简支T型梁桥课程设计

1、桥梁工程课程设计土木工程专业本科（四年制）适用指导教师： 李小山 班 级： 10 土木一班学生姓名： 董帅设计时间： 2013.5.20浙江理工大学建筑工程学院土木系土木工程专业桥梁工程课程设计任务书浙江理工大学建筑工程学院土木系2013 年 4月、设计题目： 钢筋混凝土简支 T 型梁桥设计、设计资料 ：1. 桥面宽度：净 7m 2 1.5m 2 0.25m2. 设计荷载：公路 I 级3. 桥面铺装：4cm 厚沥青混凝土( 23KN /m3)，6cm 厚水泥混凝土 (24KN / m3 )，主梁混凝土为 24KN /m34. 主梁跨径及全长：标准跨径： lb 25.00m ，计算跨径 l 24

2、.96m ，净跨l0 24.60m5. 结构尺寸图，根据钢筋混凝土简支 T 型梁桥的构造要求设计，也可参照 下图选用：桥梁横断面布置图单位： cm桥梁纵断面布置三、设计依据：1 JTGD60-2004 公路桥涵设计通用规范 S2 JTGD62-2004 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 S3 邵旭东桥梁工程 M 第二版 .北京：人民交通出版社， 2007四、设计内容：主梁、横隔梁和行车道板的内力计算五、设计成果要求：设计计算书。设计计算说明书制作成 Word 文档或手写。整个说明书应满足计算过程完整、 计算步骤清楚、文字简明、符号规范的要求。封面、任务书和计算说明书用 A4 纸张打印，

3、按封面、任务书、计算说明书 的顺序一起装订成册，交指导老师评阅。六、提交时间：第 14 周周五前提交，过期不候。设计计算书基本设计资料1. 桥面宽度：净 7m 2 1.5m 2 0.25m2. 设计荷载：公路 I 级3. 桥面铺装： 4cm 厚沥青混凝土 (23kN / m3 )，6cm厚水泥混凝土( 24kN /m3)， 主梁混凝土为 24kN m34. 主梁 跨径及全长： 标准跨 径： lb 25.00m ，计算跨 径 l 24.96m ，净跨l0 24.60m5. 主梁截面尺寸：拟定采用的梁高为 1.7m，腹板宽 18cm主梁间距： 2.1m,主梁肋宽度： 18cm 结构尺寸如图行车道板

4、计算 结构自重及其内力 每延米板上的结构自重沥青表面处治 g10.041.023=0.92KN/mC25 混凝土垫层 g20.061.024=1.44KN/mT 梁翼板自重 g3( 0.17+0.09 ) /2 1.0 24=3.12KN/m合计g = 5.48KN/m每米宽板条恒载内力1M min, g 12gl0 - 5.48 0.962 -2.53kN ?mQAg g l0 5.48 0.96 5.26kN1）汽车车辆荷载计算图示车辆后轮着地宽度为 a2 =0.20m，宽度为 b2 =0.60ma1 a2 2H =0.2+2 0.1=0.4mb1 b2 2H =0.6+20.1=0.8m

5、荷载对于悬臂根部的有效分布宽度：1 1.324.46kNa a1 d 2l0 =0.4+1.4+20.96=3.72m 由于这是汽车荷载局部加载在 T 梁的翼板上，故冲击系数取 作用于每米宽板条上的弯矩为：Pb1140 20.8M min, p (1 ) (l0 1 ) -1.3(0.96- ) -18.59kN?m4a44 3.724作用于每米宽板条上的剪力为： QAp (1 ) P 1.3 140 2Ap4a4 3.72内力组合承载能力极限状态内力组合计算：基本组合Mud 1.2MAg 1.4MAc 1.2 ( -2.53) 1.4 ( - 18.95) -29.57kN ?mQud 1.

6、2QAg 1.4QAp 1.2 5.26 1.4 24.46 40.57kN所以行车道板的设计内力为： M ud -29.57KN ?mQud 40.57KN正常使用极限状态内力组合计算：短期效应组合M sd M Ag 0.7M Ac -2.53 0.7 (-18.96) -15.80kN ?mQsd QAg 0.7QAp 5.26 0.7 24.46 22.38kN主梁内力计算计算结构自重集度如下表所示：主梁g1=0.18 1.70+(0.09+0.17)/2 (2.10-0.18) 24=13.33KN/m横隔梁对于边主梁g2 =1.4-(0.09+0.17)/2 (2.10-0.18)/

7、2 0.18524/24.96=0.97KN/m对于中主梁1g12 =20.97=1.94KN/m桥面铺装层g3 =0.04 723+0.06724/5=3.30KN/m栏杆和人行道g4=52/5=2.00KN/m合计对于边主梁ggi =13.33+0.97+3.30+2.00=19.6KN/m对于中主梁g =13.33+1.94+3.30+2.00=20.57KN/m边主梁自重产生的内力截面位置 X 内力剪力 Q(KN)弯矩 M( KN m )X=0Q=19.60/2 24.96=244.61 (256.71)M=0 (0)lX=4Q=19.6/2(24.96-224.96/4)=122.3

8、0(128.36)M=19.6 24.96/8 (24.96-24.96/4)=1177.47(1234.13)lX=2Q=0 (0)M=19.6 24.96/4(24.96-24.96/2)=1526.35(1601.89)注：括号（ ）内值为中主梁内力荷载位于支点处时， 1、2、3 号粱的横向分布系数求得 1,2,3 号梁荷载横向分布系数为：1号梁： m0q 0.42 0.2， m0r 1.19 ；0q 2 0r2 号梁： m0q 0.573 号梁： m0q 0.78荷载位于跨中时荷载横向分布系数 mcq和 mcrl 24.96 2.38 2 且设有刚度强大的横隔粱， 故可按偏心压力法计算

9、 B 5 2.1求荷载横向分布影响线竖标本桥各根主梁的横截面均相等，梁数 n=5，梁间距为 2.10m，有5i1ai2a12a22a32a42a52（22.1）22.120 （-2.1）2（- 22.1）244.1m21、2、3号梁在两个边主梁除横向影响线的竖标值12a111nn2 aii11a2a1215n2aii10.2 0.4 0.60.2 0.2 0.431a3a152 ai i1115n125n1n0.2a1a552 ai i1a2a55i1ai0.2 -0.4 -0.20.2- 0.2 0135na3a552aii10.2绘出荷载横向分布影响线，并按最不利位置布置，如下图所示a)公

10、路-级1.0.02)3)02.0 02.02.02.02.0 计算荷载横向分布系数 mc1号梁：mcqq21/2(0.4860.3140.1910.019)0.505mcrr0.65/210 0.20.6052号梁：mcqq21/2(0.3430.2570.1950.110)0.453mcr = r =0.4033 号梁： mcqq 0.2 4/2 0.4mcr r 0.22均布荷载和内力影响线面积计算截 面 类 型公路 级 均布荷载 （KN/m）人群（KN/m）2影响线面积（ m2 或 m）影响线图示Ml210.53 1.5 4.52 2 2= l 2/8 = 24.962 /8 77.88

11、m 2LL/4Ql210.54.51124.96 0.5 3.12m22L1/21/2Q010.54.524.96/2 12.48mL1公路 级中集中荷载 Pk 计算计算弯矩效应时： Pk 180 （360-180）/（50-5）（24.96-5） 259.84KN计算剪力效应时： Pk 1.2 259.84 311.81KN计算冲击系数A 0.5556m2Ic 0.1504 m 4G=0.555624=13.334 KN/mmc G / g 1.359 KN ? s2 / m2C25混凝土 E取 2.8 1010N /m22.97Hz3.14 2.8 1010 0.15042 24.9621

12、.359 1030.1767ln f 0.0157 0.1771+=1.177M l Ql 跨中弯矩 2 、跨中剪力 2 计算： 因双车道不折减，故 =1，各数据见表截 面梁号荷载类型qk 或 qr (K N/m)Pk(KN)1+mc或ySiSMl2公路 级10.5259.841.1770.50577.88485.551400.166.24914.61人群4.50.60577.88212.03公路 级10.5259.841.1770.45377.88435.566.24864.501300.06人群4.50.40377.88140.88公路 级10.5259.841.1770.477.8838

13、4.596.24763.361147.95人群4.50.277.8870.09Ql2公路 级10.5311.811.1770.5053.1219.470.592.67112.64人群4.50.6053.128.49公路 级10.5311.811.1770.4533.1217.460.583.13100.59人群4.50.4023.125.64公路 级10.5311.811.1770.43.1215.420.573.488.82人群4.50.23.122.808计算支点截面汽车荷载最大剪力绘制荷载横向分布系数沿桥纵向的变化图形和支点剪力影响线如下图所示：10.5kN/m311.81kN1号梁0m

14、02号梁a/31Q0影响线横向分布系数变化区段的长度：m 变化区荷载重心处的内力影响线坐标为1号梁： y =1( 24.96-6.38/3)/24.96=0.9152号梁： y =0.915 3号梁： y =0.9151号梁：aQ0均 (1 ) qkmc 2(m0 mc)y =1.177110.50.50512.48+6.38(0.2-0.505)0.915/2=66.89KNQ0 集 (1 )mi Pk yi 1.177 1 0.2 311.81 1.0 73.25kN则，公路 级作用下， 1 号梁支点的最大剪力为： Q0=Q0均 Q0集 =66.89+73.25=140.14KN 同理得

15、2、3号梁 Q0分别为 260.57KN、347.29KN 计算支点截面人群荷载最大剪力Qor mcqr a2(m0 mc)qr y1号梁：Qor mcqr a2(m0 mc)qry =0.6054.512.48+6.38/2(1.19-0.605)4.50.915=41.66KN 2号梁： Qor =22.37KN3号梁： Qor =12.64KN 主梁内力组合1号梁：弯矩 M （kN m）剪力 Q（kN ）荷载类别跨中梁端跨中结构自重1526.36244.610汽车荷载1400.16140.14112.64人群荷载212.0341.668.49Sud4029.33536.39167.202

16、号梁：荷载类别弯矩 M （kN m）剪力 Q（kN ）荷载类别跨中梁端跨中结构自重1526.36244.610汽车荷载1300.06260.57100.59人群荷载140.8822.375.64Sud3809.50683.38147.143号梁：荷载类别弯矩 M （kN m）剪力 Q（kN ）荷载类别跨中梁端跨中结构自重1526.36244.610汽车荷载1147.95347.2988.82人群荷载70.0912.642.808Sud3517.26793.89127.49横隔梁内力计算确定作用在中横隔梁上的计算荷载 对于跨中横隔梁的最不利荷载布置如下图：259.84kN/m10.5kN/m公路

17、-级.00纵向一列车轮对于中横隔梁的计算荷载为： 计算弯矩时：11Poq (qk Pk y)(10.5 0.5 6.10 2 1.0 259.84 1.0) 161.95kN计算剪力时：1Poq (10.5 0.5 6.10 2 1.0 1.2 259.84 1.0) 187.93kN绘制中横隔梁的内力影响线：按偏心压力法可得 1、2 号梁的荷载横向分布影响线竖坐标值如下图所示：150700150R1横向分 布影响线04.03.02.R2横向分 布影响线04.q002.0006.684.413.091.810.右Q1影响线绘制剪力影响线对于 1号主梁处截面的 Q1右 影响线可计算如下： P=1作用在计算截面以右时， Q1右= R1 ，即 1右i 1i P=1作用在计算截面以左时， Q1 = R1 -1，即 1i 1i-1 绘成 Q1右影响线如上图所示。截面内力计算将求得的计算荷载 Poq 在相应的影响线上按最不利荷载位置加载，对于汽车荷载并计入冲击影响力（ 1+ ），则得到下表所示结果：公路 级弯矩 M 2 3M2 3 =(1 ) poq=1.1771161.95(0.0375+1.2075+0.733+0.08