钢筋混凝土简支T梁桥设计.docx
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钢筋混凝土简支T梁桥设计
设计任务书
（1）
设计资料（4）
一、行车道板内力计算（5）
二、主梁的荷载横向分布系数计算（7）
（一）、支点截面的横向分布系数计算（7）
（二）、跨中截面的横向分布系数计算（8）
三、主梁内力计算（11）
（一）、恒载内力计算（11）
（二）、活载内力计算（13）
（三）、荷载组合（18）
四、横隔梁内力计算（19）
五、主梁变形验算（21）
六、设计依据与参考文献（22）
钢筋混凝土简支T梁桥设计计算课程设计任务书
题目:
钢筋混凝土简支T梁桥设计计算
1.课程设计教学条件要求
桥梁结构课程设计是土木工程专业桥梁工程实践环节课，通过设计进一步巩固桥梁结构基本原理和基本知识，以及桥梁构造，培养设计动手能力，初步学会运用桥梁设计规范，桥梁标准图，估算工程材料数量，完成桥梁总体布置图的技能。
并为毕业设计以及今后专业工作中奠定必要基础。
本课程设计要求学生在一周的时间内通过指导教师的指导，完成《任务书》中的全部内容，学生通过本课程的设计练习，使学生掌握钢筋混凝土简支T梁设计计算的步骤和方法，学会对T梁进行结构自重内力计算、汽车荷载和人群荷载内力计算、内力组合；在汽车和人群荷载内力计算时，学会用杆杠原理法、偏心受压法和G-M法求解荷载横向分布系数。
2.课程设计任务
2.1设计资料
1桥面净宽：
净-7或8或9+2×1.0或0.75或0.5m人行道（各人按表中数据查询）
2主梁跨径及全长
标准跨径：
lb=10或13或16或20.00m（墩中心距离）（各人按表中数据查询）
计算跨径：
l=9.50或12.50或15.50或19.50m（支座中心距离）（对应上面之数值）
主梁全长：
l全=9.96或12.96或15.96或19.96m（主梁预制长度）（对应上面之数值）
3设计荷载
汽车I级；人群荷载3.0kN/m2或4.0kN/m2或5.0kN/m2（各人按表中数据查询）
汽车Ⅱ级；人群荷载3.0kN/m2或4.0kN/m2或5.0kN/m2（各人按表中数据查询）
4材料x
钢筋：
主筋用Ⅱ级钢筋，其他用Ⅰ级钢筋。
混凝土：
20号或25号或30号（自选）
5桥面铺装：
沥青表面处厚2cm（重力密度为23KN/m3），C25混凝土垫层厚6～12cm（重力密度为24KN/m3），C30T梁的重力密度为25KN/m3。
6T梁简图如下：
主梁截面尺寸可参考已有设计数据自己拟定
（根据桥面净宽选取翼缘宽、主梁高、梁肋宽等）
2.2、计算内容
1行车道板的内力计算和组合；
2计算主梁的荷载横向分布系数
用杠杆原理法求支点截面的横向分布系数，用偏心压力法求跨中截面的横向分布系数。
3主梁内力计算；
4横隔梁内力计算；
5主梁配筋；
6主梁变形验算。
3.课程设计报告书主要内容
计算说明书包括：
行车道板的内力计算和组合；主梁的荷载横向分布系数的计算；主梁内力计算；横隔梁内力计算、配筋；主梁变形验算；钢筋布置图。
4.课程设计要求
（1）学生按时完成课程设计，遵守课程设计要求与纪律。
（2）学生独立完成课程设计任务。
指导教师分时段验收学生完成的阶段任务。
（3）学生按时提交课程设计成果和打印或手写的课程设计报告书。
5.课程设计参考资料
［1］《公路桥涵设计通用规范》（JTG–D60-2004）.人民交通出版社，2004
［2］《公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG–D60-2004）.人民交通出版社，2004
［3］姚玲森，《桥梁工程》.出版社：
人民交通出版社，1993
［4］范立础,《桥梁工程》（上、下册）.出版社：
人民交通出版社，1996
6.设计进度、时间安排
时间：
第12周（11月14日~11月18日）
第一天上午（星期一）：
布置设计任务，阅读设计任务书、指导书及设计例题，复习有关课程内容。
下午进行行车道板的内力计算；
第二天上午（星期二）：
计算主梁的荷载横向分布系数；
下午进行主梁内力计算；
第三天（星期三）：
横隔梁内力计算；
第四至五天（星期四、星期五）：
主梁配筋和主梁变形验算，并绘制主梁配筋施工图，最后提交设计成果。
桥梁工程课程设计
设计资料
1桥面净宽净-7+2×0.75m人行道
2主梁跨径及全长
标准跨径lb=16.00m（墩中心距离）
计算跨径l=15.50m（支座中心距离）
主梁全长l全=15.96m（主梁预制长度）
3设计荷载汽车Ⅱ级；人群荷载5.0kN/m2。
4材料x
钢筋：
主筋用Ⅱ级钢筋，其他用Ⅰ级钢筋。
混凝土：
25号
5桥面铺装：
沥青表面处治厚2cm（重力密度为23KN/m3），C25混凝土垫层厚9cm（重力密度为24KN/m3），C30T梁的重力密度为25KN/m3。
6T梁简图如下：
图1桥梁横剖图（尺寸单位：
cm）
图2桥梁纵剖图（尺寸单位：
cm）
图3主梁断面图（尺寸单位：
cm）图4横梁断面图（尺寸单位：
cm）
一、行车道板内力计算
1．恒载及其内力（以纵向1m宽的板条进行计算）
每延米板上的恒载g：
合计：
每米宽板条的恒载内力:
T梁翼板所构成的铰接悬臂板如图5所示:
图5行车道板构造（尺寸单位：
cm）
2．汽车车辆荷载产生的内力
将车辆荷载后轮作用于铰缝轴线上，后轴作用力为140kN，轮压分布宽度
如图6所示，车辆荷载后轮着地长度为，宽度则：
图6车轮荷载计算图（尺寸单位：
m）
荷载对于悬臂梁根部的有效分布宽度：
由于这是汽车荷载局部加载在T梁的翼缘板上，故冲击系数取
作用于每米宽板条上的弯矩为：
作用于每米宽板条上的剪力为：
3．内力组合
（1）承载能力极限状态内力组合计算
所以，行车道板的设计内力为
（2）正常使用极限状态内力组合计算
二、主梁的荷载横向分布系数计算
（一）、计算支点截面的横向分布系数（利用杠杆原理法）。
图7支点处横向分布系数图（尺寸单位：
cm）
1号梁
对于汽车荷载
对于人群荷载
2号梁
对于汽车荷载
对于人群荷载（由于是出现负的，取零，出于安全考虑）
3号梁
对于汽车荷载
对于人群荷载
（二）、计算跨中截面的横向分布系数（利用偏心压力法）。
当荷载位于跨中时，此桥在跨度内设有横隔板，具有强大的横向联结刚性，且承重结构的长度比为
按刚性横梁法绘制影响线并计算横向分布系数，本桥各根主梁的横向截面均相等，梁数n=5,梁间距为2米,则：
图8荷载横向分布系数图（尺寸单位：
cm）
1号梁
由、绘制1＃梁的横向影响线，如上图8及最不利荷载位置。
进而由、计算横向影响线的零点位置，设零点至1号梁位的距离为x,则：
解得：
零点位置已知后，就可以求出各类荷载相应于各个荷载的横向影响线竖直坐标。
对于汽车荷载
对于人群荷载
2号梁
由、绘制2＃梁的横向影响线，如上图8及最不利荷载位置
对于汽车荷载
对于人群荷载
3号梁
由、绘制3＃梁的横向影响线，如上图8及最不利荷载位置
对于汽车荷载
对于人群荷载
计算得到的横向分布系数如表1所示：
表1横向分布系数
梁号
荷载位置
公路-Ⅱ级
人群荷载
1
跨中
0.538
0.700
支点
0.438
1.500
2
跨中
0.6375
0.4265
支点
0.375
0
3
跨中
0.4
0.4
支点
0.594
0
三、 主梁内力计算
（一）、恒载内力计算
1.恒载集度
主梁：
横隔梁：
对于边主梁：
对于中主梁：
桥面铺装：
栏杆和人行道：
作用于边主梁的全部恒载g为：
作用于中主梁的恒载强度为：
2.恒载内力
计算边主梁的弯矩和剪力见表2，计算图式如图9所示，则：
图9恒载内力计算图式
表2主梁恒载内力计算表
剪力Q（kN）
弯矩M（kN·m）
（129.35）
M=0
（0）
（64.67）
（375.92）
（0）
（501.22）
注：
括号（）内值为中主梁内力。
支点剪力
15梁
234梁
（二）、活载内力计算
1.均布荷载和内力影响线面积计算
表3均布荷载和内力影响线面积计算表
公路-Ⅱ级
人群
影响线面积
影响线图式
5.0×0.75=3.75
7.875
3.75
7.875
3.75
2.公路-Ⅱ级中集中荷载计算
计算弯矩效应时
计算剪力效应时
3.计算冲击系数
结构跨中处的单位长度量：
主梁截面形心到T梁上缘的距离：
跨中截面惯性矩：
查表C25混凝土E取
介于1.5HZ和14HZ之间，按《桥规》4.3.2条规定，冲击系数按照下式计算：
则：
因双车道不折减，故
4.跨中弯矩计算
由于跨中弯矩横向分布系数1＃、5＃梁最大，所以只需计算1＃、5＃梁的弯矩，计算如下：
（1）对于1#梁和5＃梁
公路—Ⅱ级汽车活载的跨中弯矩：
人群荷载的跨中弯矩：
（2）对于2#和4#梁
公路—Ⅱ级汽车活载的跨中弯矩：
人群荷载的跨中弯矩：
（3）对于3#梁
公路—Ⅱ级汽车活载的跨中弯矩：
人群荷载的跨中弯矩：
5.跨中剪力计算
（1）对于1＃和5#梁
公路—Ⅱ级汽车活载的跨中剪力：
人群荷载的跨中剪力：
（2）对于2＃和4#梁
公路—Ⅱ级汽车活载的跨中剪力：
人群荷载的跨中剪力：
（3）对于3#梁
公路—Ⅱ级汽车活载的跨中剪力：
人群荷载的跨中剪力：
6.支点剪力计算
横向分布系数变化区段的长度
附加三角形重心影响线坐标：
（1）对于1＃和5#梁
公路—Ⅱ级汽车活载的支点剪力：
人群荷载的支点剪力：
（2）对于2＃和4#梁
公路—Ⅱ级汽车活载的支点剪力：
人群荷载的支点剪力：
（3）对于3#梁
公路—Ⅱ级汽车活载的支点剪力：
人群荷载的支点剪力：
（三）、 荷载组合
其中，，，，
表4跨中弯矩组合
梁＃
恒载（KN·m）
活载（KN·m）
组合值（KN·m）
汽车
人群
1、5
482.88
650.32
78.83
1778.19
2、4
501.20
770.60
48.03
1834.3
3
501.20
483.51
45.05
142.05
表5跨中剪力组合
梁＃
恒载（KN）
活载（KN）
组合值（KN）
汽车
人群
1、5
0
84.96
5.09
124.54
2、4
0
100.66
3.06
144.35
3
0
63.16
2.91
91.68
表6支点剪力组合
梁＃
恒载（KN）
活载（KN）
组合值（KN）
汽车
人群
1、5
124.62
166.11
25.70
410.88
2、4
129.35
161.12
9.54
392.77
3
129.35
200.04
8.95
439.62
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