工程设计土木工程桥梁设计计算书范本

目录

1设计材料与结构尺寸1

1.1设计材料1

1.2结构尺寸2

2主梁内力计算3

2.1恒载作用内力计算3

2.1.1.桥面铺装和人行道重力3

2.1.2,横隔梁重力3

2.1.3.主梁重力3

2.1.4.恒载作用下总重力3

2.2活载作用内力计算4

2.2.1.主梁的荷载横向分布系数4

2.2.2.活载作用内力计算12

2.3内力组合19

3配筋计算与强度验算21

3.1纵向主筋的配置21

3.2截面复核23

3.3钢筋的配置23

3.4腹筋设计24

3.5斜截面承载力复核33

3.6裂痕宽度验算40

3.7主梁变形验算41

4行车道板的计算42

4.1行车道板内力计算43

4.1.1恒载内力43

4.1.2活载内力43

4.1.3荷载组合45

4.2配筋与强度验算46

5横梁的计算47

5.1确定作用在中横隔梁上的计算荷载48

5.2绘制跨中横隔梁的内力影响线48

5.2.1计算弯矩影响线坐标值49

5.2.2绘制剪力影响线50

5.3截面内力计算及复核51

5.4截面配筋及强度验算53

5.4.1正弯矩计算配筋53

5.4.2负弯矩计算配筋55

5.4.3剪力计算配筋55

6结束语56

7参考文献57

1设计材料与结构尺寸

1.1设计材料

1.标准跨径：山=25m(墩中心距离)。

2.计算跨径:L=24,50m(支座中心距离)。

3.预制长度：L'=24.95m(主梁预制长度)。

4.桥面净空：净-7+2*1.0m人行道

5.设计荷载汽车一20级挂车一100级

人群荷载3&N/m2横隔梁5根，肋宽15cm。

6.材料：(1)钢筋；其技术目的见表1

(2)混凝土；目的见表2T型主梁，栏杆人行道为C25,桥面铺装为C30

钢筋技术目的表表1

种类弹性模量抗拉设计强度抗压设计强度标准强度

I级2.1X1O5195195235

II级2.0xlO5280280335

混凝土技术目的表表2

设计强度标准强度

弹性模量

轴心抗拉轴心抗压轴心抗压轴心抗拉

C2511.51.2316.71.782.8x104“

C3013.81.3920.12.013.0xIO’孙。

7.设计根据

1、《桥梁工程》教材，刘龄嘉主编，人民交通出版社。

2、《大路砖石及混凝土桥涵设计规范》(JTJ022-85)。

3、《大路桥涵设计通用规范》(JTG-D60-2004)。

4、《大路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG-D60-2004)。

5、《大路桥梁荷载横向分布计算》

8.计算方法：极限形态法

1.2结构尺寸

本桥按二级大路桥涵净空设计，行车道宽为7.0m,人行道宽为1.0m,全桥

每跨用5根预制的钢筋混凝土T型梁，每根梁行车道板宽1.80m,沿主梁纵向布

置5根横隔梁。图3-1为桥梁横断面布置及主梁普通构造

4

图（1）桥梁横断面图（尺寸单位：cm）比例1:50

包§

图（2）T型梁尺寸图（尺寸单位：cm）比例1:50

2450

2495

图（3）桥梁纵断面图（单位:cm）比例：1:50

2主梁内力计算

2.1恒载作用内力计算

2.L1.桥面铺装和人行道重力

人行道和栏杆的重力取(两侧)12.14%%；

桥面铺装为|x(0.08+0.12)x7x25=17.5kN/m。

为了简化计算将人行道，栏杆和桥面铺装的重力均匀安排给每根主梁，得

gi=(12.14+17.5)+5=5.93k％

2.1.2.横隔梁重力

根据结构尺寸一块预制横隔梁的体积为：

10-6x1(122.25-11.5)x15x80=0.132m3

在主梁上有10块横隔梁，边梁上有5块横隔梁预制块。将其产生的重力

沿主梁纵向均匀分摊，则中主梁横隔梁产生的重力为：

g2=0.132x10+24.5x25=1.35k%?

边主梁横隔梁产生的重力为：g?=0132X5:24.5X25=0.674%

2.1.3.主梁重力

.__ccc1.8x0.20.13—0.115r"kN/

g3=1.4X25X0.2+2X(--—X---------)=7.024klym

2.1.4.恒载作用下总重力

边主梁g=g|+g2+g3=13624^%

中主梁g=g|+g2+g3=14.304%%

根据总的恒载集度可计算出荷载内力见表3

恒载内力表3

M(kN•m)Q(kN)

主梁g(W)L(m)

跨中［婕-gl--gpQ支点乂/Q支点

43224

中主梁14.30424.51073.25804.94175.2287.61

边主梁13.62424.51022.23766.67166.8983.45

2.2活载作用内力计算

2.2.1.主梁的荷载横向分布系数

本例中拆卸式简支T梁的跨中荷载横向分布系数接受比拟正交异性板法

（G-M）进行。

（1）主梁的抗弯和抗扭惯矩I和IT

求主梁截面的重心地位，主梁截面见图（4）

图（4）截面形心位置（尺寸单位：cm）比例1:50

行车道板均匀厚度：/i=-x(11.5+13)=l2.25cm

2

1225140

(180-20)xl2.25x*+140x20x

截面重心地位氏=22=43.70cm

160x12.25+140x20

i12251

/=—x(l80-20)x12.253+(180-20)x12.25x(43.7———)2+—x20x1403

12212

+140x20(——43.7尸=9279352.19c〃林

T型截面抗扭惯矩近似等于各个矩形截面的抗扭惯性矩之和，即

i-rx=q姐

式中：q-为矩形截面抗扭刚度系数，可由表4查出；

““一为相应各矩形的宽度与厚度

矩形截面抗扭刚度系数表4

t/b10.90.80.70.60.50.40.20.1<0.1

C0.1410.1550.1710.1890.2090.2290.2500.2910.3121/3

查表可得人=111^=0.068<0」c=1

418013

t20

2=0.1566G=0300

K-140-12.25

单位抗弯惯矩及抗扭惯矩为:

927935219

X=51551.96cm4

~h180

2先丁23…

⑵横隔梁的抗弯惯矩和抗扭惯矩Iy和3

行车道板有效宽度的计算，横隔梁截面见图22横隔梁长度取为两边主梁

的轴线间距，即/=4xl80=720c〃z

表5

c/l0.050.100.150.200.250.300.350.400.450.50

A/c0.9830.9360.8670.7890.7100.6350.5680.5900.4590.416

c297

c=0.5x(609-15)=297cmh=122.25cm,b=15cm,—=——=0.4125

I720

根据c/l比值经过查表5可求得/l/c=0.497/l=cx0.497=147.46cm

求横隔梁重心地位

2入h1"+h'b?

22=24.64cm

2入hi+h'b'

24

Iy=*x2/lxh?+22hl(ay-¥+^h^b'+h'b'(；-ay)=6008453.132cm

=q/；+c262g=+c(/z-

IT。］cQ附2

12.25

A=0.0201<0.1查表得

b'609

由于连续桥面板的单宽抗扭惯矩只要独立宽扁板的一半，故取c=-

t6

b'_15

h^h,-122.25-12.25=0.1364查表得Q=0.304

334

ITy=1x609x12.25+0.304x(122.25-12.25)x15=299443.96t7«

单位抗弯惯矩及抗扭惯矩为

'=9866.1()s/

4/cm

JT,=2=491.70的；

瓦/cm

(3)计算抗弯参数0和扭弯参数a

一

Lp擒喘

式中：8—桥宽的一半；4一计算跨径

G(J+J)

且：a=1r.v也根据《公预规》取G=0.43E

得：a=0.027则：祈=0.164

（4）计算荷载横向分布系数影响线坐标

已知6=0.278查G—M法图表，可得表6

各梁K值计算表6

荷载地位

梁位

b3/4b1/2b1/4b0-l/4b-1/2b-3/4b-b校核

00.880.941.001.071.111.061.000.940.898.005

l/4b1.681.521.331.281.060.860.640.390.218.025

Kol/2b2.562.141.761.370.960.660.24-0.19-0.497.975

3/4b3.342.762.121.530.950.37-0.13-0.63-1.28.040

b4.173.272.471.680.870.18-0.55-1.12-1.168.055

00.960.981.001.021.041.031.000.990.968.020

l/4b1.021.031.041.051.030.970.940.890.867.890

Kil/2b1.221.171.141.051.000.910.860.830.737.935

3/4b1.381.291.181.060.980.890.830.770.718.045

b1.551.451.241.080.950.830.770.680.598.070

用内插法求个梁位处的值，见图(6)

b3bib}b0-；b4bTb-b

,112.5,112.5_

112.5U2.5112.5112.5112.5112.5

22.5；I45।67.5।

①②③④⑤

90।180।180_180|」8090_

图(6)各梁处K值计算(尺寸单位:cm)

1号，5号主梁：

225

K=K,+(/r-K.

b)X^-=0.2K,+0.8K3

hb?b11253b

44H4

2号，4号主梁:

K'=K.-(K,-K.)x^—=Q.6K,+0.4/T.

海白2112.5京%

3号主梁K'=Ko（这里Ko指列表梁位在0点的K值）

列表计算各主梁的横向分布影响线人计算结果见表7

梁荷载地位

号b3/4bl/2bl/4b0-l/4b-l/2b-3/4b-b

；

K=0.2Klb+0.8Ki3b1.4141.3221.1921.0640.9740.8780.8180.7520.686

Ki=0.2Kob+0.8Ko3b3.5062.8622.1901.5600.9340.332-0.214-0.728-1.292

1△=K；-Ki-2.092-1.540-.0998-0.4960.0400.5461.0321.4801.978

号△Va-0.343-0.253-0.164-0.0810.0070.0890.1690.2430.324

(=KJ)+△Va3.1632.6092.0261.4790.9410.422-0.045-0.485-0.968

Ka

2至0.6330.5220.5040.2960.1880.084-0.009-0.097-0.194

格=0.2K叫％

IA+01.1401.1141.1001.0501.0120.9340.8920.8540.785

吗和

K$=0.2Ko,b+02.2081.8921.5881.3341.0000.7400.4000.042-0.210

2△=K；-KJ-1.068-0.778-0.488-0.2840.0120.1940.4920.8120.992

号△Va-0.175-0.128-0.008-0.0470.0020.0320.0810.1330.163

Ka=&+△疝2.0331.7641.5081.2871.0020.7720.4810.175-0.047

"2产学0.4070.3530.3020.2570.2000.1540.0960.035-0.009

3K；=QQ0.9600.9801.0001.0201.0401.0301.0000.9900.960

号%=Ko.o0.8800.9401.0001.0701.1101.0601.0000.9400.890

△=K；-Ki0.0800.0400.000-0.050-0.070-0.0300.0000.0500.070

3△Va0.0130.0070.000-0.008-0.011-0.005-0.0000.0080.001

△

号Ka=K[+Va0.8930.9471.0001.0621.0991.0551.0000.9480.901

K«0.1790.1890.2000.2120.2200.2110.2000.1900.180

⑸绘制荷载横向分布影响线，求荷载横向分布系数

按《桥规》规定：汽车荷载距人行道边缘距离不小于0.5m；挂车不小于Imo

针对各主梁进行荷载最不利地位布置，可计算各主梁荷载横向分布系数见图（7）

O

n3i.II-IIIIJIIJ

3空素[]「g8

图（7}各主梁塔中荷载横向分布系数计算（尺寸单-位：cm）

汽车一20级mi汽带2Q

mi汽=0.509m2汽=0.43m3^=0.367

挂车一100级mi挂32rli

4

mi挂=0.312m2挂=0.238m3挂=0,212

人群荷载

mi人=0.568m2人=0.376m3=0.368

支点处荷载横向分布系数计算

100700100

-90一180180_180

90

100挂一100

130180

Hi

6

9CO

OCO

Z

CM

CM

CQ6

<Z>[--OO

9CO

北二O6七

OOO.

O8o

<O

8

OV

Ok

O6

U<o

图（8）各主梁靠近支点处荷载横向分布系数计算（尺寸一单位：cm）

利用G—M法计算所得荷载横向分布系数，适用于跨中，因此还需接受杠杆

法计算靠近支点处的荷载横向分布系数见图(8)。

汽车一20级m［汽带2%

叫，汽=°5°9m；,汽=0.43m3,汽=0367

挂车—100级m：拄=：2曲

m；挂=0509mm3,挂=0367

2,挂“3

人群荷载

m；,人=0509m..=0.43m；.=0.367

，，人3,八

各主梁荷载横向分布系数汇总在表8中

各主梁荷载横向分布系数表8

荷载跨中一1/4跨“，支点加0

I号梁2号梁3号梁I号梁2号梁3号梁

汽车-200.5090.4300.3670.3530.5000.639

挂车-1000.3120.2380.2120.1030.4720.500

人群0.5680.3760.3681.222-0.2220.000

荷载横向分布系数沿桥垮方向的变化按下述方法进行，跨中部分接受不变的

跨中荷载分布系数“，从第一根内横隔梁起向支点荷载横向分布系数乃过度，

图（9.1）为1号主梁横向分布系数沿桥垮的变化。在实践运用中，当求跨中1/4

截面处的剪力和弯矩时，为简化计算均接受不变的根,；在计算梁端支点剪力时，

在次要荷载所在端需考虑荷载横向分布系数沿桥垮的变化，而离次要荷载较远的

一端，由于相应影响线竖标值的分明减小，则可近似地取用不变的”.来简化计

算。同理图（9.2）图（9.3）分布为2、3号梁的横向分布变化。

ml汽

堆

ml人

8

9

9

0.

28616

6A

图（9.I）I号梁荷载横向分布系数沿跨中的变化（尺寸单位：cm）

图（9.2）2号梁荷载横向分布系数沿跨中的变化（尺寸单位：cm）

3汽

图（9.3）3号梁荷载横向分布系数沿跨中的变化（尺寸单位：cm）

222.活载作用内力计算

1）汽车荷载冲击系数

计算跨径IW5m时，M=0.3,1245M时，M=0

5<K45m时接受内插法计算

1+U=1.154

2）活载弯矩

由汽车和挂车作用在一片主梁上上产生的内力数值，可以按截面内力计算的

普通公式进行M=（1+u）4SnriiPiyi

250KN250KN250KN250KN

140KN140KN

700140

LC

Z

0.425LO

LO

12251225

图(10)跨中弯矩计算(尺寸单位：cm)

250KN250KN250KN250KN

120KN120KN30KN

140300

6666

5SSW6寸

..寸

8寸g.8.7

612.25J1837.5

图(11)1/4跨弯矩计算(尺寸单位：cm)

根据图(10)中影响线最不利荷载地位可得汽车一20级荷载作用下1号主

梁跨中弯矩

Mqi=1278.01(kN•m)

挂车一100级荷载作用下1号主梁跨中弯矩为

Mgi=1505.41(kN•m)

根据图(11)中影响线及最不利荷载地位，可得汽车一20级荷载作用1号

主梁1/4跨中弯矩为

Mqi=1078.26(kN•m)

挂车一100级荷载作用下1号主梁1/4跨弯矩为

Mgi=1183.73(kN•m)

由人群荷载产生的弯矩可按下式计算

Mri=mrqrW

(式中qr—每米桥长的人群荷载qr=3*l=3.0(kN/m)

W—影响线面积，对于跨中弯矩w=75.03m2,对于1/4跨弯矩w=56.28m2)

由人群荷载产生的一号主梁跨中弯矩为

Mr=127,85(kN•m)

由人群荷载产生的一号主梁1/4跨弯矩为

Mr=196.78(kN•m)

3)活载剪力(图(12)图(13))

由于汽车或挂车作用而产生的内力仍可按截面内力的普通公式进行，即

Q=(l+U)€SmiPiYi

250KN250KN250KN250KN

140KN14OKN120KN120KN

140140

z

LO

c6c

COC3>

<3>ui

oo

Ico

z

§<=>

123123

图C12)跨中剪力计算(尺寸单位：cm)

250KN250KN250KN250KN

120=400_p20_

140KN140KN120KN120KN30KN

140700140300

T1T

§8

S8

Z

.OQ

00.0

co

O6

9IG

OO

OOO

612.5.一1837.5

图(13)1/4跨剪力计算(尺寸单位：cm)

250KN250KN250KN250KN

1201400|120

140KN140KN120KN120KN30KN

140700140300

oo

C''"

oIooooS

§SSzzW3

=占=oO

2450

图(14)支点处剪力计算(尺寸单位：cm)

由汽车一20级荷载作用下1号主梁跨中剪力

Qqi=94.84(kN)

由挂车一100级荷载作用下1号主梁跨中剪力

Qgi=115.28(kN)

由汽车一20级荷载作用下1号主梁1/4跨剪力

Qqi=177.13(kN)

由挂车一100级荷载作用下1号主梁1/4跨剪力

Qgi=193.28(kN)

由汽车一20级荷载作用产生的1号主梁支点处剪力可由图(14)中荷载最

不利地位求出，这时应计入支点周围荷载横向分布系数的变化，即

Qqi=213.17(kN)

由挂车一100级荷载作用下1号主梁支点处剪力

Qgi=178.604(kN)

由人群荷载产生的剪力可按下式计算

Qr=nrirqrW

当计算支点剪力时应考虑靠近支点处荷载横向分布系数的变化，即

Qrt=rnrqrW+1*^(mo-mi)

qry

式中：L一计算跨径mo一支点处荷载横向分布系数歹一三角形荷载重心地

位

对于跨中剪力：w=3.0625(kN)

对于1/4跨剪力：w=6.89(kN)

对于支点处剪力：w=12.25(kN)

y=0.196

因此，由人群荷载产生1号梁跨中剪力：Qn=5.22(kN)

1/4跨剪力：Qri=11.74(kN)

支点处剪力：Qn=26.38(kN)

同理计算2号梁活载内力

根据图(10)中影响线及最不利荷载地位可得

汽车一20级荷载作用下2号主梁跨中弯矩

Mq2=1079,96(kN•m)

挂车一100级荷载作用下2号主梁跨中弯矩

Mg2=1084.35(kN•m)

汽车一20级荷载作用下2号主梁1/4跨弯矩

Mq2=942.8(kN•m)

挂车一100级荷载作用下2号主梁1/4跨弯矩

Mg2=902.97(kN•m)

由人群荷载产生的2号主梁跨中弯矩Mr=85.53(kN•m)

由人群荷载产生的2号主梁1/4跨弯矩Mr=64.16(kN•m)

2号主梁活载剪力(图(12)图(13))

汽车一20级荷载作用下2号主梁跨中剪力

Qq2=80.12(kN)

挂车一100级荷载作用下2号主梁跨中剪力

Qq2=87.94(kN)

汽车一20级荷载作用下2号主梁1/4跨剪力

Qq2=149.61(kN)

挂车一100级荷载作用下2号主梁1/4跨剪力

Qq2=147.44(kN)

由汽车一20级荷载作用下产生的2号主梁支点处剪力作用可由图(14)中

荷载最不利地位求出，这时应计入支点周围荷载横向分布系数的变化，即

Qq2=230.69(kN)

挂车一100级荷载作用下2号主梁支点处剪力

Qq2=310.14(kN)

由人群荷载产生2号主梁跨中剪力：Qr2=3.45(kN)

1/4跨剪力:Qr2=3.45(kN)

支点处剪力：Qr2=3.45(kN)

计算3号梁活载内力

根据图(10)中影响线及最不利荷载地位可得

汽车一20级荷载作用下3号主梁跨中弯矩

Mq3=944.06(kN•m)

挂车一100级荷载作用下3号主梁跨中弯矩

Mg3=1022.9(kN•m)

根据图(11)中影响线及最不利荷载地位可得

汽车一20级荷载作用下3号主梁1/4跨弯矩

Mq3=796.51(kN•m)

挂车一100级荷载作用下3号主梁1/4跨弯矩

Mg3=804.32(kN•m)

3号主梁活载剪力(图(12)图(13))

汽车一20级荷载作用下3号主梁跨中剪力

Qq3=70.06(kN)

挂车一100级荷载作用下3号主梁跨中剪力

Qq3=78.33(kN)

汽车一20级荷载作用下3号主梁1/4跨剪力

Qq3=130.83(kN)

挂车一100级荷载作用下3号主梁1/4跨剪力

Qq3=131.33(kN)

由汽车一20级荷载作用下产生的3号主梁支点处剪力作用可由图(14)中

荷载最不利地位求出，这时应计入支点周围荷载横向分布系数的变化，即

Qq3=239.2(kN)

挂车一100级荷载作用下3号主梁支点处剪力

Qq3=311.49(kN)

由人群荷载产生2号主梁跨中剪力：Qr3=3.38(kN)

1/4跨剪力：Qr3=7.61(kN)

支点处剪力:63=10.43(kN)

下面把1号2号3号梁活载内力汇总于表9中

主梁活载内力汇总表9

梁弯矩M(kN•m)剪力Q(kN)

荷载类别

号

跨中1/4跨支点跨中1/4跨

汽车一20级1278.011078.26213.1794.84177.13

1

挂车一100级1505.411183.73178.60115.28193.28

号

人群127.8596.7826.385.2211.74

汽车一20级1079.96942.8230.6980.12149.61

2

挂车一100级1084.35902.97310.1487.94147.44

号

人群85.5364.168.753.457.86

汽车一20级944.06796.51239.270.06130.83

3

挂车一100级1022.9804.32311.4978.33131.33

号

人群82.8362.1310.433.387.61

2.3内力组合

根据《公预规》规定，按承载力量极限形态设计时，当恒载与活载产生同号内力,

则：

荷载组合I：Sj=1.2SG+1.4SQ-£

荷载组合HI：S，=1.2SG+1」S&I

此外对于同好内力状况，还应按《公预规》规定的方法对荷载效应予以进步，根

据以上所得计算结果，内力组合如表10。

各主梁内力组合表10

梁序弯矩M(kN•m)剪力（kN）

荷载类别

号号跨中1/4跨跨中1/4跨支点

1恒载1022.23766.67083.45166.89

2汽车一201278.011078.2694.84177.13213.17

3人群127.8596.785.2211.7426.38

4挂一1001505.411183.73115.28193.28178.60

5汽+人1405.861175.04100.06188.87239.76

61.2X恒1226.68920.000100.14200.27

1

71.4（汽+人）1968.201645.06140.08264.42335.66

号

81.1X挂1655.951302.10126.81212.61196.46

梁

9S,'=6+73194.882565.06140.08364.56535.93

10s；"=6+82882.632222.10126.81312.75396.73

117/9X100%61.60%64.13%100%72.53%62.63%

128/10X100%57.45%58.6%100%67.98%49.52%

13进步后的可3290.732642.01144.28375.50552.01

14进步后的S：2940.282266.54129.53319.01404.66

1恒载1073.25804.94087.61175.22

2汽车一201079.96942.8080.12149.61230.69

2

3人群85.5364.163.457.868.75

号

4挂一1001084.35902.9787.94147.44310.14

梁

5汽+人1165.491006.9683.57157.47239.44

61.2X恒1287.9965.930105.13210.26

71.4（汽+人）1631.691409.74117.00220.46335.22

81.1X挂1192.79993.0796.73162.18341.15

2

9Sj'=6+72919.592375.67117.00325.59545.48

号

10s!"=6+82480.691959.0096.73267.31551.41

梁

117/9X100%55.89%59.34%100%67.71%61.45%

128/10X100%48.08%50.69%100%60.67%61.87%

13进步后的S；3007.182446.94120.51335.36561.84

14进步后的S；"2530.301998.1898.66272.66562.44

1恒载1073.25804.94087.61175.22

2汽车一20944.06796.5190.06130.83239.20

3人群82.8362.133.387.6110.43

4挂一1001022.90804.3278.33131.33311.492

5汽+人1026.89858.6473.44138.44249.63

61.2X恒1287.90965.930105.13210.26

3

71.4（汽+人）1437.651202.10102.86193.82349.48

号

81.1X挂1125.19884.7586.16144.46342.64

梁

9s/=6+72725.552168.03102.82298.95559.74

10sJ"=6+82413.091850.6886.16249.59552.90

117/9X100%52.75%55.45%100%64.83%62.44%

128/10X100%46.63%47.81%100%57.88%61.97%

13进步后的S；2807.322233.07105.90307.92576.53

14进步后的S；"2461.351887.6987.88