桥梁工程课程设计钢筋混凝土简支梁设计.docx

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1、桥梁工程课程设计钢筋混凝土简支梁设计 桥梁工程课程设计 钢筋混凝土简支梁设计 计算说明书 学院：土木工程 专业：土木工程 班级： 09级土木2班 姓名：张强 学号：0917010197 指导老师：李永河.孙卓 目录 第一部分设计资料 (3) 1.结构形式及基本尺寸 (3) 2.桥面布置 (3) 3.主梁 (3) 4.材料 (4) 5.设计荷载 (4) 6.设计规范及参考书目 (4) 第二部分设计要求 (5) 1恒载内力计算 (5) 2.设计活载内力计算 (5) 3.计算 (5) 4配筋计算、设计及验算 (5) 第三部分成果要求 (6) 第四部分设计计算书 (7) 一、恒载内力计算 7 （1）恒

2、载集度 (7) （2）荷载内力 (9) 二、活荷载内力计算 (9) （1）有关系数及人群荷载 (9) （2）简支梁内力影响线面积 (11) （3）计算荷载横向分布系数 (12) (4)活载内力计算 (17) （5）计算主梁活载剪力 (19) 1.计算主梁跨中截面活载剪力 (19) 2.计算主梁支点截面活载剪力 (20) 1 )计算支点截面汽车荷载最大剪力 (20) 三、内力组合 (22) 四、截面配筋计算及验算 (25) （1）用于承载能力极限状态计算的作用效应组合设计值 (25) （2）用于正常使用极限状态计算的作用效用组合设计值（梁跨中截面） (25) （3）截面钢筋计算 (26) （4）

3、腹筋的计算 (29) 第一部分 设计资料 1.结构形式及基本尺寸 某公路装配式简支梁桥，标准跨径20m ，双向双车道布置，桥面宽度为净 7+2x1. 5m ，总宽10m 。主梁为装配式钢筋混凝土简支T 梁，桥面由6片T 梁组成，主梁之间铰接，沿梁长设置5道横隔梁（横隔梁平均厚度为16cm ，高110cm ），桥梁横截面布置见图1。 80015035035013020 1000 90 20 183082 1304825251.5% 1.5% 半跨中截面 半支点截面 图 1-1 简支梁桥横截面布置（单位：cm ） 2.桥面布置 桥梁位于直线上，两侧设人行道，人行道宽1.5m 、厚0.20m 。桥面

4、铺装为2cm 厚的沥青混凝土，其下为C25混凝土垫层，设双面横坡，坡度为1.5% 。横坡由混凝土垫层实现变厚度，其中，两侧人行道外侧桥面铺装厚度为8cm （2cm 厚沥青混凝土和6cm 混凝土垫层）。 3.主梁 表1-1 装配式钢筋混凝土T形梁桥总体特征 标准跨径/m 计算 跨径/m 梁长 /m 梁高 /m 支点 肋宽 /cm 跨中 肋宽 /cm 翼板 端部 厚度 /cm 翼板 根部 厚度 /cm 梁肋 变化 长度/ cm 横隔 梁数 最大 吊重 /t 2022.519.96 1.330181220479532.5注：梁肋变化长度从支截面点算起。 4.材料 1）梁体： 主梁混凝土：C35 横梁

5、混凝土：C30 钢筋混凝土容重：25kN/m3 2）钢筋 主筋：热轧HRB335钢筋 构造钢筋：热轧HPB 300钢筋 3）桥面铺装 沥青混凝土，容重为22kN/m3；混凝土垫层C25，容重为24kN/m3 4）人行道 单侧人行道包括栏杆荷载集度为6kN/m 5.设计荷载 表1-2 简支梁桥横截面设计荷载 A组B组 汽车荷载人群荷载汽车荷载人群荷载 公路I级 3.0 kN/m2公路II级 3.0 kN/m2 6.设计规范及参考书目 1）公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2022） 2）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2022） 3）桥梁工程 4）混凝土结构设计规范

6、 5）结构力学 6）桥梁通用构造及简支梁桥 第二部分设计要求 1恒载内力计算 1.1分别计算各主梁的恒载集度 1.2各主梁的恒载在各控制截面（支点、L/4/、L/2 截面）内力（弯矩和剪力） 2.设计活载内力计算 2.1画出各号梁的横向分布影响线 2.2计算各号梁的支点及跨中的荷载横向分布系数 2.3画出各控制截面的内力的影响线 2.4计算各主梁在各控制截面的弯矩和剪力 3.计算 3.1分别计算各主梁在各控制截面的弯矩和剪力的作用效应组合（基本组合、短期效应组合、长期效应组合） 3.2绘制基本组合的弯矩及剪力包络图 4配筋计算、设计及验算 4.1主梁各控制截面的控制内力的基本组合汇总 4.2主

7、梁受拉配筋的计算及配置（利用弯矩包络图） 4.3主梁正截面抗弯承载能力验算 4.4主梁斜截面抗剪承载能力验算 4.5剪力区抗剪钢筋的配置（利用剪力包络图，配置抗剪箍筋、弯起钢筋等） 4.6 裂缝宽度验算（选做，可参考设计规范JTG D62-2022, 60页的6.4裂缝宽度验 算进行） 4.7 T梁翼板（行车道板）内力计算及配筋设计（选做，可参考教材115页，铰 接悬臂板法进行计算） 说明：计算内容1.1-4.5是必须完成的内容，4.6-4.7是选做内容 第三部分成果要求 1、设计计算书一份。 2、配筋图一张3号图。 图名：钢筋混凝土简支T梁结构示意图 图中需画出：钢筋混凝土T形梁骨架构造图

8、跨中及支点横截面钢筋配筋图一片主梁钢筋明细表 第四部分 设计计算书 一、 恒载内力计算 （1）恒载集度 主梁： (0.300.18)19.519.5 2(19.52)0.18 1.3025244 G +=?+-?+ 0.120.219.50.120.219.5 2( )(1.60.24)()(1.60.18)(19.52)252424 +?-?+?-?-? =241.508()kN 112.385G g l =(/)kN m 横隔梁： 对于边主梁 2 1.600.18 0.94()0.480.410.1652519.50.4832g -=?-?=(/)kN m 对于中主梁 12220.966g

9、 g =?=(/)kN m 桥面铺装层 31 0.027.0022(0.060.1125)7.0024/6 2.9282g =?+?=(/)kN m 栏杆和人行道 462/62g =?=(/)kN m 作用于边主梁的全部荷载g 为 12.3850.483 2.928 2.0017.796i g g =+=(/)kN m 作用于中主梁的荷载为 112.3850.96518.279 2.0018.279g =+=(/)kN m 表3-1 各主梁恒载计算及汇总 主梁断面 项目 计算式 单位 梁号 1 2、3 表中： F 主梁截面积（m 2 ） h h fh fh h r l b h n 、0横梁的片

10、数、高度、宽度、净跨、容重； z n 主梁片数； 0B 桥面净宽 主梁重量 F F r q h 251= kN/m 12.385 12.385 横隔梁 分布 于中梁的 重量 L r l b h n q h h fh fh h /02= kN/m 0 0.966 分布于边梁的重量 22 2 1q q = kN/m 0.483 0 桥面铺装重 z n B H r H r q /)(022113+= kN/m 2.928 2.928 双侧人行道及栏杆重量 平均值 m KN q r /6= z z r n n q q 6 224?= kN/m 2.0 2.0 （m ）； 2211H r H r 、 分

11、别为沥青混凝土、垫层混凝土的容重与厚度乘积。 合计432 21(q q q q q q +=）或 kN/m 17.796 18.279 （2）荷载内力 计算边主梁距离支座为x 的横截面弯矩和剪力： ()222x gl x gx M x gx l x =?-?=- (2)22x gl g V gx l x =-=- 表3-2 各计算截面的剪力和弯矩值 项目 计算式 单位 梁号 1 2、3 恒载 q /kN m 17.796 18.279 弯 矩 M 1 4跨处 /4x l = 214 31316232M l l ql =?= /kN m 634.400 651.606 跨中 /2x l = 2

12、1 2 111428 M l l ql =?= /kN m 845.866 868.808 端点 0x = 00M = /kN m 0 0 剪 力 V 端点 0x = 012 V ql = /kN m 173.511 178.219 跨中 /2x l = 12 0V = /kN m 0 0 1 4跨处 14 1(2)244q l V l ql =-?= /kN m 86.756 89.109 二、活荷载内力计算 （1）有关系数及人群荷载 主梁用35C 混凝土，查表可得弹性模量421023.1510(/) 3.1510(/)E N mm N m =?=? 结构计算跨径19.5l m =，重力加速度29.81/g m s =，结构跨中处的单位长度质量c G m g = /4x l =