钢筋混凝土简支T形梁桥设计计算书.doc

交通与工程系桥梁工程课程设计说明书课 程 名 称: 桥梁工程课程设计 题 目: 钢筋混凝土简支t形梁桥设计 专 业: 学 生 姓 名: 学 号: 指 导 教 师: 开 始 时 间: 2013 年 6 月 17 日完 成 时 间: 2013 年 6 月 23 日课程设计成绩：学习态度及平时成绩（30）技术水平与实际能力（20）创新（5）说明书撰写质量（45）总 分（100）等级指导教师签名： 年 月 日目录1、桥梁设计资料与结构布置1 1.1、设计资料1 1.2、结构布置1 2、计算荷载横向分布系数 2 2.1、荷载位于支点处时荷载横向分布系数的计算2 2.2、当荷载位于跨中时荷载横向分布系数的计算3 3、主梁内力计算73.1、恒载集度73.2、恒载内力的计算7 3.3、活载内力计算93.3.1、汽车荷载冲击系数93.3.2、汽车荷载作用93.3.3、跨中弯矩的计算103.3.4、跨中剪力的计算123.3.5、支点截面剪力的计算123.3.6、1/4跨弯矩的计算143.3.7、1/4跨剪力的计算153.3.8、荷载组合164、行车道板的计算214.1、恒载内力的计算214.2、活载内力的计算22 4.3、内力组合225、 横隔梁的计算195.1、确定作用在中横隔梁的计算荷载195.2、内力计算195.3、内力基本组合21桥梁设计资料与结构布置1、设计资料：1.1 桥面净宽：净-7 +21.5m人行道1.2主梁跨径及全长标准跨径：lb= 21.70m（墩中心距离）计算跨径：l = 21.20m（支座中心距离）主梁全长：l全=21.66m（主梁预制长度）1.33设计荷载汽车i级；人群荷载3.0kn/m21.4混凝土： 25号1.5桥面铺装：沥青表面处厚5cm（重力密度为23kn/m3）c25混凝土垫层厚6cm（重力密度为24kn/m3）t梁的重力密度为25kn/m3。 2、结构布置1） 主梁高：钢筋混凝土t形简支梁高跨比的经济范围大约在，根据跨度大者取较小值的原则，本设计取用，则梁高为1.26875m。实际设计取1.3m2）主梁间距：装配式钢筋混凝土t形简支梁的主梁间距一般选在1.52.2m之间，本设计采用2.0m3）主梁梁肋宽：为保证主梁的抗剪需要，梁肋受压时的稳定，以及混凝土的振捣质量，通常梁肋宽度取在1518cm，鉴于本设计的标准跨径为21.7m，故按较大值取为18cm4)翼缘板尺寸：由于桥面宽度是给定的，主梁间距确定后，翼缘板的宽度即可得到为2.0m。因为翼缘板同时又是桥面板，根据其受力特点，一般设计成变厚度形式，即与腹板交接处较厚，通常取不小于主梁高的，即为，本设计取20cm，翼缘板的悬臂端可以薄些，本设计取为12cm5)横隔梁：4根，上肋宽18cm，下肋宽16cm.梁高一般取为t梁高的3/4左右，即1.0m。一 计算荷载横向分布系数123451当荷载位于支点处，利用杠杆原理法计算 横断面 1#梁对于汽车荷载 对于人群荷载 2梁 对于汽车荷载 对于人群荷载 =0 （由于是出现负的，取零，出于安全考虑） 3梁对于汽车荷载 对于人群荷载 2.当荷载位于跨中时（修正偏心压力法）此桥在跨度内设有横隔板，具有强大的横向联结刚性，且承重结构的长度比为 （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： 翼缘板厚按平均厚度计算，其平均板厚为h=16cm则，2）求抗弯惯矩i为+1618+18114=3533680.83）求抗扭惯矩为 则取; 则取；则 (2)计算修正系数 （n=5，取=1.042;g=0.425e） = 可按刚性横梁法绘制影响线并计算横向分布系数，本桥各根主梁的横向截面均相等，梁数n=5, 梁间距为2米。1梁横向影响线的竖标值： 1梁影响线由、绘制1梁的横向影响线，如上图及最不利荷载位置对于汽车荷载 对于人群荷载2梁横向影响线的竖标值：2梁影响线由、绘制2梁的横向影响线，如上图及最不利荷载位置 对于汽车荷载 对于人群荷载 3梁横向影响线的竖标值3梁影响线、对于汽车荷载 对于人群荷载 二、 主梁内力计算12345 1. 恒载集度（1）主梁： （2）横隔梁 对于边主梁： 对于中主梁： （3）桥面铺装层： （4）栏杆和人行道： 作用于边主梁的全部恒载强度： 作用于中主梁的全部恒载强度： 1 恒载内力的计算边跨弯矩剪力影响线1#及5#梁内力（边跨） 跨中弯矩 跨中剪力 支点剪力 1/4跨处弯矩： 1/4跨处剪力： 2#、3及4#梁内力（中间跨）跨中弯矩 跨中剪力 支点剪力 1/4跨处弯矩： 1/4跨处剪力： 界面位置xx=0x=x=x=0x=x= 边主梁216.1108.100859.11145.5中主梁222.4111.200883.41178.7 恒载内力 剪力 q（kn） 弯矩m（kn/m） 2 活载内力（1）. 汽车荷载冲击系数主梁横截面图 结构跨中处的单位长度量： 查表 e取 所以冲击系数： （2）. 汽车荷载作用公路级均布荷载 对于集中荷载，当时，；当时， 当时，采用内插法 计算车道荷载的跨中弯矩、剪力的计算对于双车道，折减系数（3）. 均布荷载和内力影响线面积计算表类型截面公路级均布荷载人群影响线面积(或m)影响线图示10.53=56.210.5310.53=42.110.53=10.610.53跨中弯矩的设计的计算 由于跨中弯矩横向分布系数1、5梁最大，所以只需计算1、5梁的弯矩，计 算如下： 对于1#梁 公路级汽车活载的跨中弯矩： 跨中人群荷载最大弯矩人群荷载集度对于2#和4#梁 计算公路级汽车活载的跨中弯矩：计算人群荷载的跨中弯矩：人群荷载集度： 对于3#梁计算公路级汽车活载的跨中弯矩：计算人群荷载的跨中弯矩： 人群荷载集度： （4）. 跨中剪力的计算对于1和5#梁 计算公路级汽车活载的跨中剪力： 计算人群荷载的跨中剪力： 对于2和4#梁 计算公路级汽车活载的跨中剪力： 计算人群荷载的跨中剪力： 对于3#梁 计算公路级汽车活载的跨中剪力： 计算人群荷载的跨中剪力：（5）. 支点截面剪力的计算横向分布系数变化区段的长度对于1和5#梁附加三角形重心影响线坐标 ： 计算人群荷载的支点剪力：对于2和4#梁计算公路级汽车活载的支点剪力 计算人群荷载的支点剪力：对于3#梁计算公路级汽车活载的支点剪力： 计算人群荷载的支点剪力：（6）. 1/4跨弯矩的计算对于1#和5#梁 计算公路级汽车活载的1/4跨弯矩： 计算人群荷载的跨中弯矩： 人群荷载集度： 对于2#和4#梁 计算公路级汽车活载的1/4跨弯矩： 计算人群荷载的跨中弯矩： 人群荷载集度： 对于3#梁 计算公路级汽车活载的1/4跨弯矩： 计算人群荷载的跨中弯矩： 人群荷载集度： (7). 1/4跨剪力的计算 对于1和5#梁计算公路级汽车活载的1/4跨剪力： 计算人群荷载的跨中剪力： 对于2和4#梁 计算公路级汽车活载的1/4跨剪力： 计算人群荷载的跨中剪力：对于3#梁计算公路级汽车活载的跨中剪力：计算人群荷载的跨中剪力：4. 荷载组合其中，跨中弯矩组合：梁恒载（kn/m）活载（kn/m）标准组合值（kn/m）短期组合值（kn/m）长期组合值（kn/m）汽车人群1、51145.51037.5129.752972.422001.501612.402、41178.7947.388.802840.121930.611593.1431178.7859.250.552667.871830.691542.60跨中剪力组合： 梁恒载（kn/m）活载（kn/m）标准组合值 （kn/m）短期组合值（kn/m）长期组合值（kn/m）汽车人群1、5082.66.20122.5864.0235.522、4075.44.19109.7556.9731.843068.42.3998.4450.2728.32支点剪力组合：梁恒载（kn/m）活载（kn/m）标准组合值（kn/m）短期组合值（kn/m）长期组合值（kn/m）汽车人群1、5216.1119.031.46461.16330.86276.282、4222.4212.37.04571.98378.05310.143222.4202.07.35557.91371.15306.141/4跨弯矩组合：梁恒载（kn/m）活载（kn/m）标准组合值（kn/m）短期组合值（kn/m）长期组合值（kn/m）汽车人群1、5859.1777.898.32230.01501.861209.542、4883.4710.1972.82135.881453.331196.603883.4644.1775.81596.901410.121171.391/4跨剪力组合：梁恒载（kn/m）活载（kn/m）标准组合值（kn/m）短期组合值（kn/m）长期组合值（kn/m）汽车人群1、5108.1135.313.92334.45216.73167.792、4111.291.89.41272.50184.87151.683111.236.710.72196.83147.61130.17三、 行车道板计算12345由于主梁是用现浇混凝土的，其有很大的刚度，所以按刚接的单向板进行行车道板的计算1.恒载内力的计算（1） 计算每延米板的恒载g沥青混凝土面层： c混凝土垫层： t梁翼板自重： 合计： （2）计算每延米板条的恒载内力弯矩： 剪力： 2.活载内力的计算根据轴距及轴重，应以重轴为主，取两后轴280kn计算。轮载分布：车轮着地尺寸，经铺装层按45角扩散后，在板顶的分布尺寸：经分析，车后轴两轮的有效分布宽度重叠，所以荷载对于悬臂根部的有效分布宽度为：作用在每延米板条上的弯矩： 作用在每延米板条上的剪力：3.内力组合 安全等级二级，=1.2，=1.4按承载能力极限状态下作用基本组合弯矩和剪力的设计值分别为：四、 横隔梁的计算1.确定作用在中横隔梁的计算荷载：2.内力计算2与3主梁间截面弯矩影响线： p=1作用在1梁时： p1作用在5梁时 p1作用在3梁时： 1主梁处右截面剪力影响线： p=1作用于1梁截面的右边时 既 p=1作用于1梁截面的左边时既 绘制的和的影响线如下图所示：弯矩的计算 公路-级： 人群荷载： 剪力的计算： 人群荷载： 3.内力基本组合：标准组合 弯矩： 剪力： 短期组合 弯矩： 剪力 长期组合 弯矩 剪力 主要参考文献1房贞政.