毕业设计：装配式钢筋混凝土简支T梁桥计算.doc

目 录桥梁工程课程式设计任务书 1 第1节 设计资料与结构布置 2 1.1 设计资料2 1.2 主梁设计 3 1.3 结构布置 3第2节 主梁内力计算 5 2.1 恒载横向分布系数计算 7 2.2 恒载影响系数计算 9 2.3 恒载影响线绘制 12 2.4 汽车、人群荷载产生内力计算15 2.5 作用效应组合17第3节 主梁配筋设计 21 3.1 跨中正截面强度计算 21 3.2 斜截面承载力剪力筋设计 22 3.3 截面设计、配筋与验算 243.4 箍筋设计 293.5 斜截面抗剪承载力验算 303.6 裂缝宽度验算 353.7 挠度验算 36第4节 行车道板的计算 39参考文献 41装配式钢筋混凝土简支T梁桥计算一、设计题目：装配式钢筋混凝土简支T梁桥计算二、基本设计参数（一）.跨度及桥面宽度 1标准跨径：16m（墩中心距）。 2计算跨径：15.5m。 3主梁全长：15.96m。 4桥面宽度（桥面净空）：净7.0m（行车道）+21.5m（人行道）。（二）.技术标准 设计荷载：公路级，人行道及栏杆自重线密度按照单侧6KN/m计算，人群荷载为人群3.0KN/m 。环境标准：类环境。设计安全等级：二级。（三）.主要材料 1.混凝土：混凝土简支T形梁及横梁采用C50混凝土；桥面铺装上层采用0.035m沥青混凝土，下层为厚0.06-0.12m的C30混凝土，沥青混凝土重度按23kN/m3计，混凝土重度按26kN/m3 计。 2.钢材：采用R235，HRB335钢筋。三. 设计依据公路桥涵设计通用规范（JTJ D602004）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTJ D622004）；6. 参考资料 结构设计原理：叶见曙，人民交通出版社； 桥梁工程：姚玲森，人民交通出版社；混凝土公路桥设计：桥梁计算示例丛书 混凝土简支梁(板)桥(第三版) 易建国主编.人民交通出版社(5)钢筋混凝土及预应力混凝土简支梁桥结构设计闫志刚主编.机械工业出版社二、计算要求及工作量1. 主梁截面设计2. 计算主梁的荷载横向分布系数3. 主梁内力计算4. 进行作用效应组合，绘出弯矩和剪力包络图；5. 进行主梁正截面、斜截面设计及全梁承载力验算；6. 行车道板内力计算7. 图纸绘制：（A3图纸）桥梁总体布置图（绘出平、纵、横三个视图）、主梁一般构造图、配筋图。三、主梁设计（一）、结构尺寸拟定1. 主梁截面尺寸：根据公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004），梁的高跨比的经济范围在1/11到1/16之间，此设计中标准跨径为16m，拟定采用的梁高为1.4m，翼板宽1.8m，腹板宽0.18m。 2. 主梁间距和主梁片数：桥面净空：净7.0+21.5m防撞栏，采用5片T型主梁标准设计，主梁间距为1.80m。全断面5片主梁，设3道横隔梁，横隔板厚0.18m,高度取主梁高的3/4,即1.05m。路拱横坡为双向1.5%，由C50混凝土三角垫层控制，断面构造形式及截面尺寸如图1所示。（二）、主梁的计算1.主梁荷载横向分布系数计算（1）.跨中荷载弯矩横向分布系数本设计桥跨内设有三道横隔梁，具有可靠的横向联系，且承重结构的宽跨比为：B/l=9/15.5=0.580.5,故可以用GM法计算主梁荷载横向分布系数。 .计算几何特性:（如图2） 图2a.主梁抗弯惯性矩平均板厚：h=(10+16)/2cm=13cm 主梁界面重心位置：主梁抗弯惯性矩：对于T形梁截面，抗扭惯性矩可急死按下式计算： 上式中：bi、ti - 为单个矩形的宽度与高度； ci 为矩形截面抗扭刚度系数。附表-1 bi、ti 为相应各矩形的宽度与厚度。 t/b10.90.80.70.60.50.40.30.20.13.0时，取m=3.0;由C值课内插求得各个斜截面顶端处的最大剪力和相应的弯矩。斜截面1-1：斜截面内有纵向钢筋，则纵向受拉钢筋能配筋率为 则斜截面截割2组弯起钢筋 ，故斜截面2-2：斜截面内有纵向钢筋，则纵向受拉钢筋能配筋率为 则斜截面截割2组弯起钢筋 ，故斜截面2-2实际上共截割2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予第三排钢筋相交，因此近似忽略其抗剪承载力。以下其他相似情况参照此法处理。斜截面3-3：斜截面内有纵向钢筋，则纵向受拉钢筋能配筋率为 则斜截面截割2组弯起钢筋和，故斜截面4-4：斜截面内有纵向钢筋，则纵向受拉钢筋能配筋率为 则：斜截面截割2组弯起钢筋，故所以斜截面抗剪承载力符合要求。6.持久状况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满足构造要求时可不进行斜截面抗弯承载力验算。（四）持久状况正常使用极限状态下裂缝宽度验算按照规范所定，最大裂缝宽度为：式中：为钢筋表面形状系数，取。为作用长期效应影响系数，长期荷载作用时，此处与构件受力性质有关的系数取为.纵向受拉钢筋的直径不相同，取其当量直径根据前文计算，取1号粱的跨中弯矩效应进行组合：短期效应组合长期效应组合受拉钢筋在短期效应组合作用下的应力为受拉钢筋配筋率将以上数据代入的计算公式得：裂缝宽度满足要求，同时在粱腹高的两侧应设置直径为68mm的防裂钢筋。这里选用68 ，则，介于0.0010.002之间，满足要求。（五）持久状况正常使用极限状态下挠度验算：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。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，由前面计算可知全截面换算截面面积式中n为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中性轴距梁顶面距离为x(cm),由中性轴以上和以下换算截面面积相等的原则，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： x=17.96cm=179.6mm110mm, 故假设正确。可计算开裂截面换算截面惯性矩为：则据以上计算结果，结构跨中1号粱由自重产生弯矩 ，公路级棵可变车道荷载，跨中横向分布系数永久作用：可变作用（汽车）：作用短期效应组合的频遇系数对汽车取当采用C40C80混凝土时，挠度长期增长系数，这里为C50混泥土，则取，施工时可通过设置预拱度消除永久作用挠度，则在消除结构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.,因此挠度值满足要求。判别是否需要设置预拱度则，因此不需要设置预拱度。四、行车道板的计算1.永久荷载效应计算由于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板计算（如图12所示。）（1）每延米板上的恒载g沥青混凝土面层：C50混凝土垫层：T粱翼缘板自重：每延米跨宽版恒载总计：（2）永久荷载效应计算弯矩:剪力: （3）可变荷载效应公路-级，以重车后轮作用于铰接缝轴线上最不利布置，此时两边的悬臂板各承受一半的车轮荷载（如图13所示）车辆荷载后轮着地宽度及长度分别为 沿行车方向轮压分布宽度为 :垂直行车方向轮压分布宽度为 :荷载作用于悬臂端根部的有效分布宽度 :单轮时: 局部加载冲击系数取1.3，则作用于每米宽板条上的弯矩为单个车轮时: 取两者最不利情况，则作用于每米宽板条上的剪力为（4）作用效应进本组合弯矩: 剪力: 故行车道板作用效应为： 2.截面设计与配筋及验算悬臂板根部厚14cm,设净保护层厚度a=3cm,选用直径为12mm的HRB335级钢筋，则有效高度为根据公式：即整理得解得 满足要求。钢筋截面积 选用直径为12cm的钢筋时，间距为10cm,此时所需提供的面积验算截面承载力 ，承载力满足要求。验算抗剪截面尺寸：截面尺寸满足要求。验算是否需要按计算配置箍筋股不需要氨基酸配筋，只需按构造配置箍筋。按规定，板内应设置垂直于主钢筋的分布钢筋，且直径不小于8mm,间距不应大于200mm,故此处分布钢筋采用200mm. 主要参考文献1房贞政. 桥梁工程（第一版）北京：中国建筑工业出版社，20042叶见曙. 结构设计原理（第二版）北京：人