1、橋梁工程課程設(shè)計(jì)一 設(shè)計(jì)資料 1.結(jié)構(gòu)形式及基本尺寸 某公路裝配式簡(jiǎn)支梁橋，雙車(chē)道，橋面寬度為凈-7+2x0.75m，橋梁位于直線(xiàn)上，兩側(cè)設(shè)人行道，寬度為0.75m。裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T 梁，標(biāo)準(zhǔn)跨徑為20米，計(jì)算跨徑為19.5m。橋面鋪裝： C20防水混凝土2cm厚，容重24kN/m3，4cm厚瀝青面層，容重23 kN/m3，設(shè)雙面橫坡，坡度為1.5% 。設(shè)計(jì)荷載：公路-級(jí)，人群荷載3kN/m2。2.材料 1）梁體 主梁混凝土： C30橫梁混凝土： C25鋼筋混凝土容重：25kN/m3 2）鋼筋主 筋：熱軋HRB400鋼筋； 構(gòu)造鋼筋： 熱軋HPB300鋼筋二 主梁計(jì)算1. 標(biāo)準(zhǔn)跨度： 2

2、0m；2 .橋梁橫斷面如下圖1和主梁細(xì)部尺寸見(jiàn)表1； 裝配式鋼筋混凝土T形梁橋總體特征 標(biāo)準(zhǔn)跨徑（m） 計(jì)算跨徑（m） 梁長(zhǎng) （m） 梁高（m） 高跨比 支點(diǎn)肋寬（cm） 跨中肋寬（cm） h（cm） h2（cm） 梁肋變化長(zhǎng)度（從支截面點(diǎn)算起）（ cm） 橫隔梁數(shù) 最大吊重 t 2019.519.961.51/13.330181220479532.53. 恒載內(nèi)力計(jì)算； 計(jì)算恒載時(shí)，通常將跨內(nèi)橫隔梁的重量、橋面系的重量平均分配給各梁，因此，對(duì)于等截面梁橋的主梁，其計(jì)算荷載為均布荷載；在精確計(jì)算時(shí)，也可將恒載根據(jù)橫向分布系數(shù)的計(jì)算原理進(jìn)行橫向分配的計(jì)算。 1）各主梁恒載計(jì)算及匯總 主梁斷面項(xiàng)目

3、計(jì)算式單位梁號(hào)12、3表中：F主梁截面積（m2）橫梁的片數(shù)、高度、寬度、凈跨、容重；主梁片數(shù)；橋面凈寬（m）；分別為瀝青混凝土、墊層混凝土的容重與厚度乘積。主梁重量KN/M14.3514.35橫梁分布于中梁的重量KN/M01.25分布于邊梁的重量KN/M0.630橋面鋪裝重KN/M1.96196雙側(cè)人行道及欄桿重量平均值KN/M2.42.4合計(jì)KN/M19.3419.962）恒載內(nèi)力計(jì)算 項(xiàng)目計(jì)算式單位梁號(hào)12、3恒載（見(jiàn)表3-1）KN/M19.3419.96彎矩M跨處KN-M689.44711.54跨中KN-M919.25948.72剪力V端點(diǎn)KN188.57194.61跨中KN00二）活荷

4、載內(nèi)力計(jì)算 （1）有關(guān)系數(shù)及人群荷載 項(xiàng)目依據(jù)數(shù)值沖擊系數(shù)橋規(guī)1第4.3.2條0.3多車(chē)道折減系數(shù)橋規(guī)1第4.3.1條1.0人群荷載 KN/m（R為人行道寬）2.25（2）簡(jiǎn)支梁內(nèi)力影響線(xiàn)面積 內(nèi)力影響線(xiàn)圖形影響線(xiàn)面積（m或m2）35.6547.532.44（3）計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)用杠桿法求支點(diǎn)截面的橫向分布系數(shù)；用剛性橫梁法求跨中截面的橫向分布系數(shù)。 （）計(jì)算支點(diǎn)處的荷載橫向分布系數(shù)m0 按杠桿法在圖3-1上繪出、號(hào)主梁的荷載橫向分布影響線(xiàn)，并在其上布載，分別計(jì)算出汽車(chē)、人群的m0q和m0r值。（）計(jì)算跨中的荷載橫向分布系數(shù)mc 按剛性橫梁法在圖3-2上繪出、號(hào)主梁的荷載橫向分布影響線(xiàn)，分

5、別計(jì)算出汽車(chē)、人群的mcq和mcr值。(4)計(jì)算主梁跨中活載彎矩當(dāng)計(jì)算簡(jiǎn)支梁各截面的最大彎矩和最大剪力時(shí)，可近似取用不變的跨中橫向分布系數(shù) m c 計(jì)算。 車(chē)道荷載由均布荷載和集中荷載組成，為求得最大的內(nèi)力，將集中荷載作用于影響線(xiàn)縱標(biāo)最大的位置處，均布荷載引起的內(nèi)力為均布荷載值乘以相應(yīng)的影響線(xiàn)面積。注意應(yīng)考慮汽車(chē)沖擊力的影響。 計(jì)算人群荷載引起的內(nèi)力時(shí)，注意人群荷載集度按一側(cè)人行道計(jì)算，這是因?yàn)樵谟?jì)算人群荷載的橫向分布系數(shù)時(shí)按單側(cè)人群計(jì)算的。車(chē)道荷載 ： 人群荷載： 式中： 、 跨中截面由車(chē)道荷載、人群荷載引起的彎矩或剪力； 汽車(chē)荷載沖擊系數(shù)， 由橋梁自振頻率確定；多車(chē)道橋梁的汽車(chē)荷載折減系數(shù)

6、； 、跨中截面車(chē)道荷載、人群荷載的橫向分布系數(shù)； PK 和qk 車(chē)道荷載的集中荷載和均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值。 計(jì)算內(nèi)力影響線(xiàn)縱標(biāo)的最大值，也就是說(shuō)，將集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用于影響線(xiàn)縱標(biāo)的最大的位置處，即為荷載的最不利布置； 人群荷載集度；跨中截面計(jì)算內(nèi)力影響線(xiàn)面積；mcq、mcr匯總 活載梁號(hào)支座m0跨中mc汽車(chē)0.5020.7290.6730.7260.8350.62人群1.910.74900.5800.42由結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算荷載影響線(xiàn)，計(jì)算出各主梁的內(nèi)力：主梁跨中活載彎矩 活載截面位置梁號(hào)mcqKN/mM2PKNy彎矩（KN-m）車(chē)道荷載0.7291.37.8835.65178.53.656884.695

7、0.7261.37.8835.65178.53.656881.0540.621.37.8835.65178.53.656752.41550.7291.37.8847.53178.54.8751179.6250.2761.37.8847.53178.54.875446.60690.621.37.8847.53178.54.8751003.247人群荷載0.7491335.6503.65680.10560.581335.6503.65662.0310.421335.6503.65644.9190.7491347.5304.875106.7990.581347.5304.87582.70220.42

8、1347.5304.87559.887（5）計(jì)算主梁活載剪力（）計(jì)算主梁跨中截面活載剪力主梁跨中截面活載剪力 活載截面位置梁號(hào)mcqKN/mM2PKNy彎矩（KN-m）車(chē)道荷載0.7291.37.882.44178.50.5102.80380.7261.37.882.44178.50.5102.38080.621.37.882.44178.50.587.432人群荷載0.749132.44005.480.58132.44004.240.42132.44003.07（）計(jì)算主梁支點(diǎn)截面活載剪力對(duì)于支點(diǎn)截面的剪力或靠近支點(diǎn)截面的剪力，需計(jì)入由于荷載橫向分布系數(shù)在梁端區(qū)段內(nèi)發(fā)生變化所產(chǎn)生的影響。 由

9、車(chē)道荷載的集中荷載Pk 引起的支點(diǎn)截面剪力 當(dāng) 時(shí)，將車(chē)道荷載的集中荷載Pk 作用于支點(diǎn)截面處，引起的支點(diǎn)截面剪力最大； 當(dāng) 時(shí)，設(shè)車(chē)道荷載的集中荷載Pk 作用于距左支點(diǎn) x 位置處，x值越大，PK 作用位置處的橫向分布系數(shù)值 越大，而對(duì)應(yīng)于Pk作用位置處剪力影響線(xiàn)的縱標(biāo)越小，寫(xiě)出由車(chē)道荷載的集中荷載PK 引起的支點(diǎn)剪力計(jì)算式，利用高等數(shù)學(xué)求極值的方法，確定最不利的荷載布置。 由車(chē)道荷載的均布荷載qK 引起的支點(diǎn)截面剪力 求解按不變的 mc 計(jì)算由車(chē)道荷載均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk 引起的內(nèi)力值,與考慮橫向分布系數(shù)變化區(qū)段均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk 引起的內(nèi)力變化值之和。注意后者合力點(diǎn)位置極其相應(yīng)的影響線(xiàn)縱標(biāo)

10、的取值。 車(chē)道荷載引起的支點(diǎn)截面剪力車(chē)道荷載引起的支點(diǎn)截面剪力等于集中荷載 PK 與均布荷載qK 引起的支點(diǎn)截面剪力之和。支點(diǎn)截面車(chē)道荷載剪力：式中 剪力影響線(xiàn)面積； m變化點(diǎn)至支點(diǎn)截面距離； 在范圍內(nèi)，m由mc改變形成的圖形形心對(duì)應(yīng)的剪力影響線(xiàn)豎標(biāo)值； 與Pk位置對(duì)應(yīng)的剪力影響線(xiàn)豎標(biāo)值；與Pk位置對(duì)應(yīng)的荷載橫向分布系數(shù)值。圖 3-3 荷載橫向分布系數(shù)沿全橋的分布支點(diǎn)截面最大車(chē)道荷載剪力 計(jì)算圖形梁號(hào)+171.93-7.28148.31276.84827577.01276.62467.129342.1310.08279.81452.33（4）人群荷載 人群荷載為均布荷載，由其引起的支點(diǎn)剪力與由

11、車(chē)道荷載的均布荷載 qK 引起的支點(diǎn)截面剪力計(jì)算方法相同。 支點(diǎn)截面最大人群荷載剪力 計(jì)算圖形梁號(hào)=+121.915.4227.33216.96-3.0813.88312.29-2.0510.24三）主梁配筋計(jì)算(一)翼緣板寬度和中性軸位置的確定 h 圖4-2主拉鋼筋假定取4層疊焊筋(外徑3.45)和2層(外徑3.05)保護(hù)層3cm,則翼板厚度 （cm）16翼板寬度（cm）(第4.2.2條2)主梁間距170170650190混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fcd(KN/cm2)1.38彎矩(KN-cm)2387546381.12判定中性軸位置: (二)受拉鋼筋配置 主梁截面其中性軸在翼板內(nèi),故可按單筋

12、矩形截面進(jìn)行設(shè)計(jì)(若在腹板內(nèi),則用雙筋設(shè)計(jì),不能用表4-4計(jì),而自行列表計(jì)算)。 翼板寬度（cm）170鋼筋面積(cm2) 62.21有效高度h0(cm)137.05鋼筋配置As80.05強(qiáng)度設(shè)計(jì)值混凝土軸心抗壓fcd(MPa)13.8配筋率0.77%混凝土軸心抗拉ftd(MPa)1.39,且0.22%鋼筋抗拉fsd(MPa)280是否滿(mǎn)足: 是跨中彎矩(KN-cm)238754相對(duì)界限受壓高度0.550受壓區(qū)高度 (cm)15.88是否滿(mǎn)足: 是(三)剪力鋼筋配置（1）斜截面抗剪承載力驗(yàn)算 截面尺寸要求驗(yàn)算(第5.2.9條2)抗剪承載力驗(yàn)算混凝土強(qiáng)度等級(jí) (MPa)30混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)

13、值ftd(MPa)1.39剪力 (KN)71.03剪力 (KN)71.03抗剪上限(KN)377.11抗剪下限(KN)117.28是否滿(mǎn)足: 是是否滿(mǎn)足: 是 若滿(mǎn)足,可不進(jìn)行斜截面抗剪承載力驗(yàn)算,僅需按構(gòu)造要求配置箍筋。二 橋面板計(jì)算一）確定行車(chē)道板的類(lèi)型 根據(jù)實(shí)際情況，本橋橋面板之間為鉸接。二）計(jì)算每延米板上的恒載 項(xiàng)目材料厚度（m）容重KN/m3恒載重 KN橋面鋪裝面層瀝青混凝土H10.04H0.06r1230.92防水層C20混凝土H20.02r2240.48T形翼板C30混凝土r3254.00合計(jì) 5.4三）車(chē)輛輪載在板上的分布 計(jì)算假定： 充氣車(chē)輪與橋面的接觸面為 a1 b1的矩形面 其中，a1為行車(chē)向的著地長(zhǎng)度，a1 =0.15m；