橋梁工程課程設(shè)計(jì)--30m鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T梁設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上橋梁工程課程設(shè)計(jì) 一、設(shè)計(jì)資料 1 橋面凈寬：凈 荷載： 公路級(jí) 人群3.0KN/m 人行道每側(cè)重3.6KN/m 欄桿每側(cè)1.52KN/m2 跨徑及梁長(zhǎng)：標(biāo)準(zhǔn)跨徑 計(jì)算跨徑 主梁全長(zhǎng) 3 材料 鋼筋：反直徑大于或等于12毫米者用級(jí)鋼筋，直徑小于12毫米者一律用 級(jí)鋼筋。 混凝土： 主梁：50# 人行道及欄桿：25# 橋面鋪裝：25#4 技術(shù)規(guī)范：公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTGD602004） 公路鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（GTGD622004）2、 橋梁尺寸擬定1 主梁高度：h=1.00m梁間距：采用5片主梁，間距1.6m。2 橫隔梁：采用五片橫隔梁，間距為

2、7.25m3 梁肋：厚度為18cm4 橋面鋪裝：分為上下兩層，下層為25#砼，路緣石邊處厚4.0cm ；上層為瀝青砼， 厚4.0cm。橋面采用1.5%橫坡。5 橋梁橫斷面及具體尺寸：（見(jiàn)作圖）主梁橫剖面主梁縱剖面三、橋梁計(jì)算 一、主梁的計(jì)算 1、主梁的抗彎慣性矩Ix 求主梁界面的重心位置ax（圖1-1） 圖1-1（尺寸單位：cm） 平均板厚： H=1/2（10+14）=12（cm） ax=28.6 Ix=.04（cm4）=3.2151（cm4） 2. 計(jì)算結(jié)構(gòu)自重集度（表1-1） 結(jié)構(gòu)自重集度計(jì)算表 表1-1主梁g1=【0.18×1.00（）×（1.60-0.18）】

3、15;26=9.11KN/m橫隔梁對(duì)于邊主梁g2=【0.75-（）】×（）××5×26/29.16=0.29KN/m對(duì)于中主梁g2'=2×0.29=0.58KN/m橋面鋪裝層g3=【0.04×7.00×23+（0.04+0.0925）×7.00×24】/5=3.51KN/m欄桿及人行道g4=（1.52+3.60）×2/5=2.05KN/m合計(jì)對(duì)于邊主梁g=9.11+0.29+3.51+2.05=14.96KN/m對(duì)于中主梁g'=9.11+0.58+3.51+2.05=15.25K

4、N/m3. .結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力計(jì)算（表1-2） 邊中主梁自重產(chǎn)生的內(nèi)力 表1-2截面位置x內(nèi)力剪力Q（KN）彎矩（KN·m）X=0Q=×29.16=218.1 （222.3）M=0 （0）X=Q=×（29.16-2×）=109.1 （111.2） M=××（29.16-）=1192.6 （1215.7）X=Q=0 （0）M=×14.96×29.162=1590.1 （1620.9）主：括號(hào)（）內(nèi)值為中主梁內(nèi)力4. 汽車(chē)、人群荷載內(nèi)力計(jì)算 （1）支點(diǎn)處荷載橫向分布系數(shù)（杠桿原理法） 按橋規(guī)4.3.1條和4.3.5條規(guī)定：

5、汽車(chē)荷載距人行道邊緣不小于0.5m，人群荷載取3KN/m。在橫向影響線上確定荷載橫向最不利的布置位置（圖1-2） 圖（1-2） 支點(diǎn)處各主梁的橫向分布情況各梁支點(diǎn)處相應(yīng)于公路級(jí)和人群荷載的橫向分布系數(shù)計(jì)算（表13）表13梁號(hào)公路級(jí)人群荷載1（5）號(hào)梁m0q1=0.875/2=0.438mor1=1.6562（4）號(hào)梁m0q2=1.000/2=0.500mor2=03號(hào)梁m0q3=0.594mor3=0（2） 、跨中荷載橫向分布系數(shù)（偏心壓力法） 此橋沒(méi)有剛度強(qiáng)大的橫隔梁，且承重結(jié)構(gòu)的跨寬比為： >2 故可按偏心壓力法來(lái)計(jì)算橫向分布系數(shù)mc，其步驟如下：1>、求荷載橫向分布影響線坐標(biāo)

6、 本橋梁各根主梁的橫截面均相等，梁數(shù)n=5，梁間距為1.60m，則： =（2×1.6）2+（1.6）2+0+（-1.6）2+（-2×1.6）2=25.6m2 1號(hào)梁在兩邊主梁處的橫向影響線豎標(biāo)值為： = 2（4）號(hào)梁在兩邊主梁處的橫向影響線的豎標(biāo)值為： 3號(hào)梁在兩邊主梁處的橫向影響線的豎標(biāo)值為： 2>、畫(huà)出各主梁的橫向分布影響線，并按最不利位置布置荷載，如（圖1-3）圖1-3 3>、計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)mc（表1-4）梁號(hào)汽車(chē)荷載人群荷載1（5）號(hào)梁Mcq=（0.575+0.350+0.188-0.038）=0.538Mcr=0.7312（4）號(hào)梁mcq=（0.

7、388+0.275+0.194+0.181）=0.469Mcr=0.4663號(hào)梁mcq=（0.200+0.200+0.200+0.200）=0.400Mcr=0.200×2=0.400（3） 、荷載橫向分布系數(shù)匯總（表1-5） 荷載橫向分布系數(shù) 表1-5梁號(hào)荷載位置 公路級(jí)人群荷載備注1（5）號(hào)梁跨中mc0.5380.731按“偏心壓力法”計(jì)算支點(diǎn)mo0.4381.656按“杠桿法”計(jì)算2（4）號(hào)梁跨中mc0.4690.466按“偏心壓力法”計(jì)算支點(diǎn)mo0.5000按“杠桿法”計(jì)算3號(hào)梁跨中mc0.4000.400按“偏心壓力法”計(jì)算支點(diǎn)mo0.5940按“杠桿法”計(jì)算（4） 、均布

8、荷載和內(nèi)力影響線面積計(jì)算（表1-6） 均布荷載和內(nèi)力影響線面積計(jì)算表 表1-6截面類(lèi)型公路級(jí)均布荷載（KN/m）人群（KN/m）影響線面積（m2或m）影響線圖線M1/210.5×0.75=7.8753.0×0.75=2.25=2=×29.162=106.29m2M1/47.8752.25=79.72Q1/27.8752.25=3.645Q07.8752.25=××1=14.58（5） 、公路級(jí)集中荷載Pk計(jì)算 計(jì)算彎矩效應(yīng)時(shí)：Pk=0.75【180+（29.16-5）】=0.75×276.64=207.48KN 計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí): Pk

9、=1.2×207.48=248.976 (6)、計(jì)算沖擊系數(shù)A=0.3504 m2 Ic=3.2151×10-2m2 G=0.3504×26=9.1104 KN/m mc=G/g=9.1104/9.81=0.929 KNs2/m2C50混凝土E取3.45×1010 N/m2 f=2.018（Hz） 介于1.5Hz和14Hz之間，按橋規(guī)2.3.4條規(guī)定，沖擊系數(shù)按照下式計(jì)算： =0.1767lnf-0.0157=0.1084 1+=1.1084（7） 、各梁的彎矩M1/2、M1/4和剪力Q1/2計(jì)算 因雙車(chē)道不折減，故=1。如（表1-7）梁號(hào)截面荷載類(lèi)型q

10、k或qr（KN/m）Pk(KN)1+mc或yS（KN·m或KN）S汽=（1+）（mcqk+miPkyi）S人=mcqkS1或5號(hào)梁M1/2公路級(jí)7.875207.481.10840.538106.29499.141401.09y=7.29901.95人群2.25/0.731106.29 174.82 M1/4公路級(jí)7.875207.481.10840.53879.72374.371050.89y=5.468676.52人群2.25/0.73179.72131.12Q1/2公路級(jí)7.875248.9761.10840.5383.64517.1291.350.574.23人群2.25/0

11、.7313.6456.00 2或4號(hào)梁M1/2公路級(jí)7.875207.481.10840.469106.29435.121221.39y=7.29786.27人群2.25/0.466106.29 111.45 M1/4公路級(jí)7.875207.481.10840.46979.72326.35916.11y=5.468589.76人群2.25/0.46679.7283.77Q1/2公路級(jí)7.875248.9761.10840.4693.64514.9279.630.564.71人群2.25/0.4663.6453.823號(hào)梁M1/2公路級(jí)7.875207.481.10840.400106.2937

12、1.061041.65y=7.29670.59人群2.25/0.400106.29 95.66 M1/4公路級(jí)7.875207.481.10840.40079.72278.34781.33y=5.468502.99人群2.25/0.40079.7271.75Q1/2公路級(jí)7.875248.9761.10840.4003.64512.7367.920.555.19人群2.25/0.4003.6453.28（8） 、計(jì)算支點(diǎn)截面汽車(chē)荷載最大剪力繪制各梁的荷載橫向分布系數(shù)沿橋縱向的變化圖形和支點(diǎn)剪力影響線如圖1-4a）、b）、c） (a) (b) (c) 圖1-4 各梁支點(diǎn)計(jì)算簡(jiǎn)圖（尺寸單位：m）

13、其中a) 圖表示1和5號(hào)梁，b）圖表示2和4號(hào)梁，c）圖表示3號(hào)梁。1> 1和5號(hào)梁 Q0均=（1+）mc+（m0-mc）=1.1084×1×7.875× =65.54KN Q0集=1.1084×1×0.438×248.976×1=120.87KN則公路級(jí)作用下，1和5號(hào)梁支點(diǎn)的最大剪力為： Q0=Q0均+Q0集=186.41KN則支點(diǎn)截面人群荷載最大剪力為： Q0r=mcqr+=0.731×2.25×14.58+×（1.656-0.731）×2.25 ×0.916=2

14、3.98+6.99=30.97KN2> 2和4號(hào)梁 Q0均=（1+）mc+（m0-mc）=1.1084×1×7.875× =60.60KN Q0集=1.1084×1×0.500×248.976×1=137.98KN 則公路級(jí)作用下，1和5號(hào)梁支點(diǎn)的最大剪力為： Q0=Q0均+Q0集=198.58KN 則支點(diǎn)截面人群荷載最大剪力為： Q0r=mcqr+=0.466×2.25×14.58+×（0-0.466）×2.25 ×0.916=15.29-3.52=11.77KN3&

15、gt; 3號(hào)梁 Q0均=（1+）mc+（m0-mc）=1.1084×1×7.875× =56.59KN Q0集=1.1084×1×0.594×248.976×1=163.92KN 則公路級(jí)作用下，1和5號(hào)梁支點(diǎn)的最大剪力為： Q0=Q0均+Q0集=220.51KN 則支點(diǎn)截面人群荷載最大剪力為： Q0r=mcqr+=0.400×2.25×14.58+×（0-0.400）×2.25 ×0.916=13.12-3.02=10.10KN （9）、內(nèi)力組合 1> 承載能力極限狀

16、態(tài)內(nèi)力組合計(jì)算（表1-8） 永久荷載作用分項(xiàng)系數(shù): =1.2 汽車(chē)荷載作用分項(xiàng)系數(shù)：=1.4 人群荷載作用分項(xiàng)系數(shù)：=1.4 彎矩（KN·m）剪力（KN）組合表 表1-8梁號(hào)內(nèi)力結(jié)構(gòu)自重汽車(chē)荷載人群荷載1或5M1/21590.11401.09174.823658.89996M1/41192.61050.89131.122744.29836Q1/2091.356.00121.149Q0218.6186.4130.97502.182362或4M1/21620.91221.39111.453401.865M1/41215.7916.1183.772551.69476Q1/2079.633.

17、82104.18436Q0222.3198.5811.77502.158963M1/21620.91041.6595.663159.47628M1/41215.7781.3371.752369.7558Q1/2067.923.2888.88544Q0222.3220.5110.10528.1074注：橋梁結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，本例取為0.9 與其它可變荷載作用效應(yīng)組合系數(shù)，本例取為0.8 2> 正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合計(jì)算（表1-9） 可變作用效應(yīng)的頻遇值系數(shù)：汽車(chē)荷載（不計(jì)沖擊力）取0.7，人群荷載取1.0。 彎矩（KN·m）剪力（KN）組合表 表1-9梁號(hào)內(nèi)力結(jié)構(gòu)自重汽車(chē)荷載人群

18、荷載Ssd=1或5M1/21590.11401.09174.822745.683M1/41192.61050.89131.122059.343Q1/2091.356.0069.945Q0218.6186.4130.97380.0572或4M1/21620.91221.39111.452587.323M1/41215.7916.1183.771940.747Q1/2079.633.8259.561Q0222.3198.5811.77373.0763M1/21620.91041.6595.662445.715M1/41215.7781.3371.751834.381Q1/2067.923.2850

19、.824Q0222.3220.5110.10386.7572、 橫隔梁的計(jì)算 對(duì)于具有多根內(nèi)橫隔梁的橋梁，由于主梁跨中處的橫梁受力最大，橫梁跨中截 面受力最不利，故通常只要計(jì)算跨中橫隔梁中間的內(nèi)力，其它橫梁可偏安全的仿此設(shè)計(jì)。 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圖2-1所示。圖2-1 跨中橫隔梁的受載圖示（尺寸單位：m） 縱向一列車(chē)輪對(duì)于中橫隔梁的計(jì)算荷載為： 計(jì)算彎矩時(shí)： Poq= 計(jì)算剪力時(shí)：Poq=1.2×132.29=158.752、 繪制中橫隔梁中間的內(nèi)力影響線 由前面偏心壓力法可計(jì)算得1、2號(hào)梁的荷載橫向分布影響線豎坐標(biāo)值如圖2-2a，則

20、Mr的影響線豎標(biāo)可計(jì)算如下： P=1作用在1號(hào)梁軸上時(shí)（）： =0.600×2×1.6+0.400×1×1.6-1×2× 1.6= P=1作用在5號(hào)粱軸上時(shí)： =（）×2×1.6+0×1×1.6= Mr的影響線豎標(biāo)可計(jì)算如下： p=作用在2號(hào)粱軸上時(shí)（）： =0.400×2×1.6+0.300×1.0× 1.61×1×1.6=0.16由已學(xué)影響線的知識(shí)可知，Mr影響線必在r-r截面處有突變，根據(jù)和連線延伸至r-r截面，即為值（0.96）

21、，由此可繪出Mr影響線如圖2-2b所示。3、 繪制剪力影響線 剪力最不利位置位于靠近1號(hào)梁的右邊（或靠近5號(hào)梁的左邊）。對(duì)于1號(hào)梁處截面的影響線可計(jì)算如下： P=1作用在計(jì)算截面以右時(shí)： =R1即 P=1作用在計(jì)算截面以左時(shí)： =R11即 繪成影響線如圖2-2c所示 圖2-2 中橫隔梁內(nèi)力計(jì)算（尺寸單位：m） 4、截面內(nèi)力計(jì)算 將求得的計(jì)算荷載Poq在相應(yīng)的影響線上按最不利位置加載，對(duì)汽車(chē)荷載并計(jì)入沖擊 影響()，則得到表2-1所示結(jié)果。 表2-1公路二級(jí)彎矩M3M3=1.1084×1×132.29×（0.96+0.06）=149.56KN·m剪力=1.1084×158.75×（0.575+0.350+0.188-0.038）=189.16KN5、 內(nèi)力組合（鑒于橫隔梁的結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力甚小，計(jì)算中可略去不計(jì)）： 、承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合（見(jiàn)表2-2） 表2-2基本組合=0+1.4×149.56=209.384KN·m=0+1.4×189.16=264.824KN、正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合（見(jiàn)表2-3） 表2-3基本組合=0+0.