裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T梁橋計(jì)算書(shū)

1、目錄摘要IABSTRACTII第1章設(shè)計(jì)內(nèi)容及構(gòu)造布置11.1設(shè)計(jì)內(nèi)容11.2方案比選21.3橫截面布置51.4橫隔梁的設(shè)置6第2章主梁內(nèi)力計(jì)算72.1恒載內(nèi)力計(jì)算72.2活載內(nèi)力計(jì)算92.3 彎矩組合162.4 剪力組合18第3章配筋計(jì)算及布置243.1已知設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及要求243.2跨中截面的縱向受拉鋼筋253.3腹筋設(shè)計(jì)26第4章鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T梁的驗(yàn)算374.1正應(yīng)力驗(yàn)算374.2裂縫寬度的驗(yàn)算384.3梁夸中撓度的驗(yàn)算39第5章行車道板計(jì)算435.1行車道板內(nèi)力計(jì)算435.2截面設(shè)計(jì)配筋與強(qiáng)度驗(yàn)算45第6章橫隔梁內(nèi)力計(jì)算與配筋計(jì)算476.1橫隔梁荷載計(jì)算476.2橫梁內(nèi)力影響線476.3

2、橫隔梁內(nèi)力計(jì)算與組合506.4橫隔梁截面配筋與驗(yàn)算52參考文獻(xiàn)56致謝574×20m裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T梁橋設(shè)計(jì)計(jì)算專業(yè)年級(jí)： 學(xué)號(hào)：姓名： 指導(dǎo)教師： 摘要：混凝土是土木工程中用途最廣，用量最大的一種建筑材料，按性能設(shè)計(jì)和制作混凝土，研制輕質(zhì)，高強(qiáng)度，多功能的混凝土新品種。目前，混凝土被廣泛的使用于各種中小跨度的橋梁中，而且大量采用混凝土將是未來(lái)橋梁發(fā)展的趨勢(shì)。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，對(duì)目前在公路橋梁中經(jīng)常使用的混凝土簡(jiǎn)支T型梁橋的設(shè)計(jì)做了全面的介紹，其中包括調(diào)研，外文資料的翻譯，方案設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)計(jì)算以及施工圖的繪制，并對(duì)混凝土梁橋的特點(diǎn)做了詳細(xì)的介紹。在確定方案時(shí)，根據(jù)調(diào)研及查閱大量的

3、資料，在此橋位上布置了裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T梁橋, 預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁橋, 鋼筋混凝土箱型拱橋三種設(shè)計(jì)方案，根據(jù)“安全，功能，經(jīng)濟(jì)，美觀”的原則，對(duì)各種橋型的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比選，而裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T梁橋,在此橋位上更具有競(jìng)爭(zhēng)力，反映在工程造價(jià)比較低，施工工期短，施工技術(shù)成熟，因此，最終選擇了混凝土簡(jiǎn)支T梁橋?yàn)樵O(shè)計(jì)方案。 結(jié)構(gòu)計(jì)算著重進(jìn)行了上部結(jié)構(gòu)的計(jì)算，包括截面尺寸的擬定，內(nèi)力計(jì)算（恒載內(nèi)力，活載內(nèi)力，內(nèi)力組合），配筋設(shè)計(jì)，施工階段和使用階段的應(yīng)力驗(yàn)算，承載能力極限狀態(tài)強(qiáng)度驗(yàn)算，剛度驗(yàn)算，變形驗(yàn)算。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加深了我對(duì)橋梁以及混凝土的認(rèn)識(shí)，深刻地理解橋梁設(shè)計(jì)的基本步驟和需要注

4、意的問(wèn)題。關(guān)鍵詞： 裝配式混凝土 T型梁橋 結(jié)構(gòu)計(jì)算 設(shè)計(jì)方案 Fabricated reinforced concrete simply-supported T bridge design calculation specialty: civil number: name: teachers:Jia QiaoYanAbstract: Concrete is the most versatile of civil engineering ，One of the largest amount ofbuilding materials, Design and manufacture accordi

5、ng to the performance of concrete, developed a lightweight, high strength, muti_function concrete new varieties. Nowdays, tstressed concrete is extensively used in various kinds of bridges with medium and small span ,and it will be a development trend in future to adopt the bridge of stressed concre

6、te in a large amount.In this paper,I made an overall introduction of the pre-stressed T-section concrete beam bridge which is ofen used among highway at present. Including investigation and research,translation,scheme design ,calculation of structure and drawing. According to the investigation, I gi

7、ve three schemes- Fabricated reinforced concrete simply-supported T bridge, prestressed concrete simply-supported reinforced concrete box girder, T type arch bridge three designs, According to "safe, function, economy, beautiful" principle, advantages and disadvantages of various bridge

8、9;s than choose, And fabricated reinforced concrete simply-supported T girder bridge in the siting, more competitive, reflected in project cost is lower, construction period is short, construction technology is mature, Therefore, finally Chose concrete simply-supported T bridgeFor design. Focused on

9、 the structure calculation of the upper structure calculation, including section dimension, internal force calculation (worked by taking the internal force, internal live load combination), reinforcement design, construction stage and the stress checking use phase, carrying capacity limit state inte

10、nsity, stiffness checking, deformation calculating checked. Through this graduation design, my understanding of stressed concrete are strengthened further，Understanding the basic steps and bridge design problems needing attention Keywords: Beamtocolumn concrete, T-section bridge ,steucture calculati

11、on ,construction design 第1章 設(shè)計(jì)內(nèi)容及構(gòu)造布置1.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容1.1.1設(shè)計(jì)主要內(nèi)容1、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)橋梁全長(zhǎng)：80m標(biāo)準(zhǔn)跨徑：20.00m 主梁全長(zhǎng)：19.96m計(jì)算跨徑：19.50m設(shè)計(jì)時(shí)速：60 km/h設(shè)計(jì)荷載：公路II級(jí)河口間距： 75m 正交橋橋面凈空：9m（人行道）1.0+7.0+1.0（人行道）橋梁安全等級(jí)為二級(jí)，環(huán)境條件為II類，計(jì)算收縮徐變時(shí)，考慮存梁期為60天設(shè)計(jì)洪水頻率：1/100 不通航地震基本烈度：VI度，地震峰值加速度0.05g2、主要材料混凝土：主梁C40，橋面鋪裝C40鋼筋：普通受力筋HRB335級(jí)或HRB400級(jí)，其他R235級(jí)。3、設(shè)

12、計(jì)依據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D602004）公路鋼筋混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D622004）公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)（橋梁上冊(cè)）（人民交通出版社2004.3）基本計(jì)算數(shù)據(jù)表 表1名稱項(xiàng)目符號(hào)單位數(shù)據(jù)混凝土立方強(qiáng)度彈性模量軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度軸心抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度f(wàn)EcfckftkfcdftdMPaMPaMPaMPaMPaMPa403.25×10436.82.4018.41.65材料容重鋼筋混凝土瀝青混凝土12kN/m3kN/m326.024.01.2 方案比選1.2.1 比選的標(biāo)準(zhǔn)比選的標(biāo)準(zhǔn)只要依據(jù)安全、功能、經(jīng)濟(jì)、與美觀。其中以安全與經(jīng)濟(jì)為重。至于橋梁美觀，要視經(jīng)

13、濟(jì)與環(huán)境而定。1、安全安全的標(biāo)準(zhǔn)可以從行車安全、基礎(chǔ)地質(zhì)條件的安全與安全施工等幾個(gè)方面考慮。行車安全主要通過(guò)橋面設(shè)置的布置來(lái)實(shí)現(xiàn)?；A(chǔ)地質(zhì)條件應(yīng)當(dāng)真實(shí)，不要有虛假數(shù)據(jù)。2、功能橋梁的功能無(wú)非就是兩個(gè)方面：一是跨越障礙（河流、山谷或線路），二是承受荷載。在方安中，應(yīng)選擇傳力路線直接、簡(jiǎn)捷的結(jié)構(gòu)形式，以保障結(jié)構(gòu)功能的施工3、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)一坐橋梁可以從一下幾個(gè)方面進(jìn)行：造價(jià)、工期和養(yǎng)護(hù)維修。造價(jià)包括材料費(fèi)、人工費(fèi)和機(jī)械設(shè)備費(fèi)。工期：一座橋梁建設(shè)工期的長(zhǎng)短與造價(jià)有很大的關(guān)系，上下部構(gòu)造的類型的橋梁，要求特種設(shè)備的新體系的工期也長(zhǎng)；非就地取材的橋型，不僅造價(jià)高，而且工期長(zhǎng)；采用腳手架施工的工期長(zhǎng)。而且有水毀

14、之虞。都需一一加以考慮。在橋梁規(guī)定使用期限內(nèi)經(jīng)常維修費(fèi)用的多少需要考慮，混凝土橋的養(yǎng)護(hù)和維護(hù)費(fèi)用要比剛橋低的多。4、美觀橋梁建筑是技術(shù)與藝術(shù)的結(jié)晶。一座美麗的橋梁，實(shí)際必須考慮本身造型的美觀，還須與周遍環(huán)境相協(xié)調(diào)，使能成為當(dāng)?shù)貎?yōu)美的景點(diǎn)，受到人們的的欣賞。也可以成為當(dāng)?shù)氐牡湫徒ㄖ?biāo)志。5、施工選擇的橋型要能采用先進(jìn)的施工方法。并考慮施工單位的施工能力和機(jī)械設(shè)備。在一般的情況下選擇簡(jiǎn)便熟悉可靠的施工方案。有時(shí)如需要用新的技術(shù)，應(yīng)對(duì)其優(yōu)點(diǎn)和不足之處進(jìn)行比較。1.2.2 方案根據(jù)已知材料，可以初步擬定以下幾種方案。1、4×20m裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T梁橋2、25m+30m+25m預(yù)應(yīng)力混凝

15、土簡(jiǎn)支T梁橋3、2×40m鋼筋混凝土箱型拱橋方案一：4×20m裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T梁橋裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T梁橋是使用最為普遍的機(jī)構(gòu)形式，其優(yōu)點(diǎn)是制造簡(jiǎn)單，整體性好，接頭也方便。它屬于靜定結(jié)構(gòu)，橋面平整度較好，使用階段易于養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)經(jīng)費(fèi)較低。鋼筋混領(lǐng)土T型梁橋混凝土標(biāo)號(hào)不宜低于15號(hào)，當(dāng)采用II、III級(jí)鋼筋時(shí)不宜低于20號(hào)?；炷梁?jiǎn)支T梁橋通?？鐝讲淮螅?jīng)濟(jì)合理跨徑25米（T梁）以下，材料簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟，易于工廠化施工，受力明確、構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便等優(yōu)點(diǎn)。方案二：25m+30m+25m預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁橋適用于跨度相對(duì)較大的橋梁，承載力較大，混凝土收縮徐變及溫度變化等

16、因素都不會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力，其受力明確，當(dāng)掛梁與兩岸引橋的簡(jiǎn)支跨尺寸和結(jié)構(gòu)相同時(shí)，更能加快全橋施工進(jìn)度，以獲得經(jīng)濟(jì)效益。帶掛梁的T型剛構(gòu)橋，除需要懸臂施工法施工用的機(jī)具設(shè)備外，還需要有預(yù)制和安裝掛梁的設(shè)備。另外，結(jié)構(gòu)布置以每個(gè)T構(gòu)單元與兩側(cè)配等長(zhǎng)的掛梁最為簡(jiǎn)單合理，以利于安裝懸臂受力的T構(gòu)承受的全是負(fù)彎矩，上緣受拉，因而配筋比較簡(jiǎn)單。方案三：2×40m鋼筋混凝土箱型拱橋拱橋是我國(guó)公路上使用較廣泛的一種橋型。拱橋與梁橋的區(qū)別不僅在于外形不同，更重要的是兩者受力性能有較大的差別。由力學(xué)知，梁式橋結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下，支撐處僅產(chǎn)生豎向支撐反力，而拱式結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下，兩端支撐處除了有豎向

17、支撐反力外，還有水平推力，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)力分布與受彎的應(yīng)力相比，較為均勻。因此拱式結(jié)構(gòu)可以充分利用主孔截面材料強(qiáng)度，使跨越能力增大。拱橋上部結(jié)構(gòu)由主孔圈和拱上建筑組成，主拱圈是拱橋的主要承重結(jié)構(gòu)，拱橋的下部結(jié)構(gòu)由橋墩、橋臺(tái)及基礎(chǔ)組成，用以支承橋跨結(jié)構(gòu)，將橋跨結(jié)構(gòu)的荷載傳至地基?，F(xiàn)在從以下幾個(gè)方面分別來(lái)分析選定梁橋圖式 三種方案比選表 表2橋型4×20m裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T梁橋25m+30m+25m預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁橋2×40m鋼筋混凝土箱型拱橋施工技術(shù)水平技術(shù)成熟，施工工藝成熟，所需設(shè)備較少，占用施工場(chǎng)

18、地較小，梁體塊件和下部結(jié)構(gòu)的施工可以同時(shí)進(jìn)行，和方案二相同可以縮短工期。技術(shù)較先進(jìn)，工藝要求較嚴(yán)格，主橋上部結(jié)構(gòu)比第一方案多一套掛梁的安裝設(shè)備，梁體塊件的預(yù)制和下部結(jié)構(gòu)的施工可以同時(shí)進(jìn)行，拼裝成橋的速度較現(xiàn)澆快，可顯著縮短工期。施工場(chǎng)地大,可以采用預(yù)制箱拱無(wú)支架吊裝或有支架現(xiàn)場(chǎng)澆筑等施工方法。若采用無(wú)支架施工時(shí)，箱拱可分段預(yù)制，其方法可參考有關(guān)資料。當(dāng)?shù)跹b能力很大時(shí)，可以采用封閉式拱箱，減少施工步過(guò)程，增加整體穩(wěn)定性。環(huán)境方面由于此處的地理?xiàng)l件限制，木材較為稀缺。此外這三種橋型外觀都很美觀，與周圍的環(huán)境都比較協(xié)調(diào)。使用效果受力不如超靜定結(jié)構(gòu)好。橋面平整度易受懸臂撓度影響，行車條件稍差。主橋每孔

19、有兩道伸縮縫，養(yǎng)護(hù)較麻煩，材料來(lái)源充足，成本較低。屬于靜定結(jié)構(gòu)，受力不如超靜定結(jié)構(gòu)好。橋面平整度易受懸臂撓度影響，行車條件稍差。主橋每孔有兩道伸縮縫，養(yǎng)護(hù)較麻煩。拱的承載潛力大。但是伸縮縫多，養(yǎng)護(hù)較麻煩，縱坡較大，土方量較大。經(jīng)濟(jì)技術(shù)造價(jià)比簡(jiǎn)支T梁橋與鋼筋混凝土箱型拱橋，雖然簡(jiǎn)直T梁橋墩剛度較大，但是可以節(jié)省昂貴的支座，盡管在鋼材，木材兩個(gè)方面前者的費(fèi)用比后者略多，但是前者綜合費(fèi)用卻比后者經(jīng)濟(jì)。另外簡(jiǎn)支T梁橋受力是長(zhǎng)懸臂體系，全跨以承受負(fù)彎矩為主，預(yù)應(yīng)力鋼筋布置在橋的頂面上，極大地方便了施工。鋼筋混凝土箱型拱橋雖然造價(jià)最低，但是需要使用大量的木材，勞動(dòng)力，工期也較前兩者長(zhǎng)。裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支

20、T梁橋與預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支簡(jiǎn)支T梁相比主要造價(jià)低，施工較為簡(jiǎn)單另外就是叫經(jīng)濟(jì)。在方案的擬訂過(guò)程中，還有兩個(gè)很主要的因素，那就是工期很緊與經(jīng)濟(jì)。需要盡早使其投入使用，對(duì)于第三方案，雖然在一些指標(biāo)上略優(yōu)于第一和第二方案，但是對(duì)于第一和第二方案，采用懸臂拼裝，梁體塊件的預(yù)制和下部結(jié)構(gòu)的施工可以同時(shí)進(jìn)行，拼裝成橋的速度較現(xiàn)澆快，可顯著縮短工期；塊件在預(yù)制廠內(nèi)集中預(yù)制，質(zhì)量較易保證；梁體塑性變小，可減小預(yù)應(yīng)力損失；施工不受氣候影響；在施工中，機(jī)械化程度高，施工機(jī)具簡(jiǎn)單，施工速度快，省時(shí)，省工，在造價(jià)和行車方面稍遜一點(diǎn)，對(duì)于第一和第二方案主要考慮經(jīng)濟(jì)和復(fù)雜方面，第一方案叫為簡(jiǎn)單明確，第二方案跨度稍比第一方案

21、跨度大，因本設(shè)計(jì)河口間距為75m左右所以選擇第一方案為優(yōu)，經(jīng)過(guò)綜合比較，決定選定第一方案。1.3 橫截面布置1.3.1 主梁間距與主梁片數(shù)主梁間距通常應(yīng)隨梁高與跨徑的增大而加寬為經(jīng)濟(jì)，同時(shí)加寬翼板對(duì)提高主梁截面效率指標(biāo)很有效，故在許可條件下應(yīng)適當(dāng)加寬T梁翼板。主梁翼板寬度設(shè)計(jì)為1800mm，橋?qū)挒椋?7.00m（行車道）+2.00m（人行道）9.00m。橋梁橫向布置選用5片主梁（如圖1-1所示）。圖1-1 橫斷面結(jié)構(gòu)尺寸（尺寸單位：mm）圖 1-2 半縱剖面結(jié)構(gòu)尺寸圖 （尺寸單位：mm）1.3.2 主梁跨中截面主要尺寸擬定1、 主梁高度混凝土簡(jiǎn)支梁橋的主梁高度與其跨徑之比約在1/111/18之

22、間，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)中高跨比約在1/111/12。當(dāng)建筑高度不受限制時(shí)，增大梁高往往是較經(jīng)濟(jì)的方案，因?yàn)樵龃罅焊呖梢怨?jié)省預(yù)應(yīng)力鋼束用量，同時(shí)梁高加大一般只是腹板加高，而混凝土用量不多。綜上所述，本設(shè)計(jì)中取用1700mm的主梁高度是比較合適的。2、 主梁截面細(xì)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(shí)上翼板抗壓強(qiáng)度的要求。本設(shè)計(jì)T梁的翼板厚度取用120mm。 圖 1-3 T梁截面尺寸（尺寸單位：mm） 在混凝土梁中腹板內(nèi)主拉應(yīng)力應(yīng)較小，腹板厚度一般由布置預(yù)制孔管的構(gòu)造決定，同時(shí)從腹板本身的穩(wěn)定要求出發(fā)，腹板厚度不宜小于其高度的1/15，且在160200mm之

23、間。本設(shè)計(jì)腹板厚度取200m。尺寸基本由布置的需要確定，設(shè)計(jì)實(shí)踐表明，考慮到主梁需要配置較多的鋼筋可以布置T梁故可以不設(shè)馬蹄尺寸， 圖1-3 跨中截面尺寸圖（尺寸單位mm）按照以上擬定的外形尺寸，就可繪出制梁的跨中截面布置圖，如圖1-3所示。2.1 恒載內(nèi)力計(jì)算2.1.1 恒載集度1、 梁自重：1) 主梁：梁自重 g(1)=0.5734×26=14.908kN/m2) 邊橫隔梁： g(2)=18.7785÷19.5=0.963kN/m3) 中橫隔梁： g(3)=2×0.963=1.93kN/m4) 橋面鋪裝層 g(4)=33.18÷5 =6.636kN/

24、m5) 欄桿和人行道g(5)=5×2÷5=2kN/m合計(jì)：對(duì)于邊主梁：g= g(1) +g(2)+ g(4)+ g(5)=24.107 kN/m 對(duì)于邊主梁：g1= g(1) +g(3)+ g(4)+ g(5)=25.07 kN/m2.1.2 恒載內(nèi)力如圖2-1所示，設(shè)x為計(jì)算截面離左支座的距離，并令=x/l。圖2-1 恒載內(nèi)力計(jì)算圖 主梁彎矩和剪力的計(jì)算公式分別為： ； 恒載內(nèi)力計(jì)算見(jiàn)表3。 1號(hào)梁恒載內(nèi)力 表3跨中=0.5四分點(diǎn)=0.25支點(diǎn)=0.0一期彎矩（kN·m）1145.86(1191.6)859.38(893.71)0剪力(kN)0117.52(12

25、2.22)235.04(244.43)彎矩（kN·m）1145.86(1191.6)859.38(893.71)0剪力(kN)0117.52(122.22)235.04(244.43)注：括號(hào)內(nèi)值代表中主梁內(nèi)力2.2 活載內(nèi)力計(jì)算2.2.1 荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算1、 跨中的荷載橫向分布系數(shù)mc 本橋梁跨內(nèi)設(shè)三道橫隔梁，具有可靠的橫向聯(lián)系，且承重結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)寬比為：所以可以按剛性橫梁法來(lái)繪制橫向影響線并計(jì)算橫向分布系數(shù)mc1) 求中主梁截面中心位置X和抗彎慣性矩I為X=I=×(18020) ×14²+(18020) ×14×（54.02）&

26、#178;××20×170³+20×170×（54.02）²cm4=18864679.97 cm42) 計(jì)算主梁抗扭慣矩IT對(duì)于T形梁截面，抗扭慣矩可近似按下式計(jì)算：IT=式中：bi和ti相應(yīng)為單個(gè)矩形截面的寬度和高度； ci矩形截面抗扭剛度系數(shù)； m梁截面劃分成單個(gè)矩形截面的個(gè)數(shù)。對(duì)于跨中截面，翼緣板的換算平均厚度;圖2-2 IT計(jì)算圖式（尺寸單位：mm）IT 計(jì) 算 表 表4分塊名稱bi(cm)ti(cm)bi/ ticiIT= ci bi ti3(m4)翼緣板180140.0780.33331.646×10-

27、3腹板156200.1280.31143.886×10-35.532×10-33) 計(jì)算抗扭修正系數(shù)此設(shè)計(jì)中主梁的間距相同，同時(shí)將主梁近似看成等截面，則得：式中：G=0.4E；l=19.5m；IT=5.532×10-3×5=0.0276614m4；a1=3.6m;a2=1.80m；a3=0m；a4=1.80m；a5=3.60m ；Ii=18864679.97cm。計(jì)算得：=0.9457。4) 按剛性橫梁法計(jì)算橫向影響線豎坐標(biāo)值：式中：n=6；=32.4m2。 計(jì)算所得的ij值列于表5內(nèi)。橫向分布系數(shù)表 表 5梁號(hào)i1i2i3i4i510.57830.38

28、920.20000.0109-0.178320.38920.29440.20000.10500.010830.20.20.20000.20.25) 計(jì)算荷載橫向分布系數(shù),繪制橫向線分布影響線如圖6所示，求出個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的橫向分布系數(shù)。 根據(jù)最不利荷載位置分別進(jìn)行布荷載時(shí)，汽車荷載與人行道邊緣距離不應(yīng)小于0.5m，人群荷載為3KN/m²圖 2-3 跨中的橫向分布系數(shù)mc計(jì)算圖式（尺寸單位：mm）各主梁的分布系數(shù)：汽車荷載： m1cq =(0.5153+0. 3261+0.1895+0.0004)=0.5157 m2cq=（0.3574+0.2633+0.1947+0.1000）=0.457

29、7 m3cq=(0.2+0.2+0.2+0.2)=0.4人群荷載： m1cr=0.6201 m2cr=0.4107 m3cr=0.4000 2、支點(diǎn)截面的荷載橫向分布系數(shù)mc.圖 2-4支點(diǎn)橫向分布系數(shù)M0 計(jì)算圖 (尺寸單位：mm) 汽車荷載：m1oq = × 0.6667 =0.3333 m2oq= ×1=0.5000 m3oq= (1.000+0.2783) =0.6392 人群荷載 m1or=1.2222 m1oq =0 m1oq =0 2.2.2 荷載橫向分布系數(shù)沿跨徑變化在活載內(nèi)力計(jì)算中，本設(shè)計(jì)對(duì)于橫向分布系數(shù)的取值作如下考慮：計(jì)算主梁活載彎矩時(shí)，采用全跨統(tǒng)一的

30、橫向分布系數(shù)mc，鑒于跨中和四分點(diǎn)剪力影響線的較大坐標(biāo)位于橋跨中部，故也不按mc來(lái)計(jì)算。求支點(diǎn)和變化點(diǎn)截面活載剪力時(shí)，由于主要荷重集中在支點(diǎn)附近而應(yīng)考慮支承條件的影響，按橫向分布系數(shù)沿橋跨的變化曲線取值，即從支點(diǎn)到L/4之間，橫向分布系數(shù)用mo與mc值直線插入，其余區(qū)段均取mc值。沖擊系數(shù)：簡(jiǎn)支梁橋基頻 的計(jì)算公式為： ， 式中 結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨徑（m）； E結(jié)構(gòu)材料的彈性模量（N/m2）； Ic結(jié)構(gòu)跨中截面的截面慣性矩（m4）； mc結(jié)構(gòu)跨中處的單位長(zhǎng)度質(zhì)量（kg/m）； G結(jié)構(gòu)跨中處延米結(jié)構(gòu)重力（kN/m）； g重力加速度，g=9.81（m/s2）。A=1.8×0.012+0.04&

31、#215;0.65+1.58×0.2=0.55m2；G=0.55×25=13.75kN/m；mc=G/g=13.75/9.81=1.4×103 Ns2/m2；C50混凝土的彈性模量E=3.45×1010N/m；=29.3m；IC=0.18864680 Hz，1.5Hz 14Hz，=0.17570.3632則：（1+）=1.3632折減系數(shù)：橫向布置車道數(shù)為2，雙車道不折減，故=1。由于橋梁的計(jì)算跨徑小于150m，不考慮計(jì)算荷載效應(yīng)的縱向折減。因此，本橋梁的折減系數(shù)為 =1。公路級(jí)車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為qk =10.5×0.75kN/m。集中

32、荷載標(biāo)準(zhǔn)值隨計(jì)算跨徑而變，當(dāng)計(jì)算跨徑小于或等于5m時(shí)，為Pk =180kN；計(jì)算跨徑等于或大于50m時(shí)，為Pk =360kN；計(jì)算跨徑在550m之間時(shí)，值采用直線內(nèi)插求得。 本設(shè)計(jì)的計(jì)算跨徑為19.50m因此：qk =10.5kN/m； 計(jì)算剪力時(shí)： 對(duì)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(jì)算公式為： 式中 S由汽車荷載產(chǎn)生的彎矩或剪力標(biāo)準(zhǔn)值； （1+）汽車荷載的沖擊系數(shù)； 汽車荷載橫向分布系數(shù)，本設(shè)計(jì)為二車道布載控制設(shè)計(jì)，橫向折減系數(shù)為； Pk汽車車道荷載中的集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值； qk汽車車道荷載中，每延米均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值； A彎矩、剪力影響線的面積； mi沿橋跨縱向與集

33、中荷載位置對(duì)應(yīng)的橫向分布系數(shù)； yi沿橋跨縱向與荷載位置對(duì)應(yīng)的內(nèi)力影響線坐標(biāo)值。1、跨中截面汽車荷載圖2-6 跨中截面汽車荷載內(nèi)力影響線如圖8所示，=4.875m ；AM=m2 ； m ；m2 。2、L/4截面汽車荷載圖2-7 L/4截面汽車荷載內(nèi)力影響線如圖2-7所示，m ；m2 ； m ；5.48m2 。3、支點(diǎn)截面汽車荷載圖 2-8 支點(diǎn)截面汽車荷載內(nèi)力影響線如圖2-8所示，m ；9.75m2 。2.3 彎矩組合 永久效應(yīng)計(jì)算表永久效應(yīng)計(jì)算表 表6梁號(hào)M½(KN/m)M¼(KN/m)Q0(KN)qq.qq.qq.1（5）24.10747.531145.80624.10

34、735.65859.41524.1079.75235.0432（4）25.0747.531191.57725.0735.65893.74625.079.75244.433325.0747.531191.57725.0735.65893.74625.079.75244.433可變作用彎矩效應(yīng)計(jì)算 公路級(jí)車道荷載產(chǎn)生的彎矩計(jì)算 表7梁號(hào)內(nèi)力 (kN/m)(KN/m)Y(m)M（KN/m）1M½0.51571.36237.87547.53178.5¼L=4.875874.300M¼0.515735.65¼×¼×3L=3.65665

35、5.7072M½0.457747.53¼L=4.875424.011M¼0.457735.653.656317.9993M½0.447.53¼L=4.875678.146M¼0.435.653.656508.597人群荷載產(chǎn)生的彎矩 表8梁號(hào)內(nèi)力q人(kN/m)M（KN/m）1M½0.62013.0047.5388.420M¼0.620135.6566.3202M½0.410747.5345.173M¼0.410735.6533.8823M½0.400047.5357.036M

36、8;0.400035.6542.78 永久作用設(shè)計(jì)值與可變作用設(shè)計(jì)值的分項(xiàng)系數(shù)為 永久荷載作用分項(xiàng)系數(shù)：rGi=1.2 永久荷載作用分布系數(shù)：rQi=1.4 人群荷載作用分項(xiàng)系數(shù)：rQj=1.4 基本公式：式中ro為橋機(jī)構(gòu)系數(shù)本設(shè)計(jì)取1.0 c在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)（含沖擊系數(shù)離心力）其他可變作用的組合系數(shù)，人群荷載的組合系數(shù)取為0.8 彎矩基本組合計(jì)算表 表9梁號(hào)內(nèi)力永久荷載汽車荷載人群荷載彎矩基本組合值1M½1145.806874.30088.4202697.673M¼859.415655.70766.3202023.5662M½1191.577424

37、.01145.1732074.101M¼893.746317.99933.8821555.6423M½1191.577678.14657.0362443.176M¼893.746508.57942.781832.4202.4 剪力組合在可變作用剪力效應(yīng)計(jì)算時(shí)，應(yīng)計(jì)入橫向分布系數(shù)沿橋跨方向變化影響跨中截面剪力Q1/2 但是計(jì)算Q=（）（+Yk） 跨中計(jì)算剪力結(jié)果如下表 表10梁號(hào)內(nèi)力 (kN/m)(KN/m)YkQ（KN/m）1Q1/20.51751.36237.8752.438178.50.576.4562Q1/20.457736.9503Q1/20.400059

38、.096 人群荷載產(chǎn)生的跨中剪力計(jì)算表 表11梁號(hào)內(nèi)力 (kN/m)剪力效應(yīng)（KN）1Q1/20.620132.4384.5352Q1/20.316832.4382.3173Q1/20.432.4382.926支點(diǎn)處截面剪力QO的計(jì)算 支點(diǎn)建立效應(yīng)橫向分布系數(shù)的取值為： 支點(diǎn)處用杠桿原理法球的 L/43L/4段為跨中荷載的橫向分布系數(shù) 支點(diǎn)到L/4及3L/4到另一支點(diǎn)段在和1之間按照直線規(guī)律變化 圖 2-9 汽車荷載作用沿跨度分布規(guī)律梁端剪力效應(yīng)計(jì)算：汽車荷載作用及橫向分布系數(shù)取值如上圖1號(hào)梁：QO1=178.5×1.0×0.3333+7.875××0.

39、5157××(0.51570.3333)××××(0.51570.3333)=95.5852號(hào)梁：QO2=178.5×1.0×0.5000+7.875××0. 4577+××(0.50000.4577)×+×××(0.50000. 4577)=113.2433號(hào)梁：QO3=178.5×1.0×0.6392+7.875××0.4000+××(063920.4000)×+

40、×××(0.63920.4000)=149.397人群荷載作用及橫向分布系數(shù)沿橋跨方向取值見(jiàn)下圖 2-10 圖 2-10 人群荷載作用沿跨度分布規(guī)律1號(hào)梁：QO1=×19.5×0.6201×3+××（1.22220.6201）×3×+××（1.22220.6201）×3×=22.5412號(hào)梁：QO1=×19.5×0. 4107×3××0.4107×3×××0. 0.4

41、107×3×=6.8983號(hào)梁：QO1=×19.5×0.4000×3××0.4000×3×××0.4000×3×=8.775剪力效應(yīng)基本組合： 基本組合公式為：roSud=ro(rGiSGiK+rQiSQik+crQjSQjk)V0 剪力效應(yīng)基本組合表 表12梁號(hào)內(nèi)力永久荷載汽車人群基本組合1V0235.0495.58522.541441.113V1/2076.4564.535112.1172V0244.43113.2436.898459.582V1/2036.39

42、02.31753.5413V0244.43149.3978.775511.300V1/2059.0962.92686.011第2章 配筋計(jì)算及布置3.1 已知設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)級(jí)要求梁體采用C40混凝土，軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，主筋采用HRB335，抗拉強(qiáng)度，箍筋采用RR235鋼筋直徑8mm，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值.圖3-1 20m鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁尺寸（尺寸單位：mm） 簡(jiǎn)支梁控制截面的彎矩組合設(shè)計(jì)值和剪力組合設(shè)計(jì)值為：跨中截面：， L/4跨截面：支點(diǎn)截面：，3.2 跨中截面的縱向受拉鋼筋計(jì)算3.2.1 跨T形截面梁受壓翼板的有效寬度 翼板平均厚度.可得到 （相鄰兩主梁的平均間距） 故取三者最小值.取鋼筋數(shù)量計(jì)算

43、鋼筋數(shù)量（跨中截面）計(jì)算及截面復(fù)核 1、截面設(shè)計(jì)（1）因采用的是焊接鋼筋架，故設(shè) ，有效高度（2） 判別T形截面類型 故屬于第一類T行截面 （3） 由公式 X=53.5mm<現(xiàn)選擇鋼筋632+618 鋼筋層數(shù)為6層，C取35d=32.規(guī)定為30mm 及大于1.25d=1.25X32=40滿足構(gòu)造要求 截面受拉 已設(shè)計(jì)的受拉鋼筋中632的面積，618面積為 則實(shí)際有效高度（1） 判斷T行截面類型由于.故為第一類T形截面（2） 求受壓區(qū)高度x由式又故截面復(fù)核滿足要求跨中截面主筋為632+618 焊接骨架的鋼筋層數(shù)為6層縱向鋼筋面積截面有效高度抗彎承載力3.3 腹筋設(shè)計(jì)截面尺寸檢查根據(jù)構(gòu)造要求

44、，梁最低層鋼筋232 圖3-2 （尺寸單位：mm）通過(guò)支座截面，支點(diǎn)截面有效高度為截面滿足要求檢查是否要求計(jì)算配箍筋跨中段截面支點(diǎn)截面因故可在梁跨中的某長(zhǎng)度范圍內(nèi)按構(gòu)造配箍筋，其余區(qū)段應(yīng)該按計(jì)算配置腹筋計(jì)算剪力圖分配（圖3-3）支點(diǎn)處剪力計(jì)算.跨中剪力計(jì)算 圖3-3 計(jì)算剪力分配圖(尺寸單位：KN)的截面跨中的距離可由剪力包絡(luò)圖按比例求得在長(zhǎng)度內(nèi)可按構(gòu)造要求布置箍筋。根據(jù)公路橋規(guī)規(guī)定在支座中心線香跨徑長(zhǎng)度方向不小于梁高h(yuǎn)=1700mm范圍內(nèi)箍筋的間距最大為100mm距支座中心線為h/2處計(jì)算剪力由剪力包絡(luò)圖按比例求得其中應(yīng)由混凝土和箍筋承擔(dān)的剪力計(jì)算值至少為0.6=285.9KN應(yīng)由彎起鋼筋（

45、包絡(luò)圖斜筋）承擔(dān)的剪力計(jì)算值為0.4=190.60KN.設(shè)置彎起鋼筋區(qū)段長(zhǎng)度為4655mm箍筋設(shè)計(jì)采用直徑為8mm的雙肢箍筋，箍筋截面面積，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)便按公式設(shè)計(jì)箍筋時(shí)，式中的斜截面內(nèi)縱筋配筋率p及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：則平均值分別為若鋼筋間距計(jì)算值取及400，是滿足規(guī)范要求.但采用8雙肢箍筋.箍筋配筋率（R235鋼筋時(shí)）故不滿足規(guī)范規(guī)定，現(xiàn)取=250mm，計(jì)算的箍筋配筋率=0.2%>0.18%且小于1/2h=850和400mm綜合上述計(jì)算在支座中心跨徑長(zhǎng)方向1700mm范圍內(nèi).設(shè)計(jì)

46、箍筋間距=100mm，爾后彎起鋼筋及斜筋設(shè)計(jì)射焊接架立鋼筋（RHB3350)為22，鋼筋重心至梁受壓翼板上邊緣距離為彎起鋼筋的彎起點(diǎn)為，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)落在前一排起點(diǎn)鋼筋彎起的構(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，下彎起點(diǎn)之間垂直距離現(xiàn)擬彎起N1N5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，所需要的彎起鋼筋面積值列入表13 根據(jù)（公路橋規(guī)）規(guī)定，簡(jiǎn)支梁第一排彎起鋼筋（對(duì)支座而言）的末端彎折點(diǎn)應(yīng)位于支座中心截面處。這時(shí)為 彎起鋼筋計(jì)算表 表13彎起點(diǎn)12345（mm

47、）15251490146214421422距支座中心距離（mm）15253015447759177339分配計(jì)算剪力值190.6162.9101.942.1需要的彎筋面積12841098687284可提供的彎筋面積16081608509509彎筋與梁軸交點(diǎn)到支座中心距離764225937895289=1700-(35+35.8×1.5)+(43+25.1+35.8×1.5)=1525彎起鋼筋彎起角為，則第一排鋼筋的彎起點(diǎn)1距支座中心距離為1525mm，彎筋與梁縱軸線交點(diǎn)距支座距離為1525-1700/2-(35+35.8×1.5)=764mm由上圖按比例可求得分配

48、給彎起鋼筋的計(jì)算剪力值和彎起鋼筋長(zhǎng)度4655mm 求得=1098mm，同理可求得其他表格內(nèi)數(shù)值。 由表可知，原擬定彎起N1鋼筋的彎起點(diǎn)距支座中心距離為7339mm，已大于4655+h/2，即在欲設(shè)彎起鋼筋區(qū)域之外，故暫不參加彎起鋼筋的計(jì)算。按計(jì)算剪力初步布置鋼筋如圖3-4 圖3-4 梁的彎矩包絡(luò)圖與抵抗彎矩圖（尺寸單位;mm;彎矩單位：KN.M）現(xiàn)在按照同時(shí)滿足梁跨間各正截面抗彎要求，確定彎起鋼筋的彎起位置。由已知跨中截面彎矩計(jì)算值支點(diǎn)中心處按公式做出梁的計(jì)算彎矩包絡(luò)圖。在L/4截面處，因x=4.875m,L=19.5m,則彎矩計(jì)算值為與已知值相比，兩者誤差為1%，故用上述公式描述簡(jiǎn)支梁彎矩包

49、絡(luò)圖是可行的。 各排彎起鋼筋彎起后，相應(yīng)正截面抗彎承載力計(jì)算如表 表14兩區(qū)段截面縱筋有效高度T形界面類別受壓區(qū)高度抗彎承載力支座中心1點(diǎn)2321647第一類14760.41點(diǎn)2點(diǎn)4321629第一類271444.22點(diǎn)3點(diǎn)6321611第一類412160.53點(diǎn)4點(diǎn)632+2181606第一類452345.94點(diǎn)N1鋼筋截?cái)嗵?32+4181601第一類492557.7N1鋼筋截?cái)嗵幜嚎缰?326181596第一類542772.1將上表的正截面抗彎承載力在圖3-3上用個(gè)平行直線表示出來(lái)，他們與彎矩包絡(luò)圖的交點(diǎn)分別為i jq。一各值入式可求得i jq到跨中截面距離x值求得同理可求得，現(xiàn)在以圖中

50、所示彎起鋼筋起點(diǎn)位置來(lái)逐個(gè)檢驗(yàn)是否滿公路橋規(guī)的要求。 第一排彎起鋼筋（2N5）其充分利用點(diǎn)“m”的坐標(biāo)x=6646mm，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)x=8263mm，而2N5鋼筋與梁中軸線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)，滿足要求。 第二排彎起鋼筋（2N4）其充分利用點(diǎn)“m”的坐標(biāo)x=4351mm，而2N4的彎起點(diǎn)2的橫坐，且，滿足要求。其不需要點(diǎn)m的橫坐標(biāo)x=6646mm，而2N4鋼筋與梁中軸線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)，滿足要求。 第三排彎起鋼筋（2N3）其充分利用點(diǎn)“k”的坐標(biāo)x=3697mm，而2N3的彎起點(diǎn)3的橫坐，且，滿足要求。其不需要點(diǎn)L的橫坐標(biāo)x=435

51、1mm，而2N3鋼筋與梁中軸線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)，滿足要求。 第四排彎起鋼筋（2N2）其充分利用點(diǎn)“j”的坐標(biāo)x=2581mm，而2N2的彎起點(diǎn)4的橫坐，且，滿足要求。其不需要點(diǎn)k的橫坐標(biāo)x=3697mm，而2N2鋼筋與梁中軸線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)，滿足要求。由上述檢驗(yàn)結(jié)果可知圖3-4所示彎起形成的抵抗彎矩圖遠(yuǎn)大于彎矩包絡(luò)圖，故進(jìn)一步調(diào)整上述彎起鋼筋的彎起點(diǎn)位置，在滿足規(guī)范對(duì)彎起筋彎起點(diǎn)要求前提下，使抵抗彎矩圖接近彎矩包絡(luò)圖；在彎起鋼筋之間，增設(shè)直徑為18mm的斜筋，圖3-5即為調(diào)整后主梁彎起鋼筋，斜筋的布置圖。 圖 3-5 彎起鋼筋和斜筋設(shè)計(jì)布置圖（單位尺寸：mm）斜截面抗剪承載力的復(fù)核 對(duì)于鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁斜截面抗彎承載力的復(fù)核，按照公路橋規(guī)關(guān)于復(fù)核截面位置和復(fù)核方法的要求逐一進(jìn)行。本例以距支座中心h/2處斜截面剪力復(fù)核(1) 選定斜截面頂部位置由圖3-5可得到距支座中心為h/2處截面的橫坐標(biāo)x=9750-850=8900mm,正截面有效剛度，則得到選擇的斜截面頂部位