钢筋混凝土简支梁设计.docx
钢筋混凝土简支梁设计 桥梁结构课程设计钢筋混凝土简支梁设计 姓名： 学号： 组别：第 3 组 所选参数：序号 26 一、基本设计资料 1.跨度和桥面宽度 1)标准跨径：24.00m（墩中心距）。 2)计算跨径：23.50m。 3)主梁全长：23.96m。 4)桥面宽度（桥面净空）：净7m（行车道）21m（人行道）。 2.技术标准 设计荷载：公路-级，人行道和栏杆自重线密度按照单侧6计算，人群荷载 为3。 环境标准：类环境。 涉及安全等级：二级。 3.主要材料 1)混凝土：混凝土简支T形梁及横梁采用C40混凝土；桥面铺装上层采用0.03m 沥青混凝土，下层为厚0.060.13m的C30混凝土，沥青混凝土重度按23 计，混凝土重度按25计。 2)钢材：采用R235钢筋、HRB335钢筋。 4.构造形式及截面尺寸（见图1） 图1，桥梁横断面和主梁纵断面图 全桥共由5片T形梁组成，单片T形梁高为1.4m，宽1.8m；桥上横坡为双向2，坡度由C30混凝土桥面铺装控制；设有五根横隔梁。 二、主梁的计算 1.主梁荷载横向分布系数计算 1)跨中荷载横向分布系数计算 如前所述，本桥跨内设有五道横隔梁，具有可靠的横向联系，且承重结构宽跨比为：0.5，故可以按修正的偏心压力法来绘制横 向影响线，并计算横向分布系数 。 1 计算主梁的抗弯及抗 扭惯性矩I 和 : 1 求主梁截面的重 心位置x （见图1-1）翼缘板厚按平均厚度计算，其平均厚度为 图1-1，主梁细部尺寸 则， 2 抗弯惯性矩I 为 对于T 形截面，抗扭惯性矩近似按下式计算： 式中， 单个矩形面的宽度和高度； 矩形截面抗扭刚度系数； m 梁截面划分为单个矩形截面个数。 2 计算抗扭修正系数 ： 本桥主梁的间距相同，将主梁近似看成等截面，则得 式中，G=0.4E;l=23.50m; ; ; ; ; ; 。代入上式，计算得。 3按修正的偏心压力法计算横向影响线坐标值： 式中，n=5, 表示单位荷载P=1作用在j号梁轴上时，i号梁轴上所受的作用。计算 4计算荷载横向分布系数： 根据最不利荷载位置分别进行布载。布载时，汽车荷载距人行道边缘距离不小于0.5m，人群荷载取为，栏杆及人行道板每延米重取，人行道板重以横向分布系数的方式分配到各主梁上。 图1-2，横向分布系数计算图式（单位：cm） 各梁的横向分布系数： 汽车荷载： =0.5*(0.5088+0.3235+0.1807+0.0044)=0.5132 汽 =0.5*(0.3544+0.2618+0.1949+0.1022)=0.4567 汽 汽 =0.5*(0.2+0.2+0.2+0.2)=0.4 人群荷载： 人 =0.6117, 人=0.4058, 人=0.2*2=0.4 人行道板： 板 =0.6158-0.2158=0.4 板 =0.4079-0.0079=0.4 板 =0.2000+0.2000=0.4 2)梁端剪力横向分布系数计算 端部剪力横向分布系数计算图式如图1-3。 图1-3，端部横向分布系数计算图式（单位：cm）汽车荷载： 汽=0.5*0.6475=0.3238， 汽 =0.5*1.00=0.50 汽 =0.5*(0.9444+0.3333)=0.6389 人群荷载： 人 =1.2222， 人 =-0.2222， 人 =0 2. 作用效应计算 1) 永久作用效应 1 永久荷载：假定桥面构造各部分重力平均分配给各主梁承担，横隔梁细部 尺寸即桥面铺装如下图，则： 板 。 各梁的永久荷载汇总结果如下表。 2 永久作用效应计算 1 影响线面积计算见下表。 计算面积 影响线面积 2)可变作用效应 1汽车荷载冲击系数计算：简支梁桥的基频简化计算公式为 其中， 由于1.5Hzf14Hz，故汽车荷载的冲击系数： 2公路-级均布荷载、集中荷载及其影响线面积计算：公路-级车道 荷载按照公路-级车道荷载的0.75倍采用，均布荷载标准值和集中荷 载标准值为 计算弯矩时， 计算剪力时， 按最不利方式布载可计算车道荷载影响线面积，见表。其中的影响线 面积取半跨布载方式为最不利，。 公路-车道荷载及其影响线面积计算表。 可变作用（人群）（每延米） 人 3可变作用弯矩效应计算： 由于只能布置两车道，故横向折减系数。 计算跨中和l/4处弯矩时，可近似认为荷载横向分布系数沿跨长方向均匀变化，故个主梁值沿跨长方向相同。 永久荷载作用分项系数： 汽车荷载作用分项系数： 永久荷载作用分项系数： 基本组合公式为 式中，桥梁结构重要性系数，人群荷载的组合系数，。 4可变作用的剪力效应计算： 1跨中截面剪力的计算 车道荷载产生的跨中剪力计算表如下。 2支点处截面剪力的计算 支点剪力效应横向分布系数的取值为： 支点处为按杆杠原理法求得的。 1/43l/4段为跨中荷载的横向分布系数。 支点到l/4及3l/4到另一支点段在和之间按照直线规律变化。 图2-1，汽车及人群荷载产生的支点剪力效应计算图式 汽车荷载计算结果如下：1号梁： 2号梁： 3号梁： 人群荷载计算结果如下：1号梁： 人 2号梁： 人 3号梁： 人 3剪力效应基本组合计算 基本组合公式为 3.持久状况承载能力极限状态下截面设计、配筋与验算 1)配置主梁受力钢筋 由弯矩基本组合计算表可以看出，1号梁值最大，考虑到设计施工方便，并保留一定的安全储备，故按1号梁计算弯矩进行配筋。 设钢筋净保护层为3cm，钢筋重心至底边距离为，则主梁有效高度为。 已知1号梁跨中弯矩，下面判别主梁为第一类T形 截面或第二类T形截面：若满足 ，则受压区全部 位于翼缘内，为第一类T形截面，否则位于腹板内，为第二类T形截面。 式中，为桥跨结构重要性系数，取为1.0；为混凝土轴心抗压强度设计值，本例为C40混凝土，故值为18.4MPa；为T形截面受压区翼缘有效 宽度，取下列三者中的最小值： 1计算跨径的1/3：l/3=2350cm/3=783.33cm 2相邻两梁的平均间距：d=180cm 3 所以取
