鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T梁及行車道板配筋設(shè)計(jì)橋梁工程課程設(shè)計(jì)

aaaaaa淮陰工學(xué)院《橋梁工程》課程設(shè)計(jì)題目：鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T梁及行車道板配筋設(shè)計(jì)班級(jí)：土木1103姓名：段道蓬學(xué)號(hào)：1101401326aaaaaa學(xué)院：建筑工程學(xué)院aaaaaa專業(yè)：土木工程（路橋方向）指導(dǎo)老師：蔣洋2013年12月橋梁工程課程設(shè)計(jì)計(jì)算書一、設(shè)計(jì)資料1．結(jié)構(gòu)形式及基本尺寸某公路裝配式簡(jiǎn)支梁橋，雙車道，橋面寬度為凈-8+2×1m，主梁為裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T梁，橋面由五片T梁組成，主梁中心距2.0m，主梁之間的橋面板為鉸接，沿梁長(zhǎng)設(shè)置5道橫隔梁。主梁的細(xì)部尺寸可參考表1。aaaaaa表1裝配式鋼筋混凝土T形梁橋總體特征表標(biāo)準(zhǔn)跨徑（m）計(jì)算跨徑（m）梁長(zhǎng)（m）主梁橫隔梁梁高（m）肋寬（cm）翼板根部厚度（cm）翼板端部厚度（cm）橫隔梁高度（m）橫隔梁數(shù)橫隔梁平均厚度（cm）第一根內(nèi)橫隔梁至支點(diǎn)距離（m）2019.519.961.52218121.25184.9注：橫隔梁，分別在兩支點(diǎn)、跨中及四分點(diǎn)布置2．橋面布置橋梁位于直線上，兩側(cè)設(shè)人行道，寬度為1m，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，坡度為1.5%。橫坡由混凝土墊層實(shí)現(xiàn)變厚度，兩側(cè)人行道外側(cè)橋面鋪裝厚度8cm（2cm厚瀝青混凝土和6cm混凝土墊層）。3．材料1）主梁、橫隔梁：混凝土：C30（容重為25KN/m3）主筋：II級(jí)鋼筋；構(gòu)造鋼筋：I級(jí)鋼筋；2）橋面鋪裝：aaaaaa瀝青混凝土（容重為23KN/m3）；混凝土墊層C25（容重為23KN/m3）；3）人行道：人行道包括欄桿荷載集度為6KN/m；4．設(shè)計(jì)荷載公路-Ⅱ級(jí)；人群荷載：3.0KN/㎡；5.設(shè)計(jì)規(guī)范與參考書目1)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60-2004）2）《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》（JTGD62-2004）3）《混凝土簡(jiǎn)支梁（板）橋》(第三版)4）《橋梁工程》5）《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》6）《結(jié)構(gòu)力學(xué)》aaaaaa二、設(shè)計(jì)內(nèi)容（一）主梁1.恒載內(nèi)力計(jì)算；1.1恒載集度主梁：橫隔梁：人行道和欄桿：橋面鋪裝：作用于主梁上的全部恒載集度：1.2恒載內(nèi)力跨中截面aaaaaa1/4跨截面支點(diǎn)截面恒載內(nèi)力表項(xiàng)目彎矩M（kN·m）剪力Q（KN）支點(diǎn)0169.161/4跨618.5084.581/2跨824.66702.荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算；2.1抗扭修正系數(shù)的計(jì)算由于各片主梁的截面相同，考慮梁的抗扭剛度時(shí)Ⅰ號(hào)梁的荷載橫向分布系數(shù)aaaaaa2.1.1、計(jì)算主梁的抗彎慣矩主梁板寬度為1.98m主梁間的縫寬為0.02m圖主梁的細(xì)部尺寸（尺寸單位：cm）1)、求主梁截面的重心位置翼緣板平均厚度為肋高（150-15）=135cm主梁截面重心至梁頂面的距離為（1）主梁的抗彎慣矩為（2）主梁的抗扭慣矩aaaaaa圖主梁抗扭慣矩的計(jì)算（尺寸單位：cm）對(duì)于翼板：，查表得對(duì)于梁肋：，查表得將截面分為上圖所示的兩個(gè)矩形。對(duì)于翼板：，查表得對(duì)于梁肋：，查表得比較上述兩種情況的計(jì)算結(jié)果，抗扭慣矩取兩者中的大者2.1.2、計(jì)算主梁抗扭修正系數(shù)當(dāng)2.2汽車荷載橫向分布系數(shù)aaaaaa（a）橋梁橫斷面（b）汽車荷載橫向分布系數(shù)（c）人群荷載橫向分布系數(shù)（1）雙列汽車偏載（2P）作用時(shí)1號(hào)梁2號(hào)梁3號(hào)梁（2）單列汽車荷載（p=1）作用時(shí)aaaaaa1號(hào)梁2號(hào)梁3號(hào)梁比較單列偏載作用和雙列偏載作用的橫向分布系數(shù)，雙列偏載作用下更不利，故1號(hào)梁橫向分布系數(shù)：取2號(hào)梁橫向分布系數(shù)：取3號(hào)梁橫向分布系數(shù)：取2.3、人群荷載橫向分布系數(shù)2.3.1、考慮單列布置人群荷載時(shí)，荷載偏心矩1號(hào)梁人群橫向分布系數(shù)2號(hào)梁人群橫向分布系數(shù)3號(hào)梁人群橫向分布系數(shù)2.3.2、考慮雙列布置人群荷載時(shí)，荷載偏心矩e=01、2、3號(hào)梁人群橫向分布系數(shù)為比較單列布置人群荷載和雙列布置人群荷載的橫向分布系數(shù)得：aaaaaa1號(hào)梁人群橫向分布系數(shù)2號(hào)梁人群橫向分布系數(shù)3號(hào)梁人群橫向分布系數(shù)2.4、主梁支點(diǎn)截面的荷載橫向分布系數(shù)（采用杠桿法）1、繪制1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)梁的荷載反力影響線；2、確定荷載的橫向最不利的布置；下圖3、內(nèi)插計(jì)算對(duì)應(yīng)于荷載位置的影響線縱標(biāo)；圖各主梁的橫向分布影響線及荷載布置aaaaaa由杠桿法計(jì)算得到1、2、3號(hào)梁的橫向分布系數(shù)1號(hào)梁橫向分布系數(shù)人群荷載橫向分布系數(shù)為汽車荷載橫向分布系數(shù)為2號(hào)梁橫向分布系數(shù)人群荷載橫向分布系數(shù)為汽車荷載橫向分布系數(shù)為3號(hào)梁橫向分布系數(shù)人群荷載橫向分布系數(shù)為汽車荷載橫向分布系數(shù)為橫向分布系數(shù)總匯梁號(hào)跨中—段的分布系數(shù)支點(diǎn)的分布系數(shù)汽車荷載人群荷載汽車荷載人群荷載10.71.0190.51.337520.550.6100.5030.40.40.7503.活載內(nèi)力計(jì)算；汽車車道荷載標(biāo)準(zhǔn)值。查JTGD60—2004規(guī)范，橋面凈寬,車輛雙向行駛，aaaaaa8.0橫向布置車隊(duì)數(shù)為2，不考慮折減系數(shù)，。公路I級(jí)車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為；集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值按以下規(guī)定選?。簶蛄河?jì)算跨徑小于或等于5m時(shí)，；橋梁計(jì)算跨徑等于或大于50m時(shí)，；橋梁計(jì)算跨徑在5m~50m之間時(shí)，值采用線性內(nèi)插法求得。公路—II級(jí)車道荷載按公路I級(jí)荷載的0.75倍采用。計(jì)算跨徑=19.5m，位于5~50m之間,集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值0.75均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值0.75車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)滿布于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號(hào)影響線上；集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值只作用于相應(yīng)影響線中的一個(gè)最大影響線峰值處。計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)乘以1.2的系數(shù)，則計(jì)算剪力時(shí)，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值3.1、跨中截面的彎矩和剪力3.1.1彎矩1、汽車荷載作用下跨中彎矩影響線的最大縱標(biāo)跨中彎矩影響線的面積沖擊系數(shù)aaaaaa圖（a）汽車荷載和人群荷載（b）沿梁跨的橫向分布系數(shù)（c）跨中彎矩影響線（d）跨中剪力影響線1號(hào)梁的跨中截面彎矩2號(hào)梁的跨中截面彎矩3號(hào)梁的跨中截面彎矩3.1.2人群荷載作用下人群荷載集度1號(hào)梁的跨中截面彎矩aaaaaa2號(hào)梁的跨中截面彎矩3號(hào)梁的跨中截面彎矩3.2、剪力（1、汽車荷載作用下跨中剪力影響線的最大縱標(biāo)跨中剪力影響線的面積1號(hào)梁的跨中截面剪力2號(hào)梁的跨中截面剪力3號(hào)梁的跨中截面剪力（2、人群荷載作用下人群荷載集度跨中彎矩影響線的面積1號(hào)梁的跨中截面剪力aaaaaa2號(hào)梁的跨中截面剪力3號(hào)梁的跨中截面剪力3.21/4跨截面的彎矩和剪力圖九（a）1/4跨彎矩影響線（b）1/4跨剪力影響線跨中彎矩影響線的最大縱標(biāo)跨中彎矩影響線的面積3.2.1、彎矩（1、汽車荷載作用下1號(hào)梁1/4跨截面彎矩2號(hào)梁1/4跨截面彎矩aaaaaa3號(hào)梁1/4跨截面彎矩（2、人群荷載作用下1號(hào)梁1/4跨截面彎矩2號(hào)梁1/4跨截面彎矩3號(hào)梁1/4跨截面彎矩3.2.2、剪力跨中彎矩影響線的最大縱標(biāo)跨中彎矩影響線的面積（1、汽車荷載作用下1號(hào)梁1/4跨截面剪力2號(hào)梁1/4跨截面剪力aaaaaa3號(hào)梁1/4跨截面剪力（2、人群荷載作用下1號(hào)梁1/4跨截面剪力2號(hào)梁1/4跨截面剪力3號(hào)梁1/4跨截面剪力3.3支點(diǎn)剪力aaaaaa圖（a）汽車荷載和人群荷載（b）沿梁跨的橫向分布系數(shù)（c）梁上荷載分成兩部分（d）支點(diǎn)剪力影響線3.3.1、汽車荷載作用下1號(hào)梁支點(diǎn)截面剪力由于，設(shè)集中荷載作用于距支點(diǎn)位置處，則由即可解得取荷載作用于支點(diǎn)處2號(hào)梁支點(diǎn)截面剪力由于，則aaaaaa3號(hào)梁支點(diǎn)截面剪力由于，則3.3.2人群荷載作用下1號(hào)梁支點(diǎn)截面剪力2號(hào)梁支點(diǎn)截面剪力aaaaaa3號(hào)梁支點(diǎn)截面剪力橋梁支點(diǎn)、1/4跨和1/2跨彎矩、剪力表梁號(hào)荷載類型彎矩（kN·m）剪力（kN）支點(diǎn)1/4跨1/2跨支點(diǎn)1/4跨1/2跨1汽車01088.411132.48210.27193.24120.12人群081.83108.9724.5412.565.592汽車0855.18889.81199.98151.8394.38人群048.9865.2310.717.523.353汽車0621.95647.13270.8110.4268.64人群032.1242.784.664.932.194.作用效應(yīng)組合；aaaaaa梁號(hào)組合類型彎矩（kN·m）剪力（kN）支點(diǎn)L/4L/2支點(diǎn)L/4L/21基本組合02357.622697.12524.85386.10174.43短期組合01462.221726.37340.89232.4189.67長(zhǎng)期組合01086.601321.24263.09166.9150.282基本組合01994.312308.40494.95322.48135.89短期組合01266.111512.76319.86198.3869.42長(zhǎng)期組合0980.171206.68253.44148.3239.103基本組合01648.901943.50587.33261.6198.55短期組合01085.991320.44363.38166.8050.24長(zhǎng)期組合0880.131100.63279.34130.7228.331控制設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)力—2357.622697.12524.85386.10174.43aaaaaa2—1994.312308.40494.95322.48135.893—1648.901943.50587.33261.6198.555.繪制彎矩和剪力包絡(luò)圖1號(hào)梁彎矩包絡(luò)圖（KN/m）aaaaaa剪力包絡(luò)圖（KN）2號(hào)梁彎矩包絡(luò)圖（KN/m）剪力包絡(luò)圖（KN）aaaaaa3號(hào)梁彎矩包絡(luò)圖（KN/m）剪力包絡(luò)圖（KN）aaaaaa6.主梁配筋設(shè)計(jì)計(jì)算6.1跨中截面的縱向受拉鋼筋的計(jì)算6.1.1計(jì)算T形截面梁受壓翼板的有效寬度圖1跨中截面尺寸圖（尺寸單位：mm）為了便于計(jì)算，將實(shí)際T型截面換算成圖1所示的計(jì)算截面=（120+180）/2=150mm其余尺寸不變，故有：（1）(為主梁計(jì)算跨徑)（2）220+2×0+12×150=2020mm（3）2000mm（等于相鄰兩梁軸線間的距離）取上述三個(gè)數(shù)據(jù)中最小的值，故取2000mm6.1.2、因采用的是焊接鋼筋骨架，設(shè)鋼筋重心至梁底的距離×1500=135mm，則梁的有效高度即可得到1500-135=1365mm。6.1.3、判斷T形梁截面類型由2000×150×(1365-150/2)=4489.20×10^6N.mm=4489.20KN.m>M(2697.12KN.m)判斷為一類T形截面。aaaaaa6.1.4、受壓區(qū)高度根據(jù)公式整理后，可得到1500mm舍去150mm適合6.1.5、主筋面積計(jì)算將各已知值及代入公式求出根據(jù)以下原則：a、選用鋼筋的總面積應(yīng)盡量接近計(jì)算所需的鋼筋；b、梁內(nèi)主筋直徑不宜小于10mm，也不能大于40mm，一般為12-32mm，本設(shè)計(jì)采用16mm和32mm兩種鋼筋搭配，選用8￠32+4￠16，截面面積為7238mm2；鋼筋疊高層數(shù)為6層，c、受拉鋼筋的布置在滿足凈保護(hù)層的條件下，應(yīng)盡量靠近截面的下邊緣，鋼筋的凈距和疊高都滿足構(gòu)造要求。故混凝土厚度取，鋼筋間橫向凈距220-2×25-2×34.5=101mm>40mm，鋼筋疊高為2×18+4×34.5=174<0.15h=225mm,滿足構(gòu)造要求，鋼筋布置圖見圖２aaaaaa圖2鋼筋布置圖（mm）6.1.6、截面復(fù)核已設(shè)計(jì)的受拉鋼筋中8￠32的截面面積為6434mm2，；4￠16的截面面積為4*201.1≈804mm2，。由圖２鋼筋布置圖可求得，即則有效高度1500-110=1390mm根據(jù)公式計(jì)算：2000×110=3.19KN.maaaaaa，故為第一類T形截面受壓高度由公式求得正截面抗彎承載力由式公式求得正截面抗彎承載力=3287.95×10^6N.mm=3287.95KN.m>M(2697.12KN.m)又，2.4%故截面復(fù)核滿足要求。6.2腹筋的計(jì)算6.2.1、檢查截面尺寸根據(jù)構(gòu)造要求，梁最底層鋼筋2￠32通過(guò)支座截面，支座截面有效高度截面尺寸符合設(shè)計(jì)要求6.2.2、檢查是否需要設(shè)置腹筋（1）跨中段截面（2）支座截面aaaaaa因，故可在梁跨中的某長(zhǎng)度范圍內(nèi)按構(gòu)造配置鋼筋，其余區(qū)段可應(yīng)按計(jì)算配置腹筋。aaaaaa6.2.3、剪力圖分配在圖3所示的剪力包絡(luò)圖中，支點(diǎn)處剪力計(jì)算值，跨中處剪力計(jì)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(zhǎng)度內(nèi)可按構(gòu)造要求布置鋼筋。同時(shí)根據(jù)《公路橋規(guī)》規(guī)定，在支座中心線向跨徑長(zhǎng)度方向范圍內(nèi)，鋼筋的間距最大為1aaaaaa圖3.計(jì)算剪力分配圖距支座中心線的h/2處的計(jì)算剪力值（）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(jì)算值至少為；應(yīng)由彎起鋼筋（包括斜筋）承擔(dān)的剪力計(jì)算值最多為aaaaaa，設(shè)置彎起鋼筋區(qū)段長(zhǎng)度為4558mm。6.2.4、箍筋計(jì)算采用直徑為8mm的雙肢箍筋，箍筋截面積在等截面鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁中，箍筋盡量做到等距離布置。為計(jì)算簡(jiǎn)便按式(4-5)設(shè)計(jì)箍筋時(shí)，式中的斜截面內(nèi)縱筋配筋百分率p及斜截面有效高度可近似按支座截面和跨中截面的平均值取用，計(jì)算如下：跨中截面，支點(diǎn)截面，則平均值分別為，箍筋間距為=264mm確定箍筋間距的設(shè)計(jì)值尚應(yīng)考慮《公路橋規(guī)》的構(gòu)造要求?，F(xiàn)取及500mm，滿足規(guī)范要求。綜合上述計(jì)算，在支座附近h/2范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)箍筋間距；爾后距支座中心h/2處至跨中截面統(tǒng)一的箍筋間距取，用￠8雙肢箍筋，配筋率。6.3彎起筋（斜筋）計(jì)算設(shè)焊接鋼筋骨架的架立鋼筋為￠22，鋼筋重心至梁受壓翼板上邊緣距離aaaaaa。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(duì)彎起鋼筋分配的剪力，由各排彎起鋼筋的末端折點(diǎn)應(yīng)落在前一排彎起鋼筋的構(gòu)造規(guī)定來(lái)得到各排彎起鋼筋的彎起點(diǎn)計(jì)算位置，首先要計(jì)算彎起鋼筋上、下彎點(diǎn)之間垂直距離現(xiàn)擬彎起N1～N5鋼筋，將計(jì)算的各排彎起鋼筋彎起點(diǎn)截面的以及至支座中心距離、分配的剪力計(jì)算值、所需的彎起鋼筋面積列入表1中?，F(xiàn)將表1中有關(guān)計(jì)算如下：根據(jù)《公路橋規(guī)》規(guī)定，簡(jiǎn)支梁的第一排彎起鋼筋（對(duì)支座而言）的末端彎起點(diǎn)應(yīng)位于支座中心截面處。這時(shí)，為表1彎起鋼筋計(jì)算表彎起點(diǎn)12345△hi(mm)11331099106410461028距支座中心距離xi（mm）11332232329643425370分配的計(jì)算剪力值Qwi（KN）166.51149.59108.7169.85需要的彎筋面積（cm2）12.2711.028.014.84可提供的彎筋面積（cm2）16.0916.0916.094.02彎筋與梁軸交點(diǎn)到支座中心距離(mm)56516.9827963869彎筋的彎起角為45°，則第一排彎筋（2N5）的彎起點(diǎn)1距支座中心距離為aaaaaa1133mm。彎筋與梁縱軸線交點(diǎn)1′距支座中心距離為對(duì)于第二排彎起鋼筋，可得到彎起鋼筋（2N4）的彎起點(diǎn)2距支點(diǎn)中心距離為分配給第二排彎起鋼筋的計(jì)算剪力值，由比例關(guān)系計(jì)算可得到：得其中，；；設(shè)置彎起鋼筋區(qū)段長(zhǎng)為4558mm。所需要提供的彎起鋼筋截面積（）為第二排彎起鋼筋與梁軸線交點(diǎn)2’距支座中心距離為其余各排彎起鋼筋的計(jì)算方法與第二排彎起鋼筋計(jì)算方法相同。①、繪制彎矩包絡(luò)圖包絡(luò)圖是在荷載作用下沿跨徑變化最大彎矩圖。嚴(yán)格的繪制方法應(yīng)按梁上各截面的彎矩影響線布置荷載而求得。但一般中小橋可根據(jù)求得的跨中彎矩近似按拋物線規(guī)律求出梁上其他位置的值，再連成圓順的曲線，即得彎矩包絡(luò)圖，簡(jiǎn)支梁彎矩包絡(luò)圖拋物線公式近似為：aaaaaa式中：—從跨中算起，即跨中縱坐標(biāo)為0，支點(diǎn)縱坐標(biāo)；計(jì)算如下：先按拋物線公式近似求出控制截面的彎矩值。已知，，，配置跨中截面鋼筋。（跨中處）：：：：：通過(guò)以上五個(gè)控制截面，就可以把他們連接成一光滑的曲線。如圖圖4（a、b）的彎矩包絡(luò)圖aaaaaa各排彎起鋼筋彎起后，相應(yīng)正截面抗彎承載力Mui計(jì)算如表2。將表2的正截面抗彎承載力Mui在圖4上用各平行直線表示出來(lái)，它們與彎矩包絡(luò)圖的交點(diǎn)分別為i、j、…、q，并以各Mui值代入式(4+14)中，可求得交點(diǎn)i、j、…、q到跨中截面距離x值?，F(xiàn)在以圖4中所示彎起鋼筋彎起點(diǎn)初步位置，來(lái)逐個(gè)檢查是否滿足《公路橋規(guī)》的要求。aaaaaa第一排彎起鋼筋(2N5)：其充分利用點(diǎn)“m”的橫坐標(biāo)，而2N5的彎起點(diǎn)1的橫坐標(biāo)，說(shuō)明1點(diǎn)位于m點(diǎn)左邊，且，滿足要求。其不需要點(diǎn)n的橫坐標(biāo)，而2N5鋼筋與梁中軸線交點(diǎn)1’的橫坐標(biāo)，亦滿足要求。第二排彎起鋼筋(2N4)：其充分利用點(diǎn)“”的橫坐標(biāo)，而2N4的彎起點(diǎn)2的橫坐標(biāo)，且，滿足要求。其不需要點(diǎn)m的橫坐標(biāo)，而2N4鋼筋與梁中軸線交點(diǎn)2’的橫坐標(biāo)，亦滿足要求。第三排彎起鋼筋(2N3)：其充分利用點(diǎn)“k”的橫坐標(biāo)，而2N3的彎起點(diǎn)3的橫坐標(biāo)，且，滿足要求。其不需要點(diǎn)的橫坐標(biāo)，而2N3鋼筋與梁中軸線交點(diǎn)3’的橫坐標(biāo)，亦滿足要求。第四排彎起鋼筋(2N2)：其充分利用點(diǎn)“j”的橫坐標(biāo)，而2N2的彎起點(diǎn)4的橫坐標(biāo)，且，滿足要求。aaaaaa其不需要點(diǎn)k的橫