鋼筋混凝土簡支T梁橋設(shè)計

1、頁眉湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)課程設(shè)計說明書課程名稱：道路與橋梁工程設(shè)計課程設(shè)計題目名稱：鋼筋混凝土簡支T 梁橋設(shè)計計算班級： 2009級土木工程專業(yè) 4 班姓名：陳勇學(xué)號：200941933420指導(dǎo)教師：楊敬林評定成績：教師評語：指導(dǎo)老師簽名：2011年月日頁腳頁眉目錄設(shè)計任務(wù)書·····················（1）設(shè)計資料·····&#

2、183;················（4）一、行車道板的內(nèi)力計算與組合············（5）二、主梁的荷載橫向分布系數(shù)計算···········（7）（一）、支點(diǎn)截面的橫向分布系數(shù)計算·&

3、#183;········（7）（二）、跨中截面的橫向分布系數(shù)計算··········（8）三、主梁內(nèi)力計算··················（11 ）（一）、恒載內(nèi)力計算 ·····&#

4、183;···········（11 ）（二）、活載內(nèi)力計算 ·················（13 ）（三）、荷載組合 ················&#

5、183;··（18 ）四、橫隔梁內(nèi)力計算·················（19 ）五、主梁變形驗(yàn)算··················（21 ）六、設(shè)計依據(jù)與參考文獻(xiàn)·····&

6、#183;·········（23 ）頁腳頁眉鋼筋混凝土簡支T 梁橋設(shè)計計算課程設(shè)計任務(wù)書題目 :鋼筋混凝土簡支 T 梁橋設(shè)計計算1.課程設(shè)計教學(xué)條件要求橋梁結(jié)構(gòu)課程設(shè)計是土木工程專業(yè)橋梁工程實(shí)踐環(huán)節(jié)課，通過設(shè)計進(jìn)一步鞏固橋梁結(jié)構(gòu)基本原理和基本知識， 以及橋梁構(gòu)造， 培養(yǎng)設(shè)計動手能力， 初步學(xué)會運(yùn)用橋梁設(shè)計規(guī)范，橋梁標(biāo)準(zhǔn)圖，估算工程材料數(shù)量，完成橋梁總體布置圖的技能。并為畢業(yè)設(shè)計以及今后專業(yè)工作中奠定必要基礎(chǔ)。本課程設(shè)計要求學(xué)生在一周的時間內(nèi)通過指導(dǎo)教師的指導(dǎo)，完成任務(wù)書中的全部內(nèi)容，學(xué)生通過本課程的設(shè)計

7、練習(xí)，使學(xué)生掌握鋼筋混凝土簡支T 梁設(shè)計計算的步驟和方法，學(xué)會對 T 梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力計算、汽車荷載和人群荷載內(nèi)力計算、內(nèi)力組合；在汽車和人群荷載內(nèi)力計算時，學(xué)會用桿杠原理法、偏心受壓法和G-M法求解荷載橫向分布系數(shù)。2.課程設(shè)計任務(wù)2.1 設(shè)計資料1 橋面凈寬：凈 -7或8或 9+2 × 1.0 或0.75 或 0.5m 人行道（各人按表中數(shù)據(jù)查詢）2 主梁跨徑及全長標(biāo)準(zhǔn)跨徑： lb =10或 13或 16或20.00m （墩中心距離）（各人按表中數(shù)據(jù)查詢）計算跨徑： l =9.50 或 12.50 或15.50 或 19.50m （支座中心距離）（對應(yīng)上面之?dāng)?shù)值）主梁全長： l

8、全=9.96 或12.96 或 15.96 或 19.96m （主梁預(yù)制長度）（對應(yīng)上面之?dāng)?shù)值）3 設(shè)計荷載汽車 I級；人群荷載 3.0kN/m 2或 4.0kN/m 2或 5.0kN/m 2（各人按表中數(shù)據(jù)查詢）汽車級；人群荷載 3.0kN/m 2或 4.0kN/m 2或 5.0kN/m 2（各人按表中數(shù)據(jù)查詢）4 材料 x鋼筋：主筋用級鋼筋，其他用級鋼筋?；炷粒?20 號或 25 號或 30 號（自選）5 橋面鋪裝：瀝青表面處厚 2cm （重力密度為 23KN/m 3 ）， C25 混凝土墊層厚 612cm （重力密度為 24KN/m 3 ），C30T 梁的重力密度為 25KN/m 3

9、。頁腳頁眉6 T梁簡圖如下：橫剖面縱剖面主梁截面尺寸可參考已有設(shè)計數(shù)據(jù)自己擬定（根據(jù)橋面凈寬選取翼緣寬、主梁高、梁肋寬等）2.2 、計算內(nèi)容1 行車道板的內(nèi)力計算和組合；2 計算主梁的荷載橫向分布系數(shù)頁腳頁眉用杠桿原理法求支點(diǎn)截面的橫向分布系數(shù)，用偏心壓力法求跨中截面的橫向分布系數(shù)。3 主梁內(nèi)力計算；4 橫隔梁內(nèi)力計算；5 主梁配筋；6 主梁變形驗(yàn)算。3.課程設(shè)計報告書主要內(nèi)容計算說明書包括：行車道板的內(nèi)力計算和組合；主梁的荷載橫向分布系數(shù)的計算；主梁內(nèi)力計算；橫隔梁內(nèi)力計算、配筋；主梁變形驗(yàn)算；鋼筋布置圖。4.課程設(shè)計要求（1）學(xué)生按時完成課程設(shè)計，遵守課程設(shè)計要求與紀(jì)律。（2） 學(xué)生獨(dú)立完

10、成課程設(shè)計任務(wù)。指導(dǎo)教師分時段驗(yàn)收學(xué)生完成的階段任務(wù)。（3）學(xué)生按時提交課程設(shè)計成果和打印或手寫的課程設(shè)計報告書。5.課程設(shè)計參考資料 1公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范 （ JTGD60-2004 ）.人民交通出版社， 2004 2公路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范(JTG D60-2004 ）.人民交通出版社， 2004 3姚玲森，橋梁工程 .出版社：人民交通出版社， 1993 4范立礎(chǔ) ,橋梁工程（上、下冊） .出版社：人民交通出版社， 19966.設(shè)計進(jìn)度、時間安排時間：第 12 周（ 11 月 14 日11 月 18 日）第一天上午（星期一） ：布置設(shè)計任務(wù)，閱讀設(shè)計任務(wù)書、指導(dǎo)書及設(shè)

11、計例題，復(fù)習(xí)有關(guān)課程內(nèi)容。下午進(jìn)行行車道板的內(nèi)力計算；第二天上午（星期二）：計算主梁的荷載橫向分布系數(shù)；下午進(jìn)行主梁內(nèi)力計算；第三天（星期三）：橫隔梁內(nèi)力計算；第四至五天（星期四、星期五） ：主梁配筋和主梁變形驗(yàn)算，并繪制主梁配筋施工圖，最后提交設(shè)計成果。頁腳頁眉橋梁工程課程設(shè)計設(shè)計資料1 橋面凈寬凈-9+2 × 0.75m 人行道2 主梁跨徑及全長標(biāo)準(zhǔn)跨徑lb=16.00m （墩中心距離）計算跨徑l=15.50m （支座中心距離）主梁全長l全= 15.96m （主梁預(yù)制長度）3 設(shè)計荷載汽車級；人群荷載 5.0kN/m 2。4 材料 x鋼 筋：主筋用級鋼筋，其他用級鋼筋。混凝土：

12、25號5 橋面鋪裝：瀝青表面處治厚 2cm （重力密度為 23KN/m 3），C25 混凝土墊層厚 9cm （重力密度為 24KN/m 3 ），C30T 梁的重力密度為 25KN/m 3 。6 T梁簡圖如下：7590075瀝青混凝土 2cmC25混凝土墊層 9cm81.5%1.5%4010013181200200200200頁腳頁眉圖 1. 橋梁橫剖圖單位： cm0013853853853851596圖 2. 橋梁縱剖圖單位： cm20083854211600130111815圖 3.主梁斷面圖(cm)圖 4.橫梁斷面圖 (cm)一、行車道板的計算1恒載及其內(nèi)力（以縱向1m 寬的板條進(jìn)行計算）

13、每延米板上的恒載g ：瀝青混凝土面層g1：0.021.0230.46KN/mC25混凝土墊層 g2：0.091.0242.16KN/m0.080.14T梁翼板自重 g3：1.0252.75KN/m2合計： ggi5.37KN/m每米寬板條的恒載內(nèi)力031頁腳頁眉M Ag1gl0215.37 0.9122.22kN m22QAggl05.370.91 4.89kNT 梁翼板所構(gòu)成的鉸接懸臂板如圖5 所示。1鉸接8141固接189191200圖 5.行車道板構(gòu)造2汽車車輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力將車輛荷載后輪作用于鉸縫軸線上，后軸作用力為140kN ，輪壓分布寬度如圖 6 所示，車輛荷載后輪著地長度為a20

14、.20 m ，寬度 b20.60m 則a1a22H0.220.110.42mb1b22H0.620.110.82m245°4.04=1a6.03=4db1=0.82.+1l0=22d+a14=.a0=1a45°2l 0=1.82頁腳頁眉圖 6.車輪荷載計算圖荷載對于懸臂梁根部的有效分布寬度：aa1d2l00.421.41.823.64m由于這是汽車荷載局部加載在T 梁的翼緣板上，故沖擊系數(shù)取11.3作用于每米寬板條上的彎矩為M Ap12P l0b14a421400.821.33.640.914417.63kN m作用于每米寬板條上的剪力為：QAp ( 12 p1 4 02)

15、1. 33.2 5 k N4a46 43內(nèi)力組合（1）承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合計算M u d1. 2M A g1.M4 AP1.2 ( 2.22) 1.4 ( 17.63)2 7. 3 5 k N mQu d1. 2 QA g1. 4AQP1. 2 5. 3 7 1. 4 2 5 4 1. 4 4 k NM ud27.35kN m所以，行車道板的設(shè)計內(nèi)力為41.44kNQud（2）正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合計算M udM Ag0.7M AP( 2.22)0.7( 17.63) 14.56kN mQudQAg0.7QAP5.37 0.72522.87kN二、主梁的荷載橫向分布系數(shù)計算頁腳頁眉（一）

16、、計算支點(diǎn)截面的橫向分布系數(shù)（利用杠桿原理法）。7590075125200200200200125or1號梁橫向影響線P5018016.1084.1or1802號梁橫向影響線P531.10.0Por1803號梁橫向影響線531.10.0圖 7.支點(diǎn)處橫向分布系數(shù)圖單位： cm1 號梁對于汽車荷載q1 2.0+0.2mOp22 . 00.552對于人群荷載0.3 7 50.52.0mO rr2.01.4 3 82 號梁對于汽車荷載mOpq12.0+0.2 00.7725222 . 0對于人群荷載mOrr0（由于是出現(xiàn)負(fù)的，取零，出于安全考慮）頁腳頁眉3 號梁對于汽車荷載q1 2.0+0.2 0.

17、7mOp20.72522 . 0對于人群荷載mOrr0（二）、計算跨中截面的橫向分布系數(shù)（利用偏心壓力法）。當(dāng)荷載位于跨中時，此橋在跨度內(nèi)設(shè)有橫隔板，具有強(qiáng)大的橫向聯(lián)結(jié)剛性，且承重結(jié)構(gòu)的長度比為l15.51.552B5 2.0但此處仍按剛性橫梁法繪制影響線并計算橫向分布系數(shù)mcq ，本橋各根主梁的橫向截面均相等，梁數(shù) n=5, 梁間距為 2 米。5ai 2a1 2a2 2a3 2a4 2a5 2i 1220 (22.0)(22 2.0)(2 2.0)2 . 024 0 m頁腳頁眉759007512345125200200200200125橋梁橫截面50180130180車荷載輛Por60050

18、101號梁橫向影響線7086916.2.2.020.04.0.0-Por04002號梁橫向影響線45445.15004132.Por.0003號梁橫向影響線02.0圖 8. 荷載橫向分布系數(shù)圖單位： cm1 號梁11151a121(2 2.0)2n0.60nai2540i11a1a50.20nn2aii 1由 11 、 15 繪制 1梁的橫向影響線，如上圖及最不利荷載位置。進(jìn)而由11 、 15 計算橫向影響線的零點(diǎn)位置，設(shè)零點(diǎn)至1 號梁位的距離為 x,則：x4 2.0 xx 6. 0 m0.60解得：0.2零點(diǎn)位置已知后，就可以求出各類荷載相應(yīng)于各個荷載的橫向影響線豎直坐標(biāo)q 和 r 。頁腳頁

19、眉對于汽車荷載110.6 04. 22.9 1.1) 0.71mc q1q6.(6. 0220對于人群荷載mcrr11 xr0.60(6.0 0.50.375)0.6875x6.02 號梁1a1a218.00.421nnai2540.0i 11a2a518.025n50n240.0aii 1由 21 、 25 繪制 2梁的橫向影響線，如上圖及最不利荷載位置對于汽車荷載mc q2110. 46.2 4.93. 1) 0. 5552q28.(8. 00對于人群荷載mcr 2r21 xr0.4 (8.00.50.375)0.444x8.03 號梁1a1 a3131n0 0.2nai25i11a3 a

20、5135n0 0.2nai25i 1由 31 、 35 繪制 3梁的橫向影響線，如上圖及最不利荷載位置對于汽車荷載mcq 31q1(0.2 4) 0.422對于人群荷載mc r3r0. 4頁腳頁眉橫向分布系數(shù)梁號荷載位置公路 -級人群荷載跨中 mc0.710.68751支點(diǎn) mo0.551.438跨中 mc0.5550.4442支點(diǎn) mo0.7250跨中 mc0.40.43支點(diǎn) mo0.7250三、 主梁內(nèi)力計算（一）、恒載內(nèi)力的計算1.恒載集度0.080.14主梁： g1 0.18 1.32.0 0.18 25 10.86kN / m2橫隔梁：0.08 0.142.0-0.180.15 0.

21、1625對于邊主梁： g21222515.501.01kN/ m對于中主梁： g2121.012.02kN / m橋面鋪裝： g30.0290.060.125 4.72kN / m239 242頁腳頁眉欄桿和人行道：g452 52kN / m作用于邊主梁的全部恒載g 為： ggi10.861.014.72218.59kN/ m作用于中主梁的恒載強(qiáng)度為：g'10.862.024.72219.6kN / m2.恒載內(nèi)力計算邊主梁的彎矩和剪力，計算圖式如圖9 所示，則M xgl xgx xgx l x222Q xglgxg l2x22Ax0g=18.59KN/mBcMxl=15.5mxQxR

22、=gl/2圖 9. 恒載內(nèi)力計算圖式主梁恒載內(nèi)力計算表剪力 Q （kN ）彎矩 M （ kN· m）Q18.59M=015.50 144.12（151.9 ）(0)x14Q18.59(15.5 15.5 ) 108.118.5915.515.515.524M4418.724(113.9)(441.5)頁腳頁眉x1Q 0M118.59 15.52558.328(0)(588.6)注：括號（）內(nèi)值為中主梁內(nèi)力。支點(diǎn)剪力1 5 梁Q011 5. 5 1 1 8. 5 9 1 4 4. 1 k N2234梁Q011 5. 5 1 1 9. 6 1 5 1. 9 k N2（二）、荷載內(nèi)力計算1

23、均布荷載和內(nèi)力影響線面積計算均布荷載和內(nèi)力影響線面積計算表公路 -級人群影響線面積影響線圖式10.50.751 l 2L5.0 0.75 3.7530.03m 2M l / 2L/47.8758Ql / 27.875l1/23.751.94m8-1/2Q07.8753.75l =7.75m122. 公路 -級中集中荷載 PK 計算頁腳頁眉計算彎矩效應(yīng)時 PK3601800.75 18019.5 5166.5kN505計算剪力效應(yīng)時PK1.2166.5199.8kN3. 計算沖擊系數(shù)結(jié)構(gòu)跨中處的單位長度量：A0.181.3(2.00.18)0.080.140.44m 22mcG0.44251.1

24、2 kg / mg9.81主梁截面形心到T梁上緣的距離：0.11(2.00.18)(0.11/ 2)1.30.18(1.3/ 2)y0.11(2.00.18)1.30.180.4m跨中截面慣性矩：I c(2.0 0.18) 0.113(2.00.18)0.11 (0.40.11 )21220.18 1.330.18 1.3(1.30.4)20.07161m4122查表 C25 混凝土 E 取 2.8 10 10 PafEI c3.142.8 1010 0.071612mc2 15.528.74Hz2l11200. 1 7 6 7f l n0. 0 1 5 7則沖擊系數(shù)11. 367頁腳頁眉因雙

25、車道不折減，故14. 跨中彎矩 M l / 2 計算由于跨中彎矩橫向分布系數(shù)1、 5梁最大，所以只需計算1、 5梁的彎矩，計算如下：（1）對于 1# 梁和 5梁公路級汽車活載的跨中彎矩：S汽M l / 2(1)mcq1(qKPK y)1.36710.71(7.87530.03166.515.5 )4855.73kNm人群荷載的跨中彎矩：S人M l / 2mcr1 qr0.68753.7530.0377.42kNm（2）對于 2# 和 4# 梁公路級汽車活載的跨中彎矩：S汽 Ml / 2 ( 1) mc q2 (qKPK y)15.5)1.367 1 0.555 (7.875 30.03 166

26、.546 6 8 . 9 1 k Nm人群荷載的跨中彎矩：S人 M l /2 mcr 2 qr0.444 3.75 30.03 49.10kN m（3）對于 3# 梁公路級汽車活載的跨中彎矩：頁腳頁眉S汽 M l /2(1) mcq3 (qKPK y)1.36710.4(7.87530.03166.515.5)4482.10kNm人群荷載的跨中彎矩：S人M l / 2mcr 3 qr0.43.7530.0345.05kNm5. 跨中剪力 Ql / 2 計算（1）對于 1和 5# 梁公路級汽車活載的跨中剪力：S汽Ql /2(1)mcq1 (qKPK y)1.367 10.71 (7.875 1.

27、94199.8 0.5)111.79kN人群荷載的跨中剪力：S人 Ql /2 mcr1 qr0.6875 3.75 1.94 5.00kN（2）對于 2和 4# 梁公路級汽車活載的跨中剪力：S汽Ql /2(1)mcq 2 (qKPK y)1.367 10.555 (7.875 1.94 199.8 0.5)87.38kN人群荷載的跨中剪力：S人 Ql /2 mcr 2 qr0.444 3.75 1.94 3.23kN（3）對于 3# 梁頁腳頁眉公路級汽車活載的跨中剪力：S汽Ql /2 (1 ) mcq3 (qKPK y)1.367 10.4(7.875 1.94199.8 0.5)62.98k

28、N人群荷載的跨中剪力：S人M l /2mcr 3 qr0.43.751.942.91kN6.支點(diǎn)剪力 Q0 計算15.5橫向分布系數(shù)變化區(qū)段的長度a 3.85 3.9m 2附加三角形重心影響線坐標(biāo)： y 1 15.513.9 /15.5 0.9163（1）對于 1和 5# 梁公路級汽車活載的支點(diǎn)剪力：Q0 均(1)qK mcq1a( m0q1 mcq1) y23.91.36717.8750.7197750.71)0.916(0.55251.51kNQ0 集(1)m0 q1 PK y1.367 1 0.55 199.8 1 150.22kNQ0Q0 均Q0集51.51150.22201.73kN

29、人群荷載的支點(diǎn)剪力：Qm1qa ( mr0m)qy0 rcrr21 cr1r3.90.6875 3.75 7.75(1.4380.6875) 3.75 0.916225.01kN頁腳頁眉（2）對于 2和 4# 梁公路級汽車活載的支點(diǎn)剪力：Q均(1)q ma (mm) y0Kcq 220q 2cq 23.91.36717.8750.5557.75(0.7250.555)0.916249.57kNQ0集 (1)m0 q2 PK y1.36710.725 199.8 1198.02kNQ0Q0 均Q0集49.57198.02247.59kN人群荷載的支點(diǎn)剪力：Q0 rmcr 2 qra ( m0r

30、2mcr 2 )qr y20.4443.753.9(00.444)3.750.9167.759.93kN2（3）對于 3# 梁公路級汽車活載的支點(diǎn)剪力：Q0 均(1 )qK mcq 3a ( m0q 3mcq 3 ) y23.91.36717.8750.47.75(0.7250.4)0.916239.62kNQ0 集(1)m0 q3 PK y1.36710.725 199.8 1 198.02kNQ0Q0 均Q0集39.62198.02237.64kN人群荷載的支點(diǎn)剪力：頁腳頁眉aQ0 rmcr3 qr(m0r 3mcr 3 )qry20.43.757.753.9(00.4)3.750.916

31、8.95kN2（三）、 荷載組合mm0 Sud0 (Gi SGikQ 1SQ1kcQj SQjk )i 1j 2其中 rGi1.2 ， rQ 11.4 ， rQj1.4 ， ro1.0 ， c 0.8跨中彎矩組合恒載（ KN· m）活載（KN· m）組合值（KN· m）梁g汽車人群1 、 5558.26855.7377.421954.62 、 4588.59668.9150.001698.83588.59482.1045.051431.7跨中剪力組合恒載（ KN ）活載（ KN ）組合值（ KN ）梁汽車人群1、 50111.795.00162.12、 4087.

32、383.23125.9頁腳頁眉3062.982.9191.4支點(diǎn)剪力組合恒載（ KN）活載（ KN）組合值（ KN）梁汽車人群1 、 5144.1201.7325.01438.42 、 4151.9247.599.93540.03151.9237.648.95525.0四、橫隔梁內(nèi)力計算1.作用在中橫隔梁上的計算荷載：對于跨中橫隔梁的最不利荷載布置如圖10 所示。qk=7.875KN/mPk=166.5KN公路 -II 級3853853853851.000圖 10. 跨中橫隔梁受載圖單位： cm縱向一列車輪對于中橫隔梁的計算荷載為：計算彎矩時1( qkPk y)11Poq(7.8753.85

33、2 1 166.5 1) 98.41kN222頁腳頁眉Porqr3.75 3.85 2 114.44kN2計算剪力時Poq1 (7.87513.85 2 1 1.2 166.5 1) 115.06kN222繪制中橫隔梁的內(nèi)力影響線123455020020020020050Poq008177328.60.020M2-3影響線5123851721.001Poq0042.00-Q 影響線011右61.9.02024.00圖 11. 中橫隔梁內(nèi)力影響線單位： cmP=1 作用在 1梁時：頁腳頁眉M1.5d0.5d11.5dr 111210.61.52.00.40.52.011.52.00.8P=1 作

34、用在 5梁時：M1 5 1. d50d. 5r 52 50.21. 52.000.6P=1 作用在 3梁時：M131.d50d. 5r 32 30.21.52.00.20.52.00.81主梁處右截面 Q1右 剪力影響線：P=1 作用于 1梁截面的右邊時Q1 右R1即1i 右1i0.6P=1 作用于 1梁截面的左邊時Q1 右R11即1i 右1i10.4繪成的 Q1右 影響線，如上圖11 所示。3.截面內(nèi)力的計算公路 -II 級：頁腳頁眉M 2 3 (1 ) Poq1.367 98.41 (1.15 0.52) 224.66KN m剪力的計算：Q1右(1) Poq1.367 115.06 (0.60.420.290.11)223.35kN4. 內(nèi)力組合（鑒于橫隔梁的結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力甚小，計算中可略去不計）M01.4 224.66314.52KN mQ01.4