20米钢筋混凝土T梁设计计算书桥梁课程设计范本.docx

桥梁课程设计计算书20米钢筋混凝土T 梁设计计算书指导老师：班级：学生：学号：年 月 日一、设计资料1、设计荷载：公路-级 人群荷载3KN/2、桥面净空：净7+21m人行道；3、主梁跨径和全长：标准跨径LB=16m计算跨径LP=15.5m主梁全长L全=15.96m4、材料混凝土：C30钢筋：主钢筋，弯起钢筋和架立钢筋用级，其它用I级。桥面铺装：沥青混凝土6cm，C40防水混凝土10cm；二、设计依据与参考书公路桥涵设计规范（合订本）(JTJ021-85)人民交通出版社结构设计原理叶见曙主编，人民交通出版社桥梁计算示例集（梁桥）易建国主编，人民交通出版社桥梁工程（2004）邵旭东主编，人民交通出版社三、桥梁纵横断面及主梁构造 横断面共5片主梁，间距1.6m。纵断面共5道横梁，间距3.875m。尺寸拟定见图，T梁的尺寸见下表：T形梁尺寸表（单位：m）主梁计算主梁梁肋横隔梁横隔梁横隔梁翼板翼板长度跨径高度宽度高度宽度间距厚度宽度15.9615.501.300.181.000.150.163.8750.080.141.60桥梁横断面图桥梁纵断面图主梁断面图 横梁断面图四、主梁计算（一）主梁荷载横向分布系数1、跨中荷载弯矩横向分布系数（(按G-M法)）（1）主梁抗弯及抗扭惯矩 和 求主梁的重心位置 平均板厚 =1/2(8+14)=11cm= =1/12142113+14211(41.2-11/2)2+1/12181303+18130(130/2-41.2)2=6627500cm4=6.627510-2m4T形截面抗弯及抗扭惯矩近似等于各个矩形截面的抗扭惯矩之和，即：式中: 矩形截面抗扭惯矩刚度系数 相应各矩形的宽度与厚度 查表知：t1/b1=0.11/1.60=0.069 c1=1/3 t2/b2=0.18/(1.3-0.11)=0.151 c2=0.301=1/31.60113+0.3011.190.183=0.0028m4单位抗弯及抗扭惯性矩：= /b=0.066275/160=4.14210-4 （m4/cm）= /b=0.0028/160=1.7510-5（m4/cm）（2）求内横梁截面和等刚度桥面板的抗弯惯矩 翼板有效宽度计算横梁长度取为两边梁的轴线间距即：L=41.6=6.4 mC= (3.875-0.15)=1.863m =15 C/L=1.863/6.4=0.291 根据C/L比值 查表求得/C=0.649 =0.649C=0.6491.863=1.21m求横梁截面重心位置： = =0.215m 横梁的抗弯和抗扭惯矩 = =3.1810-2 (m4) 查表 但由于连续桥面的单宽抗扭惯矩只有独立板宽扁板者的翼板可取 查表得 故 单位抗弯及抗扭惯矩 （m4/） （m4/）（3）计算抗弯参数 和扭弯参数 ： （4）求各主梁的跨中荷载横向分布影响线 以知 查G-M表 得下面数值：荷 载 位 置梁位b3b/4b/2b/40.00 -1/4b -1/2b -3/4b -b 校核k10.00 0.92 0.97 1.00 1.05 1.08 1.05 1.00 0.97 0.92 8.04 b/41.08 1.09 1.09 1.11 1.05 0.98 0.89 0.82 0.77 7.96 b/21.25 1.30 1.20 1.10 1.00 0.90 0.79 0.72 0.65 7.96 3b/41.58 1.42 1.25 1.08 0.93 0.82 0.74 0.65 0.58 7.97 b1.83 1.55 1.29 1.08 0.90 0.78 0.66 0.60 0.50 8.03 k00.00 0.75 0.89 1.00 1.12 1.18 1.12 1.00 0.89 0.75 7.95 b/41.62 1.52 1.35 1.28 1.12 0.92 0.75 0.36 0.15 8.19 b/24.10 2.10 1.78 1.40 1.00 0.52 0.13 -0.28 -0.65 8.38 3b/43.39 2.79 2.10 1.50 0.90 0.38 -0.18 -0.57 -1.05 8.09 b4.10 3.50 2.41 1.58 0.80 0.12 -0.52 -1.02 -1.60 8.12 计算公式荷 载 位 置b3b/4b/2b/40 -1/4b -1/2b -3/4b -b（1）号梁1.630 1.446 1.258 1.080 0.924 0.812 0.724 0.640 0.564 3.532 2.932 2.162 1.516 0.880 0.328 -0.248 -0.660 -1.160 -2.270 -1.950 -1.120 -0.500 0.100 0.660 1.180 1.620 2.100 -0.354 -0.304 -0.175 -0.078 0.016 0.103 0.184 0.253 0.328 3.178 2.628 1.987 1.438 0.896 0.431 -0.064 -0.407 -0.832 0.636 0.526 0.397 0.288 0.179 0.086 -0.013 -0.081 -0.166 （2）号梁1.182 1.216 1.156 1.104 1.020 0.932 0.830 0.760 0.698 3.108 1.868 1.608 1.352 1.048 0.680 0.378 -0.024 -0.330 -1.926 -0.652 -0.452 -0.248 -0.028 0.252 0.452 0.784 1.028 -0.300 -0.102 -0.071 -0.039 -0.004 0.039 0.071 0.122 0.160 2.808 1.766 1.537 1.313 1.044 0.719 0.449 0.098 -0.170 0.562 0.353 0.307 0.263 0.209 0.144 0.090 0.020 -0.034 （3）号梁0.92 0.97 1.00 1.05 1.08 1.05 1.00 0.97 0.92 0.75 0.89 1.00 1.12 1.18 1.12 1.00 0.89 0.75 0.17 0.08 0.00 -0.07 -0.10 -0.07 0.00 0.08 0.17 0.027 0.012 0.000 -0.011 -0.016 -0.011 0.000 0.012 0.027 0.777 0.902 1.000 1.109 1.164 1.109 1.000 0.902 0.777 0.155 0.180 0.200 0.222 0.233 0.222 0.200 0.180 0.155 （5）绘制横向分布影响线图，求横向分布系数按规定，汽车荷载距人行道边缘距离不小于0.5m。人群荷载取3 。人行道板以1.2KN集中竖向力作用在一块板上。 人群荷载： 人行道板： 2、支点荷载横向分布系数计算采用杠杆法计算各梁支点荷载横向分布系数，荷载布置见图，计算结果见表。人群荷载： （二）内力计算1、恒载内力计算：上部结构自重计算表构件名单元构件体积及计算式容重每延米重量主梁1.601.30-20.711.30-(0.08+0.14)/2=0.39250.39259.76外主梁横梁0.89(0.16+0.15)/220.715/15.5=0.0632250.0632251.58内主梁横梁0.89(0.16+0.15)/20.715/15.5=0.0316250.0316250.79桥面铺装沥青混凝土：1.60.060.096混凝土垫层：1.60.10.1623242.2083.84人行道及栏杆25按13.97N/m计一侧人行道部分每2.5m长时重13.97KN，1.0m长时重13.97/2.55.59KN/m，按板横向分布系数分摊至各梁的板重为：1、5号梁：1板=0.47 1板q=0.475.59=2.63 KN/m2、4号梁：2板=0.528 2板q=2.95 KN/m3号梁：3板=0.31 2板q=1.73 KN/m则各梁的恒载汇总如下：各梁的恒载汇总表梁号主梁横梁栏杆及人行道板铺装层合计1（5）9.760.792.366.04819.232（4）9.761.582.956.04820.3439.761.581.736.04819.12主梁恒载内力计算 设x为计算截面离支座的距离，并令a=x/L，则：主梁弯距和剪力的计算公式分别为：弯距及剪力影响线 影响线面积计算见表项目计算图示影响线面积MM1/2M=1/8L21/2=1/815.52=30.03M1/4M=3/32L21/2=3/3215.52=22.52Q1/2M=0Q0M=1/2 L =1/215.5=7.75恒载内力计算结果见表梁号 （KN.m） （KN.m） （KN.m）1(5)19.2330.03577.4819.2322.52433.0619.237.75149.032(4)20.3430.03610.8120.3422.52459.0620.347.75157.64 319.1230.03574.7119.1222.52430.5819.127.75148.182、活载内力计算：(1)汽车荷载冲击系数 简支梁的自振频率为： 介于 和 之间，桥规规定 冲击系数按下式计算： （2）公路级均布荷载 集中荷载 及其影响线面积 按照桥规规定。 公路级车道荷载按公路级车道荷载的0.75倍采用。即均布荷载 =7.875 Kn/m =178.5kN公路级及影响面积 表项目顶点位置L/27.875178.530.03L/47.875178.522.52支点7.875178.57.75L/27.875178.51.94可变作用（人群荷载每延米） （3）可变作用效应（弯矩）计算 公路级产生的弯矩梁号内力弯矩效应1050113172787530031785387561252225229064593520462300338755648422522906423593041630033875508602252290638141 人群荷载产生的弯矩 梁号内力弯矩效应10636225300342972252322320562225300337972252284830155225300310472252785基本荷载组合：按桥规规定 永久作用设计值效应与可变作用设计效应的分项系数为 永久荷载作用分项系数： 汽车荷载作用分项系数 人群荷载作用分项系数 弯矩组合 梁号内力永久荷载（1）人群（2）汽车（3）1577.4842.97612.52143.77433.0632.23459.351078.972610.8137.97564.841409.65459.0628.48423.591058.223574.1710.47508.601271.49430.587.85381.41953.52(4)可变荷载剪力效应计算 计算可变荷载剪力效应应计入横向分布系数 沿桥跨变化的影响，通常分两步进行，先按跨中的 由等代荷载计算跨中剪力效应；再用支点剪力何载横向分布系数 并考虑支点至L/4为直线变化来计算支点剪力效应。剪力计算时按桥规规定集中何载标准值 需乘以1.2的系数。 1）跨中剪力 的计算如下表 梁号内力弯矩效应+1 0.501 80.762 0.462 1.3172 7.875 1.94 214.2 0.5 74.473 0.416 67.06人群何载产生的跨中剪力梁号内力弯矩效应 1 0.636 2.77 2 0.562 2.25 1.94 2.45 3 0.155 0.68 2）支点剪力的计算 计算支点剪力效应的横向分布系数的取值为：A 支点处按杠杆法计算 B L/43L/4按跨中弯矩的横向分布系数 C支点L/4处在 和 之间按照直线变化 支点剪力效应计算式为 式中 -相应于某均布活载作用的横向分布纵坐标 -相应某均布活载作用的数值 -相应的某集中何载的数值人群均布何载产生的指点剪力效应计算式为： 式中 -跨中横向分布系数 -支点处横向分布系数梁端剪力效应计算：汽车何载作用如图示计算结果如下 公路级产生的支点剪力效应计算表 （单位：KN）梁号剪力效应 113172214.210.438+7.875(15.5/20.501-0.7515.5/40.0660.5-0.2515.5/80.0662/3)=123.47162.632214.210.5+7.875(15.5/20.462+0.7515.5/40.0450.5+0.2515.5/80.0452/3)=135.83178.923214.210.594+7.875(15.5/20.416+0.7515.5/40.1850.5+0.2515.5/80.1852/3)=154.8203.90 人群何载作用如图 计算结果如下表示剪力效应基本组合见下表 由表知:剪力效应以3号梁(最大)控制设计 可变作用产生的支点剪力计算表 (单位:KN)梁号123公式 计算值1/215.50.6362.25+1/815.5(1.5-0.636) 2.250.917=14.541/215.50.5622.25+1/815.5(-0.5-0.562) 2.250.917=5.551/215.50.1552.25+1/815.5(0-0.155) 2.250.917=2.08剪力效应组合表: (单位:KN)梁号内力永久荷载（1）人群（2）汽车（3）1149.0314.54162.63380.5202.7780.76104.552157.645.55178.92401.28502.4574.4796.303148.182.08203.90419.0500.6867.0685.18