橋梁工程課程設(shè)計-16m鋼筋溷凝土簡支T梁設(shè)計

1、 橋梁工程課程設(shè)計一、設(shè)計資料1、設(shè)計荷載：公路-級 人群荷載3KN/2、橋面凈空：凈7+21m人行道；3、主梁跨徑和全長：標(biāo)準(zhǔn)跨徑LB=16m計算跨徑LP=15.5m主梁全長L全=15.96m4、材料混凝土：C30鋼筋：主鋼筋，彎起鋼筋和架立鋼筋用級，其它用I級。橋面鋪裝：瀝青混凝土6cm，C40防水混凝土10cm；二、設(shè)計依據(jù)與參考書公路橋涵設(shè)計規(guī)范（合訂本）(JTJ021-85)人民交通出版社結(jié)構(gòu)設(shè)計原理葉見曙主編，人民交通出版社橋梁計算示例集（梁橋）易建國主編，人民交通出版社橋梁工程（2004）邵旭東主編，人民交通出版社三、橋梁縱橫斷面及主梁構(gòu)造 橫斷面共5片主梁，間距1.6m?？v斷面

2、共5道橫梁，間距3.875m。尺寸擬定見圖，T梁的尺寸見下表：T形梁尺寸表（單位：m）主梁計算主梁梁肋橫隔梁橫隔梁橫隔梁翼板翼板長度跨徑高度寬度高度寬度間距厚度寬度15.9615.501.300.181.000.150.163.8750.080.141.60橋梁橫斷面圖橋梁縱斷面圖主梁斷面圖 橫梁斷面圖四、主梁計算（一）主梁荷載橫向分布系數(shù)1、跨中荷載彎矩橫向分布系數(shù)（(按G-M法)）（1）主梁抗彎及抗扭慣矩和求主梁的重心位置平均板厚=1/2(8+14)=11cm=1/12142113+14211(41.2-11/2)2+1/12181303+18130(130/2-41.2)2=662750

3、0cm4=6.627510-2m4T形截面抗彎及抗扭慣矩近似等于各個矩形截面的抗扭慣矩之和，即：式中: 矩形截面抗扭慣矩剛度系數(shù) 相應(yīng)各矩形的寬度與厚度 查表知：t1/b1=0.11/1.60=0.069 c1=1/3 t2/b2=0.18/(1.3-0.11)=0.151 c2=0.301=1/31.60113+0.3011.190.183=0.0028m4單位抗彎及抗扭慣性矩：= /b=0.066275/160=4.14210-4 （m4/cm）=/b=0.0028/160=1.7510-5（m4/cm）（2）求內(nèi)橫梁截面和等剛度橋面板的抗彎慣矩 翼板有效寬度計算橫梁長度取為兩邊梁的軸線間

4、距 即：L=41.6=6.4 mC=(3.875-0.15)=1.863m =15 C/L=1.863/6.4=0.291 根據(jù)C/L比值 查表求得/C=0.649 =0.649C=0.6491.863=1.21m求橫梁截面重心位置： = =0.215m 橫梁的抗彎和抗扭慣矩 = =3.1810-2 (m4) 查表但由于連續(xù)橋面的單寬抗扭慣矩只有獨立板寬扁板者的翼板可取 查表得 故 單位抗彎及抗扭慣矩 （m4/） （m4/）（3）計算抗彎參數(shù)和扭彎參數(shù)： （4）求各主梁的跨中荷載橫向分布影響線 以知 查G-M表 得下面數(shù)值：荷 載 位 置梁位b3b/4b/2b/40.00 -1/4b -1/2

5、b -3/4b -b 校核k10.00 0.92 0.97 1.00 1.05 1.08 1.05 1.00 0.97 0.92 8.04 b/41.08 1.09 1.09 1.11 1.05 0.98 0.89 0.82 0.77 7.96 b/21.25 1.30 1.20 1.10 1.00 0.90 0.79 0.72 0.65 7.96 3b/41.58 1.42 1.25 1.08 0.93 0.82 0.74 0.65 0.58 7.97 b1.83 1.55 1.29 1.08 0.90 0.78 0.66 0.60 0.50 8.03 k00.00 0.75 0.89 1.

6、00 1.12 1.18 1.12 1.00 0.89 0.75 7.95 b/41.62 1.52 1.35 1.28 1.12 0.92 0.75 0.36 0.15 8.19 b/24.10 2.10 1.78 1.40 1.00 0.52 0.13 -0.28 -0.65 8.38 3b/43.39 2.79 2.10 1.50 0.90 0.38 -0.18 -0.57 -1.05 8.09 b4.10 3.50 2.41 1.58 0.80 0.12 -0.52 -1.02 -1.60 8.12 計算公式荷 載 位 置b3b/4b/2b/40 -1/4b -1/2b -3/4b -

7、b（1）號梁1.630 1.446 1.258 1.080 0.924 0.812 0.724 0.640 0.564 3.532 2.932 2.162 1.516 0.880 0.328 -0.248 -0.660 -1.160 -2.270 -1.950 -1.120 -0.500 0.100 0.660 1.180 1.620 2.100 -0.354 -0.304 -0.175 -0.078 0.016 0.103 0.184 0.253 0.328 3.178 2.628 1.987 1.438 0.896 0.431 -0.064 -0.407 -0.832 0.636 0.52

8、6 0.397 0.288 0.179 0.086 -0.013 -0.081 -0.166 （2）號梁1.182 1.216 1.156 1.104 1.020 0.932 0.830 0.760 0.698 3.108 1.868 1.608 1.352 1.048 0.680 0.378 -0.024 -0.330 -1.926 -0.652 -0.452 -0.248 -0.028 0.252 0.452 0.784 1.028 -0.300 -0.102 -0.071 -0.039 -0.004 0.039 0.071 0.122 0.160 2.808 1.766 1.537 1.

9、313 1.044 0.719 0.449 0.098 -0.170 0.562 0.353 0.307 0.263 0.209 0.144 0.090 0.020 -0.034 （3）號梁0.92 0.97 1.00 1.05 1.08 1.05 1.00 0.97 0.92 0.75 0.89 1.00 1.12 1.18 1.12 1.00 0.89 0.75 0.17 0.08 0.00 -0.07 -0.10 -0.07 0.00 0.08 0.17 0.027 0.012 0.000 -0.011 -0.016 -0.011 0.000 0.012 0.027 0.777 0.90

10、2 1.000 1.109 1.164 1.109 1.000 0.902 0.777 0.155 0.180 0.200 0.222 0.233 0.222 0.200 0.180 0.155 （5）繪制橫向分布影響線圖，求橫向分布系數(shù)按規(guī)定，汽車荷載距人行道邊緣距離不小于0.5m。人群荷載取3。人行道板以1.2KN集中豎向力作用在一塊板上。 人群荷載： 人行道板： 2、支點荷載橫向分布系數(shù)計算采用杠桿法計算各梁支點荷載橫向分布系數(shù)，荷載布置見圖，計算結(jié)果見表。人群荷載： （二）內(nèi)力計算恒載內(nèi)力計算：上部結(jié)構(gòu)自重計算表構(gòu)件名單元構(gòu)件體積及計算式容重每延米重量主梁1.601.30-20.711

11、.30-(0.08+0.14)/2=0.39250.39259.76外主梁橫梁0.89(0.16+0.15)/220.715/15.5=0.0632250.0632251.58內(nèi)主梁橫梁0.89(0.16+0.15)/20.715/15.5=0.0316250.0316250.79橋面鋪裝瀝青混凝土：1.60.060.096混凝土墊層：1.60.10.1623242.2083.84人行道及欄桿25按13.97N/m計一側(cè)人行道部分每2.5m長時重13.97KN，1.0m長時重13.97/2.55.59KN/m，按板橫向分布系數(shù)分?jǐn)傊粮髁旱陌逯貫椋?、5號梁：1板=0.47 1板q=0.475.

12、59=2.63 KN/m2、4號梁：2板=0.528 2板q=2.95 KN/m3號梁：3板=0.31 2板q=1.73 KN/m則各梁的恒載匯總?cè)缦拢焊髁旱暮爿d匯總表梁號主梁橫梁欄桿及人行道板鋪裝層合計1（5）9.760.792.366.04819.232（4）9.761.582.956.04820.3439.761.581.736.04819.12主梁恒載內(nèi)力計算 設(shè)x為計算截面離支座的距離，并令a=x/L，則：主梁彎距和剪力的計算公式分別為：彎距及剪力影響線 影響線面積計算見表項目計算圖示影響線面積MM1/2M=1/8L21/2=1/815.52=30.03M1/4M=3/32L21/2

13、=3/3215.52=22.52Q1/2M=0Q0M=1/2 L =1/215.5=7.75恒載內(nèi)力計算結(jié)果見表梁號 （KN.m） （KN.m） （KN.m）1(5)19.2330.03577.4819.2322.52433.0619.237.75149.032(4)20.3430.03610.8120.3422.52459.0620.347.75157.64 319.1230.03574.7119.1222.52430.5819.127.75148.182、活載內(nèi)力計算：(1)汽車荷載沖擊系數(shù) 簡支梁的自振頻率為： 介于 和之間，橋規(guī)規(guī)定 沖擊系數(shù)按下式計算： （2）公路級均布荷載 集中荷載

14、及其影響線面積 按照橋規(guī)規(guī)定。 公路級車道荷載按公路級車道荷載的0.75倍采用。即均布荷載=7.875 Kn/m =178.5kN公路級及影響面積表項目頂點位置L/27.875178.530.03L/47.875178.522.52支點7.875178.57.75L/27.875178.51.94可變作用（人群荷載每延米）（3）可變作用效應(yīng)（彎矩）計算 公路級產(chǎn)生的彎矩梁號內(nèi)力彎矩效應(yīng)1050113172787530031785387561252225229064593520462300338755648422522906423593041630033875508602252290638141

15、 人群荷載產(chǎn)生的彎矩 梁號內(nèi)力彎矩效應(yīng)10636225300342972252322320562225300337972252284830155225300310472252785基本荷載組合：按橋規(guī)規(guī)定 永久作用設(shè)計值效應(yīng)與可變作用設(shè)計效應(yīng)的分項系數(shù)為 永久荷載作用分項系數(shù)：汽車荷載作用分項系數(shù)人群荷載作用分項系數(shù)彎矩組合 梁號內(nèi)力永久荷載（1）人群（2）汽車（3）1577.4842.97612.52143.77433.0632.23459.351078.972610.8137.97564.841409.65459.0628.48423.591058.223574.1710.47508.60

16、1271.49430.587.85381.41953.52(4)可變荷載剪力效應(yīng)計算 計算可變荷載剪力效應(yīng)應(yīng)計入橫向分布系數(shù)沿橋跨變化的影響，通常分兩步進(jìn)行，先按跨中的由等代荷載計算跨中剪力效應(yīng)；再用支點剪力何載橫向分布系數(shù)并考慮支點至L/4為直線變化來計算支點剪力效應(yīng)。剪力計算時按橋規(guī)規(guī)定集中何載標(biāo)準(zhǔn)值 需乘以1.2的系數(shù)。 1）跨中剪力的計算如下表 梁號內(nèi)力彎矩效應(yīng)+1 0.501 80.762 0.462 1.3172 7.875 1.94 214.2 0.5 74.473 0.416 67.06人群何載產(chǎn)生的跨中剪力梁號內(nèi)力彎矩效應(yīng) 1 0.636 2.77 2 0.562 2.25

17、1.94 2.45 3 0.155 0.68 2）支點剪力的計算 計算支點剪力效應(yīng)的橫向分布系數(shù)的取值為：A 支點處按杠桿法計算B L/43L/4按跨中彎矩的橫向分布系數(shù)C支點L/4處在和之間按照直線變化 支點剪力效應(yīng)計算式為式中-相應(yīng)于某均布活載作用的橫向分布縱坐標(biāo) -相應(yīng)某均布活載作用的數(shù)值 -相應(yīng)的某集中何載的數(shù)值人群均布何載產(chǎn)生的指點剪力效應(yīng)計算式為： 式中-跨中橫向分布系數(shù) -支點處橫向分布系數(shù)梁端剪力效應(yīng)計算：汽車何載作用如圖示計算結(jié)果如下 公路級產(chǎn)生的支點剪力效應(yīng)計算表 （單位：KN）梁號剪力效應(yīng)113172214.210.438+7.875(15.5/215.5/40.06615.5/80.0662/3)=123.47162.632214.210.5+7.875(15.5/20.462+0.7515.5/40.0450.5+0.2515.5/80.0452/3)=135.83178.923214.210.594+7.875(15.5/20.416+0.7515.5/40.1850.5+0.2515.5/80.1852/3)=154.8203.90 人群何載作用如圖 計算結(jié)果如下表示剪力效應(yīng)基本組合見下表 由表知:剪力效應(yīng)以3號梁(最大)控制設(shè)計 可變作用產(chǎn)生的支點剪力計算表 (單位:KN)梁號123公式 計算值1/215.50.6362.25+1/81