鋼筋混凝土簡(jiǎn)支t形梁橋設(shè)計(jì)計(jì)算書設(shè)計(jì)書

1、 目錄第1章 基本設(shè)計(jì)資料1第2章 行車道板內(nèi)力計(jì)算、配筋及驗(yàn)算2第3章 主梁內(nèi)力計(jì)算5 3.1主梁幾何特性計(jì)算5 3.2恒載內(nèi)力計(jì)算6 3.3荷載橫向分布計(jì)算7 3.4活載內(nèi)力計(jì)算9 3.5主梁內(nèi)力計(jì)算14第4章 承載力極限狀態(tài)下截面設(shè)計(jì)、配筋與計(jì)算15 4.1配置主梁受力鋼筋15 4.2截面承載能力極限狀態(tài)計(jì)算17 4.3斜截面抗剪承載能力計(jì)算17 4.4箍筋設(shè)計(jì)20 4.5斜截面抗剪承載能力設(shè)計(jì)21第5章 正常使用極限狀態(tài)下的裂縫寬度和撓度驗(yàn)算22 5.1裂縫寬度驗(yàn)算22 5.2撓度驗(yàn)算23第6章 結(jié)論25 附錄25 鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T形梁橋設(shè)計(jì)計(jì)算書第一章 基本設(shè)計(jì)資料1橋梁跨徑：20

2、m2計(jì)算跨徑：19.6 m3主梁預(yù)制長(zhǎng)度：19.96 m4.主梁結(jié)構(gòu)尺寸擬定：5片；設(shè)置5根橫隔梁。（1）主梁梁肋間距：跨徑L=20m，主梁間距為2.25m； 所有跨徑兩側(cè)人行道寬均為0.75m。（2）主梁高度：1.68m。（3）梁肋厚度：本次課程設(shè)計(jì)規(guī)定，跨中稍薄一些，取180mm，在梁肋端部2.0到5.0m范圍內(nèi)可逐漸加寬至靠近端部稍厚一些350mm。（4）橋面板：4.92.25.（5）橋面橫坡：橋面橫坡采用在橋面板上做鋪設(shè)不等厚的鋪裝層，橋面橫坡為1.5%。5設(shè)計(jì)荷載 ：公路-級(jí) 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

3、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，混凝土為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(jí)280280335表2 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)C3013.81.3920.12.013.00104C3516.11.5223.42.203.151048、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

4、：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（JTG 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。11、參考結(jié)構(gòu)尺寸（設(shè)計(jì)尺寸根據(jù)要求自己擬定）圖1為20m跨徑，橋?qū)拑?+11m人行道的參考尺寸。第二章 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）2.1永久荷載及其效應(yīng)懸臂板1.每延米板上的橫載瀝青混凝土層面：0.031.021=0.63（KN/m）C30混凝土墊層：g2=0.091.0

5、23=2.07(KN/m)T梁翼緣板自重g3=(0.1+0.16)/21.025=3.25(KN/m)每延米跨寬板恒載合計(jì)：g=5.95(KN/m)2.每米寬板條的恒載內(nèi)力彎矩：Mg=-5.95=-3.187(KNm) 剪力：Vg=5.95=6.158(KN)3.車輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力公路I級(jí)：以重車后輪作用于絞縫軸線上為最不利位置，后軸作用力標(biāo)準(zhǔn)值為P=140KN,輪壓分布寬度如下圖所示，按照公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范知后車輪地寬度b2及長(zhǎng)度a2為：a2=0.20m ，b2=0.60m a1=a2+2H=0.20+20.12=0.44(m) b1=b2+2H=0.60+20.12=0.84(m)l0+

6、a1/2=1.035+0.22=1.2550.51.4=0.7,荷載作用于懸臂根部的有效分布寬度： a=a1+1.4+2l0=0.44+1.4+21.035=3.91(m) 沖擊系數(shù)：1+=1.3 作用于每米板寬條上的剪力為：Vp=(1+)=1.3=23.274(KN)作用于每米板寬條上的彎矩為：Mp=-(1+)(l0-)2=-1.3(1.035-)=-19.2(KNm)4. 基本組合 按承載能力極限狀態(tài)計(jì)算：；單向板1. 恒載及其內(nèi)力。2. 車軸荷載產(chǎn)生的內(nèi)力 將車軸荷載的后輪作用于單向板接縫上，后輪軸重140KN，后輪著地寬度=0.6m，=0.2m。 ，通過(guò)判斷：a=1.5m1.4m故有效

7、寬度發(fā)生重疊取1+=1.3，則作用于每米寬板條上的彎矩為剪力計(jì)算：故取又所以。按承載能力極限： 。2.2截面設(shè)計(jì)、配筋與強(qiáng)度驗(yàn)算懸臂板根部高度h=160mm，凈保護(hù)層a=25mm。若選用12鋼筋，則有效高度h0=h-a-d/2=130mm r0Mdfcdbx(h0-x/2) 故x=17.3mm而且17.3mmb h0=0.56130=72.8mm(2) 求鋼筋面積ASfsdAS=fcdbx 故AS=9.9510-4(m2)(3) 配筋查有關(guān)板寬1m內(nèi)的鋼筋截面與間距表，當(dāng)選用12鋼筋時(shí)，需要鋼筋間距為110mm時(shí)，此時(shí)所提供的鋼筋截面積為：Ag=10.28cm29.95cm2(4) 尺寸驗(yàn)算：

8、由上式可知可不進(jìn)行斜截面抗剪承載力的驗(yàn)算，僅須按構(gòu)造要求配置箍筋，取分布鋼筋用8，間距取20cm承載能力驗(yàn)算 fsdAS=fcdbx 得x=cm Mdfcdbx(h0-x/2)Md=16.1 故承載力滿足要求。第3章 主梁內(nèi)力計(jì)算3.1主梁幾何特性計(jì)算平均板厚：主梁截面的形心的截面位置：抗彎慣性矩： 抗扭慣性矩: 橫截面沿跨長(zhǎng)變化：等截面橫隔梁：5根，肋寬15，梁高一般取為T梁高的3/4左右，即1.26。3.2恒載內(nèi)力計(jì)算(1)恒載：假定橋面構(gòu)造各部分重量平均分配給各土梁承擔(dān)，計(jì)算如下。構(gòu)件名單元構(gòu)件體積及算式（KN/M）主梁橫隔梁邊主梁中主梁橋面鋪裝瀝青混凝土面層混凝土墊層人行道部分人行道欄

9、桿12.14 將橋面鋪裝和人行道部分平均分配給每根主梁上： （1.418+4.658+12.14）/5=3.643（KN/M）作用于邊主梁的全部恒載；作用于中主梁的恒載強(qiáng)度為：。 表一邊主梁恒載內(nèi)力 剪力Q（KN） 彎矩M(KNm)支點(diǎn)截面19.05/219.6=186.690跨中截面019.0519.6/8(19.6-19.6/2)=457.39L/4截面93.35686.09表二中主梁恒載內(nèi)力 剪力Q（KN） 彎矩M(KNm)支點(diǎn)截面20.17/219.6=197.670跨中截面020.1719.6/8(19.6-19.6/2)=484.28L/4截面98.83726.423.3荷載橫向分

10、布計(jì)算（支點(diǎn)處采用杠桿法，跨中采用修正偏心壓力法進(jìn)行）梁端剪力橫向分布系數(shù)計(jì)算（按杠桿法）公路-級(jí)1 號(hào)梁所示：；2 號(hào)梁所示：；3 號(hào)梁所示：?？缰泻奢d彎矩橫向分布系數(shù)（按偏心壓力法）該橋有 5 根主梁，各主梁的橫截面均相等，主梁間距為 2.2m，則：得1 號(hào)梁的橫向影響線豎標(biāo)值為：2 號(hào)梁的橫向影響線豎標(biāo)值為：3 號(hào)梁的橫向影響線豎標(biāo)值為：通過(guò)影響線可以計(jì)算出分布系數(shù)1 號(hào)梁的活載橫向分布系數(shù)：汽車荷載：人群荷載：2 號(hào)梁的活載橫向分布系數(shù)：汽車荷載：人群荷載：3 號(hào)梁的活載橫向分布系數(shù)：汽車荷載：人群荷載：3.4活載內(nèi)力計(jì)算 表 三 荷載橫向分布系數(shù)匯總梁號(hào)荷載位置公路-級(jí)人群荷載1、5

11、跨中0.5070.633支點(diǎn)0.391.172、4跨中0.540.42支點(diǎn)0.603跨中0.4000.400支點(diǎn)0.810沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)主梁截面形心到T梁上緣的距離：跨中截面慣性矩： E取所以沖擊系數(shù)：對(duì)于集中荷載：當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，采用直線內(nèi)插法對(duì)于均布荷載：公路級(jí)均布荷載 當(dāng)計(jì)算剪力的時(shí)候KN計(jì)算車道荷載的跨中彎矩、剪力的計(jì)算對(duì)于雙車道，折減系數(shù)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內(nèi)力，計(jì)算公式為：對(duì)于汽車荷載：對(duì)于人群荷載：均布荷載和內(nèi)力影響線面積計(jì)算如表所示均布荷載和內(nèi)力影響線面積計(jì)算類型截面公路II級(jí)均布荷載人群影響線面積

12、(或m)影響線圖示10.53.5=48.210.53.5=2.4510.53.5=36.01510.53.510.53.5=9.8跨中：y=L/4=4.9m；1/4跨：y=l/16=1.225m1）對(duì)于跨中截面對(duì)于1#梁車輛荷載作用下跨中人群荷載最大彎矩人群荷載集度對(duì)于2#和4#梁計(jì)算公路級(jí)汽車活載的跨中彎矩：計(jì)算人群荷載的跨中彎矩：人群荷載集度： 對(duì)于3#梁計(jì)算公路級(jí)汽車活載的跨中彎矩：計(jì)算人群荷載的跨中彎矩：人群荷載集度：2）跨中剪力的計(jì)算，同理可得：對(duì)于1和5#梁計(jì)算公路級(jí)汽車活載的跨中剪力：計(jì)算人群荷載的跨中剪力：對(duì)于2和4#梁計(jì)算公路級(jí)汽車活載的跨中剪力：計(jì)算人群荷載的跨中剪力：對(duì)于

13、3#梁計(jì)算公路級(jí)汽車活載的跨中剪力：計(jì)算人群荷載的跨中剪力：3）1/4跨彎矩的計(jì)算對(duì)于1#和5#梁計(jì)算公路級(jí)汽車活載的1/4跨彎矩：計(jì)算人群荷載的跨中彎矩：人群荷載集度： 對(duì)于2#和4#梁計(jì)算公路級(jí)汽車活載的1/4跨彎矩：計(jì)算人群荷載的跨中彎矩：人群荷載集度： 對(duì)于3#梁計(jì)算公路級(jí)汽車活載的1/4跨彎矩： 計(jì)算人群荷載的跨中彎矩：人群荷載集度： 4）1/4跨剪力的計(jì)算對(duì)于1和5#梁計(jì)算公路級(jí)汽車活載的1/4跨剪力：計(jì)算人群荷載的跨中剪力：對(duì)于2和4#梁計(jì)算公路級(jí)汽車活載的1/4跨剪力：計(jì)算人群荷載的跨中剪力：對(duì)于3#梁計(jì)算公路-級(jí)汽車活載的跨中剪力：計(jì)算人群荷載的跨中剪力：5)支點(diǎn)內(nèi)力計(jì)算橫向

14、分布系數(shù)變化區(qū)段的長(zhǎng)度對(duì)于1和5#梁附加三角形重心影響線坐標(biāo) ： 計(jì)算人群荷載的支點(diǎn)剪力：對(duì)于2和4#梁計(jì)算公路級(jí)汽車活載的支點(diǎn)剪力：計(jì)算人群荷載的支點(diǎn)剪力：對(duì)于3#梁 計(jì)算人群荷載的支點(diǎn)剪力：3.5主梁內(nèi)力組合基本組合： 短期組合：長(zhǎng)期組合：梁號(hào)序號(hào)荷載類型彎矩（KN.m）剪力（KN）跨中1/4跨跨中1/4跨支點(diǎn)1、51恒載457.39686.09093.35186.692公路荷載950.71357.5795.15153.6216.233人群荷載80.0959.844.079.1619.454基本組合2166.521530.02151.55371.05603.395短期組合1202.9899

15、6.29970.675210.03357.56長(zhǎng)期組合869.71853.0539.67158.45280.962、41恒載484.28726.42098.83197.672公路荷載1005.36380.84101.34163.6235.153人群荷載53.1439.72.76.078.334基本組合2252.971594.28158.87389.88633.325短期組合1241.171031.773.64210.42370.66長(zhǎng)期組合907.681337.7741.62166.7295.0631恒載484.28726.42098.83197.672公路荷載744.71282.175.07

16、121.18179.73人群荷載50.6137.812.575.797.934基本組合1848.451439.89118.77324.21547.435短期組合1056.19961.755.249189.45331.396長(zhǎng)期組合802.41854.3831.06149.62272.72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配置主梁受力鋼筋由彎矩基本組合計(jì)算表可以看出，2號(hào)梁值最大，考慮到設(shè)計(jì)施工方便，并留有一定的安全儲(chǔ)備，按2號(hào)梁計(jì)算彎矩進(jìn)行配筋。 設(shè)鋼筋凈保護(hù)層為3cm，鋼筋重心至底邊距離為a=18cm，則主梁有效高度為h0=h-a=（168-18）cm=150cm 已知1號(hào)梁跨

17、中彎矩=2252.97，下面判別主梁為第一類T形截面或第二類T形截面：若滿足，則受壓區(qū)全部位于翼緣內(nèi)，為第一內(nèi)T形截面，否則位于腹板內(nèi)，為第二內(nèi)T形截面。式中，為橋跨結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，取1.1；為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；取16.1；為T形截面受壓區(qū)翼緣有效寬度；取下列三者中的最小值：（1） 計(jì)算跨徑的1/3: /3=1960cm/3=653cm;（2） 相鄰兩梁的平均間距：d=225cm;此處，b為梁腹板寬度，其值為18cm，為受壓區(qū)翼緣懸出板得平均厚度，其值為13cm.所以取=174cm。判別式左端為 =1.1X2252.97=2478.267判別式右端為因此，受壓區(qū)位于翼緣內(nèi)，屬于第一類T

18、形截面。應(yīng)按寬的為的矩形截面進(jìn)行正截面抗彎承載力計(jì)算。設(shè)混凝土的受壓區(qū)高度為x，則利用下式計(jì)算，即 由 推出As=5502.7mm2采用兩排焊接骨架，每排332+128，合計(jì)為632+228，則鋼筋A(yù)s=4825+1232=6057mm25502.7mm2。鋼筋布置如下圖所示鋼筋截面重心至截面下邊緣的距離為 梁的實(shí)際有效高度為配筋率，滿足要求。4.2截面承載能力極限狀態(tài)計(jì)算按截面實(shí)際配筋率計(jì)算受壓區(qū)高度： 截面抗彎極限承載力Mad= 滿足規(guī)范要求。4.3斜截面抗剪承載力計(jì)算由剪力效應(yīng)組合表知，支點(diǎn)剪力效應(yīng)以2號(hào)梁為最大，為偏安全設(shè)計(jì)，一律用2號(hào)梁數(shù)值?？缰屑袅π?yīng)以2號(hào)梁最大，一律以2號(hào)梁為準(zhǔn)

19、。 假定有通過(guò)支點(diǎn)。按公預(yù)規(guī)構(gòu)造要求：又由公預(yù)規(guī)規(guī)定，構(gòu)造要求需滿足： 按公預(yù)規(guī)規(guī)定，介乎兩者之間應(yīng)進(jìn)行持久狀況斜截面抗剪極限狀態(tài)承載力驗(yàn)算。最大剪力取用支座中心（梁高一半）處截面的數(shù)值，其中混凝土與箍筋共同承擔(dān)不小于60%，彎起筋（按45%彎起），承擔(dān)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)，取用距支座中心處由彎起筋承擔(dān)的那部分剪力值；計(jì)算以后每一排彎起鋼筋時(shí)，取用前一排彎起鋼筋點(diǎn)處由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力值。 彎起鋼筋配置計(jì)算圖示如下：由內(nèi)插可得，距梁高處的剪力效應(yīng)：,其中混凝土和箍筋共同承擔(dān)的剪力，即由彎起鋼筋承擔(dān)的剪力組合設(shè)計(jì)值為相應(yīng)各排彎起鋼筋位置與承擔(dān)的剪力值見下表

20、，斜筋排次彎起點(diǎn)據(jù)支座中心距離（mm）承擔(dān)的剪力值（kN）11137144.622238112.733330781.79（1） 各排彎起鋼筋的計(jì)算，按公橋規(guī)范規(guī)定，與斜截面相交的彎起鋼筋的抗剪承載力計(jì)算公式：式中：而且則每排彎起鋼筋的面積為：，由縱筋彎起232，提供的，由縱筋彎起232，提供的，由縱筋彎起232，提供的，由縱筋彎起228，提供的 在近跨中處，增設(shè)兩組220輔助斜筋，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，本方案滿足要求。（2） 主筋彎起后承載能力極限狀態(tài)正截面承載能力校核：用彎矩包絡(luò)圖和結(jié)構(gòu)抵抗圖來(lái)完成。對(duì)于鋼筋混凝土簡(jiǎn)支橋梁，可以將彎矩包絡(luò)圖近似

21、為一條二次拋物線。若以梁跨中截面處為橫坐標(biāo)原點(diǎn)，其縱坐標(biāo)表示該截面上作用的最大彎矩（向下為正），則簡(jiǎn)支梁的彎矩包絡(luò)圖可以描述為由已知彎矩，按上式作出梁的彎矩包絡(luò)圖；各排彎起鋼筋彎起后，按照下部鋼筋的數(shù)量計(jì)算各截面正截面的抗彎承載能力，繪制結(jié)構(gòu)抵抗圖各截面正截面的抗彎承載能力計(jì)算如下：由支座中心至1點(diǎn)：縱向鋼筋為232。假設(shè)截面為第一類，則說(shuō)明假設(shè)正確，即截面類型為第一類。，符合構(gòu)造要求。將x值代入中，求得截面所能承受的彎矩設(shè)計(jì)值，計(jì)算結(jié)果如下表梁區(qū)段截面縱筋有效高度截面類型受壓區(qū)高度抗彎承載力鋼筋充分利用點(diǎn)支座中心12321620I16.08709.2L1-24321614I32.151410

22、.8K2-36321596I48.242106J3-跨中632+2281578I60.542625I將表中正截面抗彎承載力在圖中用各平行線表示出來(lái)，得到結(jié)構(gòu)抵抗圖。從圖中看出結(jié)構(gòu)抵抗圖外包彎矩包絡(luò)圖，說(shuō)明該梁正截面抗彎承載力滿足了要求。4.5箍筋設(shè)計(jì)箍筋間距的計(jì)算公式為：式中：異形彎矩影響系數(shù)，取=1.0； 受壓翼緣的影響系數(shù)，取=1.1； Vd據(jù)支座中心處截面上的計(jì)算剪力 P斜截面內(nèi)縱向受拉主筋的配筋率，P=100； Asv同一截面上箍筋的總截面面積（mm）； 箍筋的抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度； 混凝土和鋼筋的剪力分擔(dān)系數(shù)，取=0.6。選用28雙肢箍筋（R235，），則面積Asv=1.006cm2;距支座中心處的主筋為232，選用根據(jù)公預(yù)規(guī)規(guī)定，在支座中心向跨徑方向長(zhǎng)度不小于1倍梁高范圍內(nèi)，箍筋間距不宜大于100mm。綜上，全梁箍筋的配置為28