桥梁课程设计(设计文件资料)

实用标准精彩文档一、设计资料1．主梁跨径和全长标准跨径：Lb=20.00m(墩中心距离)计算跨径：L＝19.50m（支座中心距离）主梁全长L’＝19.96m（主梁预制长度）2．桥面净空净－16＋2×0.75（人行道）＋2×0.25(栏杆)车道数：4车道，横向折减系数：ζ=0.673．设计荷载公路-I级：kq=10.5kN/m，kp=238kN人群：rq＝3.5KN/m2冲击系数：3.0μ安全等级：2级，结构重要性系数：γ0＝1.04．材料钢筋——直径≥12mm时采用II级钢筋，其余采用I级钢筋。混凝土——主梁采用C40，人行道、栏杆及桥面铺装采用C25。混凝土力学指标表项目Fck（MPa）Ftk（MPa）Fcd（MPa）Ftd（MPa）弹性模量Ec（MPa）剪切模量Gc（MPa）泊松比μ热膨胀系数αC4026.82.418.41.6532500130000.20.00001钢筋力学指标表项目HRB335R235fsk（MPa）335235fsd（MPa）280195fsd’（MPa）280195弹性模量Es（MPa）200000200000实用标准精彩文档5．主梁结构尺寸二、设计依据1、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）。2、《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）。实用标准精彩文档三、设计内容以下内容为4号主梁的设计计算过程。（一）主梁作用效应计算1)永久作用效应计算结构自重集度主梁g1=[0.18×1.3＋0.2×0.08×2＋(0.14＋0.08)/2×0.71×2]×24=10.1kN/m横隔梁中主梁1.969kN/m19.5÷24×5×2＋0.1618.0×0.91×－0.0814.0﹣0.08-1.11×18.022g边主梁mkNgg/985.0212'2桥面铺装层4.658kN/m9÷224×16×12.006.023×16×02.03g栏杆和人行道1.11kN/m9÷2×54g合计中主梁mkNg/837.1711.1658.4969.11.10边主梁mkNg/853.1611.1658.4985.01.10'4号主梁结构自重产生的内力梁端支点处1/4跨截面处跨中截面处剪力Q（kN）173.9186.960弯矩M（kN/m）0635.86847.812)4号主梁的横向分布系数：1、计算梁端横向分布系数方法：杠杆原理法实用标准精彩文档公路—Ⅰ级：2ηqoqm=21.035.01=0.725人群荷载：rηorm=02、计算跨中横向分布系数方法：修正偏心受压法宽跨比：B/L=18/19.5=0.9230.5故需考虑主梁的抗扭刚度，因此用修正偏心受压法计算。(1)截面重心位置18×＋13011×18-2002÷18×＋1302÷11×1820022ya=37.57cm实用标准精彩文档(2)截面抗弯惯性矩232337.57-65×130×﹢1812130×18211-37.5711x×1821211×18200I=0.07135m4(3)截面抗扭惯性矩311tbcIimiiL对主梁翼缘：20011bt=0.0551故取：C1=31对主梁肋部：19.118.0bt=0.151C2=0.301183×119×﹢0.301200×11×313LI=0.002976m4（4）横向分布系数的折减系数2EIGILξ﹢11βBl（取：G=0.425E，ξ=1.021）=21819.5×0.07135÷0.00297×0.425×021.111=0.9792（5）跨中横向分布系数实用标准精彩文档024682222912iia=24091i2i24aa144β＋ηn240491×9792.0=0.127491i2i64a·146β＋ηaan240491×9792.0=0.09479荷载横向分布影响线的零点至4号梁位的距离x：1274.009479.04xxmx627.15∴影响线的零点至1号梁位的距离x1=15.627+6=21.627m1号梁位处横向分布影响线的竖标值：1274.0627.15627.21y=0.1763汽车荷载：qη21cqm14.7-12.9-11.6-9.8-8.5-6.7-5.4-3.6-2.3-0.5-10×21.627×21.6270.1763×21=0.5717人群荷载：rηcrm627.211763.05.0627.21=0.18043）汽车、人群作用效应计算4号主梁荷载横向分布系数实用标准精彩文档荷载位置公路—Ⅰ级人群荷载计算方法跨中mc0.57170.1804杠杆原理法支点m00.7250修正偏心受压法均布荷载和内力影响线面积计算公路—Ⅰ级qk(kN/m)人群荷载qr(kN/m)影响线面积（㎡orm）影响线图式Ml/210.53.5×1=3.582l=47.53㎡Ml/410.53.53232l=35.648㎡M010.53.50Ql/210.53.52221l=2.44mQl/410.53.50.61or5.48mQ010.53.59.75m公路—Ⅰ级中集中荷载计算计算弯矩效应是：Pk＝55.19550180360180＝238kN/m计算剪力效应是：Pk＝1.2×238＝285.6kN/m根据规范，计算T梁时：冲击系数3.0μ由图纸知，全桥设计车道为4车道，故取横向折减系数：实用标准精彩文档ζ=0.67计算公式：汽车荷载：ikkypqSicmΩmζu1汽人群荷载：ΩrcqmS人主梁跨中截面及1/4跨截面处的弯矩和剪力截面荷载类型qkorqr(kN/m)Pk(kN)1+umcζΩoryS（kN·morkN）Ml/2公路—Ⅰ级10.52381.30.57170.6747.53370.91826.264.875862.31人群3.50.180447.5330.0131.01Ml/4公路—Ⅰ级10.52381.30.57170.6735.648278.19619.673.656646.69人群3.50.180435.64822.5122.51Ql/4公路—Ⅰ级10.5285.61.30.57250.675.48442.86135.540.75159.42人群3.50.17955.4843.453.45Ql/2公路—Ⅰ级10.5285.61.30.57170.672.4419.0483.860.5106.13人群3.50.18042.441.541.54梁端支点处的弯矩和剪力由简支梁的受力性质可知：M0=0支点处的剪力：实用标准精彩文档2916.05717.0725.09.475.95717.05.1067.03.1均Q=54.12kN16.285725.067.03.1集Q=180.35kN汽车荷载：kNQ47.23435.18012.540人群荷载;20416.11804.09.421804.05.195.3人Q=4.54kN4号主梁内力组合序号荷载类别弯矩M（kN·m）剪力Q(kN)0L/4L/20L/4L/2①结构自重0635.86847.81173.9186.960②汽车荷载0619.67826.26234.47135.5383.86③人群荷载022.5130.014.543.451.54按承载能力极限状态组合（1.2×①+1.4×②+0.8×1.4×③）01665.782207.75542.03297.96119.13按正常使用极限状态短期组合（①+②/1.3×01332.73实用标准精彩文档0.7+③）按正常使用极限状态长期组合（①+0.4×（②/1.3+③））01114.05按承载能力极限状态设计时的控制内力：L/2截面：M=2207.75kN·m,Q=119.13kN支点截面：Q=542.03kN（二）主梁截面配筋设计T梁受压翼缘有效宽度计算：a、按简支梁计算跨径的1/3考虑：19500/3=6500mmb、按两梁平均间距考虑：2000mmc、按公式计算：''122fhfhbbb=180+12×110=1500mm综上所述，取三者中小者：则'fb=1500mm1)T梁正截面设计⑴、截面设计计算示意图①拟采用焊接钢筋骨架，故设sa=30+0.7h=30+0.7×1300=121mm∴截面有效高度：h0=1300-121=1179mm②判定T梁截面类型6'0''102110117911015004.182fffcdhhhbf实用标准精彩文档=3412.46kN·mM(=2208kN·m)∴此截面属于第一类T形截面。③求受压区高度2M0'0xhxbfMfcdud2117915004.181022086xx解的合适解：x=70mm'fh(=110mm)④求受拉主筋面积sAssdfcdAfxbf'2807015004.18'sdfcdsfxbfA=69002mm根据钢筋直径规格，梁受拉主筋采用：1228截面面积As=73902mm69002mm钢筋叠高层数为6层。混凝土保护层厚度取为：30㎜d=28㎜及满足规范规定的30㎜的要求。∴钢筋间横向净距：Sn=180－2×30－2×31.6=56.8㎜40㎜及1.25d=35㎜故满足构造要求。⑵、截面复核已知设计受拉主筋面积：As=73902mm，Mpafsd280。由钢筋布置图求得sa：mmmmas1258.12436.3130∴实际有效高度：h0=1300－125=1175㎜①判定T形截面类型mkNhbfffcd036.311015004.18''mkNAfssd069.27390280∵ssdffcdAfhbf''实用标准精彩文档故此截面为第一类T形截面。②求受压区高度xssdfcdAfxbf'15004.187390280'fcdssdbfAfx=75㎜h'f(=110㎜)③正截面抗弯承载力20'xhxbfMfcdu=18.4×1500×75×（1175－75/2）=2355mkN2208mkN∴MMu0④截面配筋率0bhAs%2.0%5.3%10011751807390∴min故截面复核满足要求。2)T梁斜截面设计实用标准精彩文档计算剪力分配图（尺寸单位：mm，剪力单位：kN）⑴腹筋设计①截面尺寸检查根据构造要求，梁最底层钢筋428通过支座截面，则支点截面有效高度：h0=1300－（30+31.6）=1238.4㎜031051.0bhfck=4.1238180401051.03=719kNdV0(=542kN)∴截面尺寸符合设计要求。②检查是否需要根据计算配置箍筋跨中截面：03105.0bhftd=117518065.1105.03=174.49kN支座截面：03105.0bhftd=4.123818065.1105.03=183.9kN因kNVbhfkNVdtdld542105.01190,0032/,0，故可在梁跨中的某长度范围内按构造配置箍筋，其余区段应按计算配置腹筋。③计算剪力图分配由计算可知，在mml12971的长度区段内可按构造要求布置箍筋。实用标准精彩文档同时，根据规范规定，在支座中心线向跨径长度方向不小于1倍梁高（h=1300mm）范围内，箍筋的间距为100mm。距支座中心线h/2处的计算剪力值V‘：11911954297506509750'V=513.8kN其中应由混凝土和箍筋共同承担计算剪力值V‘的60%即：kNV28.3086