装配式钢筋混凝土简支T形梁桥课程设计报告书.docx

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装配式钢筋混凝土简支T形梁桥课程设计报告书

桥梁工程课程设计

装配式钢筋混凝土简支T形梁桥

学生姓名：

XXXX

学生学号：

08300726

专业：

土木工程（交通土建方向）

班级：

土木工程七班

指导教师：

系主任：

XX

分组号：

第6组

装配式钢筋砼简支T型梁桥设计错误!

未定义书签。

主梁设计-4-

一、结构尺寸拟定-4-

二、主梁内力计算错误!

未定义书签。

（一）主梁的荷载弯矩横向分布系数错误!

未定义书签。

（二）、内力计算错误!

未定义书签。

1．恒载内力错误!

未定义书签。

2、活载内力计算错误!

未定义书签。

三、截面设计、配筋与验算。

.错误!

未定义书签。

1）截面设计错误!

未定义书签。

2）截面复核错误!

未定义书签。

4）跨中截面的纵向受拉钢筋计算错误!

未定义书签。

5）腹筋设计错误!

未定义书签。

（4）箍筋设计错误!

未定义书签。

（5）弯起钢筋及斜筋设计错误!

未定义书签。

（6）斜截面抗剪承载力的复核。

错误!

未定义书签。

四、裂缝宽度验算错误!

未定义书签。

五、变形验算错误!

未定义书签。

六、行车道板计算错误!

未定义书签。

十、桥型总体布置图和主梁钢筋构造33

装配式钢筋混凝土简支T梁桥计算

、设计题目：

装配式钢筋混凝土简支T梁桥计算

、基本设计参数

1.桥面净空：

净一9.0+2X2.0m人行道

2.主梁跨径及全长标准跨径:

10m

主梁全长：

9.96m

计算跨径:

9.50m

2

3.设计荷载：

公路一I级荷载，人群3.0KN/m

4.材料:

钢筋：

主筋用HRB335级钢筋，其他用R235级钢筋。

混凝土：

C50,容重26kN/m3;桥面铺装采用沥青混凝土；容重23kN/m3

5.设计依据

⑴《公路桥涵设计通用规范》（JTJD60—2004）

⑵《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJD62—2004）;

6.参考资料

⑴结构设计原理：

叶见曙，人民交通出版社；⑵桥梁工程：

姚玲森，人民交通出版社；

⑶混凝土公路桥设计：

⑷桥梁计算示例丛书《混凝土简支梁（板）桥》（第三版）易建国主编.人民交通出版社

（5）《钢筋混凝土及预应力混凝土简支梁桥结构设计》闫志刚主编.机械工业出版社

二、计算要求及工作量

1.主梁截面设计

2.计算主梁的荷载横向分布系数

3.主梁内力计算

4.进行作用效应组合，绘出弯矩和剪力包络图；

5.进行主梁正截面、斜截面设计及全梁承载力验算；

6.行车道板内力计算

7.图纸绘制：

（A3图纸）桥梁总体布置图（绘出平、纵、横三个视图）、主梁一般构造图、配筋图。

三、主梁设计

（一）、结构尺寸拟定

1.主梁截面尺寸：

根据《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004），梁的高跨比的经济范围在1/11到1/16之间，此设计中标准跨径为10m，拟定采用的梁高为1.0m，翼板宽1.8m，腹板宽0.18m。

2.主梁间距和主梁片数：

桥面净空：

净一9.0+2X2.0m人行道，采用5片T型主梁标准设计，主梁间距为1.80m。

全断面5片主梁，设3道横隔梁，横隔板厚0.16m,高度取主梁高的3/4,即0.75m。

路拱横坡为双向

1.5%，由C50混凝土三角垫层控制，断面构造形式及截面尺寸如图1所示

17H

ifn

ITU

Din

（a）主（单f立：

cm）

SJJJ///前ZZ/X.<

JJJ//JJ

L1r

E

/

L

d士

<

r~/

>.

//

1F

"只P

Jl

IkX

（b）主梁纵断面圉

图1

（二八主梁的计算

1.主梁荷载横向分布系数计算

（1）.跨中荷载弯矩横向分布系数

本设计桥跨内设有三道横隔梁，具有可靠的横向联系，且承重结构的宽跨比为：

B/1=8.5/9.5=0.89>0.5,

故可以用G—M法计算主梁荷载横向分布系数。

①•计算几何特性：

（如图2）

a.主梁抗弯惯性矩

平均板厚：

h=（8+14）/2cm=11cm

主梁抗弯惯性矩:

18100（型27.862）23.2912102m4

2

主梁的比拟单宽抗弯惯性矩：

244

JxIx/b3.291210/1801.82810m/cm

b.横隔梁抗弯惯性矩

中横隔梁尺寸如图3所示:

确定翼缘板有效作用宽度入,横隔梁的长度取两根边主梁的轴线距离，即l=4b=4x180cm=720cm

c=（475-16）/2=229.5cm贝Uc/1=229.5/720=0.3187,查表1得：

c/l=0.3187时，入/c=0.6099

则入=0.6099x229.5=cm=140cm

横隔梁的抗弯惯矩

c.主梁及横隔梁抗扭惯性矩

对主梁截面；主梁翼缘板平均厚h=0.11m,梁肋高度b'1.00.110.89m

=0.281

纵横向截面单元宽度抗扭惯性矩之和:

按规定第2.1.3条，取G=0.45E，贝

③计算主梁横向影响线坐标

（表2）

已知0=0.807，从“G---M法”计算图表可查得影响系数和的值如下表所示:

影响系数K1和K0值表2

梁位

荷载位置

b

3b/4

b/2

b/4

0

-b/4

-b/2

-3b/4

-b

校核

K1

0

0.71

0.83

0.99

1.18

1.29

1.18

0.99

0.83

0.71

8.0

b/4

1.05

1.15

1.27

1.35

1.17

0.94

0.74

0.60

0.47

7.98

b/2

1.53

1.55

1.50

1.28

0.98

0.74

0.53

0.42

0.33

7.93

3b/4

2.20

2.00

1.55

1.15

0.81

0.56

0.41

0.31

0.24

8.00

b

2.82

2.15

1.52

1.05

0.70

0.48

0.32

0.24

0.18

7.96

K0

0

-0.02

0.53

1.02

1.58

1.70

1.58

1.02

0.53

-0.02

7.94

b/4

0.68

1.20

1.54

1.72

1.53

1.06

0.60

0.12

-0.37

7.93

b/2

2.15

2.07

1.97

1.52

1.03

0.60

0.20

-0.16

-0.51

8.01

3b/4

4.00

2.96

2.06

1.20

0.52

0.12

-0.18

-0.38

-0.60

7.99

b

5.30

3.20

2.08

0.90

0.80

-0.35

-0.52

-0.56

-0.48

7.96

内插法求得各梁位处K1和K0值，实际梁位与表列关系见下图（图4）:

B3B

/4B/2B

0-B/4-B/2-3

卩/厂

B

10&.25

106.251106125

106.25

106,25106,251106,25

106.25

63J5■

170

!

£

fi5

图4梁位关糸图〔单位；

cm）

1号、5号梁:

KK3b（Kb

b

4

5）

4

21.25

0.2Kb

0.8K3

3b

4

106.25

2号、4号梁：

K

K1（K1

Ab'Ab

22

K1b）

4

63.750.6K10.4K1

106.252b4b

3号梁：

KKo（Ko系梁位在0点的K值）

梁号

计算式

何载位置

b

3b/4

b/2

b/4

0

-b/4

-b/2

-3b/4

-b

1

K',0.2K1b0.8K3

14b

2.324

2.030

1.544

1.130

0.788

0.544

0.392

0.296

0.228

K'00.2K0b0.8K3

004b

4.260

3.008

2.064

1.140

0.576

0.026

-0.248

-0.416

-0.576

K'iK'0

-1.936

-0.978

-0.520

-0.010

0.212

0.518

0.640

0.712

0.804

厂

-0.393

-0.198

-0.106

-0.002

0.043

0.105

0.130

0.144

0.163

KK'。

厂

3.867

2.810

1.958

1.138

0.619

0.131

-0.118

-0.272

-0.413

K/5

0.773

0.562

0.392

0.228

0.124

0.026

-0.024

-0.054

-0.083

2

K\0.6Kb0.4Kb

1.1—

24

1.798

1.730

1.120

1.228

0.912

0.668

0.482

0.376

0.294

K'00.6Kb0.4Kb

0204

2.89

2.426

2.006

1.392

0.826

0.408

0.048

-0.248

-0.546

K'1K'0

-1.092

-0.696

-0.886

-0.164

0.086

0.260

0.434

0.624

0.840

厂

-0.222

-0.141

-0.180

-0.033

0.017

0.053

0.088

0.127

0.170

KK'0厂

2.668

2.285

1.826

1.359

0.843

0.461

0.136

-0.121

-0.376

K/5

0.534

0.457

0.365

0.272

0.169

0.092

0.027

-0.024

-0.075

3

K'1K10

0.710

0.830

0.990

1.180-

1.290

1.180

0.990

0.830

0.710

K'0K00

-0.020

0.530

1.020

1.580

1.700

1.580

1.020

0.530

-0.020

K'1K'0

0.730

0.500

-0.030

-0.400

-0.410

-0.400

-0.030

0.500

0.730

厂

0.148

0.101

-0.006

-0.081

-0.083

-0.081

-0.006

0.101

0.148

KK'。

厂

0.128

0.631

1.014

1.499

1.617

1.499

1.014

0.631

0.128

K/5

0.026

0.126

0.203

0.300

0.323

0.300

0.203

0.126

0.026

各主梁横向分布影响线坐标值

表3

④绘制横向分布影响线（如图5）,求横向分布系数

横向分布系数计算图示

汽车荷载：

11

1号梁mcq（0.5740.2880.1390.002）0.499

q22

11

2号梁mcq（0.4620.3060.1840.056）0.504

22

11

3号梁mcq（0.120.2650.3200.246）0.476

22

b.梁端剪力横向分布系数计算（按杠杆法）

汽车荷载：

（如图6）

1-

—r

11

图6粱端翦为僕向分冇系数计算ffl示

公路I级

iq

10.9120.456

2

2q

-1.0000.500

2

3q

-（1.0000.235）0.618

2

2•作用效应计算

（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，计算结果见下表（表

4）

5.54

防撞栏

0.3

26

7.8

按防撞栏板横向分布系数分摊至各梁板重:

1、5号粱：

1b°・772,的0.7727.86.02

2、4号粱：

2b0.533,1bq0.5337.84.16

3号粱:

3b0.026,3bq0.0267.80.2

各梁永久荷载汇总见下表（表5）

各粱的永久荷载（单位：

kN/m）表5

粱号

主梁

横隔梁

防撞栏

桥面铺装

总计

1（5）

9.03

0.64

6.02

5.54

21.23

2（4）

9.03

1.28

4.16

5.54

20.01

3

9.03

1.28

0.20

5.54

16.05

②永久作用计算

影响线面积见下表（表6）

影响线面积计算表表6

永久荷载作用见下表（表7）

永久作用计算表表7

粱号

M12

M14

Q0

q

0

q0

q

0

q0

q

0

q0

1（5）

21.23

11.28

239.47

21.23

8.46

179.61

21.23

4.75

100.84

2⑷

20.01

11.28

225.71

20.01

8.46

169.28

20.01

4.75

95.05

3

16.05

11.28

181.04

16.05

8.46

235.78

16.05

4.75

76.24

（2）.可变作用效应

①汽车荷载冲击系数计算：

机构的冲击系数卩与结构的基频f有关，故应先计算机构的基频，简支梁基频简化

计算公式为：

公路-I级及其影响线面积表表8

项目

顶点位置

qk/（kN/m2）

Pk

0

M12

L/2处

10.5

198.0

11.28

M!

4

L/4处

10.5

198.0

8.46

Q0

支点处

10.5

198.0

4.75

QI

L/2处

10.5

198.0

1.19

③可变作用效应弯矩计算：

（见表9-表10）:

弯矩计算公式：

M

（1）（qk0+Pkyk）,其中，由于只能布置两车道，故横向折减系数Z=1.0

公路-级车道荷载产生的弯矩计算表（kN•m）表9

粱号

内力

n

（1）

1+[i

（2）

qk

（3）

0

（4）

Pk

（5）

yk

（6）

弯矩效应

（1）X

（2）X[（3）X（4）+（5）X（6）]

1

M12

0.499

1.45

10.5

11.28

198.0

2.375

425.95

[M14

0.499

8.46

1.781

319.42

2

p：

2

0.504

11.28

2.375

430.21

M14

0.504

8.46

1.781

322.62

3

rms

0.476

11.28

2.375

406.31

m14

0.476

8.46

1.781

304.70

基本荷载组合：

按《桥规》4.1.6条规定，永久荷载设计值效应与可变作用设计值效应的分项系数为

弯矩基本组合见下表（表10）:

弯矩基本组合表（单位：

kN•m）表10

粱号

内力

永久荷载

弯矩基本组合值

汽车荷载

（1）

（2）

1.2X

（1）+1.4X

（2）

1

M12

239.47

425.95

883.69

M1

179.61

319.42

662.72

2

M12

225.71

430.21

873.15

M1

4

169.28

322.62

654.80

3

M12

181.04

406.31

786.08

M14

135.78

304.70

589.52

④可变作用效应剪力计算：

在可变作用剪力效应计算时，应计入横向分布系数n沿桥跨方向变化的影响。

通常按如下方法处理：

先按跨中的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n'并考虑支点至1/4为直线变化来计算支点剪力效应。

a.跨中剪力Vl2的计算（见表11）

公路-I级产生的跨中剪力（kN）表11

粱

号

内力

n

（1）

1+

（2）

qk

（3）

0

（4）

Pk

（5）

yk

（6）

剪力效应

（1）X

（2）X[（3）X

（4）+（5）X（6）]

1

V12

0.499

1.45

10.5

1.19

237.6

0.5

94.998

2

V12

0.504

0.5

95.950

3

Vq

0.476

0.5

90.620

b.支点剪力乂计算：

计算支点剪力横向分布系数取值为：

i.支点剪力按杠杆法计算n'ii.I/3-I/4按跨中弯矩横向分布系数n计算iii.支点-I/4处在n和n'之间按直线变化如图7所示

横向系数变化区段长度:

a-19.5m

44

2.375m

影响线面积:

1

9.5m

2

4.75m

附加三角形重心处影响线坐标为:

支点剪力计算过程如下:

1号粱:

V011.451

0.499

（10.54.75237.61）

192.4&N

2号粱;

V021.451

0.504

（10.54.75237.61）

208.64kN

3号粱:

V031.451

0.476

249.69kN

车道荷钱支直剪力计翼團示

07

1.45

1.45

（10.54.75237.61）1.45

（9.5

1

2.375）

—0.917,且m0mc

9.5

2.375

[（0.4560.499）10.50.917（0.4560.499）237.61]

2

2375

[（0.50.504）10.50.917（0.50.504）237.61]

1[^^（0.6180.476）10.50.917（0.6180.476）237.61]

剪力效应基本组合：

各分项系数同弯矩基本组合计算:

剪力效应基本组合表（单位：

kN）表12

粱号

内力

永久何载

汽车何载（由标准何载乘以冲击系数）

基本组合值

1

V0

100.84

297.096

536.942

V12

0

94.998

132.997

2

V0

95.05

302.528

537.599

0

95.95

134.33

3

V0

76.24

362.051

598.359

0

90.62

126.868

由上表可以看出，剪力效应以3号粱控制设计。

（三）持久状况承载能力极限状态下截面设计、配筋与验算

1.配置主梁受力钢筋

（1）由弯矩基本组合表可知，1号粱弯矩Md最大，考虑到施工方便，并留有一定的安全储备，一律按1号粱计算弯矩进行配筋，主梁尺寸如图2所示。

设钢筋保护层厚度为3cm，钢筋重心至底边距离为as30.07h30.0714012.8cm，则截面有效高度h0has（14012.8）cm127.2cm

（2）.已知1号粱跨中弯矩Md1080.0639kNm，下面判定T形截面类型：

''hf

IMfbh

若。

dcdf，则受压区全部位于翼缘板内，为第一类T形截面；否则，位于腹板内，为

第二类T形截面。

式中，0为桥跨结构重要性系数，取为1.0；fcd为混凝土轴心抗压强度设计值，此处为C50混泥土，故fcd23.1MPa，HRB335级钢筋抗拉强度设计值fsd300MPa。

I

bf为T形截面受压翼缘有效宽度，取下列三者中的最小值

1计算跨径的1/3:

1/3=950cm/3=316cm

2相邻两粱的平均间距；d=230cm

3bfb2bh12hf（18201211）cm150cm

此处，b为粱腹板宽度，其值为18cm,bh为承托长度，其值为0,hf为受压区翼缘悬出板的平均厚度，其值为11cm.

I

故取bf为150cm。

fcdbfhf（ho匕）23.11031.50.11（1.272^111）kNm4638.5955kNm°Md1.01080.0639kNm22

I

因此，受压区位于翼缘内，属第一类

T形截面,应按宽度为bf的矩形进行正截面抗弯承载力计

（3）求受压区高度

xh00.01951272mm24.7912mm

选择6_28和2_25的HRB335级钢筋，总面积As（3695+982）mm2=4677mm22863.245mm2

钢筋布置图如图8所示:

钢筋重心位置:

aiy48982120982192982262509asmm140mm

asi4677

配筋率=△=4677100%0.26%0.2%

bfh015001220

胡配筋满足规范要求。

2.持久状况截面承载力极限状态验算：

按截面实际配筋值计算受压区高度X为：

x晋300豎［7旳3.37cm

bffcd18023.1

截面抗弯极限承载力为：

x30.03374

Mdfcdbfx（h0）23.1101.50.03374（1.222）kNm1408.9066kNm1080.0639kNm

22

抗弯承载力满足规范要求。

3.斜截面抗剪承载力计算：

由表15可知，支点剪力以3号粱最大，考虑安全因素，一律采用3号粱剪力值进行抗剪计算,跨中剪力效应以2号粱最大，一律以2号粱剪力值进行计算。

Vdo496.9523kN乂1147.3092kN

假定下排2根钢筋没有弯起而通过支点，则有aA&mho