鋼筋混凝土簡支梁橋設(shè)計橋梁工程課程設(shè)計

1、鋼筋混凝土簡支梁設(shè)計計算說明書1橋梁工程課程設(shè)計任務(wù)書鋼筋混凝土簡支梁橋設(shè)計 交通土建系（路橋方向）2010.12.1第一部分 設(shè)計資料1.結(jié)構(gòu)形式及基本尺寸 某公路裝配式簡支梁橋，標(biāo)準(zhǔn)跨徑20m，雙向雙車道布置，橋面寬度為凈 7+2x1. 5m，總寬10m。主梁為裝配式鋼筋混凝土簡支T 梁，橋面由6片T梁組成，主梁之間鉸接，沿梁長設(shè)置5道橫隔梁（橫隔梁平均厚度為16cm，高100cm），橋梁橫截面布置見圖1。圖 1 主梁橫截面主要尺寸（單位：cm ）2.橋面布置 橋梁位于直線上，兩側(cè)設(shè)人行道，人行道寬1.5m、厚0.20m。橋面鋪裝為2cm厚的瀝青混凝土，其下為C25混凝土墊層，設(shè)雙面橫坡，

2、坡度為1.5% 。橫坡由混凝土墊層實現(xiàn)變厚度，其中，兩側(cè)人行道外側(cè)橋面鋪裝厚度為8cm（2cm厚瀝青混凝土和6cm混凝土墊層）。 3.主梁 表1 裝配式鋼筋混凝土T形梁橋總體特征標(biāo)準(zhǔn)跨徑/m計算跨徑/m梁長/m梁高/m支點肋寬/cm跨中肋寬/cm翼板端部厚度/cm翼板根部厚度/cm梁肋變化長度/ cm橫隔梁數(shù)最大吊重/t2019.519.961.330181220487.5532.5注：梁肋變化長度從支截面點算起。4.材料 1）梁體： 主梁混凝土：C35橫梁混凝土：C30鋼筋混凝土容重：25kN/m3 2）鋼筋主 筋：熱軋HRB335鋼筋構(gòu)造鋼筋： 熱軋R235鋼筋 3）橋面鋪裝瀝青混凝土，容

3、重為22kN/m3 ；混凝土墊層C25，容重為24kN/m3 4）人行道人行道包括欄桿荷載集度為6kN/m 5.設(shè)計荷載 A組B組汽車荷載人群荷載汽車荷載人群荷載公路I級3.0 kN/m2公路II級3.0 kN/m26.設(shè)計規(guī)范及參考書目 1）公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTG D60-2004）2）公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D62-2004） 3）橋梁工程 4）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 5）結(jié)構(gòu)力學(xué) 6）橋梁通用構(gòu)造及簡支梁橋 第二部分 設(shè)計計算內(nèi)容1恒載內(nèi)力計算1.1分別計算各主梁的恒載集度1.2各主梁的恒載在各控制截面（支點、L/4/、L/2截面）內(nèi)力（彎矩和剪力）2.設(shè)計活

4、載內(nèi)力計算2.1畫出各號梁的橫向分布影響線2.2計算各號梁的支點及跨中的荷載橫向分布系數(shù)2.3畫出各控制截面的內(nèi)力的影響線2.4計算各主梁在各控制截面的彎矩和剪力3.計算3.1分別計算各主梁在各控制截面的彎矩和剪力的作用效應(yīng)組合（基本組合、短期效應(yīng)組合、長期效應(yīng)組合）3.2繪制基本組合的彎矩及剪力包絡(luò)圖4配筋計算、設(shè)計及驗算4.1主梁各控制截面的控制內(nèi)力的基本組合匯總4.2主梁受拉配筋的計算及配置（利用彎矩包絡(luò)圖）4.3主梁正截面抗彎承載能力驗算4.4主梁斜截面抗剪承載能力驗算4.5剪力區(qū)抗剪鋼筋的配置（利用剪力包絡(luò)圖，配置抗剪箍筋、彎起鋼筋等）4.6 裂縫寬度驗算（選做，可參考設(shè)計規(guī)范JTG

5、 D62-2004, 60頁的6.4裂縫寬度驗算進(jìn)行）4.7 T梁翼板（行車道板）內(nèi)力計算及配筋設(shè)計（選做，可參考教材115頁，鉸接懸臂板法進(jìn)行計算）說明：計算內(nèi)容1.1-4.5是必須完成的內(nèi)容，4.6-4.7是選做內(nèi)容第三部分 提交成果1、設(shè)計計算書一份。 2、配筋圖一張3號圖。圖名：鋼筋混凝土簡支T梁結(jié)構(gòu)示意圖圖中需畫出： 鋼筋混凝土T形梁骨架構(gòu)造圖 跨中及支點橫截面鋼筋配筋圖 一片主梁鋼筋明細(xì)表主梁內(nèi)力計算1.恒載內(nèi)力計算 圖 1 主梁橫截面主要尺寸（單位：cm ）1.1 恒載集度主梁： 橫隔梁：對于邊主梁： 對于中主梁：=0.53=1.06（kN/m）橋面鋪裝層：欄桿和人行道： 作用與

6、邊主梁的全部恒載g為:12.385+0.53+3.03+6=21.945（kN/m）作用于中主梁的恒載為:12.385+1.06+3.03=16.475（kN/m）1.2荷載內(nèi)力計算邊主梁距離支座為的橫截面彎矩和剪力M=V=表1 邊主梁的恒載內(nèi)力剪力V/kN彎矩M/kNmx=02140x107782.3x01043.1 表2 中主梁的恒載內(nèi)力剪力V/kN彎矩M/kNmx=01610 x80.5587.3 x0783.12.活載內(nèi)力計算2.1 各號梁的橫向分布影響線2.2各號梁橫向分配系數(shù)支點橫向分布系數(shù)（杠桿原理法）1號梁汽車荷載： 0.375=0.1875人群荷載： 1.1562號梁汽車荷載

7、： 1=0.5人群荷載： 03號梁汽車荷載： =0.594人群荷載： 0主梁跨中的荷載橫向分布系數(shù)（偏心壓力法）1號主梁的影響線豎直標(biāo)值2號主梁的影響線豎直標(biāo)值3號主梁的影響線豎直標(biāo)值1號梁： 2號梁： 3號梁： 2.3各控制截面內(nèi)力影響線影響線面積計算表項目計算圖示影響線面積M1/2=47.53M1/4=35.65Q1/2/2=2.438Q0=9.752.4各主梁在各控制截面的彎矩和剪力沖擊系數(shù)簡支梁基頻:,G=16.475,得：=4.76HZ26.10157.076.41767.010157.01767.011=-+=-+=+InInfm主梁跨中截面活載彎矩活載截面位置梁號mcqKN/mM

8、2PKNy彎矩（KN-m）車道荷載0.4321.2610.535.652383.66677.90.3921.2610.535.652383.66615.10.3541.2610.535.652383.66555.50.4321.2610.547.532384.875903.20.3921.2610.547.532384.875819.60.3541.2610.547.532384.875740.1人群荷載0.5464.535.6587.60.3944.535.6563.20.3334.535.6553.40.5464.547.53116.80.3944.547.5384.30.3334.547

9、.5371.2主梁跨中截面活載剪力活載截面位置梁號mcqKN/mm2PKNy剪力（）車道荷載0.4321.2610.52.438285.60.591.70.3921.2610.52.438285.60.583.20.3541.2610.52.438285.60.575.1人群荷載0.5464.52.43860.3944.52.4384.30.3334.52.4383.7支點截面汽車荷載最大剪力橫向分布系數(shù)變化區(qū)段長度：影響線面積 附加三角形荷載重心的影響線坐標(biāo)為：1號梁車道均布荷載作用下：附加車道均布荷載剪力：)(2.7917.05.102)43 .01875.0(2875.426.1)(2)

10、1(0,kNyqMMaVkCqko-= -=-+=D-m車道均布荷載作用下的支點剪力)(5.48.2.7 55.7,0,0kNVVVqkqkoqk=-=D+=車道集中荷載作用下：(kN).285.60.1875=67.5000.126.1)1(0,ypMVkkpko=+=-m車道荷載作用下的支點剪力11667.55.48,0,0kNVVpkqk=+=+人群荷載最大剪力ypmmapmVorcorcor1kN30.1.546)0156.1(2875.475.95.13546.0)(20=1.530.917-+=-+W=-2號梁3號梁3. 計算3.1各梁主梁在各控制截面的彎矩和剪力的作用效應(yīng)組合項目

11、組合彎矩M 四分點截面跨中截面梁梁梁梁梁梁恒載782.3587.3587.31043.1783.1783.1車道荷載677.9615.1555.5903.2819.6740.1人群荷載87.663.253.4116.884.371.21.261.261.261.261.261.26538488.2440.9716.8650.5587.4基本組合1985.91636.71542.326472181.62055.6短期組合1246.5992.2949.31661.71322.71265.5長期組合1032.5807.87851376.610771046.5項目組合剪力V 梁端截面跨中截面四分一截面

12、梁梁梁梁梁梁梁梁梁恒載2141611610001078181車道荷載116233.1266.591.783.275.191.6210.9246.6人群荷載30.113.311.364.33.719.65.84.91.2692.1185211.572.86659.672.7167.4195.7基本組合452.9534.4579135.1121.3109.3352288276短期組合308.5303.8320.456.950.545.4202162156長期組合262.9240.3250.131.528.125.31591251223.2基本組合的彎矩和剪力包絡(luò)圖4. 配筋計算及驗算4.1主梁各控

13、制截面的控制內(nèi)力的基本組合匯總（1）用于承載能力極限狀態(tài)計算的作用效應(yīng)組合設(shè)計值跨中截面彎矩組合設(shè)計值=，其他各截面彎矩可近似按拋物線變化計算。支點截面剪力組合設(shè)計值，跨中截面剪力組合設(shè)計值，其他截面可近似按直線變化計算。1.1.5材料要求（1）梁體采用C35混凝土，抗壓設(shè)計強度（2）主筋采用HRB335鋼筋，抗拉設(shè)計強度 構(gòu)造筋采用R235鋼筋，抗拉設(shè)計強度 4.2主梁受拉配筋的計算及配置跨中截面縱向受拉鋼筋計算T形截面梁受壓翼板的有效寬度：為了便于計算，T梁翼緣厚度取平均計算 判斷T梁截面類型mkNMkNhhhbffffc=-=-2647m4530)21601179(16016001.16

14、)2(0判斷為I類T型截面 受壓區(qū)高度 mmhhmmxxxxf648117955.01608802005302358:)21179(16001.16102647026= -=且滿足 4.3主梁正截面抗彎承載力驗算832 (外徑=34.5mm）= 428（外徑=30.5mm）=則有效高度 mmh116813213000=-=kN122.4k669.23009788122.416016001.161=NAfkNhbfsyffca故為第一類T型截面受壓高度mmhmmbfAffcsy642116855.09716001.1624911600=-=-=2687279729711689716001.162

15、0 滿足要求。4.4主梁斜截面抗剪承載力驗算1.檢查截面尺寸根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D62-2004)構(gòu)造規(guī)定9.3.10要求梁最底層鋼筋432通過支座截面，支座截面有效高度：根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D62-2004) 5.2.9要求：，符合要求。2.檢查是否需要設(shè)置腹筋（1）跨中段截面 （2）支座截面 故可在梁跨中的某長度范圍內(nèi)按構(gòu)造配置鋼筋，其余區(qū)段可應(yīng)按計算配置腹筋。4.5剪力區(qū)抗剪鋼筋的配置剪力圖分配計算 支點處剪力計算值 跨中處剪力計算值 的截面距跨中截面的距離可由剪力包絡(luò)圖按比例求得，為=在長度內(nèi)可按構(gòu)造要求布置鋼筋。同時

16、根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D62-2004)規(guī)定，在支座中心線向跨徑長度方向不小于1倍梁高范圍內(nèi)，鋼筋的間距最大為100mm。距支座中心線的h/2處的計算剪力值（V）由剪力包絡(luò)圖按比例求得，為 =其中應(yīng)由混凝土和箍筋承擔(dān)的剪力計算值至少為；應(yīng)由彎起鋼筋（包括斜筋）承擔(dān)的剪力計算值最多為，設(shè)置彎起鋼筋區(qū)段長度為4550mm。箍筋計算常用箍筋直徑應(yīng)不小于8mm，且不小于1/4主筋直徑和股數(shù)，再按下式計算箍筋間距：（mm）采用直徑為8mm的雙肢箍筋，箍筋截面積跨中截面，取支點截面 ， P=（2.5+0.88）/2=1.69 , 箍筋間距為取 , （R235鋼筋）故滿足要求

17、。綜合上述計算，在支座中心向跨徑長度方向的1300mm范圍內(nèi)，設(shè)計箍筋間距，爾后至跨中截面統(tǒng)一的箍筋間距取 彎起鋼筋計算設(shè)焊接鋼筋骨架的架立鋼筋（R235）為20，鋼筋重心至梁受壓翼板上邊緣距離。彎起鋼筋的彎起角度為45，彎起鋼筋末端與架立鋼筋焊接。為了得到每對彎起鋼筋分配的剪力，由各排彎起鋼筋的末端折點應(yīng)落在前一排彎起鋼筋的構(gòu)造規(guī)定來得到各排彎起鋼筋的彎起點計算位置，首先要計算彎起鋼筋上、下彎點之間垂直距離 見圖根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D62-2004) 5.2.11規(guī)定，簡支梁的第一排彎起鋼筋（對支座而言）的末端彎起點應(yīng)位于支座中心截面處。這時，為彎筋的彎起角

18、為45，則第一排彎筋（2N5）的彎起點1距支座中心距離為1105mm。彎筋與梁縱軸線交點1距支座中心距離為=第二排彎起點2距支點中心的距離: 1098+1063=2161mm分配給第二排彎起鋼筋的計算剪力值，由比例關(guān)系計算可得到： 得彎筋與梁縱軸線交點2距支座中心 =第三排彎起點3距支點中心的距離 2161+1031=3192mm分配給第三排彎起鋼筋的計算剪力值，由比例關(guān)系計算可得到： 得彎筋與梁縱軸線交點3距支座中心 =第四排彎起點4距支點中心的距離 3192+1000=4192mm分配給第四排彎起鋼筋的計算剪力值，由比例關(guān)系計算可得到： 得彎筋與梁縱軸線交點4距支座中心 =第五排(專設(shè)彎起

19、鋼筋)彎起點5距支點中心的距離 4192+970=5162mm分配給第五排彎起鋼筋的計算剪力值，由比例關(guān)系計算可得到： 得彎筋與梁縱軸線交點5距支座中心 =彎起鋼筋計算表彎起點12345hi(mm)1098106310311000970距支座中心距離xi（mm）10982161319241925162分配的計算剪力值Vsbi（KN）2191971469748.5需要的彎筋面積Asbi（mm2）14751327983653327可提供的彎筋面積（mm2）16091609123212321232彎筋與梁軸交點到支座中心距離xc(mm)5691667273034854761繪制彎矩包絡(luò)圖先按拋物線公式近似求出控制截面的彎矩值。已知L=19.5m，配置跨中截面鋼筋，（跨中處）： ： ：全梁承載能力校核及構(gòu)造要求（1）理論彎起點應(yīng)在正