钢筋混凝土简支T型梁设计计算书

I河南城建学院桥梁工程课程设计说明书课程名称桥梁工程题目桥梁工程课程设计专业土木工程学生姓名袁延召学号011409443指导教师史乐军开始时间2012年6月3日完成时间2012年6月5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2目录一基本设计资料3二主梁的计算31主梁何在横向分布系数计算311跨中荷载横向分布系数412根据最不利荷载位置分别布载52梁端剪力横向分布系数计算（杠杆原理法）621端部剪力横向分布系数计算图示如下622作用效应计算7三横隔梁内力计算131确定作用在跨中横隔梁上的可变作用132跨中横梁的作用效应影响线计算14四行车道板的计算151永久荷载效应计算152可变荷载效应153作用效应基本组合16五设计小结16六参考资料163钢筋混凝土简支T形梁桥设计任务书一、基本设计资料跨度和桥面宽度标准跨径187M（桥墩中心距离）计算跨径182M主梁全长1866M桥面宽度（桥面净空）净70M（行车道）2X15M（人行道）技术标准设计荷载公路I级，人行道和栏杆自重线密度按照单侧6KN/M计算，人群荷载为345KN/M2环境标准I类环境设计安全等级二级桥面铺装5CM沥青混凝土（23KN/M3），6CM厚水泥混凝土（24KN/M3），主梁混凝土25KN/M3构造形式及截面尺寸（如下图）4如图所示，全桥共由五片T形梁组成，单片T形梁高为110M，宽20M，桥上横坡为双向2，坡度由C30混凝土桥面铺装控制；设有5根横梁。二、主梁的计算1主梁荷载横向分布系数计算11跨中荷载横向分布系数如前所述，桥跨内设有五道横隔梁，具有可靠的横向联系，且承重结构的宽跨比为B/L12/182066,故可以按修正的刚性横梁法来绘制横向影响线和计算横向分布系数。MC（1）计算主梁的抗弯及抗扭惯性矩和IT1求主梁截面的重兴位置X翼缘板厚度按平均厚度计算，其平均板厚为H12123016CM则，AX200181616210018100220018161001625112抗弯惯性矩为2331312442140288140980871609ICMCI1122001816320018162511162211218100318100100225112353106CM4对于T形梁截面，抗扭惯性矩可近似按下式计算31MTIICBT式中，单个矩形截面的宽度和高度IBT、矩形截面抗扭刚度系数IC梁截面划分为单个矩形截面的个数M计算过程及结果如下。TI5IT132001630301410016018342103M4计算抗扭修正系数，主梁的间距相同，将主梁近似看成等截面，则得22121GLITIIEAII式中，5I1A2I422202224240M2代入上式，计算得051按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值I521A1IJNIIE式中，；5I1A2I422202224240M2表示单位荷载P1作用于J号梁轴上时，I号梁轴上所受的作用。计算所得IJ的列于下表内。IJ梁号1I2I3I4I103780286022012820252025102500245302020202计算荷载横向分布系数；绘制横向分布影响线图，然后求横向分布系数。12根据最不利荷载位置分别进行布载。布载时，汽车荷载距离人行道边缘距离不小于05M，人群荷载取为345KN/M2，栏杆及人行道板每延米重取为60KN/M，人行道板重以横向分布系数的方式分配到各主梁上。6号梁号梁号梁横向分布系数计算图示各梁的横向分布系数汽车荷载汽11203780286022001280718；汽212025202510250024950375；汽304人群荷载1人0455；2人0685；3人022梁端剪力横向分布系数计算（杠杆原理法）21端部剪力横向分布系数计算图示如下7汽车荷载1汽120750375；2汽12105人群荷载1人01375；2汽022作用效应计算1永久作用效应假定桥面构造各部分重力平均分配给各主梁承担，则各梁的永久荷载汇总结果见下表各梁的永久荷载值（单位KN/M）梁号主梁横隔梁栏杆及人行桥面铺装层总计8道1（5）130312514930924992（4）1303251493092624永久作用效应计算表2可变作用效应（1）汽车荷载冲击系数计算结构的冲击系数与结构的基频有关，故应先UF计算结构的基频，简支梁桥的基频简化计算公式为22295由于，故可由下式计算汽车荷载的冲击系数154ZZHF1U11801767295001570175（2）公路级均布荷载、集中荷载及其影响线面积计算见下表，IKQKP105/KQNM计算时，。PK210KN公路I级车道荷载及其影响线面积计算表项目顶点位置/KMQN/KPN1/2M处1/2L105210/4处/41052100V支点处1052101/2处1/2L105210可变作用（人群）（每延米）345KNMQ人（3）可变作用弯矩效应计算弯矩计算公式为MQ1K,/211M/Q/KN主梁G/2L/MM中（）（14）（/）/KNQ0/KNQ1/41（5）249918220694310413227409113712（4）262418221730325940238778119399其中，由于只能布置两车道，故横向折减系数10计算跨中和处弯矩时,可近似认为横向分布系数沿跨长方向均匀变化，故各1/4L主梁值沿跨长方向相同。公路I级车道荷载产生的弯矩计算表梁号内力U/KQNM/KPKYMKNM1/2M0718455997421/40455342638171/204823455616832/4068534252741/2M04455307973/40411810521034230797人群荷载产生的弯矩梁号内力/QKNM人MK1/2M045565001/40255141611/2068597852/4048221321/2M0412453/4043451245永久作用设计值与可变作用设计值的分项系数为永久荷载作用分项系数12GI汽车荷载作用分项系数4Q人群荷载作用分项系数J10基本组合公式为00112MNUDGIKQKCQJKIJSSS式中桥梁结构重要性系数，取10；0在作用效应组合中除汽车荷载应（含冲击力、离心力）的其他可变C作用效应的组合系数，人群荷载的组合系数取为08弯矩基本组合计算表梁号内力永久荷载汽车荷载人群荷载弯矩基本组合值弯矩短期组合值弯矩长期组合值1/2M2069409974265003556792813092494371/431041363817141614017393560763365061/22173006168397853114842702632458872/432594052740213240276083649936435（4）可变作用的剪力效应计算在可变作用剪力效应计算时，应计入横向分布系数沿桥跨方向变化的影响。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11支点剪力荷载横向分布系数并考虑支点至为直线变化来计算支点剪力效/4L应。跨中截面剪力的计算1/2V，/2（1U）跨中剪力的计算结果见下表。公路I级车道荷载产生的跨中剪力计算表1/2V梁号内力UKQNM/KPKY剪力效应/KN11/2V0718118105210455107542/0376118105210455660831/2041181052104555991人群荷载产生的跨中剪力计算表梁号内力/QKNM人剪力效应/KN11/2V人04553453572/人068534553731/2人04345472支点处截面剪力的计算0V支点剪力效应横向分布系数的取值为支点处为按杠杆原理法求得的段为跨中荷载的横向分布系数/43L支点到及到另一支点段在和之间按照直线规律变化。梁端剪力效应计算汽车荷载作用及横向分布系数取值如图计算结果及过程如下，1号梁1，011211UQR02091602008311881122号梁2，011212732人群荷载作用及横向分布系数沿桥跨方向取值如图6，计算结果及过程如下，1号梁357VV1K2，L/2MCRQR2号梁97852K2，L/2MCRQR剪力效应基本组合，基本组合公式为，00112MNUDGIKQKCQJKIJSSS各分项系数取值同弯矩基本组合。剪力效应基本组合表梁号内力永久荷载汽车人群基本组合值短期组合值长期组合值0V22741118827324319932097028586211/201075480432090217303172910113719887782629221906515634221/2V06608537985351626285813三横隔梁内力计算1确定作用在跨中横隔梁上的可变作用具有多跟内横隔梁的桥梁，跨中处的横梁受力最大，通常只计算跨中横梁的作用效应，其余横梁可依据跨中横梁偏安全地选用相同截面尺寸和配筋。桥梁结构的局部加载计算应采用车辆荷载，下图为跨中横梁纵向最不利荷载布置。纵向一行车轮和人群荷载对跨中横梁的计算荷载为汽车P121211314人群荷载3450751131228022跨中横梁的作用效应影响线计算（1）弯矩影响线14计算公式在桥梁跨中当单位荷载P1作用在J号梁轴上时，I号梁轴所受的作用为竖向力（考虑主梁抗扭），于是，由平衡条件就可以写出RR截面的IJ弯矩计算式。1）当P1作用在截面1号梁上时（）110404；150004I11115120511517876II2）当P1作用在5号梁轴上时51515250506II3）当P1作用在3号梁轴上时31315230508II根据上面计算得三点坐标及RR截面的位置，可以作出的影响线。必在RRAM截面处有突变，根据和连线延伸至RR截面即为5I3II（2）剪力影响线1号主梁右截面的剪力影响线计算1V右1）当P1作用在计算截面以右时（即为1号梁的荷载横向影响线）VII2）当P1作用在计算截面以左时绘制出影响线1VII1V右（3）截面作用效应计算截面作用效应的计算公式为将求的的计算荷载和在相应的影响线上按最不利荷载位置加载，对于P汽车的在并计入冲击影响系数（1U），则得弯矩，公路等级I23111811131409202315353I人群荷载231604（）I剪力，公路等级I（1）197591V右I人群荷载A253（）1右I四行车道板的计算151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，故行车道板可按两端固定和中间铰接的板计算。每延米板上的恒载G沥青混凝土面层10051023115混凝土垫层10061024144T形梁翼缘板自重1（012020）/210254每延米跨宽板的恒载总计G659弯矩122033剪力6592可变荷载效应公路级以重车后轮作用于铰缝轴线上为最不利布置，此时两边的悬臂板各承受一半I的车轮荷载，如下图所示，车辆荷载后轮着地宽度及长度分别为2B2A206AMB沿着行车方向轮压分布宽度为122042垂直行车方向轮压分布宽度为12208216荷载作用于悬臂根部的有效分布宽度120042局部加载冲击次数取118，则作用于每米宽半板条上的弯矩为140141719作用于每米宽板条上的剪力为143作用效应基本组合根据作用效应组合的基本规定，基本组合计算如下，弯矩12142803剪力12144508五设计小结经过一周的课程设计，我们了解了混凝土简支梁桥的设计基本流程，并且用本学期学习的只是对所设计的桥梁进行了一系列的计算与调整，中间免不了有很多错误和不解。我们通过查资料，咨询老师，互相讨论的方式对知识有了更深刻的了解。正是有了这次设计，我本也对工程师这个概念有了深