桥梁毕业设计(简支梁)

目录设计方案比选---------------------------------------11.1设计资料----------------------------------------11.2方案编制-----------------------------------------11.3方案比拟-----------------------------------------22、根本设计资料---------------------------------------12.1跨度和桥面宽度-----------------------------------12.2技术标准-----------------------------------------12.3主要材料-----------------------------------------12.4构造形式及截面尺寸-------------------------------13、主梁的计算-----------------------------------------23.1主梁荷载横向分布系数----------------------------23.2作用效应计算------------------------------------103.3可变作用效应------------------------------------123.4可变作用剪力效应计算---------------------------144、主梁截面设计、配筋及验算--------------------------184.1主梁受力钢筋配置--------------------------------184.2截面抗弯承载力验算-------------------------------194.3斜截面弯起钢筋箍筋的配筋及验算-------------------20斜截面抗剪承载力计算----------------------20弯起钢筋计算------------------------------20箍筋计算----------------------------------22斜截面抗剪验算----------------------------255、主梁的裂缝宽度验算--------------------------------286、主梁的挠度验算------------------------------------307、行车道板的计算------------------------------------328、设计总结-----------------------------------32参考文献------------------------------------32致谢词------------------------------------32桥型总体布置图------------------------------------32catalogue1、designschemecomparison------------------------------11.1designdata-------------------------------------------11.2solutionpreparationof----------------------------------11.3schemecomparison--------------------------------22、thebasicdesigndata--------------------------------------12.1spanandbridgedeckwidth----------------------------12.2technicalstandards----------------------------------12.3mainmaterial-----------------------------12.4structureformsandsectionsize--------------13、thecalculationofmaingirder-------------------23.1maingirderloadtransversedistributioncoefficientof--------23.2effectcalculation-----------------------103.3variableeffect-------------------------123.4tocalculatesheareffectvariableaction----------------144、maingirdercrosssectiondesign,reinforcementandcheck-------184.1steelgirderconfiguration--------------184.2sectionflexuralbearingcapacitycalculation----------------194.3inclinedsectionbendingsteelstirrupreinforcementandcheck-204.3.1forcalculatingtheshearbearingcapacityforinclinedsection-204.3.2effectivereinforcementcalculation--------------------204.3.3stirrupcalculation---------------------------224.3.4obliquesectionshearcalculation--------------255、maingirdercrackwidthcalculationof---------------286、thedeflectionofmaingirdercalculation-------------------307、thecalculationofdrivingbut-------------------------328、summarizethedesignReference-----------------------------------------32Thankswords-----------------------32Overallarrangementoftheconfigurationof----------------------32摘要本设计上部结构为钢筋混凝土简支梁桥，标准跨径为13米，桥面净空：净—9+2×1.5米。桥梁全长为52，桥面总宽12m，桥梁中心处桥面设计高程4.00米，横坡为1.5%；桥垮轴线为直线，设计荷载标准为：公路I级，人群荷载3kN/m2。本文主要阐述了该桥设计和计算过程，首先对主桥进行总体结构设计，然后对上部结构进行内力、配筋计算，再进行强度，应力及变形验算，最后进行下部结构设计和结构验算。同时，也给出了各局部内容相关的表格与图纸。通过这次设计不但了解设计桥梁的各个步骤，而且也能熟练的运用AUTOCAD进行制图。关键词：现浇混凝土T形简支桥梁重力式桥台结构设计验算强度ABSTRACTThedesignfortheupperstructureofreinforcedconcretebeambridge,standardspanfor13meters,bridgedeckheadroom:net-9+2x1.5meters,adoptthepiersandgravitytypeabutment.Bridgedeck13m,12mbridgedeck,deckdesignelevation2.00atthecenteroftheslopeforrice,1.5%;Bridgecollapse,designloadforlinearaxisfor:highway-Istandard,thecrowdloadlevel3kN/m.Thispapermainlyexpoundsthebridgedesignandcalculationprocess,firstmakesanoverallstructuredesignofbridge,thentotheupperstructureforce,reinforcementcalculation,again,stressanddeformationstrength,thencheckthestructuredesignandstructurechecking.Atthesametime,alsogivestherelevantsectionsoftheformanddrawings.Thisdesignnotonlyunderstandeachstepofdesigningthebridge,butalsocanskilleduseAUTOCADfordrawing.Keywords:cast-in-situconcretesimply-supportedt-shapedbridgeabutmentgravitytypestructuredesigncheckingintensity1、设计方案比选1.1设计资料滨州市新立河大桥：规划河道宽度50m，河底标高-0.05m，设计洪水水位高程2.45m，河岸标高3.5m；设计洪水频率1/100，桥下不通航，不需考虑流冰；双向4车道，设计时速60km/h,设计荷载为公路I级；地震烈度为6度。1.2方案编制初步确定装配式预应力混凝土简支Ｔ梁桥、钢筋混凝土拱桥、等截面预应力混凝土连续梁桥三种桥梁形式。〔1〕装配式混凝土简支T形梁桥孔径布置：13×4m，桥长52米，桥宽9m〔行车道〕＋2×1.5m。桥面设有1.5%的横坡，不设纵坡，每跨之间留有4cm的伸缩缝。结构构造：全桥采用等跨等截面T形梁，每跨共设6片T梁，全桥共计24片T梁。下部构造：桥墩均采用双柱式桥墩，根底为钻孔灌注桩根底，桥台采用重力式U形桥台。施工方法：主梁采用装配式施工方法。〔2〕钢筋混凝土拱桥孔径布置：采用单跨钢筋混凝土拱桥，跨长13m。结构构造：桥面行车道宽9m,两边各设1.5m的人行道，拱圈采用单箱多室闭合箱。下部构造：桥台为重力式U形桥台。〔3〕装配式混凝土连续梁桥孔跨布置：13×4m，桥长52米，桥宽9m〔行车道〕＋2×1.5m，桥面设有1.5%的横坡，其中中间标高高于外侧标高。主梁结构：上部结构为等截面板式梁。下部结构：上、下行桥的桥墩根底是连成整体的，全桥根底均采用钻孔灌注摩擦桩，桥墩为圆端型形实体墩。施工方案：全桥采用悬臂节段浇筑施工法。1.3方案比选表1-1方案比选表比拟工程第一方案第二方案第三方案主跨桥形装配式混凝土简支Ｔ形梁桥钢筋混凝土拱桥等截面混凝土连续梁桥使用性能建筑高度较低，易保养和维护，桥下视觉效果好。桥面连续，行车舒适。行车平顺舒；抗震能力强；建筑高度较高，易开裂，难以维护受力性能受力明确受力合理，变形小桥墩参加受弯作用，使主梁弯矩进一步减小；超静定次数高，对常年温差、根底变形、日照温均较敏感；对根底要求较高。经济性等截面形式，可大量节省模板，加快建桥进度，简易经济。材料用量和费用较T形梁要多一些；需要采用较复杂的结构措施，或应设置抵抗单向水平力的措施，

增加了造价采用等截面梁能较好符合梁的内力分布规律，充分利用截面，合理配置钢筋，经济实用美观性构造简单，线条明晰，但比拟单调，与景观配合很不协调跨径较大，线条非常美，与环境和谐，增加了城市的景观侧面上看线条明晰，与当地的地形配合，显得美观大方施工方面桥梁的上、下部可平行施工，使工期大大缩短；无需在高空进行构件制作，质量以控制，可在一处成批生产，从而降低本钱。技术要求较高，施工机具也较多，施工工期较长，对地形依赖较强。由于连续体系梁桥与简支体系梁桥受力差异很大，故他们的施工方式大不相同。目前所用的施工方式大致可分为逐孔施工分节段施工法和顶推施工法。由于在高空作业，施工危险度高。适用性适用于对桥下视觉有要求的工程，适用于各种地质情况；用于对工期紧的工程；对通航无过高要求的工程。上承式拱桥的跨度大，满足桥下净空的要求。在桥下没有特殊需求通航要求的航道中采用跨越能力较大的拱桥，显得没有必要对通航无过高要求的工程；对抗震有要求的工程；对整体性有要求的工程。养护维修量小较大小方案的最终确定：由上表可知，根据滨州开发区的情况，结合桥梁设计原那么，选择第一方案经济上比第二方案好；另外第一方案工期较短，施工难度较小；在使用性与适用性方面均较好。所以选择第一方案作为最优方案。2、根本设计资料2.1跨度和桥面宽度准跨径：13.00m〔墩中心距离〕计算跨径：12.50m〔支座中心距离〕主梁全长：12.96m〔主梁预制长度〕3〕桥面净空：净9m〔行车道〕＋2×1.5m人行道2.2技术标准设计荷载标准：公路－Ⅰ级，人行道和栏杆自重线密度按单侧6kN/m计算，人群荷载3kN/m2环境标准：Ⅱ类环境3〕设计平安等级：二级2.3主要材料混凝土：混凝土简支T梁及横梁采用C50混凝土；桥面铺装上层采用0.05m沥青混凝土，下层为0.06～0.10m的C50混凝土，沥青混凝土重度按23kN/m3,混凝土重度按26kN/m3计。2〕钢筋：主筋用HRB335，其它用R2352.4构造形式及截面尺寸3、主梁的计算3.1主梁荷载横向分布系数B=12ml=12.5mb/l=0.96>0.51.跨中荷载弯矩横向分布系数〔按G-M法〕〔1〕主梁的弯矩及抗扭惯矩Ix和ITx求主梁界面的重心位置(如图)：平均板厚：h1=(14+10)/2=12cm主梁抗扭惯矩按ITx==∑QUOTE,对于翼板：对于梁肋：故，主梁的抗扭惯矩为：单位板宽的弯矩及抗扭惯矩：〔2〕横梁的抗弯及抗扭惯矩翼板的有效宽度的计算，计算如图：横梁的长度取两边主梁轴线之间的距离L=5×2=10MC=1/2(6.2-0.4)=3.03;;,根据c/l值查表2-5-4得λ/c=0.631所以λ=0.631×c=1.91m求横梁截面重心位置:横梁抗弯和抗扭惯矩所以但由于连续桥面板的单寛抗扭惯矩是独立宽扁板者的一半所以单位抗弯及抗扭惯矩:=(3)计算参数：其中B为主梁全宽的一半L为计算跨径(4)计算荷载弯矩横向分布影响线坐标θ=0.783表一影响系数梁位荷载位置b3/4b1/2b1/4b0-1/4b-1/2b-3/4b-bK100.660.880.971.171.331.170.970.880.661/4b1.011.151.351.441.180.940.680.530.441/2b1.541.661.621.360.960.700.490.380.283/4b2.502.211.721.170.730.480.370.250.21b3.342.421.540.990.620.420.280.210.16K00-2.500.441.031.601.801.601.030.440.761/4b-0.561.151.651.831.651.10.550.00-0.491/2b2.012.112.011.691.050.600.15-0.20-0.493/4b4.33.372.101.210.400.05-0.24-0.27-0.28b7.74.31.880.38-0.35-0.45-0.46-0.36-0.22用内插法求梁位处横向分布影响线坐标值，如以下图：1号梁和6号梁;2号梁和5号梁3号梁和4号梁列表计算各梁的横向分布影响线坐标值，表如下：表二梁号算式荷载位置b3b/4b/2b/40-b/4-b/2-3b/4-b1号2.772.2791.6611.1100.6940.4600.3370.2370.1945.4223.6772.0270.9360.153-0.115-0.313-0.300-0.260-2.652-1.398-0.3660.1740.5410.3450.6500.5370.454-0.601-0.352-0.0770.040.1240.0790.1500.1240.1044.8213.3251.9500.9760.277-0.036-0.163-0.176-0.1560.8040.5540.3250.1630.046-0.006-0.0270.029-0.0262号1.541.661.621.360.960.700.490.380.282.012.112.011.691.050.600.15-0.20-0.49-0.47-0.45-0.39-0.33-0.090.10.340.580.77-0.108-0.104-0.09-0.076-0.210.0230.0780.1330.1771.9022.0071.9201.6141.0290.6230.228-0.067-0.3130.3170.3340.3200.2690.1720.1040.038-0.011-0.0523号0.8951.0611.2251.3511.2301.0160.7760.6460.513-0.4580.9161.4451.7541.71.2650.7080.145-0.5791.3530.145-0.22-0.403-0.47-0.7510.0680.5011.0920.31100.033-0.051-0.091-0.1080.1730.0160.1150.251-0.1470.4941.3941.6611.5921.4380.7240.260-0.328-0.0240.1580.2320.2770.2650.2400.1210.043-0.055绘制横向分布影响线图如下，求横向分布系数各梁的横向分布系数：车辆荷载人群荷载人行道板：(5)梁端剪力横向分布系数〔按杠杆法〕公路Ⅰ级：梁端荷载横向分布系数计算图示如下〔单位cm〕：汽车荷载：人群荷载：3.2作用效应计算〔一〕永久荷载作用效应〔1〕永久荷载假定桥面构造各局部重力平均分配给主梁承当，计算结果见下表：表三钢筋混凝土T形梁永久荷载计算表构建名构件尺寸〔mm〕单位长度体积重度每米延重主梁2002001092161141000.3808269.808横隔梁中梁1146312751000.0403261.0478边梁0.0201260.5226前面铺装202008165沥青混凝土〔5cm〕0.10230.23混凝土垫层(9.5cm)0.171243.844.07栏杆及人行道6人行道重力按人行道板横向分布系数分配至各梁的板重为：1号和6号梁：2号和5号梁：3号和4号梁：，表四各梁的永久荷载值(单位〔KN/m〕梁号主梁横隔梁栏杆及人行道桥面铺装层总计1(6)9.9010.52326.1418.5642(5)9.9011.40826.1419.0893(4)9.9011.40826.1419.089〔2〕永久作用计算影响线面积计算见下表：表五影响线面积计算表工程计算面积影响线面积=19.53=14065永久作用计算见下表：表六永久作用效应计算表梁号qqqqqq1〔6〕18.56419.53366.55518.56414.65279.52218.5646.25116.0262〔5〕19.08919.53372.80819.08914.65279.52219.0896.25119.3063〔4〕19.08919.53372.80819.08914.65277.80519.0896.25119.3063.3可变作用效应〔1〕汽车荷载冲击系数结构的冲击系数和结构的基频f相关，计算公式为I=3155917cm由于1.5Hz,那么：由此可得：1+=1+0.299=1.345(2)公路Ⅱ级均布荷载,集中荷载及影响线面积如下表表七公路-Ⅰ级车道荷载及其影响线面积计算表工程顶点位置qPl/2处10.521019.53l/4处10.521014.65l/2处10.52526.25支点处10.52521.56可变作用人荷载〔每延米〕:q=3×1.5KN/m=4.5KN/m(3)可变作用效应弯矩计算，如下表：表八公路Ⅰ级产生的弯矩〔单位KN﹒m〕梁号内力1+qPyM10.4241.34510.519.533.125491.1910.42414.652.344434.5420.49219.533.125569.9670.49214.652.344427.52730.48119.533.125559.2950.48114.652.344417.969表九人群荷载产生的弯矩计算表梁号内力qM10.6794.519.5359.6740.67914.6544.76320.32619.5328.6510.32614.6521.49230.06719.535.8880.06719.534.417永久荷载作用分项系数：汽车荷载作用分项系数：人群荷载作用分项系数：根本组合公式如下：〔〕表十弯矩根本组合计算表梁号内力永久荷载人群荷载汽车荷载弯矩组合值1366.55559.674491.1911194.368271.96344.763434.54984.8462372.80828.651569.9671277.412279.52221.492427.527958.0353372.8085.888559.2951236.977277.8054.417417.969923.473.4可变作用剪力效应计算在进行可变作用的剪力计算时，应计入横向分布系数沿主梁纵向桥跨方向的影响。通常按如下方法处理：先按跨中的由等代荷载计算跨中剪力效应;再用支点剪力荷载分布系数并考虑支点至l/4为直线变化来计算剪力效应。1〕跨中截面剪力的计算公式为：表十一公路-Ⅰ级车道荷载产生的跨中剪力计算表梁号内力1+qPy剪力10.4241.34510.51.562520.581.19620.49294.21830.4892.112表十二人群荷载产生的剪力计算表梁号内力q剪力效应10.6794.51.564.76720.3262.28930.0670.4762〕支点处剪力的计算0.6790.0.6790.250.6790.250.3260.3260.550.550.0670.0670.7250.725l/4l/2l/41号梁2号梁3号梁图4汽车荷载产生的支点剪力效应计算图式312312.5625312.5q人=4.5KN/m1.1250.6790.067q人=4.5KN/m0.3260.6791.1250.067-0.1250.326-0.1251号梁3号梁2号梁86.6225.9625.086.6225.9图5人群荷载产生的支点剪力计算图式〔单位：cm〕在汽车荷载作用下，横向分布系数如图4所示,支点处剪力计算如下：1号梁：={252×1×0.25+10.5×〔12.5/2×0.679-11/12×12.5/8×0.429-1/12×12.5/8×0.429〕}=61.532KN2号梁：={252×1×0.55+10.5×〔12.5/2×0.326-11/12×12.5/8×0.224+1/12×12.5/8×0.224〕}=163.669KN3号梁：={252×1×0.725+10.5×〔12.5/2×0.067-11/12×12.5/8×0.658-1/12×12.5/8×0.658〕}=197.892KN在人群荷载作用下，横向分布系数如图5所示，支点处剪力计算如下：1号梁：=4.5×{1/2×12.5×0.679×1+1/2×12.5/4×0.466×11/12+1/2×12.5/4×1/12}=22.233KN2号梁：=4.5×{1/2×2.259×0.326×0.79+12.5/2×0.326×1/2+1/2×2.259×0.326×0.21}=6.241KN3号梁：=4.5×{1/2×12.5×0.067-1/2×12.5/4×0.067×11/12-1/2×12.5/4×0.067×1/12}=1.413KN=17.83KN3)剪力效应根本组合根本组合公式为：各分项系数和弯矩根本组合相同。表十五剪力效应节本组合表(单位：KN)梁号内力永久荷载人群汽车荷载根本组合值1116.0252.23382.761257.59604.76781.196119.0132119.3066.241220.135458.34602.28994.218134.4693119.3061.413266.165517.38000.47692.112129.4904、主梁截面设计、配筋及验算4、1主梁受力钢筋配置 由弯矩根本组合计算表十可以知道，2号梁M=1241.343KN﹒m最大，因此按2号梁的弯矩进行配筋计算。 设钢筋净保护层厚度为30mm，钢筋重心至底边距离为=105mm，那么主梁的有效截面高度为：=h-=100-10.5=89.5cm。按第一类T形截面计算，带入相应数据解得x=0.032m<0.12m=5120mm选用6根直径为36mm的HRB335钢筋，那么：=6107mm10.010.0100.0200.014.0图6钢筋布置图〔单位：cm〕钢筋布置图如图6所示，钢筋的重心位置：==(48+122+194)×2036/6017=121cmho=h-=1000-121=879cm含筋率故配筋率满足要求。4.2截面抗弯承载力验算按照截面实际配筋面积计算截面受压区高度x为：==38.2cm截面抗弯极限状态承载力为：=22.4×2000×0.0382×〕=1471.6KN·m＞0277.412KN﹒m所以承载力满足要求。4.3斜截面弯起钢筋箍筋的配筋及验算斜截面抗剪承载力计算由表11剪力根本组合表可以知道，支点剪力以3号梁为最大，考虑平安因素，一律采用3号梁的剪力值进行抗剪计算，跨中剪力以2号梁为最大，偏于平安取最大的剪力值进行计算。=517.380KN=134.469KN假设最下排2根钢筋没有弯起而直接通过支点，那么有：a=0.5×36+30=48mm，ho=h-a=1000-48=952mm>端部抗剪截面尺寸满足要求。假设满足条件，可不需要进行斜截面抗剪强度计算，仅按构造要求设置钢筋因此，>，应进行持久状况斜截面抗剪承载力验算。弯起钢筋设计〔1〕最大剪力取用距支座中心h/2处截面的数值，其中混凝土与箍筋共同承当的剪力不小于60%，弯起钢筋〔按45°弯起〕承当剪力不大于40%。〔2〕计算第一排〔从支座向跨中计算〕弯起钢筋时，取用距支座中心h/2处由弯起钢筋承当的那局部剪力值。〔3〕计算第一排弯起钢筋以后的每一排弯起钢筋时，取用前一排弯起钢筋下面弯起点处由弯起钢筋承当的那局部剪力值。弯起钢筋配置及计算图式如以下图：图7弯起钢筋配置及计算图式〔尺寸单位：mm〕由内插法可得，距支座中心h/2处的剪力效应V'd为KN那么，=289.653KN=194.684KN相应各排弯起钢筋的位置见图4—1及承当的剪力值见于下表：表4—1弯起钢筋的位置与承当的剪力值计算表钢筋排次弯起钢筋距支座中心距离〔m〕承当的剪力值〔KN〕10.83194.68421.588174.46832.274128.99942.9686.01053.64643.986各排弯起钢筋的计算。与斜截面相交的弯起钢筋的抗剪承载力按下式计算：式中，—弯起钢筋的抗拉设计强度〔MPa〕——在一个弯起钢筋平面内弯起钢筋的总面积〔mm2〕——弯起钢筋与构件纵向轴线的夹角=280MPa，=45°，所以各排弯起钢筋的面积计算公式如下：计算得每排弯起钢筋的面积如下表：表4—2每排弯起钢筋面积计算表弯起排数每排弯起钢筋计算面积〔mm2〕弯起钢筋数目每排弯起钢筋实际面积〔mm2〕11311.0922Φ36203621174.9482Φ3620363868.7392Φ259824279.2312Φ206285296.2222Φ14308在靠近跨中处，依次增设2Φ25；2Φ20；2Φ14的辅助斜钢筋，面积为1918mm主筋弯起后持久状况承载力极限状态正截面承载力验算：计算每一弯起截面的抵抗弯矩时，由于钢筋根数不同，那么钢筋的重心位置也不同，有效高度ho的值也不同。为了简化计算，可用同一数值，影响不会很大。2Φ36钢筋的抵抗弯矩M1为==467.93KN·m跨中截面的钢筋抵抗弯矩=1403.71KN第一排钢筋弯起处正截面承载力为第二排钢筋弯起处正截面承载力为第三排钢筋弯起处正截面承载力为第四排钢筋弯起处正截面承载力为第五排钢筋弯起处正截面承载力为箍筋设计箍筋间距公式为式子中，——异号弯矩影响系数，取1.0——受压翼缘板的影响系数，取值1.1P——斜截面内纵向受拉钢筋百分率，P=100ρ，ρ=，当P>2.5时，取P=2.5——同一截面上箍筋的总截面面积〔mm2〕——箍筋的抗拉强度设计值，选用HRB235钢筋，那么=210MPab——用于抗剪配筋设计的最大剪力截面的梁腹宽度〔mm〕——用于抗剪配筋设计的最大剪力截面的有效高度〔mm〕——用于抗剪配筋设计的最大剪力设计值分配于混凝土和箍筋共同承当的分配系数，取值为0.6——用于抗剪配筋设计的最大剪力设计值〔KN〕选用2Φ10双肢箍筋，那么面积=096mm2；距支座中心ho/2处是主筋为2Φ36，As=2036mm2；有效高度ho=952cm；ρ==1.33%,那么P=100=1.33，最大剪力设计值=517.380KN把相应参数值代入上式得=220.574mm参照有关箍筋的构造要求，选用Sv=200mm在支座中心向跨中方向长度不小于1倍梁高范围内，箍筋间距取用100mm由上述计算，箍筋的配置如下：全梁箍筋的配置为210双肢箍筋，在由支座中心至距支点2.508m段，箍筋间距可取为100mm，其他梁段箍筋间距为200mm。箍筋配筋率为：当间距Sv=100mm时，ρsv==157×100%/(100×160)=0.98%当间距Sv=200mm时，ρsv==157×100%/(200×160)=0.49%均满足最小配箍率HRB235钢筋不小于0.18&的要求。斜截面抗剪验算斜截面抗剪强度验算位置为：〔1〕距支座中心h/2处截面。〔2〕受拉区弯起钢筋弯起点处截面。(3〕锚于受拉区的纵向主筋开始不受力处的截面。〔4〕箍筋数量或间距有改变处的截面。〔5〕构件腹板宽度改变处的截面。进行斜截面抗剪验算的界面有：距支点h/2处截面1—1，相应的剪力和弯矩设计值分别为：=486.747KN=196.2KN·m距支点中心0.833m处截面2—2〔第一排弯起钢筋弯起点〕，相应的剪力和弯矩设计值分别为：=466.529KN=316.735KN·m距支点中心1.588m处截面3—3〔第二排弯起钢筋弯起点及箍筋间距变化处〕，相应的剪力和弯矩设计值分别为：=420.09KN=563.779KN·m距支点中心2.276m处截面4—4〔第三排弯起钢筋弯起点〕，相应的剪力和弯矩设计值分别为：=378.062KN=760.403KN·m距支点中心2.96m处截面5—5〔第四排弯起钢筋弯起点〕，相应的剪力和弯矩设计值分别为：=336.033KN=923.396KN·m验算斜截面抗剪承载力时，应该计算通过斜截面顶端正截面内的最大剪力和相应于上述最大剪力时的弯矩。最大剪力在计算出斜截面水平投影长度C值后，可内插求得。受弯构件配有箍筋和弯起钢筋时，其斜截面抗剪强度验算公式为：式中，—斜截面内混凝土与箍筋共同的抗剪能力设计值〔KN〕—与斜截面相交的普通弯起钢筋的抗剪能力设计值〔KN〕—斜截面内在同一弯起平面的普通弯起钢筋的截面面积〔mm2〕—异号弯矩影响系数，简支梁取值为1.0—受压翼缘的影响系数，取1.1—箍筋的配筋率，ρsv=计算斜截面水平投影长度C为C=0.6mho式中，m—斜截面受压端正截面处的广义剪跨比，，当m>3.0，取m=3.0—通过斜截面受压端正截面内由使用荷载产生的最大剪力组合设计值—相应于上述最大剪力时的弯矩组合设计值〔KN·m〕ho—通过斜截面受压区顶端处正截面上的有效高度，自受拉纵向主钢筋的合力点至受压边缘的距离〔mm〕为简化计算可近似取C值为C≈ho〔ho可采用平均值〕，那么有C=〔0.879+0.952〕/2=1.831m有C值可内插求的各斜截面顶端处的最大剪力和相应的弯矩。斜截面1—1：斜截面内有240纵向钢筋，那么纵向受拉钢筋的配筋百分率为：P=100ρ=ρsv==1.57×100%/(100×186)=0.98%那么有，=828.752KN斜截面截割两组弯起钢筋2Φ36+2Φ36，故==604.661KN+=1433.413KN>486.747KN斜截面2—2：斜截面内有240纵向钢筋，那么纵向受拉钢筋的配筋百分率为：P=0.695ρsv==0.98%那么有，=828.752KN斜截面截割两组弯起钢筋2Φ36+2Φ36，故==604.661KN+=1433.413KN>466.529KN斜截面3—3：斜截面内有4Φ36纵向钢筋，那么纵向受拉钢筋的配筋百分率为：P=100ρ=ρsv==1.57×100%/(200×160)=0.49%那么有，=634.558KN斜截面截割两组弯起钢筋2Φ36+2Φ25，故==448.150KN+=1028.708KN>420.09KN斜截面4—4：斜截面内有6Φ36纵向钢筋，那么纵向受拉钢筋的配筋百分率为：P=100ρ=ρsv==157×100%/(200×160)=0.49%那么有，=679.328KN斜截面截割两组弯起钢筋2Φ25+2Φ20，故==221.402KN+=900.73KN>378.062KN斜截面5—5：斜截面内有6Φ36+2Φ25纵向钢筋，那么纵向受拉钢筋的配筋百分率为：P=0.42ρsv==0.49%那么有，=700.337KN斜截面截割两组弯起钢筋2Φ20+2Φ14，故==129.723KN+=830.06KN>336.033KN故斜截面抗剪承载力满足要求。5、主梁的裂缝宽度验算最大裂缝宽度按下式计算：式中—钢筋外表形状系数，取1.0—作用长期效应影响系数，长期荷载作用时，=1+0.5/，和分别为按作用长期效应组合和短期效应计算的内力值—与构件受力性质有关的系数，取1.0d—纵向受拉钢筋直径，中选用不同直径的钢筋时，改用换算直径，ρ—纵向受拉钢筋配筋率，对钢筋混凝土构件，当ρ>0.02时，取ρ=0.02当ρ<0.006时，取ρ=0.006—钢筋的弹性模量，对HRB335钢筋，=2.0×MPa—构件受拉翼缘宽度—构件受拉翼缘厚度—受拉钢筋在使用荷载作用下的应力按计算—按作用短期效应组合计算的弯矩值—受拉区纵向受拉钢筋截面面积取1号梁的跨中弯矩效应进行组合：短期效应组合：==372.808+0.7×569.967/1.345+1.0×28.651=698.096KN·M式中—汽车荷载效应标准值—人群荷载效应标准值长期效应组合：==372.808+0.4×569.967/1.345+1.0×28.651=570.96KN·M受拉钢筋在短期效应组合作用下的应力为=138.1621Mpa把以上数据代入=0.143mm<0.20mm裂缝宽度满足要求，同时在梁腹高的两侧应设置直径为6至8mm的防裂钢筋，以防止产生裂缝。假设用6Φ8，那么，可得，介于0.001到0.002之间，满足要求。6、主梁的挠度验算钢筋混凝土受弯构件，在正常使用极限状态下的挠度，可按给定的刚度用结构力学的方法计算。其抗弯刚度B可按下式计算：式中—全截面抗弯刚度，=0.95—开裂截面的抗弯刚度，=—开裂弯矩—构件受拉区混凝土塑性影响系数—全截面换算截面惯性矩—开裂截面换算截面惯性矩—混凝土轴心抗拉强度标准值，对C50混凝土=2.65MPa—全截面换算截面重心轴以上局部对重心轴的面积矩—换算截面抗裂边缘的弹性抵抗矩全截面换算截面对重心轴的惯性矩可近似用毛截面的惯性矩代替，由前文计算可知：==3.1559×mm4n—钢筋弹性模量与混凝土弹性模量之比为代入后解得x=164.7mm计算开裂截面换算截面惯性矩代入数据计算的：=2.634×=0.9088×10N·N·mm2=N·mm2于是有，==N·mm2据上面的计算结果，结构跨中由自重产生的弯矩为MG=372.808KN·m,公路—Ⅰ级可变车道荷载=10.55KN/m，=210KN,跨中横向分布系数η=0.492，人群荷载=4.5KN/m，跨中横向分布系数η=0.679.永久作用可变作用〔汽车〕==4.377mm可变作用〔人群〕=1.0388mm式中—作用短期效应组合的频遇系数，对汽车=0.7，人群=1.0当采用C40至C80混凝土时，挠度长期增长系数=1.45至1.35，我们用的是C50混凝土，取=1.425，施工中可通过设置预拱度来消除永久荷载挠度，那么在消除结构自重产生的长期挠度后主梁的最大挠度处不应超过计算跨度的1/600。=1.45×〔8.3259+1.9382〕=14.8829mm</600=19500/600=32.5mm挠度满足要求。判别是否需要设置预拱度＜/600=20.83mm符合标准要求7、行车道板的计算〔一〕考虑到主梁翼缘板在接缝处沿纵向全长设置连接钢筋，故行车道可按两端固定和中间铰接的板进行计算，计算图示：1》每延米板上的恒载g：沥青砼面层：g1=0.05×1×23=1.15KN•mC50砼层：g2=0.08×1×26=1.92KN•mT形梁翼缘自重：g3=0.12×1.0×26=3.12kN•m每延米跨板恒载合计：g==1.15+1.92+3.12=6.19kN•m2》永久荷载产生的效应弯矩：剪力：2kN(二)车辆荷载产生的内力公路一级：将后轮作用于铰接缝轴线上，后轴作用Xp=140KN，轮压里分布宽度如图示，对于车轮何在中后轮的着地长度，宽度为《公路桥梁设计通用标准》那么得：顺车轮方向轮压分布宽度垂直车轮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冲击系数1+μ=1.345作作用于每米宽半条上的弯矩单个车轮时取最大值作用于每米宽半条上的剪力〔三〕荷载组合恒载加汽车荷载行车道板的设计内力〔四〕截面设计，配筋和强度验算悬臂板很不高度h=14cm，境保护层a=2cm，假设选直径12钢筋，那么有效高度按《公路桥梁标准》：〕X=11.66mm≤0.55×0.144=62.7mm查有关资料，板宽1m内钢筋截面与间距表，中选用直径12mm的钢筋时，间距为120mm，此时提供的钢筋面积为：按《公路桥梁标准》：矩形截面受弯构件的截面尺寸应符合以下要求，即：故不需要进行斜截面抗剪承载力计算，仅按构造要求配置箍筋，板内分布钢筋用直径为8mm，间距取25cm承载力验算：所以承载力满足要求8、设计总结在这次桥梁工程概论的课程设计中，我们运用刚性横梁法和杠杆原理法完成了主梁横向分布系数的计算，然后运用横向分布系数计算出了主梁的永久荷载作用效应和可变荷载作用效应，进而完成了主梁的配筋计算和裂缝、挠度的验算。通过对这次课程设计让我懂得了：对主梁桥，荷载横向分布指作用在桥上的车辆如何在各主梁间进行分配，或者说个主梁间如何共同分担车辆荷载。作用在桥面板上的荷载分配给各个主梁，而主梁的反力大小只要利用简支板的静力平衡条件即可求出，这就是杠杆原理法的原理。采用