鋼筋混凝土簡支T型梁橋設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

1、 橋梁工程課程設(shè)計(jì)題 目： 鋼筋混凝土簡支T型梁橋設(shè)計(jì) 分 院： 土建分院 專 業(yè)： 道路橋梁與渡河工程 班 級： 橋渡1班 學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 李小虎 指導(dǎo)教師： 李尉光 日 期： 2016-6-15 橋梁工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 一、設(shè)計(jì)題目 預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T形梁橋設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)資料1標(biāo)準(zhǔn)跨徑：A.16m   B.18m   C.20m  D.25m E.30m F.35m G.40m 2橋面凈寬：A.凈7+2×0.25(7.5m)  B.凈7.5+2×0.25(8m)  C.凈8+2

2、×0.25(8.5m)   D.凈7+2×1.0(9m)  E.凈7.5+2×1.0(9.5m) F.凈8+2×1.0(10m) G.凈10+2×0.25(10.5m) H.凈10+2×0.75(11.5m) 3計(jì)算跨徑：橋梁跨徑減去40cm4主梁結(jié)構(gòu)尺寸擬定：（1）上部結(jié)構(gòu)主梁為：A.4片，B.5片，C.6片；均設(shè)置5根橫隔梁。（2）主梁高度：各人自行擬定。（1/11-1/18）l（3）梁肋厚度：各人自行擬定，一般為梁高1/6-1/7，梁肋的最小構(gòu)造厚度為140mm。（4）橋面板：各人自擬定，根部厚度梁

3、高的1/10，且14cm，邊緣厚度10cm。（5）橋面橫坡：1.5%。5設(shè)計(jì)荷載 ：公路-級 ，公路-級 人群荷載：3.5 KN/m2 6結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)： 1.17材料：（1）鋼筋，主鋼筋采用HRB335，其它鋼筋采用R235。其技術(shù)指 標(biāo)見表1； （2）鋼絞線其技術(shù)指標(biāo)見表2；（3）混凝土及其技術(shù)指標(biāo)見表3，T形主梁、橋面鋪裝，欄桿、人行道。混凝土采用C30或C35。表1  鋼筋技術(shù)指標(biāo)種類彈性模量（MPa）抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度（Mpa）抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度（Mpa）標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度（Mpa）R235195195235HRB335級280280335表2  鋼絞線技術(shù)指標(biāo)種類抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度（Mpa

4、）屈服應(yīng)力/KN最小破斷力/KN公稱直徑/mm公稱面積/mm22000MPa2000252.728015.241401860MPa1860234.6197.415.24140表3 混凝土技術(shù)指標(biāo)種 類設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度彈性模量(MPa)軸心抗壓(MPa)軸心抗拉(MPa)軸心抗壓(MPa)軸心抗拉(MPa)C3013.81.3920.12.013.00×104C3516.11.5223.42.203.15×1048、設(shè)計(jì)依據(jù)（1）交通部.公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范 (JTG D60-2004)；北京：人民交通出版社.2004（2）交通部.公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（J

5、TG D622004），北京：人民交通出版社.20049、計(jì)算方法：極限狀態(tài)法。10、橋面鋪裝：9cm砼橋面鋪裝（容重23kN/m3）+3cm瀝青防水層（容重21kN/m3），人行道和欄桿自重線密度按照單側(cè)6kN/m。三、設(shè)計(jì)內(nèi)容第一章 基本設(shè)計(jì)資料第二章 行車道板內(nèi)力計(jì)算、配筋及驗(yàn)算第三章 主梁內(nèi)力計(jì)算3.1主梁幾何特性計(jì)算3.2恒載內(nèi)力計(jì)算3.3荷載橫向分布計(jì)算（支點(diǎn)處采用杠桿法，跨中采用偏心壓力法進(jìn)行）3.4活載內(nèi)力計(jì)算3.5主梁內(nèi)力組合（基本組合、作用短期效應(yīng)組合、作用長期效應(yīng)組合）第四章 承載力極限狀態(tài)下截面設(shè)計(jì)、配筋與計(jì)算4.1配置主梁受力鋼筋4.2橫截面承載能力極限狀態(tài)計(jì)算4.3

6、斜截面抗剪承載能力計(jì)算4.4箍筋設(shè)計(jì)4.5斜截面抗剪承載能力驗(yàn)算第五章 正常使用極限狀態(tài)下的裂縫寬度和撓度驗(yàn)算5.1裂縫寬度驗(yàn)算5.2撓度驗(yàn)算第六章 支座計(jì)算第七章 總結(jié)附錄：圖紙（橋梁的縱斷面、橫斷面、平面布置圖 及鋼筋圖）四、時(shí)間安排本次橋梁工程課程設(shè)計(jì)時(shí)間為兩周，具體時(shí)間安排如下：步 驟內(nèi) 容時(shí)間（天）1布置任務(wù)，上部結(jié)構(gòu)縱橫斷面設(shè)計(jì)22行車道板內(nèi)力計(jì)算33主梁恒載、活載及主梁內(nèi)力組合54繪圖35整理正稿1合 計(jì)14五、參考文獻(xiàn)1強(qiáng)士中.橋梁工程，北京：高等教育出版社2姚玲森.橋梁工程，北京：人民交通出版社3邵旭東. 橋梁設(shè)計(jì)與計(jì)算，人民交通出版社4易建國.混凝土簡支梁（板）橋，北京：人

7、民交通出版社 5張樹仁.鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理，北京：人民交通出版社 目錄第一章基本設(shè)計(jì)資料第二章主梁截面設(shè)計(jì)第三章行車道板內(nèi)力計(jì)算、配筋及驗(yàn)算（懸臂板、連續(xù)單向板）第四章主梁內(nèi)力計(jì)算 4.1主梁幾何特性計(jì)算 4.2恒載內(nèi)力計(jì)算 4.3荷載橫向分布計(jì)算（支點(diǎn)處采用杠桿法，跨中采用偏心壓力法進(jìn)行） 4.4活載內(nèi)力計(jì)算 4.5主梁內(nèi)力組合（基本組合、作用短期效應(yīng)組合、作用長期效應(yīng)組合）第五章正常使用極限狀態(tài)下的裂縫寬度和撓度驗(yàn)算 5.1裂縫寬度驗(yàn)算 5.2撓度驗(yàn)算第六章總結(jié)附錄：圖紙（橋梁的縱斷面、橫斷面、平面布置圖 及鋼筋圖） 第一章1.基本設(shè)計(jì)資料 1.標(biāo)準(zhǔn)跨徑：18 2.計(jì)

8、算跨徑：17.6 3.主梁全長：17.96m 4.橋面寬度（橋面凈空）：凈9m（行車道）+21.0撞欄）。 5.3×18m 2.技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)荷載：公路級，人群荷載采用3.5 KN/m2 3.主要材料鋼筋：主鋼筋采用HRB335，其它鋼筋采用R235?；炷粒篊35容重25/m2橋面鋪裝：9cm砼橋面鋪裝（容重23kN/m3）+3cm瀝青防水層（容重21kN/m3）， 人行道和欄桿自重線密度按照單側(cè)6kN/m。 4.設(shè)計(jì)依據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范 （JTJ D602004）公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 （JTJ D622004） （橋梁橫斷面和主梁縱斷面圖）第2章 ：主梁截面

9、設(shè)計(jì)計(jì)算跨徑：18-0.4=17.6m寬度1.7m梁高h(yuǎn)=1.5m邊緣厚度=10cm根部厚度=15cm梁勒厚度=25cm第三章行車道板內(nèi)力計(jì)算3.1恒載產(chǎn)生的內(nèi)力以縱向1米寬的板條進(jìn)行計(jì)算如圖3.1所示 170瀝青混凝土面層：= 0.03×1.0×21= 0.63C35號混凝土墊層：=0.09×1.0×23=2.07T形翼緣板自重：=合計(jì)：g=+=0.63+2.07+3.13=5.83 每米寬板條的恒載內(nèi)力：彎距：剪力：3.2荷載產(chǎn)生的內(nèi)力按鉸接板計(jì)算行車道板的有效寬度（如圖3.2所示）。由<<橋規(guī)>>得=0.2m，=0.6m。橋

10、面鋪裝厚度為12cm，則有：=+2H=0.20+2×0.12=0.44m=+2H=0.6+2×0.12=0.84m荷載對于懸臂板的有效分布寬度為:=+2=0.44+1.45=1.89m由于，所以沖擊系數(shù)采用1+=1.3，作用為每米寬板條上的彎矩為： 作用于每米寬板條上的剪力為： 圖3.2荷載有效分布寬度圖示（cm）3.3 內(nèi)力組合承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合：第四章：主梁內(nèi)力計(jì)算根據(jù)以上所述梁跨結(jié)構(gòu)縱、橫截面的布置，并通過活載作用下的梁橋荷載橫向分布計(jì)算，可分別求得個(gè)主梁控制截面（一般取跨中、四分點(diǎn)和支點(diǎn)截面）的恒載和最大活載內(nèi)力，然后再進(jìn)行內(nèi)力組合。（1）主梁（2）橫隔梁邊主

11、梁：中主梁： （）橋面鋪裝層(4) 欄桿和人行道作用于邊主梁的全部恒載強(qiáng)度：作用于中主梁的全部恒載強(qiáng)度;永久作用效應(yīng)主梁彎距和剪力計(jì)算公式： 內(nèi)力邊梁主梁M/（KN/m）Q/KNM/（KN/m）Q/KNX=00183.640191.64X=L/4606.0191.82632.3895.81X=L/2808.010843.170 表一：主梁恒載內(nèi)力1、 按杠桿原理法計(jì)算支點(diǎn)處橫向分布系數(shù) 忽略主梁之間橫向結(jié)構(gòu)的聯(lián)接作用，即假設(shè)橋面板和橫隔梁在豐梁上斷開，而當(dāng)作沿橫向支承在主梁上的簡支梁或懸臂梁來考慮忽略主梁之間橫向結(jié)構(gòu)的聯(lián)系作用，即假設(shè)橋面板在主梁梁肋處斷開，而當(dāng)作沿橫向支承在主梁上的簡支梁或懸

12、臂梁來考慮。杠桿原理法適用于荷載位于靠近主梁支點(diǎn)時(shí)的荷載橫向分布計(jì)算。此時(shí)。主梁的支承剛度遠(yuǎn)大于主梁問橫向聯(lián)系的剛度，荷載作用于某處時(shí)，基本上由相鄰的兩片粱分擔(dān)，并傳遞給支座，其受力特性與杠桿原理接近。另外，該法也可用于雙主梁橋，或橫向聯(lián)系很弱的無中間橫隔梁的橋梁 支點(diǎn)處各梁影響線及荷載分布圖4,5,6與3,2,1號對稱，結(jié)果相同。二 偏心受壓法計(jì)算各主梁的跨中汽車荷載橫向分布系數(shù) 將橫隔梁視作不發(fā)生彎曲的剛性極大的梁，它適用于窄橋的計(jì)算偏心壓力法與杠桿原理法不同通常除在橋的兩端設(shè)置橫隔梁外，還在跨度中央，共至四分點(diǎn)處設(shè)置中間橫隔梁，中間橫隔梁像一根剛度無窮大的剛性梁一樣保持直線，有了它各主梁

13、按橫向分布影響線關(guān)系分配橫向分布系數(shù)也即分配荷載，更趨于安全和有效基本前提是：其一，在車輛荷載作用下。中間橫隔梁可近似地看作一根剛度無窮大的剛性梁，橫梁全長呈直線變形；其二，忽略主梁的抗扭剛度，即不計(jì)入主梁對橫隔梁的抵抗扭矩。用偏心壓力法計(jì)算荷載橫向分布適用于橋上具有可靠的橫向連接，且橋的寬跨比BL小于或接05的情況時(shí)(一般稱為窄橋)的跨中區(qū)域的荷載橫向分布影響線。偏心壓力法具有概念清楚、公式簡明和計(jì)算方便等優(yōu)點(diǎn) 各梁的橫向影響線及荷載布置如圖所示（按車輛荷載布置） 荷+ 梁號荷載位置車輛荷載人群荷載備注1# 6#跨中Mc0.6490.584偏心壓力法支點(diǎn)M00.4271.147杠桿原理法2#

14、 5#跨中Mc0.530.417偏心壓力法支點(diǎn)M00.50杠桿原理法3# 4#跨中Mc0.5120.298偏心壓力法支點(diǎn)M00.50杠桿原理法 三 計(jì)算活載內(nèi)力在活載內(nèi)力計(jì)算中，本設(shè)計(jì)對于橫向分布系數(shù)的取值作如下考慮：計(jì)算主梁活載彎距時(shí)，均采用統(tǒng)一的橫向分布系數(shù)，鑒于跨中和四分點(diǎn)剪力影響線的較大坐標(biāo)位于橋跨中部，故也按不變化的來計(jì)算。求支點(diǎn)和變化點(diǎn)截面活載剪力時(shí)，由于主要荷重集中在支點(diǎn)附近而考慮支撐條件的影響，按橫向分布系數(shù)沿橋跨的變化曲線取值，即從支點(diǎn)到之間，橫向分布系數(shù)用與值用直線內(nèi)插法，其于區(qū)段取值。計(jì)算跨中截面最大彎距及相應(yīng)荷載位置的剪力和最大剪力及相應(yīng)荷載位置的彎距采用直接加載求活載

15、內(nèi)力，計(jì)算公式為：對于汽車荷載：對于人群荷載：（1）內(nèi)力影響線面積計(jì)算如表2.3所示 表2.3內(nèi)力影響面積項(xiàng)目計(jì)算面積影響線面積(m2或m) = = （2）公路I級集中荷載計(jì)算計(jì)算彎距效應(yīng)時(shí)：計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)：（3）計(jì)算沖擊系數(shù)和車道拆減系數(shù)按<<橋規(guī)>>規(guī)定，結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)與結(jié)構(gòu)的基頻有關(guān)，因此先計(jì)算結(jié)構(gòu)的基頻，簡支T梁橋的基頻可采用下列公式估算：查表得：主梁截面形心到T梁上緣的距離：f>14Hz,取汽車荷載的沖擊系數(shù)為本設(shè)計(jì)按兩車道設(shè)計(jì)，不拆減，則4）.計(jì)算M1/2Lmax 、M1/4Lmax、。由于跨中彎矩橫向分布系數(shù)1號，6號梁最大，所以只需計(jì)算1號，6號梁

16、的彎矩，計(jì)算如下：（1） 對于1號和6號梁公路-級汽車活載的跨中彎矩：人群荷載的跨中彎矩：kN·m（2） 對于2號和5號梁公路-級汽車活載的跨中彎矩：人群荷載的跨中彎矩（3） 對于3號和4號梁公路-級汽車活載的跨中彎矩：人群荷載的跨中彎矩 5） 跨中剪力計(jì)算鑒于跨中剪力影響線的較大坐標(biāo)位于跨中部分，故也采用全跨統(tǒng)一的荷載橫向分布系數(shù)來計(jì)算。（1） 對于1號和6號梁公路-級汽車活載的跨中剪力：人群荷載的跨中剪力：kN（2） 對于2號和5號梁公路-級汽車活載的跨中剪力：人群荷載的跨中剪力： kN（3） 對于3,4號梁公路-級汽車活載的跨中剪力：人群荷載的跨中剪力: KN 6） 支點(diǎn)剪力算

17、影響線面積為：；y=1橫向分布系數(shù)變化區(qū)段的長度：附加三角形重心影響線坐標(biāo)：=1.0=0.833（1） 對于1#和6#梁公路I級汽車活載的支點(diǎn)剪力繪制荷載橫向分布系數(shù)沿橋縱向的變化圖形和支點(diǎn)剪力影響線如圖所示。圖汽車荷載支點(diǎn)剪力計(jì)算圖示（尺寸單位：m）(a)主梁縱斷面圖；（b)車輛荷載作用下支點(diǎn)剪力的荷載橫向分布系數(shù)沿跨長分布圖；（c)車輛集中荷載和均布荷載的布置；（d)支點(diǎn)截面剪力影響線圖.（5）人群荷載按式計(jì)算汽車荷載的支點(diǎn)剪力為： =288.10KN圖所示為人群荷載作用下支點(diǎn)剪力的哈在橫向分布系數(shù)沿跨暢分布圖。變化區(qū)段附加三角形重心處的影響線坐標(biāo)為：不考慮沖擊力的影響，則人群荷載支點(diǎn)剪力

18、為=29.63KN（2） 對于2#和5#梁 公路I級汽車活載的支點(diǎn)剪力： =1.45×1×10.5×0.5×8.8+×（0.649-0.427）×0.910 =67.73kN =1.45×1×0.5×276.4×1=200.39kN =268.12kN 人群荷載的支點(diǎn)剪力： =0×3.5×8.8+（0.5-0）×0.833 =0.833kN（3） 對于3#和4#梁 公路I級汽車活載的支點(diǎn)剪力：=1.45×1×10.5×0.5×

19、8.8+×（0.50）×0.833=80.94kN =1.45×1×0.5×276.48×1=200.45kN =281.39kN人群荷載的支點(diǎn)剪力： =0+×（0.5-0）×0.833 =0.833kN7）跨彎矩計(jì)算 影響線面積=××L²=29.04m² y=×17.6=3.3（1） 對于1#梁： 按公路I級汽車荷載：=（1+µ）（·+y） =1.45×1×0.649×（10.5×29.04+230.4&

20、#215;3.3） =1002.44kN·m 人群荷載的跨中彎矩：=0.584×3.5×29.04=59.36kN·m（2） 對于2#梁：按公路I級汽車荷載：=1.45×1×0.53×（10.5×29.04230.4×3.3）=818.64kN·m人群荷載的跨中彎矩：=0.417×3.5×29.04=42.38KN·m（3） 對于3#梁：按公路一級汽車荷載： kN·m人群荷載的跨中彎矩： =0.298×3.5×29.04=30.29kN

21、·m8). 荷載組合其中，截面荷載類型或()()或y（或m）公路I級10.5230.41.450.64938.72y=4.4人群3.50.58438.72公路I級10.5276.481.450.6492.20.5人群3.50.5842.2公路I級10.5230.41.45064929.04y=3.3人群3.50.58429.04公路I級10.5276.481.450.6498.80人群3.50.5848.8第五章：正常使用極限狀態(tài)下的裂縫寬度和撓度驗(yàn)算5.1裂縫寬度驗(yàn)算鋼筋表面形狀系數(shù) ，與構(gòu)件形式有關(guān)的系數(shù) ； 荷載長期效應(yīng)影響系數(shù) ；截面配筋率 ；鋼筋應(yīng)力 ；縱向受拉鋼筋直徑 d=30mm；則T形梁的裂縫寬度 = =1.64mm<2mm 裂縫寬度滿足條件5.2撓度驗(yàn)算5.2.1計(jì)算荷載引起的跨中彎矩鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的恒載和活載撓度，可用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計(jì)算，一般不需考慮混凝土徐變和收縮的影響。但當(dāng)恒載占全部荷載的大部分時(shí)，則以考慮混凝土徐變的影響為宜。對于恒載，其跨中撓度為： 對于汽車荷載，如果已知該梁的跨