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1、四川大学锦城学院桥梁设计 桥梁工程概论课程设计题 目： 装配式钢筋混凝土简支T形梁桥设计（上部结构） 专 业： 土建系土木工程专业 学 号： 100310108 姓 名： 朱煜华 指导老师： 陈艳玮 四川大学锦城学院目 录第一章 设计任务书31： 基本设计资料3第二章 主梁的荷载横向分布系数计算42.1跨中荷载横向分布系数的计算62.1.2 计算荷载横向分布系数，52.2.1 梁端剪力横向分布系数计算（杠杆原理法）6第三章 主梁的内力计算83.1 永久作用效应8（1） 永久荷载：9（2）永久作用效应计算93.2 可变作用效应11汽车荷载冲击系数计算，11可变作用弯矩效应计算11可变作用的剪力效
2、应计算13第四章 承载能力极限状态下截面设计.配筋与验算.144.1 配置主梁受力钢筋144.2 持久状况截面承载力极限状态计算164.3斜截面抗剪承载力计算17（1）斜截面配筋的计算图示17（2）各排弯起钢筋的计算17（3）主筋弯起承载力验算18（4）箍筋设计20（5）斜截面抗剪承载力验算20第五章 主梁的裂缝宽度验算24第六章 主梁的挠度验算25第七章 设计总结27附 录 设计人简介27四川大学锦城学院桥梁工程概论课程设计 第4页桥梁工程概论课程设计任务书一、设计题目装配式钢筋混凝土简支T形梁桥设计（上部结构）二、基本设计资料 1. 跨度和桥面宽度1) 标准跨径：20.8m（墩中心距离）2
3、) 计算跨径： 20.3m（支座中心距离）3) 主梁全长： 20.76m（主梁预制长度）4) 桥面净空： 净7m（行车道）21m人行道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/m22) 环境标准：类环境3) 设计安全等级：二级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HRB335，其它用R235。4. 构造形式及截面尺寸图1 桥梁横断面和主梁纵断面图（单位
4、：cm）如图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。5. 计算方法 极限状态设计法。6. 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)。7. 参考资料1) 结构设计原理教材；2) 桥梁工程概论，李亚东主编，西南交通大学出版社，2006年2月；3) 桥梁工程，姚玲森主编，人民交通出版社，2008年7月。三、设计内容1. 计算主梁的荷载横向分布系数2. 主梁的内力计算3. 主梁截面设计、配筋及验算4. 主
5、梁裂缝宽度验算5. 主梁挠度验算四、设计要求1. 计算说明书要内容全面，条理清晰，数据正确；2. 按时完成任务（3周）第一章 主梁的计算主梁的荷载横向分布系数计算1跨中荷载横向分布系数如前所述，本例桥垮内有五道横隔梁，具有可靠的横向联系，且承重结构的宽跨比为：B/=9/20.3=0.440.5，可以不修正的刚性横梁法绘制横向影响线盒计算横向分布系数mc。（1） 计算主梁的抗弯及抗扭惯性矩和T：1） 求主梁截面的重心位置 X(见图8-2）：翼缘板厚按平均厚度计算，其平均板厚为h1=1/2(10+16)cm=13cm则，抗弯惯性矩为对于T形梁截面，抗扭惯性矩可近似按下式计算：式中bi、ti单个矩形
6、截面的宽度和高度： ci矩形截面抗扭刚度系数，由表3-2计算。 mi梁截面划分成单个矩形截面的个数。T的计算过程及结果见表8-1。表8-1 计算表分块名称翼缘板180130.070.33330.0013182腹板127180.140.30360.00224840.0035666即得T=3.56710-3m4（3） 按不修正的刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值 式中，n=5，ij表示单位荷载P=1作用也j号梁轴上时，i号梁轴上所受的作用。计算所得的ij列于表8-2内。 表8-2 值计算表梁号10.6030.4010.20.00138-0.20320.4010.3010.20.09930.00138
7、30.20.20.20.20.2（4）计算荷载横向分布系数：绘制横向分布影响路线图，然后求横向分布系数。 根据最不利荷载位置分别进行布载。布载时，汽车荷载距行人道边缘距离不小于0.5m，人群荷载取为3KN/m2，栏杆及人行道板每延米重取为6.0KN/m，人行道板重以横向分布系数的方式分配到各主梁上。各梁的横向分布系数：横向分布系数均用m表示。表示影响线坐标汽车荷载：m1汽=1/2*(0.536+0.334+0.189+-0.0013)=0.529m2汽=1/2*(0.368+0.268+0.1945+0.0937)=0.4621人群荷载：m1=0.648，m2=0.424，m3=0.22=0.
8、4人行道板:m1=0.652-0.252=0.4m2=0.426-0.0269=0.4m3=0.2000+0.2000=0.42.；梁端剪力横向分布系数计算端部剪力横向分布系数计算图式见图8-4。汽车荷载：人群荷载：m1人， =1.2222 ，m2人， =0.2222 ，m3人， =0第二章 主梁的内力计算31 永久作用效应3.1.1永久荷载：假定桥面构造各部分重力平均分给各主梁承担，则永久荷载计算结果见下表。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，=0.4，则q=0.4x6KN/m=2.4KN /m。各梁的永久荷载汇总结果见下表。各梁的永久荷载值梁号主梁横
9、隔梁栏杆及人行道桥面铺装层总计1（5）11.5650.90662.45.51720.38862（4）11.5651.81322.45.51721.2952311.5651.81322.45.51721.29523.1.2永久作用效应计算1）影响线面积计算见下表。影响线面积计算表项目计算面积影响线面积M1/20=1/2 x L/4=1/8L2=51.51项目影响线面积M1/40=1/2 x 3L/16 x L=38.63V1/20 =00 =1/2 x L/2 x 1/2=2.538V00 =1/2 x L =10.22）永久作用效应计算见下表。永久作用效应计算表梁号M1/2 /KNmM1/4
10、/KNmV0 / KNq0q0q0q0q0q01(5)20.388651.511050.216720.388638.63787.611620.388610.2207.96372(4)21.295251.511096.915721.295238.63822.633521.295210.2217.2110321.295251.511096.915721.295238.63822.633521.295210.2217.21103.2 可变作用效应（1）汽车荷载冲击系数计算：结构的冲击系数与结构的基频f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f=/2l2 （EIC /mC）1/2 =/
11、（2 x 20.32）x (3.25x1010 x0.087716)/1178.8991/2 HZ=5.924 HZ。其中：mC =G/g=(0.4626x25x103 )/9.81Kg/m=1178.899 Kg/m由于1.5HZf14HZ，故可由下式计算汽车荷载的冲击系数：=0.1767Lnf-0.0157=0.299(2)公路-级均布荷载qK 、集中荷载PK 及影响线面积计算：公路-级车道荷载按照公路-级车道荷载的0.75倍采用，均布荷载标准值qK 和集中荷载标准值PK 为：qK =10.5 x 0.75KN/m=7.875KN/m。计算弯矩时，PK =（360-180）/（50-5）x
12、 (20.3-5)+180x 0.75KN=180.9KN；计算剪力时，PK =180.9x1.2KN=217.08KN。按最不利方式布载可计算车道荷载影响线面积，计算过程见前表。其中V1/2 的影响线面积取半跨布载方式为最不利，0 =1/2 x L/2 x 1/2=2.5375公路-级车道荷载及其影响线面积计算表项目顶点位置qK / KNmPK/ KN0M1/2l/2处7.875180.951.51M1/4l/4处7.875180.938.63V0支点处7.875217.0810.2V1/2l/2处7.875217.082.538可变作用（人群）（每延米）q人 =3x1KN/m=3KN/m（3）可变作用弯矩效应计算见下表。弯矩计算公式如下：M=（1+）（qK0 + PK yK）,其中，由于只能布置两车道，故横向折减系数=1.0。计算跨中和l/4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。公路-级车道荷载产生的弯矩计算表梁号内力1+qK / KNm0PK/ KNyKM/KNm1M1/20.5291.2997.87551.51180.95.07908.9927M1/40.52938.633.8062682.19092M1/20.462151.515.07793.8651M1/40.462138.633.8062514.99463M1/2
