装配式钢筋混凝土简支形梁桥课程设计

PAGEPAGE30桥梁工程技术（课程设计）装配式钢筋混凝凝凝土简支T形梁桥学校：：：吉林交通通职职业技术术学院院院系：：：道路与桥桥梁梁工程分分院班级(学号)：：工程技术103330（08）姓名：：：贺常越指导教师：申建建建目录《桥梁工程》课课课程设计计任务务书一、行车道板计计计算11、进行结构重重重力内力、活活载内力计算算2、进行内力组组组合3、进行正截面面面、斜截面面设设计二、主梁计算551、进行结构重重重力内力计计算算2、进行活载内内内力计算3、进行内力组组组合4、进行正截面面面设计5、进行斜截面面面设计6、裂缝和挠度度度计算21装配式钢筋混凝凝凝土简支T形梁桥课课程程设计一、行车道板的的的计算(一)计算模式式行车道板按照两两两端固定定中间间铰接的的板来来计算(二)荷载及其其效应应1．每延米板上上上的恒载个个g沥青面层：C30面层：主梁构件：/mmm每延米跨宽板恒恒恒载合计计：2．永久荷载产产产生的效应应弯矩：剪力：3．可变荷载产产产生的效应应以重车后轮作用用用于绞缝缝轴线线上为最最不利利布置，此此时时两边的的悬臂臂板各承承受一一半的车车轮荷荷载根据《公路桥涵涵涵设计通通用规规范》4.3..1条后轮着着地地宽度及长长度度为：P=14440kNNμ=0.33顺行车方向轮压压压分布宽宽度：：垂直行车方向轮轮轮压分布布宽度度：荷载作用于悬臂臂臂根部的的有效效分布宽宽度：：单轮时：重叠根据《公路桥涵涵涵设计通通用规规范》4.3..2条，局部部加加载冲击击系数数：作用于每米宽板板板条上的的弯矩矩为：单个车轮时：取最大值：作用于每米宽板板板条上的的剪力力为：4．基本组合根据《公路桥涵涵涵设计通通用规规范》4.1..6条恒+汽：短期组合长期组合故行车道板的设设设计作用用效应应为：(三)截面设计计、配配筋与强强度验算算1.截面设计与与配配筋公路等级为二级级级，查表表混凝凝土等级级为ξξb=0..556假设则根据《公路桥涵涵涵钢筋混混凝土土和预应应力混混凝土桥桥涵设设计规范范》5.2..2条：根据《公路桥涵涵涵钢筋混混凝土土和预应应力混混凝土桥桥涵设设计规范范》5.2..2条：所以选8需要的间距为：：：校核：钢筋按一一一排布置置，满满足保护护层要要求实际有效高度：：：即钢筋间距为1111cm的钢筋符合要求求。二、主梁的计算算算(一)主梁的荷荷载横横向分布布系数1．跨中弯矩横横横向分布系系数数(根据偏心心受受压法计计算，考考虑主梁梁抗扭扭刚度修修正)(1)主梁的抗抗抗弯惯矩矩及抗抗扭惯矩矩平均板厚：主梁截面的重心心心距顶缘缘距离离：T形截面抗扭惯惯惯矩近似等等于于各个矩矩形截截面抗扭扭惯矩矩之和：：顶板：，查表得得得腹板：，查表得得得（二）T形梁横横横向分布布系数数计算1、位于支点处处处时，应按按照照杠杆原原理发发计算荷荷载横横向分布布系数数。绘制1号梁、22号梁梁、3号梁的荷荷载载横向分分布影影响线，如如下下图（b）、（c）、（d）所示，根根根据《公公路桥桥涵设计计通用用规范》规规定定，在横横向荷荷载分布布影响响线上确确定荷荷载沿横横向最最不利的的布置置位置。车辆横向轮距为为为1.800m，两辆汽汽车车车轮的的横向向最小间间距为为1.300m，车轮距距离离人行道道缘石石为0.500m。求出相应于荷载载载位置的的影响响线数标标值后后，就可可得到到1号梁的荷荷载载横向分分布系系数：2号梁的横向荷荷荷载分布系系数数为：3号梁的横向荷荷荷载分布系系数数为：2、偏心压力法法法计算荷载载横横向分布布系数数（1）此简支梁梁桥桥设有5道横隔梁梁，且且有可靠靠的横横向联系系，且且承重结结构的的长宽比比为：：近似等于2.所以当荷荷载载位于跨跨中时时，可按按偏心心压力法法来绘绘制影响响线，并并计算荷荷载横横向分布布系数数。(2)抗扭修正正正系数根据《公路桥涵涵涵钢筋混混凝土土和预应应力混混凝土桥桥涵设设计规范范》3.1..6条，(3)各主梁横横横向分布布系数数1号主梁的横向向向影响线具体见下图（4）求荷载横横向向分布系数数数按照《公路桥涵涵涵通用设设计规规范》（JTGDD60--20004）中规定定，将将汽车荷荷载和和人群荷荷载在在1号梁荷载载横横向分布布影响响线上按按横向向最不利利位置置进行布布载，如如图2.1..2（b）所示。设荷载横向分布布布影响线线的零零点到1号梁位的的距距离为x，，由图图中中几何关关系可可得：，解解得x=5..55m人行道路缘石至至至1号梁轴线线的的距离用直线内插法计计计算出荷荷载作作用点对对应的的1号梁荷载载横横向分布布影响响线上，如如图图2.1..2（b）所示。（5）计算1号号梁梁荷载横向向向分布系系数mc汽车荷载横向分分分布系数数人群群荷载横横向分分布系数数(三)作用效应应计算算1．永久作用效效效应(1)永久荷载载载假定桥面构造各各各部分重重力平平均分配配给主主梁承担担主梁：横隔板：边梁：中主梁桥面铺装：（4）栏杆及人人行行道集度计计计算（5）作用于边边主主梁的全部部部恒载集集度为为作用于中主梁的的的全部恒恒载集集度为2、计算恒载内内内力如图2.2..1所示，则则可可利用公公式式中g—根根梁梁所承受沿沿沿跨长的的和在在强度；；lll—计算跨径径；；—净跨径；xxx—弯矩和剪剪力力计算截截面位位置（以以支座座为坐标标原点点）各计算截面的弯弯弯矩和剪剪力计计算结果果，见见表表主梁恒载内力力力计算结结果剪力Q（kN）弯矩M（kN··m）M=O注：表中（）内内内的数值值为中中主梁的的内力力3、汽车车道荷荷荷载标准值值按《公路桥涵通通通用设计计规范范》，桥桥面净净宽7.5m，车辆双双向向行驶，，横横向布车车队数数为2，不考虑虑折折减系数数，公公路-II级车道荷荷载载标准值值为公公路-I级车道荷荷载载标准值值的0.75倍。均布荷载标准值值值为计算弯矩时的集集集中荷载载标准准值（利利用内内插法计计算）计算剪力时的集集集中荷载载标准准值人群集中荷载标标标准值4、计算冲击系系系数依据《公路路桥桥涵通用设设设计规范范》（JTGDD60--20004）的规定，简简简支梁桥桥的基基频可按按照下下列公式式进行行计算：：结构跨中处的单单单位长度度质量量：重力加速度取，则则由于C30级混混凝凝土的弹性性性模量主梁截面形心到到到T梁上缘的的距距离：跨中截面惯性矩矩矩：查查查表C25混凝土E取根据冲击系数表表表结构基频冲击系数结构基频冲击系数0.050.455、计算公路-II级车车道道荷载的跨跨跨中弯矩矩将车道按如图所所所示布置置，其其中，双双车道道不折减减，，车道均均布布荷载作作用下下则车道赫在的跨跨跨中弯矩矩为6、计算人群荷荷荷载的跨中中弯弯矩一侧人群荷载沿沿沿纵向的的线荷荷载集度度为7、计算跨中弯弯弯矩截面车车道道荷载最最大剪剪力鉴于跨中剪力影影影响线的的最大大竖标值值位于于跨中部部分，所所以全跨跨采用用跨中何何在横横向分布布系数数来计算算。按按照如图图所示示的布置置荷载载，公路-II级荷载作作用用下8、计算跨中截截截面人群荷荷载载的最大大剪力力9、计算支点截截截面车道荷荷载载的最大大剪力力计算支点截面最最最大剪力力时，需需要考虑虑荷载载横向分分布系系数沿桥桥跨的的变化，应应绘绘制荷载载横向向分布系系数沿沿桥跨方方向的的变化图图和支支点剪力力影响响线，如如图所所示。支点剪力影响线线线的面积积为：：则荷载横向分布系系系数变化化区段段长度为为：a=155..5/22-33.855=33.9（m）>3.88775对应于支点剪力力力影响线线的最最不利布布载如如图所示示，m变化区段段内内附加三三角形形荷载重重心处处的影响响线竖竖标值为为：则10、计算支点点截截面人群荷荷荷载的最最大剪剪力人群荷载的横向向向分布系系数沿沿桥跨变变化，如如图所示示，则则人群荷荷载的的支点剪剪力为为：11、内力组合合及及绘制包络络络图通过以上计算，得得到主梁的恒恒载作用效应应和活载作用用效应后，按按照承载能力力极限状态与与正常使用极极限状态，分分别对作用的的标准值乘以以分项系数后后加以组合，从从而得到作用用的设计值，以以此作为构件件设计和截面面验算的依据据。此次简支梁的作作作用效果果组合合及计算算结果果见下表表。组合支点跨中基本组合弯矩01712.0999·剪力396.35444134.13444短期组合弯矩0949.30555剪力229.9899994.119长期组合弯矩0757.71666剪力187.1688851.298(三)持久状况况承载载能力极极限状态态下截截面设计计、配配筋与验验算1.配置主筋由附表查得=1113.88MPPa，=1.3399MPa，=2800MMPa，=0.556，=1.00弯矩计算值M===Md=117712..099KNm=(100+11140))/22=1220mmm截面设计采用焊接钢筋骨骨骨架，故故可设设，则截面面有有效高度度。1翼缘的有效宽宽宽度为：按计算跨度（等于相邻两梁梁梁轴线间间的距距离）按翼缘厚度2外梁翼缘的有有有效宽度：：取上述三个数据据据中最小小的值值，故取取3判断T型梁截截面类型型由判断为I类T形形形截面4受压区高度得得得到5、主筋面积计计计算将各已知值及xxx=677mmm代入，求出根据以下原则：：：a、选用钢筋的的的总面积应应尽尽量接近近计算算所需的的钢筋筋；b、梁内主筋直直直径不宜小小于于10mm，也不能能大大于40mm，一般为12~3322mm，本设计计采采用12mm和32mm两种钢筋筋搭搭配，选选用632+4414，截面面面积积为48266++6166=554422mmm2；钢筋叠叠高高层数为5层；c、受拉钢筋的的的布置在满满足足净保护护层的的条件下下，应应尽量靠靠近截截面的下下边缘缘，钢筋筋的净净距和叠叠高都都满足构构造要要求。故故混凝凝土厚度度取及及附表1-8中规定的30mm，钢筋间间横横向净距距故满满足构造造要求求，钢筋筋布置置图见6、截面复核已设计的受拉钢钢钢筋中632的截面面面积积为48266mmm2，414的截面面面积积为616mmmm2，。由图2.4..2钢筋布置置图图可求得得，即即则有效高度①、由）计算，故为第一类TTT形截面②、受压高度由，求得③、正截面抗弯弯弯承载力由，求得正截面面面抗弯承载载力力又，故截面复核核核满足要求求。（2）腹筋的计计算算1、检查截面尺尺尺寸根据构造要求，梁梁最底层钢筋筋232通过支座截截面，支座截截面有效高度度跨中截面：截面尺寸符合设设设计要求求2、检查是否需需需要设置腹腹筋筋跨中段截面支座截面因,故可在梁跨跨中中的某长度度度范围内内按构构造配置置钢筋筋，其余余区段段可应按按计算算配置腹腹筋。3、计算剪力图图图分配在图2.4.33所所示的剪力力力包络图图中，支支点处剪剪力计计算值，跨跨中中处剪力力计算算值。的截面距跨中截截截面的距距离可可由剪力力包络络图按比比例求求得，为为在长度内可按构构构造要求布布置置钢筋。同同时时根据《公公路路桥规》规规定定，在支支座中中心线向向跨径径长度方方向不不小于1倍梁高范围围内内，钢筋筋的间间距最大大为100mmm。距支座中中心心线的h/2处的计算算剪剪力值由剪剪力力包络图图按比比例求得得，为为其中应由混凝土土土和箍筋筋承担担的剪力力计算算值至少少为；；应由弯弯起钢钢筋（包包括斜斜筋）承承担的的剪力计计算值值最多为为4、配置弯起钢钢钢筋。按比例关系，依依依剪力包包络图图计算需需设置置弯起钢钢筋的的区段长长度（3）计算各排排弯弯起钢筋截截截面面积积：1、计算第一排排排（对支座座而而言）弯弯起钢钢筋截面面面积积。取用距支座中心心心线为处由由弯弯起钢筋筋承担担的剪力力值。钢筋实际截面积积积。满足抗剪要求，其其弯起点为B，弯终点落落在支座中心心A截面处，弯弯起点B至点A的距离为：：则第一排弯起的的的弯起点点距支支座中心心距离离为11433mmm。弯起与梁纵轴线线线交点距支支座座中心距距离为为2、计算第二排排排弯起钢筋筋截截面积。按比例关系，依依依剪力包包络图图计算第第一排排弯起钢钢筋弯弯起点B处由第二二排排弯起钢钢筋承承担的剪剪力值值所以而钢筋实际截面面面积>。满足抗剪要求，其其弯起点为C，弯终点落落在第一排弯弯起钢筋弯起起点B截面处，其其弯起点C至B的距离为：：第二排弯起钢筋筋筋的弯起起点距距支点中中心距距离为：11077++11443==22550mmm。第二排弯起钢筋筋筋与梁纵纵轴线线交点距距支座座中心距距离为为：3、计算第三排排排弯起钢筋筋截截面积按比例关系，依依依剪力包包络图图计算第第二排排弯起钢钢筋弯弯起点C处由第三三排弯起钢筋承担担担的剪力力值而钢筋实际截面面面积。满足抗剪要求，其其弯起点为D，弯终点落落在第一排弯弯起钢筋弯起起点C截面处，其其弯起点D至C的距离为：：第三排弯起钢筋筋筋的弯起起点距距支点中中心距距离为：22500++10771==33221mmm。第三排弯起钢筋筋筋与梁纵纵轴线线交点距距支座座中心距距离为为：4、计算第四排排排弯起钢筋筋截截面积按比例关系，依依依剪力包包络图图计算第第三排排弯起钢钢筋弯弯起点D处由第四四排弯起钢筋承担担担的剪力力值第四排用补充斜斜斜筋为，实实际际钢筋截截面积积=。满足抗剪要求。其其弯起点E，弯终点落落在第二排弯弯起钢筋弯起起点D截面处，弯弯起点E至点D的距离为第四排弯起钢筋筋筋的弯起起点距距支点中中心距距离为：332211+100555=433766mm。第四排弯起钢筋筋筋与梁纵纵轴线线交点距距支座座中心距距离为为：5、计算第五排排排弯起钢筋筋截截面积按比例关系，依依依剪力包包络图图计算第第四排排弯起钢钢筋弯弯起点E处由第五五排弯起钢筋承担担担的剪力力值而钢筋实际截面面面积=。满足抗剪要求。其其弯起点F，弯终点落落在第二排弯弯起钢筋弯起起点E截面处，弯弯起点F至点E的距离为第五排弯起钢筋筋筋的弯起起点距距支点中中心距距离为：43766++10555==54331mmm。已大于490666mm,即在欲设设置置弯筋区区域长长度之外外，弯弯起钢筋筋数量量已满足足抗剪剪承载力力要求求第五排排弯起起钢筋与与梁纵纵轴线交交点距距支座中中心距距离：（4）绘制弯矩矩包包络图包络图是在荷载载载作用下下沿跨跨径变化化最大大弯矩图图。严严格的绘绘制方方法应按按梁上上各截面面的弯弯矩影响响线布布置荷载载而求求得。但但一般般中小桥桥可根根据已求求得的的跨中弯弯矩近近似按抛抛物线线规律求求出梁梁上其他他位置置的值，再再连连成圆顺顺的曲曲线，即即得弯弯矩包络络图，简简支梁弯弯矩包包络图抛抛物线线公式近近似为为：式中：—从跨中中中算起，即即跨跨中纵坐坐标为为0，支点纵纵坐坐标；计算如下：先按抛物线公式式式近似求求出控控制截面面的弯弯矩值。已已知知，，，配置跨跨中中截面钢钢筋，具具体尺寸寸见图图2.4..2。（跨中处）：：：：：通过以上五个控控控制截面面，就就可以把把他们们连接成成一光光滑的曲曲线。所所得到的的图2.4..4的弯矩包包络络图。（5）配置箍筋筋根据《桥规》关关关于钢筋筋混凝凝土应设设置直直径不小小于8mm，且不小小于1/4主筋直径径的的箍筋的的规定定，本设设计采采用封闭闭式双双肢箍筋筋，n=2，HPB22335钢筋，直径径为为，每肢箍箍筋筋截面积积，所所以。《桥规》中又规规规定：“箍筋间距距不不大于梁梁高的的1/2和400mmm”，“支撑截面面处处，支座座中心心向跨径径方