m簡支T梁畢業(yè)設計

1、畢 業(yè) 論 文 簡支T形橋梁設計 班 級： 土木工程系11屆道橋1班 學 生： 陳土平（1135131103） 指導教師： 林煌老師 目錄一、 基本設計資料2二、 主梁內(nèi)力計算32.1. 恒載內(nèi)力32.1.1. 恒載集度32.1.2. 荷載內(nèi)力32.2. 荷載橫向分布系數(shù)計算42.2.1. 支點荷載橫向分布系數(shù)42.2.2. 跨中荷載橫向分布系數(shù)52.3. 汽車沖擊力系數(shù)72.4. 活載內(nèi)力72.4.1. 計算公路-I級車道荷載的標準值72.4.2. L/2處最大內(nèi)力計算82.4.3. L/4處最大內(nèi)力計算102.4.4. 支點處最大剪力計算122.5. 作用效應組合14三、 行車道板計算16

2、3.1恒載內(nèi)力計算（以縱向1m寬的板條進行計算）163.2. 車輛荷載的內(nèi)力計算163.3. 作用效應組合18四、 配置鋼筋及驗算194.1主梁鋼筋筋計算194.1.1. 計算主梁受拉鋼筋的配置194.1.2. 主筋正截面抗彎驗算204.1.3. 主梁受斜筋配置214.1.4. 主筋彎起后斜截面抗彎強度的驗算234.1.5. 計算主梁箍筋配置244.2. 斜截面抗剪驗算254.3. 裂縫寬度驗算264.4. 撓度驗算274.5. 設置預拱度30畢業(yè)設計總結(jié)31結(jié)束語32主要參考資料331、 基本設計資料1. 標準跨徑：20m.2. 橋面凈寬：A.凈7.5+21.03. 汽車荷載：公路級；人行道

3、和欄桿自重線密度按照單側(cè)5KN/m計算。4. 人群荷載：3.5KN/5. 主要材料 混凝土：混凝土簡支T形梁及橫隔梁采用C40混凝土，橋面鋪裝上層采用0.03m瀝青混凝土，下層為厚0.060.13m的C30混凝土，瀝青混凝土重度按計，混凝土重度（鋪裝層）按計。6. 鋼材：箍筋采用HPB300，受力筋采用HRB335。由上圖，本橋共由5片T形梁組成，單片T形梁高1.50m，寬1.9m，橋上橫坡度為2.0%，坡度由C30混凝土橋面鋪裝所控制；設有五根橫隔梁。2、 主梁內(nèi)力計算2.1. 恒載內(nèi)力2.1.1. 恒載集度（1） 主梁肋：（2） 橫隔梁（邊主梁）：（3） 橫隔梁（中主梁）：（4） 橋面鋪裝

4、層：（5） 欄桿和人行道：（6） 邊主梁全部集度恒載：（7） 中主梁全部集度恒載：2.1.2. 荷載內(nèi)力上述計算結(jié)果說明，應該計算中主梁的橫在內(nèi)力為最大，但通?；钶d內(nèi)力邊主梁最大，經(jīng)何在內(nèi)力效應組合后，往往邊主梁控制設計，因此，本算例只計算邊主梁的恒載內(nèi)力。各截面計算的剪力和彎矩值列于表2-1：邊主梁的恒載內(nèi)力 截面位置內(nèi)力剪力（KN）彎矩（KNm)X=0Q=191.59M=0X=l/4Q=95.79M=700.49X=l/2Q=0M=933.992.2. 荷載橫向分布系數(shù)計算2.2.1. 支點荷載橫向分布系數(shù)（1） 選擇橫向分布系數(shù)計算方法。當荷載位于支點處時，應按杠桿原理法計算荷載分布系數(shù)

5、。（2） 繪制1號梁荷載橫向分布影響線如圖3-1-1。圖3-1-1 1號梁：汽車作用時 人群作用時 2.2.2. 跨中荷載橫向分布系數(shù)（1） 選擇橫向分布系數(shù)計算方法。該橋設有多道橫梁，橫向連接可靠，并且承重結(jié)構(gòu)的寬跨比為：符合偏心壓力法適用條件，采取偏心壓力法。（2） 繪制荷載橫向分布影響線。本橋各主梁截面尺寸相同，n=5，主梁橫向間距1.90m，則：則：由和坐標值繪制1號梁的荷載橫向分布影線如圖3-2-1所示。圖3-2-1（3） 按橫向最不利位置排列荷載，并計算荷載橫向分布系數(shù)。根據(jù)橋規(guī)的規(guī)定，在橫向影響線上按橫向最不利位置排列荷載，車輛荷載離開側(cè)石（或緣石）最小距離為0.5m。設橫向影響

6、線的0點距離1號梁為x，則：解得：設人行道緣石至1號梁軸線的距離為，則：根據(jù)幾何關系，左輪第一個輪重對應的影響線坐標為（以表示影響線0點汽車車輪的橫坐標距離）：同理可得各輪重和人群荷載集度對應的影響線坐標分別為：則，1號梁的汽車荷載的橫向分布系數(shù)為：1號梁的人群荷載的橫向分布系數(shù)為：荷載橫向分布系數(shù) 梁號荷載位置汽車荷載人群荷載邊主梁跨中0.5690.647支點0.3561.2372.3. 汽車沖擊力系數(shù)簡支梁基頻計算公式為，則單根主梁： C40混凝土2.4. 活載內(nèi)力2.4.1. 計算公路-I級車道荷載的標準值均布荷載：計算彎矩時的集中荷載：計算剪力時的集中荷載：2.4.2. L/2處最大內(nèi)

7、力計算作荷載橫向分布系數(shù)延橋跨方向的變化圖形和L/2內(nèi)力影響線，如圖2-4-2-1：圖2-4-2-1（1）計算車道荷載的跨中彎矩。雙車道不折減： 車道均布荷載作用下： 車道均布荷載作用下：車道集中荷載作用下：車道荷載的跨中彎矩為：（2）計算人群荷載的跨中彎矩?？v向每延米人群荷載集度：（3）計算跨中截面車道荷載最大剪力。鑒于跨中剪力影響線的較大坐標位于跨中部分，故也采用全跨統(tǒng)一的荷載橫向分布系數(shù)：車道均布荷載作用下：車道集中荷載作用下：跨中截面車道荷載最大剪力為：（4）計算跨中截面人群荷載最大剪力。（5） 汽車沖擊效應：2.4.3. L/4處最大內(nèi)力計算作荷載橫向分布系數(shù)延橋跨方向的變化圖形和剪

8、L/4內(nèi)力影響線，如圖2-4-3-1：圖2-4-3-1（1）計算車道荷載的l/4處彎矩。雙車道不折減： 車道均布荷載作用下： 車道均布荷載作用下：車道集中荷載作用下：車道荷載的跨中彎矩為：（2）計算人群荷載的l/4彎矩?？v向每延米人群荷載集度：（3）計算l/4截面車道荷載最大剪力。采用全跨統(tǒng)一的荷載橫向分布系數(shù)：車道均布荷載作用下：車道集中荷載作用下：l/4截面車道荷載最大剪力為：（4）計算l/4截面人群荷載最大剪力。（5）汽車沖擊效應：2.4.4. 支點處最大剪力計算作荷載橫向分布系數(shù)延橋跨方向的變化圖形和支點剪力影響線，如圖：圖2-4-4-1（1）計算支點截面汽車荷載最大剪力。橫向分布系數(shù)

9、變化區(qū)段的長度：影響線面積：車道均布荷載作用下:附加三角形荷載重心的影響線坐標為：附加車道均布荷載剪力為：故車道均布荷載作用下的支點剪力為：車道集中荷載作用下：車道荷載作用下的支點剪力為：（2）計算支點截面人群荷載最大剪力。人群荷載的橫向分布系數(shù)如圖所示。附加三角形荷載重心的影響線坐標為：故可得人群荷載的支點剪力：（3）汽車沖擊效應：內(nèi)力計算匯總表主梁位置荷載類型內(nèi)力彎矩（KN/m)剪力（KN)0車道205.12人群20.06l/2車道1250.05126.9人群80.884.15l/4車道937.56209.54人群60.6610.362.5. 作用效應組合序號荷載類型內(nèi)力截面位置0l/2l

10、/4（1）永久作用0191.59933.990700.4995.79（2）汽車荷載0205.121250.05126.9937.56209.54(3)汽車沖擊效應066.46405.0241.12303.7767.89（4）人群荷載020.0680.884.1560.6610.36（5）1.2(1)+1.4(2)+0.81.4(4)0539.542961.44182.312221.11419.91（6）(1)+0.7(2)-(3)+(4)0308.711606.3964.201204.80205.31(7)(1)+0.4(2)-(3)+(4)0255.081304.3535.97978.271

11、56.59由表2-5-2可知：1.按承載能力極限狀態(tài)設計的作用效應組合的設計值為：2.按正常使用極限狀態(tài)設計的作用效應組合（1）作用短期效應組合(2) 作用長期效應組合3、 行車道板計算由于行車道板寬跨比，按單向板計算，懸臂長度為0.86m。3.1恒載內(nèi)力計算（以縱向1m寬的板條進行計算）(1) 每延米板上的恒載g。瀝青混凝土面層：C30混凝土墊層：T形梁翼板自重：合計：(2) 1米板寬的恒載內(nèi)力。彎矩：剪力：3.2. 車輛荷載的內(nèi)力計算圖3-2-1圖3-2-3將車輛荷載的后輪布置于鉸接縫軸線上如圖3-2-1，后軸作用力P=140KN,輪壓分布寬度如圖3-2-2。汽車荷載的著地長度，寬度。荷載

12、對于懸臂根部的分布寬度為：(1)作用于1米寬板條上的彎矩為：(2)作用于1米寬板條上的剪力為：(3)汽車沖擊效應：3.3. 作用效應組合1.按承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合計算基本組合：故行車道板的設計內(nèi)力：2.按正常使用極限狀態(tài)設計的作用效應組合（1）作用短期效應組合故行車道板的設計內(nèi)力：（2）作用長期效應組合故行車道板的設計內(nèi)力：4、 配置鋼筋及驗算4.1主梁鋼筋筋計算4.1.1. 計算主梁受拉鋼筋的配置梁的跨中彎矩：有效翼緣寬度：為以下三個值的最小值：（1）計算跨徑的l/3：（2）相鄰兩梁的平均間距： （3）則I類環(huán)境，最小保護層，假定，則主梁有效高度因為：故，此截面為第一類T形截面，按矩形截

13、面計算。由力矩平衡：取結(jié)構(gòu)重要系數(shù)（注以下出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)重要系數(shù)均?。┘矗航獾茫航孛嬷鹘蠲娣e：直徑為1032 HRB335鋼筋，則：主筋配置如圖：圖4-1-1-14.1.2. 主筋正截面抗彎驗算鋼筋重心位置為：有效高度：根據(jù)力的平衡：根據(jù)力矩平衡：由規(guī)范查得：對主筋使用HRB335，混凝土用C40，界限受壓區(qū)高度，而所以，主筋采用1032 HRB335，安全。4.1.3. 主梁受斜筋配置（1）抗剪強度上下限復核對于腹板寬度不變的等高度簡支梁，距離支點h/2處的第一個計算截面的截面尺寸控制設計，應滿足下列要求：根據(jù)構(gòu)造要求，僅保持最下面兩根鋼筋通過支點，其余各鋼筋在跨間不同位置處彎起或截斷。將有關數(shù)

14、據(jù)帶入上式得：所以，截面尺寸滿足受剪要求。（2） 構(gòu)件配筋驗算要配置抗剪鋼筋。（3） 主筋彎起根據(jù)剪力包絡圖彎起鋼筋：圖4-1-3-1畫出梁的剪力包絡圖（圖4-1-3-1），計算剪力取距梁支座中心h/2處，并由此彎起主筋，其中，有兩排主筋不彎起，彎起三排主筋，主筋彎起角度是。在距支座中心線4165mm的點配置斜筋，如上圖。其中，在斜筋的起彎點處，有7.98KN的剪力沒有對應彎起鋼筋，但相對于混凝土與箍筋共同承擔的剪力值：，所以，忽略。各排彎起鋼筋的計算：將彎起鋼筋距支座中心的距離，鋼筋面積及其承擔的剪力值列表如下：斜筋排次斜筋面積彎起點距支座中心距離（m）承擔的剪力值（KN)11608.71.

15、154199.8321608.72.308175.4631608.73.461119.6341231.54.61563.81對于1，計算得對于2，3，,所以肯定滿足。對于4，計算得故，斜筋面積滿足。4.1.4. 主筋彎起后斜截面抗彎強度的驗算根據(jù)主筋的抗彎承載力和彎矩包絡圖（圖4-1-4-1）校核：計算每一彎起截面的抵抗彎矩時，由于鋼筋根數(shù)不同，則鋼筋的重心位置也不同，有效高度的值也因此不同。為了簡化計算，可用同一數(shù)值，影響不會很大。圖4-1-4-1鋼筋的抵抗彎矩：鋼筋的抵抗彎矩：跨中截面的鋼筋抵抗彎矩為：第一排鋼筋彎起處正截面承載力為：第二排鋼筋彎起處正截面承載力為：第三排鋼筋彎起處正截面承

16、載力為：綜上所述，符合規(guī)范要求。4.1.5. 計算主梁箍筋配置箍筋間距的計算公式為：選用 HPB300雙肢箍（），面積。其中：將以上數(shù)據(jù)帶入公式得：故全跨布置2，并根據(jù)規(guī)范要求，在支座中心向跨徑反向一倍梁高范圍內(nèi)對箍筋進行加密，間距為100mm。配筋率：鋼筋混凝土梁中應設置直徑不小于8mm切不小于1/4主鋼筋直徑的箍筋，對于HPB300鋼筋來說：滿足規(guī)范要求。4.2. 斜截面抗剪驗算在四分之一跨徑處進行斜截面進行截面抗剪驗算。l/4處，最大剪力，對應的彎矩。斜截面抗剪驗算公式：其中，而通過l/4點的斜截面的水平投影長度而，取m=3.0，代入，得。有上述些裂縫的水平投影長度C作出此斜截面，如圖4

17、-2-1所示：圖4-2-1可以看出，斜筋及通過次斜截面，故所以，綜上所述，斜截面抗剪通過驗算。4.3. 裂縫寬度驗算裂縫寬度計算公式：其中，采用HPB335鋼筋，鋼筋直徑，所以，裂縫寬度：對于I類環(huán)境，裂縫寬度限值為0.2mm。綜上所述，裂縫寬度通過驗算。4.4. 撓度驗算鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的長期撓度值，在消除結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的長期撓度后，梁式橋的最大撓度處不應超過計算跨徑的1/600。主梁的剛度計算：本設計中：計算全截面換算截面受壓區(qū)高度：換算截面全截面抗彎慣矩：全截面換算重心軸以上部分面積對重心軸的面積矩：換算截面抗裂邊緣的彈性低抗矩：構(gòu)件受拉區(qū)塑性影響系數(shù)：開裂彎矩：全截面抗彎剛度：計算開裂

18、截面：圖4-4-1如上圖，假設開裂后中性軸在腹板以內(nèi)，則有：即：解上述方程，得：所以，假設成立，開裂慣性矩：開裂截面的抗彎剛度：開裂構(gòu)件等效截面的抗彎剛度：本設計采用C40混凝土，故。由此，計算在消除結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生得長期撓度后梁式橋主梁的最大撓度：所以，變形滿足規(guī)范要求。4.5. 設置預拱度對于鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，當由荷載短期效應組合并考慮荷載長期效應產(chǎn)生的長期撓度不超過計算跨徑的1/1600時，可不設預拱度。當不滿足此條件時，應設預拱度，預拱度的值應按結(jié)構(gòu)自重和1/2可變荷載頻遇值計算的長期撓度值只和采用。荷載短期效應組合并考慮荷載長期效應影響產(chǎn)生的長期撓度：所以，需要設置預拱度。預拱度的值按

19、結(jié)構(gòu)自重和l/2可變荷載頻遇值計算的長期撓度值之和：由此，可看出，梁底緣通過點（0，0），（9.75，-0.031），（19.5，0）計算預拱度方程：畢業(yè)設計總結(jié)畢業(yè)設計是我在大學學習階段的最后一個環(huán)節(jié)，是對所學基礎知識和專業(yè)知識的一種綜合應用，是一種綜合的再學習、再提高的過程，這一過程有助于培養(yǎng)我們的學習能力和獨立工作能力。最初的選題，開題到繪圖到計算到完成設計。期間，查找資料，老師指導，與同學交流，反復修改，每一個過程都是對自己能力的一次檢驗和充實。本次畢業(yè)設計課題是簡支T形橋設計。橋面凈寬為凈7.5+21.0m，設計荷載為公路I級，人群荷載為3.5KN/m2 ，標準跨徑為20m，計算跨徑

20、為19.5m的鋼筋混凝土T梁。次設計了上部結(jié)構(gòu)縱、橫斷面形式，擬定了主橋截面尺寸，并計算主梁內(nèi)力，進行了配筋設計和結(jié)構(gòu)驗算。對于這么實際的橋梁工程，這可能算是我第一次接觸。因此算的也很認真。雖然在畢業(yè)設計的過程中存在許多問題，但通過自己不斷的查閱書籍和導師的悉心指導，最后所有困難都迎刃而解。因此，這對于培養(yǎng)我們的自學能力和獨立工作能力是非常有幫助的。經(jīng)過兩個多月的畢業(yè)設計，我收獲很多，獲得許多珍貴的知識，例如：如何用規(guī)范，如何獨立思考，如何合理安排時間，學會了查找相關資料，分析數(shù)據(jù)，提高了自己的繪圖能力，懂得了許多驗算公式。橋梁計的整個設計過程，使所學的理論知識應用到設計中去，從而使自己的專業(yè)

21、知識更加扎實。通過自己的努力，我把大學學過的專業(yè)知識系統(tǒng)地學習了一遍，結(jié)合之前零碎的知識，也用到了很多之前沒接觸過的東西，充實了我的專業(yè)知識。為將來我們跨入工作崗位，從事專業(yè)工作打下堅實的基礎。結(jié)束語本次設計中我的設計指導林煌老師傾注了大量的心血，從選題到開題，到一次又一次的指出我們設計，計算中的具體問題，嚴格把關，循循善誘，在此表示衷心地感謝。同時，我還要感謝在我學習期間給我極大關心和支持的各位老師以及關心我的同學和朋友。做畢業(yè)設計也是再一次系統(tǒng)學習的過程，畢業(yè)設計完成，也意味著我新的學習生活要開始。在做設計期間經(jīng)歷了喜悅、聒噪、痛苦和彷徨，此過程中的心情是多么的復雜。如今伴著這篇畢業(yè)設計終有成稿，復雜的心情煙消云散，甚至自己還感覺到無比的成就