橋梁工程課程設(shè)計(簡支T梁)

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

2、/11 X15.5+0.5=1.45m1.1、集度計算計算第一期恒載：混凝土 C25, C30 (容重為25 KN/ m2 )(1)、計算、號主梁面積：0.6050 m 2計算、號梁集度：g1=g 2=g 3=0.605 0X 25KN/m5.1KN/m(2)、計算、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'''計算號梁 g11. 124155 5 25/ 15.

3、 5 1. 00kN / m；'''''''''計算號梁和號梁為g2g32 g12 1.00 2. 00kN / m計算第二期恒載：(1)計算橋面鋪裝層荷載：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；計算第三期恒載：欄桿和人行道計算號主梁

4、：6X2/5=2.4計算號主梁：6X2/5=2.4計算號主梁：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)計算根據(jù)公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTG D60-2004）中第4.3.2條規(guī)定，當(dāng)1.5Hz f 14Hz時， 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、 計算活載內(nèi)力計算公路一一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計算支點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計算如下表支點截回車輛仍載男力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2.1、 T形梁正截面設(shè)計:正截面彎矩M=2452.24kN m, 混凝土強度設(shè)計值：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JTJ D62-2004第roVd 4.51 bh o支點位置：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)計要求檢查是否需要根據(jù)需要計算配置箍筋據(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支點位置：丫 0V<

16、;0.51 x 10x 1.43 x 200X1208501kN通過計算，截面不滿足不進(jìn)行斜截面抗剪承載力驗算的要求， 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算的要求，截面需進(jìn)行配箍。取離支點h42 （h為梁高）處的剪力設(shè)計值 %,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：支點剪力設(shè)計值噂=695.65kN ,跨中剪力設(shè)計值= 2U23MI自支點至跨中的剪力遞減坡度, 145011 /Vj = 695.65 I 0. 065 X= 648. 53 kN離支點處剪力設(shè)計值d2設(shè)支點有混凝土和箍筋共同承擔(dān)的

17、剪力設(shè)計值，按60%取用，具值Vqs = 0.6V； = 0.6 X 648. Sz5 = 389. iikN在支點由彎起鋼筋承擔(dān)的剪力設(shè)計值，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距支座承擔(dān)的斜彎起點距支承擔(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)范以下公式計算第一排承受離支點中心h/2 = 7n5e處的剪力設(shè)計值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，應(yīng)設(shè)在按 正截面抗彎承載力計算充分利用該鋼筋強度截面以外不應(yīng)小于11 -處；同時，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應(yīng)位于按計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)計算由公路橋涵設(shè)計通用規(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算：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JTJD62-2004第6.4.3條，最大裂縫寬度計算公式：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，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3.1 橋面板計算書：恒載及其內(nèi)力(按縱向1m寬的半條計算)每延米板上恒載g的計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(用于強度驗算)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(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)計原理葉見曙主編，人民交通出版社4、橋梁計算示例集(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)計任務(wù)書5.1、 課程設(shè)計的目的和要求根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)計劃的要求，課程設(shè)計是整個教學(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，綜合運用基 礎(chǔ)理論，專業(yè)知識與技能在教師的指導(dǎo)下， 獨立地較系統(tǒng)而又全面地 完成一般復(fù)雜程度的設(shè)計內(nèi)容，使學(xué)生基本掌握設(shè)計計算的基本過 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)的計算(3)結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算及內(nèi)力組合(4)持久狀況承載能