钢筋混凝土简支T梁桥设计计算课程设计任务书

1、.钢筋混凝土简支T 梁桥设计计算课程设计任务书题目 :钢筋混凝土简支 T 梁桥设计计算1. 课程设计教学条件要求桥梁结构课程设计是土木工程专业桥梁工程实践环节课，通过设计进一步巩固桥梁结构基本原理和基本知识 ，以及桥梁构造 ，培养设计动手能力 ，初步学会运用桥梁设计规范，桥梁标准图 ，估算工程材料数量 ，完成桥梁总体布置图的技能 。并为毕业设计以及今后专业工作中奠定必要基础 。本课程设计要求学生在一周的时间内通过指导教师的指导，完成任务书 中的全部内容，学生通过本课程的设计练习 ，使学生掌握钢筋混凝土简支 T 梁设计计算的步骤和方法，学会对 T 梁进行结构自重内力计算 、汽车荷载和人群荷载内力

2、计算 、内力组合 ；在汽车和人群荷载内力计算时 ，学会用杆杠原理法 、偏心受压法和 G-M 法求解荷载横向分布系数。2. 课程设计任务2.1 设计资料1 桥面净宽 ：净 -7 或8或9+2 ×1.0或 0.75或0.5m 人行道（各人按表中数据查询 ）2 主梁跨径及全长标准跨径 ：lb =10 或13或 16或20.00m （墩中心距离 ）（各人按表中数据查询 ）计算跨径 ：l =9.50 或12.50 或15.50或 19.50m （支座中心距离 ）（对应上面之数值 ）主梁全长 ：l全=9.96 或12.96或 15.96 或19.96m （主梁预制长度 ）（对应上面之数值 ）3

3、设计荷载汽车 I级；人群荷载 3.0kN/m 2或4.0kN/m 2或5.0kN/m 2 （各人按表中数据查询 ）汽车 级；人群荷载 3.0kN/m 2或4.0kN/m 2 或5.0kN/m 2 （各人按表中数据查询 ）4 材料 x钢筋：主筋用 级钢筋 ，其他用 级钢筋。混凝土：20号或25号或30号（自选）5 桥面铺装 ：沥青表面处厚 2cm （重力密度为 23Kn/m 3）， C25混凝土垫层厚 612cm （重力密度专业 .专注.为 24Kn/m 3）， C30T梁的重力密度为 25Kn/m 3 。6 T梁简图如下 ：横剖面纵剖面主梁截面尺寸可参考已有设计数据自己拟定（根据桥面净宽选取翼

4、缘宽、主梁高 、梁肋宽等 ）2.2 、计算内容1 行车道板的内力计算和组合；2 计算主梁的荷载横向分布系数用杠杆原理法求支点截面的横向分布系数，用偏心压力法求跨中截面的横向分布系专业 .专注.数。3 主梁内力计算 ；4 横隔梁内力计算 ；5 主梁配筋 ；6 主梁变形验算 。3. 课程设计报告书主要内容计算说明书包括 ：行车道板的内力计算和组合 ；主梁的荷载横向分布系数的计算 ；主梁内力计算 ；横隔梁内力计算 、配筋；主梁变形验算 。钢筋布置图 。4. 课程设计要求（1）学生按时完成课程设计 ，遵守课程设计要求与纪律。（2） 学生独立完成课程设计任务。指导教师分时段验收学生完成的阶段任务。（3）

5、学生按时提交课程设计成果和打印或手写的课程设计报告书。5. 课程设计参考资料 1公路桥涵设计通用规范 （JTGD60-2004 ） .人民交通出版社 ，2004 2公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范(JTGD60-2004 ） .人民交通出版社 ，2004 3姚玲森，桥梁工程 .出版社：人民交通出版社 ，1993 4范立础 ,桥梁工程 （上、下册） .出版社：人民交通出版社 ， 19966. 课程设计个人数据专业 .专注.一、 设计资料1 桥面净宽净82 1.0m 人行道2 主梁跨径及全长标准跨径l b13.00m （墩中心距离 ）计算跨径l12.5m （支座中心距离 ）主梁全长l

6、全12.96m （主梁预制长度 ）3 设计荷载汽车 级； 人群荷载 4.0kN / m 24 材料 钢 筋：主筋用 级钢筋 ，其他用 级钢筋。混凝土：25号5 桥面铺装 ：沥青表面处治厚 2cm （重力密度为 23kN / m 2 ）， C25 混凝土垫层厚 9cm（ 重力密度为 24kN / m 2 ）， C30T梁的重力密度为 25kN / m 2 。6 T梁简图如下 ：专业 .专注.图 1二、设计步骤与方法1、 行车道板计算（1）结构自重及其内力1）每延米板上的结构自重g ：沥青混凝土面层 g1 : 0.021.0230.46kN / mC25 混凝土垫层 g2 : 0.091.0242

7、.16kN / mT 梁翼板自重g3 :0.0 80. 142 52. 7 5 k N / m21. 0合计： ggi =5.37kN/ m2）每米宽板条的恒载内力弯矩M min, g1 gl 0215.370.8121.76kN m22剪力QAg gl 05. 370. 8 1 4. 3 5 k N（2）汽车车辆荷载产生的内力将车辆荷载后轮作用于铰缝轴线上，后轴作用力为 140kN ，轮压分布宽度如图，车辆荷载后轮着地长度为 a20.20m ，宽度 b20.60m 则专业 .专注.a1a22H0.220.110.42mb1b22H0.620.110.82m荷载对于悬臂梁根部的有效分布宽度：a

8、 a1d2l00.421.4 1.62 3.44 m由于这是汽车荷载局部加载在 T 梁的翼缘板上 ，故冲击系数取 11.3作用于每米宽板条上的弯矩为 ：M min, p1Pb14al 041.31400.820.8143.4448.00kNm作用于每米宽板条上的剪力为 ：QAp(1) p1.3140 226. 45kN4a43. 44（3）内力组合1）承载能力极限状态内力组合计算M u d1. 2M A g1. 4M A c1. 2( 1. 76)1. 4(8. 00)13. 31kN mQu d1. 2QA g1. 4QA g1. 24. 351. 426. 4542. 25kN所以，行车道

9、板的设计内力为 M ud13.31kN mQud42.25kN2）正常使用极限状态内力组合计算M udM Ag0.7M Ac( 1.76)0.7 (8.00)7.36kN mQudQAg0.7QAg4.350.726.4522.87kN2、计算荷载横向分布系数当荷载位于跨中时，此桥在跨度内设有横隔板，具有强大的横向联结刚性，且承重结构的长度比为 l19.52.17 2 ，可按刚性横梁法绘制影响线并计算横向分布系数mcq ，B5 1.8本桥各根主梁的横向截面均等，梁数 n=5,梁间距为 2 米。专业 .专注. .5ai 2a1 2a2 2a3 2a4 2a5 2i 1222( 221. 8)(2

10、 1.8)1. 80 ( 1.8)3 2. 4m21008001001234514018018018018014050180130180车荷载辆Por5401号梁横向影响线000726.000-Por2号梁横向影响线700644.00Por3号梁横向影响线04.0图 21 号梁11151a121(2 1.8)2nn2532.40.60aii 11a1a50.20nn2aii 1由 11 、 15 绘制 1梁的横向影响线 ，如上图及最不利荷载位置对于汽车荷载mcq112q10.6 (5.33.52.20.4)0.63325.4专业 .专注.对于人群荷载mcrr11 xr0.60 (5.4 0.4

11、 0.5) 0.7x5.42 号梁1a1a216.480.421nnai2532.4i11a2 a516.48025nnai2532.4i 1由 21 、 25 绘制 2梁的横向影响线 ，如上图及最不利荷载位置对于汽车荷载mcq 21q10.4 (5.33.52.20.4) 0.422225.4对于人群荷载mcr 2r21xr0.4 (5.40.40.5)0.467x5.43 号梁1a1 a310.231n0nai25i11a3 a510.235n0nai25i 1由 31 、 35 绘制 3梁的横向影响线 ，如上图 2 及最不利荷载位置对于汽车荷载mcq31q1(0.2 4) 0.422对于

12、人群荷载mcr 3r0.20.20.4表 1：横向分布系数梁号荷载位置公路 -级人群荷载跨中 mc0.6330.7001支点 m0.4721.500o专业 .专注.跨中 mc0.4220.4672支点 mo0.6110跨中 m0.40.4c3支点 mo0.63903、主梁内力计算（1）恒载内力计算1）、恒载集度主梁：g10. 181.3 0.080. 141. 80. 182 510 k N / m2横隔梁：对于边主梁 ：g210.080.141.80.180.150.1652522212.501.1kN / m对于中主梁 ：g212 1.12. 2 k N / m桥面铺装层 ： g30.02

13、8230.060.1272454.19kN / m2栏杆和人行道 ： g45 2 52kN / m作用于边主梁的全部恒载为 ： ggi 111.14.19 218.29kN/ m作用于中主梁的恒载强度为 ： g'112.2 4.19219.39kN / m2）、恒载内力计算边主梁的弯矩和剪力，计算图式如图所示 ，则：M Xglxgx xgx (l x)222QXglgxg (l2x)22专业 .专注.图 3 ：恒载内力计算式各计算截面的剪力和弯矩值，列于表 2 内。表 2剪力 Q（ kN）弯矩 M （ kN/ m ）x 0Q18.29 12.50114.3M=O(0)2（ 121.2

14、）x1Q18.29(12.512.5 ) 85.7M18.2912.5（12.512.5 ） 267.9424244(90.9)(284.03)x1Q0M118.29 12.52357.228(0)(378.7)注：括号（ ）内值为中主梁内力 。（2）活载内力计算1、计算活载 （车道荷载 ）和人群荷载引起截面内力（跨中弯矩 、支点剪力和跨中剪力）。专业 .专注.对于汽车荷载对于人群荷载对于汽车荷载对于人群荷载对于汽车荷载.100800100140180180180180140Por1801号梁横向影响线5051.4149.02号梁横向影响线or180P462092.000Por1801303号

15、梁横向影响线42962.000.0图 41 号梁mOpq11.80.1220.4721.8mO r0. 50. 41. 8r1. 81. 52 号梁q10.11.70.4mOp21.80.6112mOrr0（由于是出现负的 ，取零，出于安全考虑 ）3 号梁q110.5mOp220.63921.8专业 .专注.对于人群荷载mOrr0支点剪力1 5 梁Q011 2. 5 1 1 8. 2 9 1. 1 4k N3 12234 梁Q011 2. 5 1 19. 3 9 1 21kN.1 922、均布荷载和内力影响线面积计算表 3:均布荷载和内力影响线面积计算表公路 -级人群10.50.75M l /

16、 24.0 0.75 37.875Ql / 27.8753Q07.87533公路 -级中集中荷载 PK 计算计算弯矩效应时PK0.75 180计算剪力效应时PK1.2157.54计算冲击系数影响线面积影响线图式1Ll 221.13m 2L/48l1/281.56m-1/2l=6.25m1236018012.55157.5kN50 5189kN结构跨中处的单位长度量：0.080.182A0.18 1.3(1.80.18)0.41mG0.41 25mc1.04kg / mg9.81专业 .专注.主梁截面形心到T 梁上缘的距离 ：0. 11 (1. 8 0.1 8 )(0.11/ 2) 1. 3 0

17、.18 (1. 3/ 2)y(1. 80. 3 8m0. 110. 18) 1. 3 0. 18跨中截面惯性矩 ：(1.80.18)0.113(1.80.18)0.11)2I c120.11 (0.420.18 1.330.18 1.3(1.30.4)20.06897m 4122查表 C25 混凝土 E 取 2.81010 PafEI c3.142.8 10100.06897mc2 12.5213.19Hz2l 211200. 1 7 6 7 lfn0. 01570.则冲击系数11.44因双车道不折减 ，故1跨中弯矩 M l / 2 计算由于跨中弯矩横向分布系数1、 5梁最大，所以只需计算1、

18、 5梁的弯矩 ，计算如下 ：（1）对于 1# 梁公路 级汽车活载的跨中弯矩 ：S汽Ml / 2(1)mc q1 (qKPK y)12. 51. 4410. 633(7. 87521.1 3157. 5)46 0 0.3 1k Nm人群荷载的跨中弯矩 ：S人Ml / 2mc r1qr0. 742 1.1 35 9.1 6 k Nm专业 .专注.（2）对于 2# 和 4# 梁公路 级汽车活载的跨中弯矩 ：S汽Ml / 2(1) mc q 2 (qKPK y)1.44 10. 422 (7. 87512. 55)21.1 3 157.440 0.2 1k Nm人群荷载的跨中弯矩 ：S人M l /2

19、mcr 2 qr0.467 4 21.13 39.39kN m（3）对于 3# 梁公路 级汽车活载的跨中弯矩 ：S汽 M l /2(1) mcq 3 (qKPK y)1.4410.4(7.87521.13157.512.5 )379.35kN m4人群荷载的跨中弯矩 ：S人M l /2mcr 3 qr0.4421.1333.81kN m跨中剪力 Ql / 2 计算（1）对于 1和 5# 梁公路 级汽车活载的跨中剪力 ：S汽 Ql / 2(1)mcq1( qKPK y)1.4410.633(7.8751.5631890.5)97.36kN人群荷载的跨中剪力 ：S人 Ql / 2 mcr1 qr0

20、.7 4 1.563 4.38kN（2）对于 2和 4# 梁专业 .专注.公路 级汽车活载的跨中剪力 ：S汽Ql / 2 (1)mcq 2 ( qKPK y)1.44 1 0.422 (7.875 1.563 1890.5)64.91kN人群荷载的跨中剪力 ：S人 Ql / 2 mcr 2 qr0.467 4 1.563 2.93kN（3）对于 3# 梁公路 级汽车活载的跨中剪力 ：S汽Ql / 2(1 ) mcq 3 ( qKPK y)1.4410.4(7.8751.5631890.5)61.52kN人群荷载的跨中剪力 ：S人 M l /2 mcr 3 qr0.4 4 1.563 2.5kN

21、支点剪力 Q0 计算12.5横向分布系数变化区段的长度a 3.1 3.15m 2附加三角形重心影响线坐标： y112.5 13.15 /12.5 0.9163（1）对于 1和 5# 梁公路 级汽车活载的支点剪力 ：Q 均(1)qK mcq1a (m0q1mcq1) y021.4417.8750.6336.253.15(0.4720.633)0.91642.33kN2Q0 集(1)m0q1PK y1.441 0.472 189 1 128.46kNQ0Q0 均Q0集42.23128.46170.69kN专业 .专注.人群荷载的支点剪力 ：Q0 rmcr 1 qra ( m r0 1 mcr )1

22、qry20.746.253.15(1.50.7)40.91625.32kN（2）对于 2和 4# 梁公路 级汽车活载的支点剪力 ：Q 均(1)qK mcq 2a (m0q 2mcq 2 ) y021.4417.8750.4226.253.15(0.6110.422)0.91633.00kN2Q0 集(1)m0q 2 PK y1.4410.611 189 1 166.29kNQ0Q0 均Q0集33.00 166.29 199.29kN人群荷载的支点剪力 ：Q0 rmcr 2 qray(m0r 2mcr 2 )qr20.46746.253.15(00.467)40.9168.98kN2（3）对于

23、3# 梁公路 级汽车活载的支点剪力 ：Q0 均(1)qK mcq3amcq3 ) y(m0q 321.4417.8750.46.253.15(0.6110.4)0.916231.08kNQ0 集(1)m0q3 PK y1.4410.639 1891173.91kNQ0Q0 均Q0集31.80173.91205.71kN人群荷载的支点剪力 ：专业 .专注.aQ0 rmcr3qr(m0r 3mcr 3) qry20.446.253.15(00.4)40.9167.69kN2荷载组合mm0 Sud0 (Gi SGikQ 1SQ1kcQj SQ j k)i1j2其中 rGi1.2 ， rQ 11.4

24、， rQj1.4 ， ro1.0 ，c0.8表 4：跨中弯矩组合活载（ kN m）梁恒载 （ kN m ）组合值 （ kN m ）汽车人群1 、 5357.2600.3159.161335.32 、 4378.7400.2139.391124.93378.7379.2533.81958.7表 5：跨中剪力组合活载 （ kN ）梁恒载（ kN ）组合值 （ kN ）汽车人群1 、 5097.364.38141.22 、 4064.912.9394.23061.522.588.9表 6：支点剪力组合活载 （ kN ）梁恒载（ kN ）组合值 （ kN ）汽车人群专业 .专注. .1 、 5114.

25、3170.695.32382.12 、 4121.2199.38.98434.63121.2205.717.69442.14、横隔梁的计算1、确定作用在中横隔梁上的计算荷载：纵向一列车轮对于中横隔梁的计算荷载为：计算弯矩时 ：Poq1 (qkPk y)1 (7.87513.1 21157.5 1) 90.96kN222Porqr23.116.2kN22计算剪力时Poq1 (7.87513.1 211.2157.51)106.7kN222、绘制中恒隔梁的内力影响线专业 .专注.12345a)-+b)-+图 5P=1 作用在 1梁时：M1.5d0.5d11.5dr 111210.61.51.80.40.51.811.51.80.72P=1 作用在 5梁时：M1. 5d0.d5r 51 52 50. 2 1.5 1.8 00. 5 4P=1 作