橋梁工程課程設(shè)計報告

鋼筋混泥土簡支T梁橋設(shè)計一?設(shè)計資料標(biāo)準(zhǔn)跨徑為20M計算跨徑為19.50M11級公路時速為80km/h車道寬度為2x3.75m,中央分隔帶寬度為1.5m,人行道寬度為2x1.5m橋面寬度為2x3.75+2x1.5+1.5=12m主梁高度通常為標(biāo)準(zhǔn)跨徑的1/16-1/8,主梁肋寬約為梁高的1/7-1/6主梁高度：20x1/13=1.5m主梁肋寬：1.5x1/7=0.22m主梁間距：一般為1.6—2.2m,本設(shè)計采用2.2m主梁跨中截面主要尺寸擬定：共5片梁5x2.2=11m，兩邊懸挑0.5m翼緣板尺寸：翼緣板寬2.2m,同為橋面板翼板通常都做成寬厚度。即端部較薄向根部逐漸加厚。翼板與梁肋銜接處厚度應(yīng)不小于主梁梁高的1/12。。1.5x1/12=0.125m,0翼緣板較寬，采取20cm翼緣板的懸臂端可以薄些，本設(shè)計采取14cm橫隔板：肋寬15cm，寬度一般取丁梁高度的3/4左右即1.5x3/4=1.125,取1.2m擬橋梁中橫隔梁間距為5m,共5片橫隔梁主梁橫、縱斷面如圖所示圖橋梁橫隔板布置圖恒載力恒載集度假定橋面鋪裝，人行道、橋面系重平均分攤于各主梁

橋面鋪瀝青混凝土0.08x9.0x23=16.56KN/m鋪裝層混凝土 0.°7+4.5x0.015+0.7、如、25=23.34KN/m2欄桿人行道單側(cè)5KN/m雙側(cè)5x2=10KN/M各主梁均攤值g=嘗+23.34+10=9.98KN/m0 5主梁g1=g1=[0.22xl.5+0.14+0.202x(2.2-0.22)]x25=16.665（4）橫隔梁（邊梁）對于主邊梁C2.14+0.20、2.2-0.22,(1.2 )x x0.15x5x25=0.98KN=0.98KN/mg= 2 19.50（梁）對于中主梁g2=2x0.98=1.96KN/m(5)恒載集度梁：g-=g++g+g=9.98+16.665+1.96=28.6053 0 1 2邊梁：g=g+g+g=9.98+16.665+0.98=27.6253 0 1 3主梁的恒載力主梁彎矩和剪力的計算公式：M=忘(/-x)主梁恒載力表截面跨中L/4截面支點"■梁V-■力M/KN-mQ/KNM/4/KN?mQ.4/KNM/KN?m & Q/KN -0 梁1359.6301019.72.450289.90邊梁1313.050984.79134.670269.34支點截面Mo=0TOC\o"1-5"\h\z梁：Q'=g=28.605x1960=278.90KNo2 2邊梁：q=g=27.625x氣50=278.90KNl/4截面梁：M、=Agl2=2x28.605x19.502=1019.72KN-mi432 32邊梁：M=Agl2=旦x27.625X19.502=984.79KNmi432 32梁：Q1=與=學(xué)=139.45KN邊梁：Q,=氣=孝=134.67KN跨中截面梁：M'=1gl2=1x28.605x19.502=1359.63KN?mc8 8邊梁：M=8gl2=1x27.625x19.502=1313.05KN?m活載力1.主梁幾特性(1)截面重心平均版厚：h1=1/2x(14+20)=17cm……17…“15(220-22)x17x*+150x22x-主梁截面形心截面位置：a= 2 2=41.42(220-22)x17+150x22抗彎慣性矩I=1/12x(220-22)x+(220-22)x17x(41.42-17/2)2+1.12x22x1503+22x150x(150/2-41.42)2c=13637521.68cm4=0.13637522m4(2)擠扭慣性矩翼板t/b=17/220.22=0.0859<0.1取11=1/3TOC\o"1-5"\h\z1梁肋t/b=22/150=0.152L=1/3[1-0.63t/b+2.52(t2/b2)5]=0.3022 2 2I7=1/3x(220-22)x+0.302x150x223=806612.4cm4=0.00806612m4主梁的橫向分布系數(shù)當(dāng)荷載位于支座處，利用杠桿原理法計算：號梁的荷載橫向分布系數(shù)號梁的橫向分布系數(shù)號梁的橫向分布系數(shù)當(dāng)荷載位于跨中處根據(jù)任務(wù)要求，使用修正偏心壓力法繪制影響線并計算橫向分布系Mcq，本橋各根主梁的橫向截面均相等，梁數(shù)n=5,梁間距為2.2m。(偏心壓力法)2祥*a；十a(chǎn)；+a；+a；+a：=(2x2.20ft2.20+0+(-2.20)2+(-2x2.20f*,3m2①號梁的橫向影響線的豎標(biāo)值%=#+嗇尚+蜜料=0.20+0.40=0.602-JanAn-0.20-0.40^-020x/6=(880-x)/0.2=x=660n2/0.6=(660-40-)/660nn2=0.400n/0.6=(160+10+75)/660nn=0.667nq3/0.6=(6660-40-160-130)/660nnq3=0.262nqi/0.6=(660-40)/660nnq1=0.564nq4/0.6=(660-40--130-)/660nnq4=0.116TOC\o"1-5"\h\z車輛荷載：M=七+七+七，3+七，4=0.564+0.400+0.282+0.118=0.678cq 2 2人群荷載：Mcr=n=0.677②號梁橫向影響線的豎標(biāo)值880+20+75nn=0.585ns=*0nn=0.3210.4 660 0.4 660寥%=nn產(chǎn)0.599L=660-180-13。nn4=0.2120.4 660 q1 0.4 660 q4n,660 ns 660-180-130-130660■0-^4=660nnq2=0.400高= nnq5=0.133660車輛荷載：m=n『1+nq2+nq3+n「4+n「5+n「6=。印9+wo+om+om+。.⑶+o.°24=07995'cq 2 2人群荷載：Mcr=n=0.58③號梁橫向影響線1aa豎標(biāo)值：口31=n1aa豎標(biāo)值：口31=n~n一1=0.2%1-a1a3一，n35=n乙a2jj=1人群荷載：Mcr=n=0.2車輛荷載：M='+nq2+nq，+L+nq，+nq

cq 21=0.2寸a2 njj=1也=0.6

2梁號荷載位置車輛荷載人群荷載1.3跨中0.6780.677交點人八、、0.4091.3862.4跨中0.79950.585交點人八、、0.79605跨中0.6000.200交點人八、、0.7960車道荷載力⑴公路II級車道荷載依《通用規(guī)》公路I級標(biāo)準(zhǔn)值均布荷載q=10.5(KN/M),公路II級為公路I級的0.75倍k則均布荷載q=10.3x0.75=7.875(KN/M)k對于集中荷載：當(dāng)計算跨徑LW5時，P=180KN/M；當(dāng)L.50時，P=360KN/M,當(dāng)5<L<50時，采用直線插法： ' '集中荷載P=0.75[+(360-160)19.5-5]=.5KNk 50-5當(dāng)計算剪力的時候P=1.2x.5=214.2KNk(2)沖擊系數(shù)C30混凝土E=3.0x104MPa=3x1010N/m2架重 G=28.665x103N/m主梁幾特性簡支梁基頻主梁幾特性簡支梁基頻Ic=0.136375m=4.89HZn 7ET n ：30x1010=4.89HZ xC x 2/2 'l 2x19.52 28.605x103/9.811g根據(jù)規(guī)1.5HZwfw144HZ，<如下公式計算u=0.17670]-0.0157=0.265沖擊系數(shù)H口=1+0.265=1.265計算車道荷載的跨中彎矩、剪力的計算對于雙車道折減系數(shù)&=1.0(3)車道荷載力計算公式：對汽車荷載：S(+U)E(m〃y+mq□)

汽 1kk2k對人群荷載：S=m.q?Q人2 2均布荷載和力影響線面積計算如表所示\類型截面公路II級均布荷載(KN/m)人群荷載KN/m影響線面積Q影響線圖示峰值Ml/27.8753.0cll 19.52一,一24 8一47.554.875Vl/27.8753.0Q-』x0.5X—2 2-2.43750.5Ml/47.8753.0Q-1.3.l216一35.655.Vl/47.8753.0八1331Q一..244=5.4640.75V07.8753.0Q=1x1x1-9.7521①彎矩a.跨中截面對于1號梁m=(1+|j)&(mqpy+mqq?Q)

cl c1kkc1k=1.265x1x0.678x(.5x4.875+7.675x47.53)=1067.3585m=(1+|j)&(mqpy+mqq?Q)

c2 c2kkc2k=1.265x1x0.7995x(.5x4.875x7.675x47.53)=1256.65295m=(1+|j)&(mqpy+mqq?Q)c3 c3kkc2k=1.265x1x0.600x(.5x4.875x7.675x47.53)=944.5650641b.L截面對于1號梁和5號梁：M=(1+口)&(mqpy+mqq?Q)Q1 c1kkc1k=1.265x1x0。678x(.5x3.685+7.675x35.65)=800.497303對于2號梁和4號梁：Mq2=mq2Mq=0.7995x800.4975030.676=943.949489對于3號梁0600x600.4975030.678=708.404868②剪力a.跨中截面對于1號梁和5號梁：Q=(1+|j)&(mqpy+mqq?Q)

c1 c1kkc1k=1.265x1x0.678x(214.2x0.5+7.875x2.4375)=108.3197對于2#和4#梁=m^?Q=0.7995x108.3197=127.730974“C2mq C2 0.678對于3#梁)=空?Q=0622x108.3197=95.858144Vmq C10.678b.了截面對于1#梁和5#梁：Q=(1+ij)&(mqpy+mqq?Q)

Q1 c1kkc1k=1.265x1x0.678x(214.2x0.75+7.875x5.464)=174.824451對于2#和4#梁：0.7995x174.824451=206.1336120.678對于3#梁0.600X174.824451=157.3667710.6786.交點處荷載橫向分布系數(shù)變化區(qū)段的長度：a=1x19.5-4.85=4.9m2附加三角形重心影響線坐標(biāo)：y=1x(19.5—-x4.9)/19.5=0.9163影響線面積為：Q=-x19.5x1=9.75m2繪制荷載橫向分布系數(shù)沿橋跨向時的變化圖和交點剪力影響線圖按下式計算支點處剪力對于1#梁和5#梁Qo1=(1+u肉(m&*PJsm")+(1+u)&a/2(叩_m&)qk*y=1.265*1*0.678*(214.2*0.749+7.875*9.75)+1.265*1*2.45*(0.409-0.678)*7.875*0.916=197.44對于2#梁和4#梁02=(1+u肉(m「q2*p?mq2Q)+(1+u肉a/2(mq2-mq2)qk*y=1.265*1*0.7995*(214.2*0.749+7.875*9.75)+1.265*1*2.45*(0.796-0.7995)*7.875*0.916=239.8354對于3#梁03=(1+日肉(mq3*p^k+mq30kQ)+(1+日)％/2(mq3-mqMk*y=1.265*1*0.6*(214.2*0.749+7.875*9.75)+1.265*1*2.45*(0.6—0.796)*7.875*0.916=175.6659人群荷載力L=19.50<50m,qr=3膈/廿*技=4膈/廿(1)彎矩A.跨中彎矩mcr1=mcr1*qr*Q=0.677*4.5*47.53對于1#和5#梁：=144.80KN/^卷#￡iMNNZV9=以沙?乙*St*￡890=彩久iu=5卷#17此#乙iMN雙VL=d￡憶乙*St*ZZ9D=J.T1AJ I*"*Ul=Q:卷#9tli#LIM典、Q)zui/7V^g8OT￡=￡9§￡*St*00T0=*R￡"ui=血ui卷#￡iM況/必待￡6=孩§￡*《**待《0=眼勺*3似=冷似卷#17此#乙iM、況/NN19*801=孩.g￡*g?**乂9.0=*Jb*1a3iu='"tu卷#9此卷#1IMwraziu/NN87/W=:卷#9iM￡￡S*￡十*00^0=°*b*wui=bui見/NU3巽【二:卷神匹?**尸** ￡8尸0二°…b*i廣ui="°uiQcr3=mcr3^%=0.200*4.5*2.4375=2.19KNl/4截面對于1#和5#梁QQr1=mcri*%r=0.677*4.5*5.484=16.71KN對于2#和4#梁QQr2=mcr2^%r=0.585*4.5*5.484=14.44KN對于3#梁QQr3=mcr3^%r=0.200*4.5*5.484=4.94KN支點處a=4.9my=0.916Q=9.75m荷載橫向分布系數(shù)沿橋跨向的變化圖按下式計算支點處剪力對于1#梁和5#梁Qor1=氣1*%r*Q+a/2(mor1-%!*%r*^=0.677*4.5*9.75+2.45*(1.386-0.677)*4.5*0.916=36.86KN對于2#和4#梁Qor2=%2*%r*^+a/"2- *%r*^=0.585*4.5*9.75+2.45*(0-0.585)*4.5*0.916=19.76KN對于3#梁Qor3=mcr3*%r*^+a/2(%r3-Rr)*%r*^=0.200*4.5*9.75+2.45*(0-0.200)*4.5*0.916=6.76KN荷載組合：基本組合：恒載起控制作用：1.35*恒載+1.4*汽車荷載+0.8*1.4人群荷載

活載起控制作用：1.2*恒載+1.4*汽車荷載+0.8*1.4人群荷載短期組合：恒載+0.7/(1+|a)*汽車荷載+人群荷載長期組合：恒載+0.4/(1+p)*汽車荷載+0.4*人群荷載梁號序號荷載類型彎矩(KN.M)剪力躊中1/4躊躊中1/4躊支點1#1恒載1313.05484.790134.67269.342車載1067.36800.50108.32174.82197.443人群荷載144.80108.617.4316.7136.834基本組合3232.142424.09.97425.07640.875短期組合2048.481433.0167.37248.19415.436長期組合1793.361346.5241.68206.66368.602#1恒載1359.631019.720.45278.902車載1258.63943.95127.73206.15239.843人群荷載125.1293.856.4214.4419.764基本組合3535.772650.31.01472.12692.595短期組合2181.231635.9177.10267.97431.386長期組合1807.661355.7442.96210.41362.643#1恒載1359.631019.720.45278.902車載944.56708.4095.86157.37175.673人群荷載42.7832.092.194.946.764基本組合3001.852521.36136.66393.19588.195短期組合1925.091443.8155.24231.47382.876長期組合1701.091275.8132.50191.19337.15橫隔梁力計算(1)確定作用在中橫梁上的計算荷載躊中橫梁最不利荷載如圖所示。計算彎矩時：Poq=1/2(Pk*1+qk*la)二1/2(178.5*1+7.875*4.85/2*1*2)=108.35KN計算剪力效應(yīng)時Poq=1/2(Pk*1F*la)二1/2(1.2*178.5*1+7.875*4.85/2*1*2)=126.20KN(2)繪制中橫梁力影響線①繪制彎矩影響線%=0.60n15=—0.20由橫向分布計算有n21=0.40n25=0%1=0.2%5=0.2?=1作用在1#梁時：nm/「1.5d+n2i*0.5d-1*1.5d=0.60*1.5*2.2+0.4*0.5*2.2-1*1.5*2.2=-0.88?=1作用在5#梁軸線上：nmn*1.5d+n*0.5dr5= 15 25=-0.20*1.5*2.2+0*0.5*2.2=-0.88P=1作用在3號梁軸線上nmr3=n13*1.5d+n23*0.5d=0.2*1.5*2.2+0.2*0.5*2.2=0.88②繪制剪力影響線1#主梁處右截面1#主梁處右截面Q%剪力影響線：P=1作用于1#梁截面的右邊時Q%=R1即門"=七=0.6(1號梁荷載橫向分布影響線)P=1作用在計算截面以左時Q右1=R1，ins|i=n-1.繪成的Q%影響線如圖所示：(3)截面力計算將求得的計算荷載Poq在相應(yīng)的影響線上按最不利荷載位置加載，對于車輛荷載應(yīng)計人沖擊影響，則得在公路一II作用下：彎矩M23=(1+m)*g*Poq任=1.265*1*108.35*(0.095+1.27+0.81+0.)=322.78KN.M剪力q%=(i+u)*g*Poq*q=1.265*1*126.20*(0.564+0.4+0.282+0.116)=217.75KN(4)力組合鑒于橫梁的永久作用效應(yīng)很小，計算可忽略不計。承載能力極限狀態(tài)力組合基本組合：Mmax(2，-3)=0.0+1.4*322.78KN=451.892KN/MQ右恤，1=0.0+1.4*217.75=304.85KN正常使用極限狀態(tài)力組合(不計汽車沖擊影響)短期效應(yīng)組合：Mmax(2,-3)=0.0+0.7*322.78/1.265=118.61KN/MQ*1=0.0+1.4*217.75/1.265=120.49KN截面配筋設(shè)計1.主筋配置與校核考慮施工便利，多主梁主筋配置一致，由正截面極限狀態(tài)設(shè)計控制,取M=3533.77KN-md設(shè)主筋凈保護層3cm，考慮主筋多層重疊，暫取a=12cm,則主梁有效高度h0=1500-120=1380(mm)翼板計算寬依《公預(yù)規(guī)》取下述三值中最小值：bf=l/3=19500/3=6500(mm) bf=2200(mm)b=b+2b+12h=220+2*990+12*140=3880(mm)f kf故采用b=2200(mm)f判斷截面類型y0md=1.0*3535.77=3533.77KN?mC30混凝土，fcd=13.8mpafcdbfhf(h0-hf/2)=13.8*2200*140*(1380-140/2)=5568.023533.777KN-M<5568.02KN-M，屬第一類型，則中性軸位于翼板?？砂磫谓罹匦谓孛嬗嬎恪Ｊ軌焊叨葋V70md=fcdbx(h0f/2)3533.77*106=13.8*2200*(1380-X/2)整理得X2-2760x+232791.17=0X1=2672.91(mm)X=87.10(mm)2取x=87.10由C30,HRB335查得七=0.56所以，xw&bh0=0.56*1380=772.8(m