钢筋混凝土简支T梁桥设计计算课程设计任务书

1、钢筋混凝土简支 T 梁桥设计计算课程设计任务书题目 :钢筋混凝土简支T 梁桥设计计算1. 课程设计教学条件要求桥梁结构课程设计是土木工程专业桥梁工程实践环节课，通过设计进一业工作中步巩固桥梁结 构基本原理和基本知识， 以及桥梁构造， 培养设计动手能力， 初步学会运用桥梁设计规 范， 桥梁标准图，估算工程材料数量，完成桥梁总体布置图的技能。并为毕业设计以及今后专 奠定必要基础。专业资料本课程设计要求学生在一周的时间内通过指导教师的指导，完成任务书中的全部内容，学生通过本课程的设计练习，使学生掌握钢筋混凝土简支T 梁设计计算的步骤和方法，学会对T 梁进行结构自重内力计算、汽车荷载和人群荷载内力计算

2、、内力组合；在汽车和人群荷载内力计算时，学会用杆杠原理法、偏心受压法和 G-M 法求解荷载横向分布 系数。2. 课程设计任务2.1 设计资料1 桥面净宽：净-7 或 8 或 9+2 X 1.0 或 0.75 或 0.5m 人行道（各人按表中数据查询）2 主梁跨径及全长标准跨径：八=10或13或16或20.00m （墩中心距离）（各人按表中数据查询）计算跨径：I=9.50 或 12.50 或 15.50 或 19.50m （支座中心距离）（对应上面之数值） 主梁全长： I 全 =9.96 或 12.96 或 15.96 或 19.96m （主梁预制长度）（对应上面之数值）3 设计荷载汽车 I 级

3、；人群荷载 3.0kN/m 2或 4.0kN/m 2或 5.0kN/m 2 （各人按表中数据查询） 汽车 U 级；人群荷载 3.0kN/m 2或 4.0kN/m 2或 5.0kN/m 2 （各人按表中数据查询）4 材料 x钢筋：主筋用 U 级钢筋，其他用 I 级钢筋。 混凝土： 20 号或 25 号或 30 号（自选）5 桥面铺装：沥青表面处厚2cm （重力密度为 23Kn/m 3 ） , C25 混凝土垫层厚6? 12cm （重力密度为24Kn/m 3) , C30T梁的重力密度为 25Kn/m6 T梁简图如下： 1 I 1 - * .1-3上/IX1横剖面主梁截面尺寸可参考已有设计数据自己

4、拟定（根据桥面净宽选取翼缘宽、主梁高、梁肋宽等）2.2、计算内容1行车道板的内力计算和组合；2计算主梁的荷载横向分布系数用杠杆原理法求支点截面的横向分布系数，用偏心压力法求跨中截面的横向分布系数3 主梁内力计算；4 横隔梁内力计算；5 主梁配筋；6 主梁变形验算。3. 课程设计报告书主要内容计算说明书包括：行车道板的内力计算和组合；主梁的荷载横向分布系数的计算；主 梁内力计算；横隔梁内力计算、配筋；主梁变形验算。钢筋布置图。4. 课程设计要求（ 1 ）学生按时完成课程设计，遵守课程设计要求与纪律。（ 2 ） 学生独立完成课程设计任务。指导教师分时段验收学生完成的阶段任务。（ 3 ）学生按时提交

5、课程设计成果和打印或手写的课程设计报告书。5. 课程设计参考资料 1 公路桥涵设计通用规范（ JTG - D60-2004 ） .人民交通出版社， 20042 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 ） .人民交通出版社， 20043 姚玲森，桥梁工程.出版社：人民交通出版社，19934 范立础 , 桥梁工程（上、下册）.出版社：人民交通出版社，19966. 课程设计个人数据设计资料1桥面净宽 净8 2 1.0m人行道2主梁跨径及全长标准跨径lb 13.00m （墩中心距离）计算跨径I 12.5m （支座中心距离）主梁全长I全12.96m （主梁预制长

6、度）3设计荷载汽车 U级；人群荷载4.0kN /m 24材料 钢筋：主筋用 U级钢筋，其他用I级钢筋。混凝土： 25号5桥面铺装：沥青表面处治厚 2cm （重力密度为23kN/m2） , C25混凝土垫层厚9cm （重力密度为24kN /m 2） , C30T梁的重力密度为25kN /m 2。6 T梁简图如下：In bi i图i、设计步骤与方法1、行车道板计算(i)结构自重及其内力1)每延米板上的结构自重 g：沥青混凝土面层 gi : 0.02 1.0 23 0.46kN /mC25 混凝土垫层 g2 : 0.09 1.0 242.16kN/mT 梁翼板自重g3 : 0.08 0.14 1.0

7、 25 2.75kN/m2合计：g gi =5.37kN/ m2)每米宽板条的恒载内力弯矩 Mmin,g 抑；15.37 0.81 21.76kN m剪力 QAg gio 5.37 0.814.35kN(2)汽车车辆荷载产生的内力将车辆荷载后轮作用于较缝轴线上，后轴作用力为140kN ,轮压分布宽度如图，车辆荷载后轮着地长度为a20.20m ,宽度b20.60m则a1a2 2H 0.2 20.110.42mb1b2 2H 0.6 20.11 0.82m荷载对于悬臂梁根部的有效分布宽度：aa1 d 21 。0.421.4 1.623.44mT 梁的翼缘板上，故冲击系数取11.3作用于每米宽板条上

8、的弯矩为M min, pP 4a 10b141400.821.3 0.814 3.4448.00kN m作用于每米宽板条上的剪力为QAP(1(3 ) 内力组合)P 1.3 140 2 26.45kN4a 4 3.441 ）承载能力极限状态内力组合计算1.2M ag 1.4M ac 1.2 ( 1.76)1.4 ( 8.00)13.31kN mQud 1.2Q Ag 1.4QAg 1.2 4.35 1.426.45 42.25kN所以，行车道板的设计内力为2）正常使用极限状态内力组合计算Mud 13.31kN mQud 42.25kNMud MAg 0.7M Ac ( 1.76) 0.7 ( 8

9、.00)7.36kN mQud QAg 0.7QAg4.35 0.7 26.45 22.87kN2、计算荷载横向分布系数当荷载位于跨中时，此桥在跨度内设有横隔板，具有强大的横向联结刚性，且承重结构的长度比为 - 竺 2.17 2 ，可按刚性横梁法绘制影响线并计算横向分布系数mcq ，本B 5 1.8桥各根主梁的横向截面均等，梁数n=5, 梁间距为 2 米。1号梁52 2 2 aj aa?i 1(2 1.8)2 1.8232.4m 2100 800 100TH_11140(.2 2 2a3a4 a50 ( 1.8) 2 ( 2 1.8) 22180 ,180|3180卜 180 -14050 L

10、 180 -a1IIh r-F0-1301 11801车荷载E辆软车荷载一1号梁横向影响线54000.602 2111 a 1 (2 1.8 )2 n n 2 5 32.4aj15a1a50.202aj由11、15绘制1#梁的横向影响线，如上图及最不利荷载位置对于汽车荷载mcq11 06 (5.3 3.5 2.20.4)0.6332 5.4对于人群荷载11mcr rX0.60Xr5.4(5.4 0.4 0.5)0.72号梁21aa2n2 aii 125a2a5n2aii 1由21、对于汽车荷载对于人群荷载3号梁3135由31、对于汽车何载对于人群荷载梁号3284S46八832.425绘制2#梁

11、的横向影响线，如上图及最不利荷载位置mCr2a1 a3n2aii 1a3a5n2 ai21一Xr0.20.204 (5.3 3.55.42.20.4)0.4220.4(5.4 0.4 0.5) 0.467 5.435绘制3#梁的横向影响线，如上图 2及最不利荷载位置1mcq3mcr31(0.2 4)2r 0.2 0.2何载位置跨中me支点mo0.40.4表1 :横向分布系数公路-n级0.6330.472人群何载0.7001.500跨中mc0.4220.467支点mo0.611跨中me0.40.4支点m。0.6393、主梁内力计算(1)恒载内力计算1)、恒载集度主梁:5 0.181.30.08

12、0.14 1.8 0.1825 10kN/m横隔梁:0.08 0.141.8 0.180.15 0.16 u对于边主梁：g21255 12.50对于中主梁:桥面铺装层：栏杆和人行道：1.1kN/mg;2 1.1g30.02g45 2 5作用于边主梁的全部恒载为作用于中主梁的恒载强度为2)、恒载内力2.2kN230.062kN /m0.12 72g gi 11 1.1g 11 2.2 4.19计算边主梁的弯矩和剪力，计算图式如图所示，则gl x MxQx245 4.19kN /m4.19 2 18.29kN/2 19.39kN /m2gxgXg2g gx 2(l2x)各计算截面的剪力和弯矩值，列

13、于表2内剪力Q ( kN)弯矩 M (kN/ m)18 29Q12.502(121.2)114.3M=O(0)18.29(12.5(90.9)(0)12.5)85.74一 18.29M212.5 l(12.54(284.03)18.29 12.5(378.7)12.5、 代267.9357.2注：括号（）内值为中主梁内力（2）活载内力计算1、计算活载（车道荷载）和人群荷载引起截面内力（跨中弯矩、支点剪力和跨中剪力）12号梁横向影响线1801303号梁横向影响线2 J 01图4号梁对于汽车荷载对于人群荷载1 1.8010.472-4-侥 1.5mor1.8号梁对于汽车荷载mop对于人群荷载mor

14、对于汽车荷载mop01 -毛 A40.6111.8（由于是由现负的，取零，由于安全考虑）3号梁050.6391.8对于人群荷载mOr支点剪力12.5 1 18.29114.31kQ012.5 1 19.39 121.19kN22、均布荷载和内力影响线面积计算表3:均布荷载和内力影响线面积计算表M 1 /2Q1 /2qo公路-n级10.5 0.757.8757.8757.875人群4.0 0.75 33 ?公路-U级中集中荷载Pk计算计算弯矩效应时 Pk影响线面积1 2-l 21.13m8l-1.56m8一=6.25m20.75 180吧I8-。- 12.5 550 5157.5kN影响线图式1

15、/21/41/ *T-1/2计算剪力效应时Pk ?计算冲击系数 结构跨中处的单位长度量1.2 157.5189kNA 0.181.3 (1.8 0.18) 008壬0.仆22G me9.811.04kg/m主梁截面形心到 T梁上缘的距离0.38m0.11 (1.8 0.18) (0.11/ 2) 1.3 0.18 (1.3/ 2)0.11 (1.80.18) 1.30.18跨中截面惯性矩(1.8 0.18) 0.11 3120.18 1.3 3 0.18 1.3(1.8 0.18)0.11 (0.4 吵)2 212查表C25混凝土2.81.3(20.4)21010Pa40.06897m3.14

16、2 12.5 228 1013.19Hz10O.。689711200.17671 n f 0.01570.44则冲击系数11.44因双车道不折减，故1跨中弯矩Mi/2计算由于跨中弯矩横向分布系数1 #、5#梁最大，所以只需计算 1 #、5#梁的弯矩，计算如下：(1)对于1#梁公路一 U级汽车活载的跨中弯矩：S 气 M|/2 (1) mcq1 (qKPkY)12 51.44 1 0.633 (7.875 21.13 157.5)4600.31kN m人群荷载的跨中弯矩：S 人 M /2 mcr1 qr 0.7 4 21.13 59.16kN m(2) 对于2# 和 4# 梁公路一U 级汽车活载的

17、跨中弯矩:S 汽 M|/2(1) mcq2 (q K Ry)12.51.44 1 0.422 (7.875 21.13 157.5)4 400.21kN m人群荷载的跨中弯矩：S 人 M l/2 mcr2 qr0.467 4 21.13 39.39kN m(3) 对于3# 梁公路一U 级汽车活载的跨中弯矩：S 汽 M l/2(1) mcq3 (qK PK y)12 51.44 1 0.4 (7.875 21.13 157.5)4379.35kN m人群荷载的跨中弯矩：S 人 M l/2 mcr3 qr 0.4 4 21.13 33.81kN m跨中剪力 Ql/2 计算(1) 对于 1 #和 5

18、# 梁公路一 U 级汽车活载的跨中剪力：3 气 Q/2 (1) m) q1 (q KPK y)4 .44 1 0.633 (7.875 1.563 189 0.5) 97.36kN人群荷载的跨中剪力：SAQI/2 mcr1 qr 0.7 4 1.563 4.38kN(2) 对于 2 #和 4# 梁公路一 u级汽车活载的跨中剪力:务Q |/2 (1) mCq2 (qKPK y)1.44 1 0.422 (7.875 1.563 189 0.5) 64.91kN人群荷载的跨中剪力：Sa Qi/2 mcr2 qr0.467 4 1.563 2.93kN(3)对于3#梁公路一 U级汽车活载的跨中剪力：

19、0 气 Q/2 (1) mCq3 (qKPK y)1.44 1 0.4 (7.875 1.563 189 0.5) 61.52kN人群荷载的跨中剪力：Sa Mi/2 mcr3 q0.4 4 1.563 2.5kN12.53.1横向分布系数变化区段的长度支点剪力Q。计算 3.15m12.5附加三角形重心影响线坐标13.15 /12.50.9163(1)对于1 #和5#梁公路一 U级汽车活载的支点剪力：Q 均(1)qK【mM|(m。 q1 m)q1)y3 151.44 1 7.875 0.633 6.25(0.472 0.633) 0.916242.33kNQo 集(1) m0q1PKy 1.44

20、 1 0.472 189 1 128.46kNQo Qo 均 Qo集 42.23 128.46 170.69kN人群荷载的支点剪力：Qr mcri qr|(%1 叫 1)6 讨3 150.7 4 6.25(1.5 0.7) 4 0.9165.32kN(2) 对于 2 #和 4# 梁公路一 U 级汽车活载的支点剪力：aQ 均(1) qK 【micq2 - (moq2 mcq2) y3151.44 1 7.875 0.422 6.25(0.611 0.422) 0.916233.00kNQ 集(1)m0q2PKy 1.44 1 0.611 189 1 166.29kNQ Qo 均 Qo 集 33.

21、00 166.29199.29kN人群荷载的支点剪力：a一Qr mcr2 q-(m 0r2 讥 2 总讨3 150.467 4 6.25(0 0.467) 4 0.9168.98kN(3) 对于 3# 梁公路一 U 级汽车活载的支点剪力 :a_Q 均(1)qKm cq3於 3 m cq3 ) y3 151.44 1 7.875 0.4 6.25(0.611 0.4) 0.91631.08kNQ0 集 (1) m0q3 P y 1.44 1 0.639 189 1173.91kNQo Qo 均 Qo 集 31.80 173.91 205.71kN人群荷载的支点剪力 :Qr mcr3 qr?叽3口

22、品九丫3 150.4 4 6.25(0 0.4)4 0.91627.69kN荷载组合mm0 Sud0(Gi SGik Q1 SQ1k c Qj SQjk ) i 1j 2其中 rGi1.2 , r-Q11.4 , rQj1.4 , r。1.0 , c 0.8表4 :跨中弯矩组合活载(kNgm)梁#恒载(kNgm) 汽车人群-组合值（kNgm ）1、5357.2600.3159.161335.32、4378.7400.2139.391124.93378.7379.2533.81958.7表5 :跨中剪力组合活载（kN）梁#怛载（kN）汽车人群组合值（kN）1、5097.364.38141.22、

23、4064.912.9394.23061.522.588.9表6 :支点剪力组合活载（kN）梁#(kN)汽车人群-组合值（kN）1、5114.3170.695.32382.12、4121.2199.38.98434.63121.2205.717.69442.14、横隔梁的计算1、确定作用在中横隔梁上的计算荷载纵向一列车轮对于中横隔梁的计算荷载为P=1作用在1 #梁时:i n 1.5d2i 0.5d 1 1.5d0.6 1.5 1.8 0.4 0.5 1.8 1 1.5 1.8计算弯矩时：1(qkP)q 20.7290.96kN11Pky) 尹 875 23.1 21157.5 1)P)r qr 2 3.126.2kN2计算剪力时P)q 1 (7.8751 3.1 21 1.2 157.51) 106.7kNI222、绘制中恒隔梁的内力影响线P=1 作用在5梁时：Mr515 1.5d 25 0.5d0.2 1.5 1.8 00.54P=1 作用在3梁时：Mr313 1.5d 23 0.5d0.2 1.5