橋梁設(shè)計(jì)任務(wù)書及詳細(xì)設(shè)計(jì)過程

1、目錄橋梁工程課程式設(shè)計(jì)任務(wù)書 1第1章 設(shè)計(jì)資料與結(jié)構(gòu)布置 3 1.1 設(shè)計(jì)資料 3 1.2 結(jié)構(gòu)布置 3 1.3 設(shè)計(jì)概述 6第2章 主梁內(nèi)力計(jì)算 7 2.1 恒載內(nèi)力計(jì)算 7 2.2 汽車、人群荷載產(chǎn)生內(nèi)力計(jì)算 9 2.3 主梁內(nèi)力組合 9第3章 主梁配筋設(shè)計(jì) 21 3.1 跨中正截面強(qiáng)度計(jì)算 21 3.2 斜截面承載力剪力筋設(shè)計(jì) 23 3.3 全梁承載力校核 26 3.4 裂縫驗(yàn)算 293.5 變形驗(yàn)算 29總結(jié) 32致謝 33參考文獻(xiàn) 34橋梁工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、課程設(shè)計(jì)題目鋼筋混凝土簡支T梁橋主梁設(shè)計(jì)二、課程設(shè)計(jì)目的橋梁工程課程設(shè)計(jì)是橋梁設(shè)計(jì)的入門，通過設(shè)計(jì)進(jìn)一步鞏固鋼筋混凝土基本

2、原理的主要理論知識，是學(xué)生掌握橋梁的設(shè)計(jì)原理和各種體系橋梁的受力特點(diǎn)，同時(shí)重點(diǎn)掌握結(jié)構(gòu)計(jì)算基本理論。結(jié)合課程設(shè)計(jì)與習(xí)題加深對橋梁工程課堂理論教學(xué)內(nèi)容的理解。培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。三、基本要求1 掌握鋼筋混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理、步驟，結(jié)構(gòu)構(gòu)造和設(shè)計(jì)計(jì)算方法。2 熟悉并掌握橋梁工程現(xiàn)行規(guī)范運(yùn)用。3 通過本課程的學(xué)習(xí)，具有設(shè)計(jì)一般橋梁結(jié)構(gòu)的能力。四、基本資料標(biāo)準(zhǔn)跨徑、橋面凈寬、荷載等級、主梁及橫隔梁數(shù)目（按照自己的數(shù)據(jù)填寫）五、基本內(nèi)容1、提供鋼筋混凝土簡支T形梁橋設(shè)計(jì)計(jì)算書一份，基本內(nèi)容如下：（1） 擬定橋面鋪裝、主梁截面尺寸及各部分尺寸（2） 主梁內(nèi)力計(jì)算（3） 配筋設(shè)計(jì)與各種驗(yàn)算2、完成下列圖

3、紙繪制（1） 橋梁一般布置圖（2） 主梁一般構(gòu)造圖（3） 主梁鋼筋布置圖六、課程設(shè)計(jì)依據(jù)1 公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D602004）2 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（JTG D622004）3 公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范4 公路橋梁荷載橫向分布計(jì)算七、要求1. 熟讀規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，理論聯(lián)系實(shí)際；2. 手工與計(jì)算機(jī)繪圖相結(jié)合，至少一張手工圖，均采用3號圖紙；說明書用A4紙，打印。3. 獨(dú)立完成設(shè)計(jì)。橋梁工程課程設(shè)計(jì)文件撰寫要求一、順序要求（按照模板）封面目錄任務(wù)書正文（包括設(shè)計(jì)總結(jié)、致謝、參考文獻(xiàn)）二、字體及字號要求正文用小四號宋體；章節(jié)標(biāo)題用小三號黑體；第1章 設(shè)計(jì)資料與結(jié)構(gòu)布

4、置1.1設(shè)計(jì)資料 跨 數(shù)：三跨 標(biāo)準(zhǔn)跨經(jīng)：采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑13m的鋼筋混凝土簡支梁，只進(jìn)行橋梁的上部結(jié)構(gòu)的計(jì)算 主梁全長：根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)值，確定伸縮縫采用4cm，預(yù)制梁體長12.96m。 計(jì)算跨徑：相鄰支座中心間距為12.60m。 橋面寬度：凈7m（行車道）2*0.75（人行道）。設(shè)計(jì)荷載：由公路級，人群荷載3.0kN/m,結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)不了。材料初步選定混凝土：主梁選用C30，鋪裝層采用C25。鋼 筋：直徑時(shí)采用HRB335鋼筋。 直徑時(shí)采用Q235鋼筋。設(shè)計(jì)規(guī)范公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTGD60-2004）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）1.2結(jié)構(gòu)布置 主 梁

5、高： 按照經(jīng)濟(jì)性原則，鋼筋混凝土T型簡支梁橋高跨比的經(jīng)濟(jì)范圍大約在之間，根據(jù)跨度小者取較大比值原則，本橋取，則梁高為1.12m，設(shè)計(jì)時(shí)按照1.3m計(jì)算。 主梁間距：按照任務(wù)書規(guī)定，本橋采用五根主梁，且主梁間距為1.6m。 主梁梁肋寬：取梁肋寬為0.20m。T形梁翼緣板尺寸：腹板交接處通常取不小于主梁高的，即=0.083m，本設(shè)計(jì)取0.14m，翼緣懸臂端取0.1m。橫隔梁：按任務(wù)書規(guī)定設(shè)置五排橫隔梁，梁高為主梁高的左右，即0.975m，在靠近腹板處的橫隔梁底緣到主梁頂距離為1m，厚度取1216cm之間，本設(shè)計(jì)橫隔梁下緣取16cm，上緣取18cm。橋面鋪裝：采用4cm厚的瀝青混凝土磨耗層，4cm厚

6、的C25混凝土墊層。T形梁橫截面尺寸如圖橫隔梁布置橋面鋪裝、橋梁橫斷面1.3 設(shè)計(jì)概述在進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，一般應(yīng)先認(rèn)真閱讀設(shè)計(jì)任務(wù)書。然后根據(jù)任務(wù)書中所要求的內(nèi)容，進(jìn)行橋面的鋪裝和主梁橫隔梁的截面尺寸擬訂。再根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書中所給出的相關(guān)資料進(jìn)行主梁、邊梁等的內(nèi)力計(jì)算。根據(jù)杠桿原理法算出支座處的荷載橫向分布系數(shù)，再根據(jù)偏心壓力法（適用于高跨比小于0.5的窄橋，大于0.5的采用正交異性板法）算出跨中處的荷載橫向分布系數(shù)，根據(jù)橫向分布系數(shù)算出端點(diǎn)處、跨中處和四分之一處的相應(yīng)彎距和剪力，再根據(jù)其彎距和剪力大小，合理布筋并進(jìn)行彎距、剪力、裂縫和變形的演算。最后，繪制出總圖、包絡(luò)圖等各類所需圖樣，并編寫鋼筋

7、明細(xì)表、計(jì)算混凝土用量，書寫設(shè)計(jì)說明書。第2章 主梁內(nèi)力計(jì)算2.1恒載內(nèi)力計(jì)算結(jié)構(gòu)自重集度主梁=0.2×1.30+×(1.60-0.1)×25=11kN/m橫隔梁邊主梁=1.00()×()××5×25/12.6=1.53kN/m中主梁=2×1.53=3.06kN/m橋面鋪裝層(含防水層)=0.04×7.00×23+0.5×（0.02+0.04）×7.00×24/5=2.296kN/m欄桿和人行道=5×2/5=2.00kN/m合計(jì)邊主梁=16.826kN/m

8、中主梁=18.356kN/m邊主梁結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生內(nèi)力截面面積內(nèi)力剪力Q(kN)彎矩m(kN·m)x=0邊主梁Q=×15.47×12.60=1060中主梁Q=×16.45×12.60=115.640x=邊主梁Q=×15.47×（12.60-2×）=53m=××(12.60)=250.43中主梁Q=×16.45×（12.60-2×）=57.82m=×(12.60)=273.21x=邊主梁 0m=×15.47×=333.91中主梁 0m=

9、15;16.45×=364.272.2汽車、人群荷載產(chǎn)生內(nèi)力計(jì)算按杠桿原理法計(jì)算支點(diǎn)處橫向分布系數(shù)：圖2.1杠桿原理法計(jì)算橫向分系數(shù)圖示(單位:mm)1#=×0.875=0.438=1.4222#=×1=0.5=03#=×(1.7+0.2)=0.594=0按偏心壓力法計(jì)算：設(shè)此橋有剛度強(qiáng)大的橫隔梁,結(jié)構(gòu)長寬比為：=0.6接近0.5 可按偏心壓力法計(jì)算跨中橫向分布系數(shù)；半橋各根主梁橫截面均相等,梁數(shù)n=5,梁間距為1.60m圖2.2偏心壓力法計(jì)算橫向分布系數(shù)圖示(單位:mm)1#粱的橫向影響線豎標(biāo)值為：=+=25.60 =+=0.60=0.40=-0.20

10、=××()=0.538=×(4.80+0.30+)=0.6842#梁的橫向影響線豎標(biāo)值為： =+=0.40=0=××(6.20+4.40+3.10+1.30)=0.484=×(6.40+0.30+)=0.4423#粱的橫向影響線豎標(biāo)值為： =0.2=0.4 =0.2荷載橫向分布系數(shù)匯總荷載橫向分布系數(shù)匯總梁號荷載位置公路II級人群荷載備注1# 5#跨中mc0.5380.684按“偏心壓力法”梁端mo0.4381.442按“杠桿原理法”2# 4#跨中mc0.4840.442按“偏心壓力法”梁端mo0.50按“杠桿原理法”3#跨中mc0.

11、40.2按“偏心壓力法”梁端mo0.5940按“杠桿原理法”均布荷載和內(nèi)力影響線面積計(jì)算均布荷載和內(nèi)力影響線面積計(jì)算 類型截面公路-級(kN/m)人群(kN/m)影響線面積影響線圖式10.5×0.75=7.8753.0×0.75=2.25=19.8457.8752.25=14.8847.8752.25=1.5757.8752.25=3.547.8752.25=6.3公路II級中集中荷載計(jì)算：計(jì)算彎矩效應(yīng)時(shí)：=0.75×180+×(12.48-5)=157.8kN計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)：=1.2×157.8=189.36kN沖擊系數(shù)取0.3 則 (1+)

12、=1.3跨中彎矩,剪力,四分點(diǎn)彎矩計(jì)算表序號截面荷載類型qk 或qrP k1+umc或ySSiS1#5#公路-II級7.875157.81.30.53819.845109.3456.953.15347.65人群荷載2.250.68419.84530.54公路-II級7.875189.361.30.5381.5758.6774.890.566.22人群荷載2.250.6841.5752.42公路-II級7.875157.81.30.53814.88481.975342.722.3625260.74人群荷載2.250.68414.88422.91公路-II級7.875189.361.30.5383

13、.5462.02118.80.7556.78人群荷載2.250.6843.545.452#4#公路-II級7.875157.81.30.48419.84598.34411.093.15312.75人群荷載2.250.44219.84519.74公路-II級7.875189.361.30.4841.5757.8067.370.559.57人群荷載2.250.4421.5753.52公路-II級7.875157.81.30.48414.88473.76308.322.3625234.56人群荷載2.250.44214.88414.80公路-II級7.875189.361.30.4843.5455.

14、79106.90.7551.07人群荷載2.250.4423.543.523#公路-II級7.875157.81.30.419.84581.26339.743.15258.48人群荷載2.250.219.8458.93公路-II級7.875189.361.30.41.5756.4555.680.549.23人群荷載2.250.21.5750.71公路-II級7.875157.81.30.414.88460.94254.82.3625193.86人群荷載2.250.214.8846.67公路-II級7.875189.361.30.43.5446.1588.270.7542.22人群荷載2.250

15、.23.541.59跨中彎矩,剪力,四分點(diǎn)彎矩計(jì)算表 計(jì)算支點(diǎn)截面汽車荷載最大剪力繪制荷載橫向分布系數(shù)沿橋縱向的變化圖形和支點(diǎn)剪力影響線如圖:1#5#梁橫向分布系數(shù)變化區(qū)段的長度:= 3.15mm變化區(qū)荷載重心處的內(nèi)力影響線坐標(biāo)為:=1×（12.6-×3.15）/12.6=0.917對于1#5#梁：=(1+)·=1.3×1×7.875×0.538×6.3+×3.15 (0.438-0.538)×0.917=36.2kN=1.3×1×0.438×189.36×1.0=

16、107.82kN則公路-II級作用下,1#6#梁支點(diǎn)的最大剪力為：=36.2+107.82=144kN計(jì)算支點(diǎn)截面人群荷載最大剪力：=0.684×2.25×6.24×3.15×（1.422-0.684）×2.25×0.917=12.09kN對于2#4#梁：圖2.4支點(diǎn)剪力計(jì)算圖(單位:m)= (1+)·=1.3×1×7.875×0.484×6.3+×3.15 (0.5-0.484)×0.917=31.43kN=1.3×1×0.5×189

17、.36×1.0=123.07kN則公路-II級作用下,1#6#梁支點(diǎn)的最大剪力為：=31.43+123.07=154.5kN計(jì)算支點(diǎn)截面人群荷載最大剪力：= =0.442×2.25×6.3×3.15×（0-0.442）×2.25×0.917=4.97kN對于3#梁：圖2.5支點(diǎn)剪力計(jì)算圖(單位:m)=(1+)·=1.3×1×7.875×0.4×6.3+×3.15 (0.594-0.4)×0.917=29.45kN= = 1.3×1×0.

18、594×189.36×1.0=146.16kN則公路-II級作用下,1#6#梁支點(diǎn)的最大剪力為：=29.45+146.16=175.6kN計(jì)算支點(diǎn)截面人群荷載最大剪力：= =0.2×2.25×6.3×3.15×（0-0.2）×2.25×0.917=2.185kN2.3主梁內(nèi)力組合控制設(shè)計(jì)的計(jì)算內(nèi)力確定1#5#梁序號荷載類型彎矩剪力梁端四分點(diǎn)跨中梁端四分點(diǎn)跨中結(jié)構(gòu)自重0250.43333.91106530汽車荷載0342.72456.95 139.37118.874.89人群荷載022.9130.5413.975.4

19、52.421.2×(1)0300.52400.69127.263.601.4×(2)0479.81639.73195.12166.32104.850.8×1.4×(3)025.6634.2015.656.102.71Sud=(4)+(5)+(6)0805.991074.62337.97236.02107.562#4#梁序號荷載類型彎矩剪力梁端四分點(diǎn)跨中梁端四分點(diǎn)跨中結(jié)構(gòu)自重0273.21364.27115.6457.820汽車荷載0308.32411.09154.8106.967.37人群荷載014.819.745.433.523.521.2×

20、(1)0327.85437.12138.7769.3801.4×(2)0382.49575.53216.72149.6694.320.8×1.4×(3)016.5822.116.083.943.94Sud=(4)+(5)+(6)0726.9251034.76361.57222.9898.263#梁序號荷載類型彎矩剪力梁端四分點(diǎn)跨中梁端四分點(diǎn)跨中結(jié)構(gòu)自重0273.21364.27115.6457.820汽車荷載0254.8337.74168.9188.2755.68人群荷載06.698.932.461.590.711.2×(1)0327.85437.121

21、38.7769.3801.4×(2)0356.72475.64236.47123.5877.950.8×1.4×(3)07.49102.761.780.80Sud=(4)+(5)+(6)0692.06922.76378194.7478.75第3章 主梁配筋設(shè)計(jì)3.1跨中正截面強(qiáng)度計(jì)算確定翼緣板計(jì)算寬度=1074.62kN·m; =805.99kN·/m確定翼緣板計(jì)算寬度(1)簡支梁計(jì)算跨徑的1/3：12600/3=4200(2)主梁中心距：1600(3)b+12:b+12=200+12×120=1640故取翼緣板計(jì)算寬度=1600mm

22、判斷T型截面類型選取335鋼筋，30混泥土，13.8MPa, 280MPa,1.39MPa,=0.56;30+0.07h=121, =1.0，ho=1300-121=1179; (-/2)=×13.8×1600×120×(1179-120/2)=2964.9kN·m>=1074.62kN·m中性軸在翼緣板內(nèi)。屬于第一類T 型梁。計(jì)算混泥土受壓高度：X=-=42.03<=0.56×1179=660.24且X<=120 所得的受拉鋼筋截面面積為=3314.37 選6ø 28鋼筋，提供的截面面積為369

23、5，6根鋼筋，布置成三排，每排2根，所需的截面最小寬度：=2×25302×30.5=141<b=200受拉鋼筋合力受力作用點(diǎn)至梁下邊緣距離為=30+30.5+30.5/2+30=105.75= h -=1300-105.75=1194.25=45×1.39/280%=0.22%>0.2%取=0.2%而=1.57%>0.2%配筋率滿足公橋規(guī)要求.承載力復(fù)核鋼筋布置符合規(guī)范要求。判斷T形截面的類型：X=46.86<=120屬于第一類截面。承載力驗(yàn)算：L/2截面出承載力驗(yàn)算=13.8×1600×46.86×（1179

24、-×46.86）=1195.63kN/m=1074.62kN/mL/4截面出承載力驗(yàn)算:= (-) = 280×3695×(1179-×46.86)= 1195.5kN·m >=805.99kN·m經(jīng)檢驗(yàn)，結(jié)構(gòu)安全.正截面尺寸圖3.2斜截面承載力、剪力筋設(shè)計(jì)驗(yàn)算截面尺寸=337.97kN= ×200×1300-(30+ )=658.68kN>=337.97kN該T形粱滿足尺寸要求。核算是否需要根據(jù)計(jì)算配置箍筋若滿足則此粱段范圍內(nèi)可僅根據(jù)構(gòu)造要求設(shè)置箍筋。=×1.0×180×

25、1.65×1300-（30+）=163.88kN>=107.56kN固在近跨中區(qū)段可僅根據(jù)構(gòu)造要求設(shè)置箍筋。剪力鋼筋設(shè)計(jì)(一)剪力圖劃分繪剪力圖，如圖計(jì)算不需要配置計(jì)算剪力筋區(qū)段長度x=643.81所以按計(jì)算設(shè)置剪力鋼筋粱段長度為=6300-643.81=5656.19計(jì)算（距支座中心處截面的計(jì)算剪力）=1300/2=650=107.56+×（337.97-107.56）=314.2kN其中，應(yīng)由混泥土和箍筋承擔(dān)的計(jì)算剪力=0.6=188.52kN應(yīng)由彎起鋼筋承受的計(jì)算剪力=0.4=125.68kN(二)箍筋設(shè)計(jì)采用直徑為ø8的雙肢箍筋，=2×50

26、.3=100.6，一般受彎構(gòu)件中箍筋常按等間距布置，為了計(jì)算簡便，計(jì)算公式中縱筋配筋百分率p及截面有效寬度均取跨中及支點(diǎn)截面的平均值。=100=100=100×=1.41=100=100×=0.52=0.97=1209.5由式=457.01取=450并根據(jù)公橋規(guī)要求，支座中心至h/2=550范圍內(nèi)取=100，=0.00118（三）彎起鋼筋設(shè)計(jì)：第一排彎起鋼筋計(jì)算：根據(jù)公橋規(guī)規(guī)定，計(jì)算第一排彎起鋼筋時(shí)取用距支座中心h/2=550處由第一排彎起鋼筋承擔(dān)的剪力vsb1，即=122.58kN= =846.39加韓ø ，供給面積1230.88>846.39。第二排彎起

27、鋼筋計(jì)算：第二排彎起鋼筋時(shí)，取第一排彎起鋼筋起點(diǎn)處由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力值，此時(shí)，第一排彎起鋼筋彎起段的水平投影長度計(jì)算如下（設(shè)凈保護(hù)層厚為30，上部架立筋為2ø34）=h-2×保護(hù)層厚- -=1300-2×303430.520=1155.5=107.56+×(337.97-107.56)-188.32=107.19kN= =721.86彎起2 ø28，供給面積1230.88>721.86第三排彎起鋼筋計(jì)算： = - =1155.5-30.5=1125=107.56+()×-188.52=66.05kN=444.7彎起2 &

28、#248; 28，供給面積1230.88>444.7第四排彎起鋼筋計(jì)算：= +=1125-30.5=1094.5=107.56+()×-188.52=26.016kN=175.2加焊2 ø16，供給面積402>175.23.3全梁承載力校核跨中截面所能承擔(dān)的最大彎矩計(jì)算X=46.86<=120、=13.8×1600×46.86×（1179-×46.86）=1195.63kN·m=1074.62kN·m3.3.2 L/4截面承載力校核彎起鋼筋的水平投影長度L計(jì)算L=h/2+L=650+1155.5+

29、1125=2930.5<L/4=3150mm故：L/4處的承載力為全梁最大承載力=805.99kN·m1195.63kN·m故此截面安全繪制承載力圖:如圖3.1并進(jìn)行全梁承載力校核3.4裂縫驗(yàn)算取荷載短期效應(yīng)組合彎矩:荷載長期效應(yīng)組合彎矩:對于短期靜荷載,最大裂縫寬度為：長期荷載作用時(shí)最大裂縫寬度為：3.5變形驗(yàn)算C30混凝土：按第二類計(jì)算T梁全截面換算面積受壓區(qū)高度計(jì)算開裂剛度全截面抗彎剛度 全截面換算截面受拉區(qū)邊緣是彈性抵抗矩全截面換算截面面積矩 = =計(jì)算人群荷載和汽車荷載（不計(jì)沖擊力）作用下梁的撓度符合要求計(jì)算結(jié)構(gòu)物恒載彎矩作用下梁的撓度荷載短期效應(yīng)組合并考慮

30、荷載長期效應(yīng)影響產(chǎn)生的長期撓度按公橋規(guī)規(guī)定必須設(shè)置預(yù)拱度預(yù)拱度跨中值總結(jié)歷時(shí)半個(gè)月的橋梁設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，終于在今天告一段落了。通過本次課程設(shè)計(jì),進(jìn)一步鞏固鋼筋混凝土基本原理的主要理論知識.掌握橋梁的設(shè)計(jì)原理和各種體系橋梁的受力特點(diǎn)，同時(shí)重點(diǎn)掌握了結(jié)構(gòu)計(jì)算基本理論和鋼筋混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理、步驟，結(jié)構(gòu)構(gòu)造和設(shè)計(jì)計(jì)算方法。熟悉并掌握橋梁工程現(xiàn)行規(guī)范運(yùn)用,具有設(shè)計(jì)一般橋梁結(jié)構(gòu)的能力。在本次課程式設(shè)計(jì)中,雖然查閱了很多的參與資料和現(xiàn)行規(guī)范,但還有很多方面做的不夠好,對規(guī)范應(yīng)用還不夠全面,設(shè)計(jì)中有些地方構(gòu)造不太合理,有些細(xì)節(jié)問題沒考慮到.本次鋼筋混凝土簡支T梁橋主梁設(shè)計(jì)成果在安全、經(jīng)濟(jì)上還不太合理,內(nèi)力計(jì)算不太精確.有了本次設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn),在以后的計(jì)中,應(yīng)對設(shè)計(jì)做好總體上的布局,再對各各細(xì)節(jié)加以考慮,仔細(xì)看規(guī)范與參考資料,避免設(shè)計(jì)上的一些失誤,使結(jié)構(gòu)更加合理,并正確處理好