简支T型梁桥课程设计

1、桥梁工程课程设计土木工程专业本科（四年制）适用指导教师：李小山班 级： 10 土木一班学生姓名：董帅设计时间：2013.5.20浙江理工大学建筑工程学院土木系土木工程专业桥梁工程课程设计任务书浙江理工大学建筑工程学院土木系2013年4月、设计题目：钢筋混凝土简支T型梁桥设计、设计资料：1 .桥面宽度：净 7m 2 1.5m 2 0.25m2 .设计荷载：公路I级3 .桥面铺装：4cm厚沥青混凝土（23KN/m3）, 6cm厚水泥混凝土 （24KN/m3）,主梁混凝土为 24KN/m34 .主梁跨径及全长：标准跨径：1b 25.00m,计算跨径l 24.96m,净跨1024.60m5 .结构尺寸

2、图，根据钢筋混凝土简支 T型梁桥的构造要求设计，也可参照 下图选用：桥梁横断面布置图单位：cm桥梁纵断面布置三、设计依据:1 JTGD60-2004公路桥涵设计通用规范S2 JTGD62-2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范S3邵旭东.桥梁工程M .第二版.北京：人民交通出版社，2007四、设计内容：主梁、横隔梁和行车道板的内力计算五、设计成果要求:设计计算书。设计计算说明书制作成Word文档或手写。整个说明书应满足计算过程完整、 计算步骤清楚、文字简明、符号规范的要求。封面、任务书和计算说明书用 A4纸张打印，按封面、任务书、计算说明书 的顺序一起装订成册，交指导老师评阅。六、提

3、交时间：第14周周五前提交，过期不候。设计计算书基本设计资料1 .桥面宽度：净 7m 2 1.5m 2 0.25m2 .设计荷载：公路I级3 .桥面铺装：4cm厚沥青混凝土( 23kN / m3), 6cm厚水泥混凝土( 24kN / m3), 主梁混凝土为24kN. m34 .主梁跨径及全长：标准跨径：lb 25.00m,计算跨径l 24.96m,净跨1024.60m 5.主梁截面尺寸:拟定采用的梁高为1.7m,腹板宽18cm主梁间距：2.1m,主梁肋宽度：18cm。结构尺寸如图行车道板计算结构自重及其内力每延米板上的结构自重沥青表面处治g10.04X 1.0X23=0.92KN/mC25混

4、凝土垫层g20.06X 1.0X24=1.44KN/mT梁翼板自重g3(0.17+0.09 )/2 x 1.0 x24=3.12KN/m合计g = 5.48KN/m每米宽板条恒载内力Mmin,g 3g10-1 5.48 0.962 -2.53kN?mQAg g I0 5.48 0.96 5.26kN1）汽车车辆荷载计算图示/21 o-l_ 9(2、 r 车辆后轮着地宽度为a2=0.20m,宽度为b2=0.60ma1 a2 2H =0.2+2X0.1=0.4mb1 b2 2H =0.6+2X0.1=0.8m荷载对于悬臂根部的有效分布宽度：a a1d 2lo=o.4+i.4+2X0.96=3.72

5、m由于这是汽车荷载局部加载在 T梁的翼板上，故冲击系数取11.3作用于每米宽板条上的弯矩为：Pb1140 2 /0.8、八Mmin,p (1) (lo 彳)-1.3 (0.96- - ) -18.59kN?m4a44 3.724作用于每米宽板条上的剪力为：Qap (1) 1.3 W 24.46kNp4a 4 3.72内力组合承载能力极限状态内力组合计算:基本组合Mud 1.2M Ag 1.4MAe 1.2 (-2.53) 1.4 (-18.95) -29.57kN ?mQud1.2QAg 1.4QAp 1.2 5.26 1.4 24.46 40.57kN所以行车道板的设计内力为：Mud -29

6、.57KN ?mQud 40.57KN正常使用极限状态内力组合计算：短期效应组合Msd M Ag 0.7M Ac -2.53 0.7 (-18.96)-15.80kN ?mQsd QAg 0.7QAp 5.26 0.7 24.46 22.38kN主梁内力计算计算结构自重集度如下表所示:主梁g1=0.18 X 1.70+(0.09+0.17)/2 X (2.10-0.18) X 24=13.33KN/m横隔梁对于边主梁g2=1.4-(0.09+0.17)/2 X (2.10-0.18)/2 X 0.18 X 5 X 24/24.96=0.97KN/m对于中主梁1g2 =2 X 0.97=1.94

7、KN/m桥面铺装层g3 =0.04 X 7 X 23+0.06 X 7 X 24/5=3.30KN/m栏杆和人行道g4=5X2/5=2.00KN/m合计对于边主梁ggi =13.33+0.97+3.30+2.00=19.6KN/m对于中主梁g =13.33+1.94+3.30+2.00=20.57KN/m边主梁自重产生的内力a M X 内力剪力Q(KN)弯矩 M( KN - m )X=0Q=19.60/2 X 24.96=244.61(256.71)M=0(0)lX=4Q=19.6/2 X (24.96-2 X 24.96/4)=122.30(128.36)M=19.6 X 24.96/8 X

8、 (24.96-24.96/4)=1177.47(1234.13)lX=2Q=0(0)M=19.6 X 24.96/4 X (24.96-24.96/2) =1526.35(1601.89)注：括号（）内值为中主梁内力荷载位于支点处时，1、2、3号粱的横向分布系数公路-1级nleo公曲- I破rr4求得1,2,3号梁荷载横向分布系数为:1 号梁：m）q 042 0.2, m0r 1.19；22 号梁：moq 0.573 号梁：m)q 0.78荷载位于跨中时荷载横向分布系数mcq和mcrL 2496 2.38 2且设有刚度强大的横隔粱，故可按偏心压力法计算B 5 2.1求荷载横向分布影响线竖标a

9、i2本桥各根主梁的横截面均相等，梁数 n=5,梁间距为2.10m,有a2a!a2a2a! (22.1)22.120 (-2.1)2(-2 2.1)244.1m21、2、3号梁在两个边主梁除横向影响线的竖标值111.n2a10.2 0.4 0.62aii 1115na1a52 aii 10.2-0.4 -0.221a2a52 aii 10.2 0.2 0.4a2a552 aii 10.2-0.2 0131na3 al2aii 10.2135.na3a552aii 10.2绘出荷载横向分布影响线，并按最不利位置布置，如下图所示a),公路-I级i)I1 J I 00-公路-1级CEXO O804 O

10、o-o OnHz ol一.00000022220000t r t q3t q3r q3” q3公路-1级计算荷载横向分布系数mc1号梁： q -mcq1/2 (0.486 0.314 0.191 0.019) 0.5052mcrr 0.6 5/210 0.2 0.6052号梁：mcq y 1/2 (0.343 0.257 0.195 0.110) 0.453mcr= r =0.4033 号梁：mcq 0.2 4/2 0.4mcrr 0.22均布荷载和内力影响线面积计算截面类型公路一级均布荷载(KN/m)人群(KN/m) 2影响线面积(m或m)影响线图示M l210.53 1.5 4.52_2_

11、2=12/8 = 24.962/8 77.88m21LL/4Qi210.54.51 1一 一 24.96 0.5 3.12m2 21 1/21/2Qo10.54.524.96/2 12.48m11-L_公路一级中集中荷载pk计算计算弯矩效应时：R 180 (360-180) / (50-5)(24.96-5) 259.84KN计算剪力效应时：R 1.2 259.84 311.81KN计算冲击系数nA 0.5556m2Ic 0.1504m4G=0.5556X 24=13.334 KN/mmc G / g 1 .359 KN ? s2 /m2C25混凝土 E取 2.8 1010N/m22.97Hz

12、3.142.8 1010 0.15042 24.962 .1.359 1030.17671n f 0.0157 0.1771+1=1.177M iQi跨中弯矩 2、跨中剪力立计算： 因双车道不折减，故 =1,各数据见表截 面梁号qk或%(K N/m)Pk(KN )1+11mc或ySiSMi2公路一级10.5259.841.1770.50577.886.24485.55914.611400.16人群4.5一一0.60577.88212.03公路一级10.5259.841.1770.45377.88435.561300.066.24864.50人群4.5一一0.40377.88140.88公路一级

13、10.5259.841.1770.477.88384.591147.956.24763.36人群4.5一一0.277.8870.09Qi2公路一级10.5311.811.1770.5053.1219.47112.640.592.67人群4.5一一0.6053.128.49公路一级10.5311.811.1770.4533.1217.46100.590.583.13人群4.5一一0.4023.125.64公路一级10.5311.811.1770.43.1215.4288.820.573.4人群4.5一一0.23.122.808计算支点截面汽车荷载最大剪力绘制荷载横向分布系数沿桥纵向的变化图形和支

14、点剪力影响线如下图所示:10.5kN/m311.81kN5n5 o - cm5T2 o= om2/5 o =/3 a横向分布系数变化区段的长度：m变化区荷载重心处的内力影响线坐标为1 号梁：y = ix (24.96-6.38/3) /24.96=0.9152 号梁：y=0.9153 号梁：y =0.9153号梁:a， 、一Qo 均(1)qkmc (mo mjy=1.177X1X 10.5X 0.505 X 12.48+6.38X (0.2-0.505)X 0.915/2=66.89KNQo集(1)mi Pky 1.177 1 0.2311.81 1.0 73.25kN则，公路一 级作用下，1

15、号梁支点的最大剪力为：Q0 = Q0 均 Q。集=66.89+73.25=140.14KN同理得2、3号梁Q。分别为260.57KN、347.29KN计算支点截面人群荷载最大剪力a ，一Qor mcqr2(m mjqry1号梁：aQor mcqr2(m mc)qy=0.605X 4.5X 12.48+6.38/2X (1.19-0.605)X 4.5X 0.915=41.66KN2 号梁：Qor =22.37KN3 号梁：Qor=12.64KN主梁内力组合1号梁：荷我类别弯矩 M (kN m)剪力Q (kN)跨中梁端跨中结构自重1526.36244.610汽车向载1400.16140.1411

16、2.64人群柿栽212.0341.668.49Sud4029.33536.39167.20荷我类别弯矩 M (kN m)剪力Q (kN)跨中梁端跨中结构自重1526.36244.610汽车向载1300.06260.57100.59人群福栽140.8822.375.64Sud3809.50683.38147.143号梁:荷我类别弯矩 M (kN m)剪力Q (kN)跨中梁端跨中结构自重1526.36244.610汽车向载1147.95347.2988.82人群柿栽70.0912.642.808Sud3517.26793.89127.49横隔梁内力计算确定作用在中横隔梁上的计算荷载对于跨中横隔梁的

17、最不利荷载布置如下图：259.84kN/m10.5kN/m1111公路-1级1.cz f nG. J10J61JJr.101纵向一列车轮对于中横隔梁的计算荷载为： 计算弯矩时：11POq -(qkPky) -(10.5 0.5 6.10 2 1.0 259.84 1.0) 161.95kN计算剪力时：1poq -(10.5 0.5 6.10 2 1.0 1.2 259.84 1.0) 187.93kN绘制中横隔梁的内力影响线：按偏心压力法可得1、2号梁的荷载横向分布影响线竖坐标值如下图所示:150700150R横向分布影响线Of O03- O02 OR横向分布影响线onwo oOQZ O-n3H o473 OQy OOAU O右I ,，Q影响线绘制剪力影响线对于1号主梁处截面的Q右影响线可计算如下：P=1作用在计算截面以右时，Qi右=电，即；iiP=1作用在计算截面以左时，Q1 右=旦-1,即17.-1绘成Q1 右影响线如上图所示。截面内力计算将求得的计算荷载Poq在相应的影响线上按最不利荷载位置加载，对于汽车荷载 wq并计入冲击影响力(1+ ),则得到下表所示结果：公路一级弯矩M 2 33 3M2 3=(1 ) poq=1.177X1 X161.95X(0.0375+1.2075+0.733+0.089 =394.00KN - m剪力Q：Q1 = (1 ) poq=1