簡支梁橋設(shè)計計算書1

1、1、 設(shè)計資料1）結(jié)構(gòu)形式及基本尺寸 某公路裝配式簡支梁橋，雙車道，橋面寬度為凈- 9.5+2x0.75m，主梁為裝配式鋼筋混凝土簡支T 梁，橋面由五片T梁組成，主梁之間的橋面板為鉸接，沿梁長設(shè)置5道橫隔梁，橋梁橫截面布置、主梁細部尺寸見下圖。主梁橫隔梁位置及尺寸2）橋面布置 橋梁位于直線上，兩側(cè)設(shè)人行道，寬度為1米，橋面鋪裝為6cm厚的瀝青混凝土，其下為平均厚度8cm的C25混凝土墊層，設(shè)雙面橫坡，坡度為1.5% ，橋面橫坡由混凝土墊層實現(xiàn)變厚度。其中，兩側(cè)人行道外側(cè)橋面鋪裝厚度為8cm（2cm厚瀝青混凝土和6cm混凝土墊層）。 3）主梁 裝配式鋼筋混凝土T形梁橋總體特征設(shè)計跨徑(m)計算跨

2、徑(m)梁長(m)梁高(m)支點肋寬(cm)跨中肋寬(cm)h(cm)(cm)梁肋變化處橫隔梁數(shù)2524.5 24.961.6035181220L/4處54）材料 1）主梁： 混凝土：C30（容重為25kN/m3）鋼筋：主筋、彎起鋼筋、架立鋼筋為HRB335，其余為R235 2）橋面鋪裝：瀝青混凝土（容重為23kN/m3 ）；混凝土墊層C25（容重為24kN/m3 ）3）人行道：單側(cè)人行道包括欄桿荷載集度為6kN/m 5）設(shè)計荷載 汽車荷載：公路-級荷載；人群荷載：3.0kN/m26）設(shè)計規(guī)范及參考書目 1）公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTG D60-2004）2）公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)

3、計規(guī)范（JTG D62-2004） 3）橋梁工程 4）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 5）橋梁通用構(gòu)造及簡支梁橋 6）混凝土簡支梁（板）橋2、 作用效應(yīng)計算（1） 主梁內(nèi)力計算1. 恒載內(nèi)力計算（1） 計算各主梁的恒載集度主梁：橫隔梁：對于邊主梁 對于中主梁 橋面鋪裝層欄桿和人行道 作用于邊主梁的恒載集度為作用于中主梁的恒載為（2） 荷載內(nèi)力計算各主梁距離支座為的橫截面彎矩和剪力： 邊（中）主梁的恒載內(nèi)力截面位置 剪力 彎矩 邊主梁 中主梁 邊主梁 中主梁321.1330 0 0 _ _ 1427.09 1468.18 0 0 1890 1944.812.活載內(nèi)力計算 （1）a. 荷載位于支座處時，應(yīng)按杠

4、桿原理法計算荷載橫向分布系數(shù)首先繪制1/2和三號梁的荷載橫向影響線如圖2 所示 根據(jù)橋規(guī)（JPG D60）的規(guī)定，在橫向影響線上確定荷載沿橫向最不利的布置位置。途中相應(yīng)為汽車荷載軸重和每延米跨長的人群荷載集度：為對應(yīng)于汽車車輪和人群荷載集度的影響線坐標(biāo)。由此可得荷載橫向分布系數(shù)為 1號梁 汽車荷載 人群荷載 2號梁汽車荷載 人群荷載 3號梁 汽車荷載 人群荷載 2號梁人群荷載取，是考慮人行道上不布載時為最不利情況；否則人行道荷載引起的復(fù)反力，在考慮作用效應(yīng)組合時反而會減小2號梁的受力。 b.荷載位于跨中時，由于此橋在跨度內(nèi)設(shè)有橫隔梁，具有強大的橫向連接剛性，且承重結(jié)構(gòu)的跨寬比為 故可按偏心壓力

5、法來繪制橫向影響線，并計算橫向分布系數(shù)。本橋各根主梁的橫截面均相等，梁數(shù)，梁間距為2.20m，則由式可得：1號梁 橫向影響線的坐標(biāo)值為 按照橋規(guī)（JTG D60）的規(guī)定，確定汽車荷載的最不利荷載位置。設(shè)橫向影響線的零點至1號梁位的距離為，則 解得設(shè)人行道緣石至1號梁軸線的距離為，則=0.35m根據(jù)幾何關(guān)系，左側(cè)第一個輪重對應(yīng)的影響線坐標(biāo)為（以表示影響線零點至汽車輪重的橫坐標(biāo)距離）：同理可得各輪重和人群荷載集度對應(yīng)的影響線坐標(biāo)分別為 于是，1號梁的活載橫向分布系數(shù)可一算如下：汽車荷載 ； 人群荷載 2號梁 橫向影響線的坐標(biāo)值為 ； 求得橫向影響線的零點至2號梁位的距離為x=8.8m根據(jù)幾何關(guān)系，

6、得各輪重和人群荷載集度對應(yīng)的影響線坐標(biāo)分別為 于是，2號梁的活載橫向分布系數(shù)可計算如下：汽車荷載； 人群荷載 3號梁 橫向影響線的坐標(biāo)值為； 根據(jù)幾何關(guān)系，得到各輪重和人群荷載集度對應(yīng)的影響線坐標(biāo)分別為： 0.2 于是，3號梁的活載橫向分布系數(shù)可計算如下： 汽車荷載： 人群荷載： 表3 匯總活載梁號支座跨中汽車0.1880.4320.50.3900.5940.353人群1.1560.54600.39500.247各主梁在各控制截面的彎矩和剪力均布荷載和內(nèi)力影響線計算： 表4內(nèi)力公路-級荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m）人群荷載 標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m）影響線面積（）影響線圖示7.8752.257.8752.25

7、7.8752.257.8752.25 公路-級中集中荷載計算 計算彎矩效應(yīng)時 計算剪力效應(yīng)時 沖擊系數(shù)計算：平均板厚： 則 其中得 雙車道不折減： （I）荷載的跨中作用效應(yīng)計算：由公式計算 表5 車道荷載的跨中彎矩截面位置梁號1+ 彎矩（kN/m）1.20.6447.87556.27193.54.594 1029.421.20.6347.87556.27193.54.594 1013.441.20.6007.87556.27193.54.594 959091.20.6447.87575.03193.56.125 1372.531.206347.87575.03193.56.1251351.22

8、1.20.6007.87575.03193.56.1251278.75 表 6 人群荷載的跨中彎矩截面位置梁號 （）彎矩（kN/m）0.6662.2556.2784.320.4332.2556.2754.820.4002.2556.2750.640.6662.2575.03112.430.4332.2575.0373.100.4002.2575.0367.53 表7 跨中截面車道荷載最大剪力截面位置梁號剪力（kN）1.20.64478753.06232.20.5108.341.20.63478753.06232.20.5106.661.20.60078753.06232.20.5100.94

9、表8 跨中截面人群荷載最大剪力截面位置梁號 （）剪力（kN）0.6662.253.064.590.4332.253.062.980.4002.253.062.75(II）支點截面荷載最大剪力計算1號梁支點截面汽車荷載最大剪力：橫向分布系數(shù)變化區(qū)段的長度 影響線面積 車道均布荷載作用下（時）：車道集中荷載作用下：車道荷載作用下的支點剪力為： 可得1、2、3號梁的支點截面汽車荷載最大剪力如下表： 支點截面最大汽車荷載剪力梁號 157.32145.73203.05 296.46221.80318.26 397.36221.80319.16支點截面人群荷載最大剪力計算人群荷載的橫向分布系數(shù)如圖所示。附

10、加三角形荷載中心的影響線坐標(biāo)為 故可得人群荷載的支點剪力為 同理可得2、3號梁人群荷載支點剪力如下表 支點截面人群荷載最大剪力計算圖形梁號122.56291938.493.內(nèi)力組合及包絡(luò)圖（1） 內(nèi)力組合 根據(jù)橋規(guī)（JTG D60）有關(guān)規(guī)定，本設(shè)計采用以下作用效應(yīng)組合。 （I）基本組合彎矩 剪力 （II）短期效應(yīng)組合 彎矩 剪力 （III）長期作用效應(yīng) 彎矩 剪力 彎矩組合項目組合彎矩M (kN/m)四分點截面跨中截面梁梁梁梁梁梁恒載1427.091468.181468.1818901944.811944.81車道荷載1029.421013.44959.091372.531351.221278

11、.75人群荷載84.3254.8250.64112.4373.154.821.21.21.21.21.21.2857.85844.53799.241143.781126.021065.63基本組合2923.322917.832845.133883.923876.623779.69短期組合2111.912114.172078.292803.0762806.122745.57長期組合1803.961827.921808.132392.482424.462392.99 剪力組合項目組合剪力Q(kN)梁端截面跨中截面梁梁梁梁梁梁恒載321.1330330000車道荷載203.05318.26319.1

12、6108.34106.66100.94人群荷載22.569.198.494.592.982.751.21.21.21.21.21.2169.21265.22265.9790.2888.8884.12基本組合625.37766.67767.1141.1137.4130短期組合462.11524.84524.6767.7965.261.63長期組合397.81439.76439.7837.9536.7434.75（2）繪制基本組合的彎矩及剪力包絡(luò)圖（二）主梁配筋計算與驗算1)主梁各控制截面的控制內(nèi)力的基本組合匯總： 表13內(nèi)力支點跨中彎矩03883.92剪力767.1141.12)主梁受拉配筋的計

13、算及配置 由設(shè)計資料查橋規(guī)（JTG D62-2004）得； 彎矩計算值(1)翼緣板的計算寬度根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D622004）第422條規(guī)定：T形截面受彎構(gòu)件位于受壓區(qū)的翼緣計算寬度，應(yīng)按下列三者中最小值取用。翼緣板的平均厚度 對于簡支梁為計算跨徑的1/3。相鄰兩梁軸線間的距離。，此處b為梁的跨中腹板寬，bh為承托長度，為不計承托的翼緣厚度。故取 （2）判斷T形截面的類型設(shè)as=120mm， h0=has=1600120=1480mm；故屬于第一類型截面根據(jù)橋規(guī)（JTG D622004）第523條規(guī)定：翼緣位于受壓區(qū)的T形截面受彎構(gòu)件，正截面抗彎承載力按下列

14、規(guī)定計算擬采用12B32+2B16的鋼筋， 鋼筋疊高層數(shù)為7梁底混凝土凈保護層厚度取32mm，鋼筋間橫向凈距滿足構(gòu)造要求。主筋布置如圖6所示。2. 正截面抗彎承載力復(fù)核依據(jù) 鋼筋混凝土用鋼 第2部分：熱軋帶肋鋼筋(GB 1499.2-2007 )熱軋帶肋鋼筋的外徑如下表： 螺紋鋼筋計算直徑（mm）1618202225283236外徑（mm）18.420.522.725.128.431.635.840.2(1)跨中截面含筋率驗算 滿足要求（2）判斷T形截面的類型根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D622004）第523條：翼緣位于受壓區(qū)的T形截面受彎構(gòu)件，當(dāng)符合：時，則按寬度

15、為bf的矩形截面計算。（3）求受壓區(qū)的高度x（4）正截面抗彎承載力Mu說明跨中正截面抗彎承載力滿足要求。4.主梁斜截面承載力計算（1）截面尺寸復(fù)核 根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D622004）第9310條規(guī)定：在鋼筋混凝土梁的支點處，應(yīng)至少有兩根并不少于總數(shù)1/5的下層受拉的主筋通過。初步擬定梁底232的主筋伸入支座。受拉鋼筋面積為1609mm2；支點截面的有效高度h0=has=1600（32+35.8/2）=1550.1mm；根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D622004）第529條：矩形、T形和工字形截面受彎構(gòu)件，其抗剪截面應(yīng)符合要求。說明截

16、面尺寸符合要求。（2）檢查是否需要按計算設(shè)置腹筋根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D622004）第5210條：矩形、T形和工字形截面受彎構(gòu)件，符合下列條件時要求時則不需要進行斜截面抗剪承載力計算，而僅按構(gòu)造要求配置箍筋。跨中：0.5010-3ftdbh0=0.5010-31.391801455.6=182.11kNVdm=141.1kN支點：0.5010-3ftdbh0=0.5010-31.393501550.1=377.01kNh0/2=766.1mm，滿足斜截面抗彎承載力要求。該排彎起鋼筋與梁軸線交點的橫坐標(biāo)為11524mm大于該排鋼筋的理論不需要點的橫坐標(biāo)10154

17、mm，說明梁的正截面承載力亦滿足要求。第二排彎起鋼筋該排鋼筋的充分利用點的橫坐標(biāo)為8497mm，而彎起點的橫坐標(biāo)為9405mm，說明彎起點位于充分利用點左邊，且兩點之間的距離為908h0/2=757.15mm，滿足斜截面抗彎承載力要求。該排彎起鋼筋與梁軸線交點的橫坐標(biāo)為10084mm大于該排鋼筋的理論不需要點的橫坐標(biāo)9861mm，說明梁的正截面承載力亦滿足要求。第三排彎起鋼筋該排鋼筋的充分利用點的橫坐標(biāo)為6929mm，而彎起點的橫坐標(biāo)為8036mm，說明彎起點位于充分利用點左邊，且兩點之間的距離為1107mmh0/2=748.2mm，滿足斜截面抗彎承載力要求。該排彎起鋼筋與梁軸線交點的橫坐標(biāo)為

18、8679mm大于該排鋼筋的理論不需要點的橫坐標(biāo)8497mm，說明梁的正截面承載力亦滿足要求。第四排彎起鋼筋該排鋼筋的充分利用點的橫坐標(biāo)為4973mm，而彎起點的橫坐標(biāo)為6703mm，說明彎起點位于充分利用點左邊，且兩點之間的距離為1730mmh0/2=731.3mm，滿足斜截面抗彎承載力要求。該排彎起鋼筋與梁軸線交點的橫坐標(biāo)為7310mm大于該排鋼筋的理論不需要點的橫坐標(biāo)6929mm，說明梁的正截面承載力亦滿足要求。第五排彎起鋼筋該排鋼筋的充分利用點的橫坐標(biāo)為1533mm，而該排鋼筋的彎起點的橫坐標(biāo)為5380mm，說明彎起點位于充分利用點左邊，且兩點之間的距離為3855mmh0/2=730mm

19、，滿足斜截面抗彎承載力要求。該排彎起鋼筋與梁軸線交點的橫坐標(biāo)為5968mm大于該排鋼筋的理論不需要點的橫坐標(biāo)4973mm，說明梁的正截面承載力亦滿足要求。經(jīng)上述分析判斷可知，初步確定的彎起鋼筋的彎起點位置的正截面抗彎承載力和斜截面承載力均滿足要求。根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D622004）第9311條：簡支梁第一排彎起鋼筋的末端彎折起點應(yīng)位于支座中心截面處，以后各排彎起鋼筋的末端彎折點應(yīng)落在或超過前一排彎起鋼筋彎起點截面。同時，為了節(jié)約鋼筋，從而達到安全、經(jīng)濟、合理，應(yīng)使抵抗彎矩圖更接近于設(shè)計彎矩圖。擬作如下調(diào)整：彎起鋼筋調(diào)整表編號理論斷點橫坐標(biāo)(mm)充分利用點橫

20、坐標(biāo)(mm)充分利用點+h0/2橫坐標(biāo)(mm)原彎起點橫坐標(biāo)(mm)擬調(diào)彎起點橫坐標(biāo)(mm)110154986110627伸入支座2986184979254108101081038497692976779405941046929497357128036801054973153322636703661061533072353885910跨中部分增設(shè)四對2B16的斜筋，梁端增設(shè)一對2B16的斜筋。6號鋼筋在跨中部分截斷，根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D622004）第939條：鋼筋混凝上梁內(nèi)縱向受拉鋼筋不宜在受拉區(qū)截斷；如需截斷時，應(yīng)從按正截面抗彎承載力計算充分利用該鋼筋強

21、度的截面至少延伸（la+h0）長度；同時應(yīng)考慮從正截面抗彎承載力計算不需要該鋼筋的截面至少延伸20d（環(huán)氧樹脂涂層鋼筋25d），該鋼筋的截斷位置(距跨中)應(yīng)滿足la+h0=3016+1455.6=1935.6mm，同時不小于1533+20d=1853mm，本設(shè)計取為2000mm。6. 斜截面抗剪承載力復(fù)核（1）斜截面抗剪承載力復(fù)核原則根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D622004）第527條：矩形、T形和工字形截面受彎構(gòu)件，當(dāng)配有箍筋和彎起鋼筋時，其斜截面抗剪承載力驗算采用下列公式：根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D622004）第528條：進行斜截

22、面承載力驗算時，斜截面水平投影長度C應(yīng)按下式計算：C=0.6mh0。根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D622004）第526條：計算受彎構(gòu)件斜截面杭剪承載力時，其計算位置應(yīng)按下列規(guī)定采用：距支座中心h/2處截面；受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點處截面；錨于受拉區(qū)的縱向鋼筋開始不受力處的截面；箍筋數(shù)量或間距改變處的截面；構(gòu)件腹板寬度變化處的截面。斜截面抗剪承載力復(fù)核為了簡化計算，可以近似取C值為C=（1455.6+1550.1）/2=1502.85mm1 支座中心h/2處截面:斜截面內(nèi)有2B32縱向鋼筋，切割2B32+2B16彎起鋼筋 2 斜截面1-1: 斜截面內(nèi)有2B32縱向鋼筋，切

23、割2B32+2B16彎起鋼筋 3 斜截面2-2: 斜截面內(nèi)有4B32縱向鋼筋，切割2B32+2B16彎起鋼筋 4 斜截面3-3: 斜截面內(nèi)有6B32縱向鋼筋，切割2B32+2B16彎起鋼筋 5 斜截面4-4: 斜截面內(nèi)有8B32縱向鋼筋，切割2B32彎起鋼筋 6 斜截面5-5: 斜截面內(nèi)有10B32縱向鋼筋，切割2B16彎起鋼筋 綜上所述,滿足要求。7. 持久狀況下正常使用極限狀態(tài)下裂縫寬度計算 按公預(yù)規(guī)第6.4.3條的規(guī)定，最大裂縫寬度按下式計算： 則 根據(jù)前述內(nèi)容，知 取一號梁進行分析：受拉鋼筋在短期效應(yīng)組合下的應(yīng)力為： 鋼筋為HRB335 ES=2.0105MPa 0.2 滿足公預(yù)規(guī)6.

24、4.2條“在一般正常大氣條件下，鋼筋混凝受彎構(gòu)件不超過最大裂縫寬度” 的要求。還應(yīng)滿足9.3.8，在梁腹高兩側(cè)設(shè)置直徑為的縱向防裂鋼筋，以防止裂縫的產(chǎn)生。 采用10，每側(cè)5根，則，介于0.001bh0.002bh即之間，滿足要求。8. 持久狀況正常使用極限狀態(tài)下?lián)隙闰炈阋阉愕萌孛鎸χ行暂S的慣性矩：則Icr為開裂截面的慣性矩，按下式計算：結(jié)構(gòu)自重彎矩為永久作用：可變作用：汽車 人群符合規(guī)范要求。(三)鋼筋長度計算鋼筋長度系指鋼筋軸線之長度，在計算時應(yīng)先計算各鋼筋彎起點至跨中的距離，然后算出各號鋼筋的彎起高度，圖14就是用來計算各號鋼筋的彎起高度的，算出彎起高度后即可算出45斜邊長，在計算各號鋼

25、筋的全長時，應(yīng)注意到每一彎折處圖上繪的都是折線，為此，還應(yīng)扣除多算的部分，即切曲差=2TC，每有一彎折即應(yīng)扣除一個切曲差。根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D622004）第915條：受拉鋼筋端部彎鉤應(yīng)符合下表規(guī)定。 受拉鋼筋端部彎鉤彎曲部位彎曲角度形 狀鋼 筋彎曲直徑（D）平直段長度末端彎鉤180R2352.5d3d135HRB3354d5dHRB400KL4005d90HRB3354d10dHRB400KL4005d中間彎折90各種鋼筋20d9.1.6箍筋的末端應(yīng)做成彎鉤。彎鉤角度可取135。彎鉤的彎曲直徑應(yīng)大于被箍的受力主鋼筋的直徑，且R235鋼筋不應(yīng)小于箍筋直徑的2

26、.5倍，HRB335鋼筋不應(yīng)小于箍筋直徑的4倍。彎鉤平直段長度，一般結(jié)構(gòu)不應(yīng)小于箍筋直徑的5倍。45彎折（R=10d）直徑彎折半徑R(mm)切線長T(mm)曲線長C(mm)切曲差=2TC(mm)1616066 126 7 32320133 251 14 90彎折直徑彎折半徑R(mm)切線長T(mm)曲線長C(mm)切曲差 =2TC(mm)22（R=3d）7070 110 30 32（R=10d）320320 503 137 135彎折（R=3d）直徑彎折半徑R(mm)切線長T(mm)曲線長C(mm)切曲差(mm)=2TC切點間水平距離h(mm)1650121 118 124 85 321002

27、41 236 247 171 各號鋼筋長度計算如下： 號鋼筋計算（B32）2496040=24920mm=2492cm號鋼筋計算（B32）2（10810+1796+236+16014）=25976mm=2597cm號鋼筋計算（B32）2（9410+1986+290+13314*2）=23582mm=2358cm號鋼筋計算（B32）2（8010+1934+290+133214）=20678mm=2067cm號鋼筋計算（B32）2（6610+1885+290+133214）=17780mm=1778cm號鋼筋計算（直筋，B32）2*（5910+1834+290+1332*14）=16278mm=1628cm號鋼