钢筋混凝土简支T梁桥设计

湖南农业大学课程设计说明书课程名称：《道路与桥梁工程设计》课程设计题目名称：钢筋混凝土简支T梁桥设计计算班级：2009级土木工程专业4班姓名：陈勇学号：200941933420指导教师：杨敬林评定成绩：教师评语：指导老师签名：2011年月日钢筋混凝土简支T型梁桥设计目录设计任务书··································································（1）设计资料·····································································（4）一、行车道板的内力计算与组合·······································（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···············································（23）钢筋混凝土简支T型梁桥设计钢筋混凝土简支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。钢筋混凝土简支T型梁桥设计6T梁简图如下：横剖面纵剖面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钢筋混凝土简支T型梁桥设计数。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，19966.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。钢筋混凝土简支T型梁桥设计桥梁工程课程设计设计资料1桥面净宽净-9+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：75759008200200200200181301001.5%1.5%14C25混凝土垫层9cm沥青混凝土2cm图1.桥梁横剖图单位：cm3853853853851596130100图2.桥梁纵剖图单位：cm钢筋混凝土简支T型梁桥设计20081813014151638510012图3.主梁断面图(cm)图4.横梁断面图(cm)一、行车道板的计算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：g0.021.0230.46KN/m1沥青混凝土面层：g0.091.0242.16KN/m2C25混凝土垫层：0.080.14Tg1.0252.75KN/m23梁翼板自重：合计：ig5.37KN/mg每米宽板条的恒载内力220115.370.912.22kNm22AgMgl05.370.914.89kNAgQglT梁翼板所构成的铰接悬臂板如图5所示。919120018固接铰接11814图5.行车道板构造钢筋混凝土简支T型梁桥设计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m20.02a，宽度m0.60b2则mHbbmHaa82.011.026.0242.011.022.02212145°45°b1=0.822l0=1.82d=1.40a=a1+2l0+d=3.64a1=0.42a1=0.42图6.车轮荷载计算图荷载对于悬臂梁根部的有效分布宽度：1020.421.41.823.64maadl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3.11作用于每米宽板条上的弯矩为10214421400.821.30.9143.64417.63kNmApbPMla作用于每米宽板条上的剪力为：钢筋混凝土简支T型梁桥设计21402(1)1.325kN443.64AppQa3．内力组合（1）承载能力极限状态内力组合计算udAgAP1.21.41.2(2.22)1.4(17.63)27.35kNmQ1.2Q1.4Q1.25.371.42541.44kNudAgAPMMM所以，行车道板的设计内力为ududM27.35kNmQ41.44kN（2）正常使用极限状态内力组合计算udAgAP0.7(2.22)0.7(17.63)14.56kNmQQ0.7Q5.370.72522.87kNudAgAPMMM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）。75759002002002002001251255018010.118010.10.3518010.10.351号梁横向影响线2号梁横向影响线3号梁横向影响线PorPorPor1.486图7.支点处横向分布系数图单位：cm钢筋混凝土简支T型梁桥设计1号梁对于汽车荷载12.0+0.20.55222.0qOpm对于人群荷载0.3750.52.01.4382.0Orrm2号梁对于汽车荷载12.0+0.20.70.725222.0qOpm对于人群荷载0rOrm（由于是出现负的，取零，出于安全考虑）3号梁对于汽车荷载12.0+0.20.70.725222.0qOpm对于人群荷载0rOrm（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255.10.255.15Bl但此处仍按刚性横梁法绘制影响线并计算横向分布系数cqm，本桥各根主梁的横向截面均相等，梁数n=5,梁间距为2米。522222212345122222(22.0)2.00(2.0)(22.0)40miiaaaaaa钢筋混凝土简支T型梁桥设计7575900200200200200125125车荷载辆12345180501801301号梁横向影响线2号梁横向影响线3号梁横向影响线桥梁横截面Por0.600.400.20-0.200.420.290.110.310.2450.155600000.68750.444PorPor图8.荷载横向分布系数图单位：cm1号梁221112111(22.0)0.60540niiana20.01125115niiaaan由11、15绘制1＃梁的横向影响线，如上图及最不利荷载位置。进而由11、15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：42.00.600.2xx解得：6.0mx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qr和。钢筋混凝土简支T型梁桥设计对于汽车荷载1110.60(6.04.22.91.1)0.71226.0cqqm对于人群荷载110.60(6.00.50.375)0.68756.0crrrmxx2号梁122121118.00.4540.0niiaana252521118.00540.0niiaana由21、25绘制2＃梁的横向影响线，如上图及最不利荷载位置