橋梁工程課程設計(簡支T梁)

簡支梁橋計算書目錄1、主梁設計計算 21.1、集度計算 21.2、恒載內(nèi)力計算 21.3、慣性矩計算 21.4、沖擊系數(shù)計算 21.5、計算各主梁橫向分布系數(shù) 21.6、計算活載內(nèi)力 22、正截面設計 32.1、T形梁正截面設計： 32.2、斜截面設計 43、橋面板設計 93.1橋面板計算書： 93.2橋面板截面設計 94、參考文獻 95、《橋梁工程》課程設計任務書 105.1、課程設計的目的和要求 105.2、設計內(nèi)容 105.3、設計題目：裝配式鋼筋混凝土簡支T梁橋計算 11

T型簡支梁橋計算書1、主梁設計計算標準跨徑：16m計算跨徑：15.5高跨比：1/11梁高：1/11×15.5+0.5=1.45m1.1、集度計算計算第一期恒載：混凝土C25，C30（容重為25KN/㎡）（1）、計算①、②、③號主梁面積：0.6050m2計算①、②、③號梁集度：g1=g2=g3=0.6050×25KN/m=15.1KN/m（2）、計算①、②、③號梁的橫隔梁折算荷載：①號梁為邊主梁，②、③號梁為中主梁:橫隔梁a=1.8m，b=0.15m，h=1m的寸且5根橫隔梁的體積都為：計算①號梁;計算②號梁和③號梁為計算第二期恒載：（1）計算橋面鋪裝層荷載：分為2cm厚瀝青混凝土重為和C25混凝土墊層厚分布如下圖所示：①號梁：；②號梁：；③號梁：；計算第三期恒載：欄桿和人行道計算①號主梁：6×2/5=2.4計算②號主梁：6×2/5=2.4計算③號主梁：6×2/5=2.4全部荷載匯總?cè)缦拢嚎傻煤喼绷簶虻幕l：1.2、恒載內(nèi)力計算根據(jù)公式Mx1.3、慣性矩計算A1=0.22m2A2=0.2680m2Y1=0.055mY2=0.78m形心位置Y利用平行移軸公式IC1=2IaaI1.4、沖擊系數(shù)計算根據(jù)《公路橋涵設計通用規(guī)范》(JTGD60--2004)中第4.3.2條規(guī)定，當1.5Hz14Hz時，，則可得沖擊系數(shù)如上表：橋面車行道為9.0m寬，雙車道不折減，故。1.5、計算各主梁橫向分布系數(shù)畫出如下圖。根據(jù)公式：車輛荷載：mq=η得出橫向分布系數(shù)，如下表簡支梁控制截面內(nèi)力影響線面積。見下表1.6、計算活載內(nèi)力根據(jù)公式s計算公路——I級荷載的跨中彎矩計算人群荷載跨中彎矩mcrprωM1/2r1（kN·m）①號梁0.733063②號梁0.4533040.5③號梁0.233018計算車道活載跨中截面最大剪力計算人群跨中剪力計算支點截面車道荷載最大剪力繪制車輛荷載和人群荷載橫向分布系數(shù)沿橋方向的變化圖形以及支點剪力影響線如下圖所示：其中荷載橫向分布系數(shù)變化區(qū)段的長度：變化區(qū)段內(nèi)附加三角形荷載重心處的剪力影響線坐標為：計算如下表按照內(nèi)力組合的方法列表計算如下2、正截面設計2.1、T形梁正截面設計：正截面彎矩M=2452.24kN·m，混凝土強度設計值：fc=14.3N/mm2，bf‘=2000mm，hf’=175mm，as=65mm，α1=1，h0=h-as=1450-65=1385mm，ζb=0.550，HRB335鋼筋，fy=280N/mm2判定T形截面類型∵M=2452.24kN·m≤α1fcbf‘hf’（h0-hf’/2）=1×14.3×2000×175×（1385-87.5）=6493.99kN·m∴為第一類T形截面按bf×h的單筋矩形截面計算Asas=M/α1fcbf‘h02=2452.24×106/1×14.3×2000×13852=0.0447ζ=1-1-2as=1-x=ζh0=0.0457×1385=63.2645<ζb=0.518×1385=95.83γs=0.5（1+1-2as求As：As=M/fyh0γs=2452.24×106/280×1385×0.977=6472.33mm2選擇鋼筋直徑和根數(shù)選用4排2*40,As=8143mm2>6472.33mm2鋼筋凈間距：Sn=200-2×40-2×20×2-2×8=64>25且>d=40mm，可以。驗算基本公式適用條件X=Asfy/α1fcbf=8143×280/（1×14.3×2000）=79.72mm<ζbh0=0.518×1385=95.83mm，可以。ρmin=MAX（0.2%，0.45ft/fy=0.45×335/300）=0.21%ρ=As/bh0=6434/（200×1385）=2.94%>h/h0ρmin=0.22%，可以。2.2、斜截面設計據(jù)《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》JTJD62—2004第5.2.9條：r0Vd≤0.51fcu，支點位置：γ0Vd<0.51×10-3×30×0.2×103×1.385×103=773.77kN1/2位置：γ0V1/2<0.51×10-3×30×0.2×103×1.385×103=773.77kN滿足設計要求檢查是否需要根據(jù)需要計算配置箍筋據(jù)《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》JTJD62—2004第5.2.9條：跨中位置：γ0V<0.51×10-3×1.43×200×1385=202.01kN支點位置：γ0V<0.51×10-3×1.43×200×1385=202.01kN通過計算，截面不滿足不進行斜截面抗剪承載力驗算的要求，截面需先選定箍筋直徑為Φ12截面不滿足不進行斜截面抗剪承載力驗算的要求，截面需進行配箍。取離支點h2（h為梁高）處的剪力設計值Vd‘，將Vd‘分為兩部分，其中不少于60%由混凝土和箍筋共同承擔；不多于40%由彎起鋼筋承擔。Vd支點剪力設計值Vd0自支點至跨中的剪力遞減坡度695.65-211.23離支點h2處剪力設計值設支點有混凝土和箍筋共同承擔的剪力設計值，按60%取用，其值為V在支點由彎起鋼筋承擔的剪力設計值，按40%取用，其值為：V據(jù)《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》JTJD62—2004第5.2.11條：先選定箍筋直徑為Φ12，得到SS箍筋間距取200mm，但按《規(guī)范》第9.3.13條規(guī)定，在支座中心向跨徑方向長度相當于不小于一倍梁高范圍內(nèi)，箍筋間距不應大于100mm相應彎起鋼筋位置與承擔剪力見下表斜筋排次彎起點距支座中心距離（m）承擔的剪力值（KN）斜筋排次彎起點距支座中心距離（m）承擔的剪力值（KN）11.1222.5933.3148.9522.2185.7744.4112.13各排彎起鋼筋截面面積按《規(guī)范》以下公式計算A第一排承受離支點中心h2=725γ鋼筋截面面積AAAAA按《規(guī)范》第9.3.11條，受拉區(qū)彎起鋼筋的彎起點，應設在按正截面抗彎承載力計算充分利用該鋼筋強度截面以外不應小于h0筋可在按正截面受彎承載力不需要該鋼筋截面面積之前彎起，但彎起鋼筋與梁中心線的交點應位于按計算不需要該鋼筋的截面之外。箍筋布置如下：按《規(guī)范》第9.3.13條，自支點一倍梁高范圍內(nèi)，間距為100mm；自一倍梁高長度處至第三排斜鋼筋下端處，間距為200mm.持久狀況正常使用極限狀態(tài)計算由《公路橋涵設計通用規(guī)范》（JTGD60-2004)第4.1.7條得出：作用長期效應組合：=1123.5×0.4+40.5×0.4+788.79=1254.39kN·m作用短期效應組合：=1123.5×0.7+40.5+788.79=1615.74kN·m板梁的最大裂縫寬度驗算:據(jù)《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》JTJD62—2004第6.4.3條，最大裂縫寬度計算公式:C1=1.0，C2=1+0.5×1254.39/1615.74=1.39，C3=1.15μ=dσω撓度驗算:鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的恒載和活載撓度，可用結(jié)構(gòu)力學方法計算，一般不需考慮混凝土徐變和收縮的影響。但當恒載占全部荷載的大部分時，則以考慮混凝土徐變的影響為宜。對于恒載，其跨中撓度為：對于汽車荷載，如果已知該梁的跨中最大靜荷載彎矩為M，則活載撓度為：3、橋面板設計3.1橋面板計算書：恒載及其內(nèi)力（按縱向1m寬的半條計算）每延米板上恒載g的計算如下表瀝青混凝土面層g10.02×1×23kN/m=0.42kN/mC25混凝土墊層g20.094×1×23=2.126kN/mT梁翼板自重g30.20+0.15/2×1×25=4.375kN/m合計6.921kN/m每米寬板的恒載內(nèi)力2l0=180，H=0.114Mmin，g=-gl02/2=-1/2×6.921×12=-3.4605kN·mQAg=gl0=6.921×1=6.921kN車輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力將后輪作用于鉸接縫上，后軸作用力為P=140kN，輪壓分布寬度如下所示，由《公路橋涵設計通用規(guī)范》（JTGD60-2004）查得，荷載后輪著地長度a2=0.20m，寬度b2=0.60m，則a1=a2+2H=0.20+2×0.114=0.428mb1=b2+2H=0.60+2×0.114=0.828m荷載對于懸臂根部的有效分布寬度：a=a1+2l0=0.428+180=2.228m由于2l0=1.80m<5m，所以沖擊系數(shù)1+μ=1.3作用于每米寬板條上的彎矩為：Mmin，p=-（1+μ）P（l0-b1/4）/4a=-1.3×140×（0.9-0.828/4）/4×2.228kN·m=-14.2kN·m作用于每米寬板條上的剪力：QAp=（1+μ）P/4a=1.3×140/（4×2.228）=20.4kN荷載組合持久狀況承載力極限狀態(tài)內(nèi)力組合（用于強度驗算）Mj=1.2Mmin，g+1.4Mmin，p=1.2×（-3.4605）+1.4×（-14.2）=-24.03kN·mQj=1.2QAg+1.4QAp=1.2×6.9+1.4×20.4=36.84kN持久狀況正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合（用于驗算應力和裂縫）M=Mmin，g+Mmin，p=-17.66kN·mQ=QAg+QAp=27.3kN3.2橋面板截面設計（HRB335鋼筋：，，C25混凝土：）翼緣板的高度：h=175mm；翼緣板的寬度：b=1000mm；假設鋼筋截面重心到截面受拉邊緣距離=35mm，則=140mm。按<<公預規(guī)>>5.2.2條規(guī)定：1×24.03×106=11.5×1000X（140-X/2）解得：X=15.82mm按<<公預規(guī)>>5.2.2條規(guī)定：As=11.5×1000×15.82/280=649.75mm2查有關板寬1m內(nèi)鋼筋截面與間距表，考慮一層鋼筋為8根由規(guī)范查得可供使用的有9A10（As=706.5mm2），然后按照構(gòu)造布置構(gòu)造鋼筋，并布置如下圖。按<<公預規(guī)>>5.2.9條規(guī)定，矩形截面受彎構(gòu)件的截面尺寸應符合下列要求，即：γ0Vd≤25×1000×140=357KN>Vj=36.84kN按<<公預規(guī)>>5.2.10條規(guī)定：γ0Vd≤0.51×10-3×α1ftdbh0=0.51×10-3×1×1.23×1000×140=87.82kN>Vj=36.84kN故不需要進行斜截面抗剪承載力計算，僅按構(gòu)造要求配置箍筋。根據(jù)<<公預規(guī)>>9.2.5條,板內(nèi)應設置垂直于主鋼筋的分布鋼筋，直徑不應小于8mm，間距不應小于200mm。因此板內(nèi)A8，間距為250mm的分布鋼筋。承載力驗算：X=fsd/(fcdb)=280×0.00140/（11.51×1）=0.034mγ0Md=Mu=α1fcdbx（h0-x/2）=1×11.5×103×1×0.034×（0.14-（1/2）×0.034）=48.093kN·m>Md承載能力滿足要求。4、參考文獻1、《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范（JTGD62—2004）》，人民交通出版社；2、《<公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范>（JTGD62—2004）條文應用算例》，袁倫一，鮑衛(wèi)剛，人民交通出版社；3、《結(jié)構(gòu)設計原理》葉見曙主編，人民交通出版社4、《橋梁計算示例集》（梁橋）易建國主編，人民交通出版社5、《橋梁工程》姚玲森主編，人民交通出版社6、《公路橋涵標準圖》公路橋涵標準圖編制組，人民交通出版社5、《橋梁工程》課程設計任務書5.1、課程設計的目的和要求根據(jù)培養(yǎng)目標和教學計劃的要求，課程設計是整個教學中不可缺少的而又相當重要的環(huán)節(jié)。學生在完成《橋梁工程》后，綜合運用基礎理論，專業(yè)知識與技能在教師的指導下，獨立地較系統(tǒng)而又全面地完成一般復雜程度的設計內(nèi)容，使學生基本掌握設計計算的基本過程，進一步鞏固已學過的課程與專業(yè)知識，進一步掌握和理解“標準”、“規(guī)劃”、“手冊”以培養(yǎng)我們考慮問題，分析問題與解決問題的能力。5.2、設計內(nèi)容1、主梁（1）上部結(jié)構(gòu)尺寸擬定（主梁高度、行車道板尺寸、梁肋尺寸及主梁間距等）（2）荷載橫向分配系數(shù)的計算（3）結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算及內(nèi)力組合（4）持久狀況承載能力極限狀態(tài)下截面設計、配筋與驗算正截面抗彎承載力計算、斜截面抗剪承載力計算（5）T形梁的各項檢算持久狀況正常使用極限狀態(tài)下裂縫寬度驗算、持久狀況正常使用極限狀態(tài)下?lián)隙闰炈?、橋面板（1）確定橋面板的類型（2）計算荷載有效分布寬度（3）橋面板內(nèi)力計算（4）橋面板配筋設計5.3、設計題目：裝配式鋼筋混凝土簡支T梁橋計算設計資料：1.結(jié)構(gòu)形式及基本尺寸

某公路裝配式簡支梁橋，雙車道，橋面寬度為凈-9+2x1m，主梁為裝配式鋼筋混凝土簡支T梁，橋面由五片T梁組成，主梁之間的橋面板為鉸接，沿梁長設置3~5道橫隔梁（橫