桥梁工程课程设计

课程设计任务书－钢筋混凝土T型梁桥设计设计资料（一）具体的个人设计资料设计荷载：公路二级；桥面净宽：7+2×1.5；计算跨径：19.7m；混凝土标号：C25;主梁根数：4；横隔梁根数：5（二）相同的设计资料人群荷载3.5KN/m2、每侧栏杆和人行道重8.54kn/m2。1.5%的桥面横坡，边缘最小厚度8cm；容重r1为24kn/m3；沥青混凝土2cm，容重r2为21kn/m3。（三）设计要求：（1）行车道板内力计算（按铰接悬臂板计算）单轮梁横截面图（尺寸单位：）A.恒载产生的内力（按纵向1m宽的板条计算）1.每延米板上的结构自重g123ig0.021.0210.42/25g0.091.0242.16/0.080.14g1.0242.64/2gg5.22/KNmCKNmTKNmKNm沥青表面处混凝土垫层梁翼板自重合计2.每米板宽条的恒载内力22Ag0Ag011Mgl5.220.912.16/22Qgl5.220.914.75KNmKNB.活载产生的内力121210101020.220.110.4220.620.110.8220.421.822.241.422.241.43.64221400.82(1)()1.3(0.91)17.63/4443.64422140(1)1.325/443.64APAPaaHmbbHmalmmaaldmbPMlKNmaPQKNa所以mC.内力组合，求出Mmax,Qmax1.承载能力极限状态内力组合计算基本组合1.21.41.2(2.16)1.4(17.63)27.27/1.21.41.24.751.42540.7udAgApudAgApMMMKNmQQQKN所以行车道板的内力组合为27.27,40.7ududMKNmQKN2.正常使用极限状态内力组合计算短期效应组合0.72.160.7(17.63)1.311.650.74.750.7251.318.21sdAgApsdAgApMMMKNmQQQKN（2）主梁的内力计算（偏心压力法计算或杠杆法）A.恒载产生的主梁内力（M1/2L、M1/4L、Q1/2L、QO）横断面沥青表面处厚2混凝土垫层厚6-12纵断面图结构自重集度计算表主梁10.080.14[0.181.3(20.18)]2410.42/2gKNm横隔梁边主梁20.080.1420.180.150.16[(1)324]/15.80.57/222gKNm中主梁1220.571.04/gKNm桥面铺装层3(0.027210.09724)/44.52/gKNm栏杆和人行道48.542/44.27/gKNm合计边主梁10.420.574.524.2719.78/iggKNm中主梁'10.421.044.524.2720.35/gKNm边主梁自重产生的内力截面位置X内力剪力Q（kN）弯矩（KNm）X=019.7815.8156.26(160.77)2Q0(0)MX=L/4X=L/20(0)Q2119.7815.8617.23(635.02)8M注：括号（）内值为中主梁内力B.活载产生的主梁内力（M1/2Lmax、M1/4Lmax、Q1/2Lmax、QOmax）Ⅰ.荷载位于支点处时：（见下图）1号梁的荷载分布系数为10.1I:0.55221.625qoqorrmm公路级人群荷载：2号梁的荷载分布系数为10.1I:0.55220qoqorrmm公路级人群荷载：人行道上没有布载，是因为人行道上荷载引起的负反力，再考虑荷载组合时反而会减小2号梁的受力。19.7815.815.8(15.8)462.93(476.27)244M19.7815.8(15.82)78.13(80.38)24Q公路级公路级Ⅱ.荷载位于跨中处时（见下图）1号梁的荷载横向分布系数此桥设有刚度强大的横隔梁，且承重结构的宽跨比为420.515.8BL故可按偏心压力法来计算横向分布系数42222222222123412211121214142131(1)(3)201130.250.450.74201130.250.450.2420iiniiniiaaaaamanaaana0.70.430.2350.035I:0.665220.887qcqcrrmm公路级人群荷载：cm1号梁荷载分布系数图2号梁的荷载横向分布系数212122424211130.442011130.142011I(0.40.310.2450.154)0.555220.462niiniicqqcrraanaaanamm公路级：人群荷载：号梁横向分布系数图荷载横向分布系数汇总梁号荷载位置公路I级人群荷载备注1（4）号跨中0.6650.887按偏心压力法计算支点0.551.625按杠杆法计算2（3）号跨中0.5550.462按偏心压力法计算支点0.550按杠杆法计算均布荷载和内力影响线面积计算表截面类型公路I级KN/m人群KN/m影响线面积影响线图线2lM10.53.52131.2058l4lM10.53.5323.404162ll2lQ10.53.5110.51.97522l0Q10.53.5117.92l公路一级中集中荷载KP计算计算弯矩效应时：计算剪力效应时：梁号截面荷载类型(/)krqqKNm或()KPKN1cmy或(KN)SKNm或1或4号梁2lM公路I级10.5223.21.30.66531.205283.261045.443.954ly762.18人群3.5//0.88731.20596.324lM公路I级10.5223.21.30.66523.404212.45784.181.2223.2267.84KPKNiSScmomomom360180180(15.85)223.2505KPKN242M,MQ1lll各梁的弯矩和剪力计算：因双车道不打折，故，见下表32.96316ly571.73人群3.5//1.2723.40472.662lQ公路I级10.5267.841.30.6651.97517.93136.120.5118.19人群3.5//0.8871.97511.23梁号截面荷载类型(/)krqqKNm或()KPKN1cmy或(KN)SKNm或2或3号梁2lM公路I级10.5223.21.30.55531.205236.4872.53.954ly636.1人群3.5//0.46231.20550.464lM公路I级10.5223.21.30.55523.404159.98590.532.96316ly430.52人群3.5//0.46223.40437.842lQ公路I级10.5267.841.30.5551.97512.3892.290.579.91人群3.5//0.4621.9753.19绘制荷载横向分布系数沿桥纵向的变化图形和支点剪力影响线如下图iSS公路级人群影响线支点剪力计算图示公路I级作用下，1#梁支点的最大剪力为0S()27.91.31.0(0.66510.57.90.55267.84)1.30.11510.50.9342257.42ckikicamqmmmqyKN汽（1+）（+Py）-（1+）1#梁支点截面人群荷载的最大剪力为0S()27.90.8873.57.90.7383.50.934234.06crcamqmmqyKN人公路级人群影响线2#支点剪力计算图示公路I级作用下，2#梁支点的最大剪力为0S()27.91.31.0(0.55510.57.90.55267.84)1.30.00510.50.9342251.1ckikicamqmmmqyKN汽（1+）（+Py）-（1+）2#梁支点截面人群荷载的最大剪力为0S()27.90.4623.57.90.4623.50.934218.74crcamqmmqyKN人C.内力组合（（M1/2Lmax、M1/4Lmax、Q1/2Lmax、QOmax）梁号内力结构自重汽车荷载人群荷载ud1S1.2S1.4S0.81.4Smi人自重汽④⑤1或4号2lM617.231045.4496.322312.174lM462.93784.1872.661734.752lQ0136.1211.23203.150Q156.26257.4234.06586.052或2lM635.02872.550.462040.043号4lM476.27590.537.841440.602lQ092.293.19132.780Q160.77251.118.74565.45D.截面设计、配筋（1）配置主筋：由弯矩组合表可知，1号梁M值最大，考虑到施工方便，偏安全的一律按1号梁计算弯矩进行配筋。设钢筋净保护层为3cm，钢筋重心至底边距离a=10.5cm，则主梁有效高度013010.5119.5hhacm由图所知T形截面受压翼板厚度尺寸，可得翼板平均厚度'0.11fhm，按《公预规》第4.2.2规定，翼板计算宽度'fb按下式计算，并取其中最小值。''''15.85.27332()120.18120.111.5ffffLbbmbbhm相邻两主梁轴间距已知1号梁跨中弯矩'''300.11M()11.5101.50.11(1.195)222163.152312.17fucdffhfbhhKNKN所以为第二类T形梁'2''00'''0203320M()()2M()()20.112312.1711.510(1.50.18)0.11(1.195)211.5100.181.1950.1381121120.1380.1490.1491.1950.178fdcdscdfffdcdffscdssdshfbhfbbhhhfbbhhfbhxhmfAf所以''''3332()()11.5100.180.17811.510(1.50.18)0.11280107277.8cdcdffcdcdffssdbxfbbhfbxfbbhAfmm所以432（23217sAmm），436（24072sAmm）2321740727289sAmm'072890.4%0.2%15001195sfAbh（2）根据斜截面抗剪计算配置斜筋支点截面剪力和跨中截面剪力都以一号梁为最大为偏安全设计。Ⅰ.支座截面剪力配筋30,030.5110KN10301801195600.86KNdcukVfbh即586.050.5130030.5010KN101.231801195132.3KNdtdVfbh即586.050.50介于两者之间应进行持久状况斜截面抗剪极限状况承载力计算。Ⅱ.斜截面配筋计算图示。按《公预规》5.2.6和5.2.11条规定最大剪力取用距支座中心h/2（梁高一半）处截面的数值，其中混凝土与箍筋共同承担不小于60%，弯起钢筋（按45%弯起）承担不大于40%；计算第一排（从支座向跨中计算）弯起钢筋时，取用距支座中心h/2处由弯起钢筋承担的那部分剪力值；计算以后每一排弯起钢筋时，取用前一排弯起钢筋点处弯起钢筋承担的那部分剪力值弯起钢筋配置图如下图所示弯起钢筋配置图222559.63K