裝配式鋼筋砼簡(jiǎn)支T型橋梁課程設(shè)計(jì)

1、.課程編號(hào)：021141裝配式鋼筋砼簡(jiǎn)支T型橋梁課程設(shè)計(jì)2周 2學(xué)分一、課程設(shè)計(jì)性質(zhì)、目的及任務(wù)橋梁工程課程設(shè)計(jì)是土木工程專業(yè)交通土建專業(yè)方向重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生修完橋梁工程課程后對(duì)梁式橋設(shè)計(jì)理論的一次綜合性演練。其目的是使學(xué)生深入理解梁式橋的設(shè)計(jì)計(jì)算理論，為今后獨(dú)立完成橋梁工程設(shè)計(jì)打下初步基礎(chǔ)。其任務(wù)是通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，要求熟練掌握以下內(nèi)容：1梁式橋縱斷面、橫斷面的布置，上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件主要尺寸的擬定。2梁式橋內(nèi)力計(jì)算的原理，包括永久作用的計(jì)算、可變作用的計(jì)算（尤其是各種荷載橫向分布系數(shù)的計(jì)算）、作用效應(yīng)的組合。3梁式橋縱向受力主筋的配置、彎起鋼筋和箍筋的配置，以及正截面抗彎、斜截面抗剪

2、、斜截面抗彎和撓度的驗(yàn)算，預(yù)拱度的設(shè)置。4板式橡膠支座的設(shè)計(jì)計(jì)算。二、適用專業(yè)交通土建專業(yè)三、先修課程材料力學(xué)、彈性力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理、地基與基礎(chǔ)工程、交通規(guī)劃與道路勘測(cè)設(shè)計(jì)、道路工程、橋涵水力水文四、課程設(shè)計(jì)的基本要求本設(shè)計(jì)為裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T型梁橋設(shè)計(jì)（上部結(jié)構(gòu)），其下部結(jié)構(gòu)為重力式橋墩和U型橋臺(tái)，支座擬采用板式橡膠支座。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，在兩周設(shè)計(jì)時(shí)間內(nèi)，綜合應(yīng)用所學(xué)理論知識(shí)和橋梁工程實(shí)習(xí)所積累的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，貫徹理論聯(lián)系實(shí)際的原則，獨(dú)立、認(rèn)真地完成裝配式鋼筋混凝土T型梁橋的設(shè)計(jì)?；疽鬄椋河?jì)算書應(yīng)內(nèi)容完整，計(jì)算正確，格式規(guī)范，敘述簡(jiǎn)潔，字跡清楚、端正，圖文并茂；插圖應(yīng)

3、內(nèi)容齊全，尺寸無(wú)誤，標(biāo)注規(guī)范，布置合理。五、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容1題目：裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T形梁橋設(shè)計(jì)（上部結(jié)構(gòu)）2基本資料（1）橋面凈空：凈9+2×（2）永久荷載：橋面鋪裝層容重=23kN/m³。其他部分=25kN/m²。（3）可變荷載：汽車荷載，公路-級(jí)（或級(jí)），人群荷載2.5kN/m²；人行道+欄桿=5kN/m²。（4）材料：主筋采用級(jí)鋼，其他用級(jí)鋼，混凝土標(biāo)號(hào)C40。（5）橋梁縱斷面尺寸：標(biāo)準(zhǔn)跨徑 Lb=25m，計(jì)算跨徑L=24.5m，橋梁全長(zhǎng)L，=24.96m（或標(biāo)準(zhǔn)跨徑 Lb=30m，計(jì)算跨徑L=29.5m，橋梁全長(zhǎng)L，=29.96m）。

4、3設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）縱橫斷面設(shè)計(jì)。根據(jù)給定的基本設(shè)計(jì)資料，參考標(biāo)準(zhǔn)圖、技術(shù)規(guī)范與經(jīng)驗(yàn)公式，正確擬定橋梁縱斷面和橫斷面的布置，選取恰當(dāng)?shù)臉蛎驿佈b層，初步確定T形主梁、橫隔梁、橋面鋪裝層等的細(xì)部尺寸。繪制橋梁橫斷面布置圖、縱斷面布置圖，T形梁細(xì)部尺寸圖。（2）行車道板計(jì)算。確定行車道板類型，進(jìn)行行車道板恒載內(nèi)力計(jì)算、活載內(nèi)力計(jì)算、作用效應(yīng)組合，獲得行車道板最大設(shè)計(jì)內(nèi)力值。（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)的組合計(jì)算（含承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)兩種極限狀態(tài)的作用效應(yīng)組合）。其中進(jìn)行主梁活載內(nèi)力計(jì)算時(shí)，荷載橫向分布系數(shù)的計(jì)算，要求根據(jù)主梁空間位置

5、及主梁間連接剛度的不同，分別對(duì)各片主梁采用杠桿原理法、偏心壓力法、修正的偏心壓力法、鉸接板法、G-M法等來(lái)計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)，并對(duì)荷載橫向分布系數(shù)的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行匯總；隨后選取其中一種跨中荷載橫向分布系數(shù)的計(jì)算結(jié)果與杠桿原理法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行主梁內(nèi)力作用效應(yīng)的組合計(jì)算（含跨中最大彎矩值、跨中最大剪力值和支座截面的最大剪力值），形成各片主梁的內(nèi)力計(jì)算匯總表。根據(jù)內(nèi)力計(jì)算匯總表，確定主梁各截面的最不利內(nèi)力值作為設(shè)計(jì)值。（4）配置鋼筋及驗(yàn)算。根據(jù)主梁跨中最大彎矩設(shè)計(jì)值，進(jìn)行主梁縱向受拉鋼筋的配置；根據(jù)主梁跨中最大剪力設(shè)計(jì)值和支座截面的最大剪力設(shè)計(jì)值，進(jìn)行彎起鋼筋和箍筋的配置。根據(jù)以上鋼筋配置進(jìn)行主梁正

6、截面抗彎、斜截面抗剪、斜截面抗彎，和變形、裂縫的驗(yàn)算，設(shè)置預(yù)拱度，保證主梁有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。繪制跨中截面鋼筋布置圖，彎起鋼筋和箍筋布置圖。（5）板式橡膠支座設(shè)計(jì)。確定支座的平面尺寸、確定支座的高度、驗(yàn)算支座的偏轉(zhuǎn)情況，驗(yàn)算支座的抗滑穩(wěn)定性。六、主要參考書1.橋梁工程劉夏平主編，科學(xué)出版社，20072公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2004），人民交通出版社 3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（JTG D62-2004），人民交通出版社4橋梁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理計(jì)算示例黃僑，王永平編著，人民交通出版社，2006七、評(píng)價(jià)方式結(jié)合學(xué)生課程設(shè)計(jì)期間獨(dú)立完成的情況、計(jì)算說(shuō)明

7、書的質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)。八、說(shuō)明本課程設(shè)計(jì)安排在橋梁工程課程講授完成后集中2周進(jìn)行。條件許可也可以穿插在課程講授過(guò)程中進(jìn)行，效果更好。 大綱制定者：朱玉曉 大綱審定者： 大綱批準(zhǔn)者： 目錄裝配式鋼筋砼簡(jiǎn)支T型梁橋設(shè)計(jì)1主梁設(shè)計(jì)3一、結(jié)構(gòu)尺寸擬定3二、主梁內(nèi)力計(jì)算3（一）主梁的荷載彎矩橫向分布系數(shù)3（二）、內(nèi)力計(jì)算101恒載內(nèi)力102、活載內(nèi)力計(jì)算11三、截面設(shè)計(jì)、配筋與驗(yàn)算。161） 截面設(shè)計(jì)162） 截面復(fù)核174）跨中截面的縱向受拉鋼筋計(jì)算185）腹筋設(shè)計(jì)18（4）箍筋設(shè)計(jì)19（5）彎起鋼筋及斜筋設(shè)計(jì)20（6）斜截面抗剪承載力的復(fù)核。24四、裂縫寬度驗(yàn)算25五、變形驗(yàn)算26六、橫梁的計(jì)算271.

8、橫隔梁彎矩計(jì)算272. 橫隔梁截面配筋與驗(yàn)算29七、支座（局部承壓）計(jì)算31八、行車道板計(jì)算32九、橋型總體布置圖和主梁鋼筋構(gòu)造圖.裝配式鋼筋砼簡(jiǎn)支T型梁橋設(shè)計(jì)一、課題與設(shè)計(jì)資料（一）設(shè)計(jì)資料1、裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T型梁橋設(shè)計(jì)（1）橋面凈空 凈7+2×0.75m人行道（二）設(shè)計(jì)荷載（雙學(xué)號(hào)）公路I級(jí)和人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值為3（三）主梁跨徑和全長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)跨徑：16.00 (墩中心距離)；計(jì)算跨徑：15.50 (支座中心距離)；主梁全長(zhǎng)：15.96 (主梁預(yù)制長(zhǎng)度)。（四）材料鋼筋：主鋼筋采用HRB335，其它用鋼筋采用R235混凝土：（雙學(xué)號(hào)）C30（五）縫寬度限值：類環(huán)境（允許裂縫寬度0.0

9、2mm）。（六）設(shè)計(jì)依據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通甩規(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）（七）參考資料 橋梁工程，姚玲森主編，人民交通出版社，北京。 橋梁計(jì)算示例集混凝土簡(jiǎn)支梁（板）橋，易建國(guó)主編，人民交通出版社，北京。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理，沈浦生主編。（8）橋位斷面見(jiàn)附件。二、任務(wù)與要求1、結(jié)構(gòu)尺寸擬定；2、主梁內(nèi)力計(jì)算；3、主梁正截面、斜截面設(shè)計(jì)與復(fù)核，以及全梁承載能力校核；4、局部承壓的計(jì)算；5、鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的變形與裂縫計(jì)算；6、繪制橋型總體布置圖和主梁鋼筋構(gòu)造圖；7、總說(shuō)明書（包括文件裝訂）。主梁設(shè)計(jì)一、結(jié)構(gòu)尺寸擬定主梁截面尺寸：根據(jù)公路橋涵

10、設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTGD60-2004），梁的高跨比的經(jīng)濟(jì)范圍在1/11到1/16之間，此設(shè)計(jì)中標(biāo)準(zhǔn)跨徑為25m，擬定采用的梁高為1.60m，翼板寬1.7m，腹板寬0.18m。 主梁間距和主梁片數(shù)：橋面凈空：凈9+2×1.0m人行道，采用7片T型主梁標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，主梁間距為1.70m。 二、行車道板計(jì)算計(jì)算如圖所示的T梁翼板，荷載為公路一級(jí)，橋面鋪裝為9cm（計(jì)算行車道板安全考慮）的瀝青混凝土和8cm的C40混凝土墊層。1.恒載及其內(nèi)力（1）每延米板上的恒載g：瀝青混凝土面層及C40混凝土墊層T梁翼板自重合計(jì)：（2） 每延米寬板條的恒載內(nèi)力彎矩剪力2. 車輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力將車的后輪置于圖中

11、位置，后軸作用力為P=140kN,輪壓分布寬度如圖所示。對(duì)于車輪荷載中后輪的著地長(zhǎng)度為，寬度為，則有：荷載對(duì)于懸臂根部的有效分布寬度：?jiǎn)蝹€(gè)車輪：兩個(gè)車輪：沖擊系數(shù)作用于每米寬板條上的彎矩為：兩個(gè)車輪：?jiǎn)蝹€(gè)車輪：作用于每米寬板條上的剪力為：3. 荷載組合恒+汽：基本組合：所以，行車道板的設(shè)計(jì)內(nèi)力為： 4.配筋I(lǐng)類環(huán)境，取r0=1.0 C40混凝土：fcd=18.4MPa ftd=1.65MPa b=0.56HRB335中：fsd=280MPa(1)求混凝土相對(duì)受壓區(qū)高度x懸臂根部高度h=16cm,凈保護(hù)層厚度2cm,取14鋼筋有效高度h0=h-a-d/2=0.13 按（D62）5.2.2條： r

12、0Mdfcdbx(h0-x/2) 故x=0.0156m取為0.016m<b h0=0.560.133=0.074m(2) 求鋼筋面積AS按（D62）5.2.2條：fsdAS=fcdbx 故AS=1.05=10.5(3) 配筋 取14鋼筋，按間距14cm配置，每米板寬配筋為AS=10.77>10.5(4) 尺寸驗(yàn)算：按（D62）5.2.9條抗剪上限值：按（D62）5.2.10條抗剪上限值： 由上式可知可不進(jìn)行斜截面抗剪承載力的驗(yàn)算，僅須按第9.3.13條構(gòu)造要求配置箍筋，取分布鋼筋10 25(5)承載力驗(yàn)算： fsdAS=fcdbx 得x=0.0164m Md=fcdbx(h0-x/

13、2)Md=18.4 滿足要求二、主梁內(nèi)力計(jì)算（一）主梁的荷載彎矩橫向分布系數(shù)1.跨中荷載彎矩橫向分布系數(shù)（按GM法）（1）主梁的抗彎及抗扭慣矩 求主梁截面的重心位置（下圖單位：cm） 平均板厚 T形截面抗矩慣扭近似等于各個(gè)矩形截面的抗扭慣矩之和，即： 式中：為矩形截面抗扭剛度系數(shù)； 為相應(yīng)各矩形的寬度與厚度。查表可知： 故 單位抗彎及抗扭慣矩： （2）橫隔梁抗彎及抗扭慣矩 翼板有效寬度計(jì)算（圖如下）：橫隔梁長(zhǎng)度取為兩邊主梁的軸線間距，即： 根據(jù)理論分析結(jié)果，值可按之比值由表可查計(jì)算得：，所以： 求橫隔梁截面重心位置： 橫隔梁的抗彎和抗扭慣矩： ，查表得，但由于連續(xù)橋面板的單寬抗扭慣矩只有獨(dú)立寬

14、扁板者的一半，可?。?，查表得利用內(nèi)插值法求得：故 單位抗彎及抗扭慣矩： (3)計(jì)算抗彎參數(shù)和抗扭參數(shù)： 式中：橋?qū)挼囊话耄?計(jì)算跨徑。 按規(guī)定第2.1.3條，取G=0.43E，則： （4）計(jì)算荷載彎矩橫向分布影響線坐標(biāo) 已知，查GM圖表，可查得下表數(shù)值：梁位荷 載 位 置b0K100.920.951001.051.081.051.000.950.92b/41.081.091.11.111.060.990.920.840.79b/21.290 1.260 1.210 1.110 1.000 0.900 0.810 0.720 0.660 b3/41.560 1.430 1.260 1.090 0

15、.960 0.830 0.730 0.660 0.580 b1.970 1.530 1.300 1.080 0.910 0.790 0.660 0.570 0.480 K000.750.890.990 1.141.211.140.990 0.890.75b/41.530 1.430 1.320 1.260 1.120 0.890 0.620 0.350 0.100 b/22.890 2.100 1.760 1.390 1.000 0.630 0.230 -0.170 -0.560 b3/43.360 2.760 2.110 1.480 0.890 0.380 -0.180 -0.580 -1.

16、060 b4.400 3.500 2.400 1.560 0.630 0.120 -0.560 -1.070 -1.690 用內(nèi)插法求得各梁位處值（如下圖）：1號(hào)、5號(hào)梁：2號(hào)、4號(hào)梁：3號(hào)梁：列表計(jì)算各梁的橫向分布影響坐標(biāo)值（如下表）：梁號(hào)計(jì)算式荷載位置b011.642 1.450 1.268 1.088 0.950 0.822 0.716 0.642 0.560 3.568 2.908 2.168 1.496 0.838 0.328 -0.256 -0.678 -1.186 -1.926 -1.458 -0.900 -0.408 0.112 0.494 0.972 1.320 1.746

17、-0.412 -0.312 -0.193 -0.087 0.024 0.106 0.208 0.282 0.374 3.156 2.596 1.975 1.409 0.862 0.434 -0.048 -0.396 -0.812 0.631 0.519 0.395 0.282 0.172 0.087 -0.010 -0.079 -0.162 21.206 1.192 1.166 1.110 1.024 0.936 0.854 0.768 0.712 2.346 1.832 1.584 1.338 1.048 0.734 0.386 0.038 -0.296 -1.140 -0.640 -0.4

18、18 -0.228 -0.024 0.202 0.468 0.730 1.008 -0.244 -0.137 -0.089 -0.049 -0.005 0.043 0.100 0.156 0.216 2.102 1.695 1.495 1.289 1.043 0.777 0.486 0.194 -0.080 0.420 0.339 0.299 0.258 0.209 0.155 0.097 0.039 -0.016 30.920 0.950 1.000 1.050 1.080 1.050 1.000 0.950 0.920 0.750 0.890 0.990 1.140 1.210 1.140

19、 0.990 0.890 0.750 0.170 0.060 0.010 -0.090 -0.130 -0.090 0.010 0.060 0.170 0.036 0.013 0.002 -0.019 -0.028 -0.019 0.002 0.013 0.036 0.786 0.903 0.992 1.121 1.182 1.121 0.992 0.903 0.786 0.157 0.181 0.198 0.224 0.236 0.224 0.198 0.181 0.157 （5）繪制橫向分布影響線（如下圖），求橫向分布系數(shù)。1.按公路-級(jí)和人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計(jì)，計(jì)算各梁的橫向分布系數(shù)：汽車荷

20、載：1號(hào)梁 2號(hào)梁 3號(hào)梁 人群荷載： 1號(hào)梁 2號(hào)梁 3號(hào)梁 2.梁端剪力橫向分布系數(shù)計(jì)算（按杠桿法）汽車荷載：（如下圖）公路級(jí) m1汽´=1/20.875=0.438 m2汽´=1/21.000=0.500 m3汽´=1/2（0.938+0.250）=0.594人群荷載 m1人´=1.422 m2人´=-0.422 m3人´=0人群荷載：（如圖）（二）、內(nèi)力計(jì)算1恒載內(nèi)力(1)恒載：假定橋面構(gòu)造各部分重量平均分配給各土梁承擔(dān)，計(jì)算如下。主梁：橫隔梁：對(duì)于邊主梁： 對(duì)于中主梁： 橋面鋪裝層：瀝青混凝土：0.02×1.6&#

21、215;23=0.74（KN/m）混凝土墊層（取平均厚9cm）：0.09×1.6×24=3.46（KN/m）所以作用于邊主梁的全部恒載g為：g=8.86+0.59+4.2=13.65KN/m)作用于中主梁的恒載強(qiáng)度為：=8.86+1.18+4.2=14.24(KN/m)2、恒載內(nèi)力 計(jì)算邊主梁彎矩和剪力，有： 邊主梁恒載內(nèi)力 內(nèi)力截面位置x剪力Q（KN）彎矩M（KNm）X=0105.8 0X=l/413.65/2×(15.515.5/2)=52.913.65×15.5/8×(15.515.5/4)=307.4X=l/2013.65×1

22、5.5/4×(15.515.5/2)=409.9中主梁恒載內(nèi)力 內(nèi)力截面位置x剪力Q（KN）彎矩M（KNm）X=0110.40X=l/414.58/2×(15.515.5/2)=55.214.58×15.5/8×(15.515.5/4)=320.7X=l/2014.58×15.5/4×(15.515.5/2)=427.62、活載內(nèi)力計(jì)算（1）荷載橫向分布系數(shù)匯總梁號(hào)荷載位置公路級(jí)人群荷載備注邊主梁跨中 支點(diǎn)0.4940.4380.6171.422G-M法計(jì)算杠桿法計(jì)算中主梁2跨中支點(diǎn)0.4650.5000.410-0.422G-M法計(jì)

23、算杠桿法計(jì)算中主梁3跨中支點(diǎn)0.4180.5940.3200G-M法計(jì)算杠桿法計(jì)算（2）計(jì)算邊主梁公路級(jí)荷載的跨中彎矩和l/4處彎矩。簡(jiǎn)支梁的基頻： 式中：結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨徑，=15.5m E混凝土彈性模量，E=3.0× 結(jié)構(gòu)跨中截面的慣矩，=0.0415 結(jié)構(gòu)跨中處單位長(zhǎng)度質(zhì)量（=G/g），=13.65×9.81=1. 39×將以上數(shù)值代入公式，可得：=6.187Hz根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D602004），當(dāng)1.5Hzf14Hz時(shí)，則可得： =1，雙車道不折減。公路級(jí)車道荷載的值和值按公路I級(jí)相應(yīng)值=10.5KN/m，=180（1+）=222KN。 跨中

24、：=1/8×15.5×15.5=30 y=l/4=3.8751/4跨：=3×15.5×15.5/32=22.5 y=l/16=0.97故得： =1.306×1×0.494×（10.5×30+222×3.875） =758.23KN m =1.306×1×0.494×（10.5×22.5+222×0.97） =291.35KN m (3)計(jì)算邊主梁人群荷載的跨中彎矩和l/4處彎矩。 =0.617×（3×0.75）×30=41.6

25、5KN m =0.617×（3×0.75）×22.5=31.24KN m（4）計(jì)算中主梁2公路級(jí)荷載的跨中彎矩和l/4處彎矩。 =1.306×1×0.465×（10.5×30+222×3.875）=713.72KN m =1.306×1×0.465×（10.5×22.5+222×0.97）=274.25KN m（5）計(jì)算中主梁2人群荷載的跨中彎矩和l/4處彎矩。 =0.410×（3×0.75）×30=27.67KN m =0.410&#

26、215;（3×0.75）×22.5=20.75 KN m（6）計(jì)算中主梁3人群荷載的跨中彎矩和l/4處彎矩。 =1.306×1×0.418×（10.5×30+222×3.875）=641.57KN m =1.306×1×0.418×（10.5×22.5+222×0.97）=246.52KN m（7）計(jì)算中主梁3人群荷載的跨中彎矩和l/4處彎矩。 =0.32×（3×0.75）×30=21.6KN m =32（3×0.75）×22

27、.5=16.2KN m彎矩組合表（單位：KN·m）梁號(hào)內(nèi)力恒載人群汽車1.2恒+1.4（汽+人）1409.9 41.65758.231621.71 307.431.24291.35820.51 2427.627.67713.721551.07 320.720.75274.25797.84 3427.621.6641.571441.56 320.716.2246.52752.65 (8)計(jì)算邊主梁、中主梁2、中主梁3跨中截面車道活載的最大剪力鑒于跨中剪力的影響線的較大坐標(biāo)位于跨中部分，故采用全跨統(tǒng)一的荷載橫向分布系數(shù)來(lái)計(jì)算的影響線面積： =1/2×1/2×15.5&

28、#215;0.5=1.938邊主梁： =1.306×1×0.494×（10.5×1.938+1.2×222×0.5）=99.06KN中主梁2： =1.306×1×0.465×（10.5×1.938+1.2×222×0.5）=93.24KN中主梁3： =1.306×1×0.418×（10.5×1.938+1.2×222×0.5）=83.82KN（9）計(jì)算邊主梁、中主梁2、中主梁3跨中截面人群荷載最大剪力邊主梁： =0.

29、617×（3×0.75）×1.938=2.69KN中主梁2： =0.410×（3×0.75）×1.938=1.78KN中主梁3： =0.320×（3×0.75）×1.938=1.39KN （10）計(jì)算邊主梁、中主梁2、中主梁3支點(diǎn)截面車道荷載最大剪力 作荷載橫向分布系數(shù)沿橋跨方向的變化圖和支點(diǎn)剪力影響線。 橫向分布系數(shù)變化區(qū)域段長(zhǎng)度： a=1/2×15.53.85=3.9m 對(duì)應(yīng)于支點(diǎn)剪力影響線的荷載布置，如圖所示： 影響線的面積為： =1/2×15.5×1=7.75m 因此

30、按下列式子計(jì)算： 邊主梁： =1.306×1×0.494（10.5×7.75+1.2×222×1）+ =224.37KN+中主梁2： =1.306×1×0.465（10.5×7.75+1.2×222×1）+ =211.2KN+中主梁3： =1.306×1×0.418（10.5×7.75+1.2×222×1）+=189.85KN+附加三角形荷載重心處的影響線坐標(biāo)為： ，且因此，按下列式子計(jì)算： 邊主梁： =-20.86 KN中主梁2： =13.03

31、KN中主梁3： =65.54KN故公路級(jí)荷載的支點(diǎn)剪力為：邊主梁： =224.37-20.86=203.51KN中主梁2：=211.2+13.03=224.23KN中主梁2：=189.85+65.54=255.39KN（11）計(jì)算邊主梁、中主梁2、中主梁3支點(diǎn)截面人群荷載的最大剪力為: 根據(jù)人群荷載的橫向分布系數(shù)可得人群荷載的支點(diǎn)剪力為：邊主梁： =0.617×（3×0.75）×7.75+3.9/2(1.422-0.617) ×（3×0.75）×0.916=13.99KN中主梁2： =0.410×（3×0.75）&

32、#215;7.75+3.9/2(0.42-0.37) ×（3×0.75）×0.916=3.80KN中主梁3： =0.32×（3×0.75）×7.75+3.9/2(00.342 )×（3×0.75）×0.916=4.29KN 剪力組合值（單位：KN）梁號(hào)內(nèi)力恒載人群汽車1.2恒+1.4（汽+人）1105.813.99203.51415.64 02.6999.06144.00 2110.43.8224.23448.89 01.7893.2136.49 3110.44.29255.39491.97 01.398

33、3.82117.35 三、截面設(shè)計(jì)、配筋與驗(yàn)算。由附表查得=13.8MPa，=1.39MPa，=280MPa，=0.56，=1.0彎矩計(jì)算值M=Md=1621KN m=(80+140)/2=110mm1） 截面設(shè)計(jì)采用焊接鋼筋骨架，故可設(shè)，則截面有效高度。翼緣的有效寬度為：按計(jì)算跨度按翼緣厚度（1） 判定T形截面類型 所以是第一類截面。（2）求受壓區(qū)高度，可得整理后，可得出合適解為 （2） 求受拉鋼筋面積將代入方程，可得選擇鋼筋為，截面面積。鋼筋疊高度為6層，布置如圖?；炷帘Ｗo(hù)層厚度去30mm>d=28mm及附表中規(guī)定的30mm，鋼筋間橫向凈距：故滿足構(gòu)造要求。2） 截面復(fù)核已設(shè)計(jì)的受

34、拉鋼筋中的面積為，。由布置圖可以求得，即則實(shí)際有效高度。（1） 判斷T形截面的類型由于，故為第一類T形截面。（2） 求受壓區(qū)高度x，即（3） 正截面抗彎承載力，求得正截面抗彎承載力為 又，故截面復(fù)核滿足要求。3）已知設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及要求梁體采用C30混凝土，軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。主筋采用HRB335鋼筋，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；箍筋采用R235鋼筋，直徑8mm，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。取.0簡(jiǎn)支梁控制截面的彎矩組合設(shè)計(jì)值和剪力組合設(shè)計(jì)值為跨中截面l/4跨截面支點(diǎn)截面要求確定縱向受拉鋼筋數(shù)量和進(jìn)行腹筋設(shè)計(jì)。4）跨中截面的縱向受拉鋼筋計(jì)算由前面的計(jì)算可知：跨中截面主筋為，焊接骨架的鋼筋層數(shù)為6層，縱向

35、鋼筋面積，截面有效高度，抗彎承載力。5）腹筋設(shè)計(jì)（1）截面尺寸檢查根據(jù)構(gòu)造要求，梁最底層鋼筋通過(guò)支座截面，支點(diǎn)截面有效高度為截面尺寸符合設(shè)計(jì)要求。（3） 檢查是否需要根據(jù)計(jì)算配置箍筋跨中段截面：支點(diǎn)截面：<<故可在梁全跨范圍內(nèi)按構(gòu)造配置箍筋。（4） 計(jì)算剪力圖分配根據(jù)公路橋規(guī)規(guī)定，在支座中心線向跨徑長(zhǎng)度方向不小于1倍梁高h(yuǎn)=1100mm范圍內(nèi)，箍筋的間距最大為100mm。距支座中心線為h/2處的計(jì)算剪力值（）由剪力包絡(luò)圖按比例求得，為 =464.05KN其中應(yīng)由混凝土和箍筋承擔(dān)的剪力計(jì)算值至少為0.6=278.34KN；應(yīng)由彎起鋼筋（包括斜筋）承擔(dān)的剪力計(jì)算值最多為0.4=185.

36、62KN，設(shè)置彎起鋼筋區(qū)段長(zhǎng)度為 （4）箍筋設(shè)計(jì) 采用直徑為8mm的雙肢箍，箍筋截面面積=2×50.3=100.6 在等截面鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁中，箍筋盡量做到等距離布置。為了計(jì)算簡(jiǎn)便，斜截面內(nèi)縱筋配筋率及截面有效高度可近似按支座截面和跨中截面的平均取用，計(jì)算如下： 跨中截面 =3.4>2.5，取=2.5，=990mm 支點(diǎn)截面 =0.65，=1054則平均值分別為P=（2.5+0.65）/2=1.57 =（990+1054）/2=1022mm箍筋間距 =187mm確定箍筋間距的設(shè)計(jì)值尚應(yīng)考慮公路交規(guī)的構(gòu)造要求。若箍筋間距計(jì)算值去=180mm1/2h=550及400mm，是滿足規(guī)范

37、要求的。而且箍筋配筋率。綜上可知，符合規(guī)范要求。在支座中心向跨徑長(zhǎng)度方向的1100mm范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)箍筋間距=100mm，爾后至跨中截面統(tǒng)一的箍筋間距取=180mm。（5）彎起鋼筋及斜筋設(shè)計(jì)設(shè)采用架立鋼筋為，鋼筋中心至梁受壓翼板上邊緣距離。彎起鋼筋的彎起角度為，現(xiàn)彎起N1N5鋼筋，計(jì)算如下：簡(jiǎn)支梁的第一排彎起鋼筋的末端彎折點(diǎn)應(yīng)位于支座中心的截面處。這時(shí)為彎起鋼筋的彎起角度為，則第一排彎筋（2N5）的彎起點(diǎn)1距支座中心距離為939mm。彎筋與梁縱軸線交點(diǎn)距支座中心距離為。對(duì)于第二排彎起鋼筋，可得到：彎筋（2N4）的彎起點(diǎn)2距支座中心距離為。分配給第二排彎起鋼筋的計(jì)算剪力值，由比例可求出：，求得所需

38、提供的彎起鋼筋截面積（）為第二排彎筋與梁縱軸線交點(diǎn)距支座中心距離為 同理可以算出其他排鋼筋的數(shù)據(jù)。彎起鋼筋計(jì)算表彎起點(diǎn)12345939907876852830距支座中心距離9391846272235744404分配的計(jì)算剪力值185.6 168.2 143.58 88.07 49.81 需要的彎筋面積1250 1133 967 593 335 可提供的彎筋面積1609(228)1609(228)1609(228)628(220)628(220)彎筋與梁軸交點(diǎn)到支座中心的距離4661405231331924405按照計(jì)算剪力初步布置彎起鋼筋和彎矩包絡(luò)圖如下：各排彎起鋼筋彎起后，相應(yīng)正截面抗彎承載

39、力計(jì)算如下表鋼筋彎起后相應(yīng)各正截面抗彎承載能力梁區(qū)段截面縱筋有效高度T形截面類型受壓區(qū)高度抗彎承載力支座中心-1點(diǎn)1054第一類17 360.6 1點(diǎn)-2點(diǎn)1038第一類34 704.5 2點(diǎn)-3點(diǎn)1023第一類51 1031.6 3點(diǎn)-4點(diǎn)1007第一類68 1342.1 4點(diǎn)到5點(diǎn)998 第一類76 1493.4 5點(diǎn)-跨中990第一類85 1640.3 將表中的正截面抗彎承載力在圖上用各平行直線表示出來(lái)，它們與彎矩包絡(luò)圖的交點(diǎn)分別為i、j、.、q，以各值可求得i、j、.、q到跨中截面距離x值?，F(xiàn)在以圖中所示彎起鋼筋的彎起點(diǎn)初步位置來(lái)逐個(gè)檢查是否滿足規(guī)范要求。第一排彎起鋼筋（2N5）其充分

40、利用點(diǎn)“m”的橫坐標(biāo)x=5827mm，而2N5的彎起點(diǎn)1的橫坐標(biāo)，說(shuō)明1點(diǎn)位于m點(diǎn)左邊，且，其不需要點(diǎn)n的橫坐標(biāo)x=6834mm，而2N5鋼筋與梁中軸線交點(diǎn)1'的橫坐標(biāo)滿足要求。第二排彎起鋼筋（2N4）其充分利用點(diǎn)“l(fā)”的橫坐標(biāo)x=4673mm，而2N4的彎起點(diǎn)2的橫坐標(biāo)>x=4673mm，且，其不需要點(diǎn)m的橫坐標(biāo)x=5827mm，而2N4鋼筋與梁中軸線交點(diǎn)2'的橫坐標(biāo)滿足要求。第三排彎起鋼筋（2N3）其充分利用點(diǎn)“k”的橫坐標(biāo)x=3215mm，而2N3的彎起點(diǎn)3的橫坐標(biāo)，且，其不需要點(diǎn)l的橫坐標(biāo)x=4673mm，而2N3鋼筋與梁中軸線交點(diǎn)3'的橫坐標(biāo)滿足要求。第

41、四排彎起鋼筋（2N2）其充分利用點(diǎn)“j”的橫坐標(biāo)x=2175mm，而2N2的彎起點(diǎn)4的橫坐標(biāo)，且，其不需要點(diǎn)k的橫坐標(biāo)x=3215mm，而2N2鋼筋與梁中軸線交點(diǎn)4'的橫坐標(biāo)滿足要求。第五排彎起鋼筋（2N1）其充分利用點(diǎn)“i”的橫坐標(biāo)x=0mm，而2N1的彎起點(diǎn)5的橫坐標(biāo)，且，其不需要點(diǎn)i的橫坐標(biāo)x=0mm，而2N1鋼筋與梁中軸線交點(diǎn)5'的橫坐標(biāo)滿足要求。由上述檢查結(jié)果可知圖中所示彎起鋼筋彎起點(diǎn)初步位置滿足要求。由包絡(luò)圖可以看出形成的抵抗彎矩圖遠(yuǎn)大于彎矩包絡(luò)圖，所以可以進(jìn)一步調(diào)整鋼筋的彎起點(diǎn)位置，在滿足規(guī)范的前提下，使抵抗彎矩圖接近彎矩包絡(luò)圖，在彎起鋼筋間增加直徑為16mm的斜

42、筋，下圖為調(diào)整后的鋼筋布置圖。梁彎起鋼筋和斜筋設(shè)計(jì)布置圖（尺寸單位：cm）（6）斜截面抗剪承載力的復(fù)核。復(fù)核距支座中心處為h/2處斜截面抗剪承載力。1） 選定斜截面的頂端位置距支座中心為h/2處截面的橫坐標(biāo)為x1=7750-550=7200mm，正截面的有效高度。取斜截面投影長(zhǎng)，則可做出斜截面頂端的位置。其橫坐標(biāo)x=7200-1054=6146mm。2） 斜截面抗剪承載力的復(fù)核此處正截面上的剪力及相應(yīng)的彎矩計(jì)算如下：此處正截面有效高度（主筋為），則實(shí)際廣義的剪跨比m及斜截面投影長(zhǎng)度c分別為 斜截面內(nèi)縱向受拉主筋有，相應(yīng)的主筋配筋率p為箍筋配筋率與斜截面相交的彎起鋼筋有2N5、2N4，斜筋有2N7。按公式算出此斜截面抗剪承載力為。故斜截面抗剪承載能力符合要求。其余截面用類似的方法驗(yàn)算，得下表：從表中可以看出，每個(gè)斜截面的抗剪承載力都符合要求。斜截面Xixmcp1720010546146419.98 601.55 1.0381.4 0.859 0.65 0.31%430.19 2681110385773403.23 721.54 1.0381.7 1.074 0.66 0.31%489.88 3590410234881363.17 978.02 1.0232.6 1.616 0.67 0.31%489.82 4502810074021324.56 1184.64