桥梁工程课程设计(简支T梁)

1、目录1、主梁设计计算21.1、 集度计算21.2、 恒载内力计算41.3、 惯性矩计算41.4、 冲击系数计算51.5、 计算各主梁横向分布系数51.6、 计算活载内力82、正截面设计13.2.1、 T形梁正截面设计: 1.32.2、 斜截面设计1.4.3、桥面板设计2Q.3.1 桥面板计算书： 2.Q3.2 桥面板截面设计 2.1.4、参考文献23.5、桥梁工程课程设计任务书 2.35.1、 课程设计的目的和要求 2.35.2、 设计内容2.4.5.3、 设计题目：装配式钢筋混凝土简支 T梁桥计算24T型简支梁桥计算书1、主梁设计计算标准跨径：16m计算跨径：15.5高跨比：1/11梁高：1

2、/11 X15.5+0.5=1.45m1.1、集度计算计算第一期恒载：混凝土 C25, C30 (容重为25 KN/ m2 )(1)、计算、号主梁面积：0.6050 m 2计算、号梁集度：g1=g 2=g 3=0.605 0X 25KN/m5.1KN/m(2)、计算、号梁的横隔梁折算荷载：号梁为边主梁，、号梁为中主梁：横隔梁a=1.8m , b=0.15m , h=1m的寸且5根横隔梁的体积都为：0.08 0.14、2. 0 0.20、，0.15 0.163(1. 00 ) () ()0. 124155m3222'''计算号梁 g11. 124155 5 25/ 15.

3、 5 1. 00kN / m；'''''''''计算号梁和号梁为g2g32 g12 1.00 2. 00kN / m计算第二期恒载：(1)计算桥面铺装层荷载：分为2cm 厚沥青混凝土重为g沥青 90. 0223 / 50. 828kN /m和C25混凝土垫层厚分布如下图所示:号梁：0.5(0.060.08)1. 5252.625kN / mk;号梁：0. 5 (0. 080. 11) 2 254.75kN / m;号梁：0. 5(0. 110. 1275) 2255.9375kN/m；计算第三期恒载：栏杆和人行道计算号主梁

4、：6X2/5=2.4计算号主梁：6X2/5=2.4计算号主梁：6X2/5=2.4全部荷载汇总如下:可得简直梁桥的基频:第一募恒载第二期恒载第三期恒载汇总KN/m主梁自重KN/m横隔梁KN/m沥青铺装层KN/m混凝土垫层KN/m人行道和栏杆KN/m号梁15.110.8282.6252.421.953号梁15.120.8284.752.425.078号梁15.120.8285.93752.426.26551.2、 恒载内力计算根据公式()/()D_跨中弯矩gxlMx号梁21.9537.7515.5659.28号梁25.0787.7515.5753.12号梁26.26557.7515.5788.79

5、支点剪力gxlQx号梁21.953015.5170.14号梁25.078015.5194.35号梁26.2655015.5203.561.3、 惯性矩计算Ai=0.22m 2A2=0.2680m 2Yi=0.055mY2=0.78m形心位置=0.45320.22X 0.055 + 0.2680x 0. 780.22 4 0.2680a2 A2 )2利用平行移轴公式IC (IC1a1A1) (IC2lci =1（； = 0.107m41.4、 冲击系数计算根据公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）中第4.3.2条规定，当1.5Hz f 14Hz时， 0.176ln f 0.0157,则

6、可得冲击系数如上表：l （R）E (N/m2)Ic (m 4)mc (kg/m)f (Hz)(11+(！号梁115.5300000.1072237.81855 17.8266580.3464261.346 1号梁15.5300000.1072556.371057.3227940.3347151.335号梁15.5300000.1072677.4217.1553430.3306431.331桥面车行道为9.0m宽，双车道不折减，故 11.5、 计算各主梁横向分布系数画出如下图。44444 y 弋 N&_ 切qmr =根据公式：车辆荷载：7nq=丁 人群荷载：得出横向分布系数，如下表支点m

7、 0跨中mc梁号人群福裁mr车辆福载mq人群福裁mr车辆福载mq号梁1.50.550.70.71号梁00.7250.450.555号梁00.7250.20.4简支梁控制截面内力影响线面积。见下表X影响线面积影悔图或M/4 = 1/812=30.03125r.12)Qi”Qo4 = 1/3 = 1.9375A= 1x1/2=7.7505n1-rV _ . _ _一 Lrt5TT-_ !1.6、 计算活载内力计算公路一一I级荷载的跨中弯矩1+(！mcqPk (kN)yqk3M1/2(kn- m号梁1.34610.712223.87510.5 1301123.501号梁1.33510.5552223

8、.87510.530870.59号梁1.33110.42223.87510.5130625.54计算人群荷载跨中弯矩mcrPr3M 1/2 r1 ( kN m )号梁0.733063号梁0.4533040.5号梁0.233018计算车道活载跨中截面最大剪力1+小工mCqR (kN)yqk3Q/2 (KN-号梁1.34610.71266.40.510.51.94146.81号梁1.335r 1 n0.555266.40.510.5r 1.94113.761号梁1.33110.4266.40.510.51.9481.74计算人群跨中剪力mCrPr3Mv2 r1 (kN)号梁0.731.944.07

9、4号梁0.45311.942.6191号梁0.231.941.164计算支点截面车道荷载最大剪力绘制车辆荷载和人群荷载横向分布系数沿桥方向的变化图形以及支点剪力影响线如下图所示：其中荷载横向分布系数变化区段的长 度:1.5A15.50 55c3,7、3,7S44-375 "0,7：0.91940.725 匚0,5550,15】0.450.72243.75 mW7TT0.91940.2变化区段内附加三角形荷载重心处的剪力影响线坐标为:11 (15.53.75-)0. 91943_375计算如下表支点截回车辆仍载男力Q1+(！“a/2m0-mc1.2p k|Yqk Q (kN)号主梁1.

10、34611.875-0.16266.40.91910.5-61.29号主梁1.33511.8750.17266.40.91910.564.55号主梁1.331111.8750.325266.40.91910.5123.03支点截面人群荷载剪力Qm0-mcPra/2y)A Q(kN)号主梁0.831.8750.91944.14号主梁-0.4531.8750.9194-2.33号主梁-0.231.8750.9194-1.03按照内力组合的方法列表计算如下弯矩(kN - m)剪力(kN)J 丁 p荷载类别梁端跨中梁端跨中号梁1恒载0659.28170.1402汽车荷载01123.5271.17146

11、.8131人群荷载06320.414.0741.2 XI0791.136204.168051.4 X (2+3)01661.1408.212211.2326S=4+502452.24612.38211.23号梁1恒载0753.12194.3502 :汽车附戈0870.59322.17113.763人群荷载040.58.142.6241.2 XI0903.744233.220511.4 X (2+3)01275.526462.434162.9326S=4+502179.27695.65162.93号梁1恒载0788.79203.5602汽车荷载0625.54264.8381.743人群荷载018

12、3.621.164411.2 XI0946.548244.272051.4 X f 2+3)0900.956375.83116.06566S=4+501847.50620.10116.072、正截面设计2.1、 T形梁正截面设计:正截面弯矩M=2452.24kN m, 混凝土强度设计值：fc=14.3N/mm 2 bf =2000mm , hf=175mm , as=65mm , % i=1 , h0=h-a s=1450-65=1385mm , (b=0.550 , HRB335 钢 筋， fy=280N/mm2判定T形截面类型_ _ _ _ _ _ _ _ '一、 .M=2452.

13、24kNmW a fc bfhf (h0- hf/2)=1 x 14.3 x 2000 x 171585-87.5 ) =6493.99k Nm .为第一类T形截面按bf xh的单筋矩形截面计算Asas=M/0C1fc bf h02=2452.24 xQV0 X 14.3 X 2000 浜=3,0547t=1-=1-=0.0457x= 60=0.0457 X 1385=63.2645<518 X 1385=95.832=0.5 (1+) =0.5 X 1.954=0.977求As：As=M/ fy h 0 Ts=2452.2467280 x 1385 x 0.977=.33mm 2选择钢

14、筋直径和根数选用 4 排 2*40, A s=8143mm 2>6472.33mm 2钢筋净间距：Sn= 200-2 x 40-2 x 20 X>25 区8=640mm ，可以。验算基本公式适用条件X= A s fy/ %i fc bf=8143 >280/ (1 X 14.3 X )2000=79.72mm< tbh0=0.518 x 1385=95.83mm 以。pmin =MAX (0.2%, 0.45ft/fy=0.45 X/330) =0.21%p= A s/bh 0=6434/ (200 X 1385=2.94%>h/h 0 pmin =0.22% ,

15、可以。2.2、 斜截面设计据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTJ D62-2004第roVd 4.51 bh o支点位置：T°Vd<0.51 X3雨i x 0.2 荚 101.385 >3073.77kN1/2 位置：丫0V1/2 <0.51 X3WX0.2 * 101.385 >3=W73.77kN满足设计要求检查是否需要根据需要计算配置箍筋据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTJD622004 第 5.2.90.50 10 3a2加叽跨中位置：丫 0V <0.51 x 10X 1.43 x 200X101kN支点位置：丫 0V<

16、;0.51 x 10x 1.43 x 200X1208501kN通过计算，截面不满足不进行斜截面抗剪承载力验算的要求， 截面需 先选定箍筋直径为12 截面不满足不进行斜截面抗剪承载力验算的要求，截面需进行配箍。取离支点h42 （h为梁高）处的剪力设计值 %,将吗分为两部分，其中不少于60%由混凝土和箍筋共同承担；不多于 40%由弯起钢筋承 担。%按以下方法法求得：支点剪力设计值噂=695.65kN ,跨中剪力设计值= 2U23MI自支点至跨中的剪力递减坡度, 145011 /Vj = 695.65 I 0. 065 X= 648. 53 kN离支点处剪力设计值d2设支点有混凝土和箍筋共同承担的

17、剪力设计值，按60%取用，具值Vqs = 0.6V； = 0.6 X 648. Sz5 = 389. iikN在支点由弯起钢筋承担的剪力设计值，按40%取用，其值为：Vj = 04% = 0.4 X 648.525 =25%41kN据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTJ D62-2004第5.2.11 条：先选定箍筋直径为12,得到箍筋间距取200mm，但按规范第9.3.13条规定，在支座 中心向跨径方向长度相当于不小于一倍梁高范围内， 箍筋间距不应大 于 100mm相应弯起钢筋位置与承担剪力见下表斜弯起点距支座承担的斜弯起点距支承担的剪力筋排次中心距离(m )剪力值(KN)筋排次座

18、中心距离(m )值(KN)11.1222.5933.3148.9522.2185.7744.4112.13各排弯起钢筋截面面积按规范以下公式计算第一排承受离支点中心h/2 = 7n5e处的剪力设计值Vbl =b = 2S9.41kNy0 = 1.0lfsb = 28OMPal0 =45°丫 0%sin45f sb钢筋卸积Abs11259.410.70712801746.97456211222.590.7071r 2801499.0134131 1185.770.70712801251.0522541148.950.70712801003.0911A 5I。一12.13 0.70712

19、80 755.129941钢筋截面面积气：一ASb3 = 1251,1mm2 < 104。= 12 56mm2按规范第9.3.11条，受拉区弯起钢筋的弯起点，应设在按 正截面抗弯承载力计算充分利用该钢筋强度截面以外不应小于11 -处；同时，弯起钢筋可在按正截面受弯承载力不需要该钢筋截面面积之前弯起，但弯起钢筋与梁中心线的交点应位于按计算不需要该钢筋的截面之外。箍筋布置如下：按规范第 9.3.13条，自支点一倍梁高范围内， 间距为100mm ;自一倍梁高长度处至第三排斜钢筋下端处，间距为 200mm.持久状况正常使用极限状态计算由公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)第4.1.7

20、条得出： 作用长期效应组合：=1123.5 X 0.4+40.5 X 0.4+788.79=t254.39kN 作用短期效应组合：=1123.5 X 0.7+40.5+788.79=1615.74kN板梁的最大裂缝宽度验算：据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTJD62-2004第6.4.3条，最大裂缝宽度计算公式：见i = GGG 名)1mB_ ,曾H 小儿.p = ThC-T)hC1 = 1.0 , C2=1+0.5 X 1254.39/1615.74=1C3=1.15挠度验算:钢筋混凝土受弯构件的恒载和活载挠度， 可用结构力学方法计算，般不需考虑混凝土徐变和收缩的影响。但当恒载占

21、全部荷载的大部分时，则以考虑混凝土徐变的影响为宜对于恒载，其跨中挠度为:fg 354gi450. 85EcI 038445. 11 19700 43 1.3(cm) 0.85 2. 8 104 10332229990对于汽车荷载，如果已知该梁的跨中最大静荷载弯矩为 M p ,则活载挠度为:,5 Mpl2fp p 48 0.85EcI0C5482854.2 104 1970020.85 2.8 104 103 322299902.8(cm)3、桥面板设计3.1 桥面板计算书：恒载及其内力(按纵向1m宽的半条计算)每延米板上恒载g的计算如下表沥青混凝土面层g10.02 X1 x23kN/m=0.4

22、2kN/mC25混凝土垫层g20.094 X1 X23=2.126kN/mT梁翼板自重g30.20+0.15/2 X1 x25=4.375kN/m合计6.921kN/m每米宽板的恒载内力210=180 , H=0.114Mmin , g=-g1 o2/2=J2X 6.921 2=-B.4605kN mQAg=g1 0=6.921 x 1=6.921kN车辆荷载产生的内力将后轮作用于较接缝上，后轴作用力为 P=140kN ,轮压分布宽度如下所示，由公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004 )查得，荷载后轮着地长度a2=0.20m ,宽度b2=0.60m ,则a1=a2+2H=0.20+2

23、乂 0.114=0.428mb1=b 2+2H=0.60+2 0.1X4=0.828m荷载对于悬臂根部的有效分布宽度：a=a 1+21 0=0.428+180=2.228m由于2lo=1.80m<5m ,所以冲击系数1+ g=1.3作用于每米宽板条上的弯矩为：Mmin, p=- (1+ p) P (lo-bi/4) /4a=-1.3 乂 140.9-0.828/4 ) /4 乂2.228kN m=-14.2kNm 作用于每米宽板条上的剪力：Qap= (1+ p)P4a=1.3 x 140/x 2.228=20.4kN荷载组合持久状况承载力极限状态内力组合(用于强度验算)Mj=1.2M m

24、in , g+1.4M min , p=1.2 X -3.4605 ) +1.4 X -14.2 )=-24.03 kNmQj=1.2Q Ag+1.4Q ap=1.2 X 6.9+1.4 乂 20.4=36.84kN持久状况正常使用极限状态内力组合(用于验算应力和裂缝)M=M min , g +M min , p=-17.66 kN mQ=Q Ag +Q Ap=27.3kN3.2 桥面板截面设计(HRB335 钢筋：幻 335MPa,fsd 280MPa,C25 混凝土： 口 16.电ftk 1.78MPa, b 11.5MPa,储 1.23MPa)翼缘板的高度：h=175mm ;翼缘板的宽度

25、：b=1000mm ;假设钢 筋截面重心到截面受拉边缘距离 as=35mm ,则h0=140mm。x按<< 公预规 >>5.2.2 条规定：0Md Mu1 fcbx(h0 )21 X24.03 >6=1101.5 X 1000X140-X/2 )解得：X=15.82mm按 << 公预规>>5.2.2 条规定：fsdAs QbxAs=11.5 X1000 X15.82/280=649.75mm2查有关板宽1m内钢筋截面与间距表，考虑一层钢筋为8根由规范查 得可供使用的有9A10 (As=706.5mm 2),然后按照构造布置构造钢 筋，并布置

26、如下图。按<< 公预规>>5.2.9条规定，矩形截面受弯构件的截面尺寸应符合下列要求，即：T0VdJx 1000 x 140=357j=3684kN按 << 公预规>>5.2.10条规定：/Vd 4.51 X-310C 1ftdbh0=0.51 x ¥(X 1 x 1.23 x 1000 x 140=87.V2kN>84kN故不需要进行斜截面抗剪承载力计算，仅按构造要求配置箍筋。根据<< 公预规>>9.2.5条，板内应设置垂直于主钢筋的分布钢筋，直径不应小于8mm，间距不应小于 200mm。因此板内 A8，

27、间距为 250mm的分布钢筋。承载力验算：fsdAs fcdbxX=f sd/(f cdb)=280 x 0.00140/1.51 X1) =0.034m /Md=M u= %1fcdbx (h0-x/2 )=1X 11.5 >3X01X 0.0340.14- (1/2 ) X0.034 ) =48.093kNm>Md 承载能力满足要求。4、参考文献1、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)，人民交通出版社；2、< 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范> (JTG D62-2004)条文应用算例，袁伦一，鲍卫刚，人民交通出版社； 3、结构

28、设计原理叶见曙主编，人民交通出版社4、桥梁计算示例集(梁桥)易建国主编，人民交通出版社5、桥梁工程姚玲森主编，人民交通出版社6、公路桥涵标准图公路桥涵标准图编制组，人民交通出版社5、桥梁工程课程设计任务书5.1、 课程设计的目的和要求根据培养目标和教学计划的要求，课程设计是整个教学中不可缺 少的而又相当重要的环节。学生在完成桥梁工程后，综合运用基 础理论，专业知识与技能在教师的指导下， 独立地较系统而又全面地 完成一般复杂程度的设计内容，使学生基本掌握设计计算的基本过 程，进一步巩固已学过的课程与专业知识，进一步掌握和理解“标准”、“规划”、“手册”以培养我们考虑问题，分析问题与解决问题的能5.2、 设计内容1、主梁(1)上部结构尺寸拟定(主梁高度、行车道板尺寸、梁肋尺寸及主梁间距等)(2)荷载横向分配系数的计算(3)结构内力计算及内力组合(4)持久状况承载能