桥梁工程课程设计简支T梁

/目录1、主梁设计计算21.1、集度计算21.2、恒载内力计算21.3、惯性矩计算21.4、冲击系数计算21.5、计算各主梁横向分布系数21.6、计算活载内力22、正截面设计32.1、T形梁正截面设计：32.2、斜截面设计43、桥面板设计93.1桥面板计算书：93.2桥面板截面设计94、参考文献95、《桥梁工程》课程设计任务书105.1、课程设计的目的和要求105.2、设计内容105.3、设计题目：装配式钢筋混凝土简支T梁桥计算11T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：1/11×15.5+0.5=1.45m1.1、集度计算计算第一期恒载：混凝土C25.C30〔容重为25KN/㎡〔1、计算①、②、③号主梁面积：0.6050m²计算①、②、③号梁集度：g1=g2=g3=0.6050×25KN/m=15.1KN/m〔2、计算①、②、③号梁的横隔梁折算荷载：①号梁为边主梁.②、③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：计算①号梁;计算②号梁和③号梁为计算第二期恒载：〔1计算桥面铺装层荷载：分为2cm厚沥青混凝土重为和C25混凝土垫层厚分布如下图所示：①号梁：；②号梁：；③号梁：；计算第三期恒载：栏杆和人行道计算①号主梁：6×2/5=2.4计算②号主梁：6×2/5=2.4计算③号主梁：6×2/5=2.4全部荷载汇总如下：可得简直梁桥的基频：1.2、恒载内力计算根据公式Mx=1.3、惯性矩计算A1=0.22m2A2=0.2680m2Y1=0.055mY2=0.78m形心位置Y利用平行移轴公式IC1=2IaaI1.4、冲击系数计算根据《公路桥涵设计通用规范》<JTGD60--2004>中第4.3.2条规定.当1.5Hz14Hz时..则可得冲击系数如上表：桥面车行道为9.0m宽.双车道不折减.故。1.5、计算各主梁横向分布系数画出如下图。根据公式：车辆荷载：mq=得出横向分布系数.如下表简支梁控制截面内力影响线面积。见下表1.6、计算活载内力根据公式s计算公路——I级荷载的跨中弯矩计算人群荷载跨中弯矩mcrprωM1/2r1〔kN·m①号梁0.733063②号梁0.4533040.5③号梁0.233018计算车道活载跨中截面最大剪力计算人群跨中剪力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：变化区段内附加三角形荷载重心处的剪力影响线坐标为：计算如下表按照内力组合的方法列表计算如下2、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/mm2.bf‘=2000mm.hf’=175mm.as=65mm.α1=1.h0=h-as=1450-65=1385mm.ζb=0.550.HRB335钢筋.fy=280N/mm2判定T形截面类型∵M=2452.24kN·m≤α1fcbf‘hf’〔h0-hf’/2=1×14.3×2000×175×〔1385-87.5=6493.99kN·m∴为第一类T形截面按bf×h的单筋矩形截面计算Asas=M/α1fcbf‘h02=2452.24×106/1×14.3×2000×13852=0.0447ζ=1-1-2as=1-x=ζh0=0.0457×1385=63.2645<ζb=0.518×1385=95.83γs=0.5〔1+1-2a求As：As=M/fyh0γs=2452.24×106/280×1385×0.977=6472.33mm2选择钢筋直径和根数选用4排2*40,As=8143mm2>6472.33mm2钢筋净间距：Sn=200-2×40-2×20×2-2×8=64>25且>d=40mm.可以。验算基本公式适用条件X=Asfy/α1fcbf=8143×280/〔1×14.3×2000=79.72mm<ζbh0=0.518×1385=95.83mm.可以。ρmin=MAX〔0.2%.0.45ft/fy=0.45×335/300=0.21%ρ=As/bh0=6434/〔200×1385=2.94%>h/h0ρmin=0.22%.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》JTJD62—2004第5.2.9条：r0Vd≤0.51fcu.支点位置：γ0Vd<0.51×10-3×30×0.2×103×1.385×103=773.77kN1/2位置：γ0V1/2<0.51×10-3×30×0.2×103×1.385×103=773.77kN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》JTJD62—2004第条：跨中位置：γ0V<0.51×10-3×1.43×200×1385=202.01kN支点位置：γ0V<0.51×10-3×1.43×200×1385=202.01kN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Φ12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h2〔h为梁高处的剪力设计值Vd‘.将Vd‘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。V支点剪力设计值Vd0=695.65自支点至跨中的剪力递减坡度695.65-211.23离支点h2处剪力设计值设支点有混凝土和箍筋共同承担的剪力设计值.按60%取用.其值为V在支点由弯起钢筋承担的剪力设计值.按40%取用.其值为：V据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTJD62—2004第条：先选定箍筋直径为Φ12.得到SS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筋排次弯起点距支座中心距离〔m承担的剪力值〔KN斜筋排次弯起点距支座中心距离〔m承担的剪力值〔KN11.1222.5933.3148.9522.2185.7744.4112.13各排弯起钢筋截面面积按《规范》以下公式计算A第一排承受离支点中心h2=725γ钢筋截面面积AAAAA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h02处；同时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》〔JTGD60-2004>第条得出：作用长期效应组合：=1123.5×0.4+40.5×0.4+788.79=1254.39kN·m作用短期效应组合：=1123.5×0.7+40.5+788.79=1615.74kN·m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第条.最大裂缝宽度计算公式:C1=1.0.C2=1+0.5×1254.39/1615.74=1.39.C3=1.15μ=dσω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.一般不需考虑混凝土徐变和收缩的影响。但当恒载占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：对于汽车荷载.如果已知该梁的跨中最大静荷载弯矩为M.则活载挠度为：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g10.02×1×23kN/m=0.42kN/mC25混凝土垫层g20.094×1×23=2.126kN/mT梁翼板自重g30.20+0.15/2×1×25=4.375kN/m合计6.921kN/m每米宽板的恒载内力2l0=180.H=0.114Mmin.g=-gl02/2=-1/2×6.921×12=-3.4605kN·mQAg=gl0=6.921×1=6.921kN车辆荷载产生的内力将后轮作用于铰接缝上.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》〔JTGD60-2004查得.荷载后轮着地长度a2=0.20m.宽度b2=0.60m.则a1=a2+2H=0.20+2×0.114=0.428mb1=b2+2H=0.60+2×0.114=0.828m荷载对于悬臂根部的有效分布宽度：a=a1+2l0=0.428+180=2.228m由于2l0=1.80m<5m.所以冲击系数1+μ=1.3作用于每米宽板条上的弯矩为：Mmin.p=-〔1+μP〔l0-b1/4/4a=-1.3×140×〔0.9-0.828/4/4×2.228kN·m=-14.2kN·m作用于每米宽板条上的剪力：QAp=〔1+μP/4a=1.3×140/〔4×2.228=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=1.2Mmin.g+1.4Mmin.p=1.2×〔-3.4605+1.4×〔-14.2=-24.03kN·mQj=1.2QAg+1.4QAp=1.2×6.9+1.4×20.4=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=Mmin.g+Mmin.p=-17.66kN·mQ=QAg+QAp=27.3kN3.2桥面板截面设计〔HRB335钢筋：..C25混凝土：翼缘板的高度：h=175mm；翼缘板的宽度：b=1000mm；假设钢筋截面重心到截面受拉边缘距离=35mm.则=140mm。按<<公预规>>条规定：1×24.03×106=11.5×1000X〔140-X/2解得：X=15.82mm按<<公预规>>条规定：As=11.5×1000×15.82/280=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=706.5mm2.然后按照构造布置构造钢筋.并布置如下图。按<<公预规>>条规定.矩形截面受弯构件的截面尺寸应符合下列要求.即：γ0Vd≤25×1000×140=357KN>Vj=36.84kN按<<公预规>>条规定：γ0Vd≤0.51×10-3×α1ftdbh0=0.51×10-3×1×1.23×1000×140=87.82kN>Vj=36.84kN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>>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.间距为250mm的分布钢筋。承载力验算：X=fsd/<fcdb>=280×0.00140/〔11.51×1=0.034mγ0Md=Mu=α1fcdbx〔h0-x/2=1×11.5×103×1×0.034×〔0.14-〔1/2×0.034=48.093kN·m>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〔JTGD62—2004》.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>〔JTGD62—2004条文应用算例》.袁伦一.鲍卫刚.人民交通出版社；3、《结构设计原理》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力。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持久状况承载能力极限状态下截面设计、配筋与验算正截面抗弯承载力计算、斜截面抗剪承载力计算〔5T形梁的各项检算持久状况正常使用极限状态下裂缝宽度验算、持久状况正常使用极限状态下挠度验算2、桥面板〔1确定桥面板的类型〔2计算荷载有效分布宽度〔3桥面板内力计算〔4桥面板配筋设计5.3、设计题目：装配式钢筋混凝土简支T梁