某鋼筋混凝土簡支梁橋設(shè)計(jì)橋梁工程課程設(shè)計(jì)1

1、 信陽師范學(xué)院華銳院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)專 業(yè) 土木工程 設(shè)計(jì)題目 某鋼筋混凝土簡支梁橋設(shè)計(jì) 信陽師范學(xué)院華銳學(xué)院本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告姓 名性別學(xué) 號(hào)專 業(yè)班 級(jí)吳 丹男20087091214土木工程2008級(jí)土木工程4班題目某鋼筋混凝土簡支梁橋設(shè)計(jì)選題意義通過本次混凝土簡支梁t形梁橋設(shè)計(jì)計(jì)算，鞏固課堂所學(xué)知識(shí)，特別是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等在學(xué)學(xué)習(xí)課程的進(jìn)一步學(xué)習(xí)和理解，能把課本上學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際工作中，從而進(jìn)一步把知識(shí)融會(huì)貫通，為將來跨入工作崗位，從事工作打好基礎(chǔ)。主要內(nèi)容、思路及方法設(shè)計(jì)內(nèi)容：（1）截面設(shè)計(jì)（2）行車道板計(jì)算（3）主梁內(nèi)力計(jì)算（4）配置鋼筋及驗(yàn)算基本資料：（1）橋面凈空

2、：凈9+2;（2）永久荷載：橋面鋪裝層容重=23kn/m,其他部分=25kn/m;（3）可變荷載：汽車荷載，公路-級(jí)，人群荷載3kn/m; （4）材料：主筋采用級(jí)鋼，其他用級(jí)鋼，混凝土標(biāo)號(hào)c30;（5）橋梁縱斷面尺寸： 標(biāo)準(zhǔn)跨徑 lb=30m，計(jì)算跨徑l=29.5m。設(shè)計(jì)思路及方法：首先要把結(jié)構(gòu)尺寸擬定下來，然后進(jìn)行主梁內(nèi)力計(jì)算，知道內(nèi)力后就要設(shè)計(jì)截面，從而進(jìn)行配筋，最后進(jìn)行驗(yàn)算。由于自己所學(xué)知識(shí)的限制，對(duì)橋梁方面知識(shí)有所欠缺，因此我將準(zhǔn)備翻閱關(guān)于橋梁設(shè)計(jì)方面的書籍和咨詢指導(dǎo)老師，多聽一聽老師的意見，把不懂得方面給弄清楚，從而更好地完成設(shè)計(jì)。 指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日系意見 簽

3、 章 年 月 日目 錄 摘 要1關(guān)鍵字1abstract1key word1引言11.設(shè)計(jì)資料22.設(shè)計(jì)任務(wù)23.主梁的計(jì)算3 3.1梁高3 3.2肋厚3 3.3翼緣板3 3.4 擬定橫斷面尺寸和橋梁縱斷面尺寸3 3.5沖擊系數(shù)的計(jì)算44.橋面板內(nèi)力計(jì)算5 4.1恒載及其內(nèi)力5 4.2汽車荷載產(chǎn)生的內(nèi)力6 4.3荷載組合6 4.4橋面板配筋計(jì)算7 4.5荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算85.主梁內(nèi)力計(jì)算12 5.1恒載內(nèi)力計(jì)算13 5.2活載內(nèi)力計(jì)算146.主梁鋼筋的配置186.1效應(yīng)組合18 6.2截面設(shè)計(jì)197.橫隔梁內(nèi)力計(jì)算20 7.1確定作用在中橫隔梁上的計(jì)算荷載218.橫隔梁配筋計(jì)算239.附錄

4、26參考文獻(xiàn)27某鋼筋混凝土簡支梁橋設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：吳丹 學(xué)號(hào)：20087091214土木工程系 土木工程專業(yè)指導(dǎo)教師： 職稱:摘 要: 本次設(shè)計(jì)為公路i級(jí)標(biāo)準(zhǔn)跨徑30m t型橋梁設(shè)計(jì)，主要設(shè)計(jì)為上部結(jié)構(gòu)。其中包括完整計(jì)算：截面設(shè)計(jì)、主梁的計(jì)算 、橫隔梁的計(jì)算 、行車道板的計(jì)算和配筋計(jì)算等設(shè)計(jì)。關(guān)鍵字：結(jié)構(gòu)計(jì)算；結(jié)構(gòu)布置；內(nèi)力計(jì)算；配筋計(jì)算abstract：the design for the road - i level standard span type 30mt bridge design, the main design to the upper structure. includin

5、g the complete calculation of section design of main girder:, calculation, the calculation of diaphragm beam, carriageway plate calculation and reinforcement design.key word: structurcalculation;structuralarrangement;internalforce calculation;reinforcement calculation引言畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)階段最后一個(gè)重要的實(shí)踐性環(huán)節(jié)。通過本次設(shè)計(jì)使我

6、將以前所學(xué)的理論知識(shí)和工程實(shí)際緊密結(jié)合起來，并進(jìn)一步掌握橋梁設(shè)計(jì)的基本程序、基本方法和設(shè)計(jì)步驟，培養(yǎng)我的分析解決橋梁設(shè)計(jì)及施工中實(shí)際問題的能力。同時(shí)使我在設(shè)計(jì)過程中熟悉相關(guān)的行業(yè)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，能正確使用規(guī)范及相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)圖集，并在設(shè)計(jì)過程中要充分考慮施工的方便性。能進(jìn)行有關(guān)專業(yè)外文資料的翻譯，加強(qiáng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力的訓(xùn)練。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)的綜合訓(xùn)練，為畢業(yè)后盡快投入實(shí)際工作做準(zhǔn)備。1.設(shè)計(jì)資料： （1）工程概況 本次設(shè)計(jì)為公路i級(jí)標(biāo)準(zhǔn)跨徑30m t型橋梁設(shè)計(jì)，主要設(shè)計(jì)為上部結(jié)構(gòu)。其中包括完整計(jì)算：截面設(shè)計(jì)、主梁的計(jì)算 、橫隔梁的計(jì)算 、行車道板的計(jì)算和配筋計(jì)算等設(shè)計(jì)。 （2）橋面凈空：凈9+2（

7、雙車道）。 （3）永久荷載：橋面鋪裝層容重=23kn/m，其他部分=25kn/m。 （4）可變荷載：人群荷載為3kn/，汽車荷載為公路級(jí)，組合荷載：恒載+汽車荷載=12.45kn.m。 （5）材料：鋼筋采用r235，混凝土采用c30。 （6）橋梁尺寸：標(biāo)準(zhǔn)跨徑為30m，主梁預(yù)制長度為29.8m，計(jì)算跨徑為29.5m。 （7） 設(shè)計(jì)依據(jù)：公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（jtgd602004） 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（jtgd622004） 2. 設(shè)計(jì)任務(wù)： （1）縱橫斷面設(shè)計(jì) 根據(jù)給定的原始資料，參考工程實(shí)例，合理進(jìn)行橋梁縱斷面和橫斷面的布選取適當(dāng)?shù)臉蛎驿佈b層初步估算型主梁、橫隔梁的細(xì)部

8、尺寸。 （2）行車道板計(jì)算與配筋 根據(jù)行車道板的空間位置確定其類型，然后進(jìn)行行車道板內(nèi)力計(jì)算，并根據(jù)內(nèi)力結(jié)果進(jìn)行配筋。 （3）主梁內(nèi)力計(jì)算選取控制截面分別進(jìn)行主梁恒載內(nèi)力計(jì)算、活載內(nèi)力計(jì)算，以及作用效應(yīng)組合計(jì)算。 （4）配筋 根據(jù)彎矩包絡(luò)圖中主梁跨中最大彎矩設(shè)計(jì)值進(jìn)行主梁跨中截面縱向主筋的配制，根據(jù)剪力包絡(luò)圖，進(jìn)行彎起鋼筋和箍筋的配置。3.主梁的計(jì)算主梁采用制造簡單，整體性好，接頭方便的t形梁。3.1梁高一般取計(jì)算跨徑的( 為計(jì)算跨徑)，隨計(jì)算跨徑的增大而取小值，擬定主梁高為1.5m， 滿足設(shè)計(jì)要求。3.2肋厚主梁梁肋的寬度，在滿足抗剪強(qiáng)度需要的前提下，一般做得較薄，以減少構(gòu)件的重量。但是，從

9、保證梁肋的屈曲穩(wěn)定條件以及不致使搗固混凝土發(fā)生困難方面考慮，梁肋也不能太薄。取主梁肋厚0.18m。3.3翼緣板 一般主梁翼緣板的寬度視主梁間距而定，主梁間距取2.20m，采用鉸接方式。根據(jù)受力特點(diǎn)，翼板做成變厚度的，端部較薄，向根部逐漸加厚。按照要求，翼板與梁肋銜接處的厚度應(yīng)不小于主梁高度的（0.125m）。所以端部厚度取0.18m，根部取0.25m。如圖所示： 3.4擬定橋梁橫斷面尺寸和橋梁縱斷面尺寸如下圖所示，全橋每跨采用5根預(yù)制的t梁，每根梁行車道板寬2.2m，沿主梁縱向布置7根橫隔梁。人行道和欄桿的重力取8kn/m（兩側(cè)），混凝土的彈性模量；容重。橋面鋪裝層厚（符合規(guī)范中的規(guī)定），容重

10、；為了迅速排除橋面雨水，橋梁設(shè)有縱向坡度外，還沿橫向設(shè)置雙向橋面橫坡。3.5沖擊系數(shù)的計(jì)算 簡支梁橋的結(jié)構(gòu)基頻： ； t梁翼板的換算平均高度：； 主梁截面重心位置：主梁截面尺寸如圖：跨中截面單根t梁的慣性矩： 跨中截面單根t梁單位長度質(zhì)量： 則： 得：沖擊系數(shù)4.橋面板內(nèi)力計(jì)算鋼筋混凝土肋梁橋的行車道板是直接承受車輛輪壓的鋼筋混凝土板，它在構(gòu)造上與主梁梁肋和橫隔梁連接在一起，既保證了梁的整體作用，又將活載傳于主梁。該橋梁t梁翼板構(gòu)成鉸接懸臂板。4.1恒載及其內(nèi)力（以縱向1m寬的板條進(jìn)行計(jì)算） (1)每延米板上的恒載： 鋪裝層： t梁翼板自重： 合計(jì)： (2)每米寬板條的恒載內(nèi)力 彎矩： 剪力：

11、4.2汽車荷載產(chǎn)生的內(nèi)力 將車輛后輪作用于鉸接縫軸線上，后輪作用力為，后輪的著地長度為寬度為則得： 荷載對(duì)于懸臂根部的有效分布寬度： 沖擊系數(shù)： 可得：作用于每米寬板條上的彎矩為： 作用于每米寬板條上的剪力為： 4.3荷載組合恒載+汽車荷載：4.4橋面板配筋計(jì)算 單塊橋面板的跨徑為2.2m，板厚為10cm，采用c25砼，r235級(jí)鋼筋，類環(huán)境條件，取1.0?？芍海?最小配筋率： 故 取 彎矩組合設(shè)計(jì)值： 設(shè)計(jì)彎矩值： 設(shè) ， 則 計(jì)算所需鋼筋面積： ，據(jù)此選擇716鋼筋，查表可得16鋼筋間距時(shí)，單位板寬的鋼筋面積=1341，實(shí)際配筋率 ，保護(hù)層厚度c取30。布置圖： 4.5荷載橫向分布系數(shù)計(jì)

12、算荷載橫向分布系數(shù)，它表示某根主梁所承擔(dān)的最大荷載是各個(gè)軸重的倍數(shù)（通常小于1），因?yàn)樵摌蛄簷M截面關(guān)于3號(hào)梁對(duì)稱，所以只需求1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)梁的荷載橫向分布系數(shù)。杠桿原理法是把橫向結(jié)構(gòu)視作在主梁上斷開而簡支再其上的簡支梁。它用于橫向聯(lián)系比較弱處。所以用杠桿原理法來主梁端面部荷載得橫向分布系數(shù)。（1）用杠桿原理法計(jì)算支點(diǎn)截面處的荷載橫向分布系數(shù) 1號(hào)梁橫向影響線：汽車荷載： 人群荷載： 2號(hào)梁橫向影響線：汽車荷載：人群荷載：由圖可知，此時(shí)人群荷載有利于2#梁得受力，故不計(jì)。 3號(hào)梁橫向影響線：汽車荷載：人群荷載：由圖可知，此時(shí)人群荷載有利于2#梁得受力，故不計(jì)。（2）用偏心受壓法計(jì)算跨中截面處的

13、荷載橫向分布系數(shù)此橋在跨度內(nèi)設(shè)有橫隔梁，具有強(qiáng)大的橫向連接剛性，且承重結(jié)構(gòu)的長寬比為：故可按偏心受壓法來繪制橫向影響線并計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)。此橋各根主梁的橫截面均相等，梁數(shù)，梁間距為。則： 1號(hào)梁：橫向影響線豎標(biāo)值為：按照和繪制出1號(hào)梁橫向影響線，上圖中按（橋規(guī)）規(guī)定確定了汽車荷載的最不利荷載位置可求得： 得：1號(hào)梁荷載橫向分布系數(shù)： 汽車荷載： 人群荷載：2號(hào)梁：橫向影響線豎標(biāo)值為：由和繪制2號(hào)梁橫向影響線，圖中按（橋規(guī)）規(guī)定確定了汽車荷載的最不利荷載位置：可求得： 得：2號(hào)梁荷載橫向分布系數(shù)：汽車荷載：人群荷載： 3號(hào)梁：橫向影響線豎標(biāo)值為：由和繪制3號(hào)梁橫向影響線，圖中按（橋規(guī)）規(guī)定確

14、定了汽車荷載的最不利荷載位置：可求得： 得：3號(hào)梁荷載橫向分布系數(shù)： 汽車荷載： 人群荷載：（3）荷載橫向分布系數(shù)沿橋跨的變化荷載位于橋跨中間部分時(shí)，由于橋梁橫向結(jié)構(gòu)（橋面板和橫隔梁）的傳力作用。使所有主梁都參與受力，因此荷載的橫向分布比較均勻。但當(dāng)荷載在支點(diǎn)處作用在某主梁上時(shí)，如果不考慮支座彈性變形的影響，荷載就直接由該主梁傳至支座，其他主梁基本上不參與受力。因此，荷載在橋跨縱向的位置不同，對(duì)某一主梁產(chǎn)生的荷載橫向分布系數(shù)也各異。對(duì)于有多根內(nèi)橫隔梁的情況，從第一根內(nèi)橫隔梁起向直線形過渡。如圖：這樣，主梁上的活載因其縱向位置不同，就應(yīng)有不同的橫向分布系數(shù)。圖中可能大于也可能小于。在實(shí)際應(yīng)用中，

15、當(dāng)求簡支梁跨中最大彎矩時(shí)，鑒于橫向分布系數(shù)眼橋跨內(nèi)部分的變化不大，為了簡化起見，通常均可按不變化的來計(jì)算。5.主梁內(nèi)力計(jì)算對(duì)于較大跨徑的簡支梁，不僅需要計(jì)算跨中截面的最大彎矩和支點(diǎn)截面及跨中截面的剪力。一般還應(yīng)計(jì)算跨徑四分之一截面的彎矩和剪力。跨中與支點(diǎn)之間各截面的剪力可近似地按直線規(guī)律變化，彎矩可假設(shè)按二次拋物線規(guī)律變化。5.1恒載內(nèi)力計(jì)算（1）主梁： （2）橫隔梁的邊主梁： （3）橫隔梁的中主梁：（4）橋面鋪裝層： （5）欄桿和人行道： 作用于邊主梁的全部恒載為： 作用于中主梁的全部恒載為： 恒載內(nèi)力：計(jì)算邊主梁的彎矩和剪力： 邊主梁恒載內(nèi)力內(nèi)力截面位置x剪力彎矩=7.375=14.75中

16、主梁恒載內(nèi)力內(nèi)力截面位置x剪力彎矩=7.375=14.755.2活載內(nèi)力計(jì)算沖擊系數(shù)： 雙車道橫向折減系數(shù)： （雙車道）車道荷載：均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值： ，在范圍內(nèi)。用直線內(nèi)插法求得：集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值：。計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)，上述集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以1.2的系數(shù)。布載方式：車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿布于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號(hào)影響線上，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值只作用于相應(yīng)影響線中一個(gè)最大影響線峰值處。得：橋梁跨中截面彎矩計(jì)算圖式為： 跨中截面剪力計(jì)算圖式為： 橋梁支點(diǎn)處截面剪力計(jì)算圖式為： （1）汽車及人群荷載產(chǎn)生的活載內(nèi)力計(jì)算 汽車荷載：公路級(jí)，；人群荷載：計(jì)算表：截面荷載類型qk或prpk（1+u）mc或ys（k

17、nm或kn）sis1#梁m跨中公路級(jí)10.52781.150.683108.78897.132507.57.3751610.37人群30.655108.78213.75q跨中公路級(jí)10.5333.61.150.6383.68823.96127.160.5130.2人群30.6553.6887.252#梁m跨中公路級(jí)10.52781.150.599108.78786.82199.17.3751412.3人群30.436108.78142.28q跨中公路級(jí)10.5333.61.150.5993.68826.68141.580.5114.9人群30.4363.6884.823#梁m跨中公路級(jí)10.5

18、2781.150.6108.78788.112248.587.3751460.47人群30.2108.7862.27q跨中公路級(jí)10.5333.61.150.63.68826.72141.810.5115.09人群30.23.6882.21 （2）支點(diǎn)截面汽車荷載最大剪力根據(jù)上圖可計(jì)算支點(diǎn)截面的剪力2#梁： = 于是： 同理，根據(jù)上面的圖及公式，可得： 1#梁： 3#梁： 支點(diǎn)截面人群荷載最大剪力1#梁：同理可得，2#梁：3#梁： 6.主梁鋼筋的配置公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)上可能同時(shí)出現(xiàn)的作用，按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行作用效應(yīng)組合，取其最不利效應(yīng)組合進(jìn)行設(shè)計(jì)。參與組合的作用有

19、：永久作用（恒載）：彎矩標(biāo)準(zhǔn)值： 剪力標(biāo)準(zhǔn)值： 汽車荷載：彎矩標(biāo)準(zhǔn)值： 剪力標(biāo)準(zhǔn)值： 人群荷載：彎矩標(biāo)準(zhǔn)值： 剪力標(biāo)準(zhǔn)值： 6.1效應(yīng)組合（1）按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì) a、基本組合： 即： 其中： 得： 彎矩設(shè)計(jì)值: 剪力設(shè)計(jì)值：b、注：不考慮偶然組合。（2）按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)a、 短期效應(yīng)組合： 即： 其中：，得：彎矩設(shè)計(jì)值: 剪力設(shè)計(jì)值：b、 短期效應(yīng)組合： 即： 其中：，得：彎矩設(shè)計(jì)值: 剪力設(shè)計(jì)值：得：作用效應(yīng)組合為：6.2截面設(shè)計(jì)預(yù)制鋼筋混凝土t梁采用c30混凝土，鋼絞線。查得：為了便于進(jìn)行計(jì)算，將實(shí)際t形截面換成計(jì)算截面。其余尺寸不變。（1）采用焊接鋼筋骨架 設(shè)：。則截面有效高

20、度 （2）判定t形截面類型 故屬于第二類t形截面。（3）求受壓區(qū)高度（4）求受拉鋼筋面積配筋選擇832+4根直徑為15.2的模拔型的的鋼絞線，截面積鋼筋布置如圖所示：混凝土保護(hù)層厚度 c=35d=32mm及規(guī)定的30mm，鋼筋間橫向凈距為： 鋼筋疊加高為 故滿足構(gòu)造要求。（5）截面復(fù)核第二類t形截面的配筋率較高，一般情況下均能滿足最小配筋率的要求，可不必進(jìn)行驗(yàn)算。7.橫隔梁內(nèi)力計(jì)算橫隔梁在裝配式t形梁橋中起著保證各根主梁相互連接成整體的作用，它的剛度愈大，橋梁的整體剛度愈好，在荷載作用下各主梁就能更好地共同工作。通常橫隔梁的彎矩在靠近橋中線的截面較大，剪力則在靠近橋兩側(cè)邊緣出的截面較大。一般可以只求3號(hào)梁處和2號(hào)梁與3號(hào)梁之間截面處的彎矩，以及1號(hào)梁右側(cè)和2號(hào)梁右側(cè)等截面的剪力。7.1確定作用在中橫隔梁上的計(jì)算荷載對(duì)于跨中橫隔梁的最不利荷載布置如下圖：可得：同理可求2號(hào)和3號(hào)梁間中截面的最大彎矩 求1號(hào)主梁處右側(cè)截面的剪力p=1 作用于計(jì)算截面以右時(shí)： 即 p=1 作用于計(jì)算截面以左時(shí)： 即 1可得：p=1 作用于計(jì)算截面以右時(shí)： p=1 作用于計(jì)算截面以右時(shí)： 繪圖：8.橫隔梁配筋計(jì)算彎矩組