装配式钢筋混凝土简支T形 梁桥设计（上部结构）.doc

《桥梁工程概论》课程设计 第2页《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： 土木工程 学 号： 40 姓 名： 指导老师： 2012年月日目录第一章 设计任务书 31.1 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 3第二章 主梁的荷载横向分布系数计算 42.1主梁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 42.2跨中荷载横向分布系数的计算 4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： 73.2 可变作用效应 93.2.1 汽车荷载冲击系数计算： 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 154.1 主梁受力钢筋配置 154.2持久状况截面承载能力极限状态计算 174.3斜截面抗剪承载能力计算 174.4箍筋设计 214.5斜截面抗剪承载力验算 214.6 持久状况斜截面抗弯极限承载能力验算 25第五章 持久状况正常使用极限状态下裂缝宽度验算 25第六章 持久状况正常使用极限状态下的绕度验算 27第七章 设计总结。

30第一章 设计任务书1.1 基本设计资料1.1.1 跨度和桥面宽度1) 标准跨径：24.00m（墩中心距离）2) 计算跨径： 23.50m（支座中心距离）3) 主梁全长： 23.96m（主梁预制长度）4）桥面净空： 净7m（行车道）＋2×1m人行道1.1.2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1.1.3 主要材料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R2351.1.4 构造形式及截面尺寸图1 桥梁横断面和主梁纵断面图（单位：cm）如图1所示，全桥共由5片T形梁组成，单片T形梁高为1.4m，宽1.8m；桥上的横坡为双向2%，坡度由C30混凝土混凝土桥面铺装控制；设有5根横梁第二章 主梁的荷载横向分布系数计算2.1主梁荷载横向分布系数的计算2.1.1 刚性横梁法计算横向分布系数2.2跨中荷载横向分布系数的计算计算主梁的抗弯及抗扭贯性矩I:1)在主梁截面的重心位置x如图 图1，主梁抗弯及抗扭惯性矩计算图示（单位：mm）翼缘板厚按平均厚度计算，其平均板厚为 则=41.09cm2） 抗弯惯性矩I为 =8771607因为每一片T型梁的截面形式完全一样，所以：式中，n=5，=2×（3.6）m=32.4 m表1 值计算表梁号10.60.40.20-0.220.40.30.20.1030.20.20.20.20.2计算横向分布系数： 根据最不利荷载位置分别布置荷载。

布置荷载时，汽车荷载距人行道边缘距离不小于0.5m，人群荷载取3KN/m,栏杆及人行道板每延米重取6.0KN/m，人行道板重以横向分布系数的方式分配到各主梁上`图2 横向分布系数计算图式（单位：mm）从而可以各梁在不同荷载作用下的分布系数：汽车荷载：=0.5×(0.5355+0.3387+0.1900-0.0100)=0.5271 =0.5×(0.3637+0.2689+0.1926+0.095)=0.4601 =0.5×(0.2+0.2+0.2+0.2)=0.4人群荷载：=0.6448 =0.4225 =0.2×2=0.4人行道板：=0.6492-0.25=0.3992 =0.4247-0.025=03997 =0.2+0.2=0.4杠杆原理法计算梁端剪力横向分布图3 梁端剪力横向分布系数计算图式（尺寸单位：mm）汽车荷载：m=0.5×0.6475=0.3238 m=0.5×1.0=0.5 m=0.5×(0.9444+0.3333)=0.6389人群荷载：m=1.2222 m=-0.2222 m=0第三章 主梁的内力计算3.1 永久作用效应3.1.1 永久荷载：假定桥面构造各部分重力平均分配给主梁承担，则永久荷载计算结果如下表所示表2 钢筋混凝土T形梁永久荷载计算表构建名构件尺寸（cm）单位长度体积重度每米延重主梁0.46262511.565横隔梁中梁0.07253251.8132边梁0.03626250.9066前面铺装沥青混凝土（3cm）0.054231.2420混凝土垫层(9.5cm)0.171254.27505.5170栏杆及人行道6人行道重力按人行道板横向分布系数分配至各梁的板重为：由于横向分布系数均相同，，则各梁的永久荷载汇总结果见表3梁号主梁横隔梁栏杆及人行道桥面铺装层总计1（5）11.5650.7722.45.57520.2542（4）11.5651.5452.45.57519.482311.5651.5452.45.57519.4822) 永久作用效应值计算 A)影响线面积计算见表表4 影响线面积计算表项目计算面积影响线面积=69.03=51.77(=2.938)梁号 1(5)20.25469.031398.133620.25451.771048.549620.25411.75237.98452(4)19.48269.031344.842519.48251.771005.373419.48211.75228.9135319.48269.031344.842419.48251.771008.583119.48211.75228.9135 永久作用效应计算表 3.2 可变作用效应3.2.1 汽车荷载冲击系数计算：结构的冲击系数和结构的基频f相关，计算公式为 由于1.5Hz,那么：由此可得：1+=1+0.247=1.2473.2.2 公路-Ⅱ级均布荷载=10.5×0.75KN/m=7.875KN/m计算弯矩时：P=×0.75KN/m =190.5KN/m 计算剪力时：P=190.5×1.2=228.6KN/m 按最不利方式布载可计算车道恒载影响线面积，计算过程如表，其中的影响线面积取半跨布载方式为最不利，表5 公路-Ⅱ级车道荷载及其影响线面积计算表项目顶点位置qPl/2处7.875190.569.03l/4处7.875190.551.77l/2处7.875228.62.938支点处7.875228.611.75每延米人群荷载：q=3×1KN/m=3KN/m3.2.3 可变作用弯矩效应计算弯矩计算公式：，由于只能布置两车道，则车道荷载横向折减系数为1，荷载横向分布系数沿主梁纵向均匀变化，因此沿主梁的纵向相同。

表6 公路-Ⅱ级车道荷载产生的弯矩计算表梁号内力1+qPyM10.52711.2477.87569.03190.55.8751092.9470.527151.774.40625819.697420.460169.035.875954.02190.460151.774.40625715.505230.469.035.875829.40400.451.774.40625622.0432表7 人群荷载产生的弯矩计算表梁号内力qM10.6448369.03133.53160.644851.77100.143920.422569.0387.49550.422551.7766.084430.469.0382.8360.451.7762.124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： 基本组合公式如下： （） 表8 弯矩基本组合计算表梁号内力永久荷载人群荷载汽车荷载弯矩组合值11398.1336133.53161092.9473357.44151048.5496100.1439819.69742517.997021344.842587.4955954.02193047.43661005.373466.0844715.50521203.169931344.842482.836829.40402867.75281008.583162.124622.04322150.73463.2.4 可变作用剪力效应计算在进行可变作用的剪力计算时，应计入横向分布系数沿主梁纵向桥跨方向的影响。

通常按如下方法处理：先按跨中的由等代荷载计算跨中剪力效应;再用支点剪力荷载分布系数并考虑支点至l/4为直线变化来计算剪力效应1） 跨中截面剪力的计算公式为：表9 公路-Ⅱ级车道荷载产生的跨中剪力计算表梁号。