裝配式鋼筋混凝土簡支T形梁橋設計 橋梁工程專業(yè)畢業(yè)設計 畢業(yè)論文

1、橋梁工程畢業(yè)設計專 業(yè) 班 級 姓 名 學 號 xx大學土木學院2012年05月一、課程設計目的本課程的任務和目的：學生通過本課程的設計練習，使學生掌握鋼筋混凝土簡支T梁設計計算的步驟和方法，學會對T梁進行結構自重內力計算、汽車荷載和人群荷載內力計算、作用效應組合；在汽車和人群荷載內力計算時，學會用偏心受壓法和桿杠原理法求解荷載橫向分布系數。二、課程設計題目裝配式鋼筋混凝土簡支T形梁橋設計三、課程設計任務與指導書（附后）四、課程設計成果要求設計文本要求文圖整潔，設計圖表裝訂成冊，所有圖表格式應符合一般工程設計文件的格式要求。五、課程設計成績評定課程設計文本質量及平時成績，采用五級制評定：優(yōu)、良

2、、中、及、不及。裝配式鋼筋混凝土簡支T形梁橋課程設計任務與指導書一、設計內容根據結構圖所示的一孔標準跨徑為Lb=25m的T形梁的截面尺寸，要求對作用效應組合后的最不利的主梁（一根）進行下列設計與計算：1、 行車道板的內力計算；2、 主梁內力計算；二、 設計資料1、 橋面凈寬：凈-7（車行道）+21.0（人行道）+20.25（欄桿）。2、 設計荷載：公路-II級，人群3.5kN/m2。3、 材料：4、 結構尺寸圖：橋梁縱向布置圖（單位：cm）三、 知識點（計算內容提示）1、 行車道板計算1） 采用鉸接板計算恒載、活載在T梁懸臂根部每延米最大內力（M和Q）。2） 確定行車道板正截面設計控制內力。2

3、、 主梁肋設計計算1） 結構重力引起內力計算（跨中彎矩和支點剪力），剪力按直線變化，彎矩按二次拋物線變化。2） 計算活載（車道荷載）和人群荷載引起截面內力（跨中彎矩、支點剪力和跨中剪力）。荷載橫向分布系數計算：跨中m0.5按偏心受壓法計算，支點m0按桿杠原理法計算。計算跨中彎矩和支點剪力時荷載橫向分布系數按橋規(guī)規(guī)定變化。3） 計算控制截面的跨中彎矩、支點剪力和跨中剪力。4） 對計算出的控制截面內力進行荷載組合，并按橋規(guī)進行系數提高。5） 根據組合后的內力，取最大內力（M和Q）作為設計內力值。3、 變形驗算和預拱度設置。結構的變形計算和驗算，根據橋規(guī)規(guī)定設置預拱度。四、 參考文獻1、 橋梁工程技

4、術教材，郭發(fā)忠主編，人民交通出版社。2、 橋涵工程教材3、 橋涵設計教材，白淑毅編著，人民交通出版社，2004.1。4、 結構設計原理教材。5、 公路橋涵設計通用規(guī)范（JTG D60-2004）。6、 公路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土橋涵設計規(guī)范（JTG D60-2004）。7、 公路橋梁設計叢書橋梁通用構造及簡支梁橋胡兆同，陳萬春編著。8、 橋梁計算示例集混凝土簡支梁（板）橋.易建國編著。9、 T型梁有關標準圖。1 計算依據與基礎資料1.1 標準及規(guī)范 標準跨徑：橋梁標準跨徑20m；計算跨徑(正交、簡支)19.6m；預制板長19.96m設計荷載：公路級橋面寬度：（路基寬26m，高速公路），半

5、幅橋全寬12.5m0.5m(護欄墻)+11.25m(行車道)+ 0.5m(護欄墻)或0.75m(波型護欄)12.25m或12.5m橋梁安全等級為一級，環(huán)境條件類 規(guī)范公路工程技術標準JTG B01-2003公路橋梁設計通用規(guī)范JTG D60-2004（簡稱通規(guī)）公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范JTG D62-2004（簡稱預規(guī)） 參考資料公路橋涵設計手冊橋梁上冊（人民交通出版社2004.3）1.2 主要材料1）混凝土：預制板及鉸縫為C50、現澆鋪裝層為C40、護欄為C302）預應力鋼絞線：采用鋼絞線，3）普通鋼筋：采用HRB335，1.3 設計要點1）本計算示例按先張法部分預應力混凝土

6、A類構件設計，橋面鋪裝層100mmC40混凝土不參與截面組合作用；2）預應力張拉控制應力值，預應力張拉臺座長假定為70m，混凝土強度達到80時才允許放張預應力鋼筋;3）計算預應力損失時計入加熱養(yǎng)護溫度差20引起的預應力損失;4）計算混凝土收縮、徐變引起的預應力損失時傳力錨固齡期為7d;5）環(huán)境平均相對濕度RH=80;6）存梁時間為90d。2 橫斷面布置2.1 橫斷面布置圖（單位：m）2.2 預制板截面尺寸單位：mm邊、中板毛截面幾何特性 表21板號邊板中板幾何特性面積抗彎彈性模量截面重心到頂板距離面積抗彎彈性模量截面重心到頂板距離0.64220.07490.477680.59440.07247

7、0.481073 汽車荷載橫向分布系數、沖擊系數的計算3.1 汽車荷載橫向分布系數計算 跨中橫向分布系數本橋雖有100mm現澆橋面整體化混凝土，但基本結構仍是橫向鉸接受力，因此，汽車荷載橫向分布系數按截面8塊板鉸接計算。由于邊中板的抗彎、抗扭剛度稍有差別，為簡化計算，參考已有資料，取中板的幾何特性，板寬b=1.5m,計算跨徑=19.6m,毛截面的面積，抗彎慣矩，抗扭慣矩。 計算剛度參數參見“公路橋涵設計手冊梁橋上冊” 人民交通出版社2004.3由附表（二）鉸接板（梁）橋荷載橫向分布系數影響線表,依板塊數8,及所計算板號按=0.0167值查取各塊板軸線處的影響線坐標 影響線坐標表 表31=0.0

8、167影響線坐標123456788-10.2280.1900.1480.1180.0960.0810.0720.0678-20.1900.1870.1600.1260.1030.0870.0760.0728-30.1470.1590.1650.1450.1190.0990.0870.0818-40.1110.1260.1450.1550.1390.1170.1030.096求1號（邊板）、2號板汽車荷載橫向分布系數：在影響線上布置車輪,相應位置處的豎標總和即為荷載分布系數 支點橫向分布系數：按杠桿法布載分別計算邊、中板的橫向分布系數。支點截面汽車荷載橫向分布系數，因一列車輛的輪距為1.8m，1

9、號、2號兩塊板上只能布一排汽車輪載，所以支點橫向分布系數。 車道折減系數雙車道車道折減系數為1。3.2 汽車荷載沖擊系數值計算汽車荷載縱向整體沖擊系數簡支板結構基頻 通規(guī)條文說明4 C50混凝土 板跨中處單位長度質量：，其中跨中延米結構自重（N/m），g重力加速度 按照通規(guī)第條，沖擊系數可按下式計算： 當時， 汽車荷載的局部加載的沖擊系數 采用。4 作用效應組合4.1 作用的標準值 永久作用標準值 一期恒載：預制板重力密度取 邊板(計入懸臂部重)中板 二期恒載：1）100mm C40混凝土或100mm瀝青混凝土鋪裝重力密度取2）鉸縫混凝土，重力密度取3）護欄（單側），重力密度取，并八塊板平分。

10、邊板 中板恒載效應標準值計算 表41截面板號彎矩剪力計算式計算式跨中邊板847.99530.14中板742.10496.53邊板636.08397.6686.5354.10中板556.65372.4575.7250.67支點邊板176.24110.18中板154.23103.194.1.2 汽車荷載效應標準值公路-級車道荷載計算圖式根據通規(guī)第4.3條，公路級車道荷載均布標準值為，集中荷載標準值：當計算跨徑小于5m時，；當計算跨徑等于或大于50m，。本例計算跨徑為19.6m 計算剪力時，計算跨中、截面荷載效應標準值 兩列車布載控制設計，橫向折減系數，A為內力影響線面積，為內力影響線豎標值。跨中、

11、支點截面汽車荷載內力影響線跨中、支點截面公路級荷載產生的內力表4-2截面板號荷載橫向分布系數彎矩影響線不計沖擊力=1計沖擊力=1.274剪力影響線不計沖擊力=1計沖擊力=1.274跨中邊跨0.33448.024.9558.57711.624.90.564.9582.74中跨0.325543.52692.4463.2080.51邊跨0.33436.023.675418.95533.745.510.7590.67115.89中跨0.325407.66519.3688.52112.77支點邊跨0.3345.510.5181.11230.734.29中跨0.3255.510.5180.41229.84

12、4.29支點剪力橫向分布系數采用與影響線面積相應的橫向分布系數平均值。4.2 作用效應組合 基本組合（用于結構承載能力極限狀態(tài)設計） 通規(guī)1式1）其中各分項系數的取值如下結構重要性系數，=1.1；結構自重分項系數， 1.2汽車荷載（含沖擊力）的分項系數，取1.42）基本組合計算永久作用的設計值與可變作用設計值組合表43-1、43-2永久作用的設計值與可變作用設計值組合表 表43-1（邊板）板號作用分類組合計算表達式跨中支點彎矩剪力彎矩剪力剪力邊板永久作用一期恒載847.990636.0886.53176.24二期恒載530.140397.6654.10110.181378.3901033.74

13、140.63286.421654.0701240.49168.76343.70可變作用711.6282.74533.74115.89231.98996.27115.84747.24162.25324.77使用階段2090.01115.841567.48256.52518.402915.37127.422186.50364.11735.32永久作用的設計值與可變作用設計值組合表 表43-2（中板）板號作用分類組合計算表達式跨中支點彎矩剪力彎矩剪力剪力中板永久作用一期恒載742.100556.6575.72154.23二期恒載496.530372.4550.67103.191238.630929.

14、10126.39257.421486.3601114.92151.67308.90可變作用692.4480.51519.36112.77230.07969.42112.71727.10157.88322.10使用階段1931.07112.711448.46239.16487.492701.35123.992036.23340.50694.104.2.2 作用短期效應組合(用于正常使用極限狀態(tài)設計) 永久荷載作用為標準值效應與可變作用頻遇值效應組合,其效應組合表達式為通規(guī)-1式式中 -可變作用效應的頻遇值系數: 汽車荷載（汽車荷載不計沖擊力）=0.7,溫度梯度作用1=0.8。 作用長期效應組合（

15、用于正常使用極限狀態(tài)設計）永久作用標準值效應與可變作用準永久值效應相組合，其效應組合表達式為： 通規(guī)-2式式中第j個可變作用效應的準永久值系數，汽車荷載（不計沖擊力）=0.4，溫度梯度作用=0.8；作用長期效應組合設計值,結構抗裂驗算時,其中可變作用僅考慮汽車等直接作用于構件的荷載效應。作用短期和長期效應組合計算 表44作用分類組合計算表達式跨中支點彎矩剪力彎矩剪力剪力邊板永久作用1378.3901033.74140.63286.42可變作用558.5764.95418.9590.97182.09溫度梯度效應另計391.0045.47293.2763.68127.46223.4325.9816

16、7.5836.3972.841769.3945.471327.01204.31413.881601.8225.981201.32177.02359.26中板永久作用1238.630929.10126.39257.42可變作用（不計沖擊力）543.5263.20407.6688.52180.59溫度梯度效應另計380.4644.24285.3661.96126.41217.4125.28163.0635.4172.241619.0944.241214.46188.35383.831456.0525.281092.16161.80329.664.3 截面預應力鋼束估算及幾何特性計算4.3.1A類部

17、分預應力混凝土受彎構件受拉區(qū)鋼筋面積估算1、根據預規(guī)第6.3條,A類構件正截面抗裂混凝土在作用(或荷載)短期效應組合下應符合: 預規(guī) -3 式式中 估算預應力鋼筋時，近似取毛截面積A，抗彎慣炬I，yp分別代替公式中的A0、I0、ep0。y0為截面重心軸到截面受拉邊緣（底邊）的距離，用代替；為受拉區(qū)鋼筋合力點的預應力鋼筋的應力，取控制應力的70%計： =0.70.751860=976.5。近似取。令則。2. 假定混凝土受壓區(qū)高度x位于截面頂板內，根據預規(guī)第條： 預規(guī) -1 式令 預規(guī) -2 式式中 b：截面頂寬； :截面有效高度（h-a）,此處，近似取h0=h-ap=899mm,ap 為預應力鋼

18、筋合力中心到底板的距離=61mm； c50混凝土：=22.4，； HBR鋼筋：；鋼絞線：；預應力鋼筋、普通鋼筋面積估算表 表45受力狀態(tài)估算公式邊板中板持久狀況正常使用極限狀態(tài)，需要配鋼束根，需要配鋼束根持久狀況承載能力極限狀態(tài)需要配筋根，需要配筋根，為防止板端上緣拉應力過大，部分預應力鋼筋在1/4到板端需采取分批失效措施，普通鋼筋全截面配置。 板內截面配筋 表46板號跨中支點邊板=19234761，2363895，2085895，1390897中板=18104761，2224895，1946895，1390897表中：受拉區(qū)普通鋼筋、預應力鋼筋截面積；受拉區(qū)普通鋼筋、預應力鋼筋合力點到受拉邊緣的距離；截面有效高度，截面有效高度 換算截面幾何特性計算注：截面配筋示意圖單位mm 換算截面幾何特性 表47板號截面板頂計算寬度換算截面面積矩邊板跨中14500.66550.078690.49230.3970.4110.66420.078500.49150.3980.412支點0.65900.077730.48840.4000.4150.084630.104140.09351中板跨中14100.62140.0759