上部結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土簡支梁橋設(shè)計(jì)畢業(yè)論文.doc

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)水利土木工程學(xué)院道路橋梁與渡河工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)上部結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土簡支梁橋設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄1、 設(shè)計(jì)方案比選-1 1.1設(shè)計(jì)資料-1 1.2方案編制-1 1.3方案比較-22、基本設(shè)計(jì)資料-1 2.1跨度和橋面寬度-1 2.2技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)-1 2.3主要材料-1 2.4構(gòu)造形式及截面尺寸-13、主梁的計(jì)算-2 3.1主梁荷載橫向分布系數(shù)- 2 3.2作用效應(yīng)計(jì)算- 10 3.3可變作用效應(yīng)- 12 3.4可變作用剪力效應(yīng)計(jì)算- 144、主梁截面設(shè)計(jì)、配筋及驗(yàn)算-18 4.1 主梁受力鋼筋配置-18 4.2截面抗彎承載力驗(yàn)算-19 4.3斜截面彎起鋼筋箍筋的配筋及驗(yàn)算-20 4.3.1斜截面抗剪承載力計(jì)算-20 4.3.2彎起鋼筋計(jì)算-20 4.3.3箍筋計(jì)算-22 4.3.4斜截面抗剪驗(yàn)算-255、主梁的裂縫寬度驗(yàn)算-286、主梁的撓度驗(yàn)算-307、行車道板的計(jì)算-328、設(shè)計(jì)總結(jié)-32參考文獻(xiàn)-32致謝詞-32橋型總體布置圖-321、 設(shè)計(jì)方案比選1.1 設(shè)計(jì)資料濱州市新立河大橋：規(guī)劃河道寬度50m，河底標(biāo)高-0.05m，設(shè)計(jì)洪水水位高程2.45m，河岸標(biāo)高3.5m；設(shè)計(jì)洪水頻率1/100，橋下不通航，不需考慮流冰；雙向4車道，設(shè)計(jì)時(shí)速60km/h,設(shè)計(jì)荷載為公路I級(jí)；地震烈度為6度。1.2 方案編制初步確定裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋、鋼筋混凝土拱橋、等截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋三種橋梁形式。（1）裝配式混凝土簡支T形梁橋 孔徑布置：134m，橋長52米，橋?qū)?m（行車道）21.5m。橋面設(shè)有1.5%的橫坡，不設(shè)縱坡，每跨之間留有4cm的伸縮縫。結(jié)構(gòu)構(gòu)造：全橋采用等跨等截面T形梁，每跨共設(shè)6片T梁，全橋共計(jì)24片T梁。下部構(gòu)造：橋墩均采用雙柱式橋墩，基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，橋臺(tái)采用重力式U形橋臺(tái)。施工方法：主梁采用裝配式施工方法。（2）鋼筋混凝土拱橋 孔徑布置：采用單跨鋼筋混凝土拱橋，跨長13m。結(jié)構(gòu)構(gòu)造：橋面行車道寬9m,兩邊各設(shè)1.5m的人行道，拱圈采用單箱多室閉合箱。下部構(gòu)造：橋臺(tái)為重力式U形橋臺(tái)。（3）裝配式混凝土連續(xù)梁橋 孔跨布置：134m，橋長52米，橋?qū)?m（行車道）21.5m，橋面設(shè)有1.5%的橫坡，其中中間標(biāo)高高于外側(cè)標(biāo)高。主梁結(jié)構(gòu)：上部結(jié)構(gòu)為等截面板式梁。下部結(jié)構(gòu)：上、下行橋的橋墩基礎(chǔ)是連成整體的，全橋基礎(chǔ)均采用鉆孔灌注摩擦樁，橋墩為圓端型形實(shí)體墩。施工方案：全橋采用懸臂節(jié)段澆筑施工法。1.3 方案比選表1-1 方案比選表比較項(xiàng)目第一方案第二方案第三方案主跨橋形裝配式混凝土簡支形梁橋鋼筋混凝土拱橋等截面混凝土連續(xù)梁橋使用性能建筑高度較低，易保養(yǎng)和維護(hù)，橋下視覺效果好。橋面連續(xù)，行車舒適。行車平順舒；抗震能力強(qiáng)；建筑高度較高，易開裂，難以維護(hù)受力性能受力明確受力合理，變形小橋墩參加受彎作用，使主梁彎矩進(jìn)一步減?。怀o定次數(shù)高，對常年溫差、基礎(chǔ)變形、日照溫均較敏感；對基礎(chǔ)要求較高。經(jīng)濟(jì)性等截面形式，可大量節(jié)省模板，加快建橋進(jìn)度，簡易經(jīng)濟(jì)。材料用量和費(fèi)用較T形梁要多一些；需要采用較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)措施，或應(yīng)設(shè)置抵抗單向水平力的措施，增加了造價(jià)采用等截面梁能較好符合梁的內(nèi)力分布規(guī)律，充分利用截面，合理配置鋼筋，經(jīng)濟(jì)實(shí)用美觀性構(gòu)造簡單，線條明晰，但比較單調(diào)，與景觀配合很不協(xié)調(diào)跨徑較大，線條非常美，與環(huán)境和諧，增加了城市的景觀側(cè)面上看線條明晰，與當(dāng)?shù)氐牡匦闻浜?，顯得美觀大方施工方面橋梁的上、下部可平行施工，使工期大大縮短；無需在高空進(jìn)行構(gòu)件制作，質(zhì)量以控制，可在一處成批生產(chǎn)，從而降低成本。技術(shù)要求較高，施工機(jī)具也較多，施工工期較長，對地形依賴較強(qiáng)。由于連續(xù)體系梁橋與簡支體系梁橋受力差別很大，故他們的施工方式大不相同。目前所用的施工方式大致可分為逐孔施工分節(jié)段施工法和頂推施工法。由于在高空作業(yè)，施工危險(xiǎn)度高。適用性適用于對橋下視覺有要求的工程，適用于各種地質(zhì)情況；用于對工期緊的工程；對通航無過高要求的工程。上承式拱橋的跨度大，滿足橋下凈空的要求。在橋下沒有特殊需求通航要求的航道中采用跨越能力較大的拱橋，顯得沒有必要對通航無過高要求的工程；對抗震有要求的工程；對整體性有要求的工程。養(yǎng)護(hù)維修量小較大小方案的最終確定：由上表可知，根據(jù)濱州開發(fā)區(qū)的情況，結(jié)合橋梁設(shè)計(jì)原則，選擇第一方案經(jīng)濟(jì)上比第二方案好；另外第一方案工期較短，施工難度較??；在使用性與適用性方面均較好。所以選擇第一方案作為最優(yōu)方案。2、基本設(shè)計(jì)資料2.1跨度和橋面寬度準(zhǔn)跨徑：13.00m（墩中心距離）1) 計(jì)算跨徑： 12.50m（支座中心距離）2) 主梁全長： 12.96m（主梁預(yù)制長度） 3）橋面凈空： 凈9m（行車道）21.5m人行道2.2技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1) 設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)：公路級(jí)，人行道和欄桿自重線密度按單側(cè)6kN/m計(jì)算，人群荷載3kN/m22) 環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)：類環(huán)境3）設(shè)計(jì)安全等級(jí)：二級(jí)2.3主要材料1) 混凝土：混凝土簡支T梁及橫梁采用C50混凝土；橋面鋪裝上層采用0.05m瀝青混凝土，下層為0.060.10m的C50混凝土，瀝青混凝土重度按23kN/m3,混凝土重度按26kN/m3計(jì)。2）鋼筋：主筋用HRB335，其它用R2352.4構(gòu)造形式及截面尺寸3、主梁的計(jì)算3.1主梁荷載橫向分布系數(shù) B=12m l=12.5m b/l=0.960.51.跨中荷載彎矩橫向分布系數(shù)（按G-M法）（1）主梁的彎矩及抗扭慣矩Ix和ITx 求主梁界面的重心位置 (如圖)：平均板厚： h1=(14+10)/2=12cm主梁抗扭慣矩按 ITx = =,對于翼板：對于梁肋：故，主梁的抗扭慣矩為：單位板寬的彎矩及抗扭慣矩： （2）橫梁的抗彎及抗扭慣矩翼板的有效寬度的計(jì)算，計(jì)算如圖： 橫梁的長度取兩邊主梁軸線之間的距離 L=52=10M C=1/2(6.2-0.4)=3.03;,根據(jù)c/l值查表2-5-4得/c=0.631所以=0.631c=1.91m求橫梁截面重心位置: 橫梁抗彎和抗扭慣矩 所以 但由于連續(xù)橋面板的單寛抗扭慣矩是獨(dú)立寬扁板者的一半所以單位抗彎及抗扭慣矩: =(3)計(jì)算參數(shù)： 其中B為主梁全寬的一半 L為計(jì)算跨徑(4)計(jì)算荷載彎矩橫向分布影響線坐標(biāo)已知=0.783 表一 影響系數(shù)梁位 荷 載 位 置 b3/4b1/2b1/4b 0-1/4b-1/2b-3/4b -b K1 00.660.880.971.171.331.170.970.880.661/4b1.011.151.351.441.180.940.680.530.441/2b1.541.661.621.360.960.700.490.380.283/4b2.502.211.721.170.730.480.370.250.21 b3.342.421.540.990.620.420.280.210.16 K00-2.500.441.031.601.801.601.030.440.761/4b-0.561.151.651.831.651.10.550.00-0.491/2b2.012.112.011.691.050.600.15-0.20-0.493/4b4.33.372.101.210.400.05-0.24-0.27-0.28 b7.74.31.880.38-0.35-0.45-0.46-0.36-0.22用內(nèi)插法求梁位處橫向分布影響線坐標(biāo)值，如下圖：1號(hào)梁和6號(hào)梁; 2號(hào)梁和5號(hào)梁3號(hào)梁和4號(hào)梁 列表計(jì)算各梁的橫向分布影響線坐標(biāo)值，表如下：表二梁號(hào)算式荷載位置b3b/4b/2b/40-b/4-b/2-3b/4-b1號(hào) 2.772.2791.6611.1100.6940.4600.3370.2370.1945.4223.6772.0270.9360.153-0.115-0.313-0.300-0.260-2.652-1.398-0.3660.1740.5410.3450.6500.5370.454-0.601-0.352-0.0770.040.1240.0790.1500.1240.1044.8213.3251.9500.9760.277-0.036-0.163-0.176-0.1560.8040.5540.3250.1630.046-0.006-0.0270.029-0.0262號(hào)1.541.661.621.360.960.700.490.380.282.012.112.011.691.050.600.15-0.20-0.49-0.47-0.45-0.39-0.33-0.090.10.340.580.77-0.108-0.104-0.09-0.076-0.210.0230.0780.1330.1771.9022.0071.9201.6141.0290.6230.228-0.067-0.3130.3170.3340.3200.2690.1720.1040.038-0.011-0.0523號(hào)0.8951.0611.2251.3511.2301.0160.7760.6460.513-0.4580.9161.4451.7541.71.2650.7080.145-0.5791.3530.145-0.22-0.403-0.47-0.7510.0680.5011.0920.31100.033-0.051-0.091-0.1080.1730.0160.1150.251-0.1470.4941.3941.6611.5921.4380.7240.260-0.328-0.0240.1580.2320.2770.2650.2400.1210.043-0.055繪制橫向分布影響線圖如下，求橫向分布系數(shù) 各梁的橫向分布系數(shù)：車輛荷載 人群荷載 人行道板： (5)梁端剪力橫向分布系數(shù)（按杠桿法）公路級(jí)： 梁端荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算圖示如下（單位cm）： 汽車荷載： 人群荷載： 3.2作用效應(yīng)計(jì)算（一）永久荷載作用效應(yīng) （1） 永久荷載 假定橋面構(gòu)造各部分重力平均分配給主梁承擔(dān)，計(jì)算結(jié)果見下表：表三鋼筋混凝土T形梁永久荷載計(jì)算表構(gòu)建名構(gòu)件尺寸（mm）單位長度體積重度每米延重主梁2001092161141000.3808269.808橫隔梁中梁146312751000.0403261.0478邊梁0.0201260.5226前面鋪裝2008165瀝青混凝土（5cm）0.10230.23混凝土墊層(9.5cm)0.171243.844.07欄桿及人行道6人行道重力按人行道板橫向分布系數(shù)分配至各梁的板重為：1號(hào)和6號(hào)梁： 2號(hào)和5號(hào)梁： 3號(hào)和4號(hào)梁： ， 表四 各梁的永久荷載值(單位（KN/m）梁號(hào)主梁橫隔梁欄桿及人行道橋面鋪裝層總計(jì)1(6)9.9010.52326.1418.5642(5)9.9011.40826.1419.0893(4)9.9011.40826.1419.089（2）永久作用計(jì)算影響線面積計(jì)算見下表： 表五 影響線面積計(jì)算表項(xiàng)目計(jì)算面積影響線面積=19.53 =14065 永久作用計(jì)算見下表：表六 永久作用效應(yīng)計(jì)算表梁號(hào)qqqqqq1（6）18.56419.53366.55518.56414.65279.52218.5646.25116.0262（5）19.08919.53372.80819.08914.65279.52219.0896.25119.3063（4）19.08919.53372.80819.08914.65277.80519.0896.25119.3063.3可變作用效應(yīng)（1）汽車荷載沖擊系數(shù) 結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)和結(jié)構(gòu)的基頻f相關(guān)，計(jì)算公式為I=3155917cm由于1.5Hz,那么：由此可得：1+=1+0.299=1.345(2)公路級(jí)均布荷載,集中荷載及影響線面積如下表表七 公路-級(jí)車道荷載及其影響線面積計(jì)算表項(xiàng)目頂點(diǎn)位置qPl/2處10.521019.53l/4處10.521014.65l/2處10.52526.25支點(diǎn)處10.52521.56可變作用人荷載（每延米）: q=31.5KN/m=4.5KN/m(3)可變作用效應(yīng)彎矩計(jì)算，如下表： 表八 公路級(jí)產(chǎn)生的彎矩（單位KNm）梁號(hào)內(nèi)力1+qPyM10.4241.34510.519.533.125491.1910.42414.652.344434.5420.49219.533.125569.9670.49214.652.344427.52730.48119.533.125559.2950.48114.652.344417.969表九 人群荷載產(chǎn)生的彎矩計(jì)算表梁號(hào)內(nèi)力qM10.6794.519.5359.6740.67914.6544.76320.32619.5328.6510.32614.6521.49230.06719.535.8880.06719.534.417永久荷載作用分項(xiàng)系數(shù)： 汽車荷載作用分項(xiàng)系數(shù)：人群荷載作用分項(xiàng)系數(shù)： 基本組合公式如下： （）表十 彎矩基本組合計(jì)算表梁號(hào)內(nèi)力永久荷載人群荷載汽車荷載彎矩組合值1366.55559.674491.1911194.368271.96344.763434.54984.8462372.80828.651569.9671277.412279.52221.492427.527958.0353372.8085.888559.2951236.977277.8054.417417.969923.473.4可變作用剪力效應(yīng)計(jì)算在進(jìn)行可變作用的剪力計(jì)算時(shí)，應(yīng)計(jì)入橫向分布系數(shù)沿主梁縱向橋跨方向的影響。通常按如下方法處理：先按跨中的由等代荷載計(jì)算跨中剪力效應(yīng);再用支點(diǎn)剪力荷載分布系數(shù)并考慮支點(diǎn)至l/4為直線變化來計(jì)算剪力效應(yīng)。1） 跨中截面剪力的計(jì)算公式為：表十一 公路-級(jí)車道荷載產(chǎn)生的跨中剪力計(jì)算表梁號(hào)內(nèi)力 1+qPy剪力10.4241.34510.51.562520.581.19620.49294.21830.4892.112表十二 人群荷載產(chǎn)生的剪力計(jì)算表梁號(hào)內(nèi)力 q剪力效應(yīng)10.6794.51.564.76720.3262.28930.0670.4762） 支點(diǎn)處剪力的計(jì)算0.6790.250.6790.250.3260.3260.550.550.0670.0670.7250.725l/4l/2l/41號(hào)梁2號(hào)梁3號(hào)梁圖4 汽車荷載產(chǎn)生的支點(diǎn)剪力效應(yīng)計(jì)算圖式312.5625312.5q人=4.5KN/m1.1250.6790.067q人=4.5KN/m0.3260.6791.1250.067-0.1250.326-0.1251號(hào)梁3號(hào)梁2號(hào)梁86.6225.9625.086.6225.9圖5 人群荷載產(chǎn)生的支點(diǎn)剪力計(jì)算圖式（單位：cm）在汽車荷載作用下，橫向分布系數(shù)如圖4所示,支點(diǎn)處剪力計(jì)算如下：1號(hào)梁：=25210.25+10.5（12.5/20.679-11/1212.5/80.429-1/1212.5/80.429）=61.532KN2號(hào)梁：=25210.55+10.5（12.5/20.326-11/1212.5/80.224+1/1212.5/80.224）=163.669KN3號(hào)梁：=25210.725+10.5（12.5/20.067-11/1212.5/80.658-1/1212.5/80.658）=197.892KN在人群荷載作用下，橫向分布系數(shù)如圖5所示，支點(diǎn)處剪力計(jì)算如下：1號(hào)梁：=4.51/212.50.6791+1/212.5/40.46611/12+1/212.5/41/12=22.233KN2號(hào)梁：=4.51/22.2590.3260.79+12.5/20.3261/2+1/22.2590.3260.21=6.241KN 3號(hào)梁：=4.51/212.50.067-1/212.5/40.06711/12-1/212.5/40.0671/12=1.413KN=17.83KN3) 剪力效應(yīng)基本組合基本組合公式為：各分項(xiàng)系數(shù)和彎矩基本組合相同。表十五 剪力效應(yīng)節(jié)本組合表 (單位：KN)梁號(hào)內(nèi)力永久荷載人群汽車荷載基本組合值1116.0252.23382.761257.59604.76781.196119.0132119.3066.241220.135458.34602.28994.218134.4693119.3061.413266.165517.38000.47692.112129.490 4、主梁截面設(shè)計(jì)、配筋及驗(yàn)算4、1主梁受力鋼筋配置由彎矩基本組合計(jì)算表十可以知道，2號(hào)梁M=1241.343KNm最大，因此按2號(hào)梁的彎矩進(jìn)行配筋計(jì)算。設(shè)鋼筋凈保護(hù)層厚度為30mm，鋼筋重心至底邊距離為=105mm，則主梁的有效截面高度為：=h-=100-10.5=89.5cm。按第一類T形截面計(jì)算，帶入相應(yīng)數(shù)據(jù)解得x=0.032m 端部抗剪截面尺寸滿足要求。若滿足條件，可不需要進(jìn)行斜截面抗剪強(qiáng)度計(jì)算，僅 按構(gòu)造要求設(shè)置鋼筋因此，應(yīng)進(jìn)行持久狀況斜截面抗剪承載力驗(yàn)算。4.3.2彎起鋼筋設(shè)計(jì)（1）最大剪力取用距支座中心h/2處截面的數(shù)值，其中混凝土與箍筋共同承擔(dān)的剪力不小于60%，彎起鋼筋（按45彎起）承擔(dān)剪力不大于40%。（2）計(jì)算第一排（從支座向跨中計(jì)算）彎起鋼筋時(shí)，取用距支座中心h/2處由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力值。 （3）計(jì)算第一排彎起鋼筋以后的每一排彎起鋼筋時(shí)，取用前一排彎起鋼筋下面彎起點(diǎn)處由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力值。彎起鋼筋配置及計(jì)算圖式如下圖： 圖7彎起鋼筋配置及計(jì)算圖式（尺寸單位：mm） 由內(nèi)插法可得，距支座中心h/2處的剪力效應(yīng)Vd為 KN 則，=289.653KN =194.684KN相應(yīng)各排彎起鋼筋的位置見圖41及承擔(dān)的剪力值見于下表：表41 彎起鋼筋的位置與承擔(dān)的剪力值計(jì)算表鋼筋排次彎起鋼筋距支座中心距離（m）承擔(dān)的剪力值（KN）10.83194.68421.588174.46832.274128.99942.9686.01053.64643.986 各排彎起鋼筋的計(jì)算。與斜截面相交的彎起鋼筋的抗剪承載力按下式計(jì)算：式中， 彎起鋼筋的抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度（MPa） 在一個(gè)彎起鋼筋平面內(nèi)彎起鋼筋的總面積（mm2） 彎起鋼筋與構(gòu)件縱向軸線的夾角=280MPa，=45，所以各排彎起鋼筋的面積計(jì)算公式如下：計(jì)算得每排彎起鋼筋的面積如下表：表42每排彎起鋼筋面積計(jì)算表彎起排數(shù)每排彎起鋼筋計(jì)算面積（mm2）彎起鋼筋數(shù)目每排彎起鋼筋實(shí)際面積（mm2）11311.0922 36203621174.94823620363868.7392259824279.2312206285296.222214308在靠近跨中處，依次增設(shè)225；220；214的輔助斜鋼筋，面積為1918mm主筋彎起后持久狀況承載力極限狀態(tài)正截面承載力驗(yàn)算：計(jì)算每一彎起截面的抵抗彎矩時(shí)，由于鋼筋根數(shù)不同，則鋼筋的重心位置也不同，有效高度ho的值也不同。為了簡化計(jì)算，可用同一數(shù)值，影響不會(huì)很大。236鋼筋的抵抗彎矩M1為 = =467.93KNm跨中截面的鋼筋抵抗彎矩 =1403.71KN第一排鋼筋彎起處正截面承載力為 第二排鋼筋彎起處正截面承載力為 第三排鋼筋彎起處正截面承載力為 第四排鋼筋彎起處正截面承載力為 第五排鋼筋彎起處正截面承載力為 4.3.3箍筋設(shè)計(jì)箍筋間距公式為 式子中，異號(hào)彎矩影響系數(shù)，取1.0 受壓翼緣板的影響系數(shù)，取值1.1 P斜截面內(nèi)縱向受拉鋼筋百分率，P=100，=，當(dāng) P2.5時(shí)，取P=2.5 同一截面上箍筋的總截面面積（mm2） 箍筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，選用HRB235鋼筋，則=210MPa b用于抗剪配筋設(shè)計(jì)的最大剪力截面的梁腹寬度（mm） 用于抗剪配筋設(shè)計(jì)的最大剪力截面的有效高度（mm） 用于抗剪配筋設(shè)計(jì)的最大剪力設(shè)計(jì)值分配于混凝土和箍筋 共同承擔(dān)的分配系數(shù)，取值為0.6 用于抗剪配筋設(shè)計(jì)的最大剪力設(shè)計(jì)值（KN）選用210雙肢箍筋，則面積=096mm2；距支座中心ho/2處是主筋為236，As=2036mm2；有效高度ho=952cm；=1.33%,則P=100=1.33，最大剪力設(shè)計(jì)值=517.380KN把相應(yīng)參數(shù)值代入上式得 =220.574mm參照有關(guān)箍筋的構(gòu)造要求，選用Sv=200mm在支座中心向跨中方向長度不小于1倍梁高范圍內(nèi)，箍筋間距取用100mm由上述計(jì)算，箍筋的配置如下：全梁箍筋的配置為210雙肢箍筋，在由支座中心至距支點(diǎn)2.508m段，箍筋間距可取為100mm，其他梁段箍筋間距為200mm。箍筋配筋率為：當(dāng)間距Sv=100mm時(shí)，sv=157100%/(100160)=0.98%當(dāng)間距Sv=200mm時(shí)，sv=157100%/(200160)=0.49%均滿足最小配箍率HRB235鋼筋不小于0.18&的要求。4.3.4斜截面抗剪驗(yàn)算斜截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算位置為：（1）距支座中心h/2處截面。（2）受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點(diǎn)處截面。(3）錨于受拉區(qū)的縱向主筋開始不受力處的截面。（4）箍筋數(shù)量或間距有改變處的截面。（5）構(gòu)件腹板寬度改變處的截面。進(jìn)行斜截面抗剪驗(yàn)算的界面有：距支點(diǎn)h/2處截面11，相應(yīng)的剪力和彎矩設(shè)計(jì)值分別為：=486.747KN =196.2KNm距支點(diǎn)中心0.833m處截面22（第一排彎起鋼筋彎起點(diǎn)），相應(yīng)的剪力和彎矩設(shè)計(jì)值分別為： =466.529KN =316.735KNm距支點(diǎn)中心1.588m處截面33（第二排彎起鋼筋彎起點(diǎn)及箍筋間距變化處），相應(yīng)的剪力和彎矩設(shè)計(jì)值分別為：=420.09KN =563.779KNm距支點(diǎn)中心2.276m處截面44（第三排彎起鋼筋彎起點(diǎn)），相應(yīng)的剪力和彎矩設(shè)計(jì)值分別為：=378.062KN =760.403KNm距支點(diǎn)中心2.96m處截面55（第四排彎起鋼筋彎起點(diǎn)），相應(yīng)的剪力和彎矩設(shè)計(jì)值分別為：=336.033KN =923.396KNm驗(yàn)算斜截面抗剪承載力時(shí)，應(yīng)該計(jì)算通過斜截面頂端正截面內(nèi)的最大剪力和相應(yīng)于上述最大剪力時(shí)的彎矩。最大剪力在計(jì)算出斜截面水平投影長度C值后，可內(nèi)插求得。受彎構(gòu)件配有箍筋和彎起鋼筋時(shí)，其斜截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算公式為： 式中，斜截面內(nèi)混凝土與箍筋共同的抗剪能力設(shè)計(jì)值（KN） 與斜截面相交的普通彎起鋼筋的抗剪能力設(shè)計(jì)值（KN） 斜截面內(nèi)在同一彎起平面的普通彎起鋼筋的截面面積（mm2） 異號(hào)彎矩影響系數(shù)，簡支梁取值為1.0 受壓翼緣的影響系數(shù)，取1.1 箍筋的配筋率，sv=計(jì)算斜截面水平投影長度C為 C=0.6mho式中，m斜截面受壓端正截面處的廣義剪跨比，當(dāng)m3.0，取 m=3.0 通過斜截面受壓端正截面內(nèi)由使用荷載產(chǎn)生的最大剪力組合設(shè)計(jì)值 相應(yīng)于上述最大剪力時(shí)的彎矩組合設(shè)計(jì)值（KNm） ho通過斜截面受壓區(qū)頂端處正截面上的有效高度，自受拉縱向主鋼筋的 合力點(diǎn)至受壓邊緣的距離（mm）為簡化計(jì)算可近似取C值為 Cho（ho可采用平均值），則有 C=（0.879+0.952）/2=1.831m有C值可內(nèi)插求的各斜截面頂端處的最大剪力和相應(yīng)的彎矩。斜截面11：斜截面內(nèi)有240縱向鋼筋，則縱向受拉鋼筋的配筋百分率為： P=100= sv=1.57100%/(100186)=0.98% 則有， =828.752KN斜截面截割兩組彎起鋼筋236+236，故=604.661KN+=1433.413KN486.747KN斜截面22：斜截面內(nèi)有240縱向鋼筋，則縱向受拉鋼筋的配筋百分率為： P=0.695 sv=0.98% 則有， =828.752KN斜截面截割兩組彎起鋼筋236+236，故=604.661KN+=1433.413KN466.529KN斜截面33：斜截面內(nèi)有436縱向鋼筋，則縱向受拉鋼筋的配筋百分率為： P=100= sv=1.57100%/(200160)=0.49% 則有， =634.558KN斜截面截割兩組彎起鋼筋236+225，故=448.150KN+=1028.708KN420.09KN 斜截面44：斜截面內(nèi)有636縱向鋼筋，則縱向受拉鋼筋的配筋百分率為： P=100= sv=157100%/(200160)=0.49% 則有， =679.328KN斜截面截割兩組彎起鋼筋225+220，故=221.402KN +=900.73KN378.062KN 斜截面55：斜截面內(nèi)有636+225縱向鋼筋，則縱向受拉鋼筋的配筋百分率為： P=0.42 sv=0.49% 則有， =700.337KN斜截面截割兩組彎起鋼筋220+214，故=129.723KN+=830.06KN336.033KN故斜截面抗剪承載力滿足要求。5、主梁的裂縫寬度驗(yàn)算最大裂縫寬度按下式計(jì)算： 式中鋼筋表面形狀系數(shù)，取1.0 作用長期效應(yīng)影響系數(shù)，長期荷載作用時(shí)，=1+0.5/，和 分別為按作用長期效應(yīng)組合和短期效應(yīng)計(jì)算的內(nèi)力值 與構(gòu)件受力性質(zhì)有關(guān)的系數(shù)，取1.0 d縱向受拉鋼筋直徑，當(dāng)選用不同直徑的鋼筋時(shí)，改用換算直徑， 縱向受拉鋼筋配筋率，對鋼筋混凝土構(gòu)件，當(dāng)0.02時(shí)，取=0.02 當(dāng)0.006時(shí)，取=0.006 鋼筋的彈性模量，對HRB335鋼筋，=2.0MPa 構(gòu)件受拉翼緣寬度 構(gòu)件受拉翼緣厚度 受拉鋼筋在使用荷載作用下的應(yīng)力按計(jì)算 按作用短期效應(yīng)組合計(jì)算的彎矩值 受拉區(qū)縱向受拉鋼筋截面面積取1號(hào)梁的跨中彎矩效應(yīng)進(jìn)行組合：短期效應(yīng)組合：= =372.808+0.7569.967/1.345+1.028.651 =698.096KNM式中汽車荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值 人群荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值長期效應(yīng)組合：= =372.808+0.4569.967/1.345+1.028.651 =570.96 KNM受拉鋼筋在短期效應(yīng)組合作用下的應(yīng)力為=138.1621Mpa把以上數(shù)據(jù)代入 =0.143mm0.20mm裂縫寬度滿足要求，同時(shí)在梁腹高的兩側(cè)應(yīng)設(shè)置直徑為6至8mm的防裂鋼筋，以防止產(chǎn)生裂縫。若用68，則，可得，介于0.001到0.002之間，滿足要求。6、主梁的撓度驗(yàn)算鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，在正常使用極限狀態(tài)下的撓度，可按給定的剛度用結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法計(jì)算。其抗彎剛度B可按下式計(jì)算： 式中全截面抗彎剛度，=0.95 開裂截面的抗彎剛度，= 開裂彎矩 構(gòu)件受拉區(qū)混凝土塑性影響系數(shù) 全截面換算截面慣性矩 開裂截面換算截面慣性矩 混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，對C50混凝土=2.65MPa 全截面換算截面重心軸以上部分對重心軸的面積矩?fù)Q算截面抗裂邊緣的彈性抵抗矩全截面換算截面對重心軸的慣性矩可近似用毛截面的慣性矩代替，由前文計(jì)算可知：=3.1559mm4n鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量之比為代入后解得x=164.7mm 計(jì)算開裂截面換算截面慣性矩代入數(shù)據(jù)計(jì)算的： =2.634=0.908810NNmm2=Nmm2于是有， =Nmm2據(jù)上面的計(jì)算結(jié)果，結(jié)構(gòu)跨中由自重產(chǎn)生的彎矩為MG=372.808KNm,公路級(jí)可變車道荷載=10.55KN/m，=210KN,跨中橫向分布系數(shù)=0.492，人群荷載=4.5KN/m，跨中橫向分布系數(shù)=0.679.永久作用可變作用（汽車） = =4.377mm可變作用（人群）=1.0388mm式中作用短期效應(yīng)組合的頻遇系數(shù)，對汽車=0.7，人群=1.0當(dāng)采用C40至C80混凝土?xí)r，撓度長期增長系數(shù)=1.45至1.35，我們用的是C50混凝土，取=1.425，施工中可通過設(shè)置預(yù)拱度來消除永久荷載撓度，則在消除結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的長期撓度后主梁的最大撓度處不應(yīng)超過計(jì)算跨度的1/600。=1.45（8.3259+1.9382）=14.8829mm/600=19500/600=32.5mm撓度滿足要求。判別是否需要設(shè)置預(yù)拱度 /600=20.83mm符合規(guī)范要求7、行車道板的計(jì)算（一）考慮到主梁翼緣板在接縫處沿縱向全長設(shè)置連接鋼筋，故行車道可按兩端固定和中間鉸接的板進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算圖示：1 每延米板上的恒載g：瀝青砼面層：g1=0.05123=1.15KNmC50砼層：g2=0.08126=1.92KNmT形梁翼緣自重：g3=0.121.026=3.12kNm每延米跨板恒載合計(jì)：g=1.15+1.92+3.12=6.19kNm2 永久荷載產(chǎn)生的效應(yīng)彎矩：剪力：2kN(二) 車輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力 公路一級(jí)：將后輪作用于鉸接縫軸線上，后軸作用Xp=140KN，輪壓里分布寬度如圖示，對于車輪何在中后輪的著地長度，寬度為公路橋梁設(shè)計(jì)通用規(guī)范則得：順車輪方向輪壓分布寬度垂直車輪方向輪壓分布寬度荷載作用于懸臂根部的有效分布寬度單輪時(shí)沖擊系數(shù)1+=1.345作作用于每米寬半條上的彎矩單個(gè)車輪時(shí)取最大值作用于每米寬半條上的剪力（三）荷載組合恒載加汽車荷載行車道板的設(shè)計(jì)內(nèi)力（四）截面設(shè)計(jì)，配筋和強(qiáng)度驗(yàn)算 懸臂板很不高度h=14cm，境保護(hù)層a=2cm，若選直徑12鋼筋，則有效高度按公路橋梁規(guī)范：）X=11.66mm0.550.144=62.7mm查有關(guān)資料，板寬1m內(nèi)鋼筋截面與間距表，當(dāng)選用直徑12mm的鋼筋時(shí)，間距為120mm，此時(shí)提供的鋼筋面積為：按公路橋梁規(guī)范：矩形截面受彎構(gòu)件的截面尺寸應(yīng)符合下列要求，即：故不需要進(jìn)行斜截面抗剪承載力計(jì)算，僅按構(gòu)造要求配置箍筋，板內(nèi)分布鋼筋用直徑為8mm，間距取25cm承載力驗(yàn)算： 所以承載力滿足要求8、設(shè)計(jì)總結(jié)在這次橋梁工程概論的課程設(shè)計(jì)中，我們運(yùn)用剛性橫梁法和杠桿原理法完成了主梁橫向分布系數(shù)的計(jì)算，然后運(yùn)用橫向分布系數(shù)計(jì)算出了主梁的永久荷載作用效應(yīng)和可變荷載作用效應(yīng)，進(jìn)而完成了主梁的配筋計(jì)算和裂縫、撓度的驗(yàn)算。通過對這次課程設(shè)計(jì)讓我懂得了：1. 對主梁橋，荷載橫向分布指作用在橋上的車輛如何在各主梁間進(jìn)行分配，或者說個(gè)主梁間如何共同分擔(dān)車輛荷載。2. 作用在橋面板上的荷載分配給各個(gè)主梁，而主梁的反力大小只要利用簡支板的靜力平衡條件即可求出，這就是杠桿原理法的原理。3. 采用杠桿原理法計(jì)算時(shí)，應(yīng)當(dāng)計(jì)算幾根主梁的橫向分布系數(shù)，以便確定承載力最大的主梁，并用這個(gè)最大的承載力作為設(shè)計(jì)依據(jù)。4. 中間橫隔梁像一個(gè)剛度無窮大的剛性梁一樣保持直線形狀，這是采用剛性橫梁法計(jì)算荷載橫向分布的基本前提，由于橫隔梁無限剛性，這就是剛性橫梁法的計(jì)算原理。5. 通常用杠桿原理法計(jì)算荷載在支點(diǎn)處的橫向分布系數(shù)，剛性橫梁法用于計(jì)算荷載跨中的橫向分布系數(shù)。6. 對小跨徑簡支梁橋，一般只需計(jì)算跨中截面最大彎矩和支點(diǎn)截面以及跨中截面最大剪力：對于較大款經(jīng)的簡支梁橋，通常還計(jì)算跨徑的1/4、1/8和3/8截面的內(nèi)力：如果主梁順橋跨方向的截面形狀和尺寸有變化，還有鋼筋彎起點(diǎn)處，應(yīng)計(jì)算這些截面處的彎矩和剪力，并進(jìn)行彎矩和剪力的承載力驗(yàn)算。7. 影響線在荷載計(jì)算時(shí)的運(yùn)用。參 考 文