装配式钢筋混凝土简支T形梁桥12号.doc

《桥梁工程概论》课程设计题 目：装配式钢筋混凝土简支T形梁桥设计（上部结构）专业班级： 10级土木工程10班学 号：12号姓 名： 指导老师：目录第一章 设计任务书1.1 基本设计资料 31.1.1 跨度和桥面宽度 31.1.2技术标准 31.1.3 主要材料 31.1.4 构造形式及截面尺寸 4第二章 主梁的荷载横向分布系数计算 42.1荷载横向分布系数的计算 42.1.1 刚性横梁法计算横向分布系数 42.1.2 杠杆原理法计算梁端剪力横向分布系数 6第三章 主梁的内力计算 73.1 永久作用效应 73.1.1 永久荷载： 83.1.2 永久作用效应计算 93.2 可变作用效应 93.2.1 汽车荷载冲击系数计算： 93.2.2 公路-Ⅱ级均布荷载q 93.2.3 可变作用弯矩效应计算 103.2.4 可变作用剪力效应计算 11第四章 主梁截面设计、配筋及验算 164.1 主梁受力钢筋配置 164.2截面抗弯承载力验算 184.3斜截面弯起钢筋箍筋的配筋及验算 184.3.1斜截面抗剪承载力计算 184.3.2弯起钢筋设计 194.3.3箍筋设计 204.3.4 斜截面抗剪验算 22第六章 设计总结 23附 录 设计人简介………………………………………………………..............25 第一章 设计任务书一、设计资料1、桥面净宽：7（车行道）+2×1.0（人行道）=9m2、主梁跨径和全长标准跨径：Lb=20+12×0.1=21.2m（墩中心距离）。

计算跨径：L=19.50+12×0.1=20.7m（支座中心距离）预制长度：L’=19.96+12×0.1=21.16m（主梁预制长度）3、 技术标准1) 设计荷载标准：公路－Ⅱ级，人行道和栏杆自重线密度按单侧6kN/m计算，人群荷载3kN/m22) 环境标准：Ⅰ类环境3) 设计安全等级：二级4、 材料1) 混凝土：混凝土简支T梁及横梁采用C40混凝土；桥面铺装上层采用0.03m沥青混凝土，下层为0.06～0.13m的C30混凝土，沥青混凝土重度按23kN/m3,混凝土重度按25kN/m3计2) 钢筋：主筋用HRB335，其它用HPB2355、结构尺寸1821162088522522522522横隔梁5根，肋宽18cm桥梁纵向布置图（单位：cm）1801801801801001007002%10桥梁横断面图（单位：cm）180140110101618T型梁尺寸图（单位：cm）6、计算方法：极限状态法7、设计依据(1) 《公路桥涵设计通用规范》（JTG –D60-2004）2) 《公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG –D60-2004）二、行车道板的计算(一)计算模式行车道板按照两端固定中间铰接的板来计算(二)荷载及其效应1．每米延板上的恒载g桥面铺装：T梁翼缘板自重：每米跨宽板恒载合计：2．永久荷载产生的效应弯矩：剪力：3．可变荷载产生的效应以重车后轮作用于绞缝轴线上为最不利布置，此时两边的悬臂板各承受一半的车轮荷载根据《公路桥涵设计通用规范》4.3.1条后轮着地宽度及长度为： 顺行车方向轮压分布宽度：垂直行车方向轮压分布宽度：荷载作用于悬臂根部的有效分布宽度：单轮时：根据《公路桥涵设计通用规范》4.3.2条，局部加载冲击系数：作用于每米宽板条上的弯矩为：单个车轮时：取最大值：作用于每米宽板条上的剪力为：4．基本组合根据《公路桥涵设计通用规范》4.1.6条恒+汽：故行车道板的设计作用效应为： (三)截面设计、配筋与强度验算1.界面设计与配筋悬臂板根部高度，净保护层。

若选用钢筋，则有效高度为：根据《公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》5.2.2条： 即：化简： 解得：验算：根据《公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》5.2.2条： 即：需要的间距为：，取此时 即桥面板布置间距为的钢筋根据《公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》5.2.9条，抗剪截面应符合： 满足规范要求根据《公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》5.2.10条故不需要进行斜截面抗剪承载力计算，仅按构造要求配置箍筋板内分布钢筋用，间距取25cm2.承载能力验算由可得：承载能力满足要求三、主梁的计算(一)主梁的荷载横向分布系数1．跨中弯矩横向分布系数(根据偏心受压法计算，考虑主梁抗扭刚度修正)(1)主梁的抗弯惯矩及抗扭惯矩平均板厚：主梁截面的重心距顶缘距离T形截面抗扭惯矩近似等于各个矩形截面抗扭惯矩之和：顶板：，查表得腹板：，查表得(2)抗扭修正系数根据《公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》3.1.6条， (3)各主梁横向分布系数1号主梁的横向影响线 具体见下图1号主梁横向影响线同理可求得2号主梁和3号主梁的影响线，由于结构对称，4号主梁的影响线与2号主梁影响线对称，5号主梁的影响线与1号主梁影响线对称.2号主梁横向影响线3号主梁横向影响线对1、2、3号主梁进行最不利加载以求得横向分布系数，加载的位置见下图1号主梁最不利加载2号主梁最不利加载3号两的横向影响线为直线，可直接计算对于公路II级1号主梁的横向分布系数：2号主梁的横向分布系数：3号主梁的横向分布系数：对于人群1号主梁的横向分布系数：2号主梁的横向分布系数：3号主梁的横向分布系数：对于人行道板和栏杆:1号主梁的横向分布系数：2号主梁的横向分布系数：3号主梁的横向分布系数：2．梁端剪力横向分布系数(根据杠杆法计算)1号主梁加载2号主梁加载3号主梁加载对于公路II级1号主梁的横向分布系数：2号主梁的横向分布系数：3号主梁的横向分布系数：对于人群:1号主梁的横向分布系数：2号主梁的横向分布系数：3号主梁的横向分布系数：(二)作用效应计算1．永久作用效应(1)永久荷载假定桥面构造各部分重力平均分配给主梁承担主梁：横隔板：中梁：0.5×（1.06+1.12）×0.8×2×0.15×25×5÷20.7=1.65边梁：0.5×（1.06+1.12）×0.8×0.15×25×5÷20.7=0.79桥面铺装：人行道板及栏杆按照5.5kN/m计算，根据横向分布系数分摊至各主梁的荷载为：1号主梁：2号主梁：3号主梁：各梁的永久荷载为：1号主梁：2号主梁：12.2+1.65+4.32+2.21=20.38 KN/m3号主梁：12.2+1.65+4.32+2.2=20.37 KN/m(2)永久作用效应计算1号主梁跨中弯矩：M =×19.52×20.7=1045.52KNm支点剪力：Q =×19.52×20.7=202.03KN2号主梁跨中弯矩：M =×20.38×20.7=1091.58KNm支点剪力：Q =×20.38×20.7=210.93KN3号主梁跨中弯矩：M =×20.37×20.7= 1091.04KNm支点剪力：Q =×20.37×20.7=210.83KN2．可变作用效应(1)汽车荷载冲击系数取冲击系数(2)可变作用产生的弯矩a．公路II级根据《公路桥涵设计通用规范》4.3.1条规定，公路II级车道荷载按照公路I级车道荷载的0.75倍采用，即均布荷载，各主梁的跨中弯矩：1号主梁：M=0.508×（1+0.3）×（×7.875×20.7+×195×20.7）=944.98KNm2号主梁：M=0.452×（1+0.3）×（×7.875×20.7+×195×20.7）= 646.77KNm3号主梁：M=0.4×（1+0.3）×（×7.875×20.7+×195×20.7）=572.37KNm b．人群荷载人群荷载：各主梁的跨中弯矩：1号主梁：M=0.592× ×3.5×20.7=110.98KNm2号主梁：M=0.397× ×3.5×20.7=74.42KNm 3号主梁：M=0.4× ×3.5×20.7=74.99 KNmc．弯矩基本组合根据《公路桥涵设计通用规范》4.1.6条规定，永久作用设计值效应与可变作用设计值效应的分项系数为：永久荷载作用分项系数：汽车荷载作用分项系数：人群荷载作用分项系数：结构重要性系数：组合系数：各主梁的弯矩基本组合：1号主梁：M=1.0×(1.2×1045.52+1.4×944.98+0.8×1.4×110.98)=2703.09KNm2号主梁：M=1.0×(1.2×1091.58+1.4×646.77+0.8×1.4×74.42)=2298.72KNm3号主梁：M=1.0×(1.2×1091.04+1.4×572.37+0.8×1.4×74.99)=2194.55KNm(3) 可变作用产生的跨中剪力按照跨中的横向分布系数来计算跨中的剪力，横向分布系数沿桥跨没有变化，计算剪力时，根据《公路桥涵设计通用规范》4.3.1条规定，集中荷载标注值需乘以1.2的系数，即a．公路II级各主梁的跨中剪力：1号主梁： Q=0.508×(1+0.3)×(×7.875×20.7×+)=90.73KN2号主梁：Q=0.452×(1+0.3)×(×7.875×20.7×+)=80.72KN3号主梁：Q=0.4×(1+0.3)×(×7.875×20.7×+)=71.44KNb．人群荷载各主梁的跨中剪力：1号主梁：Q=0.592××3.5×20.7×=5.36KN2号主梁：Q=0.397××3.5×20.7×=3.595KN3号主梁：Q=0.4××3.5×20.7×= 3.62KNc．跨中剪力基本组合各主梁的跨中剪力基本组合：1号主梁：Q=1.0 ×(1.4×90.73+0.8 ×1.4×5.36)=133.03KN2号主梁：Q=1.0 ×(1.4×80.72+0.8 ×1.4×3.595)=117.03KN3号主梁：Q=1.0 ×(1.4×71.44+0.8 ×1.4×3.62)=104.04KN(4) 可变作用产生的支点剪力计算支点剪力时荷载横向分布系数是沿桥跨变化的，支点处的横向分布系数由杠杆法求得，第一道横隔板采用跨中的横向分布系数，支点到第一道横隔板处采用线性变化。

根据前面的计算结果，公路II级和人群荷载相对应的1、2、3号主梁的横向分布系数沿跨长的变化见下图：公路II级人群荷载a．公路II级各主梁的支点剪力：1号主梁：Q=(1+0.3)×(7.875×20。