1、I目录摘要: IAbstractII第 1 章 设计内容及构造布置 .11.1 设计内容 11.1.1 设计标准 11.1.2 主要材料 11.1.3 设计依据 11.2 方案比选 11.3 横断面布置及主梁尺寸 .3第 2 章 主梁内力计算 .52.1 恒载内力计算 52.1.1 结构自重集度计算 .52.1.2 结构自重内力计算 52.2 活载内力计算 .62.2.1 荷载横向分布计算 .62.2.2 汽车人群作用效应计算 102.3 主梁内力组合 .182.3.1 作用效应计算公式 .192.3.2 主梁内力组合 .19第 3 章 主梁配筋计算 213.1 跨中截面的纵向受拉钢筋计算 .
2、213.1.2 确定简支梁控制截面弯矩组合设计值和剪力设计值 .213.1.3 T 型截面梁受压翼板的有效宽度 .213.1.4 钢筋数量计算 .213.1.5 截面复核 .223.2 腹筋设计 .233.2.1 截面尺寸检查 .233.2.2 检查是否需要根据计算配置箍筋 .233.2.3 计算剪力图分配 .233.2.4 箍筋设计 .243.2.5 弯起钢筋设计 .253.2.6 斜截面抗剪承载力验算 .293.2.7 持久状况斜截面抗弯极限承载能力状态验算 .333.3 持久状况正常使用极限状态裂缝宽度验算 333.4 持久状况正常使用极限状态下挠度验算 35第 4 章 横隔梁内力与配筋
3、计算 384.1 横隔梁内力计算 384.1.1 确定计算荷载 38II4.1.2 绘制中横隔梁弯矩、剪力影响线 384.1.3 截面内力计算 404.1.4 内力组合 404.2 横隔梁配筋计算 404.2.1 正弯矩配筋 404.2.2 剪力配筋 41第 5 章 行车道板的计算 .435.1 计算图式 435.2 永久荷载及其效应 435.3 截面设计、配筋与强度验算 44参考文献 46致谢 47I20m 简支 T 型梁桥设计计算摘要:本次设计为 20m 简支 T 型梁桥的设计计算。本设计采用钢筋混凝土 T 型梁桥，标准跨径为 20m，计算跨径为 19.5m，主梁为等截面 T 型梁。本文主
4、要阐述了该桥的设计和计算过程。首先进行桥型方案比选，对主桥进行总体结构设计，然后对上部结构进行内力、配筋计算，再进行强度、应力及变形验算。具体包括以下几个部分：1. 桥型方案比选；2. 桥型布置，结构各部分尺寸拟定；3. 选取计算结构简图；4. 恒载内力计算；5. 活载内力计算；6. 荷载组合；7. 配筋计算；8. 截面强度验算；9. 截面应力及变形验算；关 键 词：钢筋混凝土 T 型简支梁桥 配筋计算 强度验算Abstract20 meters simply supported T-beam bridge designIIThis design incorporates reinforced
5、 concrete t-beams, standard span calculation for 20m, 19.5m, the main span is a prismatic beams T-beams.This article describes the design and calculation of the bridge. First bridge-type schemes, on the overall structure of the main bridge design, and then on the superstructure internal forces, conc
6、rete, strength, stress and deformation.These include the following sections:1. the bridge-type schemes;2. type of arrangement, structure sections size drawn up;3. Select the diagram of the calculation;4. permanent internal calculation;5. live load force calculation;6. the load;7. for the reinforceme
7、nt of the calculation;8. section strength checking;9. a section of stress and deformation checking;Key words: reinforced concrete t-beam design strength checking1第 1 章 设计内容及构造布置1.1 设计内容1.1.1 设计标准设计车速：40km/h设计荷载：公路级标准跨径：20m计算跨径：19.5m桥面净空：净 7m+21.5m(人行道 )=10m通航要求：不通航设计洪水频率：1/100地震峰值加速度：0.05g1.1.2 主要材料
8、钢筋：普通受力钢筋 HRB335 级，R235 级混凝土：C30 1.1.3 设计依据公路工程技术标准(JTG B012003) 公路桥涵通用设计规范(JTG D60 2004)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62 2004)公路桥涵设计手册(桥梁上册) (人民交通出版社 2004.3)1.2 方案比选1比选方案的主要标准：桥梁方案比选有四项主要标准：安全，功能，经济与美观，其中以安全与经济为重。2主要方案（1）悬臂桥图 1.1（2）T 型钢构桥2图 1.2（3）先简支后连续梁 T 型梁桥图 1.3（4）斜拉桥图 1.43方案比选3方案比选表 表 1.1悬臂桥 T 形刚构桥
9、混凝土简支 T 形梁桥斜拉桥适用性1桥墩上为单排支座，可以减小桥墩尺寸2主梁高度可较小，降低结构自重，恒载内力减小超静定结构容易受温度、混凝土收缩徐变作用、基础不均匀沉降等影响，容易造成行车不顺1施工方便。2适合中小跨径。3结构尺寸标准化。跨越能力大安全性1在悬臂端与挂梁衔接处的挠曲线折点不利行车。2梁翼缘受拉，容易出现裂缝，雨水浸入梁体成为安全隐患建国初期大量采用目前国内大量采用，安全，行车方便。1行车平稳2索力调整工序比较繁复，施工技术要求高美观性 做成变截面梁 较漂亮 结构美观 结构美观 具有现代气息，结构轻盈美观。经济性 支架昂贵，维 修费用高 造价较低，工期较短 造价第二， 用钢量大
10、 造价最高纵观桥梁的发展，悬臂桥已经基本不采用，由于是跨线桥，跨度不大，斜拉桥一般用于大跨度的跨海、跨河大桥，T 形钢构桥容易受地震等影响，以及经过上述方案的比较，决定采用混凝土 T 形梁桥。1.3 横断面布置及主梁尺寸 1、 主梁高度钢筋混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比约在 1/111/18 之间。当建筑高度不受限制时，增大梁高往往是较经济的方案，因为增大梁高可以节省钢筋用量，同时梁高加大一般只是腹板加高，而混凝土增加的用量不多。综上所述，本设计中取用 1300mm 的主梁高度是比较合适的。2、主梁截面细部尺寸T 梁翼板的厚度主要取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求，还应考虑能否满足主梁受
11、弯时上翼板抗压强度的要求。本设计预制 T 梁的翼板厚度取用 80mm，翼板根部加厚到140mm 以抵抗翼缘根部较大的弯矩，腹板厚度取为 180mm。如图 1.1 所示，全桥共由 6 片 T 型梁组成，跨中单片 T 型梁高为 1.3m，宽 1.6m；边主梁4是有单片 T 型梁高为 1.3m，靠桥外侧的翼缘板长为 710mm，靠桥内侧的翼缘板长为510mm；湿接缝设为 400mm；桥上横坡为双向 1.5%，坡度由 C25 混凝土桥面铺装控制。图 1.5 横纵断面图5第 2 章 主梁内力计算2.1 恒载内力计算2.1.1 结构自重集度计算在计算结构自重时，为了简化起见，将横梁、铺装层、人行道和栏杆等
12、重量均匀分摊给各主梁承受。人群荷载：3.0 ，每侧的栏杆及人行道的构件重量的作用力取2mKN5.0 。mKN结构自重集度 表 2.1主梁 mKNg 76.925)18.06.()214.08.(3.1801 对于边主梁1.02 63.05.19/2横隔梁 对于中主梁mKNg12桥面铺装层 mKNg 67.3/240.7)1.06.(30.73 栏杆和人行道 g./254对于边主梁 i06.17.63.07.9合计 对于中主梁mKNgi 92.11 2.1.2 结构自重内力计算边主梁结构自重产生内力 表 2.2剪 力 )(KNQ弯矩 )(KNM0x 6.15.9206.104l )4.(.378
13、)45.19.(45.1926.7内 力截 面 位 置 X62lx0Q4.7635.190.682M中主梁结构自重产生内力 表 2.3剪 力 )(KN弯矩 )(mKN0x 7.1625.92.16Q0M4l )4.(.8)45.19.(45.1926.2lx0 3.7822.2 活载内力计算2.2.1 荷载横向分布计算1、 荷载作用于支点荷载作用于支点位置时，应按杠杆原理法计算荷载横向分布系数。荷载作用于支点位置时， 梁的荷载横向分布系数如图 2.1 所示。#321、内 力截 面 位 置 X7图 2.1 荷载横向分布系数图根据桥规规定，在横向影响线上确定荷载沿横向最不利的布置位置。对于汽车荷载
14、，规定的汽车横向轮距为 1.8m，两列汽车车轮的横向最小间距为 1.3m，车轮距离人行道缘石最少为 0.5m。由此，求出相应于荷载位置的影响线数标值后，可得各梁的荷载横向分布系数为：梁 汽车荷载：#1 1875.023.qom人群： 156.ro梁 汽车荷载：#2.0oq人群： orm梁 汽车荷载：#35.0oq人群： or其中， 、 梁人行道上均没有布载，这是因为人行道荷载引起的负反力，在考虑荷载#23组合时反而会减小 、 梁的受力。#2、荷载作用于跨中 桥梁中设置刚度较大的横隔梁，且承重的长宽比为 ，故可按偏203.615.9Bl心压力法来计算荷载横向分布系数 。cm(1) 计算主梁惯性矩
15、 、抗扭惯性矩 和抗扭刚度系数 （主梁等效截面图见图 2.2）xItxI8图 2.2 主梁等效截面图（单位： ）m形心坐标 ：cy 42323 6.5103918.198)160()7.5.(1260 cmIx 又由， ，将 T 梁划分为两个矩形截面进行计算。iitbcT，c 取1.068.1t 3，5.92bt 015.2.9.433 78.2810.16 cmItx 抗扭刚度修正系数 2)(BlEIGt924.0)6.15(6.5103784.081表 2.4主梁数 4 5 6 7C 1.067 1.042 1.028 1.021t/b 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4
16、0.3 0.2 0.1 28 (公称直径)满足规范要求。钢筋的横向净距 ，dSn 35.1408.562.31018 及满足构造要求。图 3.1 T 梁横断面图3.1.5 截面复核由钢筋布置图可求得：，取32.17369524)4.285.10().1530(69 s，则实际有效高度ms120 mhs023KNAf mhbsdfc8592.16402873 由于 ，故为第类 T 型截面，受压区高度sfc。故正截面抗弯承载力bfxcds 82.91508.3 mKNhMfu 4.210)8.910()2(0，又 ，满足规范要mKNdu5.10 %38640bhAs求，所以设计安全。3.2 腹筋设
17、计3.2.1 截面尺寸检查根据构造要求，梁底层钢筋 2B28 通过支座截面，支点截面有效高度为，支座截面配筋 。mh.154)6.30(10 %546.021830bhAs支座尺寸： KNVKNbhf dkcu 76.46.32.154803105.)15.( 00,3 跨中尺寸： f ldkcu 82.13.9.).0( 2030,3 截面尺寸符合设计要求。3.2.2 检查是否需要根据计算配置箍筋跨中段截面： KNVKNbhf ldtd 82.10362.1478039.105.)105.( 2003 支座截面： f dtd 76.49.5.).( 0303 因 ，故可在梁跨中段的某长度范围
18、内按构造配0020)15.(dtdl VbhfV置箍筋，其余区段按计算配置箍筋。3.2.3 计算剪力图分配在图 3.2 所示的剪力包络图中，支点处剪力计算值 ，跨中处剪力计算值00dV24。202ldlV的截面距跨中截面的距离可由剪力包KNbhftdxx 62.147)105.(03络图按比例求得，为： ，在 长mVLllx 08.1932.0.952201 1l度范围内可以按照构造配置箍筋。同时，根据公桥规规定，在支座中心线向跨径长度方向不小于一倍粱高 范围内，箍筋的间距最大为 。mh3图 3.2 计算剪力分配图 (尺寸单位 mm，剪力单位 KN)距支座中心线为 处，的计算剪力值 由剪力包络
19、图按比例求得，为:2hVKNLVVl 90.4371950)82.176.4(376.41950)(0 其中应由混凝土和箍筋承担的剪力计算值至少为 ，应由弯起钢筋承担的剪力计算值最多为 ，则设置弯起钢筋区段长度 可由下列方程求得：KNV16.754.0 xmx.67.26.415253.2.4 箍筋设计采用直径为 的双肢箍筋，箍筋面积 。m8 216.103.52mnAsvs 在等截面钢筋混凝土简支梁中，箍筋尽量做到等间距布置。斜截面内纵筋配筋百分率 及截面有效高度 可近似按支座截面和跨中截面的平均值取用，计算如下，p0h跨中截面： 取 ，5.213.2l 5.2lpmh180支点截面： ，6
20、400则平均值分别为 ，523.1.ph1.27.540箍筋间距 2 0,6231)(.0.(VbhfAfpS svkcuv取mSv 9.249.4371.7801956.0)516.02)(156.0(122 箍筋间距为 ， ，满足规范要求。箍筋配筋率m9 mhSv 4及，故满足规范要求。%18.09.21806.vsbA间距为 100 时的配箍率 ，满足要求。%18.056.0.vsbA综合上述计算，在支座中心向跨径方向的 范围内，设计箍筋间距 ，m13 mSv10然后至跨中截面统一的箍筋间距取 。Sv2903.2.5 弯起钢筋设计设焊接钢筋骨架的架立钢筋( )为 2B22，钢筋重心至梁受
21、压翼板上缘距离为35HR。ms56弯起钢筋的弯起角度为 ，弯起钢筋末端与架立钢筋焊接。为了得到每对弯起钢4筋分配到的剪力，由各排弯起钢筋的末端折点应落在前一排弯起钢筋起点的构造规定，来得到各排弯起钢筋的弯起点计算位置。首先要计算弯起钢筋上、下弯点之间垂直距离 。ih26现拟弯起 钢筋，将计算的各排弯起钢筋弯起点截面的 以及至支座中心51Nih距离 ，分配的剪力计算值 、所需的弯起钢筋面积 值列入表 3.1。ixsbiVsbiA根据公桥规规定，简支梁的第一排弯起钢筋(对支座而言) 的末端折点应位于支座中心截面处。第一排弯起钢筋： mh 7.1385.0631.254.16301 交点 距支座中心
22、距离为 .6).(07.8所需提供的弯起钢筋面积为： 21 7.1970.28653145sin3. mfVAdsbisb 第二排弯起钢筋： h 1.075.631.54.63102 2 点到支座中心距离为 m82078交点 距支座中心距离为 m8.4).2(.2分配给第二排弯起钢筋的计算值 由比例关系得到2sbVKNs.1576.17575.41.3860. 所需提供的弯起钢筋面积为： 22 9.08.280sin.3 mfVAdsbisb 第三排弯起钢筋： mh 7.1085.4281.543.536.1130 3 点到支座中心距离为 m708.24交点 距支座中心距离为 5.23).36.0(1分配给第三排弯起钢筋的计算值 由比例关系得到3sbVKNs58.166.17575.418.260. 所需提供的弯起钢筋面积为：
