土木简支T型梁桥毕业设计(标准跨径30m)

1、桥梁工程课程设计大纲一、课程设计性质、目的及任务桥梁工程课程设计是土木工程专业交通土建专业方向重要的实践性教学环节，是学生修完桥梁工程课程后对梁式桥设计理论的一次综合性演练。其目的是使学生深入理解梁式桥的设计计算理论，为今后独立完成桥梁工程设计打下初步基础。其任务是通过本次课程设计，要求熟练掌握以下内容：1梁式桥纵断面、横断面的布置，上部结构构件主要尺寸的拟定。2梁式桥内力计算的原理，包括永久作用的计算、可变作用的计算（尤其是各种荷载横向分布系数的计算）、作用效应的组合。3梁式桥纵向受力主筋的配置、弯起钢筋和箍筋的配置，以及正截面抗弯、斜截面抗剪、斜截面抗弯和挠度的验算，预拱度的设置。4板式橡

2、胶支座的设计计算。三、先修课程材料力学、弹性力学、结构力学、结构设计原理、地基与基础工程、交通规划与道路勘测设计、道路工程、桥涵水力水文四、课程设计的基本要求本设计为装配式钢筋混凝土简支T型梁桥设计（上部结构），其下部结构为重力式桥墩和U型桥台，支座拟采用板式橡胶支座。学生在教师的指导下，在两周设计时间内，综合应用所学理论知识和桥梁工程实习所积累的工程实践经验，贯彻理论联系实际的原则，独立、认真地完成装配式钢筋混凝土T型梁桥的设计。基本要求为：计算书应内容完整，计算正确，格式规范，叙述简洁，字迹清楚、端正，图文并茂；插图应内容齐全，尺寸无误，标注规范，布置合理。五、课程设计内容1题目：装配式钢

3、筋混凝土简支T形梁桥设计（上部结构）2基本资料（1）桥面净空：净9+2（2）永久荷载：桥面铺装层容重=23kN/m。其他部分=25kN/m。（3）可变荷载：汽车荷载，公路-级（或级），人群荷载；人行道+栏杆=5kN/m。（4）材料：主筋采用级钢，其他用级钢，混凝土标号C40。（5）桥梁纵断面尺寸：标准跨径 Lb=25m，计算跨径L=24.5m，桥梁全长L，=24.96m（或标准跨径 Lb=30m，计算跨径L=29.5m，桥梁全长L，=2）。3设计内容（1）纵横断面设计。根据给定的基本设计资料，参考标准图、技术规范与经验公式，正确拟定桥梁纵断面和横断面的布置，选取恰当的桥面铺装层，初步确定T形主

4、梁、横隔梁、桥面铺装层等的细部尺寸。绘制桥梁横断面布置图、纵断面布置图，T形梁细部尺寸图。（2）行车道板计算。确定行车道板类型，进行行车道板恒载内力计算、活载内力计算、作用效应组合，获得行车道板最大设计内力值。（3）主梁内力计算。选取控制截面分别进行主梁恒载内力计算、活载内力计算，以及作用效应的组合计算（含承载能力极限状态和正常使用极限状态两种极限状态的作用效应组合）。其中进行主梁活载内力计算时，荷载横向分布系数的计算，要求根据主梁空间位置及主梁间连接刚度的不同，分别对各片主梁采用杠杆原理法、偏心压力法、修正的偏心压力法、铰接板法、G-M法等来计算荷载横向分布系数，并对荷载横向分布系数的计算结

5、果进行汇总；随后选取其中一种跨中荷载横向分布系数的计算结果与杠杆原理法的计算结果进行主梁内力作用效应的组合计算（含跨中最大弯矩值、跨中最大剪力值和支座截面的最大剪力值），形成各片主梁的内力计算汇总表。根据内力计算汇总表，确定主梁各截面的最不利内力值作为设计值。（4）配置钢筋及验算。根据主梁跨中最大弯矩设计值，进行主梁纵向受拉钢筋的配置；根据主梁跨中最大剪力设计值和支座截面的最大剪力设计值，进行弯起钢筋和箍筋的配置。根据以上钢筋配置进行主梁正截面抗弯、斜截面抗剪、斜截面抗弯，和变形、裂缝的验算，设置预拱度，保证主梁有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。绘制跨中截面钢筋布置图，弯起钢筋和箍筋布置图。

6、（5）板式橡胶支座设计。确定支座的平面尺寸、确定支座的高度、验算支座的偏转情况，验算支座的抗滑稳定性。六、主要参考书1.桥梁工程刘夏平主编，科学出版社，20072公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004），人民交通出版社 3公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004），人民交通出版社4桥梁混凝土结构设计原理计算示例黄侨，王永平编著，人民交通出版社，2006七、评价方式结合学生课程设计期间独立完成的情况、计算说明书的质量综合评价。八、说明本课程设计安排在桥梁工程课程讲授完成后集中2周进行。条件许可也可以穿插在课程讲授过程中进行，效果更好。 大纲制定者：朱玉晓 大纲审

7、定者： 大纲批准者： 目录 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc264498233 装配式钢筋砼简支T型梁桥设计 PAGEREF _Toc264498233 h 1 HYPERLINK l _Toc264498234 主梁设计 PAGEREF _Toc264498234 h 3 HYPERLINK l _Toc264498235 一、结构尺寸拟定 PAGEREF _Toc264498235 h 3 HYPERLINK l _Toc264498236 二、主梁内力计算 PAGEREF _Toc264498236 h 3 HYPERLINK l _Toc26449823

8、7 （一）主梁的荷载弯矩横向分布系数 PAGEREF _Toc264498237 h 3 HYPERLINK l _Toc264498238 （二）、内力计算 PAGEREF _Toc264498238 h 10 HYPERLINK l _Toc264498239 1恒载内力 PAGEREF _Toc264498239 h 10 HYPERLINK l _Toc264498240 2、活载内力计算 PAGEREF _Toc264498240 h 11 HYPERLINK l _Toc264498241 三、截面设计、配筋与验算。 PAGEREF _Toc264498241 h 16 HYPER

9、LINK l _Toc264498242 1） 截面设计 PAGEREF _Toc264498242 h 16 HYPERLINK l _Toc264498243 2） 截面复核 PAGEREF _Toc264498243 h 17 HYPERLINK l _Toc264498244 4）跨中截面的纵向受拉钢筋计算 PAGEREF _Toc264498244 h 18 HYPERLINK l _Toc264498245 5）腹筋设计 PAGEREF _Toc264498245 h 18 HYPERLINK l _Toc264498246 （4）箍筋设计 PAGEREF _Toc26449824

10、6 h 19 HYPERLINK l _Toc264498247 （5）弯起钢筋及斜筋设计 PAGEREF _Toc264498247 h 20 HYPERLINK l _Toc264498248 （6）斜截面抗剪承载力的复核。 PAGEREF _Toc264498248 h 24 HYPERLINK l _Toc264498249 四、裂缝宽度验算 PAGEREF _Toc264498249 h 25 HYPERLINK l _Toc264498250 五、变形验算 PAGEREF _Toc264498250 h 26 HYPERLINK l _Toc264498251 六、横梁的计算 PA

11、GEREF _Toc264498251 h 27 HYPERLINK l _Toc264498252 1.横隔梁弯矩计算 PAGEREF _Toc264498252 h 27 HYPERLINK l _Toc264498253 2. 横隔梁截面配筋与验算 PAGEREF _Toc264498253 h 29 HYPERLINK l _Toc264498254 七、支座（局部承压）计算 PAGEREF _Toc264498254 h 31 HYPERLINK l _Toc264498255 八、行车道板计算 PAGEREF _Toc264498255 h 32九、桥型总体布置图和主梁钢筋构造图装

12、配式钢筋砼简支T型梁桥设计一、课题与设计资料（一）设计资料1、装配式钢筋混凝土简支T型梁桥设计（1）桥面净空 净7+2（二）设计荷载（双学号）公路I级和人群荷载标准值为3（三）主梁跨径和全长标准跨径： (墩中心距离)；计算跨径：15.50 (支座中心距离)；主梁全长：15.96 (主梁预制长度)。（四）材料钢筋：主钢筋采用HRB335，其它用钢筋采用R235混凝土：（双学号）C30（五）缝宽度限值：类环境（允许裂缝宽度0.02mm）。（六）设计依据公路桥涵设计通甩规范（JTGD602004）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD622004）（七）参考资料 桥梁工程，姚玲森主编，人

13、民交通出版社，北京。 桥梁计算示例集混凝土简支梁（板）桥，易建国主编，人民交通出版社，北京。 结构设计原理，沈浦生主编。（8）桥位断面见附件。二、任务与要求1、结构尺寸拟定；2、主梁内力计算；3、主梁正截面、斜截面设计与复核，以及全梁承载能力校核；4、局部承压的计算；5、钢筋混凝土受弯构件的变形与裂缝计算；6、绘制桥型总体布置图和主梁钢筋构造图；7、总说明书（包括文件装订）。主梁设计一、结构尺寸拟定主梁截面尺寸：根据公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004），梁的高跨比的经济范围在1/11到1/16之间，此设计中标准跨径为25m，拟定采用的梁高为1.60m，翼板宽1.7m，腹板宽0.18m

14、。 主梁间距和主梁片数：桥面净空：净9+2，采用7片T型主梁标准设计，主梁间距为1.70m。 二、行车道板计算计算如图所示的T梁翼板，荷载为公路一级，桥面铺装为9cm（计算行车道板安全考虑）的沥青混凝土和8cm的C40混凝土垫层。（1）每延米板上的恒载g：沥青混凝土面层及C40混凝土垫层T梁翼板自重合计：每延米宽板条的恒载内力弯矩剪力车辆荷载产生的内力将车的后轮置于图中位置，后轴作用力为P=140kN,轮压分布宽度如图所示。对于车轮荷载中后轮的着地长度为，宽度为，则有：荷载对于悬臂根部的有效分布宽度：单个车轮：两个车轮：冲击系数作用于每米宽板条上的弯矩为：两个车轮：单个车轮：作用于每米宽板条上

15、的剪力为：荷载组合恒+汽：基本组合：所以，行车道板的设计内力为： I类环境，取r0=1.0 C40混凝土：fcd=18.4MPa ftd=1.65MPa b=HRB335中：fsd=280MPa(1)求混凝土相对受压区高度x悬臂根部高度h=16cm,净保护层厚度2cm,取14钢筋有效高度h0 按（D62）5.2.2条： r0Mdfcdbx(h0-x/2) 故x=0.0156m取为0.016md=28mm及附表中规定的30mm，钢筋间横向净距：故满足构造要求。截面复核已设计的受拉钢筋中的面积为，。由布置图可以求得，即则实际有效高度。判断T形截面的类型由于，故为第一类T形截面。求受压区高度x，即正

16、截面抗弯承载力，求得正截面抗弯承载力为 又，故截面复核满足要求。3）已知设计数据及要求梁体采用C30混凝土，轴心抗压强度设计值，轴心抗拉强度设计值。主筋采用HRB335钢筋，抗拉强度设计值；箍筋采用R235钢筋，直径8mm，抗拉强度设计值。取.0简支梁控制截面的弯矩组合设计值和剪力组合设计值为跨中截面l/4跨截面支点截面要求确定纵向受拉钢筋数量和进行腹筋设计。4）跨中截面的纵向受拉钢筋计算由前面的计算可知：跨中截面主筋为，焊接骨架的钢筋层数为6层，纵向钢筋面积，截面有效高度，抗弯承载力。5）腹筋设计（1）截面尺寸检查根据构造要求，梁最底层钢筋通过支座截面，支点截面有效高度为截面尺寸符合设计要求

17、。检查是否需要根据计算配置箍筋跨中段截面：支点截面：2.5，取=2.5，=990mm 支点截面 =0.65，=1054则平均值分别为P=（2.5+0.65）/2=1.57 =（990+1054）/2=1022mm箍筋间距 =187mm确定箍筋间距的设计值尚应考虑公路交规的构造要求。若箍筋间距计算值去=180mm1/2h=550及400mm，是满足规范要求的。而且箍筋配筋率。综上可知，符合规范要求。在支座中心向跨径长度方向的1100mm范围内，设计箍筋间距=100mm，尔后至跨中截面统一的箍筋间距取=180mm。（5）弯起钢筋及斜筋设计设采用架立钢筋为，钢筋中心至梁受压翼板上边缘距离。弯起钢筋的

18、弯起角度为，现弯起N1N5钢筋，计算如下：简支梁的第一排弯起钢筋的末端弯折点应位于支座中心的截面处。这时为弯起钢筋的弯起角度为，则第一排弯筋（2N5）的弯起点1距支座中心距离为939mm。弯筋与梁纵轴线交点距支座中心距离为。对于第二排弯起钢筋，可得到：弯筋（2N4）的弯起点2距支座中心距离为。分配给第二排弯起钢筋的计算剪力值，由比例可求出：，求得所需提供的弯起钢筋截面积（）为第二排弯筋与梁纵轴线交点距支座中心距离为 同理可以算出其他排钢筋的数据。弯起钢筋计算表弯起点12345939907876852830距支座中心距离9391846272235744404分配的计算剪力值185.6 168.2

19、 143.58 88.07 49.81 需要的弯筋面积1250 1133 967 593 335 可提供的弯筋面积1609(228)1609(228)1609(228)628(220)628(220)弯筋与梁轴交点到支座中心的距离4661405231331924405按照计算剪力初步布置弯起钢筋和弯矩包络图如下：各排弯起钢筋弯起后，相应正截面抗弯承载力计算如下表钢筋弯起后相应各正截面抗弯承载能力梁区段截面纵筋有效高度T形截面类型受压区高度抗弯承载力支座中心-1点1054第一类17 360.6 1点-2点1038第一类34 704.5 2点-3点1023第一类51 1031.6 3点-4点100

20、7第一类68 1342.1 4点到5点998 第一类76 1493.4 5点-跨中990第一类85 1640.3 将表中的正截面抗弯承载力在图上用各平行直线表示出来，它们与弯矩包络图的交点分别为i、j、.、q，以各值可求得i、j、.、q到跨中截面距离x值。现在以图中所示弯起钢筋的弯起点初步位置来逐个检查是否满足规范要求。第一排弯起钢筋（2N5）其充分利用点“m”的横坐标x=5827mm，而2N5的弯起点1的横坐标，说明1点位于m点左边，且，其不需要点n的横坐标x=6834mm，而2N5钢筋与梁中轴线交点1的横坐标满足要求。第二排弯起钢筋（2N4）其充分利用点“l”的横坐标x=4673mm，而2

21、N4的弯起点2的横坐标x=4673mm，且，其不需要点m的横坐标x=5827mm，而2N4钢筋与梁中轴线交点2的横坐标满足要求。第三排弯起钢筋（2N3）其充分利用点“k”的横坐标x=3215mm，而2N3的弯起点3的横坐标，且，其不需要点l的横坐标x=4673mm，而2N3钢筋与梁中轴线交点3的横坐标满足要求。第四排弯起钢筋（2N2）其充分利用点“j”的横坐标x=2175mm，而2N2的弯起点4的横坐标，且，其不需要点k的横坐标x=3215mm，而2N2钢筋与梁中轴线交点4的横坐标满足要求。第五排弯起钢筋（2N1）其充分利用点“i”的横坐标x=0mm，而2N1的弯起点5的横坐标，且，其不需要点

22、i的横坐标x=0mm，而2N1钢筋与梁中轴线交点5的横坐标满足要求。由上述检查结果可知图中所示弯起钢筋弯起点初步位置满足要求。由包络图可以看出形成的抵抗弯矩图远大于弯矩包络图，所以可以进一步调整钢筋的弯起点位置，在满足规范的前提下，使抵抗弯矩图接近弯矩包络图，在弯起钢筋间增加直径为16mm的斜筋，下图为调整后的钢筋布置图。梁弯起钢筋和斜筋设计布置图（尺寸单位：cm）（6）斜截面抗剪承载力的复核。复核距支座中心处为h/2处斜截面抗剪承载力。选定斜截面的顶端位置距支座中心为h/2处截面的横坐标为x1=7750-550=7200mm，正截面的有效高度。取斜截面投影长，则可做出斜截面顶端的位置。其横坐

23、标x=7200-1054=6146mm。斜截面抗剪承载力的复核此处正截面上的剪力及相应的弯矩计算如下：此处正截面有效高度（主筋为），则实际广义的剪跨比m及斜截面投影长度c分别为 斜截面内纵向受拉主筋有，相应的主筋配筋率p为箍筋配筋率与斜截面相交的弯起钢筋有2N5、2N4，斜筋有2N7。按公式算出此斜截面抗剪承载力为。故斜截面抗剪承载能力符合要求。其余截面用类似的方法验算，得下表：从表中可以看出，每个斜截面的抗剪承载力都符合要求。斜截面Xixmcp1720010546146419.98 601.55 1.4 0.859 0.65 0.31%430.19 2681110385773403.23 7

24、21.54 1.7 1.074 0.66 0.31%489.88 3590410234881363.17 978.02 2.6 1.616 0.67 0.31%489.82 4502810074021324.56 1184.64 3.6 2.190 0.68 0.31%489.75 541769983178286.70 1348.42 4.7 2.822 0.69 0.31%370.34 633469902356249.79 1471.19 5.9 3.534 0.69 0.31%287.39 四、裂缝宽度验算按照规范所定，最大裂缝宽度为：取，对于荷载组合I，取取，取纵向受拉钢筋的直径d=32

25、mm含筋率组合I时，取，把数据代入方程得： 满足规范要求。其他梁数据如下：五、变形验算按规范变形可按下列公式计算，换算截面中性轴距T梁顶面的距离x代入各数值后解方程得：算开裂截面的换算惯性矩活载挠度计算，汽车荷载不计冲击系数时：横载挠度计算梁桥主梁跨中最大允许挠度：变形验算满足要求。预拱度设置总挠度所以预拱度值为预拱度沿梁长按二次抛物线设置。六、横梁的计算从主梁计算得知，当时用G-M法查出下表计算项目荷载位置b3/4b 1/2b1/4b0-0.228 -0.118 -0.003 0.118 0.239 -0.080 -0.035 0.199 0.088 0.191 0.148 0.083 0.202 -0.030 -0.048 0.032 0.018 0.043 -