混凝土简支梁桥设计说明书.doc

混凝土简支梁桥设计说明书1.绪论1.1毕业设计的背景 现代所修建的桥梁中，无论公路桥或是铁路桥梁，中小跨径桥梁占有主导地位，其中混凝土简支梁桥又占有绝对数量。混凝土简支梁桥由于其结构简单、受力明确、施工方便，是中小跨径桥梁的首选结构。一般认为，混凝土简支梁桥的合理跨径在50 m 以下，超出这一范围，梁高急剧加大，将失去其经济合理性。但随着新材料、新技术和新工艺的发展，该跨度范围有增大之趋势。目前以国内情况而言由于钢筋混凝土梁桥具有能就地取材，工业化施工，而持久性好，适应性强，整体性好以及美观等各种优点，它们仍将得到推广和运用。在我国混凝土简支梁桥的建设取得了很大的成就，其技术进步主要表现在以下几方面：在结构材料方面，高强、早强混凝土，高性能混凝土，高弹模、轻质的特点，研究超高强硅烟和聚合物混泥土、高强双相钢丝刚纤维增强混泥土、纤维塑料等一系列材料取代目前桥梁用的钢和混凝土；以及在特殊使用要求下的特种混凝土正在得到推广应用，商品混凝土和泵送混凝土正在取代传统的施工方法；大吨位的新型支座，大位移量的伸缩缝也在推陈出新，在结构设计方面，计算结构力学的发展和计算的普及应用，使得大型复杂桥梁的计算和绘图工效率大大提高；同时，一些复杂的力学分析，诸如挠度、徐变收缩、剪滞效应、非线性、抗震等棘手的问，可以通过电算来求出较为符合实际的结果。在施工技术方面，以悬拼、悬灌为代表的各种无架施工方法走向成熟，施工机具的现代化水平正提高，施工管理的水平也上了新台阶。桥梁的安全性：桥梁建成交付使用后，将通过自动检测和管理系统保证桥梁的安全和正常运行，一旦发生故障或损伤，将自动报告损伤部位和养护对策。1.2毕业设计的要求（1）通过毕业设计，使学生能综合运用所学课程，系统地巩固基本理论和专业知识。培养学生独立分析问题和解决问题的能力。（2）提高计算、绘图、查阅文献、使用规范手册的基本技能，掌握大、中型桥梁的设计原则、设计方法和步骤。（3）在设计过程中让学生熟练掌握Auto CAD, 桥梁大师、桥梁博士、桥梁通等工程软件，并懂得利用我些软件解决工程中遇到的实际问题。（4）树立正确的设计思想以及严谨负责、实事求是、刻苦钻研、勇于创新的作风（5）本课题在设计计算中应严格遵循技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理的基本原则进行，同时应充分考虑美观、环境保护和可持续发展的要求。1.3毕业设计的内容通过参阅相关资料完成对1320mT梁桥的整体设计，将所学的知识与实际运用相结合，更加深入的了解桥梁设计的各个步骤，对桥梁的每部分构造有更加直观的认识。熟悉掌握AUTOCAD的方法，同时力求达到将设计结果与实际施工要求相吻合。1.桥式的选择桥跨长自定，桥面尽量连续；桥面横向坡度的实现;桥面高程的确定;桥墩的样式选择及详细尺寸拟定;基础样式选择详细尺寸拟定。2.桥梁设计计算用极限状态法进行以下内容计算：梁体检算：梁的内力，横向分配系数的计算，活载布置与计算，荷载组合，梁体配筋计算，最后按规范要求进行各项检算；盖梁配筋及检算：包括盖梁的支撑点，变截面处等截面检算，墩柱反力计算，全部求出后按简支梁进行配筋检算。桥墩柱和基础检算：包括墩柱的内力检算及配筋，单桩容许承载力检算，单桩配筋及其检算，墩顶稳定性检算。（选做部分）3. 设计重点和难点重点：桥式的选择，横坡的实现，上部与下部结构的内力计算。难点：盖梁配筋及检算，墩柱配筋及检算。4. 解决方法桥式的选择布置参照有关参考书；横坡通过支撑垫石桥面铺装来调整和实现。结构设计与内力计算依照规范进行；盖梁配筋及检算：检算时先选出盖梁的检算截面（如梁支撑点处，变截面处等），根据检算截面的受力情况将和人群按对称与非对称两种情况进行横向分布系数的计算，以便于计算每片梁支撑处的反力，而后纵向按影响线布置荷载，使支撑处的反力为最大，求出该处的反力，再求出墩柱对盖梁的支撑反力，盖梁受力全部求出后按简支梁进行配筋计算；对墩的检算采用极限状态法，对桩采用M 法。然后采用公预规中圆形截面偏心受压法对桩的承载力进行检算。参造结构设计原理的配筋原则和规范构造要求，在具体配筋实施中，坚持以下几点原则：各截面配筋必须满足最小配筋所需的根数；盖梁主筋的弯起尽量满足对称原则；弯矩包络图与全梁承载力图关系尽量满足最优原则；墩柱配筋沿圆圈均匀分布，在变截面处焊接，适当配置螺旋筋和箍筋。2.方案比选2.1 设计标准荷载 根据城市桥梁荷载设计规范的规定，城市B级的标准车辆为汽车20级；挂车100级且纵、平面荷载布置如下： 轴重：（KN） 60 120 120轮重：（KN） 30 60 602.2 钢筋混凝土简支T型梁桥简支梁桥是梁桥中应用最早、使用最广泛的一种桥型。它的结构简单，最易设计成各种标准跨径胡装配式结构；施工工序少，架设方便；造价比较低，施工周期相对其它桥梁要短；结构美观，安全性好；在多孔简支梁桥中，由于各跨构造和尺寸划一，可简化施工管理工作，降低施工费用；因相邻桥孔各自单独受力，桥墩上需要设置相邻简支梁的两个基本点支座；简支梁桥的构造较易处理而常被选用。简支梁桥的静定结构，结构内力不受地基变形等的影响，因而能在地基较差的桥位上建桥。简支梁的设计主要受跨中正弯距的控制。在钢筋混凝土简支梁桥中，经济合理的常用跨径在20m以下。我国预应力混凝土简支梁桥的常用跨径载40m以下。图1.2 钢筋混凝土简支T型梁桥2.3 拱桥拱桥的跨越能力大，能充分做到就地取材，与钢桥和钢筋混凝土梁式桥相比，可以节省大量的钢材和水泥；能耐久，而且养护费用少，承载能力大；外形美观，构造较简单，尤其是圬工拱桥，技术容易掌握，有利于广泛采用。如果要在地质条件不好的地区修建拱桥时，就可从结构体系上、构造形式上采取措施，或利用轻质材料来减轻结构物的自重，或设法提高地基承载能力等。为了节约劳动力、加快施工进度，可采用预制构件及无支架施工。这些措施更加扩大了拱桥的使用范围，提高了拱桥的跨越能力。总之，今后拱桥仍将是我国公路桥梁的一种主要形式。2.4 技术经济比较和最佳方案的确定观桥梁的发展，从安全考虑石拱桥用的已经越来越少；空心板桥安全性比石拱桥要高，但比起梁桥又稍差；连续梁桥对桥下净空要求高，造价高；预应力混凝土简支T形梁桥在小桥中用途最广，由于T梁可以预制，施工速度比同类型桥梁要快等许多优点，经过上述方案的比较，决定采用预应力混凝土简支T形梁桥。3.主梁设计3.1 上部结构尺寸的拟定 设计荷载：城市B级；桥梁长度布置：16米+16米+16米，全长48m；桥面净宽：7+0.752+0.252m上部构造：钢筋混凝土T梁.材料钢筋：盖梁主筋用HRB335钢筋，其他均为钢筋；混凝土：盖梁、墩柱用C30，系梁及钻孔灌注桩用C25。3.2 主梁的计算3.2.1 计算荷载横向分布系数a当荷载位于支点处，利用杠杆原理法计算横断面对于1#梁： 1#梁 对于汽车荷载 对于人群荷载 对于2梁： 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）对于3梁： 3梁对于汽车荷载 对于人群荷载 b当荷载位于跨中时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 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1.9米。（1）求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）求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）求 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 3.2.2 主梁内力计算a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：b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：c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： 主梁截面形心到T梁上缘的距离： 跨中截面惯性矩：查表 E取 所以冲击系数： (2)汽车荷载作用城市B级均布荷载 对于集中荷载，当时，；当时，当时，采用内插法则 当计算剪力时候 计算车道荷载的跨中弯矩、剪力的计算对于双车道，折减系数跨中弯矩影响线如下图跨中弯矩的设计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#梁车道均布荷载作用下 车道集中荷载作用下 则跨中人群荷载最大弯矩人群荷载集度对于2#梁计算城市B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#梁计算城市B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： 跨中剪力的计算跨中剪力影响线如下图：对于1梁计算城市B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#梁计算城市B级汽车活载的跨中剪力：计算人群荷载的跨中剪力：对于3#梁计算城市B级汽车活载的跨中剪力：计算人群荷载的跨中剪力：支点截面剪力的计算剪力影响线如下图所示：横向分布系数变化区段的长度 对于1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#梁计算城市B级汽车活载的支点剪力（如下图所示）： 计算人群荷载的支点剪力：对于3#梁计算城市B级汽车活载的支点剪力（如下图所示）： 计算人群荷载的支点剪力：d 1/4跨弯矩的计算1/4跨弯矩的影响线如下图 对于1#梁计算城市B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#梁计算城市B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#梁计算城市B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： 1/4跨剪力的计算1/4跨剪力影响线如下图：对于1梁计算城市B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#梁计算城市B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#梁计算城市B级汽车活载的跨中剪力：计算人群荷载的跨中剪力：荷载组合其中，跨中弯矩组合：梁恒载（KN/m）活载（KN/m）组合值（KN/m）汽车人群1、5468.61454.24845.7891271.1632、4500.276516.30030.0711356.8313500.276412.03927.3371207.803跨中剪力组合：梁恒载（KN/m）活载（KN/m）组合值（KN/m）汽车人群1、5077.4236.784115.9902、4087.9644.455128.1393070.3854.050103.075支点剪力组合：梁恒载（KN/m）活载（KN/m）组合值（KN/m）汽车人群1、5148.23154.48217.127402.0752、4148.23178.4926.666435.3393148.23146.2146.060389.4711/4跨弯矩组合：梁恒载（KN/m）活载（KN/m）组合值（KN/m）汽车人群1、5375.207340.75334.351937.2772、4375.207387.21922.5591017.6213375.207309.77620.508906.9041/4跨剪力组合：梁恒载（KN/m）活载（KN/m）组合值（KN/m）汽车人群1、569.424190.8557.632359.0732、474.115124.8365.012269.322374.11599.8684.556233.8564.行车道板计算4.1恒载内力的计算图13 铰接悬臂行车道板（单位：cm）1）计算每延米板的恒载g沥青混凝土面层： C25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： 4.2活载内力的计算根据轴距及轴重，应以重轴为主，取后轴计算。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，所以荷载有效分布宽度为：图14 计算图示及荷载有效分布宽度（单位：cm）冲击系数： 作用在每延米板条上的弯矩：作用在每延米板条上的剪力： 4.3内力组合承载能力极限状态内力组合计算：基本组合（安全等级二级）：故桥面板的设计内力为： 正常使用极限状态内力组合计算：短期效应组合：5. 横隔梁的计算5.1 确定作用在中横隔梁的计算荷载布置车辆荷载时：布置车道荷载时： 人群荷载： 5.2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4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 即 P=1作用于1梁截面的左边时即 绘制的和的影响线如下图所示：弯矩的计算城市B级：人群荷载：剪力的计算： 人群荷载：5.2内力基本组合鉴于横隔梁的永久荷载作用效应很小，计算中可忽略不计。1) 承载能力极限状态内力组合基本组合： 2) 正常使用极限状态内力组合（不计汽车冲击影响）短期效应组合：6持久状况承载能力极限状态下截面设计、配筋与验算6.1配置主梁受力钢筋由弯矩基本组合计算表10可以看出，2号和4号梁值最大，考虑到设计施工方便，并留有一定的安全储备，故按2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，本设计采用C30混凝土，故=13.8,Mpa；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/5=1350/cm=650cm（2） 相邻两梁的平均间距：d=190cm（3） 此处，b为梁腹板宽度，其值为18cm，为承托长度，其值为86cm，为受压区翼缘悬出板的平均厚度，其值为13cm。本设计由于，故，为承托根部厚度，其值为6cm。 所以取。 判别式左端为 判别式右端为 因此，受压区位于翼缘内，属于第一类T形截面。应按宽度为的矩形截面进行正截面抗弯承载力计算。 设混凝土截面受压区高度为x，则利用下式计算： 即 整理得 解得 。 根据式 则 选用4根直径为36mm和2根直径为28mm的HRB335钢筋，则 钢筋配置图（单位：cm） 钢筋布置如图7所示。钢筋重心位置为： 查表可知，故 则截面受压区高度符合规范要求。 配筋率为故配筋率满足规范要求。6.2持久状况截面承载力能力极限状态计算按截面实际配筋面积计算截面受压区高度为 截面抗弯极限状态承载力为 抗弯承载力满足要求。6.3斜截面抗剪承载力计算 由表13可知，支点剪力以2、4号梁为最大考虑安全因数，一律采用3号梁剪力值进行抗剪计算。跨中剪力效应以2、4号梁为最大，一律以2号梁剪力值进行计算。 假定最下排2根钢筋没有弯起而通过支点，则有： a=4.8cm， 根据下式： 故端部抗剪截面尺寸满足要求。根据下式，若满足 ，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。而本设计 因此，应进行持久状况斜截面抗剪承载力验算。1、 斜截面配筋的计算图式 1）最大剪力取用距支座中心h/2（梁高一半）处截面的数值，其中混凝土与箍筋共同承担的剪力不下于60%，弯起钢筋（按45弯起）承担的剪力不大于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处由弯起钢筋承担的那部分剪力值。 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担的那部分剪力值。 弯起钢筋配置及计算图式如图8所示。 图8弯起钢筋配置及计算图式（单位尺寸：cm） 由内插可得。距支座中心h/2处得剪力效应为 则 相应各排弯起钢筋的位置及承担的剪力值见表14表 14 弯起钢筋位置与承担的剪力值计算表钢筋排次弯起点距支座中心距离/m承担的剪力值钢筋排次弯起点距支座中心距离/m承担的剪力值11.382160.482722.686131.7 33.93472.42、 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能力按下式计算： 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（mm）； 弯起钢筋与构件纵向轴线的夹角。 本设计中：，故相应于各排弯起钢筋的面积按下式计算 计算得每排弯起钢筋的面积见表15 表15 每排弯起钢筋面积计算表弯起排次每排弯起钢筋计算面积弯起钢筋数目每排弯起钢筋实际面积11080.182420362886.450812323487.3124509 在靠进跨中处，增设2B28的辅助斜钢筋，。 （3）主筋弯起后持久状况承载能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，则钢筋的重心位置也不同，有效高度的值也因此不同，为了简化计算，可用同一数值，影响不会很大。 23B2钢筋的抵抗弯矩为 2B30 钢筋的抵抗弯矩为 跨中截面的钢筋抵抗弯矩为 全梁抗弯承载力校核 9 全梁抗弯承载力验算图式（尺寸单位：mm）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 6.4箍筋设计根据下式，箍筋间距的计算式为 式中异号弯矩影响系数，取=1.0； 受压翼缘的影响系数，取=1.1； P 斜截面内纵向受拉钢筋的配筋百分率，P=100，当P2.5时取P=2.5； 同一截面上箍筋的总截面面积（mm）； 箍筋的抗拉强度设计值，选用R235箍筋，则；b 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担的分配系数，取=0.6； 用于抗剪配筋设计的最大剪力设计值（KN）.选用2A10双肢箍筋，则面积；距支座中心处的主筋为2B32，；有效高度； ，则，最大剪力设计值.把现应参数值代入上式得 选用。在支座中心向跨中方向长度不小于1倍梁高（140cm）范围内，箍筋间距取为100mm。有上述技术，箍筋的配置如下：全梁箍筋的配置为2A10双肢箍筋，在由支座中心至距支点2.5m段箍筋间距可取为100mm，其他梁段箍筋间距为250mm。箍筋配筋率为：当间距时，当间距时，均满足最小配筋率R235钢筋不小于0.18%要求。6.5斜截面抗剪承载力验算斜截面抗剪强度验算位置为：1） 距支座中心h/2（梁高一半）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。因此，本设计进行斜截面抗剪强度验算的截面包括（见图10）10斜截面抗剪力验算截面图式（单位尺寸：cm）1)距支点h/2处截面1-1，相应的剪力和弯矩设计值分别为 2)距支点1.382m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 3)距支点2.686m处截面3-3（第二排弯起钢筋弯起点），相应的剪力和弯矩设计值分别为 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；相应的弯矩可从按比例绘制的弯矩图上量取。根据下式，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（）； 异号弯矩影响系数，取=1.0； 受压翼缘的影响系数，取=1.1 箍筋的配筋率，。根据下式，计算斜截面水平投影长度C为 式中 m斜截面受压端正截面处的广义剪跨比，当m3.0时，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（KN）； 相应于上述最大剪力时的弯矩组合设计值（）； 通过斜截面受压区顶端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）；为了简化计算可近似取C值为C（可采用平均值），则有 由C值可内插求得各个斜截面顶端处得最大剪力和相应的弯矩。斜截面1-1：斜截面内有2B32纵向钢筋，则纵向受拉钢筋的配筋百分率为 则斜截面截割2组弯起钢筋2 32+2 30，故 斜截面2-2：斜截面内有2B30纵向钢筋，则纵向受拉钢筋的配筋百分率为 斜截面截割2组弯起钢筋2B32+2B30，故 由图10可以看出，斜截面2-2实际共截割3组弯起钢筋，但由于第三排弯起钢筋与斜截面交点靠近受压区，实际的斜截面可能不与第三排钢筋相交，故近似忽略其抗剪承载力。以下其他相似情况参照此发处理。 斜截面3-3：斜截面内有2B32+2B30纵向钢筋，则纵向受拉钢筋的配筋百分率为 则斜截面截割2组弯起钢筋2B30+2B18，故 所以斜截面抗剪承载力符合要求。6.6持久状态斜截面抗弯极限承载力验算钢筋混凝土受弯构件斜截面抗弯承载力不足而破坏的原因，主要是由于受拉区纵向钢筋锚固不好或弯起钢筋位置不当而造成，故当受弯构件的纵向钢筋和箍筋满足构造要求时，可不进行斜截面抗弯承载力计算。6.7持久状况正常使用极限状态下裂缝宽度验算最大裂缝宽度按下式计算式中 钢筋表面形状系数，取. 作用长期效应影响系数，长期荷载作用时，和分别为按长期效应组合短期效应组合计算内力值； 与构件受力性质有关的系数，取; 纵向受拉钢筋直径，当用不同直径的钢筋时，改用换算直径，本设计中； 纵向受拉钢筋配筋率，对钢筋混凝土构件，当；时，取；当时，取； 钢筋弹性模量，对HRB335钢筋， 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，按下式计算，即 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。 根据前面计算，取1号梁的跨中弯矩效应进行组合：短期效应组合 式中 汽车荷载效应（不含冲击）的标准值； 人群荷载效应的标准值长期效应组合 受拉钢筋在短期效应组合作用下的应力为把以上公式带入的计算公式得 裂缝宽度满足要求，同时在梁腹高的两侧应设置直径为68mm的防裂钢筋，以防止产生裂缝。若用8A8，则，可得，介于0.0010.002之间，满足要求。6.8持久状况正常使用极限状态下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可按下式进行计算式中 全截面抗弯刚度，； 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C30混凝土，； 全截面换算截面重心轴以上（或以下）部分对重心的面积矩； 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，由前文计算可知全截面换算截面面积 式中 钢筋弹性模量与混凝土弹性模量之比，为计算全截面换算截面受压区高度 计算全截面换算截面重心轴以上部分面积对重心轴的面积矩 设开裂截面换算截面中性轴距梁顶面的距离为x（），由中性轴以上和以下换算截面面积矩相等的原则，可按下式求解x：（假设中性轴位于腹板内）代入相关参数值得整理得 解得 故假设正确。可计算开裂截面换算截面惯性矩为代入数据得 根据上述计算的结果，结构跨中由自重产生的弯矩为；公路级可变车道荷载，跨中横向分布系数；人群荷载，跨中横向分布系数。永久作用可变作用（汽车） 可变作用（人群）式中 作用短期效应组合的频遇值系数，对汽车=0.7，对人群=1.0.当采用C40以下混凝土时，本设计为C30混凝土，则取，施工中可以通过设置预拱度来消除永久作用挠度，则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径的1/600挠度值满足要求判别是否需要设置拱度则 故应设置拱度，跨中预拱度为，支点，预拱度沿顺桥向做成平顺的曲线。7行车道板配筋计算7.1截面设计与配筋验算悬臂板根部厚度为,设净保护层厚度，若选用直径为的钢筋，则有效高度为根据： 即 整理得： 解得最小的 验算 ，满足要求。钢筋截面面积可按下式计算选用直径为12mm的钢筋时，钢筋间距为10cm，此时所提供的钢筋面积为：。验算截面承载力故承载力满足要求。矩形截面受弯构件抗剪截面尺寸应符合下式的要求 满足抗剪最小截面尺寸要求。若抗剪截面满足下式，可不进行斜截面抗剪强度计算，仅按构造要求设置配置钢筋。则 因此，仅需按构造配置钢筋。根据设计的一般规定，板内应设置垂直于主钢筋的分布钢筋，直径不应小于，间距不应大于，因此分布钢筋采用 A8横隔板配筋计算8.1正弯矩配筋把铺装层折算5计入截面，则横隔梁高度为125，横梁翼板有效宽度为（见图13）：计算跨径的1/3: 760/3=253.3相邻两横梁的平均间距：3.35式中 受压区翼缘悬出板得平均厚度，含5的铺装层厚度。图13正弯矩配筋及其计算截面（尺寸单位：cm）横梁翼板有效宽度应取上述三者中的较小值，即，先假设a=8，则得横隔梁的有效高度为。其中，a为钢筋重心到底面的距离。假设中性轴位于上翼缘板内，根据式：则 整理得：解得满足要求的最小x值为，故假设正确。钢筋截面积可由下式计算：，则选用4根直径18的HRB335钢筋，。钢筋布置见图13此时则 而 ，满足规范要求。验算截面抗弯承载力： 8.2负弯矩配筋此时，横梁为的矩形截面梁。图14负弯矩配筋及计算截面图（尺寸单位：cm）取，则，其中为钢筋重心到上缘距离。整理得：解得 ，取选用2根直径为18 的HRB335钢筋，。此时验算截面抗弯承载力 横梁正截面配筋率计算均满足受拉钢筋最小配筋率0.20%的要求。8.3抗剪计算与配筋设计 则抗剪截面符合尺寸要求，但需要进行斜截面抗剪承载力的验算，通过计算配置抗剪钢筋。假定全部采用箍筋来承受剪力，选取箍筋为双肢A8，则。箍筋间距的计算公式为 式中，选取箍筋间距，箍筋配筋率为，满足规范要求。9支座设计9.1支座资料一座五梁式钢筋混凝土T形桥，标准跨径为14m，主梁长13.96m，计算跨径为13.5m，主梁采用C30混泥土，支座处梁肋宽度为18cm，两端采用等厚度的板式橡胶支座。设计荷载为公路级,人群荷载。 已知支座反力标准值，其中结构资中引起的支座反力标准值为，汽车荷载引起的支座反力标准值为，人群荷载反力标准值为，汽车与人群荷载作用下产生的跨中挠度为。根据当地气象资料，计算温差为。9.2确定支座的平面尺寸选定板式橡胶支座的平面尺寸为（顺桥），则构造要求，钢板尺寸最大为，。采用中间层橡胶片厚度。1、 计算制作的平面形状系数S 满足的条件。2、 验算橡胶支座的承压强度 （合格） 通过验算梁底和墩台顶部混凝土的局部承压也满足要求（具体可参照规范进行），因此所选定的支座平面尺寸满足设计要求。9.3确定支座的厚度（1） 主梁的计算温度差为，温度变形由两端的支座均摊，则每一支座承受的水平位移为 （2） 为了计算汽车制动力引起的水平位移，首先要确定作用在每支座上的制动力。对于计算跨径为13.5cm，一个设计车道上公路级车道荷载引起的制动力标准值为按桥通规规定，制动力不得小于90KN。故取制动力为90KN参与计算。五根梁共10个支座，每个支座承受水平力制动力为 （3） 确定需要的橡胶片总厚度。不计汽车制动力 计入汽车制动力 桥通规的其他规定，短边尺寸应满足 由上述分析可知，该支座橡胶板的最小总厚度应为2.2cm。单层加劲钢板厚度为 其中：；取钢材的屈服强度为340，取钢材屈服强度的0.65倍，。将各项数值代入上式得 另外，还规定单层加劲板的厚度不得小于2mm。所以，单层钢板的厚度取为2mm。按构造规定，加劲板上、下橡胶保护层取2.5mm，选用4层钢板和5层橡胶片组成的支座。橡胶厚度 ，满足最小厚度要求。加劲板总厚度 ，支座高度 。9.4 验算支座的偏转情况a)支座的平均压缩变形为其中，橡胶体积模量 支座抗压弹性模量 代入上式得b)计算梁端转角。由关系式和可得 设结构自重作用下，主梁处于水平状态。而已知公路级荷载下的跨中挠度为，代入上式得： c)验算偏转情况 按公预规规定，尚应满足，即 （合格）所以，支座满足偏转要求。9.5 验算支座的抗滑稳定性验算抗滑稳定性：不计入汽车制动力时 1.4可见，故在自重作用下，支座不会滑动。计入汽车制动力时 可见，因此，制动力作用下支座不会滑动。10盖梁计算10.1荷载计算10.1.1 上部结构永久荷载表10-1上部结构永久荷载每片边梁自重（kN/m）每片中梁自重（kN/m）一孔上部构造自重（kN）每一个支座横载反力（kN）1、4号2号3号边梁1、4中梁2中梁322.5122.5122.513275.2327.52327.52327.5210.1.2盖梁自重及作用效应计算6565130220607542.5560/25432112345170659542.5图 10-1盖梁计算（1/2盖梁长度 尺寸单位：cm）表10-2盖梁自重产生的弯矩、剪力效应计算截 面编 号自 重（kN）弯矩（kNm）剪力（kN）V左V右11q1=0.70.551.625+0.50.550.41.625=15.4+4.4=19.8M1=-15.4-4.4=-4.235-0.807=-5.04-19.8-19.822q2=0.5（1.1+1.5）0.551.625=28.6M2=-0.71.11.6250.55-0.51.10.81.6251/31.1=-23.39-48.4-48.433q3=0.751.51.625=45M3=-1.10.71.6251.3-0.51.10.81.625(1/31.1+0.75)-450.75/2=-40.04-19.65-16.88=-76.57-93.415944q4=0.651.51.625=39M4=252.40.65-(45+39) 0.7-30.8 1.95-17.6(1/31.1+1.4)=14.1112012055q5=21.51.625=120M5=252.42.65-(45+39+120) 3.4/2-30.83.95-17.6(1/31.1+3.4)=134.1100252.4KN10.1.3可变荷载计算 (1)可变荷载横向分布系数计算：荷载对称布置是用高杠赶杆法，非对称布置时用偏心受力法。城市B级a.单车列，对称布置时：=0=0.50.45=0.225=0.5(0.55+0.55)=0.55b.双列车，对称布置时：=0.50.225=0.113=0.5(0.775+0.325)=0.55=0.5(0.675+0.675)=0.675c.单车列,非对称布置时：由，已知 n=5，e=2.1，2=2(2.02+4.02)=40d.双车列，非对称布置时：已知：n=5，e=0.55，2=40，则：人群荷载 =1.003=3.00（KN/m）a.两侧有人群，对称布置时：=1.000 =0.000=0b.单侧有人群，非对称布置时：已知：n=5，e=4.0，2=40，则：(1) 按顺桥向可变荷载移动情况，求得支座可变荷载反力的最大值。 城市B级双空布载单列车时： B=KN双空布载双列车时： 2B=2582.15=1164.30KN单空布载单列车时： B=KN单空布载双列车时： 2B=858.75KN人群荷载 单孔满载时：B2= 3.00 0.51.00029.10=43.65KN(一侧)双孔满载时（一侧）：B1= B2=43.65 KNB1 +B2=87.3 KN (3)可变荷载横向分，可变荷载反力组合：计算见表10-2，布后各梁支点反力（计算的一般公式为），见下表(4)各梁永久荷载表中均取用各梁的最大值，其中冲击系数为：1+=1+0.235=1.235表10-3各梁支点反力计算荷载横向分布情况城市B级荷载（kN）人群荷载（kN）计 算方 法荷载布置横向分布系数单孔双孔单孔双孔BR1BR1BR1BR1对称布置按杠杆法算单列行车城市B级1=02=0.2253=0.554=0.2255