3×25m装配式钢筋混凝土简支T梁设计计算书_2011毕业设计

1、代做毕业设计 扣扣 410094322 329885630 i 致谢 毕业设计是每位大学生在校园的最后一次学习机会，也是对自己四年来学习的检验。经 过三个月的毕业设计让我懂得了许多以前不曾了解的内容。每一步设计都是我了解桥梁的过 程，也是我逐渐成长的过程。毕业设计把学习和即将参与的工作联系在一起，让我提前体会 到将来工作的艰辛。 特别感谢老师对我的指导和帮助，她认真负责的教学态度使我进一步了解桥梁设计，扩 大了我的知识面。培养了我具有独立发现问题、提出问题和解决问题的能力，让我养成了脚 踏实地、勇于攀登的精神和严谨的学风。最后要感谢同组各位同学给我的帮助。 希望有需要的同学可以联系我们工作室，

2、设计中不懂的也可以咨询我们。 代做毕业设计 扣扣 410094322 329885630 ii 目录目录 摘 要.iii abstract.iv 第一章第一章设计内容及构造布置设计内容及构造布置.1 1.1 设计内容设计内容.1 1.1.1 设计标准.1 1.1.2 设计资料.1 1.1.3 设计依据.1 1.2 设计方案比选设计方案比选.1 1.2.1 桥梁设计原则.1 1.2.2 桥型综合比较.2 1.3 横截面布置横截面布置.3 1.3.1 主梁间距与主梁片.3 1.3.2 主梁截面主要尺寸拟定.3 1.4 横隔梁的设置横隔梁的设置.4 第二章第二章主梁内力计算主梁内力计算.5 2.1

3、主梁跨中荷载横向分布系数计算主梁跨中荷载横向分布系数计算.5 2.1.1 跨中荷载横向分布系数.5 2.2 支点剪力横向分布系数计算支点剪力横向分布系数计算.10 2.3 作用效应计算作用效应计算.11 2.3.1 永久作用效应.11 2.3.2 可变作用效应计算.13 2.3.3 内力效应组合.20 第三章第三章 持久状况承载能力极限状态下配筋与验算持久状况承载能力极限状态下配筋与验算.22 3.1 配置主梁受力钢筋配置主梁受力钢筋.22 3.1.1 配置主筋.22 3.1.2 持久状况截面承载能力极限状态计算.24 3.1.3 根据斜截面抗剪承载力计进行斜筋配置.25 3.1.4 箍筋配置

4、.28 3.23.2 斜截面抗剪承载能力验算斜截面抗剪承载能力验算.29 3.3 持久状况正常使用极限状态下裂缝宽度验算持久状况正常使用极限状态下裂缝宽度验算.32 3.4 持久状况正常使用极限状态下挠度验算持久状况正常使用极限状态下挠度验算.34 第四章第四章 横隔梁的计算横隔梁的计算.37 4.1 横隔梁的内力计算横隔梁的内力计算.37 4.1.1 确定作用在中横隔梁上的计算荷载.37 代做毕业设计 扣扣 410094322 329885630 iii 4.2 横隔梁截面配筋计算与验算横隔梁截面配筋计算与验算.40 4.2.1 正弯矩配筋.40 4.2.2负弯矩配筋.41 第五章第五章 行

5、车道板的计算行车道板的计算.43 5.1 计算图示计算图示.43 5.2 永久荷载及其效应永久荷载及其效应.43 5.2.1 每延米板上的恒载 g.43 5.2.3 可变荷载产生的效应.43 5.2.4 基本组合.45 主要参考资料主要参考资料.46 致谢.47 代做毕业设计 扣扣 410094322 329885630 iv 3325m 装配式钢筋混凝土简支装配式钢筋混凝土简支 t 梁设计计算梁设计计算 摘 要 本设计是根据设计任务书的要求和公路桥规的规定,对桥进行方案比选和设计的。对该桥的设计， 本着“安全、经济、美观、实用”的八字原则，本设计提出三种不同的桥型方案进行比较和选择：方案 一

6、为拱桥，方案二为预制混凝土简支 t 梁桥 ，方案三是 t 型刚构桥。经由以上的八字原则以及设计施 工等多方面考虑、比较确定预制混凝土简支 t 型梁桥为推荐方案。 在设计中，桥梁上部结构的计算着重分析了桥梁在使用工程中恒载以及活载的作用力，采用整体的 体积以及自重系数，荷载集度进行恒载内力的计算。运用杠杆原理法、偏心压力法求出活载横向分布系 数，并运用最大荷载法法进行活载的加载。进行了梁的配筋计算，还有使用阶段主梁截面的强度和变形 验算。 关键词关键词：简支梁桥、横向分布系数、杠杆原理、偏心压力 代做毕业设计 扣扣 410094322 329885630 iv the design and ca

7、lculation of fantang bridge -the design of a t section prefabricated reinforced concrete beam with simply supported bridge in 25m span specialty:civil engineering 063 number:7011506072 name:guo huirong teachers:jia qiaoyan abstract this is a partial struct design of a bridge, according to designing

8、assignment and the standard of road and bridge. for the purpose of make the type of the bridge corresponding with the ambience and cost saving, this paper provides three different types of bridge for selection: the first one is double cantilever half through no-thrust arch bridge; the second one is

9、prefabricated simple supported concrete t beam bridge;the third is t rigid frame bridge. after the comparisons of economy, appearance, characteristic under the strength and effect, the second one is selected. in the design,the calculation of the top structure emphasized analysing function owing to p

10、ermannat and changable load of beam bridge in using enginnering through adopting numerical value 0f volume , numerical value and average load ,then carry through calculating internal force.the next step was to gain changeable load transversal live-load distribution factor adopting the theory known a

11、s the lever law and the eccentric compression method .when puting on changable load ,it follows maximal load method.in the end,it was to work on equip the reinforcing steel bar ,besides in normal using state the intensity and transfiguration of main section were checked. keywords: simple supported b

12、eam bridge 、transversal live-load distribution factor、theory known as the lever law、the eccentric compression method。 代做毕业设计 扣扣 410094322 329885630 1 第一章第一章 设计内容及构造布置设计内容及构造布置 1.1 设计内容设计内容 1.1.1 设计标准 桥梁全长：80m 标准跨径：25m 计算跨径：24.3m 主梁全长：24.96m 设计车速：40km/h 桥面宽度（桥面净空）：净 7m（行车道）+20.75m（人行道） 设计荷载：公路ii 级 1.

13、1.2 设计资料 1、上部结构 普通受力钢筋：采用 r235 钢筋、hrb335 钢筋； 混凝土：预制 t 梁、横隔梁、湿接缝及桥面现浇混凝土均用 c30，桥面铺装采用沥青 混凝土； 2、水文条件：水位随季节变化，不通航； 3、其它：设计洪水频率：1/10，地震峰值加速度：0.05g 1.1.3 设计依据 1、 公路桥涵设计通用规范 （jtg d602004） 2、 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （jtg d622004） 3、 公路桥涵设计手册 （桥梁上册） （人民交通出版社 2004.3） 1.2 设计方案比选设计方案比选 1.2.1 桥梁设计原则 1、适用性 桥上应保证车辆和

14、人群的安全畅通，并应满足将来交通量增长的需要。桥下应满足泄 洪、安全通航或通车等要求。建成的桥梁应保证使用年限，并便于检查和维修1。 2、舒适与安全性 现代桥梁设计越来越强调舒适度，要控制桥梁的竖向与横向振幅，避免车辆在桥上振 动与冲击。整个桥跨结构及各部分构件，在制造、运输、安装和使用过程中应具有足够的 强度、刚度、稳定性和耐久性。 3、经济性 设计的经济性一般应占首位。经济性应综合考虑到发展远景及将来的养护和维修等费 代做毕业设计 扣扣 410094322 329885630 2 用。 4、先进性 桥梁设计应体现现代桥梁建设的新技术。应便于制造和架设，应尽量采用先进工 艺技术和施工机械、设

15、备，以利于减少劳动强度，加快施工进度，保证工程质量和施 工安全。 5、美观 一座桥梁，尤其是坐落于城市上的桥梁应具有优美的外形，应与周围的景致相协调。 合理的结构布局和轮廓是美观的主要因素，决不应把美观片面的理解为豪华的装饰。 1.2.2 桥型综合比较 1、拱桥 拱桥的静力特点是，在竖直力作用下，拱的两端不仅有竖直反力，而且还有水平反力。 由于水平反力的作用，拱的弯矩大大减少。如在均布荷载的作用下，简直梁的跨中弯矩q 为，全梁的弯矩图呈抛物线形，而拱轴为抛物线形的三铰拱的任何截面弯矩均为零， 2 /8ql 拱只受轴向压力。设计合理的拱轴，主要承受压力，弯矩、剪力均较小，故拱的跨越能力 比梁大得

16、多2。由于拱是主要承受压力的结构，因而可以充分利用抗拉性能较差、抗压性 能较好的石料，混凝土等来建造。石拱对石料的要求较高，石料加工、开采与砌筑费工， 现在已很少采用。 由墩、台承受水平推力的推力拱桥，要求支撑拱的墩台和地基必须承受拱端的强大推 力，因而修建推力拱桥要求有良好的地基。对于多跨连续拱桥，为防止其中一跨破坏而影 响全桥，还要采取特殊的措施，或设置单向推力墩以承受不平衡的推力。 2、装配式钢筋混凝土简支 t 梁 梁式桥是指其结构在垂直荷载的作用下，其支座仅产生垂直反力，而无水平推力的桥 梁。预应力混凝土梁式桥受力明确，理论计算较简单，设计和施工的方法日臻完善和成熟。 预应力混凝土梁式

17、桥具有以下主要特征： a.混凝土材料以砂、石为主，可就地取材，成本较低 b.结构造型灵活，可模性好，可根据使用要求浇铸成各种形状的结构 c.结构的耐久性和耐火性较好，建成后维修费用较少 d.结构的整体性好，刚度较大，变性较小 e.可采用预制方式建造，将桥梁的构件标准化，进而实现工业化生产 f.结构自重较大，自重耗掉大部分材料的强度，因而大大限制其跨越能力 g.预应力混凝土梁式桥可有效利用高强度材料，并明显降低自重所占全部设计荷载的 比重，既节省材料、增大其跨越能力，又提高其抗裂和抗疲劳的能力 h.预应力混凝土梁式桥所采用的预应力技术为桥梁装配式结构提供了最有效的拼装手 代做毕业设计 扣扣 41

18、0094322 329885630 3 段，通过施加纵向、横向预应力，使装配式结构集成整体，进一步扩大了装配式结构的应 用范围。 3、t 型刚构桥 t 型刚构桥具有柱墩无支座、施工物体系转换、带挂孔 t 构为静定结构等优点。同时 也具有伸缩缝多，行车不舒服，跨中可能产生较大挠度，顺桥向抗弯刚度和横桥向抗扭刚 度小，不利于悬臂施工的横向抗风要求的缺点。 根据以上比选，最后决定选用预制混凝土 t 梁桥。 1.3 横截面布置横截面布置 1.3.1 主梁间距与主梁片 根据主梁间距的范围为 1.5m2.2m，综合考虑桥梁设计各方面的要求，主梁翼板宽度设 计为 1.7m，人行道 0.75m。主梁由五片 t

19、 梁构成。 1.3.2 主梁截面主要尺寸拟定 1、主梁高度 钢筋混凝土简支梁桥的主梁高度与其计算跨径之比约在 1/111/18 之间。当建筑高度不 受限制时，增大梁高往往是较经济的方案，因为增大梁高可以节省钢筋用量，同时梁高加大 一般只是腹板加高，而混凝土增加的用量不多。综上所述，本设计中取用 1.5m 的主梁高度 是比较合适的。 2、主梁截面细部尺寸 t 梁翼板的厚度主要取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求，还应考虑能否满足主梁 受弯时上翼板抗压强度的要求。本设计预制 t 梁的翼板厚度取用 12cm，翼板根部加厚到 16cm 以抵抗翼缘根部较大的弯矩，腹板厚度取为 20cm。 如图 11 所示

20、，全桥共由 5 片 t 型梁组成，跨中单片 t 型梁高为 1.5m，宽 1.4m；边 主梁是有单片 t 型梁高为 1.5m，靠桥外侧的翼缘板长为 85cm，靠桥内侧的翼缘板长为 70cm；湿接缝设为 30cm；桥上横坡为双向 1.5%，坡度由 c20 混凝土桥面铺装控制。 3、计算截面几何特征 将主梁跨中截面划分成三个规则图形的小单元，截面几何特征性列表计算见表 1-1 代做毕业设计 扣扣 410094322 329885630 4 跨中截面几何特性计算表跨中截面几何特性计算表 表表 1-1 分块 面积 ai (cm2) 分块面 积 形心至 上缘距 离 yi （cm） 分块面积 对上缘 静距

21、si=aiyi (cm3) 分块面积 的自身惯 性矩 ii (cm4) di=ys-yi (cm) 分块面积对 截面形心的 惯性矩 ix=aidi2 (cm4) i=ii+ix (cm4) (1)(2) (3)=(1) (2) (4)(5) (6)=(1) (5)2 (7)=(4)+(6) 分块 名称 大毛截面 翼板2040612240491300041.423499857.468412857.46 三角承托24013.3319264034.12279401.86280041.86 腹板2760812235604380120-33.583112221.267492341.26 50402389

22、92 16185240.5 8 注： 大毛截面形心至上缘距离; cm a s y i i s 42.47 5040 238992 yb=15047.42=102.58cm.。 4、 检验截面效率指标（希望在 0.5 以上） 上核心距：cm31.31 47.42)-501 (5040 816185240.5 k x s ay i 下核心距： cm722.67 42.475040 816185240.5 s x ay i k 截面效率指标： 0.566 . 0 150 722.6731.31ks h kx 表明以上初拟的主梁跨中截面尺寸是合理的。 1.4 横隔梁的设置横隔梁的设置 主梁在荷载作用位

23、置的弯矩横向分布，在当该位置有横隔梁时比较均匀，否则主梁弯 矩较大。为减小对主梁设计起主要控制作用的跨中弯矩，在跨中位置设置一道中横隔梁； 当跨度较大时，还应在其他位置设置较多的横隔梁。本设计在桥跨中点、四分点和支点处 共设置五道横隔梁，其间距为 6.075m。横隔梁的高度范围为 0.70.9 的主梁高度，取为 代做毕业设计 扣扣 410094322 329885630 5 120cm。横隔梁的厚度上部为 16cm，下部 15cm。详见图 1-1 所示。 图 11 桥梁横断面和主梁纵断面图（单位：cm） 第二章第二章 主梁内力计算主梁内力计算 2.1 主梁跨中荷载横向分布系数计算主梁跨中荷载横

24、向分布系数计算 2.1.1 跨中荷载横向分布系数 本题桥跨内设有五道横隔梁，具有可靠的横向联系，且承重结构的宽跨比为： ，故可以按偏心压力法来绘制横向影响线和计算横向分布系数5 . 0350 . 0 3 .24/5 . 8/lb c m。 1、 计算主梁的抗弯及抗扭惯性矩i和 t i 翼缘板厚按平均厚度计算，其平均板厚为 cmh14)1612( 2 1 1 则， 代做毕业设计 扣扣 410094322 329885630 6 cmx42.47 4 2 20140 20)12150(4)20140( 612170)12 2 12150 (20)12150( 3 . 134)20140( 2 1

25、2、 抗弯惯性矩i为 3 2 3 4 2 20140 12 1 2 2 12 42.471217012170 12 1 i 232 8142.4720)12150(1215020 12 1 3 . 1342.474 2 20140 =16185240.58 4 cm 图 21 主梁抗弯及抗扭惯性矩计算图式（单位：cm） 对于 t 形梁截面，抗扭惯性矩可近似按下式计算： 3 1 m tii i i icbt 其中： i b， i t相应于单个矩形的长边和短边； i c矩形截面的抗扭刚度系数，其值与/ t b有关，参看表 2-1 表表 2-1 截面抗扭刚度系数表截面抗扭刚度系数表 t/b 10.9

26、0.80.70.60.50.40.30.20.11 c 0.1410.1550.1710.1890.2090.2290.2500.2700.2910.3121/3 t i的计算过程及结果见表 22。 代做毕业设计 扣扣 410094322 329885630 7 表表 22 t 梁梁的计算过程及结果的计算过程及结果 t i 分块 名称 i b/cm i t/cm i t/ i b i c/m4 ti i 翼缘板17013.410.0790.33330.001365147 腹板136200.150.30150.00328032 0.004645467 即得 t i= 43 10645467.4m

27、 3、 计算抗扭修正系数： 2 1 1() t gil eib 式中：与主梁根数有关的系数，对应于 4，5，6，7 根主梁的分别为 1.067，1.042，1.028，1.021 e混凝土弹性模量 g混凝土剪切模量，0.43ge i主梁的截面惯性矩 l主梁计算跨径 b桥面宽度 t i主梁的截面抗扭惯性矩 代入数据，得： 2 2 1 0.43 0.00464547 24.3 1 1.042 0.1618524 8.5 0.90489 4、 按修正的偏心压力法计算横向影响线竖坐标值 2 11 iiki iknn iii ii ia a i ia i 式中： i i第i号梁的截面惯性矩 代做毕业设计

28、 扣扣 410094322 329885630 8 n主梁根数 i a第i号梁的轴线到桥面中心线之间的水平距离 k a第k号梁的轴线到桥面中心线之间的水平距离 修正的偏心压力法中的修正系数 当各个主梁等截面时： 5 2 1 1 i ij i i ae n a ij 表示单位荷载p=1 作用于j号梁轴上时，i号梁轴上所受的作用。带入数据计算 所得的 ij 列于表 23 内。 表表 23 横向分布影响线的竖标值横向分布影响线的竖标值 梁号 1 i 2i 3i 4i 5i 10.5620.3810.2000.019-0.162 20.3810.2910.2000.1100.019 30.20.20.

29、2000.20.2 5、 计算荷载横向分布系数： 绘制横向分布影响线图（见图 23） ，然后求横向分布系数。 根据最不利荷载位置分别进行布载。布载时，汽车荷载距人行道边缘距离不小于 0.5m，人群荷载取为 2 3/kn m，栏杆及人行道板每延米重取为。4/kn m 代做毕业设计 扣扣 410094322 329885630 9 图 23 横向分布系数计算图式（单位：cm） 各梁的横向分布系数： # 1梁： 汽车荷载：=0.5190023 . 0 189 . 0 328 . 0 519. 0 2 1 cq m 人群荷载：613 . 0 rcr m 梁： # 2 汽车荷载：=0.4545099 .

30、 0 195. 0264 . 0 351 . 0 2 1 cq m 人群荷载：0.406 cr m 梁： # 3 代做毕业设计 扣扣 410094322 329885630 10 汽车荷载： cq m4 . 02 . 02 . 02 . 02 . 0 2 1 人群荷载： cr m4 . 022 . 0 2.2 支点剪力横向分布系数计算支点剪力横向分布系数计算 支点剪力横向分布系数计算图式见图 24。 图 24 支点剪力横向分布系数计算图式（单位：cm） 梁： # 1 代做毕业设计 扣扣 410094322 329885630 11 汽车荷载：38235 . 0 7647. 0 2 1 oq m

31、 人群荷载： 1.2794= or m ：梁 # 2 汽车荷载：5000 . 0 0000. 1 2 1 oq m 人群荷载：0 or m ：梁 # 3 汽车荷载：6177. 02941 . 0 9412. 0 2 1 oq m 人群荷载：0000 . 0 or m 2.3 作用效应计算作用效应计算 2.3.1 永久作用效应 1、永久荷载： 混凝土公路桥梁的结构自重，往往占全部设计荷载很大的比重，梁的跨径愈大，结构 自重所占的比重也愈大。 在计算结构自重内力时，为简化起见，往往将横梁、铺装层、人行道和栏杆等重量均 匀分摊给各主梁承受。因此，对于等截面横梁的主梁，其计算结构自重是简单的均布荷载。

32、 永久荷载计算结果见表 24。 表表 24 钢筋混凝土钢筋混凝土 t 形梁桥永久荷载计算表形梁桥永久荷载计算表 代做毕业设计 扣扣 410094322 329885630 12 第 一 期 mkng/ 7 . 11252 . 04 . 1 2 12 . 0 16 . 0 5 . 12 . 0 1 主 梁第 二 期 mkng/9 . 02512. 015 . 0 2 2 12.6kn/m 第一 期 3 0.160.121.40.20.150.16 1.32 222 g 5 25/ 24.30.5071/kn m 边 梁 第二 期 mkng/1579 . 0 3 .24/255 2 16. 015

33、 . 0 32. 115. 0 4 0.665kn/m横 隔 梁 中 梁 mkng/3299 . 1 66497 . 0 2 5 桥 面 铺 装 mkng/732 . 4 5/24712 . 0 06 . 0 2 1 2371 . 0 6 栏 杆 人 行 道 7 4 2/51.6/gkn m 各梁的永久荷载汇总结果见表 25。 表表 25 各梁的永久荷载值各梁的永久荷载值 （单位：（单位：/kn m） 梁号主梁横隔梁栏杆人行道桥面铺装层总计 112.60.66501.64.73219.597 212.61.32991.64.73220.262 312.61.32991.64.73220.262

34、 2、永久作用效应计算 永久作用效应计算见表 26。 表表 26 永久作用效应计算表永久作用效应计算表 代做毕业设计 扣扣 410094322 329885630 13 梁号123 /2/l mkn m 2 1 8 ql1446.451495.541495.54 /4/l mkn m 2 2 ( ) 824 qlql 1084.891121.701121.70 0/ vkn 24 qlql 238.10246.18246.18 2.3.2 可变作用效应计算 1、汽车荷载冲击系数计算：结构的冲击系数与结构的基频f有关，故应先计 算结构的基频，简支梁桥的基频简化计算公式为 2 2 c c ei f

35、 lm = 10 2 3.25 100.16185241 2 24.31284.404 ；5.4904hz 其中： l结构的计算跨径（m） ； e结构材料的弹性模量（n/m2） ； ic结构跨中截面的截面惯性矩（m4） ； mc结构跨中处的单位长度质量（kg/m）： ；mkg g g mc/404.1284 81 . 9 10 6 . 12 3 g结构跨中处延米结构重力（kn/m） ； g重力加速度，g=9.81（m/s2） 。 由于 1.5hzf14hz，故可由下式计算汽车荷载的冲击系数： 2840. 00157 . 0 ln1767. 0f 代做毕业设计 扣扣 410094322 3298

36、85630 14 2、公路ii 级均布荷载 k q、集中荷载 k p及其影响线面积计算（见表 28）： 公路ii 级车道荷载按照公路i 级车道荷载的 0.75 倍采用，均布荷载标准值 k q和集中荷载标准值 k p为 mknqk/875. 775 . 0 5 . 10 计算弯矩时， 360 180 24.351800.75192.9 505 k pkn 计算剪力时，192.9 1.2231.48 k pkn 可变作用（人群） （每延米）q人 q人=30.75=2.25kn/m 按最不利方式布载可计算车道荷载影响线面积，计算过程见表 27。其中 /2l v的 影响线面积取半跨布载方式为最不利，。

37、038 . 3 822 1 2 1 ll 表表 27 影响线面积计算表影响线面积计算表 项目计算面积影响线面积 /2l m l l/4 81.733 .24 8 1 8 1 22 l /4l m 3/16l 36.55 32 3 16 3 2 1 2 ll l /2l v l/2 l/2 0 0 v15.121 3 . 24 2 1 表表 28 公路公路ii 级车道荷载及其影响线面积计算表级车道荷载及其影响线面积计算表 项目外力作用位置 k q/knm k p/kn 代做毕业设计 扣扣 410094322 329885630 15 /2l m/2l 处7.875192.973.81 /4l m

38、/4l 处7.875192.955.36 0 v支点处7.875231.4812.15 /2l v/2l 处7.875231.483.038 3、可变作用弯矩效应计算（见表 29210） 弯矩计算公式如下： 1 ckkk mmqp y 式中 m由汽车荷载产生的弯矩或剪力标准值； （1+）汽车荷载的冲击系数； 汽车荷载横向分布系数，本设计为二车道布载控制设计，横向折减系数为 1； pk汽车车道荷载中的集中荷载标准值； qk汽车车道荷载中，每延米均布荷载标准值； 沿桥跨纵向与集中荷载位置对应的横向分布系数； c m 沿桥跨纵向与荷载位置对应的内力影响线坐标值。 k y 其中，由于只能布置两车道，故

39、横向折减系数=1.0。 计算跨中和/4l处弯矩时，可近似认为荷载横向分布系数沿跨长方向均匀变化， 故各主梁 c m值沿跨长方向相同。 表表 29 公路公路ii 级车道荷载产生的弯矩计算表级车道荷载产生的弯矩计算表 代做毕业设计 扣扣 410094322 329885630 16 梁 号 内 力 c m1 k q kn/m k p kn k y m knm /2l m0.51973.816.0751168.27 1 /4l m0.51955.364.5562876.21 /2l m0.454573.816.0751023.08 2 /4l m0.454555.364.5562767.32 /2l

40、 m0.473.816.07590040 3 /4l m0.4 1.2847.875 55.36 192.9 4.5562675.31 表表 210 人群荷载产生的弯矩人群荷载产生的弯矩 梁 号 内力 c m q人（kn/m ） m (knm) /2l m0.61373.81135.74 1 /4l m0.61355.36101.81 /2l m0.40673.8189.90 2 /4l m0.40655.3667.43 /2l m0.473.8188.57 3 /4l m0.4 2.25 55.3666.43 4、 可变作用的剪力效应计算： 在可变作用剪力效应计算时，应计入横向分布系数沿桥跨

41、方向变化的影响。 通常按如下方法处理，先按跨中的 c m由等代荷载计算跨中剪力效应；再用支点剪力荷 载横向分布系数 0 m并考虑支点至/4l为直线变化来计算支点剪力效应。 （1）跨中截面剪力 /2l v的计算 代做毕业设计 扣扣 410094322 329885630 17 1 ckkk vmqp y 跨中剪力的计算结果见表 211 和表 212。 表表 211 公路公路ii 级车道荷载产生的跨中剪力级车道荷载产生的跨中剪力 /2l v计算表计算表 梁号内力 c m1 k q kn/m k p kn k y 剪力 效应 kn 1 /2l v0.5191.2847.8750231.480.577

42、.13 2 /2l v0.45451.2847.8750231.480.567.54 3 /2l v0.41.2847.8750231.480.559.44 表表 212 人群荷载产生的跨中剪力人群荷载产生的跨中剪力 /2l v人计算表计算表 梁号内力 c m q人 kn/m 剪力效应 kn 1 /2l v人0.6132.253.0385.587 2 /2l v人0.4062.253.0383.700 3 /2l v人0.42.253.0383.646 （2）支点处截面剪力 0 v的计算 支点剪力效应横向分布系数的取值为： a支点处为按杠杆原理法求得的 0 m b /4l3 /4l段为跨中荷载

43、的横向分布系数 c m c支点到/4l及3 /4l到另一支点段在 0 m和 c m之间按照直线规律变化，如图 25、26 所示。 支点剪力效应计算： 汽车荷载作用及横向分布系数取值如图 25 所示，计算结果及过程如下： 代做毕业设计 扣扣 410094322 329885630 18 图 25 汽车荷载产生的支点剪力效应计算图式(cm) 1 梁： , 1 24.324.3 231.48 1.0 0.38247.875 0.5190.9145 24 o q v 3824 . 0 519 . 0 4 3 . 24 2 1 12 1 2 1 3824. 0519 . 0 =134.92kn/m #

44、2梁： , 2 24.324.3 231.48 1.0 0.57.875 0.45450.915(0.50.4545) 24 o q v )4545 . 0 5 . 0( 4 3 . 24 2 1 12 1 2 1 =160.31kn/m # 3梁： , 3 24.324.3 231.48 1.0 0.61777.875 0.40.915(0.61770.4) 24 o q v 代做毕业设计 扣扣 410094322 329885630 19 3 2 4 . 06177 . 0 8 3 . 24 4 1 2 1 =186.89kn/m 所以综上可以确定最大剪力为mknv qo /349.611

45、 1, 人群荷载作用及横向分布系数沿桥跨方向取值见图 26，计算结果及过程如下： 图图 26 人群荷载产生的支点剪力效应计算图式（尺寸单位：人群荷载产生的支点剪力效应计算图式（尺寸单位：cm） # 1梁： 12 11 3)613 . 0 2791. 1 ( 2 3 . 24 2 1 3613 . 0 3 . 24 2 1 1,ro v 12 1 3613 . 0 2791. 1 4 3 . 24 2 1 = 33.978 kn 代做毕业设计 扣扣 410094322 329885630 20 # 2梁： 5 . 03406 . 0 2 3 . 24 853. 03406 . 0 62 . 3

46、2 1 2,ro v 1466 . 0 3406 . 0 62. 3 2 1 =9.603kn # 3梁： 12 1 34 . 0 4 3 .24 2 1 12 11 34 . 0 4 3 .24 2 1 34 . 0 3 . 24 2 1 3, ro v =10.935kn 2.3.3 内力效应组合 作用效应的基本公式: 11 12 mn udgigikqq kcqjqjk ij ssss 式中 桥梁结构的重要性系数，根据公路桥涵的设计安全等级取用； 0 第 i 个永久作用效应的分项系数，当永久作用效应（结构重力和预应力作 gi 用）对结构不利时，取=1.2，对结构有利时，=1.0. gi

47、gi 第 i 个永久作用效应的标准值。 gik s 汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的分项系数，=1.4，当某个 1q 1q 可变作用在效应组合中超过汽车荷载效应时，则该作用取代汽车荷载， 其分项系数应采用汽车荷载的分项系数；对于专门为承受某作用而设置 的结构或装置，设计时该作用的分项系数取与汽车荷载相同的值。 汽车荷载效应（含汽车冲击系数、离心力）的标准值。 1q k s 在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力） 、风荷载外 qj 的其他第 j 个可变作用效应的分项系数，取=1.4，但风荷载的分项 qj 系数取=1.1。 qj 在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击系数

48、、离心力）外的其 qjk s 他第 j 个可变作用效应达到标准值。 代做毕业设计 扣扣 410094322 329885630 21 在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）外的其他可 c 变作用效应的组合值系数。当永久作用与汽车荷载和人群荷载（或其他 一种可变作用）的组合值系数=0.8；当除汽车荷载（含汽车冲击力、 c 离心力）外尚有两种可变作用参与组合时，其组合值系数=0.7；尚 c 有三种其他可变作用参与组合时，其组合值系数=0.6；尚有四种及 c 以上的其他可变作用参与组合时，=0.5。 c 1、弯矩组合效应 永久作用设计值与可变作用设计值的分项系数为： 永久荷载作用分项

49、系数：1.2 gi 汽车荷载作用分项系数： 1 1.4 q 人群荷载作用分项系数：1.4 qj 除汽车荷载效应外的其他可变作用效应的组合值系数: =0.8 c 经计算得弯矩组合计算表见 2-13。 表表 213 弯矩基本组合计算表弯矩基本组合计算表 (单位：单位：knm) 梁号内力永久荷载 人群 荷载 汽车 荷载 弯矩基 本组合 /2l m1446.45135.741168.273523.35 1 /4l m1084.89101.81826.212572.59 /2l m 1495.54 89.901023.083327.65 2 /4l m1121.7067.43767.322495.81

50、/2l m 1495.54 88.57900.403154.41 3 /4l m1121.7066.43675.312365.88 2、剪力效应基本组合 永久荷载作用分项系数：1.2 gi 代做毕业设计 扣扣 410094322 329885630 22 汽车荷载作用分项系数： 1 1.4 q 人群荷载作用分项系数：1.4 qj 除汽车荷载效应外的其他可变作用效应的组合值系数: =0.8 c 经计算得剪力组合计算表见 2-14。 表表 214 剪力效应基本组合表剪力效应基本组合表 （单位：（单位： kn） 梁号内力永久荷载人群荷载汽车荷载 基本组 合 0 v238.1033.978134.92

51、465.04 1 /2l v05.58777.13114.24 0 v246.189.603160.31481.37 2 /2l v03.70067.5498.7 0 v246.185.47186.89513.95 3 /2l v03.64659.4487.30 由表 214 可以看出，跨中剪力效应以 1 号梁控制设计，支点剪力效应以 3 号梁 控制设计。 第三章第三章 持久状况承载能力极限状态下配筋与验算持久状况承载能力极限状态下配筋与验算 3.1 配置主梁受力钢筋配置主梁受力钢筋 3.1.1 配置主筋 由弯矩基本组合计算表 210 可以看出，1 号梁 d m值最大，考虑到设计施工方 便，并

52、留有一定的安全储备，故按 1 号梁计算弯矩进行配筋。 设钢筋净保护层为 3cm，钢筋重心至底边距离为a=3+0.07150=13.5cm，取为 14cm，则主梁有效高度为。cmahh13614150 0 已知 1 号梁跨中弯矩，下面判断主梁为第一类 t 形截面或3523.35 d mkn m 代做毕业设计 扣扣 410094322 329885630 23 第二类 t 形截面：若满座 0 2 f dcdff h mf b h ，则受压区全部位于翼缘内，为第一类 t 形截面，否则位于腹板内，为第二类 t 形截面。 式中， 0 为桥跨结构重要性系数，取为 1.0； cd f为混凝土轴心抗压强度设计

53、值， 本题为 c40 混凝土，故 cd f=18.4mpa； f b 为 t 形截面受压区翼缘有效宽度，取下列三 者中的最小值： （1）计算跨径的 1/3：cml8103/24303/ 、2、相邻两梁的平均间距：cmd170 、3、cmhbb ff 6 . 18688.13122012 此处，b为梁腹板宽度，其值为 20cm， h b为承托长 度，其值为 60cm， f h 为受压区翼缘悬出板的平均厚度， 其值为 cmhf88.13 170 162014)20140(3012 。 本题中由于，故cm， h h为承托根部厚3/115/160/4/ hh bh123 hh hb 度，其值为 4cm

54、。 所以取 f b =170cm。 判别式左端为 0 1.0 3523.353523.35 d mkn m 判别式右端为 139 . 0 7 . 110 8 . 13 2 3 0 f ffcd h hhbf) 2 139 . 0 36. 1 ( =4208.24 knm 因此，受压区位于翼缘板内，属于第一类 t 形截面。应按宽度为 f b 的矩形截面 进行正截面抗弯承载力计算。 设混凝土截面受压区高度为x，则利用下式计算： 图 31 钢筋布置图（单位：cm） 代做毕业设计 扣扣 410094322 329885630 24 00 2 dcdf x mf b x h 即 3 1.0 3523.3

55、513.8 101.71.36 2 x x 整理得 2 2.720.300 xx 解得3523.35knm 抗弯承载力满足要求。 3.1.3 根据斜截面抗剪承载力计进行斜筋配置 由表 213 可知，支点剪力以 3 号梁最大，考虑安全因素，一律采用 3 号梁剪力 值进行抗剪计算。跨中剪力效应以 1 号梁最大，一律以 1 号梁剪力值进行计算。 0 513.95 d vkn /2 114.24 dl vkn 假定最下排 2 根钢筋没有弯起而通过支点，则有： 4.8a cm, cm2 .1458 . 4150 0 ahh 根据公式 3 0,0 0.51 10 dcu k vfbh kn20.81114

56、52200301051. 0 3 0 1.0 513.95513.95 d vkn 故支点抗剪截面尺寸满足要求。 若满足公式 3 020 0.5 10 dtd vf bh ，可不需要进行斜截面抗剪强度计算，仅 按构造要求设置钢筋。而本题中 kn 0 1.0 513.95513.95 d v kn34.214145220039 . 1 0 . 1105 . 0105 . 0 3 02 3 bhftd 因此 3 020 0.5 10 dtd vf bh ，应进行持久状况斜截面抗剪承载力验算。 1、 斜截面配筋的计算图式 （1）最大剪力取用距支座中心 h/2（梁高一半）处截面的数值，其中混凝土 d

57、v 与箍筋共同承担的剪力不小于 60%，弯起钢筋(按 45弯起）承担的剪力不 cs v d v sb v 大于 40%。 d v （2）计算第一排（从支座向跨中计算）弯起钢筋时，取用距支座中心 h/2 处由弯 起钢筋承担的那部分剪力值。 （3）计算第一排弯起钢筋以后的每一排弯起钢筋时，取用前一排弯起钢筋下面 弯起点处由弯起钢筋承担的那部分剪力值。 弯起钢筋配置及计算图式如图 28 所示。 代做毕业设计 扣扣 410094322 329885630 26 图 3-2 弯起钢筋配置计算图（cm） 由内插可得，距支座中心/2h处的剪力效应为： 2 l d v 2 489.28 h d vkn 则kn

58、 0.60.6 489.28293.57 csd vv kn 0.40.4 489.28195.71 sbsb vv 相应各排弯起钢筋的位置及承担的剪力值见表 214。 相应各排弯起钢筋位置与承担的剪力值相应各排弯起钢筋位置与承担的剪力值 表表 31 斜筋排次弯起点距支座中心距离（m）承担的剪力值(kn) sbi v 11.416193.31 22.812140.4 24.18888.24 45.54336.85 代做毕业设计 扣扣 410094322 329885630 27 (2)各排弯起钢筋的计算，按公预规5.2.7 条规定，与斜截面相交的弯起钢筋的抗 剪承载能力（kn）按下式计算： s

59、sbsdsb afvsin1075 . 0 3 0 式中:弯起钢筋的抗拉设计强度（mpa） ； sd f 在一个弯起钢筋平面内的弯起钢筋的总面积（） ； sb a 2 mm 弯起钢筋与构件纵向轴线的夹角。 s 已知该设计用：，故相应于各排钢筋弯起钢筋的面积按下mpafsd280 45 s 式计算： ssb sb sb f v a sin1075 . 0 3 0 式中：0.7514857 . 0 707 . 0 2801075 . 0 sin10 33 ssd f 则每排弯起钢筋的面积为： )(164614857 . 0 / 5 . 244 2 1 mmasb 弯起 236：1646； 2 1

60、2036mmasb 2 mm 2 2 43.146414857 . 0 /57.217mmasb 弯起 236：20361464.43； 2sb a 2 mm 2 mm 2 3 40.108414857 . 0 /11.161mmasb 弯起 236：1084.40； 2 3 2036mmasb 2 mm 2 4 97.70914857 . 0 /48.105mmasb 弯起 236：709.97 ； 2 4 2036mmasb 2 mm 2 5 92.34014857. 0/65.50mmasb 弯起 225：340.92； 2 5 982 sb amm 2 mm 因此，弯起钢筋面积符合要求