装配式混凝土简支T型梁桥设计

1、课程编号：021141桥梁工程课程设计大纲2 周 2 学分一、课程设计性质、目的及任务桥梁工程课程设计是土木工程专业交通土建专业方向重要的实践性教学环节，是学生修完桥梁工程 课程后对梁式桥设计理论的一次综合性演练。其目的是使学生深入理解梁式桥的设计计算理论，为今后独立完成桥梁工程设计打下初步基础。其任务是通过本次课程设计，要求熟练掌握以下容：1梁式桥纵断面、横断面的布置，上部结构构件主要尺寸的拟定。2梁式桥力计算的原理，包括永久作用的计算、可变作用的计算（尤其是各种荷载横向分布系数的计算）、作用效应的组合。3梁式桥纵向受力主筋的配置、弯起钢筋和箍筋的配置，以及正截面抗弯、斜截面抗剪、斜截面抗弯

2、和挠度的验算，预拱度的设置。4板式橡胶支座的设计计算。二、适用专业交通土建专业三、先修课程材料力学、弹性力学、结构力学、结构设计原理、地基与基础工程、交通规划与道路勘测设计、道路工程、桥涵水力水文四、课程设计的基本要求本设计为装配式钢筋混凝土简支T 型梁桥设计（上部结构），其下部结构为重力式桥墩和U 型桥台，支座拟采用板式橡胶支座。学生在教师的指导下，在两周设计时间，综合应用所学理论知识和桥梁工程实习所积累的工程实践经验，贯彻理论联系实际的原则，独立、认真地完成装配式钢筋混凝土T 型梁桥的设计。基本要求为：计算书应容完整，计算正确，格式规，叙述简洁，字迹清楚、端正，图文并茂；插图应容齐全，尺寸

3、无误，标注规，布置合理。五、课程设计容1题目：装配式钢筋混凝土简支T 形梁桥设计（上部结构）2基本资料（1）桥面净空：净一9+2X 1 m（2）永久荷载：桥面铺装层容重丫=23kN/m3。其他部分丫 =25kN/m2。（3）可变荷载：汽车荷载，公路 -I级（或n级），人群荷载2.5kN/m2;人行道+栏杆=5kN/m2。（4）材料：主筋采用H级钢，其他用I级钢，混凝土标号C40。（ 5）桥梁纵断面尺寸：标准跨径Lb=25m,计算跨径 L=24.5m,桥梁全长 L, =24.96m （或标准跨径 Lb=30m,计算跨径 L=29.5m,桥梁全长 L, =29.96m）。3设计容（ 1 ）纵横断面

4、设计。根据给定的基本设计资料，参考标准图、技术规与经验公式，正确拟定桥梁纵断面和横断面的布置，选取恰当的桥面铺装层，初步确定T 形主梁、横隔梁、桥面铺装层等的细部尺寸。绘制桥梁横断面布置图、纵断面布置图，T 形梁细部尺寸图。（ 2）行车道板计算。确定行车道板类型，进行行车道板恒载力计算、活载力计算、作用效应组合，获得行车道板最大设计力值。（ 3）主梁力计算。选取控制截面分别进行主梁恒载力计算、活载力计算，以及作用效应的组合计算（含承载能力极限状态和正常使用极限状态两种极限状态的作用效应组合）。其中进行主梁活载力计算时，荷载横向分布系数的计算，要求根据主梁空间位置及主梁间连接刚度的不同，分别对各

5、片主梁采用杠杆原理法、偏心压力法、修正的偏心压力法、较接板法、G-M法等来计算荷载横向分布系数，并对荷载横向分布系数的计算结果进行汇总；随后选取其中一种跨中荷载横向分布系数的计算结果与杠杆原理法的计算结果进行主梁力作用效应的组合计算（含跨中最大弯矩值、跨中最大剪力值和支座截面的最大剪力值） ，形成各片主梁的力计算汇总表。根据力计算汇总表，确定主梁各截面的最不利力值作为设计值。（ 4）配置钢筋及验算。根据主梁跨中最大弯矩设计值，进行主梁纵向受拉钢筋的配置；根据主梁跨中最大剪力设计值和支座截面的最大剪力设计值，进行弯起钢筋和箍筋的配置。根据以上钢筋配置进行主梁正截面抗弯、斜截面抗剪、斜截面抗弯，和

6、变形、裂缝的验算，设置预拱度，保证主梁有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。绘制跨中截面钢筋布置图，弯起钢筋和箍筋布置图。（ 5）板式橡胶支座设计。确定支座的平面尺寸、确定支座的高度、验算支座的偏转情况，验算支座的抗滑稳定性。六、主要参考书1 桥梁工程夏平主编，科学，20072 公路桥涵设计通用规（ JTG D60-2004） ，人民交通3 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规（ JTG D62-2004 ） ，人民交通4 桥梁混凝土结构设计原理计算示例黄侨，王永平编著，人民交通，2006七、评价方式结合学生课程设计期间独立完成的情况、计算说明书的质量综合评价。八、说明本课程设计安排在桥梁工程

7、课程讲授完成后集中2 周进行。条件许可也可以穿插在课程讲授过程中进行，效果更好。大纲制定者：朱玉晓 大纲审定者： 大纲批准者：目录装配式钢筋砼简支T 型梁桥设计 2主梁设计 5一、结构尺寸拟定 5二、主梁力计算 8（一）主梁的荷载弯矩横向分布系数 9（二）、力计算 171 恒载力 172、活载力计算 18三、截面设计、配筋与验算。 241 ） 截面设计 242 ） 截面复核 254）跨中截面的纵向受拉钢筋计算 265）腹筋设计 26（ 4）箍筋设计 28（ 5）弯起钢筋及斜筋设计 29（ 6）斜截面抗剪承载力的复核。 34四、裂缝宽度验算 35五、变形验算 36六、横梁的计算 371. 横隔梁

8、弯矩计算 372. 横隔梁截面配筋与验算 39七、支座（局部承压）计算 41八、行车道板计算 43九、桥型总体布置图和主梁钢筋构造图装配式钢筋硅简支T型梁桥设计、课题与设计资料（一）设计资料1、装配式钢筋混凝土简支T型梁桥设计（1）桥面净空净一7+2>0.75m人行道（二）设计荷载（双学号）一公路I级和人群荷载标准值为3kN/m2（三）主梁跨径和全长标准跨径：lb 16.00 m （墩中心距离）；计算跨径：l 15.50 m （支座中心距离）；主梁全长：l全15.96 m （主梁预制长度）。（四）材料钢筋：主钢筋采用HRB335其它用钢筋采用R235混凝土：（双学号）C30（五）缝宽度限

9、值：II类环境（允许裂缝宽度 0.02mm 0（六）设计依据公路桥涵设计通甩规（JTGD6Q 2004）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规（JTGD62- 2004）（七）参考资料桥梁工程，玲森主编，人民交通，。桥梁计算示例集一混凝土简支梁（板）桥，易建国主编，人民交通,结构设计原理，浦生主编。8桥位断面见附件。、任务与要求1、结构尺寸拟定；2、主梁力计算；3、主梁正截面、斜截面设计与复核，以及全梁承载能力校核；4、局部承压的计算；5、钢筋混凝土受弯构件的变形与裂缝计算；6、绘制桥型总体布置图和主梁钢筋构造图；7、总说明书（包括文件装订。主梁设计一、结构尺寸拟定主梁截面尺寸：根据公路桥涵设

10、计通用规（JTGD60-2004,梁的高跨比的经济围在1/11到1/16 之间，此设计中标准跨径为25ml拟定采用的梁高为1.60m,翼板宽1.7m,腹板宽0.18m。 主梁间距和主梁片数：桥面净空：净一9+2M.0m人行道，采用7片T型主梁标准设计，主梁间距为1.70m。H11 q【：二、行车道板计算计算如图所示的T梁翼板，荷载为公路一级，桥面铺装为 9cm (计算行车道板安全考虑)的沥青混凝土和8cm的C40混凝土垫层。1.恒载及其力(1)每延米板上的恒载g:沥青混凝土面层及C40混凝土垫层gi：0.17 1.0 23 3.91kN/mT梁翼板自重 g2 0.1 0.16 1.0 25 3

11、.25kN/m2合计：g gi 7.16kN/m(2)每延米宽板条的恒载力1.212弯矩 M -gl 7.16 0.762.06kN?mAg 2 02剪力 QAgg?l0 7.16 0.76 5.44kN2.车辆荷载产生的力将车的后轮置于图中位置，后轴作用力为 P=140kN轮压分布宽度如图所示。对于车轮荷载中后轮的着地长度为ai 020m，宽度为20.60m，则有:aa 2H 0.20 2 0.17 0.54m21bb 2H 0.60 2 0.17 0.94m2 1荷载对于悬臂根部的有效分布宽度：单个车轮：a a2 210 0.54 1.52 2.06m两个车轮：a a2 210d 0.54

12、 1.52 1.4冲击系数11.3作用于每米宽板条上的弯矩为：2Pb两个车轮：Ma(1)(12)(1.3Ap、j 4a 04Pb单个车轮：M(1)(loy)(1.3Ap4a, 043.46m2 1400.94-)(0.76)13.81kN?m4 3.464)(0.76)11.59kN?m4 3.464作用于每米宽板条上的剪力为：-2P2 140Q (1)- 1.326.30kNAp4a4 3.463 .荷载组合恒+汽:基本组合：M a 1.2M Ag 1.4M Ap 1.2 ( 2.06) 1.4 ( 13.81)21.8kN?mQ 1.2Q1.4Q1.2 5.44 1.4 26.30 43.

13、35kNAAgAp所以，行车道板的设计力为：Ma21.8kN?m Qa 43.35kN4 .配筋I 类环境，取 ro=1.0 C40 混凝土： fcd=18.4MPa ftd=1.65MPa 己 b=0.56HRB33升：fsd=280MPa(1)求混凝土相对受压区高度x悬臂根部高度h=16cm,净保护层厚度2cm,取 14钢筋有效高度 h0=h-a-d/2=0.13按(D62)5.2.2 条： r。快 f cdbx(h 0-x/2)故 x=0.0156m取为 0.016m<E b h 0=0.56 0.133=0.074m(2)求钢筋面积AS按(D62)5.2.2 条：fsdAS=fc

14、dbx故AS= fdbx=1.05 10 3 m2 =10.5 cm2fsd(3)配筋取 14钢筋，按间距14cm配置，每米板宽配筋为 AS=10.77cm2>10.5cm2(4)尺寸验算：按(D62) 5.2.9 条抗剪上限值Vd43.35KN 0.5 10 VfU7bh0(kN) 423.75KN按(D62) 5.2.10 条抗剪上限祀d43.35KN0.50 10 3 2ftdbh0(kN)110.55KN由上式可知可不进行斜截面抗剪承载力的验算，仅须按第9.3.13条构造要求配置箍筋，取分布钢筋10 25(5)承载力验算:fsd As 280 10.77fsdAS=f cdbx得

15、 x= 0.0164mfcdb18.4 100Md= f cdbx(h 0-x/2)3IW=18.4 100.0164 (0.133 0.0082) 37.66KN ?m Ma 21.8KN ?m满足要求二、主梁力计算(一)主梁的荷载弯矩横向分布系数1.跨中荷载弯矩横向分布系数(按 G-M法)(1)主梁的抗弯及抗扭惯矩Ix、ITx求主梁截面的重心位置(下图单位：cm) ax1平均板厚h - 14 8 11cm211110(160 18) 11110 18 -ax 22- 33.17cm(160 18) 11 110 181311 213I 142 11142 11 (33.17)18 110x

16、 1221211022 418 110 (33.17)4.1517 10 m2T形截面抗矩惯扭近似等于各个矩形截面的抗扭惯矩之和，即：ItGbit；式中：Ci 为矩形截面抗扭刚度系数;bp ti 为相应各矩形的宽度与厚度。，,一 八 0 111查表可知： ， 0.0690.1, C1b11 .603t20.18b21.1 0.110.182,c20.295故 1T 1 1.6 0.113 0.29 5 0.99 0.1832.41 10 3 m4Tx3单位抗弯及抗扭惯矩:244Jx I /b 4.1517 10 /160 2.595 10 m /cmJT IT/b 2.41 10 3/160

17、1.506 10 5m4/cm x(2)横隔梁抗弯及抗扭惯矩翼板有效宽度入计算(图如下)横隔梁长度取为两边主梁的轴线间距，即:l 4b 4 1.6 6.4m1c -(3.85 0.18) 1.835mh 0.80mb 0.18mc 1.835l6.40.287根据理论分析结果，入值可按 %之比值由表可查计算得： / 0.654,所以:0.654c 0.654 1.835 1.2m求横隔梁截面重心位置ay ：2ay 一h1h1hbh220.18横隔梁的抗弯和抗扭惯矩13I y 2 h； 212h1h b2 1.20.11 0.8 0.180.820.145.mI y、I Ty ：h1 (ay ：

18、)-1bh12hb h ( ay)21.67 10 2m42ITyGbih； c2b2h3h/ ”Na, 0.0286 0.1，查表得d 乂，但由于连续桥面板的单宽抗扭惯矩只 b13.853有独立宽扁板者的一半，可取c1h%0.1%a0.261 0.1,查表得利用插6b20.8 0. II13334值法求得：c10.278 故 IT 3.85 0.1130.278 0.69 0.1831.973 10 3m4y 6单位抗弯及抗扭惯矩：Jy Iy/b1 1.67 102/385 100 0.4338 10 4m4/cmJty354I Ty /b11.973 10 /385 100 0.512 1

19、0 m /cm(3)计算抗弯参数和抗扭参数B Jx4.l P ； J y4.0 4 2.595 10 415.5,0.4338 10 40.403式中：B桥范的一半；l p计算跨径。G(JTx JTy) 2E JxJy按规定第2.1.3条，取G=0.43E,则:5.0.04600.2140.43 (1.506 0.512) 10 0.04602 % 2.595 10 1号、5号梁：K K3(Kb K3 ) 0.2 0.2Kb 0.8K3-bbb 442 号、4 号梁：K K1(K1K1 ) 0.4 0.6K10.4K1b-b-bb-b22424 0.4338 10 4(4)计算荷载弯矩横向分布

20、影响线坐标已知 0.403,查G-M图表，可查得下表数值:梁位荷载位置blb 4b2b40b4b 22b4bK100.920.951 . 001.051.081.051.000.950.92b/41.081.091.11.111.060.990.920.840.79b/21.290 1.2601.2101.1101.0000.9000.8100.7200.660b3/41.560 1.4301.2601.0900.9600.8300.7300.6600.580b1.970 1.5301.3001.0800.9100.7900.6600.5700.480K000.750.890.9901.141

21、.211.140.9900.890.75b/41.530 1.4301.3201.2601.1200.8900.6200.3500.100b/22.890 2：.1001.7601.3901.0000.6300.230-0.170-0.560b3/43.360 27602.1101.4800.8900.380-0.180-0.580-1.060b4.400 3.5002.4001.5600.6300.120-0.560-1.070-1.690用插法求得各梁位处值(如下图)：串jq.'* I|- 4it ju- 审:：三 ”.七七*3：工二彳土:；工：“ J：；：；】：七. ;#：./三

22、：一：二二上.上J： 工 看:.:士.；7:三：；;> ；士:工 出:.一 上口 L£ 上二 J 二0 _L 二口匚 _L1口口 _L 二口 . _i|一- 13号梁：K K0（K0系梁位在0点的K值）列表计算各梁的横向分布影响坐标值（如下表）：梁号计算式荷载位置b3 _ b4b22b70b4b 23一 b4b1K '10.2Kib 0.8K 31 b41.6421.4501.2681.0880.9500.8220.7160.6420.560K'o0.2K°b 0.8K03b43.5682.9082.1681.4960.8380.328-0.256-0

23、.678-1.186K'i K0-1.926-1.458-0.900-0.4080.1120.4940.9721.3201.746-0.412-0.312-0.193-0.0870.0240.1060.2080.2820.374KK'0 13.1562.5961.9751.4090.8620.434-0.048-0.396-0.812K /50.6310.5190.3950.2820.1720.087-0.010-0.079-0.1622K '10.6 K b 0.4K b1 -i 一2 4K'00.6K0.4K0 0 241.2061.1921.1661.11

24、01.0240.9360.8540.7680.7122.3461.8321.5841.3381.0480.7340.3860.038-0.296K'i K'0-1.140-0.640-0.418-0.228-0.0240.2020.4680.7301.008-0.244-0.137-0.089-0.049-0.0050.0430.1000.1560.216KK'o厂2.1021.6951.4951.2891.0430.7770.4860.194-0.080K /50.4200.3390.2990.2580.2090.1550.0970.039-0.0163K'i

25、 K100.9200.9501.0001.0501.0801.0501.0000.9500.920K'o K000.7500.8900.9901.1401.2101.1400.9900.8900.750K'i K'o0.1700.0600.010-0.090-0.130-0.0900.0100.0600.170r0.0360.0130.002-0.019-0.028-0.0190.0020.0130.036K K'o 厂0.7860.9030.9921.1211.1821.1210.9920.9030.786K /50.1570.1810.1980.2240.2

26、360.2240.1980.1810.157(5)绘制横向分布影响线(如下图)，求横向分布系数7=了口口7,1.按公路-1级和人群荷载标准值23kN/m2设计，计算各梁的横向分布系数:汽车荷载:1号梁i汽12(0.5190.3040.164 0) 0.4942号梁2汽工2(0.3390.2660.2040.103)0.4653号梁3汽12(0.1810.2190.2350.201)0.418人群柿栽：1号梁i人0.6172号梁2 人 0.4103 号梁3人0.160 2 0.322.梁端剪力横向分布系数计算（按杠杆法）汽车荷载：（如下图）ml 汽=1/2 0.875=0.438公路I级m2 汽

27、'=1/2 1.000=0.500m3 汽'=1/2(0.938+0.250 ) =0.594人群荷载 m1人=1.422m2 人=-0.422m3 人=0人群荷载：（如图）(二)、力计算1 .恒载力(1)包载：假定桥面构造各部分重量平均分配给各土梁承担，计算如下主梁：gi 0.18 1.1 (1.6 0.18)(0.08 0.14) 2.50 8.86KN/m 2横隔梁：对于边主梁：g2 0.69 0.14 0.71 5 15.5 25 0.59( KN /m)对于中主梁：1 一 一 一一，g22 0.59 1.18( KN /m)桥面铺装层：沥青混凝土： 0.02 M.6

28、>23=0.74 ( KN/m混凝土垫层(取平均厚 9cM： 0.09 M.6 >24=3.46 (KN/m所以 g3 0.74 3.46 4.2KN /m作用于边主梁的全部恒载g为：g=8.86+0.59+4.2=13.65KN/m)作用于中主梁的恒载强度为：1g1=8.86+1.18+4.2=14.24(KN/m)2、恒载力计算边主梁弯矩和剪力，有：Mx ? x gx X 卓(1 x) 222Qx gx 旦(l2x)22边主梁恒载Jx弯矩M (KNnmX=0105.80X=l/413.65/2 X(15.5 15.5/2)=52.913.65 X 15.5/8 X (15.51

29、5.5/4)=307.4X=l/2013.65 X 15.5/4 X (15.515.5/2)=409.9中主梁恒载力a® M xK"弯矩M (KNnmX=0110.40X=l/414.58/2 ><15.5 15.5/2)=55.214.58 X 15.5/8 X (15.515.5/4)=320.7X=l/2014.58 X 15.5/4 X (15.515.5/2)=427.62、活载力计算(1)荷载横向分布系数汇总梁号何载位直公路I级人群荷载备注跨中mc0.4940.617G-M法计算边主梁支点m00.4381.422杠杆法计算中主梁2跨中mc c支点m

30、00.4650.5000.410-0.422G-M法计算杠杆法计算中主梁3跨中mc c支点m00.4180.5940.3200G-M法计算杠杆法计算(2)计算边主梁公路I级曲载的跨中弯矩和l/4处弯矩。简支梁的基频:式中：l结构的计算跨径，l=15.5mE 混凝土弹性模量，E=3.0 M010 N / m2Ic一结构跨中截面的惯矩，Ic =0.0415 m4mc一结构跨中处单位长度质量(mc=G/g), 333mc=13.65Xl0 /9.81=1.39 M0 Ns2 /m将以上数值代入公式，可得：M=6.187Hz根据公路桥涵设计通用规(JTG D602004),当1.5Hz0f&

31、14Hz时,0.1767ln f 0.0157 ,则可得：11 (0.1767 ln6.187 0.0157) 1.306=1,双车道不折减。公路I级车道荷载的qk值和Pk值按公路I级相应值qk=10.5KN/m,一， 15 5 5Pk=180 (1+5 ) =222KN50 51 22跨中：=-l 2=1/8 >15.5 X15.5=30m2 y=l/4=3.875y=l/16=0.97一3 o32故得：M i (1 2q)? ?mcq(qkPk?y)1/4 跨：= 12=3X15.5 >15.5/32=22.5 m2=1.306M >0.494 义 10.5 >30

32、+222>3.875)=758.23KN mMl (1)? ?mcq(qkPk?y)4q=1.306 X >0.494 义 10.5 >22.5+222 >0.97)=291.35KN m(3)计算边主梁人群荷载的跨中弯矩和l/4处弯矩。M1mcr pr =0.617 X 3 >0.75) M0=41.65KN m1cr r_?r 2M1mcr pr =0.617 X 3 >0.75) >22.5=31.24KN m-?r 4(4)计算中主梁2公路II级荷载的跨中弯矩和l/4处弯矩。Ml (1)? ?mcq(qkPk?y)2q=1.306 M >

33、0.465 X (10.5 >30+222>3.875) =713.72KN mMl (1)? ?mcq(qkPk?y)q 4=1.306 M >0.465 X (10.5 >22.5+222 >0.97 ) =274.25KN m(5)计算中主梁2人群荷载的跨中弯矩和l/4处弯矩。M1mcr pr=0.410 X 3>0.75) M0=27.67KN m?r 2M1mcr Pr=0.410 X 3>0.75) >22.5=20.75 KN m?r4(6)计算中主梁3人群荷载的跨中弯矩和l/4处弯矩。Ml (1)? ?mcq(qkPk?y)2q=

34、1.306 M >0.418 X 10.5 >30+222>3.875) =641.57KN mMl (1)? ?mCq(qkPk?y)q=1.306M >0.418 X 10.5 >22.5+222 >0.97) =246.52KN m(7)计算中主梁3人群荷载的跨中弯矩和1/4处弯矩M1mcr pr =0.32 X 3>0.75) M0=21.6KN m?r2M1mcr pr=32 (3>0.75) >22.5=16.2KN m1Cl I_?r 4弯矩组合表(单位：KN m梁号力人群汽车1.2 恒+ 1.4 (汽 +人)1409.941

35、.65758.231621.71307.431.24291.35820.512427.627.67713.721551.07320.720.75274.25797.843427.621.6641.571441.56320.716.2246.52752.65(8)计算边主梁、中主梁2、中主梁3跨中截面车道活载的最大剪力鉴于跨中剪力Qi的影响线的较大坐标位于跨中部分，故采用全跨统一的荷载横向分 2布系数mcq来计算Qi 的影响线面积：=1/2 M/2 X5.5 >0.5=1.9382边主梁：Q1 =1.306 M >0.494 X 10.5 M.938+1.2 >222>0

36、.5 ) =99.06KN,q2中主梁 2:Q1 =1.306 M >0.465 X 10.5 M.938+1.2 >222>0.5 ) =93.24KN2，q中主梁 3:Q1 =1.306 M >0.418 X 10.5 M.938+1.2 >222>0.5 ) =83.82KN2，q(9)计算边主梁、中主梁2、中主梁3跨中截面人群荷载最大剪力边主梁：Q1 =0.617 X 3 >0.75) X1.938=2.69KN,r2中主梁2:Qi =0.410 X 3 >0.75) X1.938=1.78KN r2中主梁 3: Qi =0.320 X

37、3>0.75) X1.938=1.39KN r 2(10)计算边主梁、中主梁2、中主梁3支点截面车道荷载最大剪力作荷载横向分布系数沿桥跨方向的变化图和支点剪力影响线。横向分布系数变化区域段长度：a=1/2 X5.5 3.85=3.9m对应于支点剪力影响线的荷载布置，如图所示：影响线的面积为：=1/2 M5.5 M=7.75m因此按下列式子计算：Q°q (1)? ?mc01.2Pk?y)Q°q边主梁：Q°q =1.306 M >0.494 (10.5 M.75+1.2 >222M) + Q°q=224.37KN+Q°q中主梁 2

38、: Q0q=1.306M >0.465 (10.5 M.75+1.2 >222M) + Q°q=211.2KN+Q0qq中主梁 3: Q0q=1.306M >0.418 (10.5 >7.75+1.2 >222>1) + Q0q =189.85KN+ Q°q附加三角形荷载重心处的影响线坐标为：,1 一八1 (15.5 3.9) 3y 0.916,且 m° mc15.5因此，按下列式子计算：aQa (1) 一(m。 mc )qk y (m° mc) 1.2 Pk y2边主梁：QA 1.306=-20.86 KN中主梁2:

39、QA 1.3063.91 (0,5 0.465) 10.5 0.916 (0.5 0.465) 1,2 222 1=13.03KN中主梁3:QA 1.3063.91 (0.594 0,418) 10.5 0.916 (0.594 0,418) 1,2 222 1=65.54KN2故公路I级荷载的支点剪力为:边主梁:Qo q=224.37-20.86=203.51KN q中主梁2:Qo q=211.2+13.03=224.23KN q中主梁2:Qo, q =189.85+65.54=255.39KN(11)计算边主梁、中主梁2、中主梁3支点截面人群荷载的最大剪力为根据人群荷载的横向分布系数可得人

40、群荷载的支点剪力为:边主梁:QocmcPra /、一 (m° mc)Pr y2=0.617X (3>0.75) >7.75+3.9/2(1.422-0.617)X(33.75 ) >0.916=13.99KN中主梁2： QocmcPra一 (m° mc)pr y2=0.410(3>0.75 ) X7.75+3.9/2( 0.42-0.37)3 >0.75 ) X0.916=3.80KN中主梁3:Qocmc Pra一 (m° mc)pr y2=0.32X 3X0.75 ) X7.75+3.9/2(0 0.342)3 >0.75 )

41、 X0.916=4.29KN3.91 一(0,438 0,494) 10.5 0.916 (0.438 0.494) 1.2 222 1 2剪力组合值(单位:KN梁号力人群汽车1.2 恒+1.4 (汽 +人)1105.813.99203.51415.6402.6999.06144.002110.43.8224.23448.8901.7893.2136.493110.44.29255.39491.9701.3983.82117.35三、截面设计、配筋与验算。由附表查得 fcd=13.8MPa ftd=1.39MPq fsd =280MPa b =0.56, 0=1.0弯矩计算值M= 0 Md=1

42、621KN m_'一 _ _ -一hf =(80+140)/2=110mm1)截面设计采用焊接钢筋骨架，故可设as 30mm 0.07 h 30 0.07 1100 107mm，则截面有效高度h0 1100 107 993mm。翼缘的有效宽度为：按计算跨度 b f l /3 15500/3 5170mm按翼缘厚度 b f b 12h f 160 12 110 1480mm(1)判定T形截面类型.'' hf110fcdb f h f (h0) 13.8 1480 110 (993)222107.3 106N ?mm M 1621 106 N ? mm所以是第一类截面(2)

43、求受压区高度，可得6X1621 1011.5 1480x(993 -)2整理后，可得出合适解为x 100mm h'f 110mm(2)求受拉钢筋面积A将x 100mm代入方程，可得13.8 1480 100 6078mm2280选择钢筋为8 28 4 20 ,截面面积As 6182mm2。钢筋叠高度为混凝土保护层厚度去30mm>d=28mS附表中规定的30mm钢筋间横向净距：Sn180 2 31.6 2 30 56.8mm 40mm及 1.25d1.25 28 35mm故满足构造要求。2)截面复核已设计的受拉钢筋中828 4 20 的面积为 6182mm2 , fsd 280MP

44、a 。由布置图可以求得as4926(30 2 31.6)49261256(3° 4 31.6 22.7)110mm1256则实际有效高度h0 1100110 990mm。(1)判断T形截面的类型3dbfhf 13.8 1480 110 cu2.247 106 N ?mmfsdAs6182 280 1.731 106 N?mm由于fcdb'fh'ffsdAs,故为第一类T形截面。(2)求受压区高度x,即fsdAs280 6182'x - 85mm h f 110mmfcdb f13.8 1480c(3)正截面抗弯承载力，求得正截面抗弯承载力Mu为Mufcdbfx

45、(ho -) 13.8 1480 85 (990 85)221645 106N ?mm M 1621 106 N?mm又 &61823.47% min 0.2%,故截面复核满足要求。bh0180 9903)已知设计数据及要求梁体采用C30混凝土，轴心抗压强度设计值fcd 13.8MPa ,轴心抗拉强度设计值ftd 1.39MPa o主筋采用HRB33屋冈筋，抗拉弓®度设计值fsd 280MPa ;箍筋采用R235钢筋，直径8mm抗拉强度设计值fsd 195MPa。取0 1.0简支梁控制截面的弯矩组合设计值和剪力组合设计值为跨中截面 Md,l/21621kN ?m,Vd,l/2

46、144kNl/4 跨截面 Md,l/4820kN ?m支点截面 Md,。0,Vd,0492kN要求确定纵向受拉钢筋数量和进行腹筋设计。4)跨中截面的纵向受拉钢筋计算由前面的计算可知：跨中截面主筋为8 28 4 20 ,焊接骨架的钢筋层数为6层，纵向钢筋面积As 6182mm2,截面有效高度h0 990mm ,抗弯承载力M u 1645kN?m0M d,l/21621kN?m。5)腹筋设计(1)截面尺寸检查根据构造要求，梁最底层钢筋2 28通过支座截面，支点截面有效高度为31.6h0 h (30 )1054mm 2(0.51 103)/fZ7bh0 (0.51 10 3)730 180 1054

47、529.9kN0Vd ,0492kN截面尺寸符合设计要求。(3)检查是否需要根据计算配置箍筋跨中段截面：(0.5 10 3)ftdbho (0.5 10 3) 1.39 180 990 98.2kN 支点截面：(0.5 10 3)ftdbh0 (0.5 10 3) 1.39 180 1054 131.9kN (0.5 10 3)ftdbh0 98.2kN <Vd,l/2 144kN <Vd,0 492kN故可在梁全跨围按构造配置箍筋。(4)计算剪力图分配二鼠/曲-im外摩阮门曰rr ，3抻£卜口根据公路桥规规定，在支座中心线向跨径长度方向不小于1倍梁高h=1100mm围，

48、箍筋的间距最大为100mm 距支座中心线为h/2处的计算剪力值(V')由剪力包络图按比例求得，为LVo h(Vo V1/2)L15500 492 1100(492 98.2)15500=464.05KN其中应由混凝土和箍筋承担的剪力计算值至少为0.6V'=278.34KN;应由弯起钢筋(包括斜筋)承担的剪力计算值最多为 0.4 V =185.62KN,设置弯起钢筋区段长度为Xw 185.6 7750 /(492 144) 4133mm(4)箍筋设计采用直径为8mmi勺双肢箍，箍筋截面面积 Asv nAsv1 =2>50.3=100.6 mm2在等截面钢筋混凝土简支梁中，箍

49、筋尽量做到等距离布置。为了计算简便，斜截面纵筋配筋率及截面有效高度h。可近似按支座截面和跨中截面的平均取用，计算如下：跨中截面1/2 =3.4>2.5 ,取 i/2 =2.5, h0=990mm支点截面0=0.65, h°=1054则平均值分别为P= (2.5+0.65 ) /2=1.57h0= (990+1054) /2=1022mm22/62箍筋间距Sv13(0.56 10 ) (2 0.6p)V fcu,kAsvfsvbh0'2 (V )1 1.12 (0.56 10 2464.052=187mm确定箍筋间距Sv的设计值尚应考虑公路交规的构造要求。若箍筋间距计算值

50、去Sv=180m嘛1/2h=550及400mm是满足规要求的。而且箍筋配) (2 0.6 1.57)30 100.6 195 180 1022筋率 A 100.60.31% min 0.18%。综上可知，符合规要求。bSv 180 180在支座中心向跨径长度方向的1100mmS,设计箍筋间距Sv=100mm尔后至跨中截面统一的箍筋间距取Sv=180mm(5)弯起钢筋及斜筋设计设采用架立钢筋为 22 ,钢筋中心至梁受压翼板上边缘距离a's 56mm。弯起钢筋的弯起角度为45°,现弯起N1N5i冈筋，计算如下：简支梁的第一排弯起钢筋的末端弯折点应位于支座中心的截面处。这时 均为h

51、11100 (30 31.6 1.5) (43 25.1 31.6 0.5) 939mm弯起钢筋的弯起角度为45° ,则第一排弯筋(2N5)的弯起点1距支座中心距离为939mm弯筋与梁纵轴线父点1距支座中心距离为 939 1100/2 (30 31.6 1.5) 466mm。对于第二排弯起钢筋，可得到：h2 1100 (30 31.6 2.5) (43 25.1 31.6 0.5) 907mm弯筋(2N4)的弯起点2距支座中心距离为939h2 939 907 1846mm。分配给第二排弯起钢筋的计算剪力值Vsb2,由比例可求出：4133 550 939Vsb24133185.62,求得 Vsb2 168.15kN所需提供的弯起钢筋截面积(Ab2)为1333.33V