鋼筋混凝土簡支T梁橋設(shè)計(jì)計(jì)算課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

1、鋼筋混凝土簡支 T 梁橋設(shè)計(jì)計(jì)算課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目 :鋼筋混凝土簡支T 梁橋設(shè)計(jì)計(jì)算1. 課程設(shè)計(jì)教學(xué)條件要求橋梁結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)是土木工程專業(yè)橋梁工程實(shí)踐環(huán)節(jié)課，通過設(shè)計(jì)進(jìn)一業(yè)工作中步鞏固橋梁結(jié) 構(gòu)基本原理和基本知識， 以及橋梁構(gòu)造， 培養(yǎng)設(shè)計(jì)動手能力， 初步學(xué)會運(yùn)用橋梁設(shè)計(jì)規(guī) 范， 橋梁標(biāo)準(zhǔn)圖，估算工程材料數(shù)量，完成橋梁總體布置圖的技能。并為畢業(yè)設(shè)計(jì)以及今后專 奠定必要基礎(chǔ)。專業(yè)資料本課程設(shè)計(jì)要求學(xué)生在一周的時間內(nèi)通過指導(dǎo)教師的指導(dǎo)，完成任務(wù)書中的全部內(nèi)容，學(xué)生通過本課程的設(shè)計(jì)練習(xí)，使學(xué)生掌握鋼筋混凝土簡支T 梁設(shè)計(jì)計(jì)算的步驟和方法，學(xué)會對T 梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力計(jì)算、汽車荷載和人群荷載內(nèi)力計(jì)算

2、、內(nèi)力組合；在汽車和人群荷載內(nèi)力計(jì)算時，學(xué)會用桿杠原理法、偏心受壓法和 G-M 法求解荷載橫向分布 系數(shù)。2. 課程設(shè)計(jì)任務(wù)2.1 設(shè)計(jì)資料1 橋面凈寬：凈-7 或 8 或 9+2 X 1.0 或 0.75 或 0.5m 人行道（各人按表中數(shù)據(jù)查詢）2 主梁跨徑及全長標(biāo)準(zhǔn)跨徑：八=10或13或16或20.00m （墩中心距離）（各人按表中數(shù)據(jù)查詢）計(jì)算跨徑：I=9.50 或 12.50 或 15.50 或 19.50m （支座中心距離）（對應(yīng)上面之?dāng)?shù)值） 主梁全長： I 全 =9.96 或 12.96 或 15.96 或 19.96m （主梁預(yù)制長度）（對應(yīng)上面之?dāng)?shù)值）3 設(shè)計(jì)荷載汽車 I 級

3、；人群荷載 3.0kN/m 2或 4.0kN/m 2或 5.0kN/m 2 （各人按表中數(shù)據(jù)查詢） 汽車 U 級；人群荷載 3.0kN/m 2或 4.0kN/m 2或 5.0kN/m 2 （各人按表中數(shù)據(jù)查詢）4 材料 x鋼筋：主筋用 U 級鋼筋，其他用 I 級鋼筋。 混凝土： 20 號或 25 號或 30 號（自選）5 橋面鋪裝：瀝青表面處厚2cm （重力密度為 23Kn/m 3 ） , C25 混凝土墊層厚6? 12cm （重力密度為24Kn/m 3) , C30T梁的重力密度為 25Kn/m6 T梁簡圖如下： 1 I 1 - * .1-3上/IX1橫剖面主梁截面尺寸可參考已有設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)自己

4、擬定（根據(jù)橋面凈寬選取翼緣寬、主梁高、梁肋寬等）2.2、計(jì)算內(nèi)容1行車道板的內(nèi)力計(jì)算和組合；2計(jì)算主梁的荷載橫向分布系數(shù)用杠桿原理法求支點(diǎn)截面的橫向分布系數(shù)，用偏心壓力法求跨中截面的橫向分布系數(shù)3 主梁內(nèi)力計(jì)算；4 橫隔梁內(nèi)力計(jì)算；5 主梁配筋；6 主梁變形驗(yàn)算。3. 課程設(shè)計(jì)報(bào)告書主要內(nèi)容計(jì)算說明書包括：行車道板的內(nèi)力計(jì)算和組合；主梁的荷載橫向分布系數(shù)的計(jì)算；主 梁內(nèi)力計(jì)算；橫隔梁內(nèi)力計(jì)算、配筋；主梁變形驗(yàn)算。鋼筋布置圖。4. 課程設(shè)計(jì)要求（ 1 ）學(xué)生按時完成課程設(shè)計(jì)，遵守課程設(shè)計(jì)要求與紀(jì)律。（ 2 ） 學(xué)生獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)。指導(dǎo)教師分時段驗(yàn)收學(xué)生完成的階段任務(wù)。（ 3 ）學(xué)生按時提交

5、課程設(shè)計(jì)成果和打印或手寫的課程設(shè)計(jì)報(bào)告書。5. 課程設(shè)計(jì)參考資料 1 公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（ JTG - D60-2004 ） .人民交通出版社， 20042 2 公路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（ JTG - D60-2004 ） .人民交通出版社， 20043 姚玲森，橋梁工程.出版社：人民交通出版社，19934 范立礎(chǔ) , 橋梁工程（上、下冊）.出版社：人民交通出版社，19966. 課程設(shè)計(jì)個人數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)資料1橋面凈寬 凈8 2 1.0m人行道2主梁跨徑及全長標(biāo)準(zhǔn)跨徑lb 13.00m （墩中心距離）計(jì)算跨徑I 12.5m （支座中心距離）主梁全長I全12.96m （主梁預(yù)制長

6、度）3設(shè)計(jì)荷載汽車 U級；人群荷載4.0kN /m 24材料 鋼筋：主筋用 U級鋼筋，其他用I級鋼筋?；炷粒?25號5橋面鋪裝：瀝青表面處治厚 2cm （重力密度為23kN/m2） , C25混凝土墊層厚9cm （重力密度為24kN /m 2） , C30T梁的重力密度為25kN /m 2。6 T梁簡圖如下：In bi i圖i、設(shè)計(jì)步驟與方法1、行車道板計(jì)算(i)結(jié)構(gòu)自重及其內(nèi)力1)每延米板上的結(jié)構(gòu)自重 g：瀝青混凝土面層 gi : 0.02 1.0 23 0.46kN /mC25 混凝土墊層 g2 : 0.09 1.0 242.16kN/mT 梁翼板自重g3 : 0.08 0.14 1.0

7、 25 2.75kN/m2合計(jì)：g gi =5.37kN/ m2)每米寬板條的恒載內(nèi)力彎矩 Mmin,g 抑；15.37 0.81 21.76kN m剪力 QAg gio 5.37 0.814.35kN(2)汽車車輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力將車輛荷載后輪作用于較縫軸線上，后軸作用力為140kN ,輪壓分布寬度如圖，車輛荷載后輪著地長度為a20.20m ,寬度b20.60m則a1a2 2H 0.2 20.110.42mb1b2 2H 0.6 20.11 0.82m荷載對于懸臂梁根部的有效分布寬度：aa1 d 21 。0.421.4 1.623.44mT 梁的翼緣板上，故沖擊系數(shù)取11.3作用于每米寬板條上

8、的彎矩為M min, pP 4a 10b141400.821.3 0.814 3.4448.00kN m作用于每米寬板條上的剪力為QAP(1(3 ) 內(nèi)力組合)P 1.3 140 2 26.45kN4a 4 3.441 ）承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合計(jì)算1.2M ag 1.4M ac 1.2 ( 1.76)1.4 ( 8.00)13.31kN mQud 1.2Q Ag 1.4QAg 1.2 4.35 1.426.45 42.25kN所以，行車道板的設(shè)計(jì)內(nèi)力為2）正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合計(jì)算Mud 13.31kN mQud 42.25kNMud MAg 0.7M Ac ( 1.76) 0.7 ( 8

9、.00)7.36kN mQud QAg 0.7QAg4.35 0.7 26.45 22.87kN2、計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)當(dāng)荷載位于跨中時，此橋在跨度內(nèi)設(shè)有橫隔板，具有強(qiáng)大的橫向聯(lián)結(jié)剛性，且承重結(jié)構(gòu)的長度比為 - 竺 2.17 2 ，可按剛性橫梁法繪制影響線并計(jì)算橫向分布系數(shù)mcq ，本B 5 1.8橋各根主梁的橫向截面均等，梁數(shù)n=5, 梁間距為 2 米。1號梁52 2 2 aj aa?i 1(2 1.8)2 1.8232.4m 2100 800 100TH_11140(.2 2 2a3a4 a50 ( 1.8) 2 ( 2 1.8) 22180 ,180|3180卜 180 -14050 L

10、 180 -a1IIh r-F0-1301 11801車荷載E輛軟車荷載一1號梁橫向影響線54000.602 2111 a 1 (2 1.8 )2 n n 2 5 32.4aj15a1a50.202aj由11、15繪制1#梁的橫向影響線，如上圖及最不利荷載位置對于汽車荷載mcq11 06 (5.3 3.5 2.20.4)0.6332 5.4對于人群荷載11mcr rX0.60Xr5.4(5.4 0.4 0.5)0.72號梁21aa2n2 aii 125a2a5n2aii 1由21、對于汽車荷載對于人群荷載3號梁3135由31、對于汽車何載對于人群荷載梁號3284S46八832.425繪制2#梁

11、的橫向影響線，如上圖及最不利荷載位置mCr2a1 a3n2aii 1a3a5n2 ai21一Xr0.20.204 (5.3 3.55.42.20.4)0.4220.4(5.4 0.4 0.5) 0.467 5.435繪制3#梁的橫向影響線，如上圖 2及最不利荷載位置1mcq3mcr31(0.2 4)2r 0.2 0.2何載位置跨中me支點(diǎn)mo0.40.4表1 :橫向分布系數(shù)公路-n級0.6330.472人群何載0.7001.500跨中mc0.4220.467支點(diǎn)mo0.611跨中me0.40.4支點(diǎn)m。0.6393、主梁內(nèi)力計(jì)算(1)恒載內(nèi)力計(jì)算1)、恒載集度主梁:5 0.181.30.08

12、0.14 1.8 0.1825 10kN/m橫隔梁:0.08 0.141.8 0.180.15 0.16 u對于邊主梁：g21255 12.50對于中主梁:橋面鋪裝層：欄桿和人行道：1.1kN/mg;2 1.1g30.02g45 2 5作用于邊主梁的全部恒載為作用于中主梁的恒載強(qiáng)度為2)、恒載內(nèi)力2.2kN230.062kN /m0.12 72g gi 11 1.1g 11 2.2 4.19計(jì)算邊主梁的彎矩和剪力，計(jì)算圖式如圖所示，則gl x MxQx245 4.19kN /m4.19 2 18.29kN/2 19.39kN /m2gxgXg2g gx 2(l2x)各計(jì)算截面的剪力和彎矩值，列

13、于表2內(nèi)剪力Q ( kN)彎矩 M (kN/ m)18 29Q12.502(121.2)114.3M=O(0)18.29(12.5(90.9)(0)12.5)85.74一 18.29M212.5 l(12.54(284.03)18.29 12.5(378.7)12.5、 代267.9357.2注：括號（）內(nèi)值為中主梁內(nèi)力（2）活載內(nèi)力計(jì)算1、計(jì)算活載（車道荷載）和人群荷載引起截面內(nèi)力（跨中彎矩、支點(diǎn)剪力和跨中剪力）12號梁橫向影響線1801303號梁橫向影響線2 J 01圖4號梁對于汽車荷載對于人群荷載1 1.8010.472-4-僥 1.5mor1.8號梁對于汽車荷載mop對于人群荷載mor

14、對于汽車荷載mop01 -毛 A40.6111.8（由于是由現(xiàn)負(fù)的，取零，由于安全考慮）3號梁050.6391.8對于人群荷載mOr支點(diǎn)剪力12.5 1 18.29114.31kQ012.5 1 19.39 121.19kN22、均布荷載和內(nèi)力影響線面積計(jì)算表3:均布荷載和內(nèi)力影響線面積計(jì)算表M 1 /2Q1 /2qo公路-n級10.5 0.757.8757.8757.875人群4.0 0.75 33 ?公路-U級中集中荷載Pk計(jì)算計(jì)算彎矩效應(yīng)時 Pk影響線面積1 2-l 21.13m8l-1.56m8一=6.25m20.75 180吧I8-。- 12.5 550 5157.5kN影響線圖式1

15、/21/41/ *T-1/2計(jì)算剪力效應(yīng)時Pk ?計(jì)算沖擊系數(shù) 結(jié)構(gòu)跨中處的單位長度量1.2 157.5189kNA 0.181.3 (1.8 0.18) 008壬0.仆22G me9.811.04kg/m主梁截面形心到 T梁上緣的距離0.38m0.11 (1.8 0.18) (0.11/ 2) 1.3 0.18 (1.3/ 2)0.11 (1.80.18) 1.30.18跨中截面慣性矩(1.8 0.18) 0.11 3120.18 1.3 3 0.18 1.3(1.8 0.18)0.11 (0.4 吵)2 212查表C25混凝土2.81.3(20.4)21010Pa40.06897m3.14

16、2 12.5 228 1013.19Hz10O.。689711200.17671 n f 0.01570.44則沖擊系數(shù)11.44因雙車道不折減，故1跨中彎矩Mi/2計(jì)算由于跨中彎矩橫向分布系數(shù)1 #、5#梁最大，所以只需計(jì)算 1 #、5#梁的彎矩，計(jì)算如下：(1)對于1#梁公路一 U級汽車活載的跨中彎矩：S 氣 M|/2 (1) mcq1 (qKPkY)12 51.44 1 0.633 (7.875 21.13 157.5)4600.31kN m人群荷載的跨中彎矩：S 人 M /2 mcr1 qr 0.7 4 21.13 59.16kN m(2) 對于2# 和 4# 梁公路一U 級汽車活載的

17、跨中彎矩:S 汽 M|/2(1) mcq2 (q K Ry)12.51.44 1 0.422 (7.875 21.13 157.5)4 400.21kN m人群荷載的跨中彎矩：S 人 M l/2 mcr2 qr0.467 4 21.13 39.39kN m(3) 對于3# 梁公路一U 級汽車活載的跨中彎矩：S 汽 M l/2(1) mcq3 (qK PK y)12 51.44 1 0.4 (7.875 21.13 157.5)4379.35kN m人群荷載的跨中彎矩：S 人 M l/2 mcr3 qr 0.4 4 21.13 33.81kN m跨中剪力 Ql/2 計(jì)算(1) 對于 1 #和 5

18、# 梁公路一 U 級汽車活載的跨中剪力：3 氣 Q/2 (1) m) q1 (q KPK y)4 .44 1 0.633 (7.875 1.563 189 0.5) 97.36kN人群荷載的跨中剪力：SAQI/2 mcr1 qr 0.7 4 1.563 4.38kN(2) 對于 2 #和 4# 梁公路一 u級汽車活載的跨中剪力:務(wù)Q |/2 (1) mCq2 (qKPK y)1.44 1 0.422 (7.875 1.563 189 0.5) 64.91kN人群荷載的跨中剪力：Sa Qi/2 mcr2 qr0.467 4 1.563 2.93kN(3)對于3#梁公路一 U級汽車活載的跨中剪力：

19、0 氣 Q/2 (1) mCq3 (qKPK y)1.44 1 0.4 (7.875 1.563 189 0.5) 61.52kN人群荷載的跨中剪力：Sa Mi/2 mcr3 q0.4 4 1.563 2.5kN12.53.1橫向分布系數(shù)變化區(qū)段的長度支點(diǎn)剪力Q。計(jì)算 3.15m12.5附加三角形重心影響線坐標(biāo)13.15 /12.50.9163(1)對于1 #和5#梁公路一 U級汽車活載的支點(diǎn)剪力：Q 均(1)qK【mM|(m。 q1 m)q1)y3 151.44 1 7.875 0.633 6.25(0.472 0.633) 0.916242.33kNQo 集(1) m0q1PKy 1.44

20、 1 0.472 189 1 128.46kNQo Qo 均 Qo集 42.23 128.46 170.69kN人群荷載的支點(diǎn)剪力：Qr mcri qr|(%1 叫 1)6 討3 150.7 4 6.25(1.5 0.7) 4 0.9165.32kN(2) 對于 2 #和 4# 梁公路一 U 級汽車活載的支點(diǎn)剪力：aQ 均(1) qK 【micq2 - (moq2 mcq2) y3151.44 1 7.875 0.422 6.25(0.611 0.422) 0.916233.00kNQ 集(1)m0q2PKy 1.44 1 0.611 189 1 166.29kNQ Qo 均 Qo 集 33.

21、00 166.29199.29kN人群荷載的支點(diǎn)剪力：a一Qr mcr2 q-(m 0r2 譏 2 總討3 150.467 4 6.25(0 0.467) 4 0.9168.98kN(3) 對于 3# 梁公路一 U 級汽車活載的支點(diǎn)剪力 :a_Q 均(1)qKm cq3於 3 m cq3 ) y3 151.44 1 7.875 0.4 6.25(0.611 0.4) 0.91631.08kNQ0 集 (1) m0q3 P y 1.44 1 0.639 189 1173.91kNQo Qo 均 Qo 集 31.80 173.91 205.71kN人群荷載的支點(diǎn)剪力 :Qr mcr3 qr?嘰3口

22、品九丫3 150.4 4 6.25(0 0.4)4 0.91627.69kN荷載組合mm0 Sud0(Gi SGik Q1 SQ1k c Qj SQjk ) i 1j 2其中 rGi1.2 , r-Q11.4 , rQj1.4 , r。1.0 , c 0.8表4 :跨中彎矩組合活載(kNgm)梁#恒載(kNgm) 汽車人群-組合值（kNgm ）1、5357.2600.3159.161335.32、4378.7400.2139.391124.93378.7379.2533.81958.7表5 :跨中剪力組合活載（kN）梁#怛載（kN）汽車人群組合值（kN）1、5097.364.38141.22、

23、4064.912.9394.23061.522.588.9表6 :支點(diǎn)剪力組合活載（kN）梁#(kN)汽車人群-組合值（kN）1、5114.3170.695.32382.12、4121.2199.38.98434.63121.2205.717.69442.14、橫隔梁的計(jì)算1、確定作用在中橫隔梁上的計(jì)算荷載縱向一列車輪對于中橫隔梁的計(jì)算荷載為P=1作用在1 #梁時:i n 1.5d2i 0.5d 1 1.5d0.6 1.5 1.8 0.4 0.5 1.8 1 1.5 1.8計(jì)算彎矩時：1(qkP)q 20.7290.96kN11Pky) 尹 875 23.1 21157.5 1)P)r qr 2 3.126.2kN2計(jì)算剪力時P)q 1 (7.8751 3.1 21 1.2 157.51) 106.7kNI222、繪制中恒隔梁的內(nèi)力影響線P=1 作用在5梁時：Mr515 1.5d 25 0.5d0.2 1.5 1.8 00.54P=1 作用在3梁時：Mr313 1.5d 23 0.5d0.2 1.5