裝配式混凝土簡支T梁橋畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、裝配式混凝土簡支T梁橋畢業(yè)設(shè)計(jì)目 錄摘要IAbstractII引言1第1章 緒論21.1設(shè)計(jì)選題前提21.2設(shè)計(jì)內(nèi)容和方法21.3畢業(yè)設(shè)計(jì)的意義2第2章 設(shè)計(jì)資料和尺寸擬定32.1基本設(shè)計(jì)資料32.2方案比選3 2.2.1裝配式鋼筋混凝土簡支T梁橋4 2.2.2梁拱組合體系橋42.3橋梁構(gòu)造尺寸擬定5 2.3.1主梁高5 2.3.2主梁間距5 2.3.3主梁梁肋寬5 2.3.4翼緣板的尺寸5 2.3.5橫隔梁52.4橋面鋪裝52.5橋面防水與橋面排水設(shè)施62.6伸縮縫6第3章 主梁計(jì)算73.1主梁的荷載彎矩橫向分布系數(shù)7 3.1.1跨中荷載彎矩橫向分布系數(shù)7 3.1.2梁端剪力橫向分布系數(shù)計(jì)算

2、133.2作用效應(yīng)計(jì)算14 3.2.1永久荷載14 3.2.2活載內(nèi)力計(jì)算15 3.3.3彎矩計(jì)算結(jié)果18 3.3.4剪力計(jì)算結(jié)果183.4截面設(shè)計(jì)、配筋與驗(yàn)算21 3.4.1配置主筋21 3.4.2持久狀況截面承載能力極限狀態(tài)計(jì)算23 3.4.3根據(jù)斜截面抗剪承載力進(jìn)行斜筋配置23 3.4.4箍筋設(shè)計(jì)27 3.4.5斜截面抗剪承載力驗(yàn)算29 3.4.6抗震措施31第4章 裂縫寬度和撓度驗(yàn)算324.1持久狀況正常使用極限狀態(tài)下裂縫寬度驗(yàn)算324.2持久狀況正常使用極限狀態(tài)下的撓度驗(yàn)算34第5章 橫隔梁計(jì)算385.1內(nèi)力計(jì)算38 5.1.1計(jì)算38 5.1.2繪制彎矩影響線39 5.1.3內(nèi)力基

3、本組合415.2橫隔梁配筋41 5.2.1正彎矩配筋41 5.2.2 負(fù)彎矩配筋43第6章 行車道板計(jì)算456.1恒載及其內(nèi)力456.2車輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力466.3配筋47第7章 支座49結(jié)論51致謝52參考文獻(xiàn)53摘要：本橋?yàn)檠b配式混凝土T形梁結(jié)構(gòu)，跨度為16m，主梁高1.0m，主梁采用C50混凝土，主筋采用HRB335，其他采用HPB300鋼筋，橋?qū)挒?1m,橋梁上部采用5片主梁，主梁間距2.2m。按照橋梁設(shè)計(jì)的基本原則：技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、適久耐用、經(jīng)濟(jì)合理、美觀以及利于環(huán)保，進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的設(shè)計(jì)。按照所給的橋梁基本資料，進(jìn)行主梁跨徑和截面尺寸的擬定，計(jì)算恒載、活載產(chǎn)生的內(nèi)力，對這些內(nèi)力進(jìn)

4、行承載能力極限狀態(tài)組合和正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合，根據(jù)這些內(nèi)力組合所產(chǎn)生的最不利數(shù)據(jù)進(jìn)行主梁、橫隔梁以及行車道板的配筋和驗(yàn)算。關(guān)鍵字：荷載 內(nèi)力組合 彎矩 配筋 T型梁橋Abstract：The bridge is the construction of T type girder which is assembly reinforcing steel bar the simple pore span is16m.The main girder is 1.4m, which adopt the C50 concrete. Common reinforcing steel bar adopt H

5、RB335 and other with HPB300 .Width of the bridge is net-9m +2 1.0m sidewalks. In accordance with the basic principles of bridge design: advanced technology, safe and reliable, comfortable and durable, economical and reasonable, beautiful and environmentally friendly to carefully design.Work out the

6、girder being in progress to stride over the footpath and the cross section dimension based by given fundamental data. Calculate the character of girder cross section and the internal force that is be produced by dead load and live load. Combination the carry ability of limit state of internal force,

7、 also we must combination the limit state of internal force for normal use. Calculate and checking computation construction assembly of girder, roadways board and diaphragms according to disadvantageous data produced by these combination.Key words：Construction assembly、Combination of Internal force

8、Construction assembly Load、Construction of T type girder Moment引 言 公路橋梁交通是為國民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展和人民生活服務(wù)的公共基礎(chǔ)設(shè)施，是衡量一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。近些年隨著公路等級的不斷提高，路橋方面知識得到越來越多的應(yīng)用，同時(shí)，各項(xiàng)規(guī)范也有了較大的變動(dòng)，為掌握更多路橋方面知識，我選擇了橋梁設(shè)計(jì)這一課題。 本設(shè)計(jì)是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求和公路橋規(guī)的規(guī)定，選定裝配式簡支梁橋，該類型的梁橋具有受力均勻、穩(wěn)定，施工簡單且進(jìn)度迅速等優(yōu)點(diǎn)。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括擬定橋梁縱,橫斷面尺寸、上部結(jié)構(gòu)計(jì)算，各結(jié)構(gòu)配筋計(jì)算，書寫計(jì)算說明書、繪制

9、圖紙等任務(wù)。 在設(shè)計(jì)中，橋梁上部結(jié)構(gòu)的計(jì)算著重分析了橋梁在使用過程中恒載以及活載的作用力。按照新規(guī)范公路級車道荷載進(jìn)行布置活載，進(jìn)行了梁的配筋計(jì)算、主梁正截面鋼筋布置、主梁斜截面鋼筋布置、主梁截面強(qiáng)度和撓度驗(yàn)算、橫隔梁計(jì)算、行車道板計(jì)算等。主要依據(jù)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（JTG D62-2004），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（JTG D60-2004），公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JDG D60-2004），公路圬工橋涵通設(shè)計(jì)規(guī)范（JDG D61-2005）。由于本人水平有限，且又是第一次從事這方面的設(shè)計(jì)，難免出現(xiàn)錯(cuò)誤，懇請各位老師批評指正。 第1章 緒論1.1設(shè)計(jì)選

10、題前提我國進(jìn)入21世紀(jì)以來，經(jīng)濟(jì)有著飛躍的發(fā)展，從改革開放到今天我國的國民生產(chǎn)總值一直處于增長的態(tài)勢，飛速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)對我國的公路橋梁等基礎(chǔ)建設(shè)提出了新的要求。在交通運(yùn)輸中，橋梁和高速公路是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，橋梁又是整個(gè)土建專業(yè)的一個(gè)重點(diǎn)。從第一座鋼筋混凝土橋梁問世至今已經(jīng)有百年歷史，記過一個(gè)多世紀(jì)的展，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的橋梁不但已經(jīng)在理論上形成了完善的體制，在施工上也發(fā)展的比較成熟?，F(xiàn)階段，使用鋼筋混凝土建造的橋梁，種類多，數(shù)量多，在橋梁工程上占有很重要的地位。1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容和方法主要設(shè)計(jì)內(nèi)容包括主梁的構(gòu)造布置、主要的材料選擇、主梁正截面鋼筋布置、主梁斜截面鋼筋布置、主梁截面強(qiáng)度和撓度驗(yàn)算、橫隔梁

11、計(jì)算、行車道板計(jì)算。本設(shè)計(jì)的主要的設(shè)計(jì)方法是極限狀態(tài)法。1.3畢業(yè)設(shè)計(jì)的意義在大學(xué)四年即將結(jié)束的時(shí)候，畢業(yè)設(shè)計(jì)是對大學(xué)四年所學(xué)知識的一次綜合考驗(yàn)，是對所學(xué)的各科知識的一次綜合。要求我們把學(xué)到的理論知識運(yùn)用到實(shí)際中，獨(dú)立完成一座橋梁的設(shè)計(jì)任務(wù)對我也是一次考驗(yàn)，同時(shí)也是一次學(xué)習(xí)新知識的機(jī)會(huì)。從中發(fā)現(xiàn)自己的不足，鞏固已經(jīng)掌握的內(nèi)容這些都將對我們進(jìn)入工作崗位有著巨大的好處。第2章 設(shè)計(jì)資料和尺寸擬定2.1基本設(shè)計(jì)資料1.橋面凈空根據(jù)設(shè)計(jì)要求，二級公路雙車道取橋面凈空取。2.主梁跨徑和全長標(biāo)準(zhǔn)跨徑：16.00m（墩中心距離）；計(jì)算跨徑：15.50m（支座中心距離）；主梁全長：15.96m（主梁預(yù)制長度）

12、。3.設(shè)計(jì)荷載公路-級汽車荷載，人群荷載3kN/m2，每側(cè)護(hù)欄重量按6kN/m計(jì)。4.材料鋼筋：主梁主筋、彎起鋼筋和架立鋼筋采用HRB335，其它采用HPB300；混凝土：主梁采用C50，橋面鋪裝層采用C30防水；瀝青混凝土：橋面鋪裝層采用AC-13。5.計(jì)算方法極限狀態(tài)法。6.設(shè)計(jì)依據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2004）；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（JTG D62-2004）；混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理；橋梁工程。2.2方案比選一般應(yīng)服從路線的總體方向的要求，路、橋綜合考慮。橋位已選擇在河道順直，河槽穩(wěn)定的地段；應(yīng)避免在河叉、島嶼、沙洲、急彎以及易形成流水阻塞的地段，應(yīng)盡量

13、選擇在河道較窄的地方跨過潁河，以縮短橋長，降低造價(jià)，節(jié)省投資。要照顧到群眾利益，少占土地，避免拆遷有價(jià)值的建筑物。充分考慮與水利、鐵路等部門和一些在建、已建的工程協(xié)調(diào)，將相互干擾和影響的程度降到最低。 2.2.1裝配式鋼筋混凝土簡支T梁橋標(biāo)準(zhǔn)跨徑為16m，跨徑較小可以采用裝配式鋼筋混凝土簡支T梁橋，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）簡支梁橋?qū)儆趩慰嘴o定結(jié)構(gòu)，受力明確，結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，能適應(yīng)在地質(zhì)較差的橋位上建橋。（2）在多空簡支梁橋中，由于各跨結(jié)構(gòu)尺寸統(tǒng)一，其結(jié)構(gòu)尺寸易于設(shè)計(jì)成系列化，標(biāo)準(zhǔn)化。有利于組織大規(guī)模的工廠預(yù)制生產(chǎn)并用現(xiàn)代化起重設(shè)備進(jìn)行安裝，簡化施工管理工作，降低施工費(fèi)用。（3）裝配式的施工方

14、法可以節(jié)省大量模板，并且可以上下部結(jié)構(gòu)可同時(shí)施工，顯著加快建橋速度縮短工期。2.2.2梁拱組合體系橋拱橋是我國公路上使用比較廣泛的一種橋型。拱橋和梁橋的區(qū)別，不僅僅在外形不同，更重要的是兩者的受力性能有著較大的差別。由力學(xué)可知，拱橋結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下，兩端產(chǎn)生水平推力，使拱內(nèi)產(chǎn)生軸向壓力，從而大大減小了拱圈的截面彎矩，使之成為偏心受壓構(gòu)件，截面上的應(yīng)力分布與彎矩梁相比，較為均勻。該方案主拱圈采用等截面箱型鋼筋混凝土，拱上為簡支結(jié)構(gòu)，擬采用T型鋼筋混凝土截面。對于施工常用的有懸臂澆鑄法，懸臂拼裝法，轉(zhuǎn)體施工法，對于此橋，根據(jù)具體的施工條件，可以采用纜索吊裝拼裝法。方案對比列于下表，見表2.1。

15、表2.1 方案對比表裝配式橋梁梁拱橋梁高1.0m1.5m特點(diǎn)動(dòng)力性能好梁變形撓曲線平緩，有利于高速行車，采用懸臂澆鑄法施工時(shí)有臨時(shí)固結(jié)。線性美觀，能充分發(fā)揮材料的性能。缺點(diǎn)需要承載能力較大的支座在兩側(cè)橋墩處產(chǎn)生較大的水拼花推力，對基礎(chǔ)的要求比較高經(jīng)濟(jì)C50混凝土C45混凝土，估計(jì)鋼筋用量為25t結(jié)論推薦方案比選方案經(jīng)過仔細(xì)比對，從施工方法、經(jīng)濟(jì)因素等多方面都優(yōu)于其他方案，所以本設(shè)計(jì)采用裝配式鋼筋混凝土簡支T梁橋。2.3橋梁構(gòu)造尺寸擬定2.3.1主梁高 以往的經(jīng)濟(jì)分析表明，鋼筋混凝土T型簡支梁高跨比的經(jīng)濟(jì)范圍在之間，本橋取，則為1m，如圖2.1所示。圖2.1 橋梁橫斷面布置圖（尺寸單位：cm）2

16、.3.2主梁間距裝配式鋼筋混凝土T型簡支梁的主梁片數(shù)采用五片較為適宜，橋面寬為11m，則主梁間距為2.2m。2.3.3主梁梁肋寬本橋梁肋寬度一般為0.16m0.40m之間，本橋取0.2m。2.3.4翼緣板的尺寸 由以上可知，翼緣板得得寬為2.2m，因?yàn)橐砭壈逋瑫r(shí)又是橋面板，根據(jù)其受力特點(diǎn)，與腹板交接處較厚，本設(shè)計(jì)取0.18m，懸臂板的懸臂端可以薄些，取0.15m。2.3.5橫隔梁為了增強(qiáng)橋面系的橫向剛度，設(shè)置橫隔梁，間距為43.85m，尺寸如圖2.2。圖2.2 橋梁橫隔梁布置圖（尺寸單位：cm）2.4橋面鋪裝根據(jù)橋規(guī)：高速公路和一級公路以上的特大橋、大橋的橋面鋪裝宜采用瀝青混凝土橋面鋪裝，在高

17、速公路、一級公路以上厚度不宜小于70mm，在二級以及三級以下公路上鋪裝厚度不宜小于50mm，根據(jù)綜合考慮，本設(shè)計(jì)采用60mm厚的瀝青混凝土磨耗層和80mm厚的C30混凝土墊層。2.5橋面防水與橋面排水設(shè)施根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r，橋面可以不設(shè)置防水層，但要對瀝青混凝土加強(qiáng)排水和養(yǎng)護(hù)。 橋面縱坡取1.5%，泄水管每隔8m設(shè)置一個(gè)，橋面橫坡取1.5%。2.6伸縮縫橋梁在氣溫變化是，橋面有膨脹或收縮的縱向變形，車輛荷載也將引起梁端的轉(zhuǎn)動(dòng)和縱向位移。為使車輛平穩(wěn)通過橋面并滿足橋面變形，需要設(shè)置一定的伸縮置。這種裝置稱為橋面伸縮縫。對于橋面伸縮縫的設(shè)計(jì)，應(yīng)全面考慮一下的要求：a：能夠適應(yīng)橋梁溫度變化所引起的收縮；b

18、：橋面平坦，行駛性良好的構(gòu)造；c：施工安裝方便，且與橋梁結(jié)構(gòu)聯(lián)為整體；d：具有能夠安全排水和防水的構(gòu)造；e：承擔(dān)各種車輛荷載的作用；f:養(yǎng)護(hù)、修理與更換方便；g：經(jīng)濟(jì)價(jià)廉等。本設(shè)計(jì)嵌固對接型伸縮裝置，利用不同形狀的鋼構(gòu)件將不同形狀的橡膠條的拉壓來吸收橋梁的變形，其伸縮體可以處于受壓狀態(tài)，也可以處于受拉狀態(tài)，伸縮縫寬度取40mm。第3章 主梁計(jì)算主梁的內(nèi)力計(jì)算包括內(nèi)力、變形計(jì)算，配筋計(jì)算以及強(qiáng)度驗(yàn)算等。主梁的內(nèi)力包括橫載內(nèi)力、活載內(nèi)力和附加內(nèi)力，將它們按規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行組合，從中挑選最大的設(shè)計(jì)內(nèi)力,以此進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)和應(yīng)力計(jì)算。設(shè)計(jì)實(shí)踐表明：在這幾部分內(nèi)力中，恒載活載內(nèi)力是主要的，一般占整個(gè)設(shè)計(jì)最大

19、內(nèi)力的80%90%甚至更多，在本設(shè)計(jì)中只考慮恒載和活載的內(nèi)力，附加應(yīng)力不考慮,計(jì)算橫載內(nèi)力時(shí)，假定橋面構(gòu)造各部分重量平均分配給各主梁承擔(dān)。3.1主梁的荷載彎矩橫向分布系數(shù)3.1.1跨中荷載彎矩橫向分布系數(shù)求主梁截面的重心位置：圖3.1 主梁截面圖（尺寸單位：cm）平均板厚： T形截面抗矩慣扭近似等于各個(gè)矩形截面的抗扭慣矩之和，即： (3-1)式中：為矩形截面抗扭剛度系數(shù)； 為相應(yīng)各矩形的寬度與厚度。查表可知： 故 單位抗彎及抗扭慣矩： 翼板有效寬度計(jì)算（如圖3.2）：圖3.2 橫隔梁截面圖 橫隔梁長度取為兩邊主梁的軸線間距，即： 根據(jù)理論分析結(jié)果，值可按之比值由表可查計(jì)算得：，所以： 求橫隔梁

20、截面重心位置： 橫隔梁的抗彎和抗扭慣矩： 由 ，查表得，但由于連續(xù)橋面板的單寬抗扭慣矩只有獨(dú)立寬扁板者的一半，可??；，查表得利用內(nèi)插值法求得：故 單位抗彎及抗扭慣矩： 則計(jì)算抗彎參數(shù)和抗扭參數(shù)： 式中：橋?qū)挼囊话耄?計(jì)算跨徑。 按公預(yù)規(guī)規(guī)定第2.1.3條，取G=0.4E，則： 計(jì)算荷載彎矩橫向分布影響線坐標(biāo)已知，查GM圖表得到和的值如下表3.1。表3.1 和值 用內(nèi)插法求得各梁位處值（如圖3.3）：圖3.3 梁位關(guān)系圖 1號、5號梁：2號、4號梁：3號梁：列表計(jì)算各梁的橫向分布影響坐標(biāo)值（如表3.2）：表3.2 橫向影響線坐標(biāo)值繪制橫向分布影響線（如圖3.4），求橫向分布系數(shù)。圖3.4 荷載橫

21、向分布系數(shù)的計(jì)算按照橋規(guī)4.3.1條和4.3.5規(guī)定：汽車荷載距離人行道邊緣距離不得小于0.5m，人群荷載取。各梁的橫向分布系數(shù)：汽車荷載：1號梁: 2號梁: 3號梁: 人群荷載： 1號梁 : 2號梁: 3號梁： 3.1.2梁端剪力橫向分布系數(shù)計(jì)算汽車荷載和人群荷載（按杠桿法）：圖3.5 汽車荷載和人群荷載的橫向分布系數(shù)公路級： 人群荷載： m33.2作用效應(yīng)計(jì)算3.2.1永久荷載假定橋面構(gòu)造各部分重量平均分配給各主梁承擔(dān)，每延米重度重力計(jì)算如下。主梁：橫隔梁：對于邊主梁： 對于中主梁： 橋面鋪裝層：瀝青混凝土： 混凝土墊層（取平均厚8cm）： 所以作用于邊主梁的全部恒載g為：作用于中主梁的恒

22、載強(qiáng)度為：計(jì)算邊主梁彎矩和剪力，有：表3.3 邊主梁恒載內(nèi)力 內(nèi)力截面位置剪力Q（）彎矩M（）X=0173.600X=l/486.81504.45X=l/20672.66表3.4 中主梁恒載內(nèi)力 內(nèi)力截面位置剪力Q（）彎矩M（）X=0179.960X=l/481.91510.74X=l/20654.603.2.2活載內(nèi)力計(jì)算 荷載橫向分布系數(shù)匯總 表3.5 荷載橫向分布系數(shù)匯總表梁號荷載位置公路級人群荷載備注邊主梁跨中支點(diǎn)0.5360.4090.5891.273G-M法計(jì)算杠桿法計(jì)算中主梁2跨中支點(diǎn)0.5260.5910.347-0.422G-M法計(jì)算杠桿法計(jì)算中主梁3跨中支點(diǎn)0.4340.6

23、360.3200G-M法計(jì)算杠桿法計(jì)算1.計(jì)算公路-級荷載和人群荷載在邊主梁跨中和1/4處產(chǎn)生的彎矩簡支梁的基頻： (3-3)式中：結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨徑，=15.5m E混凝土彈性模量， 結(jié)構(gòu)跨中截面的慣矩， 結(jié)構(gòu)跨中處單位長度質(zhì)量（）， 將以上數(shù)值代入公式，可得：根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D602004）4.3.1條，當(dāng)1.5Hzf14Hz時(shí)，則可得： ，雙車道不折減。公路-級車道荷載的值和值按公路I級相應(yīng)值的0.75倍采用。 即：，。跨中： y=l/4=3.875m1/4跨： y=l/16=0.97m故得： 2.計(jì)算公路-級荷載和人群荷載在中主梁2的跨中和l/4處彎矩 3.計(jì)算公路-級荷

24、載和人群荷載在中主梁3的跨中和l/4處彎矩 3.3.3彎矩計(jì)算結(jié)果彎矩組合值見表3.6。表3.6 彎矩組合表（單位）梁號內(nèi)力恒載人群汽車1.2恒+1.4（汽+人）1672.66 53.06471.151541.09504.4539.79228.48980.922654.6031.26462.401476.56510.7423.44224.22959.61 3654.6026.85381.521357.24 510.7420.13185.00900.073.3.4剪力計(jì)算結(jié)果1.計(jì)算邊主梁、中主梁2、中主梁3跨中截面車道活載的最大剪力鑒于跨中剪力的影響線的較大坐標(biāo)位于跨中部分，故采用全跨統(tǒng)一的荷

25、載橫向分布系數(shù)來計(jì)算的影響線面積： 邊主梁： 中主梁2： 中主梁3： 2.計(jì)算邊主梁、中主梁2、中主梁3跨中截面人群荷載最大剪力邊主梁： 中主梁2： 中主梁3： 3.計(jì)算邊主梁、中主梁2、中主梁3支點(diǎn)截面車道荷載最大剪力橫向分布系數(shù)變化區(qū)域段長度： a=1/215.5-3.85=3.9m 影響線的面積為： 因此按下列式子計(jì)算： 邊主梁： 中主梁2： 中主梁3： 附加三角形荷載重心處的影響線坐標(biāo)為： 因此，按下列式子計(jì)算： (3-4)邊主梁： 中主梁2： 中主梁3： 故公路-級荷載的支點(diǎn)剪力為：邊主梁： 中主梁2：中主梁3：4.計(jì)算邊主梁、中主梁2、中主梁3支點(diǎn)截面人群荷載的最大剪力根據(jù)人群荷載

26、的橫向分布系數(shù)可得人群荷載的支點(diǎn)剪力為：邊主梁： 中主梁2： 中主梁3： 剪力組合值見表3.7。表3.7 剪力組合值（單位：）梁號內(nèi)力恒載人群汽車1.2恒+1.4（汽+人） 1173.6017.36144.71435.2206.8587.46132.03 2179.964.75190.8488.7104.0385.83125.80 3179.965.33196.76498.8803.4670.82103.99 3.4截面設(shè)計(jì)、配筋與驗(yàn)算3.4.1配置主筋由彎矩組合表3.6可知，1號梁的彎矩最大，考慮施工方便，偏安全一律按1號梁進(jìn)行配筋。主梁采用C50混凝土，由附表查得，鋼筋采用HRB335鋼筋

27、，查表得，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，。彎矩計(jì)算值： 采用焊接鋼筋骨架，故可得，則截面有翼緣的有效寬度為一下兩者的較小值：按計(jì)算跨度：按翼緣厚度：則取判定T形截面類型 因此，受壓區(qū)位于翼緣內(nèi)，屬于第一類截面，按寬度為的矩形截面進(jìn)行正截面的抗彎承載力計(jì)算。設(shè)混凝土受壓區(qū)高度為x，則利用計(jì)算：即 整理后，可得出合適解為 。按公預(yù)規(guī) 5.2.3公式： (3-5) 得： 選擇鋼筋為832+418截面面積。鋼筋疊高度為6層，布置如圖3.5。圖3.5 主梁配筋圖（尺寸單位：cm）混凝土保護(hù)層厚度去35mmd=32mm及附表中規(guī)定的35mm，鋼筋間橫向凈距：故滿足構(gòu)造要求。已設(shè)計(jì)的受拉鋼筋中832+418的面積為，。由

28、布置圖可以求得，即則實(shí)際有效高度。按公預(yù)規(guī)9.1.12要求，含筋率滿足規(guī)范要求：滿足要求。3.4.2持久狀況截面承載能力極限狀態(tài)計(jì)算判斷T形截面的類型由于，故為第一類T形截面。則受壓區(qū)高度x：求得正截面抗彎承載力： 3.4.3根據(jù)斜截面抗剪承載力進(jìn)行斜筋配置由表3.7可知，支點(diǎn)最大剪力效應(yīng)以3號梁最大，為偏安全計(jì)算，一律以3號梁數(shù)值計(jì)算。跨中剪力效應(yīng)以1號梁為準(zhǔn)計(jì)算。則：根據(jù)構(gòu)造要求，梁最底層232沒有彎起而通過支座截面，按公預(yù)規(guī)9.3.10條的構(gòu)造要求，則支座截面有效高度為：根據(jù)公預(yù)規(guī)5.2.9條規(guī)定，構(gòu)造要求滿足：故端部抗剪截面尺寸滿足要求。根據(jù)公預(yù)規(guī)5.2.10條規(guī)定： 應(yīng)進(jìn)行持久狀況斜

29、截面抗剪極限狀態(tài)承載力驗(yàn)算。按公預(yù)規(guī)5.2.6條與5.2.11條規(guī)定：最大剪力取用距支座中心h/2（梁高一半）處截面的數(shù)值，其中混凝土與箍筋共同承擔(dān)的剪力不下于60%，彎起鋼筋（按45彎起）承擔(dān)的剪力不大于40%。計(jì)算第一排（從支座向跨中計(jì)算）彎起鋼筋時(shí)，取用距支座中心h/2處由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力值。計(jì)算第一排彎起鋼筋以后的每一排彎起鋼筋時(shí)，取用前一排彎起鋼筋下面彎起點(diǎn)處由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力值。彎起鋼筋配置及計(jì)算圖式如圖3.6所示圖3.6 （尺寸單位：cm，剪力單位：kN）根據(jù)公路橋規(guī)規(guī)定，在支座中心線向跨徑長度方向不小于1倍梁高h(yuǎn)=1100mm范圍內(nèi)，箍筋的間距最大為100mm。

30、由內(nèi)插可得，距支座中心h/2處得剪力效應(yīng)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：相應(yīng)的各排彎起鋼筋位置以及承擔(dān)的剪力值見表3.8。表3.8 各排彎起鋼筋位置以及承擔(dān)的剪力值彎起點(diǎn)12345彎起點(diǎn)距支座中心距離（）8321628238831273846承擔(dān)剪力值（）190.08174.37136.6972.1349.81按公預(yù)規(guī)5.2.7條規(guī)定，與斜截面相交的彎起鋼筋的抗剪承載能力（）按下式計(jì)算： （3-6） 式中： 彎起鋼筋的抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度（）； 在一個(gè)彎起鋼筋平面內(nèi)彎起鋼筋的總面積（mm）； 彎起鋼筋與構(gòu)件縱向軸線的夾角。已知，故各排的彎

31、起鋼筋的面積如表3.9所示。表3.9 各排的彎起鋼筋的面積彎起點(diǎn)12345需要的彎筋面積（）12801174920486335可提供的彎筋面積（）169016901690509509在近跨中處，增設(shè)218的輔助斜鋼筋，。按公預(yù)規(guī)5.2.11條規(guī)定，彎起鋼筋的彎起點(diǎn)，應(yīng)設(shè)在按抗彎強(qiáng)度計(jì)算不需要該鋼筋的截面以外不小于外，本設(shè)計(jì)滿足要求。 主筋彎起后持久狀況承載能力極限狀態(tài)正截面承載能力校核：計(jì)算每一彎起截面的抵抗彎矩時(shí)，由于鋼筋根數(shù)不同，則鋼筋的重心位置也不同，有效高度的值也因此不同，為了簡化計(jì)算，可用同一數(shù)值，影響不會(huì)很大。232鋼筋的抵抗彎矩為： 跨中截面的鋼筋抵抗彎矩為：全梁抗彎承載力校核見

32、圖3.7。圖3.7 彎矩包絡(luò)圖（彎矩單位：）鋼筋彎起后相應(yīng)各正截面抗彎承載能力見表3.10。 表3.10 鋼筋彎起后相應(yīng)各正截面抗彎承載能力梁區(qū)段截面縱筋有效高度（mm）T形截面類型受壓區(qū)高度（mm）抗彎承載力（）支座中心-1點(diǎn)232947第一類9414.221點(diǎn)-2點(diǎn)432929第一類18808.662點(diǎn)-3點(diǎn)632911第一類281226.463點(diǎn)-4點(diǎn)832893第一類371580.034點(diǎn)到5點(diǎn)832+218886第一類401691.545點(diǎn)-跨中832+418878第一類431798.463.4.4箍筋設(shè)計(jì)按公預(yù)規(guī)5.2.11條規(guī)定，箍筋間距的計(jì)算式為： (3-7) 式中異號彎矩影響

33、系數(shù)，取=1.0； 受壓翼緣的影響系數(shù)，取=1.1； P 斜截面內(nèi)縱向受拉鋼筋的配筋百分率，P=100，當(dāng)P2.5時(shí)取P=2.5； 同一截面上箍筋的總截面面積（mm）； 箍筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，選用HPB235箍筋，則； b 用于抗剪配筋設(shè)計(jì)的最大剪力截面的梁腹寬度（mm）； 用于抗剪配筋設(shè)計(jì)的最大剪力截面的有效高度（mm）； 用于抗剪配筋設(shè)計(jì)的最大剪力設(shè)計(jì)值分配于混凝土和箍筋共同承擔(dān)的分配系數(shù)，取=0.6；用于抗剪配筋設(shè)計(jì)的最大剪力設(shè)計(jì)值（kN）。采用直徑為8mm的雙肢箍，箍筋截面面積在等截面鋼筋混凝土簡支梁中，箍筋盡量做到等距離布置。為了計(jì)算簡便，斜截面內(nèi)縱筋配筋率及截面有效高度可近似按支座

34、截面和跨中截面的平均取用，計(jì)算如下：跨中截面： ，取，支點(diǎn)截面： ，則平均值分別為：P=（2.5+0.86）/2=1.68 （905+937）/2=921mm箍筋間距： 確定箍筋間距的設(shè)計(jì)值尚應(yīng)考慮公路交規(guī)的構(gòu)造要求。若箍筋間距取1/2h=500及400mm，是滿足規(guī)范要求的。而且箍筋配筋率；當(dāng)間距為180mm時(shí)：當(dāng)間距為100mm時(shí)：符合規(guī)范要求。按照公預(yù)規(guī)9.3.13條規(guī)定，在支座中心向跨中方向長度不小于1倍梁高（100cm）范圍內(nèi)，箍筋間距不宜大于100mm。綜上所述，全梁箍筋配置為8雙肢箍筋，在支座中心向跨徑長度方向的1000mm范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)箍筋間距，爾后至跨中截面統(tǒng)一的箍筋間距取。3

35、.4.5斜截面抗剪承載力驗(yàn)算按公預(yù)規(guī)5.2.6條規(guī)定，斜截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算位置為：距支座中心h/2（梁高一半）處截面；受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點(diǎn)處截面；錨于受拉區(qū)的縱向主筋開始不受力處的截面；箍筋數(shù)量或間距有改變處的截面；構(gòu)件腹板寬度改變處的截面。距支座中心為h/2處截面的橫坐標(biāo)為=7750-550=7200mm，正截面的有效高度。取斜截面投影長，則可做出斜截面頂端的位置。其橫坐標(biāo)x=7250-937=6313mm。此處正截面上的剪力及相應(yīng)的彎矩計(jì)算如下： 此處正截面有效高度（主筋為432），則實(shí)際廣義的剪跨比m及斜截面投影長度c分別為： 斜截面內(nèi)縱向受拉主筋有232，相應(yīng)的主筋配筋率p為：箍筋配筋率

36、：按公式算出此斜截面抗剪承載力為 。故斜截面抗剪承載能力符合要求。其余截面用類似的方法驗(yàn)算，得下表3.11：表3.11 斜截面抗剪承載能力表斜截面xmcp172509476313430.86518.519311.4 0.70.87 0.25%832.79261229115211378.66844.36 9112.5 1.3 0.87 0.25%507.10353628934469343.551028.658933.0 1.60.87 0.25%500.60445338863647304.641199.828863.0 1.60.36 0.25%396.32539048783026275.251

37、306.158783.0 1.60.36 0.25%394.67從表中可以看出，每個(gè)斜截面的抗剪承載力都符合要求。3.4.6抗震措施 周口地區(qū)抗震烈度為七度，應(yīng)采取相應(yīng)的抗震措施，在橋臺(tái)胸墻適當(dāng)加強(qiáng)，并在梁與梁之間和橋與橋臺(tái)胸墻之間加裝橡膠墊或者其他彈性襯墊，以緩和沖擊作用和限制梁的位移，其構(gòu)造如圖3.8。圖3.8抗震的緩沖措施第4章 裂縫寬度和撓度驗(yàn)算外觀是評價(jià)混凝土質(zhì)量的重要因素之一，裂縫會(huì)影響外觀，引起人們的不安全感，滿足外觀要求的裂縫寬度限值選取，取決于多種原因，根據(jù)規(guī)范，控制裂縫寬度在0.2mm時(shí)，對外觀沒有顯著影響，一般不會(huì)引起人們的特別注意。由以上判斷條件，再根據(jù)按公預(yù)規(guī)最大裂縫

38、寬度值公式得到的數(shù)值來判斷是否能滿足要求。進(jìn)行烈度驗(yàn)算的目的在于確保結(jié)構(gòu)有足夠的剛度，避免因變形過大而影響正常的高速行車和導(dǎo)致橋面鋪裝層等輔助的設(shè)備破損，甚至危及橋梁的安。對于鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，在按照作用短期組合及規(guī)范給出的剛度公式計(jì)算所得的撓度值，在消除結(jié)構(gòu)自重的長期撓度后主梁的最大撓度不應(yīng)超過計(jì)算跨徑的1/600。根據(jù)公預(yù)規(guī)中規(guī)定，對于鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，當(dāng)由荷載短期效應(yīng)組合并考慮長期效應(yīng)影響產(chǎn)生的長期撓度不超過計(jì)算跨徑的1/1600時(shí)，可不設(shè)置預(yù)拱度，當(dāng)不滿足時(shí)，需設(shè)置預(yù)拱度。4.1持久狀況正常使用極限狀態(tài)下裂縫寬度驗(yàn)算按照公預(yù)規(guī)6.4.3條規(guī)定，最大裂縫寬度為： (4-1) (4-2

39、)式中鋼筋表面形狀系數(shù)，取. 作用長期效應(yīng)影響系數(shù)，長期荷載作用時(shí)，和分別為按長期效應(yīng)組合短期效應(yīng)組合計(jì)算內(nèi)力值； 與構(gòu)件受力性質(zhì)有關(guān)的系數(shù)，取; 縱向受拉鋼筋直徑 縱向受拉鋼筋配筋率， 鋼筋彈性模量 構(gòu)件受拉翼緣寬度； 構(gòu)件受拉翼緣厚度； 受拉鋼筋在使用荷載作用下的應(yīng)力 按作用短期效應(yīng)組合計(jì)算的彎矩值； 受拉區(qū)縱向受拉鋼筋截面面積。 根據(jù)前面計(jì)算，取1號梁的跨中彎矩效應(yīng)進(jìn)行組合：短期效應(yīng)組合： （4-3）式中 汽車荷載效應(yīng)（不含沖擊）的標(biāo)準(zhǔn)值； 人群荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值 由以上得： 長期效應(yīng)組合：受拉鋼筋在短期效應(yīng)組合作用下的應(yīng)力為：把以上公式帶入的計(jì)算公式得： 裂縫寬度滿足要求，同時(shí)在梁腹高的

40、兩側(cè)應(yīng)設(shè)置直徑為68mm的防裂鋼筋，以防止產(chǎn)生裂縫。若用8A8，則，可得，介于0.0010.002之間，滿足要求。4.2持久狀況正常使用極限狀態(tài)下的撓度驗(yàn)算鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，在正常使用極限狀態(tài)下的撓度，可按給定的剛度用結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法計(jì)算。其抗彎剛度B可按下式進(jìn)行計(jì)算。 (4-4) (4-5) (4-6)式中 全截面抗彎剛度，； 開裂截面的抗彎剛度，； 開裂彎矩； 構(gòu)件受拉區(qū)混凝土塑性影響系數(shù)； 全截面換算截面慣性矩； 開裂截面換算截面慣性矩； 混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，對C30混凝土，； 全截面換算截面重心軸以上（或以下）部分對重心的面積矩； 換算截面抗裂邊緣的彈性抵抗矩。 計(jì)算全截面換算截

41、面受壓區(qū)高度： 為鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量之比： 則全截面換算截面對重心軸的慣性矩為： 計(jì)算全截面換算截面重心軸以上部分面積對重心軸的面積矩： 設(shè)開裂截面換算截面中性軸距梁頂面的距離為x（），由中性軸以上和以下?lián)Q算截面面積矩相等的原則，可按下式求解x：（假設(shè)中性軸位于腹板內(nèi)）代入相關(guān)參數(shù)值得： 解得： ，故假設(shè)正確?？捎?jì)算開裂截面換算截面慣性矩為： (4-7) 代入數(shù)據(jù)得: 永久作用：可變作用（汽車）： 可變作用（人群）：根據(jù)公預(yù)規(guī)8.1.14條規(guī)定，混凝土強(qiáng)度等級在C80C40之間時(shí)，中間強(qiáng)度等級按直線法內(nèi)插，本設(shè)計(jì)為C50混凝土，則取，施工中可以通過設(shè)置預(yù)拱度來消除永久作用撓度，在消除

42、結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的長期撓度后主梁的最大撓度處不應(yīng)超過計(jì)算跨徑的1/600。 由以上計(jì)算結(jié)果得：則撓度值滿足要求。 判別是否需要設(shè)置拱度： 則 。 故應(yīng)設(shè)置拱度，跨中預(yù)拱度為： 支點(diǎn)，預(yù)拱度沿順橋向做成平順的曲線。第5章 橫隔梁計(jì)算橫隔梁不是主要的受力部分，主要受力部分是主梁，橫隔梁只是起到一個(gè)橫向連接的作用，不致使單片主梁獨(dú)自受力，那樣每一跨上的幾片梁就不能成為一個(gè)整體，歸根結(jié)底其作用就是讓每一跨上的幾片梁都同時(shí)分擔(dān)橋上的車輛荷載。 計(jì)算橫隔梁采用偏壓法畫出影響線，分別畫出汽車荷載作用在各個(gè)梁上時(shí)的影響線，然后進(jìn)行荷載組合，取出最不利荷載因素，然后再進(jìn)行計(jì)算和配筋。5.1內(nèi)力計(jì)算5.1.1計(jì)算本設(shè)

43、計(jì)各主梁的橫截面均相同，主梁間距，則： 5.1.2繪制彎矩影響線圖5.1 跨中橫隔梁的受載圖式確定作用在中橫隔梁的計(jì)算荷載：計(jì)算彎矩效應(yīng)時(shí)：計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)：對于2與3主梁間截面彎矩影響線：P=1作用在1梁時(shí)：P1作用在5梁時(shí)： P1作用在3梁時(shí)： 1主梁處右截面剪力影響線：P=1作用于1梁截面的右邊時(shí)： 即 P=1作用于1梁截面的左邊時(shí)：即 繪制的和的影響線如圖5.2所示：圖5.2 彎矩和剪力的影響線5.1.3內(nèi)力基本組合公路-II級：剪力的計(jì)算： 鑒于橫隔梁的永久荷載作用效應(yīng)很小，計(jì)算中可忽略不計(jì)。承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合： 正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合（不計(jì)汽車沖擊影響）：5.2橫隔梁配筋5.

44、2.1正彎矩配筋把鋪裝層折算3計(jì)入截面，則橫隔梁高度為83，橫梁翼板有效寬度為（見圖5.3）：計(jì)算跨徑的1/3: 880/3=293.3相鄰兩橫梁的平均間距：385式中 受壓區(qū)翼緣懸出板得平均厚度，含5的鋪裝層厚度。圖5.3 正彎矩配筋及其計(jì)算截面（尺寸單位：cm）橫梁翼板有效寬度應(yīng)取上述三者中的較小值，即，先假設(shè)a=8，則得橫隔梁的有效高度為。其中，a為鋼筋重心到底面的距離。假設(shè)中性軸位于上翼緣板內(nèi)，根據(jù)式：則 解得滿足要求的最小x值為:，故假設(shè)正確。鋼筋截面積可由下式計(jì)算：，則選用422的HRB335鋼筋，鋼筋布置見5.1。此時(shí)則 而，滿足規(guī)范要求。驗(yàn)算截面抗彎承載力： 5.2.2 負(fù)彎矩

45、配筋圖5.4 負(fù)彎矩配筋及計(jì)算截面圖（尺寸單位：cm）取，則，其中為鋼筋重心到上緣距離。解得 ，取選用225 ，。此時(shí)驗(yàn)算截面抗彎承載力： 橫梁正截面配筋率計(jì)算均滿足受拉鋼筋最小配筋率0.20%的要求?？辜粲?jì)算與配筋設(shè)計(jì)： 則抗剪截面符合尺寸要求，但需要進(jìn)行斜截面抗剪承載力的驗(yàn)算，通過計(jì)算配置抗剪鋼筋。假定全部采用箍筋來承受剪力，選取箍筋為雙肢A8，則。箍筋間距的計(jì)算公式為: 式中，選取箍筋間距，箍筋配筋率為：滿足規(guī)范要求。第6章 行車道板計(jì)算行車道板是直接承受車輛輪壓的承重結(jié)構(gòu)，在構(gòu)造上它通常與主梁的梁肋和橫隔梁整體相連，這樣既能將車輛活載傳給主梁，又是主梁界面的組成部分，并保證了主梁的整體作用。從結(jié)構(gòu)上看，對于具有主梁和橫隔梁的簡單梁格系以及具有主梁、橫梁和內(nèi)縱梁的的復(fù)雜梁格系，橋面板實(shí)際上都是周圍支撐的板。計(jì)算如圖所示的T梁翼板，荷載為公路一級，橋面鋪裝為6cm的瀝青混凝土8cm的C30混凝土墊層。圖6.1 行車道板