桥梁工程课程式设计

0目录桥梁工程课程式设计任务书………………………………………………………1第1章设计资料与结构布置……………………………………………………31.1设计资料…………………………………………………………………31.2结构布置…………………………………………………………………31.3设计概述…………………………………………………………………6第2章主梁内力计算……………………………………………………………72.1恒载内力计算……………………………………………………………72.2汽车、人群荷载产生内力计算…………………………………………92.3主梁内力组合……………………………………………………………9第3章主梁配筋设计……………………………………………………………213.1跨中正截面强度计算……………………………………………………213.2斜截面承载力剪力筋设计………………………………………………233.3全梁承载力校核…………………………………………………………263.4裂缝验算…………………………………………………………………293.5变形验算…………………………………………………………………29总结…………………………………………………………………………………32致谢…………………………………………………………………………………33参考文献……………………………………………………………………………341桥梁工程课程设计任务书一、课程设计题目钢筋混凝土简支T梁桥主梁设计二、课程设计目的桥梁工程课程设计是桥梁设计的入门，通过设计进一步巩固钢筋混凝土基本原理的主要理论知识，是学生掌握桥梁的设计原理和各种体系桥梁的受力特点，同时重点掌握结构计算基本理论。结合课程设计与习题加深对桥梁工程课堂理论教学内容的理解。培养学生的动手能力。三、基本要求1掌握钢筋混凝土桥梁结构的设计原理、步骤，结构构造和设计计算方法。2熟悉并掌握桥梁工程现行规范运用。3通过本课程的学习，具有设计一般桥梁结构的能力。四、基本资料标准跨径、桥面净宽、荷载等级、主梁及横隔梁数目（按照自己的数据填写）五、基本内容1、提供钢筋混凝土简支T形梁桥设计计算书一份，基本内容如下：（1）拟定桥面铺装、主梁截面尺寸及各部分尺寸（2）主梁内力计算（3）配筋设计与各种验算2、完成下列图纸绘制（1）桥梁一般布置图（2）主梁一般构造图（3）主梁钢筋布置图六、课程设计依据1《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60—2004）2《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62—2004）3《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》4《公路桥梁荷载横向分布计算》七、要求1.熟读规范、标准，理论联系实际；2.手工与计算机绘图相结合，至少一张手工图，均采用3号图纸；说明书用A4纸，打印。3.独立完成设计。2桥梁工程课程设计文件撰写要求一、顺序要求（按照模板）封面目录任务书正文（包括设计总结、致谢、参考文献）二、字体及字号要求正文用小四号宋体；章节标题用小三号黑体；3第1章设计资料与结构布置1.1设计资料1.1.1跨数：三跨标准跨经：采用标准跨径13m的钢筋混凝土简支梁，只进行桥梁的上部结构的计算主梁全长：根据设计经验值，确定伸缩缝采用4cm，预制梁体长12.96m。计算跨径：相邻支座中心间距为12.60m。桥面宽度：净7m（行车道）＋2*0.75（人行道）。1.1.2设计荷载：由公路－Ⅱ级，人群荷载3.0kN/m2,结构重要性系数为01.0r。1.1.3材料初步选定混凝土：主梁选用C30，铺装层采用C25。钢筋：直径12mm时采用HRB335钢筋。直径12mm时采用Q235钢筋。1.1.4设计规范①《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）②《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）1.2结构布置1.2.1主梁高：按照经济性原则，钢筋混凝土T型简支梁桥高跨比的经济范围大约在111～161之间，根据跨度小者取较大比值原则，本桥取111，则梁高为1.12m，设计时按照1.3m计算。1.2.2主梁间距：按照任务书规定，本桥采用五根主梁，且主梁间距为1.6m。1.2.3主梁梁肋宽：取梁肋宽为0.20m。1.2.4T形梁翼缘板尺寸：腹板交接处通常取不小于主梁高的112，即112=0.083m，本设计取0.14m，翼缘悬臂端取0.1m。1.2.5横隔梁：按任务书规定设置五排横隔梁，梁高为主梁高的34左右，即0.975m，在靠近腹板处的横隔梁底缘到主梁顶距离为1m，厚度取12－16cm之间，本设计横隔梁下缘取16cm，上缘取18cm。1.2.6桥面铺装：采用4cm厚的沥青混凝土磨耗层，4cm厚的C25混凝土垫层。T形梁横截面尺寸如图4横隔梁布置5桥面铺装、桥梁横断面沥青混凝土厚4混泥土垫层厚461.3设计概述在进行桥梁设计时，一般应先认真阅读设计任务书。然后根据任务书中所要求的内容，进行桥面的铺装和主梁横隔梁的截面尺寸拟订。再根据设计任务书中所给出的相关资料进行主梁、边梁等的内力计算。根据杠杆原理法算出支座处的荷载横向分布系数，再根据偏心压力法（适用于高跨比小于0.5的窄桥，大于0.5的采用正交异性板法）算出跨中处的荷载横向分布系数，根据横向分布系数算出端点处、跨中处和四分之一处的相应弯距和剪力，再根据其弯距和剪力大小，合理布筋并进行弯距、剪力、裂缝和变形的演算。最后，绘制出总图、包络图等各类所需图样，并编写钢筋明细表、计算混凝土用量，书写设计说明书。7第2章主梁内力计算2.1恒载内力计算结构自重集度主梁1g=[0.2×1.30+0.100.14()2×(1.60-0.1)]×25=11kN/m横隔梁边主梁2g={[1.00－(1.60.102)]×(0.140.102)}×0.180.162×5×25/12.6=1.53kN/m中主梁'2g=2×1.53=3.06kN/m桥面铺装层(含防水层)3g=[0.04×7.00×23+0.5×（0.02+0.04）×7.00×24]/5=2.296kN/m栏杆和人行道4g=5×2/5=2.00kN/m合计边主梁ｇ=∑ig=16.826kN/m中主梁'g=18.356kN/m8边主梁结构自重产生内力截面面积内力剪力Q(kN)弯矩m(kN·m)x=0边主梁Q=21×15.47×12.60=1060中主梁Q=21×16.45×12.60=115.640x=4l边主梁Q=21×15.47×（12.60-2×12.604）=53m=247.15×12.604×(12.60－12.604)=250.43中主梁Q=21×16.45×（12.60-2×12.604）=57.82m=245.16×12.604(12.60－12.604)=273.21x=2l边主梁0m=81×15.47×212.60=333.91中主梁0m=81×16.45×212.60=364.2792.2汽车、人群荷载产生内力计算2.2.1按杠杆原理法计算支点处横向分布系数：图2.1杠杆原理法计算横向分系数图示(单位:mm)1#oqm=2q=21×0.875=0.438orm=r=1.4222#oqm=2q=21×1=0.5orm=03#10oqm=2q=21×60.11(1.7+0.2)=0.594orm=02.2.2按偏心压力法计算：设此桥有刚度强大的横隔梁,结构长宽比为：lB=51.512.60=0.6接近0.5可按偏心压力法计算跨中横向分布系数cm；半桥各根主梁横截面均相等,梁数n=5,梁间距为1.60m图2.2偏心压力法计算横向分布系数图示(单位:mm)1#粱的横向影响线竖标值为：512iia=2)6.12(+2)6.1(+2)6.1(+2)6.12(=25.601111=n1＋51i212aia=51+60.25)6.12(2=0.6015=n1－51i251aiaa=51－0.40=-0.20cqm=2q=21×80.460.0×(4.60+2.80+1.50-0.30)=0.538crm=r=80.460.0×(4.80+0.30+275.0)=0.6842#梁的横向影响线竖标值为：21=n1＋51i212aiaa=51+60.256.12.3=0.4025=n1－51i252aiaa=51－60.25)2.3(6.1=0cqm=2q=21×40.640.0×(6.20+4.40+3.10+1.30)=0.484crm=40.640.0×(6.40+0.30+275.0)=0.4423#粱的横向影响线竖标值为：31=35=0.2cqm=0.4crm=0.22.2.3荷载横向分布系数汇总荷载横向分布系数汇总梁号荷载位置公路—II级人群荷载备注1#5#跨中mc0.5380.684按“偏心压力法”梁端mo0.4381.442按“杠杆原理法”2#4#跨中mc0.4840.442按“偏心压力法”梁端mo0.50按“杠杆原理法”3#跨中mc0.40.2按“偏心压力法”梁端mo0.5940按“杠杆原理法”122.2.4均布荷载和内力影响线面积计算均布荷载和内力影响线面积计算类型截面公路-Ⅱ级kq(kN/m)人群rq(kN/m)影响线面积㎡影响线图式2lM10.5×0.75=7.8753.0×0.75=2.25Ω=19.8454lM7.8752.25Ω=14.8842lQ7.8752.25Ω=1.5754lQ7.8752.25Ω=3.540Q7.8752.25Ω=6.32.2.5公路—II级中集中荷载计算：计算弯矩效应时：kP=0.75×[180+550180360×(12.48-5)]=157.8kN计算剪力效应时：kP=1.2×157.8=189.36kN2.2.6冲击系数μ取0.3则(1+μ)=1.32.2.7跨中弯矩2lM,剪力2lQ,四分点弯矩4lM计算表13跨中弯矩2lM,剪力2lQ,四分点弯矩4lM计算表序号截面荷载类型qk或qrPk1+umcΩ或ySSiS1#5#2lM公路-II级7.875157.81.30.53819.845109.3456.953.15347.65人群荷载2.25／／0.68419.84530.542lQ公路-II级7.875189.361.30.5381.5758.6774.890.566.22人群荷载2.25／／0.6841.5752.424lM公路-II级7.875157.81.30.53814.88481.975342.722.3625260.74人群荷载2.25／／0.68414.88422.914lQ公路-II级7.875189.361.30.5383.5462.02118.80.7556.78人群荷载2.25／／0.6843.545.452#4#2lM公路-II级7.875157.81.30.48419.84598.34411.093.15312.75人群荷载2.25／／0.44219.84519.742lQ公路-II级7.875189.361.30.4841.5757.8067.370.559.57人群荷载2.25／／0.4421.5753.524lM公路-II级7.875157.81.30.48414.88473.76308.322.3625234.56人群荷载2.25／／0.44214.88414.804lQ公路-II级7.875189.361.30.4843.5455.79106.90.7551.07人群荷载2.25／／0.4423.543.523#2lM公路-II级7.875157.81.30.419.84581.26339.743.15258.48人群荷载2.25／／0.219.8458.932lQ公路-II级7.875189.361.30.41.5756.4555.680.549.23人群荷载2.25／／0.21.5750.714lM公路-II级7.875157.81.30.414.88460.94254.82.