1、裝配式鋼筋混凝土簡支T梁橋設計Lanzhou University of Technology橋梁工程課程設計裝配式鋼筋混凝土簡支T形梁橋學生姓名：_樊宏剛_學生學號： 08300726 專 業：土木工程 （交通土建方向）班 級： 土木工程七班 指導教師： 李喜梅、 項長生、 劉云帥系 主 任： 李萍_分 組 號： _第6組_ _ _目錄裝配式鋼筋砼簡支T型梁橋設計1主梁設計3一、結構尺寸擬定3二、主梁內力計算3（一）主梁的荷載彎矩橫向分布系數3（二）、內力計算101恒載內力102、活載內力計算11三、截面設計、配筋與驗算。161） 截面設計162） 截面復核174）跨中截面的縱向受拉鋼筋計算

2、185）腹筋設計18（4）箍筋設計19（5）彎起鋼筋及斜筋設計20（6）斜截面抗剪承載力的復核。24四、裂縫寬度驗算25五、變形驗算26六、行車道板計算32十、橋型總體布置圖和主梁鋼筋構造33裝配式鋼筋混凝土簡支T梁橋計算一、設計題目：裝配式鋼筋混凝土簡支T梁橋計算二、基本設計參數1. 橋面凈空：凈7.5+2×0.5m防撞欄2. 主梁跨徑及全長標準跨徑: 10m主梁全長：9.96m計算跨徑: 9.50m3. 設計荷載：公路級荷載，人群3.0KN/m4. 材料:鋼筋：主筋用HRB335級鋼筋，其他用R235級鋼筋。 混凝土：C50， 容重26kN/m3；橋面鋪裝采用瀝青混凝土；容重23

3、kN/m3；5. 設計依據公路橋涵設計通用規范（JTJ D602004）公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范（JTJ D622004）；6. 參考資料 結構設計原理：葉見曙，人民交通出版社； 橋梁工程：姚玲森，人民交通出版社；混凝土公路橋設計：橋梁計算示例叢書 混凝土簡支梁(板)橋(第三版) 易建國主編.人民交通出版社(5)鋼筋混凝土及預應力混凝土簡支梁橋結構設計閆志剛主編.機械工業出版社二、計算要求及工作量1. 主梁截面設計2. 計算主梁的荷載橫向分布系數3. 主梁內力計算4. 進行作用效應組合，繪出彎矩和剪力包絡圖；5. 進行主梁正截面、斜截面設計及全梁承載力驗算；6. 行車道板內力計

4、算7. 圖紙繪制：（A3圖紙）橋梁總體布置圖（繪出平、縱、橫三個視圖）、主梁一般構造圖、配筋圖。三、主梁設計（一）、結構尺寸擬定1. 主梁截面尺寸：根據公路橋涵設計通用規范（JTGD60-2004），梁的高跨比的經濟范圍在1/11到1/16之間，此設計中標準跨徑為10m，擬定采用的梁高為1.0m，翼板寬1.7m，腹板寬0.18m。 2. 主梁間距和主梁片數：橋面凈空：凈7.5+2×0.5m防撞欄，采用5片T型主梁標準設計，主梁間距為1.70m。全斷面5片主梁，設3道橫隔梁，橫隔板厚0.16m,高度取主梁高的3/4,即0.75m。路拱橫坡為雙向1.5%，由C50混凝土三角墊層控制，斷面

5、構造形式及截面尺寸如圖1所示。圖1 （二）、主梁的計算1.主梁荷載橫向分布系數計算（1）.跨中荷載彎矩橫向分布系數本設計橋跨內設有三道橫隔梁，具有可靠的橫向聯系，且承重結構的寬跨比為：B/l=8.5/9.5=0.89>0.5,故可以用GM法計算主梁荷載橫向分布系數。 .計算幾何特性:（如圖2） a.主梁抗彎慣性矩平均板厚：h=(8+14)/2cm=11cm 主梁界面重心位置：主梁抗彎慣性矩：主梁的比擬單寬抗彎慣性矩：b.橫隔梁抗彎慣性矩中橫隔梁尺寸如圖3所示： 確定翼緣板有效作用寬度,橫隔梁的長度取兩根邊主梁的軸線距離，即l=4b=4×170cm=680cmc=(475-16)

6、/2=229.5cm則c/l=229.5/680=0.3357,查表1得：c/l=0.3357時，/c=0.585則=0.585×229.5=cm=134cm橫隔梁界面重心位置：橫隔梁的抗彎慣矩橫隔梁的比擬單寬抗彎慣性矩：翼板有效工作寬度表 表1c/l0.050.100.150.200.250.300.350.400.450.50/c0.9830.9360.8670.7890.7100.6350.5680.5090.4590.416c.主梁及橫隔梁抗扭慣性矩對主梁截面;主梁翼緣板平均厚h=0.11m,梁肋高度肋板厚t=0.18m, t/b=0.18/0.89=0.202 ，查表1內插

7、得矩形截面抗扭剛度系數c=0.290主梁肋抗扭慣性矩=對橫隔梁梁肋：梁肋高，肋板厚t=0.16m, t/b=0.16/0.64=0.25,查表得c =0.281則橫隔梁梁肋抗扭慣性矩縱橫向截面單元寬度抗扭慣性矩之和：)計算抗彎參數和抗扭參數： 式中：橋寬的一半，即B=5×170/2cm=425cm； 計算跨徑。 按規定第2.1.3條，取G=0.425E，則： 計算主梁橫向影響線坐標已知=0.705，從“G-M法”計算圖表可查得影響系數和的值如下表所示：（表2）影響系數K1和K0值 表2梁位荷 載 位 置b3b/4b/2b/40-b/4-b/2-3b/4-b校核K100.710.830

8、.991.181.291.180.990.830.718.0b/41.051.151.271.351.170.940.740.600.477.98b/21.53 1.551.501.280.980.740.530.420.337.933b/42.202.001.551.150.810.560.410.310.248.00b2.822.151.521.050.700.480.320.240.187.96K00-0.020.531.021.581.701.581.020.53-0.027.94b/40.681.201.541.721.531.060.600.12-0.377.93b/22.152.

9、071.971.521.030.600.20-0.16-0.518.013b/44.002.962.061.200.520.12-0.18-0.38-0.607.99b5.303.202.080.900.80-0.35-0.52-0.56-0.487.96用內插法求得各梁位處K1和K0值，實際梁位與表列關系見下圖（圖4）：1號、5號梁：2號、4號梁：3號梁：列表計算各梁的橫向分布影響坐標值（如下表）：各主梁橫向分布影響線坐標值 表3梁號計算式荷載位置b3b/4b/2b/40-b/4-b/2-3b/4-b12.3242.0301.5441.1300.7880.5440.3920.2960.228

10、4.2603.0082.0641.1400.5760.026-0.248-0.416-0.576-1.936-0.978-0.520-0.0100.2120.5180.6400.7120.804-0.393-0.198-0.106-0.0020.0430.1050.1300.1440.1633.8672.8101.9581.1380.6190.131-0.118-0.272-0.4130.7730.5620.3920.2280.1240.026-0.024-0.054-0.08321.7981.7301.1201.2280.9120.6680.4820.3760.2942.892.4262.0

11、061.3920.8260.4080.048-0.248-0.546-1.092-0.696-0.886-0.1640.0860.2600.4340.6240.840-0.222-0.141-0.180-0.0330.0170.0530.0880.1270.1702.6682.2851.8261.3590.8430.4610.136-0.121-0.3760.5340.4570.3650.2720.1690.0920.027-0.024-0.07530.7100.8300.9901.180-1.2901.1800.9900.8300.710-0.0200.5301.0201.5801.7001

12、.5801.0200.530-0.0200.7300.500-0.030-0.400-0.410-0.400-0.0300.5000.7300.1480.101-0.006-0.081-0.083-0.081-0.0060.1010.1480.1280.6311.0141.4991.6171.4991.0140.6310.1280.0260.1260.2030.3000.3230.3000.2030.1260.026繪制橫向分布影響線（如圖5），求橫向分布系數。a.按公路-級荷載標準值設計，計算各梁的橫向分布系數：汽車荷載：1號梁 2號梁 3號梁 b.梁端剪力橫向分布系數計算（按杠桿法）汽車荷

13、載：（如圖6）公路級 : 2.作用效應計算（1）永久作用效應永久荷載：假定橋面構造各部分重力平均分配給主梁承擔，計算結果見下表（表4）橋面構造各部分重力 表4構件名構件尺寸/cm構件單位長度體積重度每延米重 主梁0.3472269.03橫隔梁中粱0.04916261.28邊粱0.02458260.64瀝青混凝土（厚4cm）0.068231.56混泥土三角墊層（平均厚9cm） 0.153263.985.54防撞欄0.3267.8按防撞欄板橫向分布系數分攤至各梁板重：1、5號粱:2、4號粱: 3號粱：各梁永久荷載匯總見下表（表5）各粱的永久荷載（單位：kN/m） 表5粱號主梁橫隔梁防撞欄橋面鋪裝總

14、計1（5）9.030.646.025.5421.232（4）9.031.284.165.5420.0139.031.280.205.5416.05永久作用計算影響線面積見下表（表6）影響線面積計算表 表6項目計算面積影響線面積永久荷載作用見下表（表7）永久作用計算表 表7粱號qqqqqq1(5)21.2311.28239.4721.238.46179.6121.234.75100.842(4)20.0111.28225.7120.018.46169.2820.014.7595.05316.0511.28181.0416.058.46235.7816.054.7576.24(2).可變作用效應汽

15、車荷載沖擊系數計算：機構的沖擊系數與結構的基頻f有關，故應先計算機構的基頻，簡支梁基頻簡化計算公式為：，用軟件算得f=19.151>14,故取沖擊系數=0.45公路級均布荷載、集中荷載及其影響線面積計算（見表8）：按照橋規，公路級均布荷載標準值和集中荷載標準值為：計算彎矩時，,計計算剪力時，公路-級及其影響線面積表 表8項目頂點位置L/2處10.5198.011.28L/4處10.5198.08.46支點處10.5198.04.75L/2處10.5198.01.19可變作用效應彎矩計算：（見表9-表10）：彎矩計算公式：，其中，由于只能布置兩車道，故橫向折減系數=1.0粱號內力（1）1+

16、（2）（3）（4）（5）（6）彎矩效應（1）×（2）×（3）×（4）（5）×（6）10.4991.4510.511.28198.02.375425.950.4998.461.781319.4220.50411.282.375430.210.5048.461.781322.6230.47611.282.375406.310.4768.461.781304.70公路-級車道荷載產生的彎矩計算表 （kN·m） 表9基本荷載組合：按橋規4.1.6條規定，永久荷載設計值效應與可變作用設計值效應的分項系數為;永久荷載作用分項系數：汽車荷載作用分項系數：；彎

17、矩基本組合見下表（表10）：彎矩基本組合表（單位：kN·m） 表10粱號內力永久荷載（1）汽車荷載（2）彎矩基本組合值1.2×(1)+1.4×(2)1239.47425.95883.69179.61319.42662.722225.71430.21873.15169.28322.62654.803181.04406.31786.08135.78304.70589.52可變作用效應剪力計算：在可變作用剪力效應計算時，應計入橫向分布系數沿橋跨方向變化的影響。通常按如下方法處理：先按跨中的由等代荷載計算跨中剪力效應；再用支點剪力荷載橫向分布系數并考慮支點至l/4為直線變

18、化來計算支點剪力效應。a.跨中剪力的計算（見表11）公路-級產生的跨中剪力（kN） 表11粱號內力（1）1+（2）（3）（4）（5）（6）剪力效應（1）×（2）×（3）×（4）（5）×（6）10.4991.4510.51.19237.60.594.99820.5040.595.95030.4760.590.620b.支點剪力計算：計算支點剪力橫向分布系數取值為：.支點剪力按杠桿法計算.l/3-l/4按跨中彎矩橫向分布系數計算.支點-l/4處在和之間按直線變化如圖7所示橫向系數變化區段長度：影響線面積：附加三角形重心處影響線坐標為：支點剪力計算過程如下：1

19、號粱：2號粱;3號粱：剪力效應基本組合：各分項系數同彎矩基本組合計算：剪力效應基本組合表 （單位：kN） 表12粱號內力永久荷載汽車荷載（由標準荷載乘以沖擊系數）基本組合值1100.84297.096536.942094.998132.997295.05302.528537.599095.95134.33376.24362.051598.359090.62126.868由上表可以看出，剪力效應以3號粱控制設計。(三)持久狀況承載能力極限狀態下截面設計、配筋與驗算1.配置主梁受力鋼筋（1）由彎矩基本組合表可知，1號粱彎矩最大，考慮到施工方便，并留有一定的安全儲備，一律按1號粱計算彎矩進行配筋，主

20、梁尺寸如圖2所示。設鋼筋保護層厚度為3cm，鋼筋重心至底邊距離為，則截面有效高度（2）.已知1號粱跨中彎矩，下面判定T形截面類型：若，則受壓區全部位于翼緣板內，為第一類T形截面；否則，位于腹板內，為第二類T形截面。式中，為橋跨結構重要性系數，取為1.0；為混凝土軸心抗壓強度設計值，此處為C50混泥土，故，HRB335級鋼筋抗拉強度設計值。為T形截面受壓翼緣有效寬度，取下列三者中的最小值計算跨徑的1/3:l/3=950cm/3=316cm相鄰兩粱的平均間距;d=170cm,此處，b為粱腹板寬度，其值為18cm，為承托長度，其值為0，為受壓區翼緣懸出板的平均厚度，其值為11cm.故取為150cm。

21、因此，受壓區位于翼緣內，屬第一類T形截面,應按寬度為的矩形進行正截面抗彎承載力計算。（3）求受壓區高度 （4）求受拉鋼筋面積：將各已知值及代入得：選擇的HRB335級鋼筋，總面積鋼筋布置圖如圖8所示：鋼筋重心位置：配筋率2.持久狀況截面承載力極限狀態驗算：按截面實際配筋值計算受壓區高度x為:截面抗彎極限承載力為：抗彎承載力滿足規范要求。3.斜截面抗剪承載力計算：由表12可知，支點剪力以3號粱最大，考慮安全因素，一律采用3號粱剪力值進行抗剪計算，跨中剪力效應以2號粱最大，一律以2號粱剪力值進行計算。 假定下排2根鋼筋沒有彎起而通過支點，則有 驗算抗剪截面尺寸：端端部抗剪截面尺寸滿足要求；驗算是否

22、需要進行斜截面抗剪強度計算：跨中段截面：支點截面：因故可在粱跨中的某長度范圍內按構造配置鋼筋，其余區段應按計算配置鋼筋。（1）.斜截面配筋計算圖式最大剪力取用距支座中心h/2（粱高一半）處截面的數值，其中混泥土與箍筋共同承擔的剪力不小于，彎起鋼筋（按45º）承擔的剪力不大于。計算第一排（從從支座向跨中計算）彎起鋼筋時，取用距支座中心h/2處由彎起鋼筋承擔的那部分剪力值。計算第一排彎起鋼筋后的每一排彎起鋼筋時，取用前一排彎起鋼筋下面彎起點處由彎起鋼筋承擔的那部分剪力值。彎起鋼筋配置及計算圖示（如圖9所示）由內插得，距支座中心h/2處得剪力效應為： 相應各排彎起鋼筋的位置及承擔的剪力值見

23、表13彎起鋼筋的位置及承擔的剪力值計算表 表13鋼筋排次彎起點距支座中心距離/m承擔的剪力值鋼筋排次彎起點距支座中心距離/m承擔的剪力值10.839219.80632.434107.85121.646186.68843.22230.871（2）.各排彎起鋼筋的計算：與斜截面相交的彎起鋼筋的抗剪承載力按下式計算：此處：，故相應于各排彎起鋼筋面積按下式計算：計算得每排彎起鋼筋面積見表14彎起排次每排彎起鋼筋面積彎起鋼筋數目每排彎起鋼筋實際面積11497.4781568.521256.5661568.53725.927981.74207.788402.1靠近跨中處，增設的輔助斜筋，.(3).主筋彎起

24、后持久狀況承載能力極限狀態承載力驗算：計算每一彎起截面的抵抗彎矩時，由于鋼筋根數不同，則鋼筋的重心位置也不同，有效高度值也因此不同。為簡化計算，可用同一數值，影響不會很大。鋼筋的抵抗彎矩為:鋼筋抵抗彎矩為:跨中截面鋼筋抵抗矩為：全粱抗彎承載力校核見圖10所示：第一排鋼筋彎起處正截面承載力為：第二排鋼筋彎起處正截面承載力為：第三排鋼筋彎起處正截面承載力為：第四排鋼筋彎起處正截面承載力為：4.箍筋設計選用210雙肢箍筋，則其面積; 距支座中心處的主筋為 ，；有效高度， 則；最大剪力值；為異號彎矩影響系數，此處取1.0；為受壓翼緣影響系數，此處取1.1；將以上數據代入下式，得箍筋間距;考慮公路橋規的

25、構造要求，選用，在支座中心向跨中方向長度不小于1倍粱高（100cm）范圍內，箍筋間距取為100cm。有由上述計算，配置箍筋如下：全粱箍筋配置210雙肢箍筋，在支座中心至距支點1.646m段，箍筋間距可取100mm,其他粱段箍筋間距取150mm。箍筋配筋率： 時 ， 時，均滿足最小配箍率R235鋼筋不小于0.18%的要求。5.斜截面抗剪承載力驗算驗算位置：距支座中心h/2（粱高一半）處截面；受拉區彎起鋼筋彎起點處截面；錨于受拉區的縱向主筋開始不受力處的截面；鋼筋數量或間距開始改變的截面；構件腹板寬度改變處的截面。因此，這里要進行斜截面抗剪強度驗算的截面包括(見圖11所示)：（1）距支點h/2處截

26、面1-1,相應的剪力和彎矩設計值分別為： （2）距支點0.839m處截面2-2,相應的剪力和彎矩設計值分別為： （3）距支點1.646m處截面3-3,相應的剪力和彎矩設計值分別為： （4）距支點2.434m處截面4-4,相應的剪力和彎矩設計值分別為： 受彎構件配有箍筋及彎起鋼筋時，其斜截面抗剪強度驗算公式為：式中，為異號彎矩影響系數，此處取1.0；為受壓翼緣影響系數，此處取1.1；箍筋配筋率：。計算斜截面水平投影長度C為：式中，m為截面受壓端正截面處的廣義剪跨比，,當m>3.0時，取m=3.0;由C值課內插求得各個斜截面頂端處的最大剪力和相應的彎矩。斜截面1-1：斜截面內有縱向鋼筋，則縱

27、向受拉鋼筋能配筋率為 則斜截面截割2組彎起鋼筋 ，故斜截面2-2：斜截面內有縱向鋼筋，則縱向受拉鋼筋能配筋率為 則斜截面截割2組彎起鋼筋 ，故斜截面2-2實際上共截割2組彎起鋼筋，但由于第三排彎起鋼筋與斜截面交點靠近受壓區，實際的斜截面可能不予第三排鋼筋相交，因此近似忽略其抗剪承載力。以下其他相似情況參照此法處理。斜截面3-3：斜截面內有縱向鋼筋，則縱向受拉鋼筋能配筋率為 則斜截面截割2組彎起鋼筋和，故斜截面4-4：斜截面內有縱向鋼筋，則縱向受拉鋼筋能配筋率為 則斜截面截割2組彎起鋼筋，故所以斜截面抗剪承載力符合要求。6.持久狀況斜截面抗彎極限承載力驗算鋼筋混凝土受彎構件斜截面抗彎承載力不足而

28、破壞的原因，主要是受拉區縱向鋼筋錨固不好或彎起鋼筋位置不當而造成，故當受彎構件的縱向鋼筋滿足構造要求時可不進行斜截面抗彎承載力驗算。（四）持久狀況正常使用極限狀態下裂縫寬度驗算按照規范所定，最大裂縫寬度為：式中：為鋼筋表面形狀系數，取。為作用長期效應影響系數，長期荷載作用時，此處與構件受力性質有關的系數取為.縱向受拉鋼筋的直徑不相同，取其當量直徑根據前文計算，取1號粱的跨中彎矩效應進行組合：短期效應組合長期效應組合受拉鋼筋在短期效應組合作用下的應力為受拉鋼筋配筋率將以上數據代入的計算公式得：裂縫寬度滿足要求，同時在粱腹高的兩側應設置直徑為68mm的防裂鋼筋。這里選用68 ，則，介于0.0010.002之間，滿足要求。（五）持久狀況正常使用極限狀態下撓度驗算：鋼筋混凝土受彎構件，在正常使用極限狀態下的撓度，可按給定的剛度用結構力學的方法計算。全截面換算截面對重心軸的慣性矩可近似用毛截面的慣性矩代替，由前面計算可知全截面換算截面面積式中n為鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量之比，為計算全截面換算截面受壓區高度： 計算全截面換