橋梁工程課程設計--鋼筋混凝土簡支t梁橋設計計算

1、<p><b>　　課程設計說明書</b></p><p>　　課程名稱：《道路與橋梁工程設計》課程設計 </p><p>　　題目名稱： 鋼筋混凝土簡支T梁橋設計計算 </p><p>　　班 級：2009 級 土木工程 專業(yè) 4 班</p><p>　　姓 名：

2、 </p><p>　　學 號： </p><p>　　指導教師： </p><p><b>　　評定成績：</b></p><p><b>　　教師評語：</b></p><p><

3、;b>　　指導老師簽名：</b></p><p>　　2011年 月 日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　設計任務書（1）</b></p><p><b>　　設計資料（4）</b></p>&

4、lt;p>　　一、行車道板的內(nèi)力計算與組合（5）</p><p>　　二、主梁的荷載橫向分布系數(shù)計算（7）</p><p>　?。ㄒ唬?、支點截面的橫向分布系數(shù)計算（7）</p><p>　?。ǘ⒖缰薪孛娴臋M向分布系數(shù)計算（8）</p><p>　　三、主梁內(nèi)力計算（11）</p><p>　　（一）

5、、恒載內(nèi)力計算（11）</p><p>　　（二）、活載內(nèi)力計算（13）</p><p>　?。ㄈ?、荷載組合（18）</p><p>　　四、橫隔梁內(nèi)力計算（19）</p><p>　　五、主梁變形驗算（21）</p><p>　　六、設計依據(jù)與參考文獻（23）</p><p>　

6、　鋼筋混凝土簡支T梁橋設計計算課程設計任務書</p><p><b>　　題目:</b></p><p>　　鋼筋混凝土簡支T梁橋設計計算</p><p>　　1.課程設計教學條件要求 </p><p>　　橋梁結(jié)構(gòu)課程設計是土木工程專業(yè)橋梁工程實踐環(huán)節(jié)課，通過設計進一步鞏固橋梁結(jié)構(gòu)基本原理和基本知識，以及橋梁構(gòu)造，培養(yǎng)

7、設計動手能力，初步學會運用橋梁設計規(guī)范，橋梁標準圖，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)設計以及今后專業(yè)工作中奠定必要基礎。</p><p>　　本課程設計要求學生在一周的時間內(nèi)通過指導教師的指導，完成《任務書》中的全部內(nèi)容，學生通過本課程的設計練習，使學生掌握鋼筋混凝土簡支T梁設計計算的步驟和方法，學會對T梁進行結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力計算、汽車荷載和人群荷載內(nèi)力計算、內(nèi)力組合；在汽車和人群荷載內(nèi)力計算時，

8、學會用桿杠原理法、偏心受壓法和G-M法求解荷載橫向分布系數(shù)。</p><p><b>　　2.課程設計任務</b></p><p><b>　　2.1 設計資料</b></p><p>　　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）</p><p&

9、gt;<b>　　2 主梁跨徑及全長</b></p><p>　　標準跨徑：lb=10或13或16或20.00m（墩中心距離）（各人按表中數(shù)據(jù)查詢）</p><p>　　計算跨徑：l =9.50或12.50或15.50或19.50m（支座中心距離）（對應上面之數(shù)值）</p><p>　　主梁全長：l全=9.96或12.96或15.96或19.9

10、6m（主梁預制長度）（對應上面之數(shù)值）</p><p><b>　　3 設計荷載 </b></p><p>　　汽車I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）</p><p>　　汽車Ⅱ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）</p>&l

11、t;p><b>　　4 材料x</b></p><p>　　鋼筋：主筋用Ⅱ級鋼筋，其他用Ⅰ級鋼筋。</p><p>　　混凝土：20號或25號或30號（自選）</p><p><b>　　5 橋面鋪裝：</b></p><p>　　瀝青表面處厚2cm（重力密度為23KN/m3），C25混凝土墊

12、層厚6～12cm（重力密度為24KN/m3），C30T梁的重力密度為25KN/m3。</p><p><b>　　6 T梁簡圖如下：</b></p><p>　　主梁截面尺寸可參考已有設計數(shù)據(jù)自己擬定</p><p>　?。ǜ鶕?jù)橋面凈寬選取翼緣寬、主梁高、梁肋寬等）</p><p><b>　　2.2、計算內(nèi)容

13、</b></p><p>　　1 行車道板的內(nèi)力計算和組合；</p><p>　　2 計算主梁的荷載橫向分布系數(shù)</p><p>　　用杠桿原理法求支點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)。</p><p><b>　　3 主梁內(nèi)力計算；</b></p><p>　

14、　4 橫隔梁內(nèi)力計算；</p><p><b>　　5 主梁配筋；</b></p><p><b>　　6 主梁變形驗算。</b></p><p>　　3.課程設計報告書主要內(nèi)容</p><p>　　計算說明書包括：行車道板的內(nèi)力計算和組合；主梁的荷載橫向分布系數(shù)的計算；主梁內(nèi)力計算；橫隔梁內(nèi)力計算

15、、配筋；主梁變形驗算； 鋼筋布置圖。</p><p><b>　　4.課程設計要求</b></p><p>　　（1）學生按時完成課程設計，遵守課程設計要求與紀律。</p><p>　　（2） 學生獨立完成課程設計任務。指導教師分時段驗收學生完成的階段任務。</p><p>　?。?）學生按時提交課程設計成果和打印或手寫

16、的課程設計報告書。</p><p>　　5.課程設計參考資料</p><p>　　［1］《公路橋涵設計通用規(guī)范》（JTG–D60-2004）.人民交通出版社，2004</p><p>　?。?］《公路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》(JTG–D60-2004）.人民交通出版社，2004</p><p>　?。?］姚玲森，《橋梁工程》

17、.出版社：人民交通出版社，1993</p><p>　?。?］范立礎,《橋梁工程》（上、下冊）.出版社：人民交通出版社，1996</p><p>　　6.設計進度、時間安排</p><p>　　時間：第12周（11月14日~11月18日）</p><p>　　第一天上午（星期一）：布置設計任務，閱讀設計任務書、指導書及設計例題，復習有關課程內(nèi)

18、容。</p><p>　　下午進行行車道板的內(nèi)力計算；</p><p>　　第二天上午（星期二）：計算主梁的荷載橫向分布系數(shù)； </p><p>　　下午進行主梁內(nèi)力計算；</p><p>　　第三天（星期三）：橫隔梁內(nèi)力計算；</p><p>　　第四至五天（星期四、星期五）：主梁配筋和主梁變形驗算，并繪制主梁配筋施

19、工圖，最后提交設計成果。</p><p><b>　　橋梁工程課程設計</b></p><p><b>　　設計資料</b></p><p>　　1 橋面凈寬 凈-9+2×0.75m人行道</p><p><b>　　2 主梁跨徑及全長</b>&

20、lt;/p><p>　　標準跨徑 lb=16.00m（墩中心距離）</p><p>　　計算跨徑 l=15.50m（支座中心距離）</p><p>　　主梁全長 l全= 15.96m（主梁預制長度）</p><p>　　3 設計荷載 汽車Ⅱ級；人群荷載5.0kN/m

21、2。</p><p><b>　　4 材料x</b></p><p>　　鋼 筋：主筋用Ⅱ級鋼筋，其他用Ⅰ級鋼筋。</p><p><b>　　混凝土：25號</b></p><p>　　5 橋面鋪裝：瀝青表面處治厚2cm（重力密度為23KN/m3），C25混凝土墊層厚9cm（重力密度為24KN/

22、m3），C30T梁的重力密度為25KN/m3。</p><p><b>　　6 T梁簡圖如下：</b></p><p>　　圖1.橋梁橫剖圖 單位：cm</p><p>　　圖2.橋梁縱剖圖 單位：cm</p><p>　　圖3.主梁斷面圖 (cm) 圖4.橫梁斷面圖(cm)</p

23、><p><b>　　一、行車道板的計算</b></p><p>　　1．恒載及其內(nèi)力（以縱向1m寬的板條進行計算）</p><p>　　每延米板上的恒載g：</p><p><b>　　合計：</b></p><p>　　每米寬板條的恒載內(nèi)力</p><p&

24、gt;　　T梁翼板所構(gòu)成的鉸接懸臂板如圖5所示。</p><p><b>　　圖5.行車道板構(gòu)造</b></p><p>　　2．汽車車輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力</p><p>　　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</p><p>　　如圖6所示，車輛荷載后輪著地長度為，寬度則 &l

25、t;/p><p>　　圖6.車輪荷載計算圖</p><p>　　荷載對于懸臂梁根部的有效分布寬度：</p><p>　　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</p><p>　　作用于每米寬板條上的彎矩為</p><p>　　作用于每米寬板條上的剪力為：</p><p><b

26、>　　3．內(nèi)力組合</b></p><p>　　（1）承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合計算</p><p>　　所以，行車道板的設計內(nèi)力為</p><p>　　（2）正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合計算</p><p>　　二、主梁的荷載橫向分布系數(shù)計算</p><p>　　（一）、計算支點截面的橫向分布系數(shù)（利用杠

27、桿原理法）。</p><p>　　圖7.支點處橫向分布系數(shù)圖 單位：cm</p><p><b>　　1號梁</b></p><p>　　對于汽車荷載 </p><p>　　對于人群荷載 </p><p><b>　　2 號梁</b></p><

28、;p>　　對于汽車荷載 </p><p>　　對于人群荷載 （由于是出現(xiàn)負的，取零，出于安全考慮）</p><p><b>　　3 號梁</b></p><p>　　對于汽車荷載 </p><p>　　對于人群荷載 </p><p>　　（二）、計算跨中截

29、面的橫向分布系數(shù)（利用偏心壓力法）。</p><p>　　當荷載位于跨中時，此橋在跨度內(nèi)設有橫隔板，具有強大的橫向聯(lián)結(jié)剛性，且承重結(jié)構(gòu)的長度比為</p><p>　　但此處仍按剛性橫梁法繪制影響線并計算橫向分布系數(shù)，本橋各根主梁的橫向截面均相等，梁數(shù)n=5, 梁間距為2米。</p><p>　　圖8.荷載橫向分布系數(shù)圖 單位：cm</p><p&

30、gt;<b>　　1號梁 </b></p><p>　　由、繪制1＃梁的橫向影響線，如上圖及最不利荷載位置。</p><p>　　進而由、計算橫向影響線的零點位置，設零點至1號梁位的距離為x,則：</p><p><b>　　解得： </b></p><p>　　零點位置已知后，就可以求出各類荷載

31、相應于各個荷載的橫向影響線豎直坐標。</p><p>　　對于汽車荷載 </p><p><b>　　對于人群荷載 </b></p><p><b>　　2號梁</b></p><p>　　由、繪制2＃梁的橫向影響線，如上圖及最不利荷載位置</p><p>　　對

32、于汽車荷載 </p><p>　　對于人群荷載 </p><p><b>　　3號梁 </b></p><p>　　由、繪制3＃梁的橫向影響線，如上圖及最不利荷載位置</p><p><b>　　對于汽車荷載 </b></p><p><b>　　對于

33、人群荷載 </b></p><p><b>　　橫向分布系數(shù)</b></p><p><b>　　三、 主梁內(nèi)力計算</b></p><p>　?。ㄒ唬⒑爿d內(nèi)力的計算</p><p><b>　　1.恒載集度</b></p><p&

34、gt;<b>　　主梁：</b></p><p><b>　　橫隔梁：</b></p><p><b>　　對于邊主梁：</b></p><p><b>　　對于中主梁：</b></p><p><b>　　橋面鋪裝：</b><

35、/p><p><b>　　欄桿和人行道：</b></p><p>　　作用于邊主梁的全部恒載g為：</p><p>　　作用于中主梁的恒載強度為：</p><p><b>　　2.恒載內(nèi)力</b></p><p>　　計算邊主梁的彎矩和剪力，計算圖式如圖9所示，則</p&g

36、t;<p>　　圖9.恒載內(nèi)力計算圖式</p><p><b>　　主梁恒載內(nèi)力計算表</b></p><p>　　注：括號（ ）內(nèi)值為中主梁內(nèi)力。</p><p><b>　　支點剪力</b></p><p><b>　　1 5梁</b></p>

37、<p><b>　　2 3 4梁</b></p><p>　?。ǘ?、荷載內(nèi)力計算</p><p>　　1．均布荷載和內(nèi)力影響線面積計算</p><p>　　均布荷載和內(nèi)力影響線面積計算表</p><p>　　2. 公路-Ⅱ級中集中荷載計算</p><p><b>　　計算彎矩

38、效應時 </b></p><p><b>　　計算剪力效應時 </b></p><p><b>　　3. 計算沖擊系數(shù)</b></p><p>　　結(jié)構(gòu)跨中處的單位長度量：</p><p>　　主梁截面形心到T梁上緣的距離：</p><p><b>　　

39、跨中截面慣性矩：</b></p><p>　　查表C25混凝土E取</p><p><b>　　則沖擊系數(shù)</b></p><p><b>　　因雙車道不折減，故</b></p><p><b>　　4. 跨中彎矩計算</b></p><p>

40、;　　由于跨中彎矩橫向分布系數(shù)1＃、5＃梁最大，所以只需計算1＃、5＃梁的彎矩，計算如下：</p><p>　　（1）對于1#梁和5＃梁</p><p>　　公路—Ⅱ級汽車活載的跨中彎矩： </p><p>　　人群荷載的跨中彎矩：</p><p>　?。?）對于2#和4#梁</p><p>　　公路—

41、Ⅱ級汽車活載的跨中彎矩：</p><p>　　人群荷載的跨中彎矩：</p><p><b>　?。?）對于3#梁</b></p><p>　　公路—Ⅱ級汽車活載的跨中彎矩：</p><p>　　人群荷載的跨中彎矩：</p><p><b>　　5. 跨中剪力計算</b>&

42、lt;/p><p>　?。?）對于1＃和5#梁</p><p>　　公路—Ⅱ級汽車活載的跨中剪力：</p><p>　　人群荷載的跨中剪力：</p><p>　　（2）對于2＃和4#梁</p><p>　　公路—Ⅱ級汽車活載的跨中剪力：</p><p>　　人群荷載的跨中剪力：</p&

43、gt;<p><b>　?。?）對于3#梁</b></p><p>　　公路—Ⅱ級汽車活載的跨中剪力：</p><p>　　人群荷載的跨中剪力：</p><p><b>　　6.支點剪力計算</b></p><p>　　橫向分布系數(shù)變化區(qū)段的長度</p><p&

44、gt;　　附加三角形重心影響線坐標 ：</p><p>　?。?）對于1＃和5#梁</p><p>　　公路—Ⅱ級汽車活載的支點剪力：</p><p>　　人群荷載的支點剪力：</p><p>　?。?）對于2＃和4#梁</p><p>　　公路—Ⅱ級汽車活載的支點剪力：</p><p>

45、;　　人群荷載的支點剪力：</p><p><b>　?。?）對于3#梁</b></p><p>　　公路—Ⅱ級汽車活載的支點剪力：</p><p>　　人群荷載的支點剪力：</p><p><b>　?。ㄈ?#160;荷載組合</b></p><p><b&g

46、t;　　其中，，，，</b></p><p><b>　　跨中彎矩組合</b></p><p><b>　　跨中剪力組合</b></p><p><b>　　支點剪力組合</b></p><p><b>　　四、橫隔梁內(nèi)力計算</b></

47、p><p>　　1.作用在中橫隔梁上的計算荷載：對于跨中橫隔梁的最不利荷載布置如圖10所示。</p><p>　　圖10.跨中橫隔梁受載圖 單位：cm</p><p>　　縱向一列車輪對于中橫隔梁的計算荷載為：</p><p><b>　　計算彎矩時</b></p><p><b>　　計算

48、剪力時</b></p><p>　　2．繪制中橫隔梁的內(nèi)力影響線</p><p>　　圖11.中橫隔梁內(nèi)力影響線 單位：cm</p><p>　　P=1作用在1＃梁時：</p><p>　　P=1作用在5＃梁時：</p><p>　　P=1作用在3＃梁時：</p><p>　　1＃主

49、梁處右截面剪力影響線：</p><p>　　P=1作用于1＃梁截面的右邊時</p><p><b>　　即 </b></p><p>　　P=1作用于1＃梁截面的左邊時</p><p><b>　　即 </b></p><p>　　繪成的影響線，如上圖11所示。</

50、p><p><b>　　3.截面內(nèi)力的計算</b></p><p><b>　　公路-II級：</b></p><p><b>　　剪力的計算：</b></p><p>　　4. 內(nèi)力組合（鑒于橫隔梁的結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力甚小，計算中可略去不計）</p><p>&

51、lt;b>　　五、主梁變形驗算</b></p><p>　　跨中截面主梁結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的最大彎矩，汽車產(chǎn)生的最大彎矩（不計沖擊系數(shù)）為，人群產(chǎn)生的最大彎矩為，主梁開裂構(gòu)件等效截面的抗彎剛度</p><p><b>　　1.驗算主梁的變形</b></p><p>　　可變荷載頻遇值產(chǎn)生的跨中長期撓度：</p><

52、;p><b>　　2. 預拱度計算</b></p><p><b>　　應設計預拱度</b></p><p><b>　　應做成平順曲線</b></p><p><b>　　五、變形驗算</b></p><p>　　按規(guī)范變形可按下列公式計算<

53、/p><p><b>　　，，</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　換算截面中性軸距T梁頂面的距離x</p><p><b>　　代入各數(shù)值后</b></p><p><b>　　解方程得：</b><

54、;/p><p>　　算開裂截面的換算慣性矩</p><p>　　活載撓度計算，汽車荷載不計沖擊系數(shù)時：</p><p><b>　　橫載撓度計算</b></p><p>　　梁橋主梁跨中最大允許撓度：</p><p><b>　　變形驗算滿足要求。</b></p>

55、<p>　　六、設計依據(jù)與參考文獻</p><p>　　1.《公路橋涵設計通用規(guī)范》（JTG–D60-2004）.人民交通出版社，2004</p><p>　　2.《公路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》(JTG–D60-2004）.人民交通出版社，2004</p><p>　　3.姚玲森，《橋梁工程》.出版社：人民交通出版社，1993</p