装配式钢筋混凝土简支T形桥梁工程课程设计

四 川 大 学 锦 城 学 院桥梁工程课程设计题 目：装配式钢筋混凝土简支 T 形梁桥设计（上部结构） 专 业： 土木工程 学 号： 05 姓 名： 指导老师： 陈艳玮 联系电话： 四川大学锦城学院桥梁工程概论课程设计 第 2 页目录第一章 设计任务书 -41.1 基本设计资料 -41.1.1 跨度和桥面宽度 -41.1.2 技 术 标 准 -41.1.3 主要材料 -41.1.4 构造形式及截面尺寸 -4第二章 主梁的荷载横向分布系数计算 -52.1 主梁荷载横向分布系数的计算 -52.1.1 跨中荷载横向分布系数的计算 -52.1.2 计算主梁的抗弯及抗扭贯性矩 I:-52.1.3 杠杆原理法计算梁端剪力横向分布系数 -8第三章 主梁的内力计算 -103.1 永久作用效应 -103.1.1 永久荷载 -103.1.2 永久作用效应计算 -113.2 可变作用效应 -123.2.1 汽车荷载冲击系数计算 -123.2.2 公路-级均布荷载 -123.2.3 可变作用弯矩效应计算 -133.2.4 可变作用剪力效应计算 -14第四章 主梁截面设计、配筋及验算 -194.1 主梁受力钢筋配置 -194.2 截面抗弯承载力验算 -204.3 斜截面弯起钢筋箍筋的配筋及验算 -214.3.1 斜截面抗剪承载力计算 -214.3.2 弯起钢筋设计 -214.3.3 箍筋设计 -254.3.4 斜截面的抗剪承载力验算 -264.3.5 持久状况斜截面抗弯极限承载力验算 -30第五章 主梁裂缝宽度的验算 -30第六章 主梁挠度验算 -32第七章 设计总结 -35附 录 设计人简介 -36四川大学锦城学院桥梁工程概论课程设计 第 3 页第一章 设计任务书1.1 基本设计资料1.1.1 跨度和桥面宽度1) 标 准 跨 径 ： 20.50m（ 墩 中 心 距 离 ）2) 计 算 跨 径 ： 20m（ 支 座 中 心 距 离 ）3) 主 梁 全 长 ： 20.46m（ 主 梁 预 制 长 度 ）4） 桥 面 净 空 ： 净 7m（ 行 车 道 ） 21.0m 人 行 道1.1.2 技 术 标 准1) 设 计 荷 载 标 准 ： 公 路 级，人行道和栏杆自重线密度按单侧6kN/m 计 算 ， 人 群 荷 载 3kN/m22) 环 境 标 准 ： 类 环 境3） 设 计 安 全 等 级 ： 二 级1.1.3 主要材料1) 混 凝 土 ： 混 凝 土 简 支 T 梁 及 横 梁 采 用 C40 混 凝 土 ； 桥 面 铺装 上 层 采 用 0.03m 沥 青 混 凝 土 ， 下 层 为 0.06 0.13m 的C30 混 凝 土 ， 沥 青 混 凝 土 重 度 按 23kN/m3,混 凝 土 重 度 按25kN/m3 计 。2） 钢 筋 ： 主 筋 用 HRB335， 其 它 用 HPB2351.1.4 构造形式及截面尺寸 17068104%c厚 沥 青 混 凝 土61 C0混 凝 土2318145050246/四川大学锦城学院桥梁工程概论课程设计 第 4 页图 1 桥梁横断面和主梁纵断面图（单位：cm）如 图 1 所 示 ， 全 桥 共 由 5 片 T 形 梁 组 成 ， 单 片 T 形 梁 高 为 1.4m，宽 1.8m； 桥 上 的 横 坡 为 双 向 2%， 坡 度 由 C30 混 凝 土 混 凝 土 桥 面 铺 装控 制 ； 设 有 5 根 横 梁 。第二章 主梁的荷载横向分布系数计算2.1 主梁荷载横向分布系数的计算2.1.1 跨中荷载横向分布系数的计算2.1.2 计算主梁的抗弯及抗扭贯性矩1)在主梁截面的重心位置 x 如图 图 2，主梁抗弯及抗扭惯性矩计算图示（单位：mm）翼缘板厚按平均厚度计算，其平均板厚为cmh136021则， cmcx 09.411840138102028 四川大学锦城学院桥梁工程概论课程设计 第 5 页2）抗弯惯性矩 I 为 2323 09.4118401309.418018012I4cm76因为每一片 T 型梁的截面形式完全一样，所以： 512/iij aen式中，n=5， ； 表示单位荷载 P=1 作用于222512 m4.38.163iaijj 号梁轴上时,i 号梁轴上所受的作用。计算所得的 列于表 2.1ij表 2.1 值计算表ij梁号 1i2i 3i4i 5i1 0.6 0.4 0.2 0 -0.22 0.4 0.3 0.2 0.1 03 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2计算横向分布系数：根据最不利荷载位置分别布置荷载。布置荷载时，汽车荷载距人行道边缘距离不小于 0.5m，人群荷载取 3KN/m ,栏杆及人行道板每延米重取26.0KN/m，人行道板重以横向分布系数的方式分配到各主梁上。 180180108 108q人 q人板 板53四川大学锦城学院桥梁工程概论课程设计 第 6 页0.2.0.4236719456-024.5.8.-.-891号.号3号图 2.1 横向分布系数计算图式（单位：mm）从而可以各梁在不同荷载作用下的分布系数：汽车荷载： =0.5(0.5333+0.3333+0.1889-0.0111)=0.5222汽1=0.5(0.3667+0.2667+0.1944+0.0556)=0.4417汽2=0.5(0.2+0.2+0.2+0.2)=0.4汽3人群荷载： =0.6445 =0.4222 =0.22=0.4人1人2人3人行道板： =0.6489-0.2489=0.4板=0.4244-0.0244=0.4 =0.2+0.2=0.4板2 板32.1.3 杠杆原理法计算梁端剪力横向分布系数四川大学锦城学院桥梁工程概论课程设计 第 7 页q人q人50181801061803180501.20647-0.21.0.940.31 1号 梁2号 梁3号 梁图 2.2 梁端剪力横向分布系数计算图式（尺寸单位：mm）汽车荷载： =0.50.6475=0.3238 =0.51.0=0.5/1汽/2汽=0.5(0.9444+0.3333)=0.6389/3汽人群荷载： =1.2222 =-0.2222 =0/1人 /2人/3人四川大学锦城学院桥梁工程概论课程设计 第 8 页第三章 主梁的内力计算3.1 永久作用效应3.1.1 永久荷载假定桥面构造各部分重力平均分配给主梁承担，则永久荷载计算结果如下表所示表 3.1 钢筋混凝土 T 形梁永久荷载计算表构建名 构件尺寸（cm） 单位长度体积（m ）3重度（KN/m）2每米延重（KN/m）主梁180640.4626 25 11.5650中梁0.07071 25 1.7678x横隔梁边梁970.03536 25 0.8840沥青混凝土（3cm）0.054 23 1.2420混凝土垫层(9.5cm)0.171 25 4.2750前面铺装3,51805.5170栏杆及四川大学锦城学院桥梁工程概论课程设计 第 9 页人行道 6人行道重力按人行道板横向分布系数分配至各梁的板重为：1 号梁 q=0.46=2.4KN/m 2 号梁 q=0.46=2.4KN/m板1板23 号梁 q=0.46=2.4KN/m板3表 3.2 各梁的永久荷载值(单位（KN/m）梁号 主梁 横隔梁 栏杆及人行道 桥面铺装层 总计1(5) 11.565 0.8840 2.4 5.517 20.3662(4) 11.565 1.7678 2.4 5.517 21.2503 11.565 1.7678 2.4 8.517 21.2503.1.2 永久作用效应计算表 3.3 影响线面积计算表项目 计算面积 影响线面积2/1Ml/450814220ll4/13l6 5.37216320 ll2/1V1/2 0( )5.281210ll0V 1020l四川大学锦城学院桥梁工程概论课程设计 第 10 页表 3.4 永久作用效应计算表3.2 可变作用效应3.2.1 汽车荷载冲击系数计算结构的冲击系数 和结构的基频 f 相关，计算公式为mkgkggGmc /89.17/81.90254603 2323 09.4140.18102I4c76 HzzmEIlfc 107.689.17025.302 由于 ,那么：z14z5.Hf304.5.6.Inf由此可得: .1.13.2.2 公路-级均布荷载 m/875.051qkKN计算弯矩时： m/18075.1805-2-1036k KNPm/21KNMm/41KNMKNV/0梁号 q 0q 0q 0q 0q q 01(