自重及其內(nèi)力（按縱向1m寬的板條計(jì)算）瀝青表面處

5、治： =0.02×1×23=0.46KN/M平均9cm厚混凝土：=0.09×1×24=2.16KN/MT梁翼緣板自重：=×1×25=2.75KN/M合計(jì)：g=+=0.46+2.16+2.75=5.37KN/M(2)每米寬板條上的永久作用內(nèi)力=-g=-×5.37×()=-2.74KNM=g=5.37×=5.42KN2.汽車車輛荷載后輪作用于鉸縫軸上，后輪作用力P=140KN.輪壓分布寬度如下圖：車輛荷載后輪著地長度=0.2m，寬度=0.6m,則：=+2H=0.2+2×0.11=0.42m=+2H=

6、0.6+2×0.11=0.82m荷載對于懸臂梁根部的有效寬度：a=1.92m故沖擊系數(shù)µ=0.3，則1+µ=1.3作用于每米寬板條的彎矩：=-（1+µ）（-）=-1.3×（1.01-）=-19.07KN·M作用于每米寬板條的彎矩：=（1+µ）=1.3×=23.7KNM3.內(nèi)力組合（1）基本組合：=1.2+1.4=1.2×（-2.74）+1.4×(-19.07)=-30KNM=1.2+1.4=1.2×5.42+1.4×23.7=39.7KNM (2)短期效應(yīng)組合：=+0.7=-

7、2.74+0.7×(-19.07)÷1.3=13KNM=+0.7=5.42+0.7×23.7÷1.3=18.2KNM4.已知鋼筋混凝土梁 =30KNM =1.1 混凝土HRB400鋼筋（1）確定基本數(shù)據(jù)=0.53 =360MPa =16.7MPa =1.57MPa =0.45/=0.002 h=110mm(2)假設(shè)計(jì)算取=25mm,則=h-=110-25=85mm(3)計(jì)算X與X=-=85-=28mm=1298m=1298mm>=0.002100085=170m 故選16155， =1297m5.截面復(fù)核 板厚h=110mm=85mm=30KNM

8、=1.1 混凝土=1297m 求彎矩（1）確定基本數(shù)據(jù)=0.53 =360MPa =16.7MPa =1.57MPa=0.45/=0.002<=/=1297/100085=0.015(2)求XX=28mm<=0.5385=45.05mm 故為適筋梁（3）求=16.7100028（85-）=33.2KNM>=33KNM 故截面承載能力滿足要求。（二）主梁的計(jì)算1.結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的內(nèi)力已知每側(cè)的欄桿及人行道構(gòu)件質(zhì)量的作用力為5KN/M，主梁結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力計(jì)算圖示如下圖：（1）計(jì)算結(jié)構(gòu)自重集度主梁=0.181.5+()(2.2-0.18)25=12.3KN·M橫隔梁邊主梁=（

9、1.1-）152519.5=1KN/M中主梁=12=2 KN/M橋面鋪裝層=0.0213.2523+（0.06+0.12）13.25246=5.78 KN/M人行道=51/6=0.83 KN/M合計(jì)邊主梁g=+=12.3+1+5.78+0.83=19.91 KN/M中主梁=12.3+2+5.78+0.83=20.91 KN/M(2)結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力計(jì)算內(nèi)力截面位置剪力Q(KN) 彎矩M(KNM) 2.汽車荷載和人群荷載產(chǎn)生的內(nèi)力計(jì)算（1）荷載橫向分布系數(shù)的計(jì)算當(dāng)荷載位于支點(diǎn)處時，按杠桿原理法計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)，繪制出1號梁2號梁3號梁的荷載橫向影響線如下圖，再根據(jù)橋規(guī)規(guī)定，在橫向影響線上確定荷載

10、沿橫向最不利的位置布置，例如：對于汽車荷載，汽車橫向輪距為1.8m，兩列汽車車輪的橫向最小間距為1.3m,車輪間距離人行道緣石最少為0.5m,由此，求出相應(yīng)荷載位置的影響線豎標(biāo)值，按式可得1號2號3號的荷載橫向分布系數(shù)為：1號梁 公路-級 人群荷載 2號梁 公路-級 人群荷載 3號梁 公路-級 人群荷載 荷載位于跨中時，按偏心壓力法計(jì)算汽車荷載和人群荷載的橫向分布系數(shù)。1）2）由1號梁在兩個邊梁處的橫向影響線的豎標(biāo)值為：同理求出2號梁的：同理求出3號梁的：3）繪制出荷載橫向分布影響線，并按最不利位置布置1號梁：令荷載橫向分布影響線的零點(diǎn)至1號梁的距離為X，可按比例求得并據(jù)此計(jì)算出對應(yīng)各荷載點(diǎn)的

11、影響線豎標(biāo)值和汽車荷載 人群荷載 2號梁：令荷載橫向分布影響線的零點(diǎn)至2號梁的距離為X，可按比例求得并據(jù)此計(jì)算出對應(yīng)各荷載點(diǎn)的影響線豎標(biāo)值和汽車荷載 人群荷載 3號梁：令荷載橫向分布影響線的零點(diǎn)至3號梁的距離為X，可按比例求得并據(jù)此計(jì)算出對應(yīng)各荷載點(diǎn)的影響線豎標(biāo)值和汽車荷載 人群荷載 3.汽車荷載和人群荷載的內(nèi)力計(jì)算（1）荷載橫向分布系數(shù)匯總梁號荷載為置公路-級人群荷載備注跨中0.70.56按“偏心壓力法”計(jì)算支點(diǎn)0.431.26按“杠桿法”計(jì)算跨中0.830.52按“偏心壓力法”計(jì)算支點(diǎn)0.790按“杠桿法”計(jì)算跨中0.730.35按“偏心壓力法”計(jì)算支點(diǎn)0.60按“杠桿法”計(jì)算（2）均布荷

12、載和內(nèi)力影響線面積計(jì)算類型截面公路-級均布荷載（KN/M）人群（KN/M）影響線面積（或m）影響線圖式10.53.010.53.010.53.0（3）公路-級集中荷載計(jì)算計(jì)算彎矩效應(yīng)時：計(jì)算剪力效應(yīng)時：（4）計(jì)算沖擊系數(shù) 則 由于車道為三車道所以折減系數(shù)為0.78（5）1-3號梁跨中彎矩，跨中剪力計(jì)算梁號截面荷載類型或（kn/m）(kn)或S(KNM或KN)公路-級10.52381.30.747.53354.21177.7y=4.875823.5人群3.0-0.5647.5379.85公路-級10.5285.61.30.72.43818.17119.53Y=0.5101.36人群3.0-0.5

13、62.4384.09公路-級10.52381.30.747.53420.021396.5Y=4.875976.49人群3.0-0.5247.5374.15公路-級10.52381.30.832.43821.54121.69Y=0.5100.15人群3.0-0.522.4383.8公路-級10.52381.30.7347.53369.41228.2Y=4.875858.8人群3.0-0.3547.5349.91公路-級10.52381.30.732.43818.95107.04Y=0.588.09人群3.0-0.352.4382.56(6)計(jì)算支點(diǎn)截面汽車荷載最大剪力繪制1-3號梁橫向分布系數(shù)沿

14、橋縱向的變化圖和支點(diǎn)剪力影響線如下圖：M變化區(qū)荷載重心處的內(nèi)力影響線坐標(biāo)：利用有關(guān)公式計(jì)算可得：1號梁2號梁3號梁（7）計(jì)算支點(diǎn)截面人群荷載最大剪力：1號梁 2號梁 3號梁 （三）主梁內(nèi)力組合梁號序號荷載類別彎矩M（knm）剪力Q（kn）梁端跨中梁端跨中（1）結(jié)構(gòu)自重0946.3194.10（2）汽車荷載01177.7190.7119.53（3）人群荷載079.8521.14.09（4）1.2×（1）01135.56232.920（5）1.4×（2）01648.78266.98167.34（6）0.8×1.4×（3）089.4323.634.58（7）（

15、4）+（5）+（6）02873.77523.53171.92（1）結(jié)構(gòu)自重0946.3194.10（2）汽車荷載01396.5314121.69（3）人群荷載074.1511.73.8（4）1.2×（1）01135.56232.920（5）1.4×（2）01955.1439.6170.37（6）0.8×1.4×（3）083.0513.14.26（7）（4）+（5）+（6）03173.71685.62174.63（1）結(jié)構(gòu)自重0946.3194.10（2）汽車荷載01228.2246.5107.04（3）人群荷載049.917.92.56（4）1.2

16、15;（1）01135.56232.920（5）1.4×（2）01719.48345.1149.86（6）0.8×1.4×（3）055.98.852.87（7）（4）+（5）+（6）02910.94586.87152.732.綜合上表可知：,已知跨中截面彎矩組合設(shè)計(jì)值,結(jié)構(gòu)重要系數(shù)，采用C35混凝土，HRB400級鋼筋進(jìn)行配筋。（1）確定基本數(shù)據(jù)，,，,故（2）假設(shè)并計(jì)算（3）確定所以取最小值為1500mm（4）判斷截面類型所以此截面為第一類T型截面（5）計(jì)算所以不超筋故為適筋梁現(xiàn)用則實(shí)際受拉鋼筋截面積，的的鋼筋外徑為34.5mm，的鋼筋外徑為26mm，則受拉鋼筋

17、重心至下邊緣的實(shí)際距離為實(shí)際鋼筋所需腹板寬：=（30+34.5+30+34.5+30）=159mm<b=180mm.符合要求。3.截面復(fù)核h=1500mm,翼板寬b=2200mm,采用C35混凝土HRB400鋼筋，跨中截面彎矩為3173.71KN，結(jié)構(gòu)重要系數(shù)，采用鋼筋（=7496mm）試復(fù)核該截面的抗彎承載力。（1） 確定基本數(shù)據(jù)，,，,故（2）求并計(jì)算（3）判斷截面類型故為第一類T型截面。（4）求受壓區(qū)高度x并驗(yàn)算。故為適筋梁（5）求正截面抗彎承載力故截面承載力滿足要求。3、 橫隔梁的內(nèi)力計(jì)算對于具有根內(nèi)橫隔梁的梁橋，只計(jì)算受最大的跨中橫隔梁的內(nèi)力，其他橫隔梁可偏安全地仿此設(shè)計(jì)。1、

18、 確定作用在中橫隔梁上的計(jì)算荷載（杠桿原理法）公路級：人群荷載：2繪制中橫隔梁的內(nèi)力影響線將橋梁的中橫隔梁近似地況做豎向支撐柱的根彈性主梁的多跨彈性支撐連續(xù)梁，當(dāng)橋梁在多跨有單位荷載P=1作用時，各主梁所受的荷載為，這也就是橫隔梁的彈性支撐反力，因此取r-r截面在側(cè)為隔離體，由力的平衡條件，就可寫出橫隔任意截面r的計(jì)算公式。r-r截面的各彎矩影響線豎曲標(biāo)值。1號梁1-1截面處剪力影響線豎標(biāo)值。由上圖分析知：3號梁與4號梁中間的截面彎矩最大，即圖中所示rr截面1號梁附近最大，即圖中所示11截面。 （1）計(jì)算最大彎矩繪制rr截面橫隔梁的彎矩影響線圖 a 首先繪制1 號梁、2號梁、3號梁的內(nèi)力影響線（見上圖）。 b 計(jì)算荷載沿