课程设计20米混凝土简支t梁桥设计secret概论文档格式.docx
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（2）、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62—2004），简称《公预规》；
（3）、《结构设计原理》，叶见曙，北京：
人民交通出版社，2005；
（4）、《桥梁工程》，范立础.北京：
人民交通出版社，2007。
二、主梁的计算
（一）、主梁的荷载横向分布系数
1、跨中荷载弯矩横向分布系数（按G-M法）
（1）、主梁的抗弯及抗扭惯矩Ix和ITx
求主梁截面的重心位置ax（图1-2）：
平均板厚：
h1=（8+14）=11（cm）
ax==39.3（cm）
=6894843.18（cm）=6.89484318×
（m）
T型截面抗扭惯矩近似等于各个矩形截面的抗扭惯矩之和，即：
ITx=∑cibit
式中：
ci——矩形截面抗扭惯矩刚度系数（查表）；
bi，ti——相应各矩形的宽度与厚度。
对于翼板t1/b1=0.11/1.80=0.061＜0.1，查表得：
c1=1/3
对于梁肋T2/b2=0.18/（1.3-0.11）=0.151，c2=0.301
故：
ITx=
==2.89×
单位宽度抗弯及抗扭惯矩：
Jx=Ix/b=6.89484318×
/180=3.83×
10-4（m/cm）
JTx=ITx/b=2.89×
10-3/180=1.61×
10-5（m/cm）
（2）、横梁抗弯及抗扭惯矩
翼板有效宽度λ计算（图1-3）：
横梁长度取为两边主梁的轴线间距，即：
l=4b=4×
1.8=7.2（m）
c=（m）
h＇=100cm，b＇=0.15m=15cm
c/l=2.325/7.20=0.323
根据c/l值可查表得：
λ/c=0.604，所以：
λ=0.604c=0.604×
2.325=1.404（m）
求横梁截面重心位置ay：
ay===0.2（m）
横梁的抗弯和抗扭惯矩Iy和ITy:
Iy=
=
Iy=3.28×
（m）
ITy=
h1/b1=0.11/4.80=0.023＜0.1，查表得c1=1/3，但由于连续桥面的单宽抗扭惯矩只有独立板宽扁板者的翼板，可取c1=1/6。
h2/b2=0.15/（1.0-0.11）=0.17，查表得c2=0.298。
ITy=
=1.065×
10-3+0.895×
10-3
=1.96×
10-3（m）
单位抗弯及抗扭惯矩Jy和JTy:
（m/cm）
（3）计算抗弯参数θ和扭弯参数α
B’——桥梁承重结构的半宽，即
l——计算跨径。
因为混凝土收缩系数很小，式中未计入横向收缩的影响。
按《公预规》3.1.6条，取Gc=0.4Ec，则：
（4）计算荷载弯矩横向分布影响线坐标
已知θ=0.355，查G—M图表，可得表1-1中数值。
用内插法求实际梁位处的K1和K0值，
实际梁位与表列梁位的关系图见图1-4
1号、5号梁：
=
2号、4号梁：
3号梁：
列表计算各梁的横向分布影响线坐标η值（表1-2）
绘制横向分布影响线图（图1-5）求横向分布系数。
公路—Ⅰ级：
人群荷载：
×
2=0.336
人行道板：
2.梁端剪力横向分布系数计算（按杠杆法）
公路—Ⅰ级（图1-6）：
人群荷载（图1-7）：
（二）、主梁内力计算与内力组合
1、永久作用效应
（1）永久荷载
假定桥面构造各部分重力平均分配给主梁承担，计算如表1-3。
钢筋混凝土T形梁桥永久荷载计算表1-3
人行道每侧重3.6KN/m，栏杆每侧重1.5KN/m，故人行道部分每延米重为：
3.6+1.5=5.1KN/m。
按人行道板横向分布系数分摊至各梁的板重为：
（KN/m）
（KN/m）
各梁的永久荷载汇总如表1-4：
各梁的永久荷载（单位：
KN/m）
表1-4
梁号
主梁
横梁
栏杆及人行道
铺装层
合计
1（5）
10.3
0.718
2.27
6.156
19.444
2（4）
1.433
1.91
19.799
3
1.68
19.569
（2）永久作用效应计算：
影响线面积计算表1-5
永久作用效应计算表1-6
2、可变作用效应
（1）汽车荷载冲击系数
简支梁的自振频率为：
（Hz）
介于1.5Hz和14之间，按《桥规》4.3.2条规定，冲击系数按下式计算：
μ=0.1767Inf-0.0157=0.1841
（2）公路—Ⅰ级均布荷载qk，集中荷载Pk及其影响线面积（表1-7）
按照《桥规》4.3.1条规定，公路—Ⅰ级均布荷载qk=10.5kN/m,Pk用直线内插求得Pk=238kN。
（3）可变作用效应（弯矩）计算（表1-8～表1-10）
基本荷载组合：
按《桥规》4.1.6条规定，永久作用设计值效应与可变作用设计值效应的分项系数为：
永久荷载作用分项系数：
汽车荷载作用分项系数：
人群荷载作用分项系数：
弯矩基本组合见表1—10。
注：
γ0—桥梁结构重要性系数，取γ0=0.9；
Ψc—与其它可变荷载作用效应的组合系数，取Ψc=0.8。
弯矩基本组合表（单位kN·
m）表1-10
梁号
内力
永久荷载
人群
汽车
1
M1/2
923.98
88.83
1149.41
2535.69
M1/4
693.04
66.63
862.03
1901.80
2
941.09
55.61
982.40
2310.25
705.87
41.71
736.78
1732.72
930.16
47.91
809.50
2072.83
697.67
35.94
607.11
1554.66
（4）可变荷载剪力效应计算
计算可变荷载剪力效应应计入横向分布系数η沿桥跨变化的影响。
通常分两步进行，先按跨中的η由等代荷载计算跨中剪力效应；
再用支点剪力荷载横向分布系数η’并考虑支点至l/4为直线变化来计算支点剪力效应。
剪力计算时，按照《桥规》4.3.1条规定，集中荷载标准值Pk需乘以1.2的系数。
①跨中剪力V1/2的计算（见表1-11～1-12）
②支点剪力V0的计算（见表1-13～1-15）
计算支点剪力效应的横向分布系数的取值为：
a.支点处按杠杆法计算的η’
b.l/4～3l/4按跨中弯矩的横向分布系数η（同前）
c.支点～l/4处在η和η’之间按照直线变化（图1-8）
支点剪力效应计算式为：
η活—相应于某均布活载作用处的横向分布图
纵坐标；
qk—相应于某均布活载作用的数值；
pk—相应放入某集中活载的数值。
人群均布荷载产生的支点剪力效应计算式为：
η’人—跨中横向分布系数；
η人—支点处横向分布系数。
梁端剪力效应计算：
汽车荷载作用下如图1-8所示，计算结果如表1-13所示。
公路—Ⅰ级产生的支点剪力效应计算表（单位：
kN）
表1-13
1+μ
（2）
剪力效应
1.1841
285.6×
1.0×
0.438+10.5×
（19.5/2×
0.585-0.75×
19.5/4
217.2
×
0.066×
0.5-0.25×
19.5/8×
2/3）=183.43
0.5+10.5×
0.5+0.75×
230.75
0.045×
0.5）+0.25×
2/3=194.87
0.594+10.5×
0.412+0.75×
255.12
0.185×
2/3=215.45
人群荷载作用如图1-9，计算结果如表1-14所示
③剪力效应基本组合（见表3-15）
由表1-15可知，剪力效应以3号梁（最大）控制设计。
（三）、主梁截面配筋及验算
本次设计为20米钢筋混凝土简支T形梁，设计荷载为公路Ⅰ级，标准跨径Lb=20.00m（墩中心距离）；
计算跨径L=19.50m（支座中心距离）。
混凝土强度等级为C30，主筋采用HRB335级钢筋焊接骨架，箍筋采用R235，简支梁控制截面的计算内力为：
跨中截面：
由表1-10可知，1号梁Md值最大，为安全起见一律按1号梁计算弯矩进行配筋，故Mdm=2535.69kN·
m；
由表1-15可知，跨中剪力效应以1号梁最大，故Vd1/2=151.57kN。
支点截面：
由表1-15可知，支点剪力效应以3号梁最大，故Vd0=502.14kN。
基本数据（由附表查得）：
C30的混凝土抗压强度设计值=13.8Mpa,抗压强度标准值=20.1Mpa，混凝土弹性模量Mpa；
HRB335钢筋抗拉强度设计值=280Mpa，抗压强度设计值=280Mpa;
R235钢筋抗拉强度设计值=195Mpa，抗压强度设计值=195Mpa。
1、跨中截面钢筋设计
（1）确定T形截面梁受压翼板的有效宽度
由图1-10所示的T形截面受压翼板的厚度尺寸其等效平均厚度hf’=110㎜。
㎜㎜（相邻两主梁轴线间距离）
㎜
（b为腹板宽度，bh为承托长度）
受压翼板的有效宽度为:
=MIN（,,）=1500㎜，
绘制T形梁的计算截面如图1-10所示。
（2）、钢筋数量计算
查附表得受压高度界限系数ξb=0.56。
1确定截面有效高度
设钢筋净保护层厚度为3㎝，设as=30+0.07h=121㎜，则：
h0=（1300-121）=1179㎜
2判断截面类型
为第Ⅰ类T形截面，可按宽度为bf’的矩形截面计算。
3确定受压区高度x
由式可得：
X2-2358x+244994.2=0
x=108.9㎜＜110㎜（说明的确为第Ⅰ类T形截面）
4求受拉钢筋面积As
由式可得
现选取8φ32和2φ18，截面面积As=8109.6mm2＞8050.21mm2，钢筋布置如图1-11所示。
2、跨中正截面承载力复核
由于受拉钢筋为8φ32（7478.58mm2），=280Mpa，2φ18（628.32mm2），=280Mpa，查表得φ32的外径为34.5㎜，φ20的外径为22㎜，取保护层厚度为30㎜，则
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