装配式钢筋混凝土简支T形梁桥课程设计.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流装配式钢筋混凝土简支T形梁桥课程设计.精品文档.桥 梁 工 程 技 术（课程设计）装配式钢筋混凝土简支T形梁桥学 校： 吉林交通职业技术学院 院 系： 道路与桥梁工程分院 班级(学号)： 工程技术10330（08） 姓 名： 贺常越 指导 教师： 申 建 目 录桥梁工程课程设计任务书-一、行车道板计算-11、进行结构重力内力、活载内力计算-2、进行内力组合-3、进行正截面、斜截面设计-二、主梁计算-51、进行结构重力内力计算-2、进行活载内力计算-3、进行内力组合-4、进行正截面设计-5、进行斜截面设计-6、裂缝和挠度计算-21装配式钢筋混凝

2、土简支T形梁桥课程设计一、行车道板的计算(一)计算模式行车道板按照两端固定中间铰接的板来计算(二)荷载及其效应1每延米板上的恒载个g沥青面层：C30面层：主梁构件：/m每延米跨宽板恒载合计：2永久荷载产生的效应弯矩：剪力：3可变荷载产生的效应以重车后轮作用于绞缝轴线上为最不利布置，此时两边的悬臂板各承受一半的车轮荷载根据公路桥涵设计通用规范4.3.1条后轮着地宽度及长度为： P=140kN =0.3顺行车方向轮压分布宽度：垂直行车方向轮压分布宽度：荷载作用于悬臂根部的有效分布宽度：单轮时：重叠根据公路桥涵设计通用规范4.3.2条，局部加载冲击系数：作用于每米宽板条上的弯矩为：单个车轮时：取最大

3、值：作用于每米宽板条上的剪力为：4基本组合根据公路桥涵设计通用规范4.1.6条恒+汽：短期组合长期组合故行车道板的设计作用效应为：(三)截面设计、配筋与强度验算1.截面设计与配筋公路等级为二级，查表混凝土等级为 b=0.56 假设 则根据公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范5.2.2条：根据公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范5.2.2条：所以选8 需要的间距为：校核：钢筋按一排布置，满足保护层要求实际有效高度：即钢筋间距为11cm的钢筋 符合要求。二、主梁的计算(一)主梁的荷载横向分布系数1跨中弯矩横向分布系数(根据偏心受压法计算，考虑主梁抗扭刚度修正)(1)主梁的抗弯惯矩及

4、抗扭惯矩平均板厚： 主梁截面的重心距顶缘距离：T形截面抗扭惯矩近似等于各个矩形截面抗扭惯矩之和：顶板：，查表得腹板：，查表得（二）T形梁横向分布系数计算1、位于支点处时，应按照杠杆原理发计算荷载横向分布系数。绘制1号梁、2号梁、3号梁的荷载横向分布影响线，如下图（b）、（c）、（d）所示，根据公路桥涵设计通用规范规定，在横向荷载分布影响线上确定荷载沿横向最不利的布置位置。车辆横向轮距为1.80m，两辆汽车车轮的横向最小间距为1.30m，车轮距离人行道缘石为0.50m。 求出相应于荷载位置的影响线数标值后，就可得到1号梁的荷载横向分布系数：2号梁的横向荷载分布系数为：3号梁的横向荷载分布系数为：

5、2、偏心压力法计算荷载横向分布系数（1）此简支梁桥设有5道横隔梁，且有可靠的横向联系，且承重结构的长宽比为： 近似等于2.所以当荷载位于跨中时，可按偏心压力法来绘制影响线，并计算荷载横向分布系数。 (2)抗扭修正系数根据公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范3.1.6条，(3)各主梁横向分布系数1号主梁的横向影响线具体见下图（4）求荷载横向分布系数按照公路桥涵通用设计规范（JTG D60-2004）中规定，将汽车荷载和人群荷载在1号梁荷载横向分布影响线上按横向最不利位置进行布载，如图2.1.2（b）所示 。设荷载横向分布影响线的零点到1号梁位的距离为x，由图中几何关系可得： ，解得x=5

6、.5 m人行道路缘石至1号梁轴线的距离用直线内插法计算出荷载作用点对应的1号梁荷载横向分布影响线上，如图2.1.2（b）所示。（5）计算1号梁荷载横向分布系数mc汽车荷载横向分布系数人群荷载横向分布系数 (三)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主梁承担主梁：横隔板：边梁： 中主梁 桥面铺装：（4）栏杆及人行道集度计算 （5）作用于边主梁的全部恒载集度为作用于中主梁的全部恒载集度为2、计算恒载内力如图2.2.1所示，则可利用公式 式中 g根梁所承受沿跨长的和在强度； l计算跨径；净跨径； x弯矩和剪力计算截面位置（以支座为坐标原点）各计算截面的弯矩和剪力计算

7、结果，见表 表主梁恒载内力计算结果剪力Q（kN）弯矩M（kNm）M=O注：表中（）内的数值为中主梁的内力3、汽车车道荷载标准值按公路桥涵通用设计规范，桥面净宽7.5m，车辆双向行驶，横向布车队数为2，不考虑折减系数，公路-II级车道荷载标准值为公路-I级车道荷载标准值的0.75倍。均布荷载标准值为计算弯矩时的集中荷载标准值（利用内插法计算）计算剪力时的集中荷载标准值人群集中荷载标准值4、计算冲击系数 依据公路桥涵通用设计规范（JTG D60-2004）的规定，简支梁桥的基频可按照下列公式进行计算：结构跨中处的单位长度质量：重力加速度取，则由于C30级混凝土的弹性模量主梁截面形心到T梁上缘的距离

8、： 跨中截面惯性矩： 查表C25混凝土E取根据冲击系数表结构基频冲击系数结构基频冲击系数0.050.455、计算公路-II级车道荷载的跨中弯矩将车道按如图所示布置，其中，双车道不折减，车道均布荷载作用下则车道赫在的跨中弯矩为6、计算人群荷载的跨中弯矩一侧人群荷载沿纵向的线荷载集度为7、计算跨中弯矩截面车道荷载最大剪力鉴于跨中剪力影响线的最大竖标值位于跨中部分，所以全跨采用跨中何在横向分布系数来计算。按照如图所示的布置荷载，公路-II级荷载作用下8、计算跨中截面人群荷载的最大剪力9、计算支点截面车道荷载的最大剪力 计算支点截面最大剪力时，需要考虑荷载横向分布系数沿桥跨的变化，应绘制荷载横向分布系

9、数沿桥跨方向的变化图和支点剪力影响线，如图所示。支点剪力影响线的面积为：则荷载横向分布系数变化区段长度为：a=15.5/2-3.85=3.9（m）3.875对应于支点剪力影响线的最不利布载如图所示，m变化区段内附加三角形荷载重心处的影响线竖标值为：则 10、计算支点截面人群荷载的最大剪力人群荷载的横向分布系数沿桥跨变化，如图所示，则人群荷载的支点剪力为：11、内力组合及绘制包络图通过以上计算，得到主梁的恒载作用效应和活载作用效应后，按照承载能力极限状态与正常使用极限状态，分别对作用的标准值乘以分项系数后加以组合，从而得到作用的设计值，以此作为构件设计和截面验算的依据。此次简支梁的作用效果组合及

10、计算结果见下表。组 合支点跨中基本组合弯矩01712.09剪力396.354134.134短期组合弯矩0949.305剪力229.98994.119长期组合弯矩0757.716剪力187.16851.298(三)持久状况承载能力极限状态下截面设计、配筋与验算1.配置主筋由附表查得=13.8MPa，=1.39MPa，=280MPa，=0.56，=1.0弯矩计算值M=Md=1712.09KN m=(100+140)/2=120mm1） 截面设计采用焊接钢筋骨架，故可设，则截面有效高度。1翼缘的有效宽度为：按计算跨度 （等于相邻两梁轴线间的距离）按翼缘厚度2外梁翼缘的有效宽度：取上述三个数据中最小的

11、值，故取3判断T型梁截面类型由判断为I类T形截面4受压区高度得到5、主筋面积计算将各已知值及x=67mm代入，求出 根据以下原则：a、选用钢筋的总面积应尽量接近计算所需的钢筋；b、梁内主筋直径不宜小于10mm，也不能大于40mm，一般为1232mm，本设计采用12mm和32mm两种钢筋搭配，选用632+414，截面面积为4826+616=5442mm2；钢筋叠高层数为5层；c、受拉钢筋的布置在满足净保护层的条件下，应尽量靠近截面的下边缘，钢筋的净距和叠高都满足构造要求。故混凝土厚度取及附表1-8中规定的30mm，钢筋间横向净距故满足构造要求，钢筋布置图见6、截面复核已设计的受拉钢筋中632的截

12、面面积为4826mm2，414的截面面积为616mm2，。由图2.4.2钢筋布置图可求得，即则有效高度 、由）计算 ，故为第一类T形截面、受压高度由，求得、正截面抗弯承载力由，求得正截面抗弯承载力又，故截面复核满足要求。（2）腹筋的计算1、检查截面尺寸根据构造要求，梁最底层钢筋232通过支座截面，支座截面有效高度跨中截面：截面尺寸符合设计要求2、检查是否需要设置腹筋跨中段截面支座截面因,故可在梁跨中的某长度范围内按构造配置钢筋，其余区段可应按计算配置腹筋。3、计算剪力图分配在图2.4.3所示的剪力包络图中，支点处剪力计算值，跨中处剪力计算值。的截面距跨中截面的距离可由剪力包络图按比例求得，为在

13、长度内可按构造要求布置钢筋。同时根据公路桥规规定，在支座中心线向跨径长度方向不小于1倍梁高范围内，钢筋的间距最大为100mm。距支座中心线的h/2处的计算剪力值由剪力包络图按比例求得，为其中应由混凝土和箍筋承担的剪力计算值至少为；应由弯起钢筋（包括斜筋）承担的剪力计算值最多为4、配置弯起钢筋。按比例关系，依剪力包络图计算需设置弯起钢筋的区段长度（3）计算各排弯起钢筋截面面积：1、计算第一排（对支座而言）弯起钢筋截面面积。取用距支座中心线为处由弯起钢筋承担的剪力值。钢筋实际截面积。满足抗剪要求，其弯起点为B，弯终点落在支座中心A截面处，弯起点B至点A的距离为：则第一排弯起的弯起点距支座中心距离为

14、1143mm。弯起与梁纵轴线交点距支座中心距离为2、计算第二排弯起钢筋截面积。按比例关系，依剪力包络图计算第一排弯起钢筋弯起点B处由第二排弯起钢筋承担的剪力值所以而钢筋实际截面积。满足抗剪要求，其弯起点为C，弯终点落在第一排弯起钢筋弯起点B截面处，其弯起点C至B的距离为：第二排弯起钢筋的弯起点距支点中心距离为：1107+1143=2250mm。第二排弯起钢筋与梁纵轴线交点距支座中心距离为：3、计算第三排弯起钢筋截面积按比例关系，依剪力包络图计算第二排弯起钢筋弯起点C处由第三排弯起钢筋承担的剪力值而钢筋实际截面积。满足抗剪要求，其弯起点为D，弯终点落在第一排弯起钢筋弯起点C截面处，其弯起点D至C

15、的距离为：第三排弯起钢筋的弯起点距支点中心距离为：2250+1071=3321mm。第三排弯起钢筋与梁纵轴线交点距支座中心距离为：4、计算第四排弯起钢筋截面积按比例关系，依剪力包络图计算第三排弯起钢筋弯起点D处由第四排弯起钢筋承担的剪力值第四排用补充斜筋为，实际钢筋截面积=。满足抗剪要求。其弯起点E，弯终点落在第二排弯起钢筋弯起点D截面处，弯起点E至点D的距离为第四排弯起钢筋的弯起点距支点中心距离为： 3321+1055=4376mm。第四排弯起钢筋与梁纵轴线交点距支座中心距离为：5、计算第五排弯起钢筋截面积按比例关系，依剪力包络图计算第四排弯起钢筋弯起点E处由第五排弯起钢筋承担的剪力值而钢筋

16、实际截面积=。满足抗剪要求。其弯起点F，弯终点落在第二排弯起钢筋弯起点E截面处，弯起点F至点E的距离为第五排弯起钢筋的弯起点距支点中心距离为：4376+1055=5431mm。已大于4906mm,即在欲设置弯筋区域长度之外，弯起钢筋数量已满足抗剪承载力要求第五排弯起钢筋与梁纵轴线交点距支座中心距离：（4）绘制弯矩包络图 包络图是在荷载作用下沿跨径变化最大弯矩图。严格的绘制方法应按梁上各截面的弯矩影响线布置荷载而求得。但一般中小桥可根据已求得的跨中弯矩近似按抛物线规律求出梁上其他位置的值，再连成圆顺的曲线，即得弯矩包络图，简支梁弯矩包络图抛物线公式近似为：式中：从跨中算起，即跨中纵坐标为0，支点

17、纵坐标；计算如下：先按抛物线公式近似求出控制截面的弯矩值。已知，配置跨中截面钢筋，具体尺寸见图2.4.2。（跨中处）：通过以上五个控制截面，就可以把他们连接成一光滑的曲线。所得到的图2.4.4的弯矩包络图。（5）配置箍筋根据桥规关于钢筋混凝土应设置直径不小于8mm，且不小于1/4主筋直径的箍筋的规定，本设计采用封闭式双肢箍筋，n=2，HPB235钢筋，直径为，每肢箍筋截面积，所以。桥规中又规定：“箍筋间距不大于梁高的1/2和400mm”，“支撑截面处，支座中心向跨径方向长度相当于不小于一倍梁高范围内，箍筋间距不大于100mm”。对梁端而言，在支座中心向跨径长度方向的1300mm范围内，设计箍筋

18、间距为100mm，其他箍筋间距为200mm，相应的最小配筋率：5、裂缝和挠度计算已知恒载弯矩标准值为，汽车荷载弯矩标准值为（其中冲击系数），人群荷载为，采用C30号混凝土（）主筋采用HRB335钢筋（），C30混凝土的弹性模量；HRB335钢筋的弹性模量。（1）挠度验算计算截面的几何特征值。确定受压高度开裂截面的换算惯性矩为：全截面的换算截面面积：全截面对上边缘的静矩：全截面换算截面重心至受压边缘的距离，至受拉边缘的距离。全截面换算截面形心轴以上部分面积对形心轴的面积矩：全截面换算截面对中性轴的惯性矩:对受拉边缘的弹性抵抗矩： 计算构件的刚度。荷载短期效应组合全截面的抗弯刚度：开裂截面的抗弯刚度：构件受拉区混凝土塑性影响系数：开裂弯矩：代入荷载短期效应作用下跨中截面挠度为：长期挠度为：所以应设置预拱度，按结构自重和1/2可变荷载频遇值计算的长期挠度值之和采用。消除自重影响后的长期挠度为：所以计算挠度满足规范要求。（2）裂缝宽度验算正常使用极限状态裂缝宽度计算，采用荷载短期效应组合，并考虑荷载长期效应的影响。荷载短期效应组合： 荷载长期效应组合： 取所以 所以满足规范要求。