课程钢筋混凝土简支t梁桥主梁设计secretdoc我

1、桥梁工程课程设计任务书一、课程设计题目钢筋混凝土简支T梁桥主梁设计二、课程设计目的桥梁工程课程设计是桥梁设计的入门，通过设计进一步巩固钢筋混凝土基本原理的主要理论知识，是学生掌握桥梁的设计原理和各种体系桥梁的受力特点，同时重点掌握结构计算基本理论。结合课程设计与习题加深对桥梁工程课堂理论教学内容的理解。培养学生的动手能力。三、基本要求1 掌握钢筋混凝土桥梁结构的设计原理、步骤，结构构造和设计计算方法。2 熟悉并掌握桥梁工程现行规范运用。3 通过本课程的学习，具有设计一般桥梁结构的能力。四、基本资料标准跨径、桥面净宽、荷载等级、主梁及横隔梁数目（按照自己的数据填写）五、基本内容1、提供钢筋混凝土

2、简支T形梁桥设计计算书一份，基本内容如下：（1） 拟定桥面铺装、主梁截面尺寸及各部分尺寸（2） 主梁内力计算（3） 配筋设计与各种验算2、完成下列图纸绘制（1） 桥梁一般布置图（2） 主梁一般构造图（3） 主梁钢筋布置图六、课程设计依据1 公路桥涵设计通用规范（JTG D602004）2 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）3 公路砖石及混凝土桥涵设计规范4 公路桥梁荷载横向分布计算七、要求1. 熟读规范、标准，理论联系实际；2. 手工与计算机绘图相结合，至少一张手工图，均采用3号图纸；说明书用A4纸，打印。3. 独立完成设计。第一章 设计资料与结构布置一 设计资

3、料1、 标准跨径：13m 装配式混凝土简支T形梁主梁全长：12.96m计算跨径：12.5m桥面净宽：净-7+2×0.75m 两车道2、 设计荷载汽车荷载等级：公路-级车道荷载均布荷载标准值()：10.5kN/m车道荷载集中荷载标准值（）：210kN人群荷载标准值：3.0kN/m3、主梁数目及宽度：4 2.0m4、横隔梁数目：55、选定的材料混凝土：C40混凝土性能指标（MPa）26.82.4018.41.653.25×10钢筋：HRB335 R235钢筋性能指标（MPa）2802802×106、设计依据（1） 公路桥涵设计通用规范（JTG D602004）（2）

4、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）（3） 公路砖石及混凝土桥涵设计规范（4） 公路桥梁荷载横向分布计算二 结构尺寸因梁高跨比的经济范围在1/111/18之间，故取梁高1.0m，跨中肋宽180mm，主梁间距2.0m，横隔梁高度在主梁高度3/4左右，取0.75m。桥面铺装层由下到上分别采用17cm混凝土三角垫层、1cm防水层、5cm混凝土保护层、2cm沥青混凝土；沥青混凝土密度：23kN/,贫混凝土密度：24kN/,C40钢筋混凝土密度：25kN/,每侧栏杆及人行道构件重量作用力：3kN/m。第二章 恒载内力计算1、结构自重集度主梁=0.18×1.0+&#

5、215;(2.0-0.18)×25=9.96kN/m横隔梁边主梁=（0.75）×()××5×25/12.50=0.92kN/m中主梁=2×0.92=1.84kN/m桥面铺装层(含防水层)=0.02×7.00×23+0.04×7.00×24+0.05×7.00×24+0.01×7×23/5 =3.99kN/m栏杆和人行道=3×2/5=1.2kN/m合计边主梁g=9.96+0.92+3.99+1.2=16.07kN/m中主梁=9.96+1.84+3.

6、99+1.2=16.99kN/m2、主梁结构自重产生内力截面 内力剪力Q(kN) g(l-2x)/2 弯矩M(kN·m)gx(l-x)/2x=0边主梁Q=×16.07×12.5=100.440中主梁Q=×16.99×12.5=106.190x=边主梁Q=×16.07×（12.50-2×）=50.22M=×(12.50)=235.40中主梁Q=×16.99×（12.50-2×）=53.10M=×(12.50)=248.88x=边主梁 0M=×16.07

7、15;=253.71中主梁 0M=×16.99×=331.84第三章 汽车、人群荷载产生内力计算一、 按杠杆原理法计算支点处横向分布系数：1、边主梁：=×（1+0.1）=0.55=×（2+0.875）=1.4382、中主梁：=×（1.8/2+0.9/2）=0.675 =0二、 按偏心压力法计算： 设此桥有刚度强大的横隔梁,桥各根主梁横截面均相等,主梁数n=4,梁间距为2.0m1、边主粱的横向影响线竖标值为： =+=20 =+=0.7 =-0.2荷载横向分布影响线零点距1#梁位距离为x;则有= x=4.67汽车荷载：=××（4

8、.67+2.87+1.57-0.23）=0.666人群荷载：=×(4.67+0.5+)=0.8312、中主梁的横向影响线竖标值为： =+=0.4 =0.1荷载横向分布影响线零点距1#梁位距离为x= x=7.5汽车荷载：=××(7.5+5.7+4.4+2.6)=0.539人群荷载：=×(7.5+0.5+)=0.450荷载横向分布系数汇总编号荷载位置公路II级人群荷载备注边主梁跨中0.6660.831按“偏心压力法”梁端0.5501.438按“杠杆原理法”中主梁跨中0.5390.450按“偏心压力法”梁端0.6750按“杠杆原理法”均布荷载和内力影响线面积计

9、算类型截面公路I级qk(kN/m)人群Qr(kN/m)影响线面积影响线图式10.53.0=1/8×=19.5310.53.0=1/2×1/2×12.5×0.5=1.5610.53.0=1/2×12.5×1=6.2510.53.0=3/32×12.5=14.6510.53.0=1/2×3/4×3/4×12.5=3.523、公路I级集中荷载计算：计算弯矩效应时：= 180+ ×(12.5-5)=210kN计算剪力效应时：=1.2×210=252kN查规范取=0.3因为双车道不折减

10、，故1边主梁截面荷载类型或或或公路I级10.52101.30.83114.65133.18559.322.34426.14人群3.0/0.66614.6536.52公路I级10.52521.30.8313.5232.00195360.7516363人群3.0/0.6663.52878公路I级10.52101.30.83119.53177.55745.733.13568.18人群3.0/0.66619.5348.69公路I级10.52521.30.8311.5614.18123.270.5109.19人群3.0/0.6661.563.89计算支点截面汽车荷载最大剪力横向分布系数变化区段的长度：a

11、=1/2×12.5-3.125=3.125 变化区荷载重心处的内力影响线坐标为1(12.5-3.125/3)/12.50.917对于边主梁：=(1+)· =1.3×1×10.5×0.666×6.25+ (0.550-0.666)×0.917=54.55kN=1.3×1×0.55×252×1.0=180.18kN则公路-I级作用下,边主梁支点的最大剪力为：=54.55+180.18=234.73KN计算支点截面人群荷载最大剪力：=0.831×3×6.25×3

12、.125×（1.438-0.831）×3×0.917=18.19kN 中主梁截面荷载类型或或或公路I级10.52101.30.53914.65107.79452.112.34344.32人群3.0/0.45014.6519.78公路I级10.52521.30.5393.5225.90158.330.75132.43人群3.0/0.4503.524.75公路I级10.52101.30.53919.53143.69603.523.13459.83人群3.0/0.45019.5326.37公路I级10.52521.30.5391.5611.4899.770.588.29

13、人群3.0/0.4501.562.17计算支点截面汽车荷载最大剪力对于中主梁：= (1+)·=1.3×1×10.5×0.539×6.25+ (0.675-0.539)×0.917=48.64KN=1.3×1×0.675×252×1.0=221.13KN则公路-II级作用下,1#6#梁支点的最大剪力为：=48.64+221.13=269.77KN计算支点截面人群荷载最大剪力：= =0.45×3.0×6.25×3.125×（0-0.45）×3.0&#

14、215;0.917=6.33KN第四章 内力组合一、边主梁控制设计的计算内力序号荷载类别弯矩（）剪力（）梁端四分点跨中梁端四分点跨中（1）结构自重0235.40253.71100.4450.220（2）汽车荷载0559.32745.73234.73195.36123.27（3）人群荷载036.5248.6918.198.783.89（4）1.2 (1)0282.48304.45120.5360.260（5）1.4(2)0783.051044.02328.62273.50172.58（6）0.81.4(3)040.9054.5320.379.834.36（7）(4)+(5)+(6)0116.43

15、1403.00469.52343.59176.94二、中主梁控制设计的计算内力序号荷载类别弯矩（）剪力（）梁端四分点跨中梁端四分点跨中（1）结构自重0248.88331.84106.1953.100（2）汽车荷载0452.11603.52269.77158.3399.77（3）人群荷载019.7826.376.334.752.17（4）1.2 (1)0298.66398.21127.4363.720（5）1.4 (2)0632.95844.93377.68221.66139.68（6）0.81.4 (3)022.5129.537.095.322.35（7）(4)+(5)+(6)0953.761

16、272.67512.20290.70142.03第五章 截面设计一尺寸拟定: =1403.00kN·m; =1106.43 kN·m1.确定翼缘板计算宽度简支梁计算跨径的1/3：12500×1/3=4166.7mm主梁中心距：1980mm不b+12: b+12=12×120+180=1620mm=（100+140）/2=120mm所以，取翼缘板的计算宽度=1620mm二配筋:选取HRB335钢筋，混泥土，18.4MPa, 280MPa, 1.65MPa, =0.56;采用焊接钢筋骨架，取90,r0=1.0， =1000-90=910;(-/2)=

17、5;18.4×1620×120×(910-120/2)=3040.41kN·m> =1403.00 kN·m 为第一类T 型梁，应按1620×1000矩形截面计算：计算混泥土受压高度：X=-=910-=53.28kN<=0.56×910=509.6且X<=120 所得的受拉钢筋截面面积为=5672.02 选4ø32和4ø28钢筋，提供的截面面积为5680，把8根钢筋分为四排，每排两根，焊接，所需的截面最小宽度：=2×25302×32=144<180受拉钢筋合力受

18、力作用点至梁下边缘距离为=32+28+30=90= h-=1000-90=910=45×1.65/280%=0.265%>0.2%取=0.265%=3.47%>0.265%配筋率满足公桥规要求.三承载力复核1、钢筋布置符合规范要求。2、判断T形截面的类型：x=53.36<=0.56×910=509.6x<=120属于第一类截面。按1620×1000的矩形截面进行验算。承载力验算：=18.4×1620×53.36×（910-）=1404.97 kN.m=1403.00kN.m计算结果表明，结构是安全的。四斜截面承

19、载力计算1、上限值-截面最小尺寸=469.52KN= ×180×910=528.34kN>=469.52kN所以该T形粱满足尺寸要求。2、下限值-核算是否需要根据计算配置箍筋若满足则此粱段范围内可仅根据构造要求设置箍筋。=×1.0×180×1.65×910=135.14kN=176.94kN175kN固需要设置箍筋。五剪力钢筋设计剪力图划分1、绘剪力图，如图所示2、计算（距支座中心处截面的计算剪力）=1000/2=500=176.94+×（6250-500）=446.11kN其中，应由混泥土和箍筋承担的计算剪力=0.6

20、=0.6×446.11=267.67kN应由弯起钢筋承受的计算剪力=0.4=0.4×446.11=178.45kN箍筋设计采用直径为R235直径为10 mm的双肢箍筋，=2×78.5=157，一般受弯构件中箍筋常按等间距布置，为了计算简便，计算公式中纵筋配筋百分率p及截面有效宽度均取跨中及支点截面的平均值。=100=100=100×=3.47=100=100×=0.94=2.20=932由式=327.25mm取=200并根据公桥规要求，支座中心至h/2=500范围内取=100，=0.0045=0.0018弯起钢筋设计：1、第一排弯起钢筋计算：根

21、据公桥规规定，计算第一排弯起钢筋时取用距支座中心h/2=500处由第一排弯起钢筋承担的剪力，即=178.45kN= =1201.92弯起2ø32 ，供给面积1609>1201.92 。2、第二排弯起钢筋计算：第二排弯起钢筋时，取第一排弯起钢筋起点处由弯起钢筋承担的那部分剪力值，此时，第一排弯起钢筋弯起段的水平投影长度计算如下（设净保护层厚为30，上部架立筋为2ø18）=h-2×保护层厚- -=1000-2×30321832=585=176.94+()×-276.67=161.68KN= =1088.97弯起2ø28，供给面积12

22、32>1088.973、第三排弯起钢筋计算： = - =858-28=830=176.94+(469.521176.94)×-276.67=122.82kN=827.23弯起2ø28，供给面积1232>827.23 4、第四排弯起钢筋计算：= -=830-28=802=176.94+(4)×-267.67=85.28kN=574.19加焊2ø20，供给面积628>574.195、第五排弯起钢筋计算：= - =802-20=782=176.94+(4)×-267.67=48.68kN= =327.86加焊2ø16，供给面积=402327.86第六章 全梁承载能力校核 由计算可得弯起钢筋距支座距离为2490mm，1/4截面距支座距离为2510mm,故有 =120mm 90 =910一、 跨中截面所能承担的最大弯矩计算x=53.36mm< =120=18.4×1620×53.36×（910-）=1404.97 KN·m=1403.00kN·m计算结果表明，结构是安全的