橋梁工程課程設(shè)計

橋梁工程課程設(shè)計題目：鋼筋混凝土簡支T型梁橋設(shè)計分院：土建分院專業(yè)：道路橋梁與渡河工程班級：橋渡《2》班學(xué)號：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：李尉光日期：2014-6-5 橋梁工程課程設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計題目鋼筋混凝土簡支T形梁橋設(shè)計二、設(shè)計資料1．橋梁跨徑：按各組分配定2．計算跨徑：橋梁跨徑減去40cm3.主梁結(jié)構(gòu)尺寸擬定：〔1〕上部結(jié)構(gòu)主梁為：4片；5片，6片(參看分組情況)；均設(shè)置5根橫隔梁?！?〕主梁高度：各組自行擬定?！?/11-1/13〕l〔3〕梁肋厚度：各組自行擬定，一般為梁高1/6-1/7，梁肋的最小構(gòu)造厚度為140mm?！?〕橋面板：各組自擬定，根部厚度≥梁高的1/10，且≥14cm，邊緣厚度≥10cm?！?〕橋面橫坡：1.5%。5．設(shè)計荷載：公路-Ⅰ級人群荷載：3.5KN/m26．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〕混凝土及其技術(shù)指標(biāo)見表2，T形主梁、橋面鋪裝，欄桿、人行道跨徑、、，混凝土采用C30；、，，混凝土均為C35。表1

鋼筋技術(shù)指標(biāo)種類彈性模量〔MPa〕抗拉設(shè)計強度〔Mpa〕抗壓設(shè)計強度〔Mpa〕標(biāo)準(zhǔn)強度〔Mpa〕R235195195235HRB335級280280335表2混凝土技術(shù)指標(biāo) 種類設(shè)計強度標(biāo)準(zhǔn)強度彈性模量(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)計依據(jù)〔1〕交通部.公路橋涵設(shè)計通用標(biāo)準(zhǔn)(JTGD60-2004)；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)計標(biāo)準(zhǔn)〔JTGD62－2004〕，北京：人民交通出版社.20049、計算方法：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)計內(nèi)容根本設(shè)計資料主梁截面設(shè)計行車道板內(nèi)力計算、配筋及驗算〔懸臂板、連續(xù)單向板〕主梁內(nèi)力計算3.1主梁幾何特性計算3.2恒載內(nèi)力計算3.3荷載橫向分布計算〔支點處采用杠桿法，跨中采用偏心壓力法進(jìn)行〕3.4活載內(nèi)力計算3.5主梁內(nèi)力組合〔根本組合、作用短期效應(yīng)組合、作用長期效應(yīng)組合〕承載力極限狀態(tài)下截面設(shè)計、配筋與計算4.1配置主梁受力鋼筋4.2截面承載能力極限狀態(tài)計算4.3斜截面抗剪承載能力計算4.4箍筋設(shè)計4.5斜截面抗剪承載能力驗算正常使用極限狀態(tài)下的裂縫寬度和撓度驗算5.1裂縫寬度驗算5.2撓度驗算總結(jié)附錄：圖紙〔橋梁的縱斷面、橫斷面、平面布置圖及鋼筋圖〕PS：配筋為自選工程四、時間安排本次橋梁工程課程設(shè)計時間為一周，具體時間安排如下：步驟內(nèi)容時間〔天〕1布置任務(wù)，上部結(jié)構(gòu)縱橫斷面設(shè)計22行車道板內(nèi)力計算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14五、參考文獻(xiàn)1．強士中.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)計與計算，人民交通出版社4．易建國.混凝土簡支梁〔板〕橋，北京：人民交通出版社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)計原理，北京：人民交通出版社目錄第一章根本設(shè)計資料第二章主梁截面設(shè)計第三章行車道板內(nèi)力計算、配筋及驗算〔懸臂板、連續(xù)單向板〕第四章主梁內(nèi)力計算4.1主梁幾何特性計算4.2恒載內(nèi)力計算4.3荷載橫向分布計算〔支點處采用杠桿法，跨中采用偏心壓力法進(jìn)行〕4.4活載內(nèi)力計算4.5主梁內(nèi)力組合〔根本組合、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算5.1裂縫寬度驗算5.2撓度驗算第六章總結(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.根本設(shè)計資料1.標(biāo)準(zhǔn)跨徑：182.計算跨徑：17.63.主梁全長：17.96m4.橋面寬度〔橋面凈空〕：凈9m〔行車道〕+2QUOTE1.0撞欄〕。5.3×18m2.技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計荷載：公路—Ⅰ級，人群荷載采用3.5KN/m23.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/m2QUOTE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)計依據(jù)《公路橋涵設(shè)計通用標(biāo)準(zhǔn)》〔JTJD60—2004〕《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》〔JTJD62—2004〕構(gòu)造形式及截面尺寸〔橋梁橫斷面和主梁縱斷面圖〕：主梁截面設(shè)計計算跨徑：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：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算，可分別求得個主梁控制截面〔一般取跨中、四分點和支點截面〕的恒載和最大活載內(nèi)力，然后再進(jìn)行內(nèi)力組合?！?〕主梁〔2〕橫隔梁邊主梁：中主梁：〔３〕橋面鋪裝層(4)欄桿和人行道作用于邊主梁的全部恒載強度：作用于中主梁的全部恒載強度;永久作用效應(yīng)主梁彎距和剪力計算公式：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)力按杠桿原理法計算支點處橫向分布系數(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臂梁來考慮。杠桿原理法適用于荷載位于靠近主梁支點時的荷載橫向分布計算。此時。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，根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根據(jù)《公路橋涵設(shè)計通用標(biāo)準(zhǔn)》JTGD60-2004〕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。例如，對于車輛荷載，規(guī)定的車輪橫向輪距為1.8m，兩列汽車車輪的橫向最小間距為1.3m，車輪矩離人行道緣石最少為0.5m。支點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。偏心受壓法計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，更趨于平安和有效根本前提是：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，即不計入主梁對橫隔梁的抵抗扭矩。用偏心壓力法計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B／L小于或接0．5的情況時(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、公式簡明和計算方便等優(yōu)點各梁的橫向影響線及荷載布置如下圖〔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M00.4271.147杠桿原理法2#5#跨中Mc0.530.417偏心壓力法支點M00.50杠桿原理法3#4#跨中Mc0.5120.298偏心壓力法支點M00.50杠桿原理法三計算活載內(nèi)力在活載內(nèi)力計算中，本設(shè)計對于橫向分布系數(shù)的取值作如下考慮：計算主梁活載彎距時，均采用統(tǒng)一的橫向分布系數(shù)，鑒于跨中和四分點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算。求支點和變化點截面活載剪力時，由于主要荷重集中在支點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內(nèi)力，計算公式為：對于汽車荷載：對于人群荷載：〔1〕內(nèi)力影響線面積計算如表2.3所示表2.3內(nèi)力影響面積工程計算面積影響線面積QUOTE(m^2或m)QUOTE==QUOTE= 〔2〕公路－I級集中荷載計算計算彎距效應(yīng)時：計算剪力效應(yīng)時：〔3〕計算沖擊系數(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)，因此先計算結(jié)構(gòu)的基頻，簡支T梁橋的基頻可采用以下公式估算：查表得：主梁截面形心到T梁上緣的距離：跨中截面慣性矩：f>14Hz,取汽車荷載的沖擊系數(shù)為本設(shè)計按兩車道設(shè)計，不拆減，則4〕.計算M1/2Lmax、M1/4Lmax、、。由于跨中彎矩橫向分布系數(shù)1號，6號梁最大，所以只需計算1號，6號梁的彎矩，計算如下：對于1號和6號梁公路-Ⅰ級汽車活載的跨中彎矩：人群荷載的跨中彎矩：kN·m對于2號和5號梁公路-Ⅰ級汽車活載的跨中彎矩：人群荷載的跨中彎矩對于3號和4號梁公路-Ⅰ級汽車活載的跨中彎矩：人群荷載的跨中彎矩跨中剪力計算鑒于跨中剪力影響線的較大坐標(biāo)位于跨中局部，故也采用全跨統(tǒng)一的荷載橫向分布系數(shù)來計算。對于1號和6號梁公路-Ⅰ級汽車活載的跨中剪力：人群荷載的跨中剪力：kN對于2號和5號梁公路-Ⅰ級汽車活載的跨中剪力：人群荷載的跨中剪力：kN對于3,4號梁公路-Ⅰ級汽車活載的跨中剪力：人群荷載的跨中剪力:KN支點剪力算影響線面積為：；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對于1#和6#梁公路——I級汽車活載的支點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剪力影響線如下圖。圖汽車荷載支點剪力計算圖示〔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)支點截面剪力影響線圖.〔5〕人群荷載按式計算汽車荷載的支點剪力為：=288.10KN圖所示為人群荷載作用下支點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，則人群荷載支點剪力為 =29.63KN對于2#和5#梁公路——I級汽車活載的支點剪力：=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人群荷載的支點剪力：=0×3.5×8.8+〔0.5-0〕×0.833=0.833kN對于3#和4#梁公路——I級汽車活載的支點剪力：=1.45×1×10.5×[0.5×8.8+×〔0.50〕×0.833]=80.94kN=1.45×1×0.5×276.48×1=200.45kN=281.39kN人群荷載的支點剪力：=0+×〔0.5-0〕×0.833=0.833kN7〕跨彎矩計算影響線面積=××L2=29.04m2y=×17.6=3.3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+230.4×3.3〕=1002.44kN·m人群荷載的跨中彎矩：=0.584×3.5×29.04=59.36kN·m對于2#梁：按公路——I級汽車荷載：=1.45×1×0.53×〔10.5×29.04﹢230.4×3.3〕=818.64kN·m人群荷載的跨中彎矩：=0.417×3.5×29.04=42.38KN·m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·m8).荷載組合其中，，，，跨中彎矩組合：梁＃恒載〔KN/m〕活載〔KN/m〕組合值〔KN/m〕汽車人群1、6 808.01 1224.879.142795.1282、5843.17758.1456.512152.3143，4843.17966.2540.382421.086跨中剪力組合：梁＃恒載〔KN/m〕活載〔KN/m〕組合值〔KN/m〕汽車人群1、60151.834.50218.8622、50123.993.21 178.083,40119.783.94173.208支點剪力組合：梁＃恒載〔KN/m〕活載〔KN/m〕組合值〔KN/m〕汽車人群1、6183.64288.1029.63665.1902、5191.63268.120.833606.4903、4191.63 283.390.833627.8681/4跨彎矩組合：梁＃恒載〔KN/m〕活載〔KN/m〕組合值〔KN/m〕汽車人群1、6606.011002.4459.362213.7322、5632.38818.6442.381964.2843、4632.38 903.7330.292066.484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算5.1裂縫寬度驗算 鋼筋外表形狀系數(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撓度驗算5.2.1計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局部時，則以考