简支桥梁课程设计例如

1、第一部份设计资料1 .结构形式及大体尺寸某公路装配式简支梁桥，双车道，桥面宽度为净-9+2xhn,主梁为装配式钢筋混凝土简支T梁，桥面由五片T梁组成，主梁之间的桥面板为较接，沿梁长设置3飞道横隔梁（横隔梁平均厚度为16cm）,桥梁横截面布置见图1-1,主梁细部尺寸见图1-2o栏杆行车道铺装层安全带口水层三角垫层行车道铺装层1% I I _ / 1.嶙设防水层不设防水层100图1-1桥面组成900n=图1-2主梁横截面要紧尺寸（单位：cm ）2 .桥面布置桥梁位于直线上，双侧设人行道，宽度为加，桥面铺装为2cm厚的沥青混凝土，其下为C25混凝土垫层，设双面横坡，坡度为o横坡由混凝土垫层实现变厚度

2、，双侧人行道外侧桥面铺装厚度8cm（2cm厚沥青混凝土和6cm混凝土垫层）。3 .材料1）梁体主梁混凝土：C30横梁混凝土：C25钢筋混凝土容重：25kN/m32）钢筋主筋：热轧HRB335钢筋；构造钢筋：热轧R235钢筋3）桥面铺装沥青混凝土，容重为23k；混凝土垫层C25,容重为24k/m3。4）人行道人行道包括栏杆荷载集度为6kN/m；4 .设计荷载汽车荷教：公路一I级车道荷载和车辆荷载；人群荷载：kN/m:；5 .设计标准及参考书目1）公路桥涵设计通用标准（JTGD60-2004）2)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计标准(JTGD62-2004)3)桥梁工程4)混凝土结构设计原理5

3、)结构力学6)桥梁通用构造及简支梁桥第二部份设计要求一、主梁1 .标准跨度：20m：2 .依照图1-2和表2-1确信主梁细部尺寸；装配式钢筋混凝土T形梁桥整体特点表2-1标准检径(m)计算跨径(m)梁长(m)梁高(m)高跨比支点肋宽(cm)跨中肋宽(cm)1(cm)12(cm)梁肋变化长度(从支截而点算起)(cm)横隔梁数最大吊重t201/3018122047953 .恒载内力计算；4 .计算荷载横向散布系数；5 .活载内力计算;6 .计算各类荷载作用下的操纵截面内力；7 .进行作用效应组合，绘出弯矩和剪力包络图8 .进行抗弯、抗剪钢筋设计计算；9 .结构强度、挠度、裂痕验算；二、桥面板1 .

4、确信桥面板的类型;2 .计算荷教有效散布宽度;3 .桥面板内力计算；4 .桥面板配筋设计；三、功效一、设计计算书一份。二、配筋图一张（3号），包括：主梁正截面钢筋配筋图和全梁的纵向钢筋配筋图。第三部份内力计算方式一、主梁内力计算（一）恒教内力计算计算恒载时，通常将跨内横隔梁的重量、桥面系的重量平均分派给各梁，因此，关于等截面梁桥的主梁，其计算荷载为均布荷载；在精准计算时，也可将恒载依照横向分布系数的计算原理进行横向分派的计算。（1）各主梁恒载计算及汇总表3-1主梁断面项目计算式单位梁号12、3主梁重量qi=rhF=25FKN/MT表中：F主梁截而积（m=）"加、"加、3、r

5、h横梁的片数、高横梁分布于中梁的重量%油负lo/LKN/M0分布于边梁的重量,1%=5%KN/M0桥面铺装重q3=(rHl+r2H2)BQ/nzKN/M度、宽度、净跨、容重；主梁片数：B。桥而净宽（m）；的、八乩分别为沥青混凝土、垫层混凝上的容重与厚度乘积。双侧人行道及栏杆重量平均值qr=6KN/m2qr2x6q一工二KN/M合计4=%+纭（或4。+%KN/M（2）恒载内力计算表3-2项目计算式单位梁号12、3恒载q（见表3-1）KXM弯矩M跨处4M、=ql32，KN-M跨中KN-M剪力V端点匕=5变KN跨中V,=05一KN00（二）活荷载内力计算G 0.5932 xlx25x10009.8=

6、1513.2653 kg1=-x1218x15()3+18x150x(写-38.5产Ee=3.OxlO,(>/n2202x163+202x16x(38.5-)2+x212=11.735x10-2/=6.3(HZ)nlEe/c_3.14/3.OxlOloxll.735xlO-2'一村京-2x19.5：T1513.2653=0.1767/中一0.0157=0.3（1）有关系数及人群荷载表3-3项目依据数值冲击系数4桥规&第条多车道折减系数g桥规'第条人群荷载%=%R=3RKN/m(R为人行道宽)3（2）简支梁内力阻碍线面积表3-4内力影响线图形影响线面积。（m或才）M

7、l4Ml21乜0.50.5（3）计算荷载横向散布系数用杠杆法求支点截面的横向散布系数；用刚性横梁法求跨中截面的横向散布系数。（i）计算支点处的荷载横向散布系数mo按杠杆法在图3-1上绘出、号主梁的荷载横向散布阻碍线，并在其上布载，别离计算出汽车、人群的叫和叽值。(ii)计算跨中的荷载横向散布系数皿按刚性横梁法在图3-2上绘出、号主梁的荷载横向散布阻碍线，别离计算出汽车、人群的k和m“值。(4)计算主梁跨中活载弯矩当计算简支梁各截面的最大弯矩和最大剪力时.，可近似取用不变的跨中横向散布系数me计算。车道荷载由均布荷教和集中荷载组成，为求得最大的内力，将集中荷载作用于阻碍线纵标最大的位置处，均布荷

8、载引发的内力为均布荷载值乘以相应的阻碍线面积。注意应考虑汽车冲击力的阻碍。计算人群荷载引发的内力时.，注意人群荷载集度按一侧人行道计算，这是因为在计算人群荷载的横向散布系数时按单侧人群计算的。车道荷载：Sg=(1+盾(政力+纵。)人群荷载：Sr=mcrc/rCl式中：Sg、S,一跨中截面由车道荷载、人群荷载引发的弯矩或剪力；一汽车荷载冲击系数，由桥梁自振频率确信；W一多车道桥梁的汽车荷教折减系数：跨中截面车道荷载、人群荷载的横向散布系数；PK和qk一车道荷载的集中荷教和均布荷教标准值。以一计算内力阻碍线纵标的最大值，也确实是说，将集中荷载标准值作用于阻碍线纵标的最大的位置处，即为荷载的最不利布

9、置；q人一人群荷载集度;Q跨中截面计算内力阻碍线面积;活载梁号支座mo跨中叫汽车人群00表3-5n1cq、ni<r/匚总、100900110011®11®|1I©-100Ip22022022012201104机1111中iiI1；图3-1按杠杆法绘主梁的荷载横向散布阻碍线900图3-2按刚性横梁法绘主梁的荷载横向散布阻碍线主梁跨中活载弯矩表3-6活载截面位置梁号1+4QKN/mQpKNy弯矩(KN-in)M=(1+/)(py+qQ)叫车道荷载Ml4©238238238Ml2238238238人群荷载4030030030Ml2030030030（5）

10、计算主梁活载剪力（i）计算主梁跨中截面活载剪力主梁跨中截面活载剪力表3-7活载截面位置梁号叫1+QKN/mpKNy弯矩(KN-m)M=(1+/)(py+qQ)mc车道荷载%人群荷载2030003000300（ii）计算主梁支点截面活载剪力关于支点截面的剪力或靠近支点截面的剪力，需计入由于荷载横向散布系数在梁端区段内发生转变所产生的阻碍。山车道荷教的集中荷载Pk引发的支点截面剪力当时，将车道荷载的集中荷载巳作用于支点截面处，引发的支点截面剪力最大；当叫)g<Aq时，设车道荷载的集中荷载巳作用于距左支点X位置处，X值越大，P,.作用位置处的横向散布系数值%越大，而对应于Pk作用位置处剪力阻碍

11、线的纵标越小，写出由车道荷载的集中荷载R引发的支点剪力计算式,利用高等数学求极值的方式，确信最不利的荷载布置。由车道荷载的均布荷教QK引发的支点截面剪力求解按不变的me计算由车道荷载均布荷载标准值qk引发的内力值，与考虑横向散布系数转变区段均布荷载标准值qk引发的内力转变值之和。注意后者合力点位置极为相应的阻碍线纵标的取值。车道荷载引发的支点截面剪力车道荷载引发的支点截面剪力等于集中荷载PK与均布荷载QK引发的支点截面剪力之和。支点截面车道荷载剪力：V0g=(1+烤®q即+式中。一一剪力阻碍线面积；m转变点至支点截面距离；H在丸范围内，m山“改变形成的图形形心对应的剪力阻碍线竖标值;

12、K与P,位置对应的剪力阻碍线竖标值；与巳位置对应的荷载横向散布系数值。图3-3荷载横向散布系数沿全桥的散布支点截面最大车道荷载剪力maxVOg表3-8计算图形梁号一叫g）乃耿PC'Ah/max%=(1+)+1（4）人群荷载人群荷载为均布荷教，由其引发的支点剪力与由车道荷教的均布荷载QK引发的支点截面剪力计算方式相同。支点截面最大人群荷载剪力maxVOr表3-9计算图形梁号叫4cmaxVOr®=®+1.2731JG-6-5-54.yfl47723(三)内力组合依照桥规(JTGD60)有关规定，本设计采纳以下作川效应组合。(1)大体组合弯矩70Md=0.9(1+AMq+

13、0.8x1.4Mr)=1.08MG+1.26M7+1.008M剪力7o%=0.9(1.21%+1.4匕+0.8x1AVr)=1.08%+1.26匕+1.008Vr(2)短时间效应组合弯矩A7,=Mg+0,7Af/(l+)+M,剪力%=忆+0.7匕/(1+)+匕(3)长期效应组合弯矩M,=MG+0.4M/(l+/)+Mr剪力/=忆+0.4匕/(1+)+匕弯矩组合表3-10项目组合弯矩MKN/m四分点截面跨中截面梁梁梁梁梁梁恒载Mg车道荷载Mg人群荷载1+/(1+)基本组合几Md=1.08MG+1.26M+1.008MrGqr短期组合M,=Mg+0.7/(1+)+也长期组合M,=丸+0.4必/(1

14、+)+吃剪力组合表3-11项目组合剪力VKN梁端截面跻中截面梁梁梁梁梁梁恒载七000车道荷载匕人群荷载匕1+匕/(1+)基本组合yovd=L08几+L26匕,+1.008V短期组合匕=%+0.7匕/(3)+匕长期组合匕=%+。.4匕/(1+)+匕1(二)行车道板的内力计算(-)确信行车道板的类型实际工程中桥面板可能计算图式有梁式单向板、悬臂板、较接悬臂板、双向板；本桥桥面板之间为较接。(二)计算每延米板上的恒载表3T2项目材料厚度(m)容重KN/m3恒载重KN桥而铺装面层沥青混凝土HxHr.23垫层C25混凝上H：r22482=H2r2T形翼板C30混凝土12rs25g3=%合计g=gl+g?

15、+g3（三）车辆轮载在板上的散布计算假定：充气车轮与桥面的接触面为a：Xb：的矩形面其中，d为行车向的着地长度，a：=；b,为车轮着地宽度，bFo轮压荷载通过桥面铺装按45。扩散轮压荷载散布面积二（卬+2"）x（A+2H）其中，H为铺装层厚度。（四）翼缘板计算跨度及荷载散布宽度表3-13项目尺度计算（m）计算依据翼板计算跨度弯矩用=，02）第条剪切用L=，）垂直于板跨方向卬+2H车辆轮载在板上的分布平行于板跨方向4+2”2）第条轮载对于悬臂板根部的分布宽度a<1.4m时a=(a+2H)+2/02）第条a>1.4m时a=(+2H)+2/()+1.44取值注：/。为悬臂板净跨

16、度。（五）每延米板内力计算图6悬臂板内力计算简图表3-14荷载;目单位计算值恒载悬臂板根部弯矩2KN-M悬臂板根部剪力九=g/°KN1+轮载对于悬臂板根部的分布宽度am汽车轮载汽车轴重PKN140悬臂板根部弯矩/=一(1+亭/。)4。4KN-M悬臂板根部剪力匕=(1+)£KN基本组合弯矩匕Md=1.08Mg+L26M。+L008M,KN-M剪力为匕=1.08Vg+1.26匕+1.008匕KN第四部份配筋计算-、操纵内力值汇总操纵内力值汇总表4T行车道板主梁内力单位悬臂根部端点四分点跨中KN-M0九匕KN/二、行车道板的配筋计算(一)正截面设计表42板宽b(cm)100有效高

17、度ho(cm)18混凝土轴心抗压fed(MPa)ho100cm图41(二)斜截面抗剪承载力验算强度设值混凝土轴心抗小(MPa)钢筋抗拉f(MPa)280悬臂板根部弯矩几M.(KN-cm)-2769受压区高度x出±J&+/(cm)钢筋面积(cm)儿=，。也X储(%-)钢筋配置As(cm，)A配筋率。=十叽%QmE=045,，且0mmN02%J3d符合是否满足：pmin>pmm是相对界限受压高度基是否满足：是截面尺寸要求验算(第条二)抗剪承载力验算(第条:)混凝土强度等级。g(MPa)30混凝上轴心抗拉强度设计值f：e(MPa)剪力为%(KN)剪力九%(KN)表4-3抗剪上

18、限V=0.051J7/%(KN)抗剪下限匕=L25x0.05/%（KN）是否满足：V,.是是否满足：九%匕是假设知足九%工匕，可不进行斜截面抗剪承载力验算，仅需按构造要求配置箍筋。三、主梁配筋计算（一）翼缘板宽度和中性轴位置的确信表4-4主拉钢筋假定取4层叠焊筋。32 （外径和2层028 （外径保护3cm,as =3 + 2x3.45+3.05 = 12.95翼板厚度（cm）16翼板宽度b't （cm）（第条二）主梁间距人220220如650(b + 2bh +12/1)210混凝上轴心抗压强度设计值 fcd（KN/cm2）弯矩 7o“d (KN-cm)323977外，=心方，7；（%

19、 一 9判定中性轴位置：y°M d w m小则（二）受拉钢筋配置主梁截面其中性轴在翼板内，故可按单筋矩形截面进行设计（假设在腹板内,那么用双筋设计,不能用表4-4升,而自行列表计算）。表4一5翼板宽度拷（cm）220钢筋面积（cm）儿九(4-不)有效高度h。(cm)钢筋配置As强度设计值混凝土轴心抗压3(MPa)A配筋率%混凝土轴心抗拉ftd(MPa)Pmin=0.45,且JidAnin22%钢筋抗拉4(MPa)280是否满足：Pmm>Pmm是跨中弯矩九3(KN-cm)323977相对界限受压高度林受压区高度x(cm)Vfcdb是否满足：x£部h。是(三)剪力钢筋配置

20、截而尺寸要求验算(第条二)抗剪承载力验算(第条:)混凝土强度等级(MPa)30混凝土轴心抗拉强度设计值品(MPa)(1)斜截面抗剪承载力验算表4-6剪力九匕（KN）剪力九%（KN）抗剪上限匕,=o.o5i抗剪下限Vx=1.25X0.05/frfZ?/?0(KN)是否满足：/0V,<V,是是否满足:九匕匕否假设知足九%工匕，可不进行斜截面抗剪承载力验算，仅需按构造要求配置箍筋。（2）剪力图的分派混凝土与箍筋一起承担的剪力匕j表4-7箍筋部分计算值%的计算计算值距支座&处的箍2筋（第条'）间距St(cm)14主筋通过支座的配筋率A,叽%直径(mm)8尸=100双肢Asv(CH

21、I2)混凝土强度等级。g（MPa）30A箍筋的配筋率夕卬=bSy%匕=(2+0.60)历夕门£,箍筋抗拉强度设计值（MPa）195匕=1.1x0.045她八忆"从表4-7计算明白%>匕,，已证明必需配置斜筋承担剪力。绘制剪力包络图A加A助24加3图4-3计算剪力及抗剪下限表4-8主梁高跨比L混凝上轴心抗拉强度设计值f：d(MPa)控制剪力值(KN)支点0%截而有效高度ho(cm)跨中主梁肋宽b(cm)30计算剪力值(KN)AV=(V；-V；/2)|抗剪下限匕=0.05几(KN)V；=V；-AVaa剪力区段计算表4-9区段计算尺度计算值按构造配置箍筋段(cm)但白化-格

22、截而净高(cm)hj=/?-(J+6'+4+dz)设：3=3cm>£=3&7，d；=22c？，dz=3.2cm弯筋段(cm)A，f2AV注：3截而下缘钢筋爱惜层:6'架立筋上缘爱惜层；乙一一架立筋直径(计算时取外径):dz主拉筋延伸于支座处的直径(计算时取外径):钢筋外径参照如下：螺纹钢筋计算直径(mm)16182022252832外径(mm)1820222427(3)弯起筋截面积计算表410项第排/=1第排i=2第三排i=3第四排/=4第五排i=5第六排i=6前一排弯起筋外径dw（cm）0（。32）（姆2）（姆2）彭32）（姆2）末端转点距支座距离（c

23、m）,0弯筋承担剪力（KN）Vv血=04吗+（I）AV（1-尸H*一排弯起筋截面积（吨二）a=了o'疝0.75x10-3/3sin45°可取结构重要性系数为=1弯起筋选择A珈（cm:）2姬22例62,322魏62姬22娟22姆2（四）简支梁内力包络图与材料图1、按表4-1中数值绘出主梁弯矩包络图（图4-4）；2、据受拉钢筋实际配置的截面积，按下面方式计算出跨中截面所能经受的弯矩设计值“小=0.076 < <b =0.55280x112601.0x13.8x2200x1370.5=1.0xl3.8x2200x1370.52x0.076x(1-0.5x0.076)x1

24、0-6=4169.16(KN*?)必需要Md“>y°Md，并把Md”值标于图4-4上;弯矩包络图548.159二95图4一43、将.按主筋叠焊层数分成等分（以下图按等分）并引出水平线与包络图相交（抗弯承教能力充分利用点）；4、为确保斜截面抗弯强度，在确信主筋弯折点时;一方面要照顾剪切钢筋的需要面积及位置，另一方面要符合标准第条,中的规定，这些是：弯起点应设在充分利用点之外不小于ho/2；斜筋与梁中心线的交点应落在包络图之外；斜筋结尾的锚固长度应符合本条的规定；相邻两排斜筋的始、结尾应相衔接获搭接。（五）、裂痕宽度验算按标准第条规定,最大裂痕宽度按下式计算:,k3E,、0.28+

25、10pG-考虑钢筋表面形状的系数，取G=：NC）-考虑荷载作用的系数，长期荷载作历时，g=l+x,，其中N,为长期荷Ns载效应组合下的内力，Ns为短时间效应组合计算的内力:。3-与结构形式有关的系数，。3=；SSMs0.87 A./?0J /2081 .880.87 x 88.97 x 137.05 xlO-4= 19.6KN/E,=2.0x05Mpa112.618x137.05 + 202x16= 1.98%230+")=1.0xL4xl.Ox.*%30+32)Es0.28+lOp2.0x10s0.28+10x0.0198=0.174<0.2mm（六）、挠度和预拱度计算按公预

26、规第条、条和第条规定:B一%（义1）2+1一（也向里MsM,Ber-w。7=2S。/%九=2.01MpaEe=3.0xl04Mpa式中：S。-全截面换算截而重心釉以上部份对重心轴的面积矩。x一一换算截面中性轴距T梁顶面的距离。x按下式求解：/?x-(Z?|-Z?)(x-/)-nAs(/?0-x)=0乙乙代入后：1,1)一X220X/_(220-18)(x-16)2-6.667xl12.6x(l37.05一x)=022化简：x2-442.5x-11431.56=0解方程得：x=26.37c7=26.37?z,.160,/263.7-160.7.S。=2200x160x(263.7)+(263.7-160)xl80x=6.653x10'mm322Zo=11.735xlO,o/?wn4wZoH.735xlO,01_ins.八Wi.=1.06x10(mm)(/i0-x0)1370.5-263.7/=2so/W。=2x6.563*=1次1.06xl08%产九卬。=1.