桥梁工程课程设计装配式钢筋混凝土简支T形梁桥设计（上部结构）.doc

桥梁工程课程设计题 目：装配式钢筋混凝土简支T形梁桥设计（上部结构）专 业： 土木工程 学 号： 120310144 姓 名： 指导老师： 四川大学锦城学院目录第一章 设计任务书41.1 基本设计资料41.1.1 跨度和桥面宽度41.1.2 技术标准41.1.3 主要材料41.1.4 构造形式及截面尺寸4第二章 主梁的荷载横向分布系数计算52.1 跨中荷载横向分布系数的计算42.1.1 计算主梁的抗弯及抗扭惯性矩I和IT42.1.2 按刚性横梁法计算横向影响线坐标值52.1.3 按刚性横梁法计算横向影响线坐标值及横向分布系数52.2 梁端剪力横向分布系数计算（杠杆原理法）7第三章 主梁的内力计算83.1 永久作用效应83.2 可变作用效应103.2.1 汽车荷载冲击系数计算103.2.2 公路II级均布荷载、集中荷载及其影响线面积计算103.2.3 可变作用弯矩效应计算（表1-81-10）113.2.4 可变作用的剪力效应计算第四章 设计总结16附 录 设计人简介.8第一章 设计任务书1.1 基本设计资料1.1.1 跨度和桥面宽度 1)标准跨径：24.40m（墩中心距离） 2)计算跨径： 23.90m（支座中心距离） 3)主梁全长： 24.3m（主梁预制长度） 4)桥面净空： 净7m（行车道）2×1m人行道1.1.2 技术标准 1)设计荷载标准：公路级，人行道和栏杆自重线密度按单侧6kN/m计算，人群荷载3kN/m2 2)环境标准：类环境 3)设计安全等级：二级1.1.3 主要材料 1)混凝土：混凝土简支T梁及横梁采用C40混凝土；桥面铺装上层采用0.03m沥青混凝土，下层为0.060.13m的C30混凝土，沥青混凝土重度按23kN/m3,混凝土重度按25kN/m3计。 2)钢筋：主筋用HRB400，其它用HPB300。1.1.4 构造形式及截面尺寸图1-1 桥梁横断面和主梁纵断面图（单位：cm）如图1-1所示，全桥共由5片T形梁组成，单片T形梁高为1.4m，宽1.8m；桥上的横坡为双向2%，坡度由C30混凝土混凝土桥面铺装控制；设有5根横梁。第二章 主梁的荷载横向分布系数计算2.1 跨中荷载横向分布系数的计算如前所述，桥垮内设有五道横隔梁，具有可靠的横向联系，且承重结构的宽跨比为：B/l=9/23.9=0.377<0.5，按此绘制横向影响线和计算横向分布系数m.2.1.1 计算主梁的抗弯及抗扭惯性矩I和IT1）计算主梁截面的重心位置x（如右图8-2）翼缘板厚按平均厚度计算，其平均板厚度为：2）抗弯惯性矩I为 图1-2 主梁抗弯及抗扭惯性矩计算图式（单位：cm）对于T形梁截面，抗扭惯性矩可近似按计算的计算过程如下表1-1。表 1-1 计算表分块名称翼缘板180130.0720.3333131806腹板127180.1410.3036224866356672可得2.1.2 按刚性横梁法计算横向影响线坐标值式中，；表示单位荷载P=1作用于j号梁轴上时，i号梁轴上所受的作用。计算所得的列于下表1-2内。表 1-2 值计算表序 号10.60.40.20.0-0.220.40.30.20.10.030.20.20.20.20.22.1.3 按刚性横梁法计算横向影响线坐标值及横向分布系数（如图1-3）据最不利荷载位置分别进行布载。布载时，汽车荷载距人行道边缘距离不小于0.5m，人群荷载取为，栏杆及人行道板每延米重，人行道板重以横向分布系数的方式分配到各主梁上。图1-3 横向分布系数计算图式（单位：cm）各梁的横向分布系数：汽车荷载：人群荷载：人行道板：2.2 梁端剪力横向分布系数计算（杠杆原理法）端部剪力横向分布系数计算如下图1-4.图1-4 端部横向分布系数计算图式（单位：cm）汽车荷载：人群荷载：第三章 主梁的内力计算3.1 永久作用效应假设桥面构造各部分重力平均分配给各主梁承担，则永久荷载计算结果如下表1-3表 1-3 钢筋混凝土T形梁桥永久荷载计算表构件名构件尺寸/构件单位长度体积/重度/()每延米重/（）主梁0.46262511.5650横隔梁中梁0.07253251.8132边梁0.03626250.9066桥面铺装沥青混凝土（厚3cm）0.054231.2420混凝土垫层（取平均厚度9.5cm）0.717254.27505.5170栏杆及人行道部分6人行道重力按人行道板横向分布系数分配至各梁的板重为：由于横向分布系数均相同，各梁的永久荷载汇总结果如下表1-4表1-4 各梁的永久荷载值（单位：kN/m）1）影响线面积计算见下表1-5表1-5 影响线面积计算表项目计算面积影响线面积0=1/2×L/4×l=1/8×L²=71.40=1/2×3L/16×L=3/32×L²=53.55(0l/2=1/2×L/2×1/2=1/8×23.9=2.988)0=1/2×L=1/2×23.9=11.952）永久作用效应计算如下表1-6.表1-6 永久作用效应计算表梁号1（5）20.388671.41455.7520.388653.551091.8120.388611.95243.642（4）21.295271.41520.4821.295253.551140.3621.295211.95254.48321.295271.41520.4821.295253.551140.3621.295211.95254.483.2 可变作用效应3.2.1 汽车荷载冲击系数计算结构的冲击系数与结构的基频有关，故应先计算结构的基频，简支梁桥的基频简化计算公式为=/2l²EIc/mc=/(2×23.9²)×(3.25×1010×0.087716)/1178.899=4.28HZ其中：由于，故可由下式计算汽车荷载的冲击系数：=0.1767In-0.0157=0.2413.2.2 公路II级均布荷载、集中荷载及其影响线面积计算（表1-7）公路II级车道荷载按照公路I级车道荷载的0.75倍采用，均布荷载标准值和集中荷载标准值为 计算弯矩时，PK=(360-180)/(50-5)×(23.9-5)+180)×0.75=191.7kN/m计算剪力时，PK=191.7×1.2=230.04kN/m按最不利方式分布荷载可计算车道荷载影响线面积，计算过程见表1-5.其中的影响线面积取半跨布载方式为最不利，01/2=1/2×L/2×1/2=1/8×23.9=2.988。表1-7 公路II级车道荷载及其影响线面积计算表项目顶点位置7.875191.771.47.875191.753.55支点处7.875230.0411.957.875230.042.988可变荷载（人群）（每延米）： 3.2.3 可变作用弯矩效应计算（表1-81-10）弯矩计算公式：其中，由于只能布置两车道，故横向折减系数。计算跨中和处弯矩时，可近似认为荷载横向分布系数沿跨长方向均匀变化，故各主梁值沿跨长方向相同。表1-8 公路-II级车道荷载产生的弯矩计算表梁 号内 力10.525412417.87571.4191.75.861099.07140.525453.553.68734.933920.464971.45.86972.51290.464953.553.68650.306030.471.45.86836.75030.453.553.68559.5233表1-9 人群荷载产生的弯矩梁 号内 力10.6445371.4138.05190.644553.55103.538920.422171.490.41380.422153.5567.810430.471.485.68000.453.5564.2600永久作用设计值与可变作用设计值的分项系数为：永久荷载作用分项系数：汽车荷载作用分项系数：人群荷载作用分项系数：基本组合公式为：表1-10 弯矩基本组合计算表（单位：）梁 号内 力永久荷载人群荷载汽车荷载弯矩基本组合值11455.75138.05191099.07143440.21811091.81103.5389734.93392455.043021520.4890.4138872.51293147.35751140.3667.8104650.30602354.808031520.4885.6800836.75033091.98801140.3664.2600559.52332223.73583.2.4 可变作用的剪力效应计算 在可变作用剪力效应计算时，应计入横向分布系数沿桥跨方向变化的影响。通常先按跨中的由等代荷载计算跨中剪力效应；再用支点剪力荷载横向分布系数并考虑支点至为直线变化来计算支点剪力效应。1）跨中截面剪力的计算跨中剪力的计算结果如表1-11和表1-12表1-11 公路-II级车道荷载产生的跨中剪力计算表梁 号内 力10.52541.2417.8752.988230.040.590.33792046491.2417.8752.988230.040.579.935530.41.2417.8752.988230.040.568.7765表1-12 人群荷载产生的跨中剪力计算表梁 号内 力10.644532.9885.777320.422132.9883.783730.432.9883.58562）支点处截面剪力的计算支点剪力效应横向分布系数的取值为：支点处为按杠杆原理法求得的。-段按为跨中荷载的横向分布系数。支点到及到另一支点段在和之间按照直线规律变化。梁端剪力效应计算：汽车荷载作用及横向分布系数的计算：1号梁：2号梁：3号梁：人群荷载作用及横向分布系数沿桥跨方向计算结果如下：1号梁：2号梁：3号梁：剪力效应基本组合（表1-13）基本组合公式 各分项系数取值同弯矩基本组合值计算。表1-13 剪力效应基本组合表（单位：kN）梁 号内 力永久荷载人 群汽车（由标准荷载乘以冲击系数）基本荷载组合值1243.6428.2813155.1313541.226905.777390.3379132.94362254.489.2935205.8727604.006503.783779.9355116.14743254.4810.755246.1504662.032203.585668.7765100.3030由表1-13可以看出，剪力效应以3号梁控制设计。第四章设计总结经过这几天的作业，对这门课程有了更深入的了解。通过实际的操作对课堂上学习的知识有了更加清楚的认识。很多之前模糊的东西也在动手的过程中有了更加透彻和清楚的理解，在收获知识的同时，还收获了阅历，收获了成熟，在此过程中，我们通过查找大量资料，同学之间相互讨论，以及不懈的努力，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是，学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。