裝配式鋼筋混凝土簡支T形梁橋設(shè)計 橋梁工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 畢業(yè)論文

1、橋梁工程畢業(yè)設(shè)計專 業(yè) 班 級 姓 名 學(xué) 號 xx大學(xué)土木學(xué)院2012年05月一、課程設(shè)計目的本課程的任務(wù)和目的：學(xué)生通過本課程的設(shè)計練習(xí)，使學(xué)生掌握鋼筋混凝土簡支T梁設(shè)計計算的步驟和方法，學(xué)會對T梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力計算、汽車荷載和人群荷載內(nèi)力計算、作用效應(yīng)組合；在汽車和人群荷載內(nèi)力計算時，學(xué)會用偏心受壓法和桿杠原理法求解荷載橫向分布系數(shù)。二、課程設(shè)計題目裝配式鋼筋混凝土簡支T形梁橋設(shè)計三、課程設(shè)計任務(wù)與指導(dǎo)書（附后）四、課程設(shè)計成果要求設(shè)計文本要求文圖整潔，設(shè)計圖表裝訂成冊，所有圖表格式應(yīng)符合一般工程設(shè)計文件的格式要求。五、課程設(shè)計成績評定課程設(shè)計文本質(zhì)量及平時成績，采用五級制評定：優(yōu)、良

2、、中、及、不及。裝配式鋼筋混凝土簡支T形梁橋課程設(shè)計任務(wù)與指導(dǎo)書一、設(shè)計內(nèi)容根據(jù)結(jié)構(gòu)圖所示的一孔標(biāo)準(zhǔn)跨徑為Lb=25m的T形梁的截面尺寸，要求對作用效應(yīng)組合后的最不利的主梁（一根）進(jìn)行下列設(shè)計與計算：1、 行車道板的內(nèi)力計算；2、 主梁內(nèi)力計算；二、 設(shè)計資料1、 橋面凈寬：凈-7（車行道）+21.0（人行道）+20.25（欄桿）。2、 設(shè)計荷載：公路-II級，人群3.5kN/m2。3、 材料：4、 結(jié)構(gòu)尺寸圖：橋梁縱向布置圖（單位：cm）三、 知識點(diǎn)（計算內(nèi)容提示）1、 行車道板計算1） 采用鉸接板計算恒載、活載在T梁懸臂根部每延米最大內(nèi)力（M和Q）。2） 確定行車道板正截面設(shè)計控制內(nèi)力。2

3、、 主梁肋設(shè)計計算1） 結(jié)構(gòu)重力引起內(nèi)力計算（跨中彎矩和支點(diǎn)剪力），剪力按直線變化，彎矩按二次拋物線變化。2） 計算活載（車道荷載）和人群荷載引起截面內(nèi)力（跨中彎矩、支點(diǎn)剪力和跨中剪力）。荷載橫向分布系數(shù)計算：跨中m0.5按偏心受壓法計算，支點(diǎn)m0按桿杠原理法計算。計算跨中彎矩和支點(diǎn)剪力時荷載橫向分布系數(shù)按橋規(guī)規(guī)定變化。3） 計算控制截面的跨中彎矩、支點(diǎn)剪力和跨中剪力。4） 對計算出的控制截面內(nèi)力進(jìn)行荷載組合，并按橋規(guī)進(jìn)行系數(shù)提高。5） 根據(jù)組合后的內(nèi)力，取最大內(nèi)力（M和Q）作為設(shè)計內(nèi)力值。3、 變形驗(yàn)算和預(yù)拱度設(shè)置。結(jié)構(gòu)的變形計算和驗(yàn)算，根據(jù)橋規(guī)規(guī)定設(shè)置預(yù)拱度。四、 參考文獻(xiàn)1、 橋梁工程技

4、術(shù)教材，郭發(fā)忠主編，人民交通出版社。2、 橋涵工程教材3、 橋涵設(shè)計教材，白淑毅編著，人民交通出版社，2004.1。4、 結(jié)構(gòu)設(shè)計原理教材。5、 公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTG D60-2004）。6、 公路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D60-2004）。7、 公路橋梁設(shè)計叢書橋梁通用構(gòu)造及簡支梁橋胡兆同，陳萬春編著。8、 橋梁計算示例集混凝土簡支梁（板）橋.易建國編著。9、 T型梁有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)圖。1 計算依據(jù)與基礎(chǔ)資料1.1 標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范 標(biāo)準(zhǔn)跨徑：橋梁標(biāo)準(zhǔn)跨徑20m；計算跨徑(正交、簡支)19.6m；預(yù)制板長19.96m設(shè)計荷載：公路級橋面寬度：（路基寬26m，高速公路），半

5、幅橋全寬12.5m0.5m(護(hù)欄墻)+11.25m(行車道)+ 0.5m(護(hù)欄墻)或0.75m(波型護(hù)欄)12.25m或12.5m橋梁安全等級為一級，環(huán)境條件類 規(guī)范公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JTG B01-2003公路橋梁設(shè)計通用規(guī)范JTG D60-2004（簡稱通規(guī)）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 D62-2004（簡稱預(yù)規(guī)） 參考資料公路橋涵設(shè)計手冊橋梁上冊（人民交通出版社2004.3）1.2 主要材料1）混凝土：預(yù)制板及鉸縫為C50、現(xiàn)澆鋪裝層為C40、護(hù)欄為C302）預(yù)應(yīng)力鋼絞線：采用鋼絞線，3）普通鋼筋：采用HRB335，1.3 設(shè)計要點(diǎn)1）本計算示例按先張法部分預(yù)應(yīng)力混凝土

6、A類構(gòu)件設(shè)計，橋面鋪裝層100mmC40混凝土不參與截面組合作用；2）預(yù)應(yīng)力張拉控制應(yīng)力值，預(yù)應(yīng)力張拉臺座長假定為70m，混凝土強(qiáng)度達(dá)到80時才允許放張預(yù)應(yīng)力鋼筋;3）計算預(yù)應(yīng)力損失時計入加熱養(yǎng)護(hù)溫度差20引起的預(yù)應(yīng)力損失;4）計算混凝土收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失時傳力錨固齡期為7d;5）環(huán)境平均相對濕度RH=80;6）存梁時間為90d。2 橫斷面布置2.1 橫斷面布置圖（單位：m）2.2 預(yù)制板截面尺寸單位：mm邊、中板毛截面幾何特性 表21板號邊板中板幾何特性面積抗彎彈性模量截面重心到頂板距離面積抗彎彈性模量截面重心到頂板距離0.64220.07490.477680.59440.07247

7、0.481073 汽車荷載橫向分布系數(shù)、沖擊系數(shù)的計算3.1 汽車荷載橫向分布系數(shù)計算 跨中橫向分布系數(shù)本橋雖有100mm現(xiàn)澆橋面整體化混凝土，但基本結(jié)構(gòu)仍是橫向鉸接受力，因此，汽車荷載橫向分布系數(shù)按截面8塊板鉸接計算。由于邊中板的抗彎、抗扭剛度稍有差別，為簡化計算，參考已有資料，取中板的幾何特性，板寬b=1.5m,計算跨徑=19.6m,毛截面的面積，抗彎慣矩，抗扭慣矩。 計算剛度參數(shù)參見“公路橋涵設(shè)計手冊梁橋上冊” 人民交通出版社2004.3由附表（二）鉸接板（梁）橋荷載橫向分布系數(shù)影響線表,依板塊數(shù)8,及所計算板號按=0.0167值查取各塊板軸線處的影響線坐標(biāo) 影響線坐標(biāo)表 表31=0.0

8、167影響線坐標(biāo)123456788-10.2280.1900.1480.1180.0960.0810.0720.0678-20.1900.1870.1600.1260.1030.0870.0760.0728-30.1470.1590.1650.1450.1190.0990.0870.0818-40.1110.1260.1450.1550.1390.1170.1030.096求1號（邊板）、2號板汽車荷載橫向分布系數(shù)：在影響線上布置車輪,相應(yīng)位置處的豎標(biāo)總和即為荷載分布系數(shù) 支點(diǎn)橫向分布系數(shù)：按杠桿法布載分別計算邊、中板的橫向分布系數(shù)。支點(diǎn)截面汽車荷載橫向分布系數(shù)，因一列車輛的輪距為1.8m，1

9、號、2號兩塊板上只能布一排汽車輪載，所以支點(diǎn)橫向分布系數(shù)。 車道折減系數(shù)雙車道車道折減系數(shù)為1。3.2 汽車荷載沖擊系數(shù)值計算汽車荷載縱向整體沖擊系數(shù)簡支板結(jié)構(gòu)基頻 通規(guī)條文說明4 C50混凝土 板跨中處單位長度質(zhì)量：，其中跨中延米結(jié)構(gòu)自重（N/m），g重力加速度 按照通規(guī)第條，沖擊系數(shù)可按下式計算： 當(dāng)時， 汽車荷載的局部加載的沖擊系數(shù) 采用。4 作用效應(yīng)組合4.1 作用的標(biāo)準(zhǔn)值 永久作用標(biāo)準(zhǔn)值 一期恒載：預(yù)制板重力密度取 邊板(計入懸臂部重)中板 二期恒載：1）100mm C40混凝土或100mm瀝青混凝土鋪裝重力密度取2）鉸縫混凝土，重力密度取3）護(hù)欄（單側(cè)），重力密度取，并八塊板平分。

10、邊板 中板恒載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值計算 表41截面板號彎矩剪力計算式計算式跨中邊板847.99530.14中板742.10496.53邊板636.08397.6686.5354.10中板556.65372.4575.7250.67支點(diǎn)邊板176.24110.18中板154.23103.194.1.2 汽車荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值公路-級車道荷載計算圖式根據(jù)通規(guī)第4.3條，公路級車道荷載均布標(biāo)準(zhǔn)值為，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值：當(dāng)計算跨徑小于5m時，；當(dāng)計算跨徑等于或大于50m，。本例計算跨徑為19.6m 計算剪力時，計算跨中、截面荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值 兩列車布載控制設(shè)計，橫向折減系數(shù)，A為內(nèi)力影響線面積，為內(nèi)力影響線豎標(biāo)值?？缰?、

11、支點(diǎn)截面汽車荷載內(nèi)力影響線跨中、支點(diǎn)截面公路級荷載產(chǎn)生的內(nèi)力表4-2截面板號荷載橫向分布系數(shù)彎矩影響線不計沖擊力=1計沖擊力=1.274剪力影響線不計沖擊力=1計沖擊力=1.274跨中邊跨0.33448.024.9558.57711.624.90.564.9582.74中跨0.325543.52692.4463.2080.51邊跨0.33436.023.675418.95533.745.510.7590.67115.89中跨0.325407.66519.3688.52112.77支點(diǎn)邊跨0.3345.510.5181.11230.734.29中跨0.3255.510.5180.41229.84

12、4.29支點(diǎn)剪力橫向分布系數(shù)采用與影響線面積相應(yīng)的橫向分布系數(shù)平均值。4.2 作用效應(yīng)組合 基本組合（用于結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)設(shè)計） 通規(guī)1式1）其中各分項(xiàng)系數(shù)的取值如下結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，=1.1；結(jié)構(gòu)自重分項(xiàng)系數(shù)， 1.2汽車荷載（含沖擊力）的分項(xiàng)系數(shù)，取1.42）基本組合計算永久作用的設(shè)計值與可變作用設(shè)計值組合表43-1、43-2永久作用的設(shè)計值與可變作用設(shè)計值組合表 表43-1（邊板）板號作用分類組合計算表達(dá)式跨中支點(diǎn)彎矩剪力彎矩剪力剪力邊板永久作用一期恒載847.990636.0886.53176.24二期恒載530.140397.6654.10110.181378.3901033.74

13、140.63286.421654.0701240.49168.76343.70可變作用711.6282.74533.74115.89231.98996.27115.84747.24162.25324.77使用階段2090.01115.841567.48256.52518.402915.37127.422186.50364.11735.32永久作用的設(shè)計值與可變作用設(shè)計值組合表 表43-2（中板）板號作用分類組合計算表達(dá)式跨中支點(diǎn)彎矩剪力彎矩剪力剪力中板永久作用一期恒載742.100556.6575.72154.23二期恒載496.530372.4550.67103.191238.630929.

14、10126.39257.421486.3601114.92151.67308.90可變作用692.4480.51519.36112.77230.07969.42112.71727.10157.88322.10使用階段1931.07112.711448.46239.16487.492701.35123.992036.23340.50694.104.2.2 作用短期效應(yīng)組合(用于正常使用極限狀態(tài)設(shè)計) 永久荷載作用為標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用頻遇值效應(yīng)組合,其效應(yīng)組合表達(dá)式為通規(guī)-1式式中 -可變作用效應(yīng)的頻遇值系數(shù): 汽車荷載（汽車荷載不計沖擊力）=0.7,溫度梯度作用1=0.8。 作用長期效應(yīng)組合（

15、用于正常使用極限狀態(tài)設(shè)計）永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用準(zhǔn)永久值效應(yīng)相組合，其效應(yīng)組合表達(dá)式為： 通規(guī)-2式式中第j個可變作用效應(yīng)的準(zhǔn)永久值系數(shù)，汽車荷載（不計沖擊力）=0.4，溫度梯度作用=0.8；作用長期效應(yīng)組合設(shè)計值,結(jié)構(gòu)抗裂驗(yàn)算時,其中可變作用僅考慮汽車等直接作用于構(gòu)件的荷載效應(yīng)。作用短期和長期效應(yīng)組合計算 表44作用分類組合計算表達(dá)式跨中支點(diǎn)彎矩剪力彎矩剪力剪力邊板永久作用1378.3901033.74140.63286.42可變作用558.5764.95418.9590.97182.09溫度梯度效應(yīng)另計391.0045.47293.2763.68127.46223.4325.9816

16、7.5836.3972.841769.3945.471327.01204.31413.881601.8225.981201.32177.02359.26中板永久作用1238.630929.10126.39257.42可變作用（不計沖擊力）543.5263.20407.6688.52180.59溫度梯度效應(yīng)另計380.4644.24285.3661.96126.41217.4125.28163.0635.4172.241619.0944.241214.46188.35383.831456.0525.281092.16161.80329.664.3 截面預(yù)應(yīng)力鋼束估算及幾何特性計算4.3.1A類部

17、分預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件受拉區(qū)鋼筋面積估算1、根據(jù)預(yù)規(guī)第6.3條,A類構(gòu)件正截面抗裂混凝土在作用(或荷載)短期效應(yīng)組合下應(yīng)符合: 預(yù)規(guī) -3 式式中 估算預(yù)應(yīng)力鋼筋時，近似取毛截面積A，抗彎慣炬I，yp分別代替公式中的A0、I0、ep0。y0為截面重心軸到截面受拉邊緣（底邊）的距離，用代替；為受拉區(qū)鋼筋合力點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力，取控制應(yīng)力的70%計： =0.70.751860=976.5。近似取。令則。2. 假定混凝土受壓區(qū)高度x位于截面頂板內(nèi)，根據(jù)預(yù)規(guī)第條： 預(yù)規(guī) -1 式令 預(yù)規(guī) -2 式式中 b：截面頂寬； :截面有效高度（h-a）,此處，近似取h0=h-ap=899mm,ap 為預(yù)應(yīng)力鋼

18、筋合力中心到底板的距離=61mm； c50混凝土：=22.4，； HBR鋼筋：；鋼絞線：；預(yù)應(yīng)力鋼筋、普通鋼筋面積估算表 表45受力狀態(tài)估算公式邊板中板持久狀況正常使用極限狀態(tài)，需要配鋼束根，需要配鋼束根持久狀況承載能力極限狀態(tài)需要配筋根，需要配筋根，為防止板端上緣拉應(yīng)力過大，部分預(yù)應(yīng)力鋼筋在1/4到板端需采取分批失效措施，普通鋼筋全截面配置。 板內(nèi)截面配筋 表46板號跨中支點(diǎn)邊板=19234761，2363895，2085895，1390897中板=18104761，2224895，1946895，1390897表中：受拉區(qū)普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼筋截面積；受拉區(qū)普通鋼筋、預(yù)應(yīng)力鋼筋合力點(diǎn)到受拉邊緣的距離；截面有效高度，截面有效高度 換算截面幾何特性計算注：截面配筋示意圖單位mm 換算截面幾何特性 表47板號截面板頂計算寬度換算截面面積矩邊板跨中14500.66550.078690.49230.3970.4110.66420.078500.49150.3980.412支點(diǎn)0.65900.077730.48840.4000.4150.084630.104140.09351中板跨中14100.62140.0759