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(dòng)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)以及今后專業(yè)工作中奠定必要基礎(chǔ)。本課程設(shè)計(jì)要求學(xué)生在一周的時(shí)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、內(nèi)力組合；

2、在汽車和人群荷載內(nèi)力計(jì)算時(shí)，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+2×1.0 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： l b=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： l =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： l 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；人群荷載 3.0kN/m2

3、或4.0kN/m2或5.0kN/m2（各人按表中數(shù)據(jù)查詢）汽車級；人群荷載 3.0kN/m2或4.0kN/m2 或5.0kN/m2（各人按表中數(shù)據(jù)查詢）4 材料 x鋼筋：主筋用級鋼筋，其他用級鋼筋?；炷粒?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/m3 ）， C25混凝土墊層厚 6 12cm（重力密度為教育資料.24Kn/m3），C30T梁的重力密度為 25Kn/m3。6 T 梁簡圖如下：橫剖面縱剖面主梁截面尺寸可參考已有設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)自己擬定（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

4、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)。教育資料.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(shí)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(shí)段驗(yàn)收學(xué)生完成的階段任務(wù)。（3）學(xué)生按時(shí)提交課程設(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

5、-2004）. 人民交通出版社， 2004 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 (JTGD60-2004）. 人民交通出版社， 2004 3姚玲森，橋梁工程 . 出版社：人民交通出版社， 1993 4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(gè)人數(shù)據(jù)教育資料.一、 設(shè)計(jì)資料1 橋面凈寬凈82 1.0m 人行道2 主梁跨徑及全長標(biāo)準(zhǔn)跨徑l b13.00m （墩中心距離）計(jì)算跨徑l12.5m （支座中心距離）主梁全長l 全12.96m （主梁預(yù)制長度）3設(shè)計(jì)荷載汽車級；人群荷載 4.0kN / m 24材料鋼筋：主筋用級鋼筋，其他用級鋼筋?；?/p>

6、凝土： 25號5 橋面鋪裝：瀝青表面處治厚 2cm（重力密度為 23kN / m 2 ），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：教育資料.圖 1二、設(shè)計(jì)步驟與方法1、 行車道板計(jì)算（1）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 g1 : 0.021.0230.46kN / mC25混凝土墊層 g2 : 0.091.0242.16kN / mT 梁翼板自重g30.080.141.0252.75kN / m:2合計(jì)： ggi =5.37kN/ m2）每米寬板條的恒載內(nèi)力彎矩M mi

7、n, g1 gl 0215.370.8121.76kN m22剪力QAg gl 05.370.814.35kN（2）汽車車輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力將車輛荷載后輪作用于鉸縫軸線上，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a1a22H0.220.110.42mb1b22H0.620.110.82m荷載對于懸臂梁根部的有效分布寬度：教育資料.aa1d2l00.421.41.623.44 m由于這是汽車荷載局部加載在T 梁的翼緣板上，故沖擊系數(shù)取11.3作用于每米寬板條上的彎矩為：M min, p1Pb1l04a41.31400.810.824

8、3.4448.00kNm作用于每米寬板條上的剪力為：QAp (1 )p140 21.3426.45kN4a3.44（3）內(nèi)力組合1 ）承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合計(jì)算M ud1.2M Ag1.4M Ac1.2( 1.76)1.4 (8.00) 13.31kN mQud1.2QAg1.4QAg1.24.35 1.426.4542.25kNM ud13.31kN m所以，行車道板的設(shè)計(jì)內(nèi)力為42.25kNQud2）正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合計(jì)算M udM Ag0.7M Ac( 1.76)0.7 (8.00) 7.36kN mQudQAg0.7QAg4.35 0.726.4522.87kN2、計(jì)算荷載橫向

9、分布系數(shù)當(dāng)荷載位于跨中時(shí)，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 l19.52.172，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B5 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。5222a 22a 2aaaai 1i12345(21.8)21.820( 1.8)2( 2 1.8)232.4m2教育資料.1008001001234514018018018018014050180130180車荷載輛Por5401號梁橫向影響線000726.000-Por2號梁橫向影響線700644.00Por3號梁橫向影響線04.0圖 21 號梁111

10、51a121(2 1.8)2nn2532.40.60aii 11a1a50.20nn2aii 1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mcq11q10.6 (5.3 3.5 2.2 0.4) 0.633225.4對于人群荷載mcr11 xr0.60r(5.4 0.4 0.5) 0.7x5.42 號梁教育資料.1a1a216.480.421nnai2532.4i11a2 a516.48025n532.42naii 1由 21 、 25 繪制 2梁的橫向影響線，如上圖及最不利荷載位置對于汽車荷載mcq 21q10.4 (5.33.52.20.4) 0.422

11、225.4對于人群荷載mcr 2r21xr0.4 (5.40.40.5)0.467x5.43 號梁1a1 a3100.231n5n2aii 11a3 a5100.235n5n2aii 1由 31 、 35 繪制 3梁的橫向影響線，如上圖 2 及最不利荷載位置對于汽車荷載mcq31q1(0.2 4) 0.422對于人群荷載mcr 3r0.20.20.4表 1：橫向分布系數(shù)梁號荷載位置公路-級人群荷載跨中 mc0.6330.7001支點(diǎn) mo0.4721.500跨中 mc0.4220.4672支點(diǎn) mo0.6110跨中 mc0.40.43支點(diǎn) mo0.6390教育資料.3、主梁內(nèi)力計(jì)算（1）恒載內(nèi)

12、力計(jì)算1）、恒載集度主梁：g10.181.30.080.141.80.182510kN / m2橫隔梁：0.080.141.80.180.150.1625對于邊主梁： g21222512.501.1kN / m對于中主梁：g212 1.12.2kN / m橋面鋪裝層： g30.028230.060.12 72454.19kN / m2欄桿和人行道： g45 2 52kN / m作用于邊主梁的全部恒載為：ggi111.14.192 18.29kN/ m作用于中主梁的恒載強(qiáng)度為：g'112.24.19219.39kN / m2）、恒載內(nèi)力計(jì)算邊主梁的彎矩和剪力，計(jì)算圖式如圖所示，則：M X

13、glxgx xgx (l x)222QXglgxg (l2x)22圖 3：恒載內(nèi)力計(jì)算式教育資料.各計(jì)算截面的剪力和彎矩值，列于表2 內(nèi)。表 2剪力 Q（ kN ）彎矩 M（ kN/ m ）x0Q18.29 12.50 114.3M=O(0)2（121.2）x1Q18.29 (12.512.5) 85.7M18.2912.5（12.512.5 ） 267.9424244(90.9)(284.03)x1Q 0M118.29 12.52357.228(0)(378.7)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）。1

14、00800100140180180180180140Por1801號梁橫向影響線5051.4149.02號梁橫向影響線or180P462092.000Por1801303號梁橫向影響線42962.000.0圖 4教育資料.1 號梁對于汽車荷載mOpq11.80.10.472221.8對于人群荷載mOr0.50.41.8r1.81.52號梁對于汽車荷載mOpq10.11.70.4221.80.611對于人群荷載mOrr0（由于是出現(xiàn)負(fù)的，取零，出于安全考慮）3號梁對于汽車荷載mOpq110.50.6392221.8對于人群荷載mOrr0支點(diǎn)剪力1 5 梁Q0112.5118.29114.31kN

15、2234 梁Q0112.5119.39121.19 kN22、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)算表公路 - 級人群影響線面積影響線圖式10.50.751 l 2L4.0 0.75 321.13m 2M l / 2L/47.8758Ql / 27.875l1/231.56m8-1/2教育資料.Q07.8753l =6.25m123公路 - 級中集中荷載 PK 計(jì)算計(jì)算彎矩效應(yīng)時(shí)PK0.75 180360180 12.5 5157.5kN505計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)PK1.2 157.5189kN4計(jì)算沖擊系數(shù)結(jié)構(gòu)跨中處的單位長度量：A0.181.3(1.80.18)0.0

16、80.180.41m 22mcG0.41251.04kg / mg9.81主梁截面形心到T 梁上緣的距離：0.11(1.80.18)(0.11/ 2)1.30.18(1.3/ 2)y0.11(1.80.18)1.30.180.38m跨中截面慣性矩：I c(1.80.18)0.113(1.80.18)0.11 (0.40.11) 21220.18 1.330.18 1.3(1.30.4)20.06897m 4122查表 C25混凝土 E 取 2.81010 PafEI c3.142.81010 0.0689713.19Hz2l 2mc2 12.5211200.1767lnf0.01570.44則

17、沖擊系數(shù)11.44因雙車道不折減，故1教育資料.跨中彎矩 M l / 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 級汽車活載的跨中彎矩：S汽M l / 2(1)mcq1(qKPK y)1.4410.633(7.87521.13157.512.5)4600.31kN m人群荷載的跨中彎矩：S人M l / 2mcr 1 qr0.74 21.13 59.16kN m（2）對于 2#和 4#梁公路 級汽車活載的跨中彎矩：S汽M l /2(1)mcq2(qKPK y)1.4410.422(7.87521.13157.512.5 )4

18、400.21kN m人群荷載的跨中彎矩：S人 M l /2 mcr 2 qr0.467 4 21.13 39.39kN m（3）對于 3#梁公路 級汽車活載的跨中彎矩：S汽 M l /2(1) mcq 3 (qKPK y)1.4410.4(7.87521.1312.5)157.5379.35kNm4人群荷載的跨中彎矩：S人M l /2mcr 3 qr0.4421.1333.81kN m跨中剪力 Ql / 2 計(jì)算（1）對于 1和 5#梁公路 級汽車活載的跨中剪力：教育資料.S汽Ql / 2(1)mcq1(qKPK y)1.4410.633(7.8751.5631890.5)97.36kN人群荷

19、載的跨中剪力：S人 Ql /2 mcr1 qr0.7 4 1.563 4.38kN（2）對于 2和 4#梁公路 級汽車活載的跨中剪力：S汽Ql / 2 (1 ) mcq 2 ( 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：S人 Ql /2 mcr 2 qr0.467 4 1.563 2.93kN（3）對于 3#梁公路 級汽車活載的跨中剪力：S汽Ql /2(1) mcq3 ( qKPK y)1.4410.4(7.8751.5631890.5)61.52kN人群荷載的跨中剪力：S人 M l /2mcr 3 qr0.441.563

20、2.5kN支點(diǎn)剪力 Q0 計(jì)算橫向分布系數(shù)變化區(qū)段的長度12.53.13.15ma2附加三角形重心影響線坐標(biāo)： y 112.51 3.15 /12.5 0.9163（1）對于 1和 5#梁公路 級汽車活載的支點(diǎn)剪力：教育資料.aQ0 均(1)qK mcq1(m0q1mcq1) y21.44 1 7.875 0.6336.253.15(0.4720.633) 0.916242.33kNQ0 集(1)m0q1PK y1.4410.4721891128.46kNQ0Q0 均Q0集42.23128.46170.69kN人群荷載的支點(diǎn)剪力：Q0 rmcr1qra ( m0r 1mcr 1 )qry20.

21、746.253.15(1.50.7)40.91625.32kN（2）對于 2和 4#梁公路 級汽車活載的支點(diǎn)剪力：Q 均(1)qK mcq 2a (m0q 2mcq 2 ) y021.4417.8750.4226.253.15(0.6110.422)0.916233.00kNQ0 集(1)m0q 2 PK y1.44 1 0.611 189 1166.29kNQ0Q0 均Q0集33.00 166.29 199.29kN人群荷載的支點(diǎn)剪力：Q0 rmcr 2 qramcr 2 )qry(m0r 220.46746.253.15(00.467)40.9168.98kN2（3）對于 3#梁公路 級汽

22、車活載的支點(diǎn)剪力：Q 均(1)qK mcq3a (m0q 3mcq3 ) y021.4417.8750.46.253.15(0.6110.4)0.916231.08kN教育資料.Q0 集(1)m0q3 PK y1.4410.639 1891173.91kNQ0Q0 均Q0集31.80173.91205.71kN人群荷載的支點(diǎn)剪力：Qmqa (mm) qy0 rcr3r20r 3cr 3r0.446.253.15(00.4)40.91627.69kN荷載組合mm0 Sud0 (Gi SGikQ1SQ1kcQj SQjk )i1j2其中 rGi1.2 ， rQ 11.4 ， rQj1.4 ， ro

23、1.0 ，c0.8表 4：跨中彎矩組合梁恒載（ kN m ）活載（ kN m）組合值（ kN m ）汽車人群1、 5357.2600.3159.161335.32、 4378.7400.2139.391124.93378.7379.2533.81958.7表 5：跨中剪力組合梁恒載（ kN ）活載（ kN ）組合值（ kN ）汽車人群1、 5097.364.38141.22、 4064.912.9394.23061.522.588.9表 6：支點(diǎn)剪力組合梁恒載（ kN ）活載（ kN ）組合值（ kN ）汽車人群1、 5114.3170.695.32382.1教育資料.2、 4121.2199

24、.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：計(jì)算彎矩時(shí)：P1 (qkP y)1(7.87513.1 21157.5 1) 90.96kNoq2k22Porqr23.1216.2kN2計(jì)算剪力時(shí)Poq1 (7.87513.1211.2157.51)106.7kN222、繪制中恒隔梁的內(nèi)力影響線12345-a)-+b)-+圖 5P=1作用在 1梁時(shí)：影響線影響線教育資料.M1.5d0.5d11.5dr 111210.61.51.80.40.51.811.51.80.72P=1作用在 5梁時(shí)：M1.5d0.5dr 515250.21