鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T型梁設(shè)計(jì)計(jì)算書

I河南城建學(xué)院橋梁工程課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書課程名稱橋梁工程題目橋梁工程課程設(shè)計(jì)專業(yè)土木工程學(xué)生姓名袁延召學(xué)號(hào)011409443指導(dǎo)教師史樂(lè)軍開(kāi)始時(shí)間2012年6月3日完成時(shí)間2012年6月5日課程設(shè)計(jì)成績(jī)學(xué)習(xí)態(tài)度及平時(shí)成績(jī)（30）技術(shù)水平與實(shí)際能力（20）創(chuàng)新（5）說(shuō)明書撰寫質(zhì)量（45）總分（100）等級(jí)指導(dǎo)教師簽名年月日2目錄一基本設(shè)計(jì)資料3二主梁的計(jì)算31主梁何在橫向分布系數(shù)計(jì)算311跨中荷載橫向分布系數(shù)412根據(jù)最不利荷載位置分別布載52梁端剪力橫向分布系數(shù)計(jì)算（杠桿原理法）621端部剪力橫向分布系數(shù)計(jì)算圖示如下622作用效應(yīng)計(jì)算7三橫隔梁內(nèi)力計(jì)算131確定作用在跨中橫隔梁上的可變作用132跨中橫梁的作用效應(yīng)影響線計(jì)算14四行車道板的計(jì)算151永久荷載效應(yīng)計(jì)算152可變荷載效應(yīng)153作用效應(yīng)基本組合16五設(shè)計(jì)小結(jié)16六參考資料163鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T形梁橋設(shè)計(jì)任務(wù)書一、基本設(shè)計(jì)資料跨度和橋面寬度標(biāo)準(zhǔn)跨徑187M（橋墩中心距離）計(jì)算跨徑182M主梁全長(zhǎng)1866M橋面寬度（橋面凈空）凈70M（行車道）2X15M（人行道）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)荷載公路I級(jí)，人行道和欄桿自重線密度按照單側(cè)6KN/M計(jì)算，人群荷載為345KN/M2環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)I類環(huán)境設(shè)計(jì)安全等級(jí)二級(jí)橋面鋪裝5CM瀝青混凝土（23KN/M3），6CM厚水泥混凝土（24KN/M3），主梁混凝土25KN/M3構(gòu)造形式及截面尺寸（如下圖）4如圖所示，全橋共由五片T形梁組成，單片T形梁高為110M，寬20M，橋上橫坡為雙向2，坡度由C30混凝土橋面鋪裝控制；設(shè)有5根橫梁。二、主梁的計(jì)算1主梁荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算11跨中荷載橫向分布系數(shù)如前所述，橋跨內(nèi)設(shè)有五道橫隔梁，具有可靠的橫向聯(lián)系，且承重結(jié)構(gòu)的寬跨比為B/L12/182066,故可以按修正的剛性橫梁法來(lái)繪制橫向影響線和計(jì)算橫向分布系數(shù)。MC（1）計(jì)算主梁的抗彎及抗扭慣性矩和IT1求主梁截面的重興位置X翼緣板厚度按平均厚度計(jì)算，其平均板厚為H12123016CM則，AX200181616210018100220018161001625112抗彎慣性矩為2331312442140288140980871609ICMCI1122001816320018162511162211218100318100100225112353106CM4對(duì)于T形梁截面，抗扭慣性矩可近似按下式計(jì)算31MTIICBT式中，單個(gè)矩形截面的寬度和高度IBT、矩形截面抗扭剛度系數(shù)IC梁截面劃分為單個(gè)矩形截面的個(gè)數(shù)M計(jì)算過(guò)程及結(jié)果如下。TI5IT132001630301410016018342103M4計(jì)算抗扭修正系數(shù)，主梁的間距相同，將主梁近似看成等截面，則得22121GLITIIEAII式中，5I1A2I422202224240M2代入上式，計(jì)算得051按修正的剛性橫梁法計(jì)算橫向影響線豎坐標(biāo)值I521A1IJNIIE式中，；5I1A2I422202224240M2表示單位荷載P1作用于J號(hào)梁軸上時(shí)，I號(hào)梁軸上所受的作用。計(jì)算所得IJ的列于下表內(nèi)。IJ梁號(hào)1I2I3I4I103780286022012820252025102500245302020202計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)；繪制橫向分布影響線圖，然后求橫向分布系數(shù)。12根據(jù)最不利荷載位置分別進(jìn)行布載。布載時(shí)，汽車荷載距離人行道邊緣距離不小于05M，人群荷載取為345KN/M2，欄桿及人行道板每延米重取為60KN/M，人行道板重以橫向分布系數(shù)的方式分配到各主梁上。6號(hào)梁號(hào)梁號(hào)梁橫向分布系數(shù)計(jì)算圖示各梁的橫向分布系數(shù)汽車荷載汽11203780286022001280718；汽212025202510250024950375；汽304人群荷載1人0455；2人0685；3人022梁端剪力橫向分布系數(shù)計(jì)算（杠桿原理法）21端部剪力橫向分布系數(shù)計(jì)算圖示如下7汽車荷載1汽120750375；2汽12105人群荷載1人01375；2汽022作用效應(yīng)計(jì)算1永久作用效應(yīng)假定橋面構(gòu)造各部分重力平均分配給各主梁承擔(dān)，則各梁的永久荷載匯總結(jié)果見(jiàn)下表各梁的永久荷載值（單位KN/M）梁號(hào)主梁橫隔梁欄桿及人行橋面鋪裝層總計(jì)8道1（5）130312514930924992（4）1303251493092624永久作用效應(yīng)計(jì)算表2可變作用效應(yīng)（1）汽車荷載沖擊系數(shù)計(jì)算結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)與結(jié)構(gòu)的基頻有關(guān)，故應(yīng)先UF計(jì)算結(jié)構(gòu)的基頻，簡(jiǎn)支梁橋的基頻簡(jiǎn)化計(jì)算公式為22295由于，故可由下式計(jì)算汽車荷載的沖擊系數(shù)154ZZHF1U11801767295001570175（2）公路級(jí)均布荷載、集中荷載及其影響線面積計(jì)算見(jiàn)下表，IKQKP105/KQNM計(jì)算時(shí)，。PK210KN公路I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/KMQN/KPN1/2M處1/2L105210/4處/41052100V支點(diǎn)處1052101/2處1/2L105210可變作用（人群）（每延米）345KNMQ人（3）可變作用彎矩效應(yīng)計(jì)算彎矩計(jì)算公式為MQ1K,/211M/Q/KN主梁G/2L/MM中（）（14）（/）/KNQ0/KNQ1/41（5）249918220694310413227409113712（4）262418221730325940238778119399其中，由于只能布置兩車道，故橫向折減系數(shù)10計(jì)算跨中和處彎矩時(shí),可近似認(rèn)為橫向分布系數(shù)沿跨長(zhǎng)方向均勻變化，故各1/4L主梁值沿跨長(zhǎng)方向相同。公路I級(jí)車道荷載產(chǎn)生的彎矩計(jì)算表梁號(hào)內(nèi)力U/KQNM/KPKYMKNM1/2M0718455997421/40455342638171/204823455616832/4068534252741/2M04455307973/40411810521034230797人群荷載產(chǎn)生的彎矩梁號(hào)內(nèi)力/QKNM人MK1/2M045565001/40255141611/2068597852/4048221321/2M0412453/4043451245永久作用設(shè)計(jì)值與可變作用設(shè)計(jì)值的分項(xiàng)系數(shù)為永久荷載作用分項(xiàng)系數(shù)12GI汽車荷載作用分項(xiàng)系數(shù)4Q人群荷載作用分項(xiàng)系數(shù)J10基本組合公式為00112MNUDGIKQKCQJKIJSSS式中橋梁結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，取10；0在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載應(yīng)（含沖擊力、離心力）的其他可變C作用效應(yīng)的組合系數(shù)，人群荷載的組合系數(shù)取為08彎矩基本組合計(jì)算表梁號(hào)內(nèi)力永久荷載汽車荷載人群荷載彎矩基本組合值彎矩短期組合值彎矩長(zhǎng)期組合值1/2M2069409974265003556792813092494371/431041363817141614017393560763365061/22173006168397853114842702632458872/432594052740213240276083649936435（4）可變作用的剪力效應(yīng)計(jì)算在可變作用剪力效應(yīng)計(jì)算時(shí)，應(yīng)計(jì)入橫向分布系數(shù)沿橋跨方向變化的影響。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11支點(diǎn)剪力荷載橫向分布系數(shù)并考慮支點(diǎn)至為直線變化來(lái)計(jì)算支點(diǎn)剪力效/4L應(yīng)?？缰薪孛婕袅Φ挠?jì)算1/2V，/2（1U）跨中剪力的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表。公路I級(jí)車道荷載產(chǎn)生的跨中剪力計(jì)算表1/2V梁號(hào)內(nèi)力UKQNM/KPKY剪力效應(yīng)/KN11/2V0718118105210455107542/0376118105210455660831/2041181052104555991人群荷載產(chǎn)生的跨中剪力計(jì)算表梁號(hào)內(nèi)力/QKNM人剪力效應(yīng)/KN11/2V人04553453572/人068534553731/2人04345472支點(diǎn)處截面剪力的計(jì)算0V支點(diǎn)剪力效應(yīng)橫向分布系數(shù)的取值為支點(diǎn)處為按杠桿原理法求得的段為跨中荷載的橫向分布系數(shù)/43L支點(diǎn)到及到另一支點(diǎn)段在和之間按照直線規(guī)律變化。梁端剪力效應(yīng)計(jì)算汽車荷載作用及橫向分布系數(shù)取值如圖計(jì)算結(jié)果及過(guò)程如下，1號(hào)梁1，011211UQR02091602008311881122號(hào)梁2，011212732人群荷載作用及橫向分布系數(shù)沿橋跨方向取值如圖6，計(jì)算結(jié)果及過(guò)程如下，1號(hào)梁357VV1K2，L/2MCRQR2號(hào)梁97852K2，L/2MCRQR剪力效應(yīng)基本組合，基本組合公式為，00112MNUDGIKQKCQJKIJSSS各分項(xiàng)系數(shù)取值同彎矩基本組合。剪力效應(yīng)基本組合表梁號(hào)內(nèi)力永久荷載汽車人群基本組合值短期組合值長(zhǎng)期組合值0V22741118827324319932097028586211/201075480432090217303172910113719887782629221906515634221/2V06608537985351626285813三橫隔梁內(nèi)力計(jì)算1確定作用在跨中橫隔梁上的可變作用具有多跟內(nèi)橫隔梁的橋梁，跨中處的橫梁受力最大，通常只計(jì)算跨中橫梁的作用效應(yīng)，其余橫梁可依據(jù)跨中橫梁偏安全地選用相同截面尺寸和配筋。橋梁結(jié)構(gòu)的局部加載計(jì)算應(yīng)采用車輛荷載，下圖為跨中橫梁縱向最不利荷載布置?？v向一行車輪和人群荷載對(duì)跨中橫梁的計(jì)算荷載為汽車P121211314人群荷載3450751131228022跨中橫梁的作用效應(yīng)影響線計(jì)算（1）彎矩影響線14計(jì)算公式在橋梁跨中當(dāng)單位荷載P1作用在J號(hào)梁軸上時(shí)，I號(hào)梁軸所受的作用為豎向力（考慮主梁抗扭），于是，由平衡條件就可以寫出RR截面的IJ彎矩計(jì)算式。1）當(dāng)P1作用在截面1號(hào)梁上時(shí)（）110404；150004I11115120511517876II2）當(dāng)P1作用在5號(hào)梁軸上時(shí)51515250506II3）當(dāng)P1作用在3號(hào)梁軸上時(shí)31315230508II根據(jù)上面計(jì)算得三點(diǎn)坐標(biāo)及RR截面的位置，可以作出的影響線。必在RRAM截面處有突變，根據(jù)和連線延伸至RR截面即為5I3II（2）剪力影響線1號(hào)主梁右截面的剪力影響線計(jì)算1V右1）當(dāng)P1作用在計(jì)算截面以右時(shí)（即為1號(hào)梁的荷載橫向影響線）VII2）當(dāng)P1作用在計(jì)算截面以左時(shí)繪制出影響線1VII1V右（3）截面作用效應(yīng)計(jì)算截面作用效應(yīng)的計(jì)算公式為將求的的計(jì)算荷載和在相應(yīng)的影響線上按最不利荷載位置加載，對(duì)于P汽車的在并計(jì)入沖擊影響系數(shù)（1U），則得彎矩，公路等級(jí)I23111811131409202315353I人群荷載231604（）I剪力，公路等級(jí)I（1）197591V右I人群荷載A253（）1右I四行車道板的計(jì)算151永久荷載效應(yīng)計(jì)算由于主梁翼緣板在接縫處沿縱向全長(zhǎng)設(shè)置連接鋼筋，故行車道板可按兩端固定和中間鉸接的板計(jì)算。每延米板上的恒載G瀝青混凝土面層10051023115混凝土墊層10061024144T形梁翼緣板自重1（012020）/210254每延米跨寬板的恒載總計(jì)G659彎矩122033剪力6592可變荷載效應(yīng)公路級(jí)以重車后輪作用于鉸縫軸線上為最不利布置，此時(shí)兩邊的懸臂板各承受一半I的車輪荷載，如下圖所示，車輛荷載后輪著地寬度及長(zhǎng)度分別為2B2A206AMB沿著行車方向輪壓分布寬度為122042垂直行車方向輪壓分布寬度為12208216荷載作用于懸臂根部的有效分布寬度120042局部加載沖擊次數(shù)取118，則作用于每米寬半板條上的彎矩為140141719作用于每米寬板條上的剪力為143作用效應(yīng)基本組合根據(jù)作用效應(yīng)組合的基本規(guī)定，基本組合計(jì)算如下，彎矩12142803剪力12144508五設(shè)計(jì)小結(jié)經(jīng)過(guò)一周的課程設(shè)計(jì)，我們了解了混凝土簡(jiǎn)支梁橋的設(shè)計(jì)基本流程，并且用本學(xué)期學(xué)習(xí)的只是對(duì)所設(shè)計(jì)的橋梁進(jìn)行了一系列的計(jì)算與調(diào)整，中間免不了有很多錯(cuò)誤和不解。我們通過(guò)查資料，咨詢老師，互相討論的方式對(duì)知識(shí)有了更深刻的了解。正是有了這次設(shè)計(jì)，我本也對(duì)工程師這個(gè)概念有了深