1、橋梁工程課程設(shè)計計算說明書題目名稱：18米鋼筋混凝土空心板梁橋設(shè)計姓 名： 班 級： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 2010年07月18日目 錄一、設(shè)計資料（一）橋面凈空2（二）主梁跨徑和全長2（三）公路等級2（四）氣象資料2（五）施工方法2（六）橋面鋪裝2（七）欄桿2（八）材料2（九）計算方法2（十）結(jié)構(gòu)尺寸2二、主梁的計算（一） 主梁的荷載橫向分布系數(shù)4（二）內(nèi)力計算8三、橫梁的計算（一） 橫梁彎矩計算14四、支座的驗算（一）板式橡膠支座的基本設(shè)計數(shù)據(jù)16（二）板式橡膠支座的計算17（三）板式橡膠支座抗滑穩(wěn)定計算19五、參考文獻(xiàn)鋼筋混凝土簡支T型梁橋設(shè)計計算書一、設(shè)計資料（一）橋面凈空凈-人行道（

2、二）主梁跨徑和全長標(biāo)準(zhǔn)跨徑（墩中心距離）計算跨徑（支座中心距離）主梁全長（主梁預(yù)制長度）（三）公路等級公路I級（四）氣象資料橋位處年平均氣溫為21.3ºC，年平均最高氣溫為37.4ºC，年平均最低氣溫為5.8ºC。（五）施工方法采用焊接鋼筋骨架設(shè)計。施工方法如下：預(yù)制部分主梁，吊裝就位后現(xiàn)澆接縫混凝土形成整體，最后進(jìn)行橋面系施工。（六）橋面鋪裝 8cm鋼筋混凝土7cm瀝青混凝土（七）欄桿 采用普通鋼筋混凝土立柱和花色欄板，單側(cè)寬度30cm，其單側(cè)欄桿集度3KN/m。 （八）材料鋼筋：主筋采用HRB335（級螺紋鋼筋），其它則采用R235（級光圓鋼筋）。混凝土：C3

3、0普通混凝土（九）計算方法極限狀態(tài)法（十）結(jié)構(gòu)尺寸如圖：二、主梁的計算（二）主梁的荷載橫向分布系數(shù)1， 跨中荷載彎矩橫向分布系數(shù)（1） 主梁的抗彎和抗扭慣矩求主梁截面的重心位置：平均板厚：主梁腹板的抗扭慣矩：其中：c截面抗扭剛度系數(shù)（查表）b、t矩形的寬度與厚度。查表可知：單位抗彎及抗扭慣矩：（2） 橫梁抗彎和抗扭慣矩翼板有效寬度計算：橫梁長度取為兩邊主梁的軸線間距，即橫梁翼板的寬度（單邊）：橫梁平均寬度：根據(jù)比值可查表1，求得所以，表10.050.100.150.200.250.300.350.400.450.500.9830.9360.8670.7890.7100.6350.5680.50

4、90.4590.416求橫梁截面重心位置：橫梁的抗彎慣矩和橫梁腹板的抗扭慣矩：其中，查表，可得所以，橫梁的單寬抗彎慣矩和單寬抗扭慣矩為：總上述：（3） 計算抗彎參數(shù)和扭彎參數(shù)其中，B取橋?qū)挼囊话隠取計算跨徑。所以，（4） 計算荷載彎矩橫向分布影響線坐標(biāo)已知，查GM圖表，可得表2中的數(shù)值。表2梁位荷載位置B3/4BB/2B/40-B/4-B/2-3/4B-B較核k100.92 0.94 0.98 1.05 1.08 1.05 0.98 0.94 0.92 7.94 B/40.97 1.08 1.09 1.09 1.03 0.98 0.92 0.85 0.80 7.93 B/21.25 1.21

5、1.19 1.09 1.00 0.91 0.82 0.75 0.70 7.95 3/4B1.49 1.38 1.23 1.09 0.98 0.85 0.75 0.69 0.61 8.02 B1.80 1.52 1.28 1.08 0.90 0.79 0.57 0.60 0.51 7.90 k000.75 0.90 1.00 1.12 1.18 1.12 1.00 0.90 0.75 7.97 B/41.60 1.50 1.35 1.25 1.10 0.90 0.63 0.38 0.15 7.99 B/22.42 2.10 1.78 1.40 0.99 0.62 0.24 -0.07 -0.47

6、 8.04 3/4B3.35 2.76 2.10 1.49 0.91 0.39 -0.15 -0.60 -1.20 7.98 B4.30 3.20 2.40 1.60 0.80 0.15 -0.45 -0.90 -1.69 8.11 用內(nèi)插法求各梁位處值：如右圖：對于號梁：它位于1/2B和1/4B之間，且距離1/2B和1/4B均為6m。所以：對于號梁，它位于0點(diǎn)處，所以：由此，列表計算號梁和號梁的橫向分布影響線坐標(biāo)值（表3）：表3梁號算式荷載位置B3/4B1/2B1/4B0"-1/4B"-1/2B"-3/4B"-B2K1'1.111.1451.1

7、41.091.0150.9450.870.80.75K0'2.011.81.5651.3251.0450.760.4350.155-0.16K1'-K0'-0.9-0.655-0.425-0.235-0.030.1850.4350.6450.91(K1'-K0')a-0.120-0.087-0.057-0.031-0.0040.0250.0580.0860.121Ka1.8901.7131.5081.2941.0410.7850.4930.241-0.039i=Ka/50.3780.3430.3020.2590.2080.1570.0990.048-0.

8、0083K1'0.920.940.981.051.081.050.980.940.92K0'0.750.911.121.181.1210.90.75K1'-K0'0.170.04-0.02-0.07-0.1-0.07-0.020.040.17(K1'-K0')a0.0230.005-0.003-0.009-0.013-0.009-0.0030.0050.023Ka0.7730.9050.9971.1111.1671.1110.9970.9050.773i=Ka/50.1550.1810.1990.2220.2330.2220.1990.1810.

9、155（5） 繪制橫向分布影響線圖，求橫向分布系數(shù)汽車荷載距離緣石邊緣距離不小于0.5m，由此在橫橋向布置車輛荷載，求橫向分布系數(shù)。本設(shè)計中，橋面橫向為凈9，故最多可以布置兩個車道。注意，在布置多車道求橫向分布系數(shù)時，乘以多車道折減系數(shù)，根據(jù)規(guī)范，兩車道的折減系數(shù)取1.0。可以看出，由于兩車道的折減系數(shù)取1.0，故最不利的橫向分布系數(shù)肯定發(fā)生在兩車道加載時。下圖為橫向影響線加載的最不利情況：由上圖得：對于2號梁：對于3號梁：由此可以看出，2號梁的受力情況較3號梁為不利，故內(nèi)梁均按2號梁配筋，只算2號梁。取2，梁端剪力橫向分布系數(shù)的計算（按杠桿法）（二）內(nèi)力計算1恒載內(nèi)力（1），恒載：假定橋面構(gòu)

10、造個部分重量平均分給各主梁（只算中梁）表4構(gòu)件名荷載性質(zhì)構(gòu)件簡圖及尺寸單元構(gòu)件體積及算式容重kN/m3每延米重量(kN/m)主梁一期恒載(1.6-0.16)0.1+0.161.3+0.090.03=0.3547269.22二期恒載(1.8-0.16)0.1+0.161.3+0.090.03=0.37479.74橫隔板一期恒載0.88(0.14+0.16)/22(0.82-0.1) 5/17.5=0.05431261.41二期恒載0.88(0.14+0.16)/220.825/17.5=0.05511.63橋面鋪裝二期恒載瀝青混凝土：0.071.8=0.126243.024鋼筋混凝土（平均11.

11、375cm）：0.113751.8=0.205255.12欄桿部分總3kN/m每根梁：32/5=1.2kN/m1.22號梁的恒載匯總于下表：表5項目一期恒載kN/m二期恒載kN/m主梁橫隔板橋面鋪裝欄桿數(shù)值9.741.638.1441.2各期恒載的和11.379.344總恒載20.714(2).恒載內(nèi)力計算：影響線面積計算見表6：表6項目計算圖式影響線面積w0Ml/2Ml/4Ql/2Ql/4Q0恒載內(nèi)力計算表見表7：表7ML/2ML/4QL/4Q0qw0qw0qw0qw0qw0qw0qw0qw020.71438.2790.8620.71428.7594.7020.7144.3890.62420

12、.7148.75181.252活載內(nèi)力計算汽車沖擊系數(shù)計算采用C40混凝土梁的基頻： 沖擊系數(shù)：活載內(nèi)力計算：公路I級車道荷載值的確定：由通用規(guī)范：在計算剪力效應(yīng)時，采用。現(xiàn)將汽車荷載的計算列表如下，其中：為均布荷載產(chǎn)生的荷載效應(yīng)；為集中荷載產(chǎn)生的荷載效應(yīng)。為計汽車沖擊力后汽車荷載產(chǎn)生的總效應(yīng)。表8項目計算圖Pk對應(yīng)效應(yīng)S1qk對應(yīng)效應(yīng)S2(1+u)(S1+S2)ML/4408.29163.09725.6526ML/2544.38217.45967.5241QL/4111.9927.95177.7238Q0176.3626.51257.6449Q'L/4111.9924.58173.4

13、439M'L/4408.29122.32673.87473內(nèi)力組合表9內(nèi)力ML/2ML/4M'L/4QL/4Q0Q'L/4恒載790.86594.70594.7090.62181.25101.91活載967.52725.65673.87177.72257.64173.44承載能力極限狀態(tài)基本組合2303.571729.551657.06357.56578.20365.12正常使用極限狀態(tài)短期組合1327.14996.91968.21189.13324.05198.05長期組合1097.31824.54808.14146.91262.85156.854、裂縫寬度驗算由規(guī)范

14、，裂縫寬度計算公式：其中，采用鋼筋，鋼筋直徑， 所以，裂縫寬度：查公預(yù)規(guī)，由第條，對于I類環(huán)境，裂縫寬度限值為0.2mm綜上述，裂縫寬度通過驗算。5、撓度驗算根據(jù)公預(yù)規(guī)第6.5.3條：鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的長期撓度值，在消除結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的長期撓度后，梁式橋主梁的最大撓度處不應(yīng)超過計算跨徑的1/600.根據(jù)公預(yù)規(guī)第條計算主梁的剛度：式中，開裂構(gòu)件等效截面的抗彎剛度；全截面抗彎剛度，；開裂截面的抗彎剛度，；開裂彎矩；構(gòu)件受拉區(qū)塑性影響系數(shù)，全截面換算截面慣性矩；開裂截面換算截面慣性矩；混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。本設(shè)計中：換算截面的形心：換算截面全截面抗彎慣矩：全截面換算重心軸以上部分面積對重心軸的面

15、積矩：換算截面抗裂邊緣的彈性抵抗矩：構(gòu)件受拉區(qū)塑性影響系數(shù)：開裂彎矩；全截面抗彎剛度：計算開裂截面：假設(shè)開裂后中性軸在腹板以內(nèi)，則有：即：解上述方程，得：所以，假設(shè)成立，開裂慣性矩：開裂截面的抗彎剛度：開裂構(gòu)件等效截面的抗彎剛度：根據(jù)公預(yù)規(guī)第條規(guī)定：受彎構(gòu)件得撓度長期增長系數(shù)，當(dāng)采用C40C80混凝土?xí)r，本設(shè)計采用C40混凝土，故。由此，計算在消除結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生得長期撓度后梁式橋主梁的最大撓度：所以，變形滿足規(guī)范要求。6、設(shè)置預(yù)拱度根據(jù)公預(yù)規(guī)第條規(guī)定：對于鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，當(dāng)由荷載短期效應(yīng)組合并考慮荷載長期效應(yīng)影響產(chǎn)生的長期撓度不超過計算跨徑的1/1600時，可不設(shè)預(yù)拱度。當(dāng)不滿足此條件時，應(yīng)

16、設(shè)預(yù)拱度，預(yù)拱度的值應(yīng)按結(jié)構(gòu)自重和1/2可變荷載頻遇值計算的長期撓度值之和采用。在本設(shè)計中：荷載短期效應(yīng)組合并考慮荷載長期效應(yīng)影響產(chǎn)生的長期撓度：所以，需要設(shè)置預(yù)拱度。預(yù)拱度的值按結(jié)構(gòu)自重和1/2可變荷載頻遇值計算的長期撓度值之和：由此，可看出，梁底緣通過點(diǎn)(0,0), (8.75,0.018), (17.5,0)計算預(yù)拱度方程：三、橫梁的計算（二） 橫梁彎矩計算本設(shè)計中，橋梁具有3片內(nèi)橫梁，由于主梁跨中處的橫梁受力最大，橫梁跨中截面受力最不利。故只計算跨中橫梁的內(nèi)力，其它橫梁可偏安全的仿此設(shè)計。1，計算橫梁橫向影響線從主梁計算已知：當(dāng)時，查GM法圖表，并進(jìn)行內(nèi)插計算，列入表11內(nèi)（荷載位置從

17、0到B間的各項數(shù)值與0到B間數(shù)值對稱，表中從略）：計算項目荷載位置B3/4B1/2B1/4B0u0-0.23-0.115-0.0210.1180.24u1-0.085-0.0320.020.090.2u1-u00.1450.0830.041-0.028-0.04(u1-u0)a0.01930.01110.0055-0.0037-0.0053ua=u0+( u1-u0)a-0.2107-0.1039-0.01550.11430.2347Bua(m)-0.9481-0.4677-0.06990.51421.0560Buaa(m2)-4.1478-2.0464-0.30592.24974.6201繪

18、制橫梁跨中截面的彎矩影響線，加載求：橫梁的最大正彎矩發(fā)生在兩車道加載時（多車道折減系數(shù)取1.0）：橫梁的最大負(fù)彎矩發(fā)生在如右圖加載時：2，計算荷載峰值按照主梁計算，公路I級荷載：對于均布荷載：對于集中荷載：所以3，計算跨中橫隔梁跨中截面的彎矩：根據(jù)1和2計算的值以及計算跨中橫隔梁跨中截面的彎矩：最大正彎矩：最大負(fù)彎矩：4，荷載組合：因為橫梁彎矩影響線的正負(fù)面積很接近，并且橫梁系預(yù)制架設(shè)，所以恒載的絕大部分不產(chǎn)生內(nèi)力，故組合時不計恒載內(nèi)力。根據(jù)3計算得出的，進(jìn)行荷載組合：荷載標(biāo)準(zhǔn)組合：四、支座的驗算選用板式橡膠支座：此支座的構(gòu)造：根據(jù)公預(yù)規(guī)第8.4條計算支座：（一）板式橡膠支座的基本設(shè)計數(shù)據(jù)由規(guī)范1 支座實用階段的平均壓應(yīng)力限值：2 常溫下橡膠支座剪變模量：本設(shè)計橋梁處于年平均氣溫21.3ºC的環(huán)境中，故橡膠支座剪變模量按常溫取3 橡膠支座抗壓彈性模量和支座形狀系數(shù)矩形支座式中支座抗剪彈性模量（MPa）支座剪變模量；支座形狀系數(shù)；矩形支座加勁鋼板短邊尺寸；矩形支座加勁鋼板長邊尺寸；支座中間層單層橡膠厚度。在本設(shè)計中：4 橡膠支座彈性體積模量5 支座與接觸面的摩擦系數(shù)本設(shè)計中，支座直接與混凝土接觸，故6 橡膠支座剪切角正切值限值：當(dāng)不計制動力時，（二）板式橡膠支座的計算由規(guī)范1板式橡膠支座有效承壓面積式中，支座有效承壓面積（承壓加勁鋼板面積