钢筋混凝土简支T形梁桥课程设计

河南理工大学桥梁工程课程设计1钢筋混凝土简支T形梁桥课程设计一、设计资料1、桥面净宽：净-7（车行道）+2×1.0（人行道）+2×0.25（栏杆）。2、主梁跨径和全长标准跨径：L=20m（墩中心距离）。计算跨径：L=19.6m（支座中心距离）。实际长度：L’=19.95m（主梁预制长度）。3、设计荷载公路-II级，人群3.5kN/m2、人行道板及栏杆5.5kN/m.4、材料混凝土：C25，桥面铺装为8㎝厚水泥混凝土，体积质量取24kN/m3，钢筋混凝土体积质量取25kN/m3。5、结构尺寸横隔梁5根，肋宽15cm。桥梁纵向布置图（单位：cm）桥梁横断面图（单位：cm）1519951951484484484484180180180180100100700128河南理工大学桥梁工程课程设计2T型梁尺寸图（单位：cm）6、计算方法极限状态法7、设计依据(1)《公路桥涵设计通用规范》（JTG–D60-2004）。(2)《公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG–D60-2004）。二、行车道板的计算(一)计算模式行车道板按照两端固定中间铰接的板来计算(二)荷载及其效应1．每延米板上的恒载g桥面铺装：mkNg/92.1240.108.01T梁翼缘板自重：mkNg/75.2250.111.02每延米跨宽板恒载合计：mkNggg/67.475.292.1212．永久荷载产生的效应弯矩：kNmglMsg49.1)22.08.1(67.42121220剪力：kNglQsg74.3)22.08.1(67.403．可变荷载产生的效应以重车后轮作用于绞缝轴线上为最不利布置，此时两边的悬臂板各承受一半的车轮荷载根据《公路桥涵设计通用规范》4.3.1条后轮着地宽度2b及长度2a以及平均板厚H=0.5(8+14)=11：ma2.02mb6.02顺行车方向轮压分布宽度：mHaa4.01.022.022118014012081420河南理工大学桥梁工程课程设计3垂直行车方向轮压分布宽度：mHbb8.01.026.0221荷载作用于悬臂根部的有效分布宽度：mlaa4.38.024.14.024.101单轮时：mlaa0.28.024.02'01根据《公路桥涵设计通用规范》4.3.2条，局部加载冲击系数：3.11作用于每米宽板条上的弯矩为：mkNblaPMsp/06.16)48.08.0(4.342803.1)4(4)1(10单个车轮时：mkNblaPMsp/65.13)48.08.0(0.241403.1)4('4)1('10取最大值：mkNMsp/06.16作用于每米宽板条上的剪力为：kNaPQsp76.264.342803.14)1(4．基本组合根据《公路桥涵设计通用规范》4.1.6条恒+汽：mkNMMspsg/27.24)06.16(4.1)49.1(2.14.12.1kNQQspsg95.4176.264.174.32.14.12.1故行车道板的设计作用效应为：mkNMsj/27.24kNQsj95.41三、主梁的计算(一)主梁的荷载横向分布系数1．跨中弯矩横向分布系数(根据偏心受压法计算，考虑主梁抗扭刚度修正)(1)主梁的抗弯惯矩I及抗扭惯矩TI平均板厚：01(814)112hcm主梁截面的重心距顶缘距离xa：cmax1.452014011)20180(21402014021111)20180(河南理工大学桥梁工程课程设计4424232310087070.99087070)1.452140(1402014020121)2111.45(1116011160121mcmIT形截面抗扭惯矩近似等于各个矩形截面抗扭惯矩之和：顶板：061.08.1/11.0/11bt，查表得333.0c腹板：155.0)11.04.1/(2.0/22bt，查表得301.0c3331090.32.0)11.04.1(301.011.08.1333.0TI(2)抗扭修正系数根据《公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》3.1.6条，EG425.0maa6.351maa8.142ma034.32)8.16.3(222512iia917.010087070.94.32121090.356.19425.011121123222iiTiIaEIGl(3)各主梁横向分布系数1号主梁的横向影响线567.04.326.36.3917.05111383.04.328.16.3917.051122.04.3206.3917.05113017.04.328.16.3917.05114167.04.326.36.3917.05115具体见下图河南理工大学桥梁工程课程设计51号主梁横向影响线2号主梁的横向影响线383.04.326.38.1917.05121292.04.328.18.1917.051222.04.3206.3917.05123108.04.328.18.1917.05124017.04.326.38.1917.05125同理可求得3号主梁的影响线，由于结构对称，4号主梁的影响线与2号主梁影响线对称，5号主梁的影响线与1号主梁影响线对称.2号主梁横向影响线河南理工大学桥梁工程课程设计63号主梁横向影响线对1、2、3号主梁进行最不利加载以求得横向分布系数，加载的位置见下图1号主梁最不利加载2号主梁最不利加载河南理工大学桥梁工程课程设计73号两的横向影响线为直线，可直接计算对于公路II级1号主梁的横向分布系数：512.0)006.0190.0322.0506.0(211q2号主梁的横向分布系数：456.0)103.0195.0261.0353.0(212q3号主梁的横向分布系数：4.04×2.0213q对于人群1号主梁的横向分布系数：608.01r2号主梁的横向分布系数：404.02r3号主梁的横向分布系数：4.03r对于人行道板和栏杆1号主梁的横向分布系数：334.00.667×5.0'1q2号主梁的横向分布系数：5.01.00×5.0'2q3号主梁的横向分布系数：639.00.278)(1.0×5.0'3q2．梁端剪力横向分布系数(根据杠杆法计算)0.6671号2号3号4号5号1.00人群人群1.2221号主梁加载河南理工大学桥梁工程课程设计81号2号3号4号5号人群人群1.00-0.2222号主梁加载1号2号3号4号5号人群人群1.000.2783号主梁加载对于公路II级1号主梁的横向分布系数：334.0667.0212q2号主梁的横向分布系数：21'1.000.52q3号主梁的横向分布系数：31'(1.00.278)0.6392q对于人群1号主梁的横向分布系数：1'1.222r2号主梁的横向分布系数：2'0.222r3号主梁的横向分布系数：3'0r(二)作用效应计算1．永久作用效应河南理工大学桥梁工程课程设计9(1)永久荷载假定桥面构造各部分重力平均分配给主梁承担主梁：[(1.80.2)0.111.40.2]2511.4/kNm横隔板：中梁：67.119.6÷5×25×0.15×2×0.8×)12.106.1(21kN∕m边梁：21×(1.06+1.12)×0.8×0.15×25×5÷19.6＝0.83kN∕m桥面铺装：0.08×1.8×24=3.46kN∕m人行道板及栏杆按照5.5kN/m来计算，根据横向分布系数分摊至各主梁的荷载为：1号主梁：0.4×5.5=2.2kN∕m2号主梁：0.4×5.5=2.2kN∕m3号主梁：0.45.52.2/kNm各梁的永久荷载为：1号主梁：11.4+0.83+3.46+2.2=17.89kN∕m2号主梁：11.4+1.67+3.46+2.2=18.73kN∕m3号主梁：11.4+1.67+3.46+2.2=18.73kN∕m(2)永久作用效应计算1号主梁跨中弯矩：kNmM1.8596.1989.1781221支点剪力：kNQo3.1756.1989.175.02号主梁跨中弯矩：kNmM4.8996.1973.18812213号主梁跨中弯矩：kNmM4.8996.1973.1881221支点剪力：kNQO6.1836.1973.185.02．可变作用效应(1)汽车荷载冲击系数取冲击系数0.3(2)可变作用产生的弯矩a．公路II级根据《公路桥涵设计通用规范》4.3.1条规定，公路II级车道荷载按照公路I级车道荷载的0.75倍采用，即均布荷载1，195kPkN各主梁的跨中弯矩：河南理工大学桥梁工程课程设计101号主梁：kNmM7.887)6.19195416.19875.781()3.01(512.02212号主梁：kNmM6.790)6.19195416.19875.781()3.01(456.02213号主梁：kNmM5.693)6.19195416.19875.781()3.01(4.0221b．人群荷载人群荷载：3.51.03.5/rpkNm各主梁的跨中弯矩：1号主梁：kNmM2.1026.195.381608.02212号主梁：kNmM9.676.195.381404.02213号主梁：kNmM2.676.195.3814.0221c．弯矩基本组合根据《公路桥涵设计通用规范》4.1.6条规定，永久作用设计值效应与可变作用设计值效应的分项系数为：永久荷载作用分项系数：11.2G汽车荷载作用分项系数：11.4Q人群荷载作用分项系数：21.4Q结构重要性系数：01.0组合系数：0.8c各主梁的弯矩基本组合：1号主梁：kNmM2.2388)2.1024.18.07.8874.11.8592.1(0.1212号主梁：kNmM2.2262)9.674.18.06.7904.14.8992.1(0.1213号主梁：kNmM4.2125)2.674.18.05.6934.14.8992.1(0.121(3)可变作用产生的跨中剪力按照跨中的横向分布系数来计算跨中的剪力，横向分布系数沿桥跨没有变化，计算剪力时，根据《公路桥涵设计通用规范》4.3.1条规定，集中荷载标注值kP需乘以1.2的系数，即1951.2234kPkNa．公路II级各主梁的跨中剪力：河南理工大学桥梁工程课程设计111号主梁：kNQ7.90)2234416.19875.721()3.01(512.0212号主梁：kNQ8.80)2234416.19875.721()3.01(456.0213号主梁：kNQ9.70)2234416.19875.721()3.01(4.021b．人群荷载各主梁的跨中剪力：1号主梁：kNQ2.5416.195.321608.0212号主梁：kNQ5.3416.195.321404.0213号主梁：kNQ4.3416.195.3214.021c．跨中剪力基本组合各主梁的跨中剪力基本组合：1号主梁：kNQ8.132)2.54.18.07.904.1(0.1212号主梁：kNQ0.117)5.