鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T梁與行車道板配筋設(shè)計(jì)橋梁工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告書

1、工學(xué)院橋梁工程課程設(shè)計(jì)題 目：鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T梁與行車道板配筋設(shè)計(jì)班 級(jí)：土木1103姓 名：段道蓬學(xué) 號(hào)：1101401326學(xué) 院：建筑工程學(xué)院專 業(yè)：土木工程（路橋方向）指導(dǎo)老師：洋2013年12月橋梁工程課程設(shè)計(jì)計(jì)算書一、設(shè)計(jì)資料1結(jié)構(gòu)形式與基本尺寸某公路裝配式簡(jiǎn)支梁橋，雙車道，橋面寬度為凈 -8+21m，主梁為裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T梁，橋面由五片T梁組成，主梁中心距2.0m，主梁之間的橋面板為鉸接，沿梁長(zhǎng)設(shè)置5道橫隔梁。主梁的細(xì)部尺寸可參考表1。表1 裝配式鋼筋混凝土T形梁橋總體特征表標(biāo)準(zhǔn)跨徑（m）計(jì)算跨徑（m）梁長(zhǎng)（m）主梁橫隔梁梁高（m）肋寬（cm）翼板根部厚度（cm）翼板端部厚

2、度（cm）橫隔梁高度（m）橫隔梁數(shù)橫隔梁平均厚度（cm）第一根橫隔梁至支點(diǎn)距離（m）2019.519.961.52218121.25184.9注：橫隔梁，分別在兩支點(diǎn)、跨中與四分點(diǎn)布置2橋面布置橋梁位于直線上，兩側(cè)設(shè)人行道，寬度為1m，橋面鋪裝為2cm厚的瀝青混凝土，其下為C25混凝土墊層，設(shè)雙面橫坡，坡度為1.5%。橫坡由混凝土墊層實(shí)現(xiàn)變厚度，兩側(cè)人行道外側(cè)橋面鋪裝厚度8cm（2cm厚瀝青混凝土和6cm混凝土墊層）。3材料1）主梁、橫隔梁：混凝土：C30（容重為25KN/m）主筋：II級(jí)鋼筋；構(gòu)造鋼筋：I級(jí)鋼筋；2）橋面鋪裝：瀝青混凝土（容重為23KN/m）；混凝土墊層C25（容重為23KN

3、/m）；3）人行道：人行道包括欄桿荷載集度為6KN/m；4設(shè)計(jì)荷載公路-級(jí)； 人群荷載：3.0KN/；5.設(shè)計(jì)規(guī)與參考書目1)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)（JTG D60-2004）2）公路鋼筋混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)（JTG D62-2004）3）混凝土簡(jiǎn)支梁（板）橋(第三版)4）橋梁工程5）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理6）結(jié)構(gòu)力學(xué)二、設(shè)計(jì)容（一）主梁1.恒載力計(jì)算；1.1恒載集度主梁：橫隔梁：人行道和欄桿： 橋面鋪裝： 作用于主梁上的全部恒載集度：1.2恒載力 跨中截面 1/4跨截面支點(diǎn)截面恒載力表項(xiàng)目彎矩M（kNm）剪力Q（KN）支點(diǎn)0169.161/4跨618.5084.581/2跨824.66

4、702.荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算；2.1抗扭修正系數(shù)的計(jì)算由于各片主梁的截面一樣，考慮梁的抗扭剛度時(shí)號(hào)梁的荷載橫向分布系數(shù)2.1.1、計(jì)算主梁的抗彎慣矩主梁板寬度為1.98m 主梁間的縫寬為0.02m 圖 主梁的細(xì)部尺寸（尺寸單位：cm）1) 、求主梁截面的重心位置翼緣板平均厚度為肋高（150-15）=135cm主梁截面重心至梁頂面的距離為 （1）主梁的抗彎慣矩為（2）主梁的抗扭慣矩 圖 主梁抗扭慣矩的計(jì)算（尺寸單位：cm）對(duì)于翼板：，查表得對(duì)于梁肋：，查表得 將截面分為上圖所示的兩個(gè)矩形。對(duì)于翼板：，查表得對(duì)于梁肋：，查表得比較上述兩種情況的計(jì)算結(jié)果，抗扭慣矩取兩者中的大者2.1.2、計(jì)算主梁抗

5、扭修正系數(shù)當(dāng)2.2 汽車荷載橫向分布系數(shù) （a）橋梁橫斷面（b）汽車荷載橫向分布系數(shù)（c）人群荷載橫向分布系數(shù)（1）雙列汽車偏載（2P）作用時(shí)1號(hào)梁 2號(hào)梁 3號(hào)梁 （2）單列汽車荷載（p=1）作用時(shí)1號(hào)梁 2號(hào)梁 3號(hào)梁 比較單列偏載作用和雙列偏載作用的橫向分布系數(shù)，雙列偏載作用下更不利，故1號(hào)梁橫向分布系數(shù)：取2號(hào)梁橫向分布系數(shù)：取3號(hào)梁橫向分布系數(shù)：取2.3、人群荷載橫向分布系數(shù)2.3.1、考慮單列布置人群荷載時(shí)，荷載偏心矩1號(hào)梁人群橫向分布系數(shù) 2號(hào)梁人群橫向分布系數(shù) 3號(hào)梁人群橫向分布系數(shù) 2.3.2、考慮雙列布置人群荷載時(shí)，荷載偏心矩e=01、2、3號(hào)梁人群橫向分布系數(shù)為 比較單列

6、布置人群荷載和雙列布置人群荷載的橫向分布系數(shù)得：1號(hào)梁人群橫向分布系數(shù)2號(hào)梁人群橫向分布系數(shù)3號(hào)梁人群橫向分布系數(shù)2.4、主梁支點(diǎn)截面的荷載橫向分布系數(shù)（采用杠桿法）1、繪制1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)梁的荷載反力影響線；2、確定荷載的橫向最不利的布置；下圖3、插計(jì)算對(duì)應(yīng)于荷載位置的影響線縱標(biāo)；圖 各主梁的橫向分布影響線與荷載布置由杠桿法計(jì)算得到1、2、3號(hào)梁的橫向分布系數(shù)1號(hào)梁橫向分布系數(shù)人群荷載橫向分布系數(shù)為汽車荷載橫向分布系數(shù)為2號(hào)梁橫向分布系數(shù)人群荷載橫向分布系數(shù)為汽車荷載橫向分布系數(shù)為3號(hào)梁橫向分布系數(shù)人群荷載橫向分布系數(shù)為汽車荷載橫向分布系數(shù)為橫向分布系數(shù)總匯梁號(hào)跨中段的分布系數(shù)支點(diǎn)的分布系數(shù)

7、汽車荷載人群荷載汽車荷載人群荷載10.71.0190.51.337520.550.6100. 5030.40.40.7503.活載力計(jì)算；汽車車道荷載標(biāo)準(zhǔn)值。查JTG D602004規(guī)，橋面凈寬,車輛雙向行駛，8.0橫向布置車隊(duì)數(shù)為2，不考慮折減系數(shù)，。公路I級(jí)車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為；集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值按以下規(guī)定選?。簶蛄河?jì)算跨徑小于或等于5m時(shí)，；橋梁計(jì)算跨徑等于或大于50m時(shí)，；橋梁計(jì)算跨徑在5m50m之間時(shí)，值采用線性插法求得。公路II級(jí)車道荷載按公路I級(jí)荷載的0.75倍采用。計(jì)算跨徑=19.5m，位于550m之間,集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值0.75均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值 0.75車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)

8、滿布于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號(hào)影響線上；集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值只作用于相應(yīng)影響線中的一個(gè)最大影響線峰值處。計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)乘以1.2的系數(shù)，則計(jì)算剪力時(shí)，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值3.1、跨中截面的彎矩和剪力3.1.1彎矩1、汽車荷載作用下跨中彎矩影響線的最大縱標(biāo) 跨中彎矩影響線的面積 沖擊系數(shù) 圖 （a）汽車荷載和人群荷載 （b）沿梁跨的橫向分布系數(shù)（c）跨中彎矩影響線 （d）跨中剪力影響線1號(hào)梁的跨中截面彎矩2號(hào)梁的跨中截面彎矩3號(hào)梁的跨中截面彎矩3.1.2 人群荷載作用下人群荷載集度1號(hào)梁的跨中截面彎矩2號(hào)梁的跨中截面彎矩3號(hào)梁的跨中截面彎矩3.2、剪力（1、汽車荷載作用下跨中剪力影響線的最

9、大縱標(biāo) 跨中剪力影響線的面積 1號(hào)梁的跨中截面剪力2號(hào)梁的跨中截面剪力3號(hào)梁的跨中截面剪力（2、人群荷載作用下人群荷載集度跨中彎矩影響線的面積 1號(hào)梁的跨中截面剪力2號(hào)梁的跨中截面剪力3號(hào)梁的跨中截面剪力3.2 1/4跨截面的彎矩和剪力圖九 （a）1/4跨彎矩影響線 （b）1/4跨剪力影響線跨中彎矩影響線的最大縱標(biāo) 跨中彎矩影響線的面積 3.2.1、彎矩（1、汽車荷載作用下1號(hào)梁1/4跨截面彎矩2號(hào)梁1/4跨截面彎矩3號(hào)梁1/4跨截面彎矩（2、人群荷載作用下1號(hào)梁1/4跨截面彎矩2號(hào)梁1/4跨截面彎矩3號(hào)梁1/4跨截面彎矩3.2.2、剪力跨中彎矩影響線的最大縱標(biāo) 跨中彎矩影響線的面積 （1、汽

10、車荷載作用下1號(hào)梁1/4跨截面剪力2號(hào)梁1/4跨截面剪力3號(hào)梁1/4跨截面剪力 （2、 人群荷載作用下1號(hào)梁1/4跨截面剪力2號(hào)梁1/4跨截面剪力3號(hào)梁1/4跨截面剪力3.3 支點(diǎn)剪力圖 （a）汽車荷載和人群荷載 （b）沿梁跨的橫向分布系數(shù)（c）梁上荷載分成兩部分 （d）支點(diǎn)剪力影響線3.3.1、汽車荷載作用下1號(hào)梁支點(diǎn)截面剪力由于，設(shè)集中荷載作用于距支點(diǎn)位置處，則由 即可解得 取荷載作用于支點(diǎn)處2號(hào)梁支點(diǎn)截面剪力 由于，則3號(hào)梁支點(diǎn)截面剪力 由于，則3.3.2 人群荷載作用下 1號(hào)梁支點(diǎn)截面剪力2號(hào)梁支點(diǎn)截面剪力3號(hào)梁支點(diǎn)截面剪力橋梁支點(diǎn)、1/4跨和1/2跨彎矩、剪力表梁號(hào)荷載類型彎矩（kN

11、m）剪力（kN）支點(diǎn)1/4跨1/2跨支點(diǎn)1/4跨1/2跨1汽車01088.411132.48210.27193.24120.12人群081.83108.9724.5412.565.592汽車0855.18889.81199.98151.8394.38人群048.9865.2310.717.523.353汽車0621.95647.13270.8110.4268.64人群032.1242.784.664.932.194.作用效應(yīng)組合；梁號(hào)組合類型彎矩（kNm）剪力（kN）支點(diǎn)L/4L/2支點(diǎn)L/4L/21基本組合02357.622697.12524.85386.10174.43短期組合01462.

12、221726.37340.89232.4189.67長(zhǎng)期組合01086.601321.24263.09166.9150.282基本組合01994.312308.40494.95322.48135.89短期組合01266.111512.76319.86198.3869.42長(zhǎng)期組合0980.171206.68253.44148.3239.103基本組合01648.901943.50587.33261.6198.55短期組合01085.991320.44363.38166.8050.24長(zhǎng)期組合0880.131100.63279.34130.7228.331控制設(shè)計(jì)計(jì)算力2357.622697.1

13、2524.85386.10174.4321994.312308.40494.95322.48135.8931648.901943.50587.33261.6198.555.繪制彎矩和剪力包絡(luò)圖1號(hào)梁彎矩包絡(luò)圖（KN/m）剪力包絡(luò)圖（KN）2號(hào)梁彎矩包絡(luò)圖（KN/m）剪力包絡(luò)圖（KN）3號(hào)梁彎矩包絡(luò)圖（KN/m）剪力包絡(luò)圖（KN）6.主梁配筋設(shè)計(jì)計(jì)算6.1跨中截面的縱向受拉鋼筋的計(jì)算6.1.1計(jì)算T形截面梁受壓翼板的有效寬度圖1跨中截面尺寸圖（尺寸單位：mm）為了便于計(jì)算，將實(shí)際T型截面換算成圖1所示的計(jì)算截面=（120+180）/2=150mm 其余尺寸不變，故有： （1） (為主梁計(jì)算跨徑)

14、（2）220+20+12150=2020mm（3）2000mm（等于相鄰兩梁軸線間的距離）取上述三個(gè)數(shù)據(jù)中最小的值，故取2000mm6.1.2、因采用的是焊接鋼筋骨架，設(shè)鋼筋重心至梁底的距離1500=135mm，則梁的有效高度即可得到1500-135=1365mm。6.1.3、判斷T形梁截面類型由2000150(1365-150/2)=4489.20106N.mm=4489.20KN.mM(2697.12KN.m)判斷為一類T形截面。6.1.4、受壓區(qū)高度根據(jù)公式整理后，可得到1500mm舍去150mm 適合6.1.5、主筋面積計(jì)算將各已知值與代入公式求出根據(jù)以下原則：a、選用鋼筋的總面積應(yīng)盡

15、量接近計(jì)算所需的鋼筋；b、梁主筋直徑不宜小于10mm，也不能大于40mm，一般為12-32mm，本設(shè)計(jì)采用16mm和32mm兩種鋼筋搭配，選用832+416，截面面積為7238mm2；鋼筋疊高層數(shù)為6層，c、受拉鋼筋的布置在滿足凈保護(hù)層的條件下，應(yīng)盡量靠近截面的下邊緣，鋼筋的凈距和疊高都滿足構(gòu)造要求。故混凝土厚度取，鋼筋間橫向凈距220-225-234.5=101mm40mm，鋼筋疊高為218+434.5=174M(2697.12KN.m)又，2.4%故截面復(fù)核滿足要求。6.2腹筋的計(jì)算6.2.1、檢查截面尺寸根據(jù)構(gòu)造要求，梁最底層鋼筋232通過支座截面，支座截面有效高度截面尺寸符合設(shè)計(jì)要求6

16、.2.2、檢查是否需要設(shè)置腹筋（1）跨中段截面 （2）支座截面 因，故可在梁跨中的某長(zhǎng)度圍按構(gòu)造配置鋼筋，其余區(qū)段可應(yīng)按計(jì)算配置腹筋。6.2.3、剪力圖分配在圖3所示的剪力包絡(luò)圖中，支點(diǎn)處剪力計(jì)算值，跨中處剪力計(jì)算值。的截面距跨中截面的距離可由剪力包絡(luò)圖按比例求得，為在長(zhǎng)度可按構(gòu)造要求布置鋼筋。同時(shí)根據(jù)公路橋規(guī)規(guī)定，在支座中心線向跨徑長(zhǎng)度方向圍，鋼筋的間距最大為1圖3.計(jì)算剪力分配圖 距支座中心線的h/2處的計(jì)算剪力值（）由剪力包絡(luò)圖按比例求得，為其中應(yīng)由混凝土和箍筋承擔(dān)的剪力計(jì)算值至少為；應(yīng)由彎起鋼筋（包括斜筋）承擔(dān)的剪力計(jì)算值最多為，設(shè)置彎起鋼筋區(qū)段長(zhǎng)度為4558mm。6.2.4、箍筋計(jì)算

17、采用直徑為8mm的雙肢箍筋，箍筋截面積在等截面鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁中，箍筋盡量做到等距離布置。為計(jì)算簡(jiǎn)便按式(4-5)設(shè)計(jì)箍筋時(shí)，式中的斜截面縱筋配筋百分率p與斜截面有效高度可近似按支座截面和跨中截面的平均值取用，計(jì)算如下：跨中截面 ，支點(diǎn)截面 ，則平均值分別為，箍筋間距為= 264mm 確定箍筋間距的設(shè)計(jì)值尚應(yīng)考慮公路橋規(guī)的構(gòu)造要求。 現(xiàn)取 與500mm，滿足規(guī)要求。綜合上述計(jì)算，在支座附近h/2圍，設(shè)計(jì)箍筋間距；爾后距支座中心h/2處至跨中截面統(tǒng)一的箍筋間距取，用8 雙肢箍筋，配筋率。6.3彎起筋（斜筋）計(jì)算設(shè)焊接鋼筋骨架的架立鋼筋為22，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4

18、5，彎起鋼筋末端與架立鋼筋焊接。為了得到每對(duì)彎起鋼筋分配的剪力，由各排彎起鋼筋的末端折點(diǎn)應(yīng)落在前一排彎起鋼筋的構(gòu)造規(guī)定來得到各排彎起鋼筋的彎起點(diǎn)計(jì)算位置，首先要計(jì)算彎起鋼筋上、下彎點(diǎn)之間垂直距離 現(xiàn)擬彎起N1N5鋼筋，將計(jì)算的各排彎起鋼筋彎起點(diǎn)截面的以與至支座中心距離、分配的剪力計(jì)算值、所需的彎起鋼筋面積列入表1中?，F(xiàn)將表1中有關(guān)計(jì)算如下：根據(jù)公路橋規(guī)規(guī)定，簡(jiǎn)支梁的第一排彎起鋼筋（對(duì)支座而言）的末端彎起點(diǎn)應(yīng)位于支座中心截面處。這時(shí)，為表1彎起鋼筋計(jì)算表彎起點(diǎn)12345hi(mm)11331099106410461028距支座中心距離xi（mm）11332232329643425370分配的計(jì)算

19、剪力值Qwi（KN）166.51149.59108.7169.85需要的彎筋面積（cm2）12.2711.028.014.84可提供的彎筋面積（cm2）16.0916.0916.094.02彎筋與梁軸交點(diǎn)到支座中心距離(mm)56516.9827963869彎筋的彎起角為45，則第一排彎筋（2N5）的彎起點(diǎn)1距支座中心距離為1133mm。彎筋與梁縱軸線交點(diǎn)1距支座中心距離為對(duì)于第二排彎起鋼筋，可得到彎起鋼筋（2N4）的彎起點(diǎn)2距支點(diǎn)中心距離為分配給第二排彎起鋼筋的計(jì)算剪力值，由比例關(guān)系計(jì)算可得到：得 其中，；設(shè)置彎起鋼筋區(qū)段長(zhǎng)為4558mm。所需要提供的彎起鋼筋截面積（）為第二排彎起鋼筋與梁軸

20、線交點(diǎn)2距支座中心距離為其余各排彎起鋼筋的計(jì)算方法與第二排彎起鋼筋計(jì)算方法一樣。、繪制彎矩包絡(luò)圖 包絡(luò)圖是在荷載作用下沿跨徑變化最大彎矩圖。嚴(yán)格的繪制方法應(yīng)按梁上各截面的彎矩影響線布置荷載而求得。但一般中小橋可根據(jù)求得的跨中彎矩近似按拋物線規(guī)律求出梁上其他位置的值，再連成圓順的曲線，即得彎矩包絡(luò)圖，簡(jiǎn)支梁彎矩包絡(luò)圖拋物線公式近似為：式中：從跨中算起，即跨中縱坐標(biāo)為0，支點(diǎn)縱坐標(biāo)；計(jì)算如下：先按拋物線公式近似求出控制截面的彎矩值。已知，配置跨中截面鋼筋。（跨中處）：通過以上五個(gè)控制截面，就可以把他們連接成一光滑的曲線。如圖圖4（a、b）的彎矩包絡(luò)圖各排彎起鋼筋彎起后，相應(yīng)正截面抗彎承載力Mui計(jì)

21、算如表2。將表2的正截面抗彎承載力Mui在圖4上用各平行直線表示出來，它們與彎矩包絡(luò)圖的交點(diǎn)分別為i、j、q，并以各Mui值代入式(4+14)中，可求得交點(diǎn)i、j、q到跨中截面距離x值。現(xiàn)在以圖4中所示彎起鋼筋彎起點(diǎn)初步位置，來逐個(gè)檢查是否滿足公路橋規(guī)的要求。第一排彎起鋼筋(2N5)：其充分利用點(diǎn)“m”的橫坐標(biāo)，而2N5的彎起點(diǎn)1的橫坐標(biāo)，說明1點(diǎn)位于m點(diǎn)左邊，且，滿足要求。其不需要點(diǎn)n的橫坐標(biāo)，而2N5鋼筋與梁中軸線交點(diǎn)1的橫坐標(biāo)，亦滿足要求。第二排彎起鋼筋(2N4)：其充分利用點(diǎn)“”的橫坐標(biāo)，而2N4的彎起點(diǎn)2的橫坐標(biāo)，且，滿足要求。其不需要點(diǎn)m的橫坐標(biāo)，而2N4鋼筋與梁中軸線交點(diǎn)2的橫坐標(biāo)，亦滿足要求。第三排彎起鋼筋(2N3)：其充分利用點(diǎn)“k”的橫坐標(biāo)，而2N3的彎起點(diǎn)3的橫坐標(biāo)，且，滿足要求。其不需要點(diǎn)的橫坐標(biāo)，而2N3鋼筋與梁中軸線交點(diǎn)3的橫坐標(biāo)，亦滿足要求。第四排彎起鋼筋(2N2)：其充分利用點(diǎn)“j”的橫坐標(biāo)，而2N2的彎起點(diǎn)4的橫坐標(biāo)，且，滿足要求。其不需要點(diǎn)k的橫坐標(biāo)，而2N2鋼筋與梁中軸線交點(diǎn)