桥梁工程(B)课程设计(详细)

1、桥梁工程（B）课程设计任务书 城轨1班一、设计题目钢筋混凝土简支T形梁桥设计二、设计资料1桥梁跨径：17m（18 m，19m，20 m）【说明：17m的为学号1-9，18m为学号10-18，19m为学号19-27，20m为28号以后其他所有人员（包括专升本）】2计算跨径：16.6m（17.6 m，18.6m，19.6 m）3主梁预制长度：16.96m（17.96 m，18.96m，19.96 m）4.主梁结构尺寸拟定：上部结构主梁为：4片（学号1-3，9-11,17-19,25-27）；5片（学号4-6，12-14,20-22,28-30）， 6片（学号7-8，15-16,23-24,31-其

2、他）；均设置5根横隔梁。（1）主梁梁肋间距：跨径，主梁间距为1.6m+学号后两位数×0.01；跨径，主梁间距为1.7m+学号后两位数×0.01；跨径，主梁间距为1.8m+学号后两位数×0.01；跨径，主梁间距为1.9m+学号后两位数×0.01； 所有跨径两侧人行道宽均为0.75m。（2）主梁高度：普通梁高与跨度之比，约为1/111/13。本次课程设计规定主梁高度取为学号后两位数。（3）梁肋厚度：一般为200mm400mm，梁肋的最小构造厚度为140mm。本次课程设计规定，跨中稍薄一些，取180mm，靠近端部稍厚一些350mm，在第二根横隔板处厚度渐变。（

3、4）桥面板：自拟定（5）桥面横坡：桥面横坡采用在桥面板上做铺设不等厚的铺装层，桥面横坡为1.5%。5设计荷载 ：公路-级 人群荷载：3.5 KN/m2 6结构重要性系数： 1.17材料：（1）钢筋，主钢筋采用HRB335，其它钢筋采用R235。其技术指标见表1；（2）混凝土及其技术指标见表2，T形主梁、桥面铺装，栏杆、人行道跨径、，混凝土采用C30；，混凝土均为C35。表1  钢筋技术指标 种类弹性模量（MPa）抗拉设计强度（Mpa）抗压设计强度（Mpa）标准强度（Mpa）R235195195235HRB335级280280335表2 混凝土技术指标种 类设计强度标准强度弹性模量(M

4、Pa)轴心抗压(MPa)轴心抗拉(MPa)轴心抗压(MPa)轴心抗拉(MPa)C3013.81.3920.12.013.00×104C3516.11.5223.42.203.15×1048、设计依据（1）交通部.公路桥涵设计通用规范 (JTG D60-2004)；北京：人民交通出版社.2004（2）交通部.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004），北京：人民交通出版社.20049、计算方法：极限状态法。10、参考结构尺寸桥面铺装：9cm砼桥面铺装+3cm沥青防水层，人行道、栏杆、护栏的尺寸参见通用图。图1为20m跨径，桥宽净9+1×1m人

5、行道的参考尺寸。三、设计内容第一章 基本设计资料第二章 主梁内力计算2.1主梁几何特性计算2.2恒载内力计算2.3荷载横向分布计算（支点处采用杠杆法，跨中采用修正偏心压力法进行）2.4活载内力计算2.5主梁内力组合（基本组合、作用短期效应组合、作用长期效应组合）第三章 承载力极限状态下截面设计、配筋与计算3.1配置主梁受力钢筋3.2截面承载能力极限状态计算3.3斜截面抗剪承载能力计算3.4箍筋设计3.5斜截面抗剪承载能力验算第四章 正常使用极限状态下的裂缝宽度和挠度验算4.1裂缝宽度验算4.2挠度验算第五章 结论附录：图纸（桥梁的纵断面、横断面、平面布置图 及钢筋图）四、参考文献1邵旭东.桥梁

6、工程，北京：人民交通出版社2姚玲森.桥梁工程，北京：人民交通出版社3张树仁.钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理，北京：人民交通出版社4易建国.混凝土简支梁（板）桥，北京：人民交通出版社 5闫志刚. 钢筋混泥土及预应力混泥土简支梁桥结构设计，机械工业出版社五、时间安排本次桥梁工程课程设计时间为一周，具体时间安排如下：步 骤 内 容时间（天）1布置任务，上部结构纵横断面布置0.52主梁恒载、活载及主梁内力组合1.53钢筋选择、正截面承载能力计算1.54斜截面承载能力计算0.55正常使用极限状态下的裂缝宽度和挠度验算0.56绘图1.5合 计6桥梁工程课程设计指导书1截面几何特性计算：（1）主梁

7、跨中及端部截面尺寸拟定参考20m标准设计图，按任务书给定的要求，确定各自主梁的截面形式图，计算跨中截面及端部截面，上翼缘板翼板厚取平均值。（2）计算截面几何特性包括分块面积、分块面积形心对上缘距离、分块面积对上缘静矩、分块面积自身惯性矩、分块面积对截面形心的惯矩、总的抗弯惯矩计算。2恒载内力计算内力包括弯矩M和剪力Q，计算截面取为跨中截面、支点截面、1/4跨径截面处。作用在主梁上的恒载包括：桥面铺装、人行道、栏杆、主梁与横隔梁自重。（1）人行道、栏杆重力取为（两侧）一级公路取12.14KN/m；二级公路取9.5KN/m，平均分配给每根主梁；（2）桥面铺装层厚度可参考标准图，按全跨均布计算，均摊

8、给每根主梁；（3）横隔梁计算时注意中主梁横隔梁设在两侧（共10块），而边梁只在内侧设横隔梁（5块），虽然为各个集中力，但计算时简化为沿着梁的纵向均摊。（4）主梁重力为简化按照跨中截面计算，实际上在支点处腹板厚度有所变化。上述各荷载均按均布荷载作用于主梁上，根据简支梁受力特性，可得到各个截面处恒载产生的内力，（主梁和边主梁不同）。(5）各截面内力计算公式：          支点截面          跨中截面

9、0;        L/4截面弯矩M      0                            剪力Q         

10、           0               3荷载横向分布系数的计算   跨中采用偏心压力法，支点采用杠杆法。由于截面对称，可选1#（边梁）、2#、3#（中梁）计算。首先绘出主梁荷载横向分布影响线，然后根据该影响线形状与桥的横截面布置，进行活载的横向最不利布置，求得各荷载的横向分布系数：汽车：人群：  为汽车

11、各轮荷载位置的荷载横向分布影响线坐标；为单侧人行道相应的荷载横向分布影响线坐标。4活载内力  （1）活载内力计算根据结构内力分布图式，绘出各计算截面的内力影响线：（纵向），根据影响线的分布情况进行纵向最不利布载，求得相应的活载内力：   汽车：   人群 ：      =kN/m单边人行道宽车道荷载折减系数对双车道；根据单向行驶和双向行驶，以及车行道的宽度，确定车道数（查公路通用规范）。Pi为各轴重；yi为相应内力影响线坐标，mi为横向分布系数，为内力影响线面积。在代入横向分布系数时注意，计算跨

12、中、L/4截面处内力时，不考虑m沿跨的变化，均取跨中值；计算支点剪力时考虑沿跨的变化。计算支点剪力与计算跨中弯矩的车道荷载PK不同。（2）冲击系数计算桥梁自振频率的计算：桥梁的自振频率(基频)采用有限元方法计算，对于简支梁桥：，     式中：结构的计算跨径(m)；           E结构材料的弹性模量(N/m2)；           Ic结构跨中截面

13、的截面惯矩(m4)；           mc结构跨中处的单位长度质量(kg/m)；           G结构跨中处每延米结构重力(N/m)；           g重力加速度，g=9.8m/s2。冲击系数的计算：   当     5内力

14、组合：根据相关规范JTG D60-2004第4。1条执行。按公路桥涵设计通用规范(JTG D602004)之规定，公路桥涵结构按承载能力极限状态设计时，应采用如下作用效应组合：（1）基本组合（用于承载内力极限状态计算）：永久作用的设计值效应与可变作用的设计值效应相组合：式中：承载能力极限状态下作用基本组合的效应组合设计值；      结构重要性系数，安全等级一级取1.1，二级取1.0；      第i个永久作用效应的分项系数，取1.2；     

15、 第i个永久作用效应的标准值；      汽车荷载效应的分项系数，取；      汽车荷载效应的标准值；      在作用效应组合中除汽车荷载效应、风荷载外的其他第j个可变作用效应的分项系数，取；      在作用效应组合中除汽车荷载效应外的其他第j个可变作用效应的标准值；在作用效应组合中除汽车荷载效应外的其他可变作用效应的组合系数，取；（2）作用短期效应组合（按正常使用极限状态设计时）：

16、0;        式中：作用短期效应组合设计值；      第j个可变作用效应的频遇值系数，汽车荷载，人群荷载；      第j个可变作用效应的频遇值。（3）作用长期效应组合（按正常使用极限状态设计时）：         式中：作用长期效应组合设计值；      第j个可变作用效应的准永久值系数，

17、汽车荷载，人群荷载；      第j个可变作用效用的准永久值各内力组合后选择最大值作为设计控制值。6正截面配筋设计（1）翼缘计算宽度根据跨中截面正截面承载力极限状态计算要求，确定纵向受拉钢筋数量。翼缘计算宽度按下式计算，并取其中较小者：         ；         主梁中心距；         ；（2

18、）判断截面类型                  若为第一类T形计算，否则为第一类T形。（3）确定混凝土受压区的高度：采用焊接钢筋骨架配筋，根据保护层厚度的要求设得x，x满足（4）计算所需受拉钢筋截面积：   配筋率：0.2%7. 斜截面抗剪承载力计算 （具体计算见给的算例）斜截面抗剪承载能力校核，根据公预规（JTG D622004）给出的适用于T形截面等高度钢筋混凝土简支梁的斜截面抗剪承载力计算表达式，即可写成如下形式：异号弯矩影响系数，取；受压翼缘影响系数，取；P斜截面内纵向受拉钢筋配筋百分率，当p>2.5时，取p=2.5；其它符号同前。8.全梁承载力校核，绘制包络图（具体计算见给的算