简支T型梁桥课程设计

桥梁工程课程设计土木工程专业本科（四年制）适用指导教师：李小山班级：10土木一班学生姓名：董帅设计时间：2013.5.20浙江理工大学建筑工程学院土木系土木工程专业桥梁工程课程设计任务书浙江理工大学建筑工程学院土木系2013年4月一、设计题目：钢筋混凝土简支T型梁桥设计二、设计资料：1.桥面宽度：净mmm25.025.1272.设计荷载：公路－I级3.桥面铺装：4cm厚沥青混凝土（3/23mKN），6cm厚水泥混凝土（3/24mKN），主梁混凝土为3/24mKN4.主梁跨径及全长：标准跨径：mlb00.25，计算跨径ml96.24，净跨ml60.2405.结构尺寸图，根据钢筋混凝土简支T型梁桥的构造要求设计，也可参照下图选用：桥梁横断面布置图桥梁纵断面布置1.5%4cm厚沥青混凝土6cm厚铺装混凝土单位：cm610610三、设计依据：[1]JTGD60-2004公路桥涵设计通用规范[S][2]JTGD62-2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S][3]邵旭东．桥梁工程[M]．第二版.北京：人民交通出版社，2007四、设计内容：主梁、横隔梁和行车道板的内力计算五、设计成果要求：设计计算书。设计计算说明书制作成Word文档或手写。整个说明书应满足计算过程完整、计算步骤清楚、文字简明、符号规范的要求。封面、任务书和计算说明书用A4纸张打印，按封面、任务书、计算说明书的顺序一起装订成册，交指导老师评阅。六、提交时间：第14周周五前提交，过期不候。设计计算书基本设计资料1.桥面宽度：净mmm25.025.1272.设计荷载：公路－I级3.桥面铺装：4cm厚沥青混凝土（3/k23mN），6cm厚水泥混凝土（3/k24mN），主梁混凝土为3k24mN4.主梁跨径及全长：标准跨径：mlb00.25，计算跨径ml96.24，净跨ml60.2405.主梁截面尺寸：拟定采用的梁高为1.7m，腹板宽18cm。主梁间距：2.1m,主梁肋宽度：18cm。结构尺寸如图行车道板计算结构自重及其内力每延米板上的结构自重沥青表面处治1g0.04×1.0×23=0.92KN/mC25混凝土垫层2g0.06×1.0×24=1.44KN/mT梁翼板自重3g（0.17+0.09）/2×1.0×24=3.12KN/m合计g=5.48KN/m每米宽板条恒载内力mkN53.2-96.048.521-2021min,glMgkN26.596.048.50lgQAg1）汽车车辆荷载计算图示车辆后轮着地宽度为2a=0.20m，宽度为2b=0.60mHaa221=0.2+2×0.1=0.4mHbb221=0.6+2×0.1=0.8m荷载对于悬臂根部的有效分布宽度：012ldaa=0.4+1.4+2×0.96=3.72m由于这是汽车荷载局部加载在T梁的翼板上，故冲击系数取1.31作用于每米宽板条上的弯矩为：mkN59.18-48.0-96.072.3421403.1-)4(4)1(10min,）（blaPMp作用于每米宽板条上的剪力为：kN46.2472.3421403.14)1(aPQAp内力组合承载能力极限状态内力组合计算：基本组合mkN57.29-95.18-4.153.2-2.14.12.1）（）（AcAgudMMMkN57.4046.244.126.52.14.12.1ApAgudQQQ所以行车道板的设计内力为：m-29.57KNudM40.57KNudQ正常使用极限状态内力组合计算：短期效应组合mkN80.15-96.18-7.053.2-7.0）（AcAgsdMMMkN38.2246.247.026.57.0ApAgsdQQQ主梁内力计算计算结构自重集度如下表所示：主梁1g=[0.18×1.70+(0.09+0.17)/2×(2.10-0.18)]×24=13.33KN/m横隔梁对于边主梁2g={[1.4-(0.09+0.17)/2]×(2.10-0.18)/2}×0.18×5×24/24.96=0.97KN/m对于中主梁12g=2×0.97=1.94KN/m桥面铺装层3g=[0.04×7×23+0.06×7×24]/5=3.30KN/m栏杆和人行道4g=5×2/5=2.00KN/m合计对于边主梁igg=13.33+0.97+3.30+2.00=19.6KN/m对于中主梁'g=13.33+1.94+3.30+2.00=20.57KN/m边主梁自重产生的内力注：括号（）内值为中主梁内力荷载位于支点处时，1、2、3号粱的横向分布系数截面位置X内力剪力Q(KN)弯矩M(KN·m)X=0Q=19.60/2×24.96=244.61(256.71)M=0(0)X=4lQ=19.6/2×(24.96-2×24.96/4)=122.30(128.36)M=19.6×24.96/8×(24.96-24.96/4)=1177.47(1234.13)X=2lQ=0(0)M=19.6×24.96/4×（24.96-24.96/2）=1526.35(1601.89)求得1,2,3号梁荷载横向分布系数为：1号梁：2.0242.00qm，19.10rm；2号梁：57.00qm3号梁：78.00qm荷载位于跨中时荷载横向分布系数cqm和crm238.21.2596.24Bl且设有刚度强大的横隔粱，故可按偏心压力法计算求荷载横向分布影响线竖标本桥各根主梁的横截面均相等，梁数n=5，梁间距为2.10m，有222222524232221512m1.441.22-1.2-01.21.22）（）（）（aaaaaaii1、2、3号梁在两个边主梁除横向影响线的竖标值6.04.02.01122111niiaan2.0-4.0-2.015125115iiaaan4.02.02.015121221iiaaan02.0-2.015125225iiaaan2.015121331iiaaan2.015125335iiaaan绘出荷载横向分布影响线，并按最不利位置布置，如下图所示1)2)3)a)0.6000.4680.3140.191-0.2000.0190.4000.3430.2570.1950.1100.2000.2000.2000.2000.200公路-Ⅰ级公路-Ⅰ级ηrηq3公路-Ⅰ级ηq3ηq3ηq3计算荷载横向分布系数cm1号梁：0.5050.019)0.1910.314(0.4861/22qcqm0.6050.25/2100.6rcrm2号梁：0.4530.110)0.1950.257(0.3431/22qcqmcrm=r=0.4033号梁：0.44/20.22qcqm0.2rcrm均布荷载和内力影响线面积计算公路—级中集中荷载kP计算计算弯矩效应时：259.84KN5-24.965-50/180-360180）（）（）（kP计算剪力效应时：311.81KN259.841.2kP计算冲击系数μ20.5556Am4m0.1504cIG=0.5556×24=13.334KN/m22/359.1/msKNgGmcC25混凝土E取210/108.2mNccmEIlf22π,Hz97.210359.11504.0108.296.24214.33102f177.00157.0ln1767.0f1+μ=1.177截面类型公路—级均布荷载（KN/m）人群）（KN/m影响线面积（2m或m）影响线图示2lM10.54.51.5322277.88m/824.96=/8l=LL/42lQ10.54.53.12m5.096.2421211/21/2L0Q10.54.512.48m24.96/2L1跨中弯矩2lM、跨中剪力2lQ计算：因双车道不折减，故=1，各数据见表截面梁号荷载类型kq或rq(KN/m)kP（KN）1+μcm或yiSS2lM①公路—级10.5259.841.1770.50577.88485.551400.166.24914.61人群4.5——0.60577.88212.03②公路—级10.5259.841.1770.45377.88435.561300.066.24864.50人群4.5——0.40377.88140.88③公路—级10.5259.841.1770.477.88384.591147.956.24763.36人群4.5——0.277.8870.092lQ①公路—级10.5311.811.1770.5053.1219.47112.640.592.67人群4.5——0.6053.128.49②公路—级10.5311.811.1770.4533.1217.46100.590.583.13人群4.5——0.4023.125.64③公路—级10.5311.811.1770.43.1215.4288.820.573.4人群4.5——0.23.122.808计算支点截面汽车荷载最大剪力绘制荷载横向分布系数沿桥纵向的变化图形和支点剪力影响线如下图所示：y=0.915311.81kN10.5kN/m1号梁2号梁m0=0.2150.505mc=m0=0.5720.453mc=1a/3Q0影响线横向分布系数变化区段的长度：m变化区荷载重心处的内力影响线坐标为1号梁：y=1×（24.96-6.38/3）/24.96=0.9152号梁：y=0.9153号梁：y=0.9151号梁：])(2[q100ymmamQcck）（均=1.177×1×10.5×[0.505×12.48+6.38×(0.2-0.505)×0.915/2]=66.89KNkN25.371.0311.810.211.177)1(0ikiyPmQ集则，公路—级作用下，1号梁支点的最大剪力为：0Q=集均00QQ=66.89+73.25=140.14KN同理得2、3号梁0Q分别为260.57KN、347.29KN计算支点截面人群荷载最大剪力yqmmaqmQrcrcor)(201号梁：yqmmaqmQrcrcor)(20=0.605×4.5×12.48+6.38/2×(1.19-0.605)×4.5×0.915=41.66KN2号梁：orQ=22.37KN3号梁：orQ=12.64KN主梁内力组合1号梁：荷载类别弯矩M（kN·m）剪力Q（kN）跨中梁端跨中结构自重1526.36244.610汽车荷载1400.16140.14112.64人群荷载212.0341.668.49udS4029.33536.39167.202号梁：荷载类别弯矩M（kN·m）剪力Q（kN）跨中梁端跨中结构自重1526.36244.610汽车荷载1300.06260.57100.59人群荷载140.8822.375.64udS3809.50683.38147.143号梁：荷载类别弯矩M（kN·m）剪力Q（kN）跨中梁端跨中结构自重1526.36244.610汽车荷载1147.95347.2988.82人群荷载70.0912.642.808udS3517.26793.89127.49横隔梁内力计算确定作用在中横隔梁上的计算荷载对于跨中横隔梁的最不利荷载布置如下图：10.5kN/m259.84kN/m1.000公路-Ⅰ级纵向一列车轮对于中横隔梁的计算荷载为：计算弯矩时：kNyPqPkkoq95.161)0.184.2590.1210.65.05.10(21)(21计算剪力时：kNPoq93.187)0.184.2592.10.1210.