1、橋梁工程課程設計計算說明書題目名稱：18米鋼筋混凝土空心板梁橋設計姓 名： 班 級： 學 號： 指導教師： 2010年07月18日目 錄一、設計資料（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）結構尺寸2二、主梁的計算（一） 主梁的荷載橫向分布系數4（二）內力計算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計數據16（二）板式橡膠支座的計算17（三）板式橡膠支座抗滑穩定計算19五、參考文獻鋼筋混凝土簡支T型梁橋設計計算書一、設計資料（一）橋面凈空凈-人行道（

2、二）主梁跨徑和全長標準跨徑（墩中心距離）計算跨徑（支座中心距離）主梁全長（主梁預制長度）（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計。施工方法如下：預制部分主梁，吊裝就位后現澆接縫混凝土形成整體，最后進行橋面系施工。（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，單側寬度30cm，其單側欄桿集度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）?；炷粒篊3

3、0普通混凝土（九）計算方法極限狀態法（十）結構尺寸如圖：二、主梁的計算（二）主梁的荷載橫向分布系數1， 跨中荷載彎矩橫向分布系數（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（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） 計算抗彎參數和扭彎參數其中，B取橋寬的一半L取計算跨徑。所以，（4） 計算荷載彎矩橫向分布影響線坐標已知，查GM圖表，可得表2中的數值。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點處，所以：由此，列表計算號梁和號梁的橫向分布影響線坐標值（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。本設計中，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時，乘以多車道折減系數，根據規范，兩車道的折減系數取1.0?？梢钥闯?，由于兩車道的折減系數取1.0，故最不利的橫向分布系數肯定發生在兩車道加載時。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的計算（按杠桿法）（二）內力計算1恒載內力（1），恒載：假定橋面構

10、造個部分重量平均分給各主梁（只算中梁）表4構件名荷載性質構件簡圖及尺寸單元構件體積及算式容重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值9.741.638.1441.2各期恒載的和11.379.344總恒載20.714(2).恒載內力計算：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活載內力計算汽車沖擊系數計算采用C40混凝土梁的基頻： 沖擊系數：活載內力計算：公路I級車道荷載值的確定：由通用規范：在計算剪力效應時，采用?，F將汽車荷載的計算列表如下，其中：為均布荷載產生的荷載效應；為集中荷載產生的荷載效應。為計汽車沖擊力后汽車荷載產生的總效應。表8項目計算圖Pk對應效應S1qk對應效應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內力組合表9內力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承載能力極限狀態基本組合2303.571729.551657.06357.56578.20365.12正常使用極限狀態短期組合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：查公預規，由第條，對于I類環境，裂縫寬度限值為0.2mm綜上述，裂縫寬度通過驗算。5、撓度驗算根據公預規第6.5.3條：鋼筋混凝土受彎構件的長期撓度值，在消除結構自重產生的長期撓度后，梁式橋主梁的最大撓度處不應超過計算跨徑的1/600.根據公預規第條計算主梁的剛度：式中，開裂構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；構件受拉區塑性影響系數，全截面換算截面慣性矩；開裂截面換算截面慣性矩；混凝土軸心抗拉強度標準值。本設計中：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：構件受拉區塑性影響系數：開裂彎矩；全截面抗彎剛度：計算開裂截面：假設開裂后中性軸在腹板以內，則有：即：解上述方程，得：所以，假設成立，開裂慣性矩：開裂截面的抗彎剛度：開裂構件等效截面的抗彎剛度：根據公預規第條規定：受彎構件得撓度長期增長系數，當采用C40C80混凝土時，本設計采用C40混凝土，故。由此，計算在消除結構自重產生得長期撓度后梁式橋主梁的最大撓度：所以，變形滿足規范要求。6、設置預拱度根據公預規第條規定：對于鋼筋混凝土受彎構件，當由荷載短期效應組合并考慮荷載長期效應影響產生的長期撓度不超過計算跨徑的1/1600時，可不設預拱度。當不滿足此條件時，應

16、設預拱度，預拱度的值應按結構自重和1/2可變荷載頻遇值計算的長期撓度值之和采用。在本設計中：荷載短期效應組合并考慮荷載長期效應影響產生的長期撓度：所以，需要設置預拱度。預拱度的值按結構自重和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(0,0), (8.75,0.018), (17.5,0)計算預拱度方程：三、橫梁的計算（二） 橫梁彎矩計算本設計中，橋梁具有3片內橫梁，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力，其它橫梁可偏安全的仿此設計。1，計算橫梁橫向影響線從主梁計算已知：當時，查GM法圖表，并進行內插計算，列入表11內（荷載位置從

17、0到B間的各項數值與0到B間數值對稱，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生在兩車道加載時（多車道折減系數取1.0）：橫梁的最大負彎矩發生在如右圖加載時：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：最大負彎矩：4，荷載組合：因為橫梁彎矩影響線的正負面積很接近，并且橫梁系預制架設，所以恒載的絕大部分不產生內力，故組合時不計恒載內力。根據3計算得出的，進行荷載組合：荷載標準組合：四、支座的驗算選用板式橡膠支座：此支座的構造：根據公預規第8.4條計算支座：（一）板式橡膠支座的基本設計數據由規范1 支座實用階段的平均壓應力限值：2 常溫下橡膠支座剪變模量：本設計橋梁處于年平均氣溫21.3ºC的環境中，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；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本設計中，支座直接與混凝土接觸，故6 橡膠支座剪切角正切值限值：當不計制動力時，（二）板式橡膠支座的計算由規范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