钢筋混凝土简支梁桥设计任务书

钢筋混凝土简支梁桥设计任务书一、 课程设计题目1、钢筋混凝土简支梁桥上部结构设计（标准跨径为22米。计算跨径为21.5米，预制梁长为21.96,桥面净空：净——9+2X0.75米）（1—5号）2、 钢筋混凝土简支梁桥上部结构设计（标准跨径为22米。计算跨径为21.5米，预制梁长为21.96，桥面净空：净——8.5+2X1.00米）（6—11号）3、 钢筋混凝土简支梁桥上部结构设计（标准跨径为22米。计算跨径为21.5米,预制梁长为21.96,桥面净空：净——8+2X1.50米）（12—16号）4、 钢筋混凝土简支梁桥上部结构设计（标准跨径为20米。计算跨径为19.5米，预制梁长为19.96,桥面净空：净——9+2X0.75米）（17—22号）5、 钢筋混凝土简支梁桥上部结构设计（标准跨径为20米。计算跨径为19.5米，预制梁长为19.96,桥面净空：净——8.5+2X1.00米）（23—27号）6、 钢筋混凝土简支梁桥上部结构设计（标准跨径为20米。计算跨径为19.5米,预制梁长为19.96,桥面净空：净——8+2X1.50米）（28—31号）7、 钢筋混凝土简支梁桥上部结构设计（标准跨径为19米。计算跨径为18.5米,预制梁长为18.96,桥面净空：净——9+2X0.75米）（32—35号）8、 钢筋混凝土简支梁桥上部结构设计（标准跨径为19米。计算跨径为18.5米,预制梁长为18.96,桥面净空：净——8.5+2X1.00米）（36—39号）9、 钢筋混凝土简支梁桥上部结构设计（标准跨径为19米。计算跨径为18.5米,预制梁长为18.96,桥面净空：净——8+2X1.50米）（40—43号）二、 设计基本资料1、 设计荷载：公路一II级。人群3.0KN/m2,每侧栏杆及人行道的重量按4.5KN/m计。2、 河床地面线为（从左到右）：0/0,-3/5,-4/12,-3/17,-2/22,-2/27,0/35（分子为高程,分母为离第一点的距离,单位为米）：地址假定为微风化花岗岩。3、 材料容重：水泥混凝土23KN/ma,钢筋混凝土25KN/ma,沥青混凝土21KN/mao

4、 桥梁纵坡为0.3%，桥梁中心处桥面设计高程2.00米。三、 设计容1、主梁的设计计算2、行车道板的设计计算3、桥面铺装设计4、桥台设计四、 要求完成的设计图及计算书1、 桥梁总体布置图，主梁纵、横截面布置图（CAD出图）2、 荷载横向分布系数计算书（杠杆原理法、偏心压力法）3、 主梁力计算书4、 行车道板力计算书5、所有计算书（A4）和图纸（A3）均须用计算机打印；计算书和图纸要装订成册，应独立完成课程设计，每人交1份，每份应有封面和目录。五、 参考文献（1） 、《结构设计原理》教材（2） 、《桥梁工程》教材（3） 、公路桥梁设计手册《梁桥》（上、下册）人民交通（4） 、桥梁计算示例丛书《混凝土简支梁（板）桥》（第二版）易建国主编人民交通（5） 、交通部颁布标准（5） 、交通部颁布标准JTGB01-2003（6） 、交通部颁布标准JTGD60-2004（7） 、交通部颁布标准JTGD62-2004计规》（8） 、交通部颁布标准JTGD61-2005《公路工程技术标准》《公路桥涵设计通用规》公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设《公路圬工桥涵设计规》人民交通六、 课程设计学时1周（17周）2、桥梁设计说明桥梁设计包括纵、横断面设计和平面布置。1、纵断面设计桥梁纵断面设计包括确定桥梁的总跨径、桥梁的分孔、桥道的标高、桥上和桥头引道的纵坡以及基础的埋置深度。本梁桥根据水文计算来确定。标准跨径为19.00m(墩中心距离)。本桥的跨径较小，因此上部结构的造价较低，墩台的造价较高。为了结构受力合理和用材经济，分跨布置时要考虑合理的跨径比例。本梁桥为跨河桥梁，桥道的标高应保证桥下排洪和通航的需要，结合桥型.跨径等一起考虑，以确定合理的桥道标高。桥上纵坡不大于4%，桥头引道纵坡不宜大于5%。2、 横断面设计桥梁横断面的设计，主要是决定桥面的宽度和桥跨结构横截面的布置。桥面的宽度决定于行车和行人的交通需要。本梁桥桥面行车道净宽为：净-8.5+2xl.00m人行道为了利于桥面排水，应根据不同类型的桥面铺装，设置从桥面中央倾向两侧的1.5%-3.0%的横向坡度，本桥设置为1.88%。3、 平面布置桥梁的线形及桥头引道要保持平顺，使车辆能平稳地通过，小桥的线形及其公路的衔接，应符合路线布设的规定。从桥梁本身的经济性和施工方便来说，应尽可能避免桥梁与河流或与桥下路线斜交。必要时通常不宜大于45o，在通航河流上则不宜大于5o。4、 桥面铺装为了保护桥梁主体结构，在桥面的最上层设置桥面铺装。本桥设置6cm厚沥青混凝土和10cm厚C25混凝土作垫层的桥面铺装。5、 桥面伸缩缝为了保证桥跨结构在气温变化、活栽作用、混凝土收缩与徐变等影响下按静力图式自由地变形，在本梁桥桥面两梁端之间以及在梁端与桥台背墙之间设置横向伸缩缝。6、桥台的设计桥台设计各个尺寸及施工说明全在图纸003号。并参照施工规施工。3、计算书装配式钢筋混凝土简支T形梁力设计3—1设计基本资料1.桥面净空净一（8.5+2x1.00m）人行道。2.主梁跨径和全长标准跨径：L二19.00m（墩中心距离）；K计算跨径：L二18.5m（支座中心距离）；主梁全长：L=18.96m（主梁预制长度）。全设计荷载公路-II级和人群荷载3.0KN'-m2。材料桥面铺装为6cm沥青表面处治（重度为21KN'ms）和平均10cm厚混凝土垫层（重力密度为24KNjm3），C30钢筋混凝土T梁翼板重度为25KNjm3。5、 结构尺寸结构尺寸如图1所示。6、 已知力每侧栏杆及人行道质量的作用力为4.5KNm。横断面图1T梁的结构尺寸（尺寸单位:横断面图1T梁的结构尺寸（尺寸单位:cm）rIL3—2行车道板计算考虑到主梁翼缘板在接缝处沿纵向全长设置连接钢筋，故行车道板可按两端固结和中间铰接的板计算。结构自重及力（按纵向1m宽的板条计算）1） 每平方米板上的结构自重g沥青表面处治：g=0.06x1.0x21=1.26（KN'm）C25混凝土垫层：g=0.10x1.0x23=2.3（KN.;m）T梁翼板自重：g=（0.06+0.14）2x1.0x25=2.5（KN」m）g=Yg=6.06（KN[m）i2） 每米宽板条的恒载力M=-1gl2-1X6.06X0.862=224（KN'm）恒2o2Q=gl=6.06x0.86=5.21（KN）恒0汽车车辆荷载产生的力将车辆荷载后轮作用于铰缝轴线上，如图2所示。后轮轴重力标准值为P=140KN，轮压分布宽度如图3所示。车辆荷载后轮着地长度为a二0.20m，宽度2为b=0.60m，则:二］.7Pp/2(单轮)图2二］.7Pp/2(单轮)图2梁横截面图（尺寸单位：cm）图3汽车车辆荷载的计算图示（尺寸单位：cm）a=a+2H=0.20+2x0.16=0.52(m)12b=b+2H=0.60+2x0.16=0.92(m)12荷载对于悬臂根部的有效分布宽度a=a+d+2l=0.52+1.4+2x0.86=3.64m10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1+u=1.3作用于每米宽板条上的弯矩为：M二—(1+卩)xpx(l-b4)；4a总 0 1^=-1.3x2x140x(0.86-0.924).f4x3.64=-15.75(KNgm)作用于每米宽板条上的剪力为Q剪=(1+卩)xPi4a剪=1.3x2x140f(4x3.64)=25(KN)3.力组合承载能力极限状态力组合计算基本组合：M=1.2M+1.4M总恒活=1.2x(—2.24)+1.4x(-15.75)=—24.74(KNgm)Q=1.2Q+1.4Q总恒活二1.2x5.21+1.4x25=41.25(KN)3—3主梁计算假定桥面构造各部分重力平均分配给各根主梁承担，以此计算作用于主梁的每延米恒载强度，计算见表1和表2。

表1结构自重集计算表主梁g]=匕18x1.40+[(0.06+0.14),2〕/x(1.9-0.18)}x25=10.6(KN{m)J 、横隔梁对于边主梁二i[1.05-(0.06+0.14”2]x(1.90-0.18”2lx(0.16+0.17)/2x5x25/18.50=0.91(KN/m)对于中主梁gi=2x0.91=1.82(KNjm)桥面铺装层g=(0.06x8.5x21+0.1x8.5x23)/5=6.05(KNjm)栏杆和人行道g=4.5x(2/5)=1.8(KNjm)合计对于边主梁g=Yg=10.6+0.91+6.05+1.8i=19.36(KN/m)对于中主两gi=10.6+82+6.05+1.8=20.27(KNjm)表2主梁自重产生的力截面位置X、\剪力QKNQk=f(l-2x)弯矩MjKNgmM=堕(l-x)x2边主梁中主梁边主梁中主梁X=0179.1187.500X=L489.593.7621.2650.4

x=L200828.2867.21.计算横向分布系数1)主梁的荷载横向分布系数1)荷载位于支点时，按杠杆原理法计算荷载横向分布分布系数。如图4所示号梁、2号梁、3号梁的横向分布影响线。|_1：：f1_,「 汁：’.r①◎O1nn(b)1号梁|_1：：f1_,「 汁：’.r①◎O1nn(b)1号梁r ■•.：:. r■*：.i(c)2号梁公路一 II级豊7于门一1总门1乜门u；(d)3号梁图4杠杆原理法计算横向分布系数(尺寸单位：cm)1号梁n1.85T_190=°-974;12=005十°.°26耳+耳0.974+0.026门：m=t2= =0.5oq22190耳190+190耳190+95r二耳=1.5;mror才二1.500r2号梁=0.026;丄=1.851 Y9宀2=0.974;匕=0651 1.9nq=0.3423最大位置moq2号梁人行道荷载引起负反力，不考虑布载。3号梁丄_1.25=。・最大位置moq2号梁人行道荷载引起负反力，不考虑布载。3号梁丄_1.25=。・65畤=罟=叮°395moq1.9 10.658+0.395= =0.526m=0or2）荷载位于跨中时，按偏心压力法计算1号梁、2号梁、3号梁的荷载横向分布系数，如图5所示。23=y+y+y=点6+°974+山=0.671231

(b)1号梁(c)2号梁(d)3号梁公路 2级图(b)1号梁(c)2号梁(d)3号梁公路 2级图5偏心压力法计算横向分布图示公路 2级此桥设有刚度强大的横隔梁，且承重结构的跨度比为l_18.50

B_5X1.9故可按偏心压力法来计算横向分布系数mc本桥各根主梁的横截面均相等，梁数n=5，梁间距为1.90m,则工a2 _a2 +a2 +a2 +a2 +a2i1 2 3 4 5i_1_(2X1.90匕+1.902+0+(—1.90匕+(-2xl.90匕_14.44+3.61+3.61+14.44_36.10(m2)1耳=—+11n1耳=—+15n1耳1耳=—+11n1耳=—+15n1耳二一+21n爼=1*空泌昱£=0.40— 5Yna2ii=136.10aa1-^21耳=_+ 、-25n YnYa2ii=11-(2x1.90)x1.90=0536.10号梁在两个边主梁处的横向影响线的竖标值为均为0.2绘出荷载横向分布影响线，并按最不利位置布载，其中人行道缘石1号梁轴线的距离A为1.45-1.00=0.45(m)荷载横向分布影响线的零点至1号梁位的距离为x可按比例关系求得x4x1.9-x0602nx=5.70(m)号梁在两个边主梁处的横向影响线的紧标值为：a2 1(2x1.90)2 14.44—=_+=0.2+=0.60Ya2 5 36.10 36.1ii=1aa 3.8x3.8—=0.2- =0.20-0.40=—0.2v« 36.10乙a2ii=1号梁在两个边主梁处的横向影响线的竖标值为：并据此计算出对应各荷载的影响线紧标耳和耳qir号梁的活载横向分布系数汽车荷载1()mcq耳=仰+耳+耳+mcqqi2q1 q2 q3 q4=-(5.65+3.85+2.55+0.75)x062 5.7=0.67人群荷载m=n=hgx=060x(5.7+0.45+0.5)=0.70crrxr5.70

2号梁的活载横向分布系数汽车荷载m=1工cq2nqi1()+n+2号梁的活载横向分布系数汽车荷载m=1工cq2nqi1()+n+n+n/2q1 q2 q3 q4=1(7.55+5.75+4.45+2.65)x042 7.6=0.537人群荷载m=ncrrn=-^1x-x=04x(7.6+0.45+0.5)r7.6=0.453号梁的活载横向分布系数汽车荷载1v1()m=一工n+n+n+n丿cq2qi2 q1 q2 q3 q4=1(0.2+0.2+0.2+0.2)2=0.4人群荷载m= =0.2+0.2=0.4crr2）公路-II级均布荷载和集中荷载的计算公路-II级均布荷载q=10.5x0.75=7.875（KNm）公路-II级集中荷载：计算弯矩效应时PK=0.75x180+ (18・5-5)=0.75x238=175.5(KN)计算剪力效应时P=1.2x175.5=210.6(KN)K人群荷载 3.0x1.0=3.0(KNm)

3）计算冲击系数卩简支桥梁：f亠旦;2l2\mcG=1.06xl04(KN..m)G_1.06x104?_ 9.81.081x103C30混凝土E_3x1OioNjm2啖二18)xlOx10+140x180x140a_x?188^Xl+140a_x_43.8(cm)1—x12(188-18)x103+170x10x0-120J+存18x1403+18x140x［目0-43.8?I2丿_8419243(cm4)_0.08419243(m3.14x卩x1010x0.084192432x18.52, 1.081x103_7.0021.5HZ<f<14HZr_0.1767lnf-0.0157_0.1767ln7.002-0.0157_0.328所以1+r_1.3284）影响现面积计算影响线的面积计算见表3。表3影响线面积计算因为双车道不折减，所以1。力计算表4。表4跨中、14截面弯矩及跨中剪力计算表梁号截面荷载类型q或kar（KN'm）P/KNk1（1+卩）mcQ或yS/KN-m或KNS1S1号m:12公路-II级7.875175.51.3280.6742.78301.541028.05y=4.625726.52人群30.742.7889.8m.14公路-II级7.875175.51.3280.6732.09226.19771.12y=3.469544.93人群30.732.0967.39Q12公路-II级7.875210.61.3280.672.21316.30110.550.594.25人群30.72.3134.862号m.12公路-II级7.875175.51.3280.53742.78240.25819.094.625578.84人群30.4542.7857.75m、14公路-II级7.875175.51.3280.53732.09180.22614.383.469434.16人群30.4532.0943.32Q12公路-II级7.875210.61.3280.5372.31312.9988.080.575.09人群30.452.3133.123号m12公路-II级7.875175.51.3280.442.78178.96610.134.625431.17人群30.442.7851.34m、14公路-II级7.875175.51.3280.432.09134.24457.643.469323.40人群30.432.0938.51Q12公路-II级7.875210.61.3280.42.31310.1366.070.555.74人群30.42.3132.786）计算支点截面汽车荷载最大剪力绘制荷载截面横向分布系数沿桥纵向的变化图形和支点剪力影响线，如图6所示。005.0=om005.1=om000.1=o——0人群^Aynu-yQo影响线0=(a)1号梁4A4G43〕公路--2级人I二：；.：人群y0.1=om.0=yQo005.0=om005.1=om000.1=o——0人群^Aynu-yQo影响线0=(a)1号梁4A4G43〕公路--2级人I二：；.：人群y0.1=om.0=yQo影响线(c)3号梁图6支点剪力计算图示（尺寸单位：m）横向分布系数变化区段的长度：m变化区荷载重心处的力影响线坐标为二lx〔18.5--x4.65“8.5二0.916I3

1号梁支点的最大剪力为：m0+—(m-m)yc 2 0c丿4.65=1.328x1x7.875x[0.674x9.25+ (0.5-0.674)x0.916]+21.328x1x0.674x21.06x1.0=61.33+188.50=249.83号梁支点的最大剪力为：•m•p•ycki•m•p•ycki=1.328x1x7.875x0.537x9.25+465(0.671-0.537)x0.916+1.328x1x0.537x210.6_2_x1.0=54.93+150.19=205.12(KN)号梁支点的最大剪力为：Q03=G+G©qQ03=G+G©qkm0+—(m

c2-m)y0c•m•p•ycki=1.328x1x7.875x0.4x9.25+465(0.527-0.4)x0.916+1.328x1x0.4x210.6_2_x1.0=41.52+111.87=153.40(KN)7）计算支点截面人群荷载最大剪力1号梁人群荷载引起的支点剪力：Q=m•q.0+—(m-m)q•yr1 cr20vr=0.7x3x9.25+