橋梁工程課程設(shè)計(jì)(簡支T梁)

1、目錄1、主梁設(shè)計(jì)計(jì)算21.1、 集度計(jì)算21.2、 恒載內(nèi)力計(jì)算41.3、 慣性矩計(jì)算41.4、 沖擊系數(shù)計(jì)算51.5、 計(jì)算各主梁橫向分布系數(shù)51.6、 計(jì)算活載內(nèi)力82、正截面設(shè)計(jì)13.2.1、 T形梁正截面設(shè)計(jì): 1.32.2、 斜截面設(shè)計(jì)1.4.3、橋面板設(shè)計(jì)2Q.3.1 橋面板計(jì)算書： 2.Q3.2 橋面板截面設(shè)計(jì) 2.1.4、參考文獻(xiàn)23.5、橋梁工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 2.35.1、 課程設(shè)計(jì)的目的和要求 2.35.2、 設(shè)計(jì)內(nèi)容2.4.5.3、 設(shè)計(jì)題目：裝配式鋼筋混凝土簡支 T梁橋計(jì)算24T型簡支梁橋計(jì)算書1、主梁設(shè)計(jì)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)跨徑：16m計(jì)算跨徑：15.5高跨比：1/11梁高：1

2、/11 X15.5+0.5=1.45m1.1、集度計(jì)算計(jì)算第一期恒載：混凝土 C25, C30 (容重為25 KN/ m2 )(1)、計(jì)算、號主梁面積：0.6050 m 2計(jì)算、號梁集度：g1=g 2=g 3=0.605 0X 25KN/m5.1KN/m(2)、計(jì)算、號梁的橫隔梁折算荷載：號梁為邊主梁，、號梁為中主梁：橫隔梁a=1.8m , b=0.15m , h=1m的寸且5根橫隔梁的體積都為：0.08 0.14、2. 0 0.20、，0.15 0.163(1. 00 ) () ()0. 124155m3222'''計(jì)算號梁 g11. 124155 5 25/ 15.

3、 5 1. 00kN / m；'''''''''計(jì)算號梁和號梁為g2g32 g12 1.00 2. 00kN / m計(jì)算第二期恒載：(1)計(jì)算橋面鋪裝層荷載：分為2cm 厚瀝青混凝土重為g瀝青 90. 0223 / 50. 828kN /m和C25混凝土墊層厚分布如下圖所示:號梁：0.5(0.060.08)1. 5252.625kN / mk;號梁：0. 5 (0. 080. 11) 2 254.75kN / m;號梁：0. 5(0. 110. 1275) 2255.9375kN/m；計(jì)算第三期恒載：欄桿和人行道計(jì)算號主梁

4、：6X2/5=2.4計(jì)算號主梁：6X2/5=2.4計(jì)算號主梁：6X2/5=2.4全部荷載匯總?cè)缦?可得簡直梁橋的基頻:第一募恒載第二期恒載第三期恒載匯總KN/m主梁自重KN/m橫隔梁KN/m瀝青鋪裝層KN/m混凝土墊層KN/m人行道和欄桿KN/m號梁15.110.8282.6252.421.953號梁15.120.8284.752.425.078號梁15.120.8285.93752.426.26551.2、 恒載內(nèi)力計(jì)算根據(jù)公式()/()D_跨中彎矩gxlMx號梁21.9537.7515.5659.28號梁25.0787.7515.5753.12號梁26.26557.7515.5788.79

5、支點(diǎn)剪力gxlQx號梁21.953015.5170.14號梁25.078015.5194.35號梁26.2655015.5203.561.3、 慣性矩計(jì)算Ai=0.22m 2A2=0.2680m 2Yi=0.055mY2=0.78m形心位置=0.45320.22X 0.055 + 0.2680x 0. 780.22 4 0.2680a2 A2 )2利用平行移軸公式IC (IC1a1A1) (IC2lci =1（； = 0.107m41.4、 沖擊系數(shù)計(jì)算根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2004）中第4.3.2條規(guī)定，當(dāng)1.5Hz f 14Hz時(shí)， 0.176ln f 0.0157,則

6、可得沖擊系數(shù)如上表：l （R）E (N/m2)Ic (m 4)mc (kg/m)f (Hz)(11+(！號梁115.5300000.1072237.81855 17.8266580.3464261.346 1號梁15.5300000.1072556.371057.3227940.3347151.335號梁15.5300000.1072677.4217.1553430.3306431.331橋面車行道為9.0m寬，雙車道不折減，故 11.5、 計(jì)算各主梁橫向分布系數(shù)畫出如下圖。44444 y 弋 N&_ 切qmr =根據(jù)公式：車輛荷載：7nq=丁 人群荷載：得出橫向分布系數(shù)，如下表支點(diǎn)m

7、 0跨中mc梁號人群福裁mr車輛福載mq人群福裁mr車輛福載mq號梁1.50.550.70.71號梁00.7250.450.555號梁00.7250.20.4簡支梁控制截面內(nèi)力影響線面積。見下表X影響線面積影悔圖或M/4 = 1/812=30.03125r.12)Qi”Qo4 = 1/3 = 1.9375A= 1x1/2=7.7505n1-rV _ . _ _一 Lrt5TT-_ !1.6、 計(jì)算活載內(nèi)力計(jì)算公路一一I級荷載的跨中彎矩1+(！mcqPk (kN)yqk3M1/2(kn- m號梁1.34610.712223.87510.5 1301123.501號梁1.33510.5552223

8、.87510.530870.59號梁1.33110.42223.87510.5130625.54計(jì)算人群荷載跨中彎矩mcrPr3M 1/2 r1 ( kN m )號梁0.733063號梁0.4533040.5號梁0.233018計(jì)算車道活載跨中截面最大剪力1+小工mCqR (kN)yqk3Q/2 (KN-號梁1.34610.71266.40.510.51.94146.81號梁1.335r 1 n0.555266.40.510.5r 1.94113.761號梁1.33110.4266.40.510.51.9481.74計(jì)算人群跨中剪力mCrPr3Mv2 r1 (kN)號梁0.731.944.07

9、4號梁0.45311.942.6191號梁0.231.941.164計(jì)算支點(diǎn)截面車道荷載最大剪力繪制車輛荷載和人群荷載橫向分布系數(shù)沿橋方向的變化圖形以及支點(diǎn)剪力影響線如下圖所示：其中荷載橫向分布系數(shù)變化區(qū)段的長 度:1.5A15.50 55c3,7、3,7S44-375 "0,7：0.91940.725 匚0,5550,15】0.450.72243.75 mW7TT0.91940.2變化區(qū)段內(nèi)附加三角形荷載重心處的剪力影響線坐標(biāo)為:11 (15.53.75-)0. 91943_375計(jì)算如下表支點(diǎn)截回車輛仍載男力Q1+(！“a/2m0-mc1.2p k|Yqk Q (kN)號主梁1.

10、34611.875-0.16266.40.91910.5-61.29號主梁1.33511.8750.17266.40.91910.564.55號主梁1.331111.8750.325266.40.91910.5123.03支點(diǎn)截面人群荷載剪力Qm0-mcPra/2y)A Q(kN)號主梁0.831.8750.91944.14號主梁-0.4531.8750.9194-2.33號主梁-0.231.8750.9194-1.03按照內(nèi)力組合的方法列表計(jì)算如下彎矩(kN - m)剪力(kN)J 丁 p荷載類別梁端跨中梁端跨中號梁1恒載0659.28170.1402汽車荷載01123.5271.17146

11、.8131人群荷載06320.414.0741.2 XI0791.136204.168051.4 X (2+3)01661.1408.212211.2326S=4+502452.24612.38211.23號梁1恒載0753.12194.3502 :汽車附戈0870.59322.17113.763人群荷載040.58.142.6241.2 XI0903.744233.220511.4 X (2+3)01275.526462.434162.9326S=4+502179.27695.65162.93號梁1恒載0788.79203.5602汽車荷載0625.54264.8381.743人群荷載018

12、3.621.164411.2 XI0946.548244.272051.4 X f 2+3)0900.956375.83116.06566S=4+501847.50620.10116.072、正截面設(shè)計(jì)2.1、 T形梁正截面設(shè)計(jì):正截面彎矩M=2452.24kN m, 混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：fc=14.3N/mm 2 bf =2000mm , hf=175mm , as=65mm , % i=1 , h0=h-a s=1450-65=1385mm , (b=0.550 , HRB335 鋼 筋， fy=280N/mm2判定T形截面類型_ _ _ _ _ _ _ _ '一、 .M=2452.

13、24kNmW a fc bfhf (h0- hf/2)=1 x 14.3 x 2000 x 171585-87.5 ) =6493.99k Nm .為第一類T形截面按bf xh的單筋矩形截面計(jì)算Asas=M/0C1fc bf h02=2452.24 xQV0 X 14.3 X 2000 浜=3,0547t=1-=1-=0.0457x= 60=0.0457 X 1385=63.2645<518 X 1385=95.832=0.5 (1+) =0.5 X 1.954=0.977求As：As=M/ fy h 0 Ts=2452.2467280 x 1385 x 0.977=.33mm 2選擇鋼

14、筋直徑和根數(shù)選用 4 排 2*40, A s=8143mm 2>6472.33mm 2鋼筋凈間距：Sn= 200-2 x 40-2 x 20 X>25 區(qū)8=640mm ，可以。驗(yàn)算基本公式適用條件X= A s fy/ %i fc bf=8143 >280/ (1 X 14.3 X )2000=79.72mm< tbh0=0.518 x 1385=95.83mm 以。pmin =MAX (0.2%, 0.45ft/fy=0.45 X/330) =0.21%p= A s/bh 0=6434/ (200 X 1385=2.94%>h/h 0 pmin =0.22% ,

15、可以。2.2、 斜截面設(shè)計(jì)據(jù)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JTJ D62-2004第roVd 4.51 bh o支點(diǎn)位置：T°Vd<0.51 X3雨i x 0.2 莢 101.385 >3073.77kN1/2 位置：丫0V1/2 <0.51 X3WX0.2 * 101.385 >3=W73.77kN滿足設(shè)計(jì)要求檢查是否需要根據(jù)需要計(jì)算配置箍筋據(jù)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JTJD622004 第 5.2.90.50 10 3a2加嘰跨中位置：丫 0V <0.51 x 10X 1.43 x 200X101kN支點(diǎn)位置：丫 0V<

16、;0.51 x 10x 1.43 x 200X1208501kN通過計(jì)算，截面不滿足不進(jìn)行斜截面抗剪承載力驗(yàn)算的要求， 截面需 先選定箍筋直徑為12 截面不滿足不進(jìn)行斜截面抗剪承載力驗(yàn)算的要求，截面需進(jìn)行配箍。取離支點(diǎn)h42 （h為梁高）處的剪力設(shè)計(jì)值 %,將嗎分為兩部分，其中不少于60%由混凝土和箍筋共同承擔(dān)；不多于 40%由彎起鋼筋承 擔(dān)。%按以下方法法求得：支點(diǎn)剪力設(shè)計(jì)值噂=695.65kN ,跨中剪力設(shè)計(jì)值= 2U23MI自支點(diǎn)至跨中的剪力遞減坡度, 145011 /Vj = 695.65 I 0. 065 X= 648. 53 kN離支點(diǎn)處剪力設(shè)計(jì)值d2設(shè)支點(diǎn)有混凝土和箍筋共同承擔(dān)的

17、剪力設(shè)計(jì)值，按60%取用，具值Vqs = 0.6V； = 0.6 X 648. Sz5 = 389. iikN在支點(diǎn)由彎起鋼筋承擔(dān)的剪力設(shè)計(jì)值，按40%取用，其值為：Vj = 04% = 0.4 X 648.525 =25%41kN據(jù)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JTJ D62-2004第5.2.11 條：先選定箍筋直徑為12,得到箍筋間距取200mm，但按規(guī)范第9.3.13條規(guī)定，在支座 中心向跨徑方向長度相當(dāng)于不小于一倍梁高范圍內(nèi)， 箍筋間距不應(yīng)大 于 100mm相應(yīng)彎起鋼筋位置與承擔(dān)剪力見下表斜彎起點(diǎn)距支座承擔(dān)的斜彎起點(diǎn)距支承擔(dān)的剪力筋排次中心距離(m )剪力值(KN)筋排次座

18、中心距離(m )值(KN)11.1222.5933.3148.9522.2185.7744.4112.13各排彎起鋼筋截面面積按規(guī)范以下公式計(jì)算第一排承受離支點(diǎn)中心h/2 = 7n5e處的剪力設(shè)計(jì)值Vbl =b = 2S9.41kNy0 = 1.0lfsb = 28OMPal0 =45°丫 0%sin45f sb鋼筋卸積Abs11259.410.70712801746.97456211222.590.7071r 2801499.0134131 1185.770.70712801251.0522541148.950.70712801003.0911A 5I。一12.13 0.70712

19、80 755.129941鋼筋截面面積氣：一ASb3 = 1251,1mm2 < 104。= 12 56mm2按規(guī)范第9.3.11條，受拉區(qū)彎起鋼筋的彎起點(diǎn)，應(yīng)設(shè)在按 正截面抗彎承載力計(jì)算充分利用該鋼筋強(qiáng)度截面以外不應(yīng)小于11 -處；同時(shí)，彎起鋼筋可在按正截面受彎承載力不需要該鋼筋截面面積之前彎起，但彎起鋼筋與梁中心線的交點(diǎn)應(yīng)位于按計(jì)算不需要該鋼筋的截面之外。箍筋布置如下：按規(guī)范第 9.3.13條，自支點(diǎn)一倍梁高范圍內(nèi)， 間距為100mm ;自一倍梁高長度處至第三排斜鋼筋下端處，間距為 200mm.持久狀況正常使用極限狀態(tài)計(jì)算由公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D60-2004)第4.1.7

20、條得出： 作用長期效應(yīng)組合：=1123.5 X 0.4+40.5 X 0.4+788.79=t254.39kN 作用短期效應(yīng)組合：=1123.5 X 0.7+40.5+788.79=1615.74kN板梁的最大裂縫寬度驗(yàn)算：據(jù)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JTJD62-2004第6.4.3條，最大裂縫寬度計(jì)算公式：見i = GGG 名)1mB_ ,曾H 小兒.p = ThC-T)hC1 = 1.0 , C2=1+0.5 X 1254.39/1615.74=1C3=1.15撓度驗(yàn)算:鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的恒載和活載撓度， 可用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計(jì)算，般不需考慮混凝土徐變和收縮的影響。但當(dāng)恒載占

21、全部荷載的大部分時(shí)，則以考慮混凝土徐變的影響為宜對于恒載，其跨中撓度為:fg 354gi450. 85EcI 038445. 11 19700 43 1.3(cm) 0.85 2. 8 104 10332229990對于汽車荷載，如果已知該梁的跨中最大靜荷載彎矩為 M p ,則活載撓度為:,5 Mpl2fp p 48 0.85EcI0C5482854.2 104 1970020.85 2.8 104 103 322299902.8(cm)3、橋面板設(shè)計(jì)3.1 橋面板計(jì)算書：恒載及其內(nèi)力(按縱向1m寬的半條計(jì)算)每延米板上恒載g的計(jì)算如下表瀝青混凝土面層g10.02 X1 x23kN/m=0.4

22、2kN/mC25混凝土墊層g20.094 X1 X23=2.126kN/mT梁翼板自重g30.20+0.15/2 X1 x25=4.375kN/m合計(jì)6.921kN/m每米寬板的恒載內(nèi)力210=180 , H=0.114Mmin , g=-g1 o2/2=J2X 6.921 2=-B.4605kN mQAg=g1 0=6.921 x 1=6.921kN車輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力將后輪作用于較接縫上，后軸作用力為 P=140kN ,輪壓分布寬度如下所示，由公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D60-2004 )查得，荷載后輪著地長度a2=0.20m ,寬度b2=0.60m ,則a1=a2+2H=0.20+2

23、乂 0.114=0.428mb1=b 2+2H=0.60+2 0.1X4=0.828m荷載對于懸臂根部的有效分布寬度：a=a 1+21 0=0.428+180=2.228m由于2lo=1.80m<5m ,所以沖擊系數(shù)1+ g=1.3作用于每米寬板條上的彎矩為：Mmin, p=- (1+ p) P (lo-bi/4) /4a=-1.3 乂 140.9-0.828/4 ) /4 乂2.228kN m=-14.2kNm 作用于每米寬板條上的剪力：Qap= (1+ p)P4a=1.3 x 140/x 2.228=20.4kN荷載組合持久狀況承載力極限狀態(tài)內(nèi)力組合(用于強(qiáng)度驗(yàn)算)Mj=1.2M m

24、in , g+1.4M min , p=1.2 X -3.4605 ) +1.4 X -14.2 )=-24.03 kNmQj=1.2Q Ag+1.4Q ap=1.2 X 6.9+1.4 乂 20.4=36.84kN持久狀況正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合(用于驗(yàn)算應(yīng)力和裂縫)M=M min , g +M min , p=-17.66 kN mQ=Q Ag +Q Ap=27.3kN3.2 橋面板截面設(shè)計(jì)(HRB335 鋼筋：幻 335MPa,fsd 280MPa,C25 混凝土： 口 16.電ftk 1.78MPa, b 11.5MPa,儲 1.23MPa)翼緣板的高度：h=175mm ;翼緣板的寬度

25、：b=1000mm ;假設(shè)鋼 筋截面重心到截面受拉邊緣距離 as=35mm ,則h0=140mm。x按<< 公預(yù)規(guī) >>5.2.2 條規(guī)定：0Md Mu1 fcbx(h0 )21 X24.03 >6=1101.5 X 1000X140-X/2 )解得：X=15.82mm按 << 公預(yù)規(guī)>>5.2.2 條規(guī)定：fsdAs QbxAs=11.5 X1000 X15.82/280=649.75mm2查有關(guān)板寬1m內(nèi)鋼筋截面與間距表，考慮一層鋼筋為8根由規(guī)范查 得可供使用的有9A10 (As=706.5mm 2),然后按照構(gòu)造布置構(gòu)造鋼 筋，并布置

26、如下圖。按<< 公預(yù)規(guī)>>5.2.9條規(guī)定，矩形截面受彎構(gòu)件的截面尺寸應(yīng)符合下列要求，即：T0VdJx 1000 x 140=357j=3684kN按 << 公預(yù)規(guī)>>5.2.10條規(guī)定：/Vd 4.51 X-310C 1ftdbh0=0.51 x ¥(X 1 x 1.23 x 1000 x 140=87.V2kN>84kN故不需要進(jìn)行斜截面抗剪承載力計(jì)算，僅按構(gòu)造要求配置箍筋。根據(jù)<< 公預(yù)規(guī)>>9.2.5條，板內(nèi)應(yīng)設(shè)置垂直于主鋼筋的分布鋼筋，直徑不應(yīng)小于8mm，間距不應(yīng)小于 200mm。因此板內(nèi) A8，

27、間距為 250mm的分布鋼筋。承載力驗(yàn)算：fsdAs fcdbxX=f sd/(f cdb)=280 x 0.00140/1.51 X1) =0.034m /Md=M u= %1fcdbx (h0-x/2 )=1X 11.5 >3X01X 0.0340.14- (1/2 ) X0.034 ) =48.093kNm>Md 承載能力滿足要求。4、參考文獻(xiàn)1、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 D622004)，人民交通出版社；2、< 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)條文應(yīng)用算例，袁倫一，鮑衛(wèi)剛，人民交通出版社； 3、結(jié)構(gòu)

28、設(shè)計(jì)原理葉見曙主編，人民交通出版社4、橋梁計(jì)算示例集(梁橋)易建國主編，人民交通出版社5、橋梁工程姚玲森主編，人民交通出版社6、公路橋涵標(biāo)準(zhǔn)圖公路橋涵標(biāo)準(zhǔn)圖編制組，人民交通出版社5、橋梁工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書5.1、 課程設(shè)計(jì)的目的和要求根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)計(jì)劃的要求，課程設(shè)計(jì)是整個(gè)教學(xué)中不可缺 少的而又相當(dāng)重要的環(huán)節(jié)。學(xué)生在完成橋梁工程后，綜合運(yùn)用基 礎(chǔ)理論，專業(yè)知識與技能在教師的指導(dǎo)下， 獨(dú)立地較系統(tǒng)而又全面地 完成一般復(fù)雜程度的設(shè)計(jì)內(nèi)容，使學(xué)生基本掌握設(shè)計(jì)計(jì)算的基本過 程，進(jìn)一步鞏固已學(xué)過的課程與專業(yè)知識，進(jìn)一步掌握和理解“標(biāo)準(zhǔn)”、“規(guī)劃”、“手冊”以培養(yǎng)我們考慮問題，分析問題與解決問題的能5.2、 設(shè)計(jì)內(nèi)容1、主梁(1)上部結(jié)構(gòu)尺寸擬定(主梁高度、行車道板尺寸、梁肋尺寸及主梁間距等)(2)荷載橫向分配系數(shù)的計(jì)算(3)結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算及內(nèi)力組合(4)持久狀況承載能