20m簡支t型梁橋設(shè)計

20m簡支t型梁橋設(shè)計目錄摘要：IAbstractI第1章設(shè)計內(nèi)容及構(gòu)造布置..(1)1.1設(shè)計內(nèi)容(1)1.1.1設(shè)計標準(1)1.1.2主要材料(1)1.1.3設(shè)計依據(jù)(1)1.2方案比選(1)1.3橫斷面布置及主梁尺寸(3)第2章主梁內(nèi)力計算(5)2.1恒載內(nèi)力計算(5)2.1.1結(jié)構(gòu)自重集度計算(5)2.1.2結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力計算(5)2.2活載內(nèi)力計算(6)2.2.1荷載橫向分布計算(6)2.2.2汽車人群作用效應(yīng)計算(10)2.3主梁內(nèi)力組合(18)2.3.1作用效應(yīng)計算公式(19)2.3.2主梁內(nèi)力組合(19)第3章主梁配筋計算(21)3.1跨中截面的縱向受拉鋼筋計算(21)3.1.2確定簡支梁控制截面彎矩組合設(shè)計值和剪力設(shè)計值(21)3.1.3T型截面梁受壓翼板的有效寬度(21)3.1.4鋼筋數(shù)量計算(21)3.1.5截面復(fù)核(22)3.2腹筋設(shè)計(23)3.2.1截面尺寸檢查(23)3.2.2檢查是否需要根據(jù)計算配置箍筋(23)3.2.3計算剪力圖分配(23)3.2.4箍筋設(shè)計(24)3.2.5彎起鋼筋設(shè)計(25)3.2.6斜截面抗剪承載力驗算(29)3.2.7持久狀況斜截面抗彎極限承載能力狀態(tài)驗算(33)3.3持久狀況正常使用極限狀態(tài)裂縫寬度驗算(33)3.4持久狀況正常使用極限狀態(tài)下?lián)隙闰炈?35)第4章橫隔梁內(nèi)力與配筋計算(38)4.1橫隔梁內(nèi)力計算(38)4.1.1確定計算荷載(38)4.1.2繪制中橫隔梁彎矩、剪力影響線(38)4.1.3截面內(nèi)力計算(40)4.1.4內(nèi)力組合(40)4.2橫隔梁配筋計算(40)4.2.1正彎矩配筋(40)4.2.2剪力配筋(41)第5章行車道板的計算(43)5.1計算圖式(43)5.2永久荷載及其效應(yīng)(43)5.3截面設(shè)計、配筋與強度驗算(44)參考文獻(46)致謝(47)20m簡支T型梁橋設(shè)計計算摘要：本次設(shè)計為20m簡支T型梁橋的設(shè)計計算。本設(shè)計采用鋼筋混凝土T型梁橋，標準跨徑為20m，計算跨徑為19.5m，主梁為等截面T型梁。本文主要闡述了該橋的設(shè)計和計算過程。首先進行橋型方案比選，對主橋進行總體結(jié)構(gòu)設(shè)計，然后對上部結(jié)構(gòu)進行內(nèi)力、配筋計算，再進行強度、應(yīng)力及變形驗算。具體包括以下幾個部分：橋型方案比選；橋型布置，結(jié)構(gòu)各部分尺寸擬定；選取計算結(jié)構(gòu)簡圖；恒載內(nèi)力計算；活載內(nèi)力計算；荷載組合；配筋計算；截面強度驗算；截面應(yīng)力及變形驗算；關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土T型簡支梁橋配筋計算強度驗算Abstract20meterssimplysupportedT-beambridgedesignThisdesignincorporatesreinforcedconcretet-beams,standardspancalculationfor20m,19.5m,themainspanisaprismaticbeamsT-beams.Thisarticledescribesthedesignandcalculationofthebridge.Firstbridge-typeschemes,ontheoverallstructureofthemainbridgedesign,andthenonthesuperstructureinternalforces,concrete,strength,stressanddeformation.Theseincludethefollowingsections:thebridge-typeschemes;typeofarrangement,structuresectionssizedrawnup;Selectthediagramofthecalculation;permanentinternalcalculation;liveloadforcecalculation;theload;forthereinforcementofthecalculation;sectionstrengthchecking;asectionofstressanddeformationchecking;Keywords:reinforcedconcretet-beamdesignstrengthchecking第1章設(shè)計內(nèi)容及構(gòu)造布置1.1設(shè)計內(nèi)容1.1.1設(shè)計標準設(shè)計車速：40km/h設(shè)計荷載：公路H級標準跨徑：20m計算跨徑：19.5m橋面凈空：凈7m+2x1.5m（人行道）=10m通航要求：不通航設(shè)計洪水頻率：1/100地震峰值加速度：0.05g].2主要材料鋼.:F.打山受力即建泱，K捋諺見癖上；C301.1.3設(shè)腿據(jù)I：程技術(shù)標準*i處孺橋曲啪尊設(shè)H覘艷>（JTtiDtiO-2014}《公弟驅(qū)吊混胺I及項腐力混舟I.擠盡5「近殖"JTGD思一2〔）04，檢—喊手聊。出哽人民受通;I傲七.叫04由L-i方■擢比增L比iih.案的主旺柩準：?橋架方案比讓有四攻主堊標訴：安全，功能.理轎與美觀、此中以安全與建流為主要；案rl）慫烤擠圖L.1<E）尤型T帽橋

方案比選表表1.1懸臂橋T形剛?cè)鈽蚧炷梁喼形梁橋斜拉橋適用桃新墩上為單排支座，可以減小橋墩尺寸主梁高度可較小，降低結(jié)構(gòu)自重，恒裁內(nèi)方減小超靜定姑構(gòu)容易受溫度、混凝土收編徐變作用、基礎(chǔ)不均勾沉峰等影響，容易造成行車不顧1,施工方便勇.適合中小跨徑，3.結(jié)構(gòu)尺寸標推化，跨域能力大安全牲1.在懸臂端與掛梁銜接姓的撓曲踐折點不利行車，2.梁翼緣受也容易出現(xiàn)裂縫，雨水浸入入體成為?安全隱患建國初期大量果用目前國內(nèi)大量采用，安全，行車方便》L行車平穩(wěn)2.索力調(diào)整工序比校繁復(fù),施工技術(shù)要求高美觀性做成變截而梁較漂亮結(jié)構(gòu)美觀結(jié)構(gòu)美觀具有現(xiàn)代氣息，結(jié)?構(gòu)輕盈美硯，經(jīng)濟性支架昂貴，雄修費用高造價校低，工期較短造價第二，用鋼量大造價最高縱觀橋梁的發(fā)展，懸臂橋已經(jīng)基本不采用，由于是跨線橋，跨度不大，斜拉橋一般用于大跨度的跨海、跨河大橋，T形鋼構(gòu)橋容易受地震等影響，以及經(jīng)過上述方案的比較，決定采用混凝土T形梁橋。1.3橫斷面布置及主梁尺寸1、主梁高度鋼筋混凝土簡支梁橋的主梁高度與其跨徑之比約在1/11~1/18之間。當(dāng)建筑高度不受限制時，增大梁高往往是較經(jīng)濟的方案，因為增大梁高可以節(jié)省鋼筋用量，同時梁高加大一般只是腹板加高，而混凝土增加的用量不多。綜上所述，本設(shè)計中取用1300mm的主梁高度是比較合適的。2、主梁截面細部尺寸T梁翼板的厚度主要取決于橋面板承受車輪局部荷載的要求，還應(yīng)考慮能否滿足主梁受彎時上翼板抗壓強度的要求。本設(shè)計預(yù)制T梁的翼板厚度取用80mm，翼板根部加厚到140mm以抵抗翼緣根部較大的彎矩，腹板厚度取為180mm。如圖1.1所示，全橋共由6片T型梁組成，跨中單片T型梁高為1.3m，寬1.6m；邊主梁是有單片T型梁高為1.3m，靠橋外側(cè)的翼緣板長為710mm，靠橋內(nèi)側(cè)的翼緣板長為510mm；濕接縫設(shè)為400mm；橋上橫坡為雙向1.5%，坡度由C25混凝土橋面鋪裝控制。-——浜育愜盈土E里血存重）38.士箜M厚希庠重？sXKEnflL就JMOJ|持:}1的；圖1.5橫縱斷面圖第2章主梁內(nèi)力計算2.1恒載內(nèi)力計算2.1.1結(jié)構(gòu)自重集度計算在計算結(jié)構(gòu)自重時，為了簡化起見，將橫梁、鋪裝層、人行道和欄桿等重量均勻分攤給各主梁承受。人群荷載：3.02mKN，每側(cè)的欄桿及人行道的構(gòu)件重量的作用力取5.0mKN。結(jié)構(gòu)自重集度表2.1

主梁們=[0.]8心30+(。燃；。14)X(1創(chuàng)_0.1g)]X25=9.78KN/m橫隔海于邊主梁r-5qO8+O』4門J.60-0.18iy0.15+(116^2=1Li.w-()Jx()1x>5x25/19.50=0.63KNfm梁對于中主梁就=2x0.63=1.26虹V/m橋面鋪裝層%=[0.02x7.00x23+：。06+0.12)x7.00工24]/6=3.67KN/jh欄桿和人行道X4=5x2/6=1,67/GV/m合對于邊主_梁==9.76+0.65+3.67+1.67=16.06跑遍計對于中主V.梁妒二=9.76+1.26+3.67+L67=16.69KN/m2.1.2結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力計算邊主梁結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生內(nèi)力表2.2內(nèi)M力Q(KN)彎矩MIKNw)工=02=1^x19.5=156.6財=0八16.06泌。。19.5Q=—^—x(19.3-2x—)=78.3由16.0619.5沖。19.5、M=xx(19.5)244=5725R=016,06x19.52=763.4中主梁結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生內(nèi)力表2.3內(nèi)剪力Q(KN)彎拒M(KNm)應(yīng)=0。=普2婦95=162.7M=0X=LQ=l^x(19.5-2x字)=81.4m16.6919.5]9.5M=xx(19.5)244=595.0x&Q=。Af=1x16.69x19.52=793.32.2活載內(nèi)力計算2.2.1荷載橫向分布計算1、荷載作用于支點荷載作用于支點位置時，應(yīng)按杠桿原理法計算荷載橫向分布系數(shù)。荷載作用于支點位置時，###321、、梁的荷載橫向分布系數(shù)如圖2.1所示。圖2.1荷載橫向分布系數(shù)圖根據(jù)《橋規(guī)》規(guī)定，在橫向影響線上確定荷載沿橫向最不利的布置位置。對于汽車荷載，規(guī)定的汽車橫向輪距為1.8m，兩列汽車車輪的橫向最小間距為1.3m，車輪距離人行道緣石最少為0.5m。由此，求出相應(yīng)于荷載位置的影響線數(shù)標值后，可得各梁的荷載橫向分布系數(shù)為：#1梁汽車荷載：1875.02375.021=qoqmq人群：156.1==rormq#2梁汽車荷載：5.0=oqm人群：0=orm#3梁汽車荷載：5.0=oqm人群：0=orm其中，#2、#3梁人行道上均沒有布載，這是因為人行道荷載引起的負反力，在考慮荷載組合時反而會減小#2、#3梁的受力。2、荷載作用于跨中橋梁中設(shè)置剛度較大的橫隔梁，且承重的長寬比為203.26.165.19>=?=Bl,故可按偏心壓力法來計算荷載橫向分布系數(shù)cm。（1）計算主梁慣性矩xI、抗扭慣性矩txI和抗扭剛度系數(shù)8（主梁等效截面圖見圖2.2）圖2.2主梁等效截面圖（單位：mm）形心坐標cy:■n)(CNImo9so.LnIOcn6II8IomCNo8CNl<8zomm17UH+HO.I6CNoCNJImCNo.LnIom、AqnHCNCN8I6-no.LnII備u-AqRVImogioo.IOMismss一蠅、H1uqA:z:zffi?+￡+m*XIEU095CNI)Ln.LnRZ(o9sooI6IICN-nmoo8I6-nmoLnILn99.9mCNmCN寸日m##ftsCNo1—1'■tgE2c5eg8giaoEoR0rwnZOwnr-j3trj6「?4Zd9O8zG寸qo6QQooq6cSgtn3T~?cS忘OqCN*h+hCNsooCNoo.LnCN170mCN08CNl<8zomoLnILn99.9)6LLn9L9P176CN6H+堂3ILU-的橫截面均相等，梁數(shù)n=6,梁間距為1.60m，貝U:262524232221261aaaaaaa+++++=2=222222)80160160()80160(8080)80160()80160160(+++++++++++=216.44m=8.311191816011)011918()6516011仁？++??二?=iiicAyAy梁#1:梁#1在兩個邊主梁處的橫向分布影響線數(shù)標值為：503.016.4449294.06112212111=?+=+=、二1niaanPq17.016.4449294.06112216116niaaanpq汽車荷載：425.0)2.792.18792.31792.497(92.597503.02121=+++??二、=qoqmn人群荷載：524.0)2592.597(92.597503.0=+?二=rcrmn梁#2:梁#2在兩個邊主梁處的橫向分布影響線數(shù)標值為：369.016.444.249294.0611212121=??+=+=I°=1niaaan阿035.016.444.249294.0611216226-=??-=-=I=iniaaanpn汽車荷載：389.0)69.14069.32069.45069.630(69.730369.02121=+++??Iqoqmn人群荷載:382.0)2569.730(69.730369.0=+?==rcrmn梁#3:梁#3在兩個邊主梁處的橫向分布影響線數(shù)標值為:234.016.448.049294.0611213131=??+=+二I°=1niaaan[3q01.016.448.049294.0611216336-=??-=-=I=iniaaan[3q汽車荷載：178.0)52.2948.15048.28048.460(48.560234.02121=-++?==Iqoqmn244.0)2548.560(48.560234.0=+?==Irrmn圖2.3偏心壓力法計算橫向分布系數(shù)圖示（單位：cm）2.2.2汽車人群作用效應(yīng)計算1、荷載橫向分布系數(shù)匯總荷載橫向分布系數(shù)匯總表表2.5梁號荷載位置公路一II巍人群荷載跨中0.4250.5痛，文點1.1562#_跨中0.3890382支點0.5職3*跨中DJ780.244支點0.52、均布荷載和內(nèi)力影響線面積計算均布荷載和內(nèi)力影響線面積計算表表2.6Utf公路一IE級hr1）人群影晌線而積（”『或心）&0.5x(175=7X753x13=4.5Cl=-l2=￡1必=4253靜8S財E7.8754.5￡1=-x—J2=ix—x19.52=35.65m2216216Qif27.875450=1xlxiy5xt)L5=2.438ffl22。甘47.8754.5Q=ix—/k—=5.48;jj244a7.S7545a=lxiy.5^1=9.75m影響線圖示表表2.7集中荷載計算彎矩效應(yīng)時:KNPk5.17823875.0)55.19(55018036018075.0=?=??-?--+=集中荷載計算剪力效應(yīng)時：KNPk2.2145.1782.1=?=均布荷載：mKNqk875.775.05.10=?=(1)計算沖擊系數(shù)p沖擊系數(shù)的計算采用以結(jié)構(gòu)基頻為指標的方法，其計算方法為：當(dāng)HZf5.1＜時，5.00=p當(dāng)HZfHZ14.51＜＜時，0157.0ln1767.0-=fp當(dāng)HZf14＞時，45.0=p式中廠結(jié)構(gòu)基頻(HZ)。結(jié)構(gòu)基頻的計算宜采用有限元法，對于常規(guī)結(jié)構(gòu)，可采用《橋規(guī)》條文說明中給出的公式估算。簡支梁橋的基頻計算公式如下：ccmEIlf22n，其中g(shù)Gmc=式中，l一結(jié)構(gòu)計算跨徑(m);E一結(jié)構(gòu)材料的彈性模量()2mN;cI—結(jié)構(gòu)跨中截面的截面慣性矩)(4m;cm—結(jié)構(gòu)跨中處的單位長度質(zhì)量()mKg;G—結(jié)構(gòu)跨中處延米結(jié)構(gòu)重力(mN);g一重力加速度，()281.9smg=。根據(jù)以上公式，對于本橋單根主梁：23902.02148130181602148mA=????+-?+?+=40665.0mIc=mNG76.9253902.0=?=23310995.081.976.9mNsgGmc?===30C混凝土E取210103mN?HZmEIlfcc831.510995.00665.01035.19214.3231022由于HZfHZ145.1<<,則296.00157.0ln1767.0=-=fp則296.11=+p(1)跨中彎矩2lM、四分點彎矩lM，跨中剪力2lQ計算對于汽車荷載，應(yīng)將集中荷載直接布置在內(nèi)力影響線數(shù)值最大的位置，其計算公式為：)()1(ikikcyPmqmS+。+二小汽式中：汽S一所求截面由汽車荷載產(chǎn)生的彎矩或剪力標準值；)1(口+一汽車荷載的沖擊系數(shù)；6一汽車荷載橫向折減系數(shù)；cm一跨中橫向分布系數(shù)；kP一汽車車道荷載中的集中荷載標準值；kq一汽車車道荷載中，每延米均布荷載標準值；Q—彎矩、剪力影響線面積；im—沿橋跨縱向與集中荷載位置對應(yīng)的橫向分布系數(shù)；iy一沿橋跨縱向與荷載位置對應(yīng)的內(nèi)力影響線數(shù)標值。對于人群荷載：Q=rcqmS人式中：人S一所求截面由人群荷載產(chǎn)生的彎矩或剪力標準值；rq一縱向每延米人群荷載標準值。#1梁2lM、4lM、2lQ計算表表2.8

截而荷載類型Pg