《桥梁工程》课程设计钢筋混凝土简支T型梁设计计算说明书.doc

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1、郑 州 大 学水利与环境学院桥梁工程课程设计钢筋混凝土简支T型梁设计计算说明书（20112012年度第二学期）姓 名： 学 号： 专业班级：道路桥梁与渡河工程1班指导老师： 2012年6月18日目录一、概述4二、基本设计资料4三、桥梁纵、横剖面设计和平面布置.71. 纵剖面设计.72. 横剖面设计.73. 桥梁平面布置.7四、主梁设计.81. 主梁的横向荷载分布系数计算.82. 内力计算.193. 主梁截面设计、配筋及验算.334. 斜筋箍筋及其配置.365. 主梁变形验算.456. 主梁裂缝宽度验算.46五、横梁设计.47六、行车道设计.521. 计算图式.522. 恒载、活载及其内力.52

2、3. 荷载组合.544. 行车道板截面设计、配筋与强度验算.54七、支座设计.551. 选定支座的平面尺寸.552. 确定支座的厚度.573. 验算支座偏转584. 验算支座抗滑稳定性.58一概述钢筋混凝土或预应力混凝土简支梁桥属于单孔静定结构，它受力明确，构造简单，施工方便，是中小跨径桥梁中应用最广的桥型。简支梁桥的结构尺寸易于设计成系统化和标准化，有利于在工厂或工地上广泛采用工业化施工，组织大规模预制生产，并用现代化起重设备进行安装。采用装配的施工方法，可以大量节约模板支架木材，降低劳动强度，缩短工期，加快建桥进度。因此，近年来国内外对于中、小跨径桥梁绝大部分采用了装配式的钢筋混凝土或预应

3、力混凝土简支梁桥。目前我国应用最多的装配式简支梁桥是本设计所给出的T型梁桥。这种结构的特点是：制造简单，肋内配筋可做成刚劲的钢筋骨架，主梁之间借助间距为46m的横隔梁连结，整体性能好，接头也方便。不足之处是：截面形状不稳定，运输和安装较复杂；构件正好在桥面板跨中接头，对板的受力不利。本课程设计的目的，就是要掌握钢筋混凝土简支梁桥的设计原理与步骤，为今后从事桥梁工程的设计、施工和管理奠定基础。二、基本设计资料 （一）桥面净空 净720.75m人行道（二）主梁跨径和全长 标准跨径：20.00m（墩中心距离） 计算跨径：19.50m（支座中心距离） 主梁全长：19.96m（主梁预制长度）（三）设计荷

4、载标准 公路级，人群荷载3kN/m2（四）材料 钢筋：主筋用HRB335，其它用R235；混凝土：用C25或C30（五）计算方法 极限状态设计法。（六）结构尺寸 选用如图1所示尺寸，其中横梁用五根。 图1 结构尺寸示意图（尺寸单位：mm）（七）设计依据1、公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）；2、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)； 3、结构设计原理,叶见曙主编，人民交通出版社，2004； 4、桥梁工程，姚玲森主编，人民交通出版社，2003年10月；5、桥梁工程，刘龄嘉主编，人民交通出版社，2007年1月。三、桥梁纵、横剖面设计和平面布置1、纵剖面

5、设计纵剖面设计包括确定桥梁的总跨径、桥梁的分孔、桥道的标高、桥上和桥头引道的纵坡以及基础埋深等。 2、横剖面设计横剖面设计主要是决定桥面宽度和桥跨结构横截面布置，同时，为了利于桥面排水，应根据不同类型的桥面铺装，设置从桥面中央向两侧的横向坡度（1.53）。3、桥梁平面布置桥梁线形及桥头引道需保持平顺，使车辆平稳通过，线形一般为直线，如必须设计成曲线时，其各项指标应符合路线布设的规定。平面布置应满足桥面各项基本设计要求。四、主梁设计（一）主梁的荷载横向分布系数计算1跨中荷载横向分布系数（按G-M法）（1）主梁的抗弯及抗扭惯矩和 图1求主梁截面的重心位置 平均板厚 h1=1/2(80+140)=1

6、10mm =412mm主梁的抗弯强度：T形抗扭惯矩近似等于各个矩形截面的抗扭惯矩之和，即： ITX=式中：Ci 为矩形截面抗扭刚度系数（查附表1）； bi、ti 相应各矩形截面的宽度和厚度 附表1：t/b10.90.80.70.60.50.40.30.20.1d=28mm及规定中的30mm，钢筋间横向净距Sn=180-235-231.6=46.8mm40mm及1.25d=1.2528=35mm，故满足构造要求。2. 截面复核已设计的受拉钢筋中，828的面积为4926mm2，425的面积为1964mm2，由上图钢筋布置图可求得as，即： 则实际有效高度（1） 判定T形截面类型 由于，故为第一类T

7、形截面。（2） 求受压区高度x由式，求x，即：（3） 正截面抗弯承载力 由式 ，求得正截面抗弯承载力Mu为： 又 ，故截面复核符合要求。(四)斜筋及箍筋配置已知：梁体采用C25混凝土，轴心抗压强度设计值，轴心抗拉强度设计值。主筋采用HRB335钢筋，抗拉强度设计值；箍筋采用R235钢筋，直径8mm，抗拉强度设计值。 简支梁控制截面的弯矩组合设计值和剪力组合设计值为： 跨中截面 14跨截面 支点截面 （1） 跨中截面的纵向受拉钢筋计算1） T形截面梁受压翼板的有效宽度由断面大样图所示的T形截面受压翼板厚度的尺寸，可得翼板平均厚度=（140+80）2=110mm。则可得：故取受压翼缘板的有效宽度2

8、） 钢筋数量计算跨中截面主筋为828和425，纵向钢筋截面面积As=6890mm2.钢筋叠高层数为6层，截面有效高度，抗弯承载力（2） 腹筋设计 图91） 截面尺寸检查根据构造要求，梁最底层钢筋228通过支座截面，支点截面有效高度为截面尺寸符合设计要求。2） 检查是否需要根据计算配置箍筋跨中段截面 支座截面因,故可在梁跨中的某长度范围内按构造配置箍筋，其余区段应按计算配置腹筋。3） 计算剪力图分配在下图所示的剪力包络图中，支点处剪力计算值，跨中处剪力计算值 图10的截面距跨中截面的距离可由剪力包络图按比例求得，为 在长度内可按构造要求布置箍筋。 同时，根据公路桥规规定，在支座中心线向跨径长度方

9、向不小于1倍梁高h=1300mm范围内，箍筋的间距最大为100mm。 距支座中心线为h2处的计算剪力值（）由剪力包络图按比例求得，为： 其中应由混凝土和箍筋承担的剪力计算值至少为,应由弯起钢筋（包括斜筋）承担的剪力计算值最多为，设置弯起钢筋区段长度为4972mm。4） 箍筋设置采用直径为8mm的双肢箍筋，箍筋截面积在等截面钢筋混凝土简支梁中，箍筋尽量做到等截面布置。为计算简便，再按式设计箍筋时，式中的斜截面内纵筋配筋率p及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，计算如下：跨中截面 ，取，支点截面 则平均值分别为 箍筋间距为：确定箍筋间距尚应考虑公路桥规的构造要求。若箍筋间距计算取值

10、及400mm，用8双肢箍筋，箍筋配筋率满足规范要求。综合上述计算，在支座中心向跨径长度方向的1300mm范围内，设计箍筋间距，尔后至跨中截面统一的箍筋间距取。5） 弯起钢筋及斜筋设计设焊接钢筋骨架的架立钢筋（HRB335）为222，钢筋重心至梁受压翼板上边缘距离。 弯起钢筋的弯起角度为45，弯起钢筋末端与架立钢筋焊接。为了得到每对弯起钢筋分配的剪力，由各排弯起钢筋的末端折点应落在前一排弯起钢筋弯起点的构造规定来得到各排弯起钢筋的弯起点的计算位置，首先要计算弯起钢筋上、下弯点之间垂直距离 图11 现拟弯起N1N5的钢筋，将计算的各排起钢筋弯起点截面的以及至支座中心距离、分配的剪力计算值、所需的弯

11、起钢筋面积列如下表：弯起钢筋计算表弯起点12345（mm）11341102107010391007距支座中心距离（mm）11342236330643455352分配的剪力计算值（mm）166.56150.35113.4377.5939.76所需的弯起钢筋面积（mm）11221013764523268可提供的弯筋面积（mm）123222812322281232228982225982225弯筋与梁轴交点到支座中心距离（mm）5661700280238724912由梁的弯矩包络图与抵抗弯矩图可知，这些钢筋弯起点的位置同时满足梁跨间各正截面和斜截面抗弯要求。在弯起钢筋之间，增设直径为16mm的斜筋。（3） 斜截面抗剪承载力复核对于钢筋混凝土简支梁斜截面抗剪承载力的复核，按照公路桥规关于复核截面位置和复核方法的要求逐一进行。在此以距支座中心处为h2处斜截面抗剪承载力复核为例。1） 选定斜截面顶端位置由图10可得到距支座中心为h2处截面坐标为x=9750-650=9100mm，正截面有效