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1、1、 设计资料设计内容为钢筋混凝土简支梁桥上部结构设计，基本设计资料如下：结构选型与布置：上部结构为钢筋混凝土简支梁桥，标准跨径为Lb=13m，计算跨径为L=13-0.5=12.5m，预制梁长为Lc=12.96米；桥面净宽：净7m+20.75m，桥面横向坡度设置为1.5%，桥梁纵坡为0.3%,桥梁中心处桥面设计高程为2.00米；采用重力式桥墩和桥台。设计荷载：公路级，环境类别类，设计安全等级二级。人群3.0KN/m2，每侧栏杆及人行道的重量按4.5 KN/m计。车道荷载 qk=0.7510.5 N/m=7.875 N/m，集中荷载 pk0.7522.2 N/m166.5 N/m。材料确定：混凝
2、土重力密度=26.0kN/m3，弹性模量EC=3.45104MPa；沥青混凝土重力密度=24.0kN/m3。混凝土简支T形梁及横梁采用C50混凝土。刚材采用R235钢筋、HRB335钢筋。桥面铺装：为了保护桥梁主体结构，在桥面的最上层设置桥面铺装。本桥设置2cm厚沥青混凝土和10cm厚C30混凝土作垫层的桥面铺装。桥面伸缩缝：为了保证桥跨结构在气温变化.活栽作用.混凝土收缩与徐变等影响下按静力图式自由地变形，在本梁桥桥面两梁端之间以及在梁端与桥台背墙之间设置横向伸缩缝。设计依据：1、 桥梁工程,邵旭东主编, 人民交通出版社；2、 梁桥（公路设计手册），2005，人民交通出版社； 3、 中华人民
3、共和国行业标准公路工程技术标准(JTG B01-2014)正式版.北京:人民交通出版社,2014； 4、 中华人民共和国行业标准公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2015).北京:人民交通出版社,2015； 5、 中华人民共和国行业标准公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)。主要技术指标表公路等级I级公路路基宽度（m）13.0汽车荷载等级公路II级行车道数双向2车道跨径(m)132、 桥梁结构总体布置主梁截面图（单位：mm）纵断面图（单位：cm）主梁横面图（单位：mm）平面布置应当满足以下要求：（1）桥梁的线形及桥头引道要保持平顺，使车辆能平稳地通过，小桥的线
4、形及其公路的衔接，应符合路线布设的规定。（2）从桥梁本身的经济性和施工方便来说，应尽可能避免桥梁与河流或与桥下路线斜交。必要时通常不宜大于，在通航河流上则不宜大于。三、设计详情1. 计算荷载横向分布系数1.1. 当荷载位于支点处，利用杠杆原理法计算 横断面对于1#梁： 1#梁 对于汽车荷载 对于人群荷载 对于2梁：2梁 对于汽车荷载 对于人群荷载 =0 （由于是出现负的，取零，出于安全考虑）对于3梁： 3梁对于汽车荷载 对于人群荷载 1.2. 当荷载位于跨中时此桥在跨度内设有横隔板，具有强大的横向联结刚性，且承重结构的长度比为 可按刚性横梁法绘制影响线并计算横向分布系数，本桥各根主梁的横向截面
5、均相等，梁数n=5, 梁间距为1.6米。（1）求1梁横向影响线的竖标值：1梁影响线可绘制出影响线的零点位置，设零点位置至1号梁距离为x则可得设人行道缘石至1号梁轴线的距离则1号梁的活载横向分布系数可计算对于汽车荷载 对于人群荷载（2）求2梁横向影响线的竖标值：2梁影响线由、绘制2梁的横向影响线，如上图及最不利荷载位置零点位置为5号梁处 对于汽车荷载： 对于人群荷载 （3）求 3梁横向影响线的竖标值3梁影响线、对于汽车荷载 对于人群荷载 2. 主梁内力计算2.1. 恒载集度（1）主梁：（2）横隔梁对于边主梁：对于中主梁：（3） 桥面铺装层：每侧栏杆及人行道构件重量的永久作用设为4.5KN/m（4
6、）栏杆和人行道： 作用于边主梁的全部恒载强度：作用于中主梁的全部恒载强度：2.2. 恒载内力的计算边跨弯矩剪力影响线1#及5#梁内力（边跨）跨中弯矩 跨中剪力 支点剪力 1/4跨处弯矩： 1/4跨处剪力：2#、3及4#梁内力（中间跨）跨中弯矩 跨中剪力 支点剪力 1/4跨处弯矩： 1/4跨处剪力：2.3. 活载内力2.3.1. 汽车荷载冲击系数主梁横截面图结构跨中处的单位长度量： 主梁截面形心到T梁上缘的距离： 跨中截面惯性矩：查表 E取 所以冲击系数： 2.3.2. 汽车荷载作用公路级，车道荷载 qk=0.7510.5 N/m=7.875 N/m。对于集中荷载，当时，；当时，当时，采用内插法
7、当计算剪力时候 计算车道荷载的跨中弯矩、剪力的计算对于双车道，折减系数跨中弯矩影响线如下图下层2.3.3. 跨中弯矩的设计由于跨中弯矩横向分布系数1、5梁最大，所以只需计算1、5梁的弯矩，计算如下：对于1#梁车道均布荷载作用下车道集中荷载作用下 则跨中人群荷载最大弯矩人群荷载集度对于2#和4#梁计算公路级汽车活载的跨中弯矩：计算人群荷载的跨中弯矩：人群荷载集度： 对于3#梁计算公路级汽车活载的跨中弯矩：计算人群荷载的跨中弯矩：人群荷载集度： 2.3.4. 跨中剪力的计算跨中剪力影响线如下图：对于1和5#梁计算公路级汽车活载的跨中剪力：计算人群荷载的跨中剪力：对于2和4#梁计算公路级汽车活载的跨
8、中剪力：计算人群荷载的跨中剪力：对于3#梁计算公路级汽车活载的跨中剪力：计算人群荷载的跨中剪力：2.3.5. 支点截面剪力的计算剪力影响线如下图所示：横向分布系数变化区段的长度 对于1和5#梁附加三角形重心影响线坐标 ： 计算人群荷载的支点剪力：对于2和4#梁计算公路级汽车活载的支点剪力（如下图所示）： 计算人群荷载的支点剪力：对于3#梁计算公路级汽车活载的支点剪力（如下图所示）： 计算人群荷载的支点剪力：2.3.6. 1/4跨弯矩的计算1/4跨弯矩的影响线如下图 对于1#和5#梁计算公路级汽车活载的1/4跨弯矩： 计算人群荷载的跨中弯矩：人群荷载集度： 对于2#和4#梁计算公路级汽车活载的1
9、/4跨弯矩：计算人群荷载的跨中弯矩：人群荷载集度： 对于3#梁计算公路级汽车活载的1/4跨弯矩：计算人群荷载的跨中弯矩：人群荷载集度： 2.3.7. 1/4跨剪力的计算1/4跨剪力影响线如下图：对于1和5#梁计算公路级汽车活载的1/4跨剪力： 计算人群荷载的跨中剪力： 对于2和4#梁计算公路级汽车活载的1/4跨剪力：计算人群荷载的跨中剪力：对于3#梁计算公路级汽车活载的跨中剪力：计算人群荷载的跨中剪力：2.3.8. 荷载组合其中，跨中弯矩组合：梁恒载弯矩（KN/m）活载弯矩（KN/m）组合值（KN/m）汽车人群1、5329.55383.95540.078977.884362、4348.1804
10、03.94825.8981012.348963348.180374.67723.437968.61324跨中剪力组合：梁恒载（KN/m）活载（KN/m）组合值（KN/m）汽车人群1、5092.9176.413137.266362、4074.4814.144108.914683069.0843.750100.9176支点剪力组合：梁恒载（KN/m）活载（KN/m）组合值（KN/m）汽车人群1、5105.456177.4349.45385.53882、4111.550134.5482.327324.833443111.550126.9242.106313.912321/4跨弯矩组合：梁恒载（KN/
11、m）活载（KN/m）组合值（KN/m）汽车人群1、5247.192377.98430.058859.472962、4261.166302.98519.423759.331963261.166281.02917.578726.527161/4跨剪力组合：梁恒载（KN/m）活载（KN/m）组合值（KN/m）汽车人群1、552.728132.1797.215256.4052、469.719105.9594.662237.22684369.71998.2744.219225.971683. 持久状况承载能力极限状态下截面设计、配筋与验算3.1. 配置主梁受力钢筋由弯矩基本组合计算表10可以看出，2号和
12、4号梁值最大，考虑到设计施工方便，并留有一定的安全储备，故按2号梁计算弯矩进行配筋。设钢筋净保护层为3cm，钢筋重心至底边距离为，则主梁有效高度为。已知1号梁跨中弯矩=，下面判别主梁为第一类T形截面或第二类T形截面；若满足，则受压区全部位于翼缘内，为第一类T形截面，否则位于腹板内，为第二类T形截面。式中，为桥跨结构重要性系数，取为1.0；为混凝土轴心抗压强度设计值，本设计采用C30混凝土，故=13.8,Mpa；为T形截面受压区翼缘有效宽度，取下列三者中的最小值：（1） 计算跨径为1540/3=513（2） 相邻两梁的平均间距：d=160cm（3） 此处，b为梁腹板宽度，其值为18cm，为承托长度，其值为86cm，为受压区翼缘悬出板的平均厚度，其值为11cm。本设计由于，为承托根部厚度，其值为6cm。 所以取。 判别式左端为 判别式右端为 因此，受压区位于翼缘内，属于第一类T形截面。应按宽度为的矩形截面进行正截面抗弯承载力计算。 设混凝土截面受压区高度为x，则利用下式计算：
