課程設計---橋梁工程課程設計計算書

1、<p>　　鋼筋混凝土簡支梁設計</p><p><b>　　計算說明書</b></p><p>　　《橋梁工程》課程設計</p><p><b>　　任務書</b></p><p>　　鋼筋混凝土簡支梁橋設計</p><p>　　交通土建系（路橋方向）</p

2、><p><b>　　2010.12.1</b></p><p><b>　　第一部分 設計資料</b></p><p>　　1.結構形式及基本尺寸 </p><p>　　某公路裝配式簡支梁橋，標準跨徑20m，雙向雙車道布置，橋面寬度為凈 7+2x1. 5m，總寬10m。主梁為裝配式鋼筋混凝土簡支T 梁

3、，橋面由6片T梁組成，主梁之間鉸接，沿梁長設置5道橫隔梁（橫隔梁平均厚度為16cm，高100cm），橋梁橫截面布置見圖1。</p><p>　　圖 1 主梁橫截面主要尺寸（單位：cm ）</p><p><b>　　2.橋面布置 </b></p><p>　　橋梁位于直線上，兩側設人行道，人行道寬1.5m、厚0.20m。橋面鋪裝為2cm厚的瀝青

4、混凝土，其下為C25混凝土墊層，設雙面橫坡，坡度為1.5% 。橫坡由混凝土墊層實現變厚度，其中，兩側人行道外側橋面鋪裝厚度為8cm（2cm厚瀝青混凝土和6cm混凝土墊層）。 </p><p><b>　　3.主梁 </b></p><p>　　表1 裝配式鋼筋混凝土T形梁橋總體特征</p><p>　　注：梁肋變化長度從支截面點算起。</

5、p><p><b>　　4.材料 </b></p><p><b>　　1）梁體： </b></p><p><b>　　主梁混凝土：C35</b></p><p><b>　　橫梁混凝土：C30</b></p><p>　　鋼筋混凝土

6、容重：25kN/m3 </p><p><b>　　2）鋼筋</b></p><p>　　主 筋：熱軋HRB335鋼筋</p><p>　　構造鋼筋： 熱軋R235鋼筋 </p><p><b>　　3）橋面鋪裝</b></p><p>　　瀝青混凝土，容重為22kN

7、/m3 ；混凝土墊層C25，容重為24kN/m3 </p><p><b>　　4）人行道</b></p><p>　　人行道包括欄桿荷載集度為6kN/m </p><p><b>　　5.設計荷載 </b></p><p>　　6.設計規(guī)范及參考書目 </p><p>　　

8、1）《公路橋涵設計通用規(guī)范》（JTG D60-2004）</p><p>　　2）《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》（JTG D62-2004） </p><p><b>　　3）《橋梁工程》 </b></p><p>　　4）《混凝土結構設計原理》 </p><p><b>　　5）《結構力學》 &

9、lt;/b></p><p>　　6）《橋梁通用構造及簡支梁橋》 </p><p>　　第二部分 設計計算內容</p><p><b>　　1．恒載內力計算</b></p><p>　　1.1分別計算各主梁的恒載集度</p><p>　　1.2各主梁的恒載在各控制截面（支點、L/4/、L/2

10、截面）內力（彎矩和剪力）</p><p>　　2.設計活載內力計算</p><p>　　2.1畫出各號梁的橫向分布影響線</p><p>　　2.2計算各號梁的支點及跨中的荷載橫向分布系數</p><p>　　2.3畫出各控制截面的內力的影響線</p><p>　　2.4計算各主梁在各控制截面的彎矩和剪力</p

11、><p><b>　　3.計算</b></p><p>　　3.1分別計算各主梁在各控制截面的彎矩和剪力的作用效應組合（基本組合、短期效應組合、長期效應組合）</p><p>　　3.2繪制基本組合的彎矩及剪力包絡圖</p><p>　　4．配筋計算、設計及驗算</p><p>　　4.1主梁各控制截

12、面的控制內力的基本組合匯總</p><p>　　4.2主梁受拉配筋的計算及配置（利用彎矩包絡圖）</p><p>　　4.3主梁正截面抗彎承載能力驗算</p><p>　　4.4主梁斜截面抗剪承載能力驗算</p><p>　　4.5剪力區(qū)抗剪鋼筋的配置（利用剪力包絡圖，配置抗剪箍筋、彎起鋼筋等）</p><p>　　4

13、.6 裂縫寬度驗算（選做，可參考設計規(guī)范JTG D62-2004, 60頁的6.4裂縫寬度驗算進行）</p><p>　　4.7 T梁翼板（行車道板）內力計算及配筋設計（選做，可參考教材115頁，鉸接懸臂板法進行計算）</p><p>　　[說明：計算內容1.1-4.5是必須完成的內容，4.6-4.7是選做內容]</p><p><b>　　第三部分 提交

14、成果</b></p><p>　　1、設計計算書一份。 </p><p>　　2、配筋圖一張3號圖。</p><p>　　圖名：鋼筋混凝土簡支T梁結構示意圖</p><p>　　圖中需畫出： 鋼筋混凝土T形梁骨架構造圖</p><p>　　跨中及支點橫截面鋼筋配筋圖</p><p>

15、<b>　　一片主梁鋼筋明細表</b></p><p><b>　　主梁內力計算</b></p><p><b>　　1.恒載內力計算</b></p><p>　　圖 1 主梁橫截面主要尺寸（單位：cm ）</p><p><b>　　1.1 恒載集度</b&g

16、t;</p><p><b>　　主梁：</b></p><p><b>　　橫隔梁：</b></p><p><b>　　對于邊主梁：</b></p><p><b>　　對于中主梁：</b></p><p>　　=0.53=1.

17、06（kN/m）</p><p><b>　　橋面鋪裝層：</b></p><p>　　欄桿和人行道： </p><p>　　作用與邊主梁的全部恒載g為:</p><p>　　12.385+0.53+3.03+6=21.945（kN/m）</p><p>　　作用于中主梁的恒載為:<

18、;/p><p>　　12.385+1.06+3.03=16.475（kN/m）</p><p><b>　　1.2荷載內力</b></p><p>　　計算邊主梁距離支座為的橫截面彎矩和剪力</p><p><b>　　M=</b></p><p><b>　　V=&l

19、t;/b></p><p>　　表1 邊主梁的恒載內力</p><p>　　表2 中主梁的恒載內力</p><p><b>　　2.活載內力計算</b></p><p>　　2.1 各號梁的橫向分布影響線</p><p>　　2.2各號梁橫向分配系數</p><p&g

20、t;　　支點橫向分布系數（杠桿原理法）</p><p><b>　　1號梁</b></p><p>　　汽車荷載： 0.375=0.1875</p><p>　　人群荷載： 1.156</p><p><b>　　2號梁</b></p><p>　　汽

21、車荷載： 1=0.5</p><p>　　人群荷載： 0</p><p><b>　　3號梁</b></p><p>　　汽車荷載： =0.594</p><p>　　人群荷載： 0</p><p>　　主梁跨中的荷載橫向分布系數（偏心壓力法）<

22、;/p><p>　　1號主梁的影響線豎直標值</p><p>　　2號主梁的影響線豎直標值</p><p>　　3號主梁的影響線豎直標值</p><p><b>　　1號梁：</b></p><p><b>　　2號梁：</b></p><p><b

23、>　　3號梁：</b></p><p>　　2.3各控制截面內力影響線</p><p><b>　　影響線面積計算表</b></p><p>　　2.4各主梁在各控制截面的彎矩和剪力</p><p><b>　　沖擊系數</b></p><p><b&

24、gt;　　簡支梁基頻:</b></p><p>　　,G=16.475,</p><p><b>　　得：=4.76HZ</b></p><p>　　主梁跨中截面活載彎矩</p><p>　　主梁跨中截面活載剪力</p><p>　　支點截面汽車荷載最大剪力</p>&

25、lt;p>　　橫向分布系數變化區(qū)段長度：</p><p><b>　　影響線面積 </b></p><p>　　附加三角形荷載重心的影響線坐標為：</p><p><b>　　1號梁</b></p><p>　　車道均布荷載作用下：</p><p>　　附加車道均

26、布荷載剪力：</p><p>　　車道均布荷載作用下的支點剪力</p><p>　　車道集中荷載作用下：</p><p>　　車道荷載作用下的支點剪力</p><p><b>　　人群荷載最大剪力</b></p><p><b>　　2號梁</b></p>&l

27、t;p><b>　　3號梁</b></p><p><b>　　計算</b></p><p>　　3.1各梁主梁在各控制截面的彎矩和剪力的作用效應組合</p><p>　　3.2基本組合的彎矩和剪力包絡圖</p><p><b>　　配筋計算及驗算</b></p&g

28、t;<p>　　4.1主梁各控制截面的控制內力的基本組合匯總</p><p>　?。?）用于承載能力極限狀態(tài)計算的作用效應組合設計值</p><p>　　跨中截面彎矩組合設計值=，其他各截面彎矩可近似按拋物線變化計算。</p><p>　　支點截面剪力組合設計值，跨中截面剪力組合設計值，其他截面可近似按直線變化計算。</p><p&

29、gt;<b>　　1.1.5材料要求</b></p><p>　?。?）梁體采用C35混凝土，抗壓設計強度</p><p>　?。?）主筋采用HRB335鋼筋，抗拉設計強度 </p><p>　　構造筋采用R235鋼筋，抗拉設計強度 </p><p>　　4.2主梁受拉配筋的計算及配置</p><p&

30、gt;　　跨中截面縱向受拉鋼筋</p><p>　　計算T形截面梁受壓翼板的有效寬度：為了便于計算，T梁翼緣厚度取平均計算</p><p><b>　　判斷T梁截面類型</b></p><p><b>　　判斷為I類T型截面</b></p><p><b>　　受壓區(qū)高度</b>

31、;</p><p><b>　　主筋面積計算</b></p><p>　　選用 832+428=8897，鋼筋疊高層數為6層</p><p>　　保護層厚度為35mm ，鋼筋橫向凈距</p><p><b>　　且滿足 </b></p><p>　　4.3主梁正截面抗彎承載

32、力驗算</p><p>　　832 (外徑=34.5mm）= </p><p>　　428（外徑=30.5mm）=</p><p><b>　　則有效高度 </b></p><p><b>　　故為第一類T型截面</b></p><p><b>　　受

33、壓高度</b></p><p><b>　　正截面抗彎承載力</b></p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p>　　4.4主梁斜截面抗剪承載力驗算</p><p><b>　　1.檢查截面尺寸</b></p><p>　

34、　根據《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范（JTG D62-2004)》構造規(guī)定9.3.10要求梁最底層鋼筋432通過支座截面，支座截面有效高度：</p><p>　　根據《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范（JTG D62-2004)》 5.2.9要求：</p><p><b>　　，符合要求。</b></p><p>　　2.檢

35、查是否需要設置腹筋</p><p>　?。?）跨中段截面 </p><p>　?。?）支座截面 </p><p>　　故可在梁跨中的某長度范圍內按構造配置鋼筋，其余區(qū)段可應按計算配置腹筋。</p><p>　　4.5剪力區(qū)抗剪鋼筋的配置</p><p><b>　　剪力圖分配</b>&

36、lt;/p><p>　　計算 支點處剪力計算值 跨中處剪力計算值 </p><p>　　的截面距跨中截面的距離可由剪力包絡圖按比例求得，為</p><p><b>　　=</b></p><p>　　在長度內可按構造要求布置鋼筋。同時根據《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范（JTG D62-2004)》規(guī)

37、定，在支座中心線向跨徑長度方向不小于1倍梁高范圍內，鋼筋的間距最大為100mm。</p><p>　　距支座中心線的h/2處的計算剪力值（V’）由剪力包絡圖按比例求得，為</p><p><b>　　=</b></p><p>　　其中應由混凝土和箍筋承擔的剪力計算值至少為；應由彎起鋼筋（包括斜筋）承擔的剪力計算值最多為，設置彎起鋼筋區(qū)段長度為

38、4550mm。</p><p><b>　　箍筋計算</b></p><p>　　常用箍筋直徑應不小于8mm，且不小于1/4主筋直徑和股數，再按下式計算箍筋間距：（mm）</p><p>　　采用直徑為8mm的雙肢箍筋，箍筋截面積</p><p><b>　　跨中截面，取</b></p>

39、<p><b>　　支點截面 ， </b></p><p>　　P=（2.5+0.88）/2=1.69 , </p><p><b>　　箍筋間距為</b></p><p>　　取 , （R235鋼筋）故滿足要求。</p><p>　　綜合上述計算，在支座中心向跨徑長度方向的1300

40、mm范圍內，設計箍筋間距，爾后至跨中截面統(tǒng)一的箍筋間距取 </p><p><b>　　彎起鋼筋計算</b></p><p>　　設焊接鋼筋骨架的架立鋼筋（R235）為Φ20，鋼筋重心至梁受壓翼板上邊緣距離。彎起鋼筋的彎起角度為45°，彎起鋼筋末端與架立鋼筋焊接。為了得到每對彎起鋼筋分配的剪力，由各排彎起鋼筋的末端折點應落在前一排彎起鋼筋的構造規(guī)定來得

41、到各排彎起鋼筋的彎起點計算位置，首先要計算彎起鋼筋上、下彎點之間垂直距離 見圖</p><p>　　根據《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范（JTG D62-2004)》 5.2.11規(guī)定，簡支梁的第一排彎起鋼筋（對支座而言）的末端彎起點應位于支座中心截面處。這時，為</p><p>　　彎筋的彎起角為45°，則第一排彎筋（2N5）的彎起點1距支座中心距離為1105mm。彎

42、筋與梁縱軸線交點1′距支座中心距離為</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　第二排</b></p><p>　　彎起點2距支點中心的距離: 1098+1063=2161mm</p><p>　　分配給第二排彎起鋼筋的計算剪力值，由比例關系計算可得到：</p>

43、;<p><b>　　得</b></p><p>　　彎筋與梁縱軸線交點2′距支座中心 </p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　第三排</b></p><p>　　彎起點3距支點中心的距離 2161+1031=3192mm&l

44、t;/p><p>　　分配給第三排彎起鋼筋的計算剪力值，由比例關系計算可得到：</p><p><b>　　得</b></p><p>　　彎筋與梁縱軸線交點3′距支座中心 </p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　第四排</b>

45、;</p><p>　　彎起點4距支點中心的距離 3192+1000=4192mm</p><p>　　分配給第四排彎起鋼筋的計算剪力值，由比例關系計算可得到：</p><p><b>　　得</b></p><p>　　彎筋與梁縱軸線交點4′距支座中心 </p><p><b>

46、;　　=</b></p><p>　　第五排(專設彎起鋼筋)</p><p>　　彎起點5距支點中心的距離 4192+970=5162mm</p><p>　　分配給第五排彎起鋼筋的計算剪力值，由比例關系計算可得到：</p><p><b>　　得</b></p><p>　　彎筋

47、與梁縱軸線交點5′距支座中心 </p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　彎起鋼筋計算表</b></p><p><b>　　繪制彎矩包絡圖</b></p><p>　　先按拋物線公式近似求出控制截面的彎矩值。已知L=19.5m，，，配置跨中截面鋼

48、筋，</p><p><b>　?。缰刑帲?lt;/b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　?。?</b></p><p><b>　?。?</b></p><p><b>　　：</b

49、></p><p>　　全梁承載能力校核及構造要求</p><p>　?。?）理論彎起點應在正截面抗彎計算需要該鋼筋強度全部被發(fā)揮的截面（以下簡稱為充分利用點）以外，其距離不小于處。</p><p>　?。?）彎起鋼筋與梁中心線的交點，應在按抗彎計算不需要該鋼筋的截面（下面簡稱不需要點）以外，或者說承載力圖在彎矩包絡圖以外。</p><p&

50、gt;　?。?）在鋼筋混凝土梁的支點處，應至少有兩根并不少于20%主鋼筋通過，本設計以最底兩排鋼筋伸入支座，其截面積為3218mm2(432)>8893×20%=1778.6 mm2,滿足規(guī)定。</p><p>　?。?）按規(guī)范要求，簡支梁第一對（對支座而言）彎起鋼筋末端彎折點應位于中心截面處，以后各對彎起鋼筋的末彎起點應落在或超過前一對彎起鋼筋彎起點截面（即相鄰兩斜筋的首尾要求相互搭接或銜接，保

51、證任意截面上都有斜筋）。</p><p>　?。?）當梁高h〉1m時，梁肋兩側要設水平鋼筋，其直徑為6—10mm，其面積應不小于規(guī)范的要求：</p><p><b>　　=0.002</b></p><p>　　, 148=704</p><p>　　斜截面的抗剪強度復核</p><p>　?。?/p>

52、1）確定驗算斜截面的具體位置</p><p>　　a、距支點中心h/2；</p><p>　　b、起彎點截面及受拉鋼筋不受力處的截面；</p><p>　　c、箍筋數量發(fā)生變化處的截面；</p><p>　　d、梁肋寬度改變處截面。</p><p>　　（2）計算截面的抗剪承載能力</p><p&g

53、t;<b>　　滿足要求。</b></p><p>　　4.6主梁裂縫寬度驗算（選做）</p><p>　　按規(guī)范《 公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范（JTG D62-2004)》第6.4.3條規(guī)定,最大裂縫寬度按下式計算:</p><p>　　----考慮鋼筋表面形狀的系數，取=1.4；</p><p>　　-