桥梁工程课程设计简支T梁.doc

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25 KN/ 1、计算、号主梁面积：0.6050 m²计算、号梁集度：g1=g2=g3=0.6050×25KN/m=15.1KN/m2、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：计算号梁;计算号梁和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：号梁：；号梁：；号梁：；计算第三期恒载：栏杆和人行道计算号主梁：6×2/5=2.4计算号主梁：6×2/5=2.4计算号主梁：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.算得恒载内力。见下表1.3、惯性矩计算A1=0.22m2 A2=0.2680m2Y1=0.055m Y2=0.78m形心位置 利用平行移轴公式IC1=1.4、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1.5Hz14Hz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： 人群荷载：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计算公路I级荷载的跨中弯矩计算人群荷载跨中弯矩mcrprM1/2r1kN·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.1=1.h0=h-as=1450-65=1385mm.b=0.550.HRB335钢筋.fy=280N/mm2判定T形截面类型M=2452.24kN·m1 fc bfhfh0- hf/2=1×14.3×2000×175×1385-87.5=6493.99k N·m为第一类T形截面按bf×h的单筋矩形截面计算Asas=M/1 fc bfh02=2452.24×106/1×14.3×2000×13852=0.0447=1-=1-=0.0457x=h0=0.0457×1385=63.2645<b=0.518×1385=95.83s=0.51+=0.5×1.954=0.977求As：As=M/ fy h0s=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= As fy/1 fc bf=8143×280/1×14.3×2000=79.72mm<bh0=0.518×1385=95.83mm.可以。min=MAX0.2%.0.45ft/fy=0.45×335/300=0.21%= As/bh0=6434/200×1385=2.94%>h/h0min=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JTJ D622004 第5.2.9条：r0Vd0.51·bh0支点位置：0Vd<0.51×10-3××0.2×103×1.385×103=773.77kN1/2位置：0V1/2<0.51×10-3××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JTJ D622004 第条：跨中位置：0V <0.51×10-3×1.43×200×1385=202.01kN支点位置：0V<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h为梁高处的剪力设计值.将分为两部分.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.跨中剪力设计值自支点至跨中的剪力递减坡度离支点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.其值为在支点由弯起钢筋承担的剪力设计值.按40%取用.其值为：据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTJ D622004 第条：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第一排承受离支点中心处的剪力设计值,钢筋截面面积按规范第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JTJ D622004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=1.15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.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+2×0.114=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+=1.3作用于每米宽板条上的弯矩为：Mmin.p=-1+Pl0-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+P/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=11.5×1000X140-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9A10As=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：0Vd×1000×140=357KN>Vj=36.84kN按<<公预规>>条规定：0Vd0.51×10-3×1ftdbh0=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=0.034m0Md=Mu=1fcdbxh0-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 D622004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梁桥计算设计资料：1.结构形式及基本尺寸   某公路装配式简支梁桥.双车道.桥面宽度为净 -9+2x1m.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铰接.沿梁长设置35道横隔梁横隔梁平均厚度为16cm.桥梁横截面布置见图1 图 1 桥面组成2.桥面布置   桥梁位于直线上.两侧设人行道.宽度为 1m.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1.5% 。横坡由混凝土垫层实现变厚度.两侧人行道外侧桥面铺装厚度8cm2cm厚沥青混凝土和6cm混凝土垫层。 3.材料 1主梁： 混凝土： C25.C30容重为25 KN/主 筋：II级钢筋； 构造钢筋： I级钢筋 2 桥面铺装：沥青混凝土容重为23KN/m3 ；混凝土垫层C25容重为23KN/m34人行道：人行道包括栏杆荷载集度为6 kN/m； 4.设计荷载 汽车荷载：公路I级车道荷载和车辆荷载； 人群荷载： 3.0 KN/； 4、主梁跨径和全长：标准跨度 10m.13m , 16m.20m；任选一种。 装配式钢筋混凝土T形梁桥总体特征 表1标准跨径 m计算跨径 m梁长 m梁高 m高跨比支点肋宽 cm跨中肋宽 cmh cmh2 cm梁肋变化长度从支截面点算起 cm横隔梁数最大吊重t109.59.960.91/1130181220237312.01312.512.961.11/1230181220237316.91615.515.961.31/12.330181220237422.82019.519.961.51/13.330181220479532.5