1、.鋼筋混凝土簡支T 梁橋設計計算課程設計任務書題目 :鋼筋混凝土簡支 T 梁橋設計計算1. 課程設計教學條件要求橋梁結構課程設計是土木工程專業橋梁工程實踐環節課，通過設計進一步鞏固橋梁結構基本原理和基本知識， 以及橋梁構造， 培養設計動手能力， 初步學會運用橋梁設計規范，橋梁標準圖，估算工程材料數量，完成橋梁總體布置圖的技能。并為畢業設計以及今后專業工作中奠定必要基礎。本課程設計要求學生在一周的時間內通過指導教師的指導，完成任務書中的全部內容，學生通過本課程的設計練習，使學生掌握鋼筋混凝土簡支T 梁設計計算的步驟和方法，學會對 T 梁進行結構自重內力計算、汽車荷載和人群荷載內力計算、內力組合；

2、在汽車和人群荷載內力計算時，學會用桿杠原理法、偏心受壓法和G-M法求解荷載橫向分布系數。2. 課程設計任務2.1設計資料1 橋面凈寬：凈 -7 或8或9+2×1.0 或 0.75 或 0.5m人行道（各人按表中數據查詢）2 主梁跨徑及全長標準跨徑： l b=10或 13或16或20.00m（墩中心距離）（各人按表中數據查詢）計算跨徑： l =9.50 或12.50 或15.50 或19.50m（支座中心距離）（對應上面之數值）主梁全長： l 全 =9.96 或12.96 或15.96 或19.96m（主梁預制長度）（對應上面之數值）3 設計荷載汽車 I 級；人群荷載 3.0kN/m2

3、或4.0kN/m2或5.0kN/m2（各人按表中數據查詢）汽車級；人群荷載 3.0kN/m2或4.0kN/m2 或5.0kN/m2（各人按表中數據查詢）4 材料 x鋼筋：主筋用級鋼筋，其他用級鋼筋。混凝土： 20號或 25號或 30號（自選）5 橋面鋪裝：瀝青表面處厚 2cm（重力密度為 23Kn/m3 ）， C25混凝土墊層厚 6 12cm（重力密度為教育資料.24Kn/m3），C30T梁的重力密度為 25Kn/m3。6 T 梁簡圖如下：橫剖面縱剖面主梁截面尺寸可參考已有設計數據自己擬定（根據橋面凈寬選取翼緣寬、主梁高、梁肋寬等）2.2 、計算內容1 行車道板的內力計算和組合；2 計算主梁的

4、荷載橫向分布系數用杠桿原理法求支點截面的橫向分布系數，用偏心壓力法求跨中截面的橫向分布系數。教育資料.3 主梁內力計算；4 橫隔梁內力計算；5 主梁配筋；6 主梁變形驗算。3. 課程設計報告書主要內容計算說明書包括：行車道板的內力計算和組合；主梁的荷載橫向分布系數的計算；主梁內力計算；橫隔梁內力計算、配筋；主梁變形驗算。鋼筋布置圖。4. 課程設計要求（1）學生按時完成課程設計，遵守課程設計要求與紀律。（2） 學生獨立完成課程設計任務。指導教師分時段驗收學生完成的階段任務。（3）學生按時提交課程設計成果和打印或手寫的課程設計報告書。5. 課程設計參考資料 1公路橋涵設計通用規范 （JTG D60

5、-2004）. 人民交通出版社， 2004 2公路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土橋涵設計規范 (JTGD60-2004）. 人民交通出版社， 2004 3姚玲森，橋梁工程 . 出版社：人民交通出版社， 1993 4范立礎 , 橋梁工程（上、下冊） . 出版社：人民交通出版社， 19966. 課程設計個人數據教育資料.一、 設計資料1 橋面凈寬凈82 1.0m 人行道2 主梁跨徑及全長標準跨徑l b13.00m （墩中心距離）計算跨徑l12.5m （支座中心距離）主梁全長l 全12.96m （主梁預制長度）3設計荷載汽車級；人群荷載 4.0kN / m 24材料鋼筋：主筋用級鋼筋，其他用級鋼筋。混

6、凝土： 25號5 橋面鋪裝：瀝青表面處治厚 2cm（重力密度為 23kN / m 2 ），C25混凝土墊層厚 9cm（重力密度為 24kN / m 2 ）， C30T梁的重力密度為 25kN / m 2 。6 T 梁簡圖如下：教育資料.圖 1二、設計步驟與方法1、 行車道板計算（1）結構自重及其內力1 ）每延米板上的結構自重g：瀝青混凝土面層 g1 : 0.021.0230.46kN / mC25混凝土墊層 g2 : 0.091.0242.16kN / mT 梁翼板自重g30.080.141.0252.75kN / m:2合計： ggi =5.37kN/ m2）每米寬板條的恒載內力彎矩M mi

7、n, g1 gl 0215.370.8121.76kN m22剪力QAg gl 05.370.814.35kN（2）汽車車輛荷載產生的內力將車輛荷載后輪作用于鉸縫軸線上，后軸作用力為140kN，輪壓分布寬度如圖，車輛荷載后輪著地長度為a20.20m ，寬度 b20.60m 則a1a22H0.220.110.42mb1b22H0.620.110.82m荷載對于懸臂梁根部的有效分布寬度：教育資料.aa1d2l00.421.41.623.44 m由于這是汽車荷載局部加載在T 梁的翼緣板上，故沖擊系數取11.3作用于每米寬板條上的彎矩為：M min, p1Pb1l04a41.31400.810.824

8、3.4448.00kNm作用于每米寬板條上的剪力為：QAp (1 )p140 21.3426.45kN4a3.44（3）內力組合1 ）承載能力極限狀態內力組合計算M ud1.2M Ag1.4M Ac1.2( 1.76)1.4 (8.00) 13.31kN mQud1.2QAg1.4QAg1.24.35 1.426.4542.25kNM ud13.31kN m所以，行車道板的設計內力為42.25kNQud2）正常使用極限狀態內力組合計算M udM Ag0.7M Ac( 1.76)0.7 (8.00) 7.36kN mQudQAg0.7QAg4.35 0.726.4522.87kN2、計算荷載橫向

9、分布系數當荷載位于跨中時，此橋在跨度內設有橫隔板，具有強大的橫向聯結剛性，且承重結構的長度比為 l19.52.172，可按剛性橫梁法繪制影響線并計算橫向分布系數mcq ，本B5 1.8橋各根主梁的橫向截面均等，梁數n=5,梁間距為 2 米。5222a 22a 2aaaai 1i12345(21.8)21.820( 1.8)2( 2 1.8)232.4m2教育資料.1008001001234514018018018018014050180130180車荷載輛Por5401號梁橫向影響線000726.000-Por2號梁橫向影響線700644.00Por3號梁橫向影響線04.0圖 21 號梁111

10、51a121(2 1.8)2nn2532.40.60aii 11a1a50.20nn2aii 1由 11 、 15 繪制 1梁的橫向影響線，如上圖及最不利荷載位置對于汽車荷載mcq11q10.6 (5.3 3.5 2.2 0.4) 0.633225.4對于人群荷載mcr11 xr0.60r(5.4 0.4 0.5) 0.7x5.42 號梁教育資料.1a1a216.480.421nnai2532.4i11a2 a516.48025n532.42naii 1由 21 、 25 繪制 2梁的橫向影響線，如上圖及最不利荷載位置對于汽車荷載mcq 21q10.4 (5.33.52.20.4) 0.422

11、225.4對于人群荷載mcr 2r21xr0.4 (5.40.40.5)0.467x5.43 號梁1a1 a3100.231n5n2aii 11a3 a5100.235n5n2aii 1由 31 、 35 繪制 3梁的橫向影響線，如上圖 2 及最不利荷載位置對于汽車荷載mcq31q1(0.2 4) 0.422對于人群荷載mcr 3r0.20.20.4表 1：橫向分布系數梁號荷載位置公路-級人群荷載跨中 mc0.6330.7001支點 mo0.4721.500跨中 mc0.4220.4672支點 mo0.6110跨中 mc0.40.43支點 mo0.6390教育資料.3、主梁內力計算（1）恒載內

12、力計算1）、恒載集度主梁：g10.181.30.080.141.80.182510kN / m2橫隔梁：0.080.141.80.180.150.1625對于邊主梁： g21222512.501.1kN / m對于中主梁：g212 1.12.2kN / m橋面鋪裝層： g30.028230.060.12 72454.19kN / m2欄桿和人行道： g45 2 52kN / m作用于邊主梁的全部恒載為：ggi111.14.192 18.29kN/ m作用于中主梁的恒載強度為：g'112.24.19219.39kN / m2）、恒載內力計算邊主梁的彎矩和剪力，計算圖式如圖所示，則：M X

13、glxgx xgx (l x)222QXglgxg (l2x)22圖 3：恒載內力計算式教育資料.各計算截面的剪力和彎矩值，列于表2 內。表 2剪力 Q（ kN ）彎矩 M（ kN/ m ）x0Q18.29 12.50 114.3M=O(0)2（121.2）x1Q18.29 (12.512.5) 85.7M18.2912.5（12.512.5 ） 267.9424244(90.9)(284.03)x1Q 0M118.29 12.52357.228(0)(378.7)注：括號（）內值為中主梁內力。（2）活載內力計算1、計算活載（車道荷載）和人群荷載引起截面內力（跨中彎矩、支點剪力和跨中剪力）。1

14、00800100140180180180180140Por1801號梁橫向影響線5051.4149.02號梁橫向影響線or180P462092.000Por1801303號梁橫向影響線42962.000.0圖 4教育資料.1 號梁對于汽車荷載mOpq11.80.10.472221.8對于人群荷載mOr0.50.41.8r1.81.52號梁對于汽車荷載mOpq10.11.70.4221.80.611對于人群荷載mOrr0（由于是出現負的，取零，出于安全考慮）3號梁對于汽車荷載mOpq110.50.6392221.8對于人群荷載mOrr0支點剪力1 5 梁Q0112.5118.29114.31kN

15、2234 梁Q0112.5119.39121.19 kN22、均布荷載和內力影響線面積計算表 3: 均布荷載和內力影響線面積計算表公路 - 級人群影響線面積影響線圖式10.50.751 l 2L4.0 0.75 321.13m 2M l / 2L/47.8758Ql / 27.875l1/231.56m8-1/2教育資料.Q07.8753l =6.25m123公路 - 級中集中荷載 PK 計算計算彎矩效應時PK0.75 180360180 12.5 5157.5kN505計算剪力效應時PK1.2 157.5189kN4計算沖擊系數結構跨中處的單位長度量：A0.181.3(1.80.18)0.0

16、80.180.41m 22mcG0.41251.04kg / mg9.81主梁截面形心到T 梁上緣的距離：0.11(1.80.18)(0.11/ 2)1.30.18(1.3/ 2)y0.11(1.80.18)1.30.180.38m跨中截面慣性矩：I c(1.80.18)0.113(1.80.18)0.11 (0.40.11) 21220.18 1.330.18 1.3(1.30.4)20.06897m 4122查表 C25混凝土 E 取 2.81010 PafEI c3.142.81010 0.0689713.19Hz2l 2mc2 12.5211200.1767lnf0.01570.44則

17、沖擊系數11.44因雙車道不折減，故1教育資料.跨中彎矩 M l / 2 計算由于跨中彎矩橫向分布系數 1、 5梁最大，所以只需計算 1、 5梁的彎矩，計算如下：（1）對于 1#梁公路 級汽車活載的跨中彎矩：S汽M l / 2(1)mcq1(qKPK y)1.4410.633(7.87521.13157.512.5)4600.31kN m人群荷載的跨中彎矩：S人M l / 2mcr 1 qr0.74 21.13 59.16kN m（2）對于 2#和 4#梁公路 級汽車活載的跨中彎矩：S汽M l /2(1)mcq2(qKPK y)1.4410.422(7.87521.13157.512.5 )4

18、400.21kN m人群荷載的跨中彎矩：S人 M l /2 mcr 2 qr0.467 4 21.13 39.39kN m（3）對于 3#梁公路 級汽車活載的跨中彎矩：S汽 M l /2(1) mcq 3 (qKPK y)1.4410.4(7.87521.1312.5)157.5379.35kNm4人群荷載的跨中彎矩：S人M l /2mcr 3 qr0.4421.1333.81kN m跨中剪力 Ql / 2 計算（1）對于 1和 5#梁公路 級汽車活載的跨中剪力：教育資料.S汽Ql / 2(1)mcq1(qKPK y)1.4410.633(7.8751.5631890.5)97.36kN人群荷

19、載的跨中剪力：S人 Ql /2 mcr1 qr0.7 4 1.563 4.38kN（2）對于 2和 4#梁公路 級汽車活載的跨中剪力：S汽Ql / 2 (1 ) mcq 2 ( qKPK y)1.44 1 0.422(7.875 1.563 189 0.5)64.91kN人群荷載的跨中剪力：S人 Ql /2 mcr 2 qr0.467 4 1.563 2.93kN（3）對于 3#梁公路 級汽車活載的跨中剪力：S汽Ql /2(1) mcq3 ( qKPK y)1.4410.4(7.8751.5631890.5)61.52kN人群荷載的跨中剪力：S人 M l /2mcr 3 qr0.441.563

20、2.5kN支點剪力 Q0 計算橫向分布系數變化區段的長度12.53.13.15ma2附加三角形重心影響線坐標： y 112.51 3.15 /12.5 0.9163（1）對于 1和 5#梁公路 級汽車活載的支點剪力：教育資料.aQ0 均(1)qK mcq1(m0q1mcq1) y21.44 1 7.875 0.6336.253.15(0.4720.633) 0.916242.33kNQ0 集(1)m0q1PK y1.4410.4721891128.46kNQ0Q0 均Q0集42.23128.46170.69kN人群荷載的支點剪力：Q0 rmcr1qra ( m0r 1mcr 1 )qry20.

21、746.253.15(1.50.7)40.91625.32kN（2）對于 2和 4#梁公路 級汽車活載的支點剪力：Q 均(1)qK mcq 2a (m0q 2mcq 2 ) y021.4417.8750.4226.253.15(0.6110.422)0.916233.00kNQ0 集(1)m0q 2 PK y1.44 1 0.611 189 1166.29kNQ0Q0 均Q0集33.00 166.29 199.29kN人群荷載的支點剪力：Q0 rmcr 2 qramcr 2 )qry(m0r 220.46746.253.15(00.467)40.9168.98kN2（3）對于 3#梁公路 級汽

22、車活載的支點剪力：Q 均(1)qK mcq3a (m0q 3mcq3 ) y021.4417.8750.46.253.15(0.6110.4)0.916231.08kN教育資料.Q0 集(1)m0q3 PK y1.4410.639 1891173.91kNQ0Q0 均Q0集31.80173.91205.71kN人群荷載的支點剪力：Qmqa (mm) qy0 rcr3r20r 3cr 3r0.446.253.15(00.4)40.91627.69kN荷載組合mm0 Sud0 (Gi SGikQ1SQ1kcQj SQjk )i1j2其中 rGi1.2 ， rQ 11.4 ， rQj1.4 ， ro

23、1.0 ，c0.8表 4：跨中彎矩組合梁恒載（ kN m ）活載（ kN m）組合值（ kN m ）汽車人群1、 5357.2600.3159.161335.32、 4378.7400.2139.391124.93378.7379.2533.81958.7表 5：跨中剪力組合梁恒載（ kN ）活載（ kN ）組合值（ kN ）汽車人群1、 5097.364.38141.22、 4064.912.9394.23061.522.588.9表 6：支點剪力組合梁恒載（ kN ）活載（ kN ）組合值（ kN ）汽車人群1、 5114.3170.695.32382.1教育資料.2、 4121.2199

24、.38.98434.63121.2205.717.69442.14、橫隔梁的計算1、確定作用在中橫隔梁上的計算荷載：縱向一列車輪對于中橫隔梁的計算荷載為：計算彎矩時：P1 (qkP y)1(7.87513.1 21157.5 1) 90.96kNoq2k22Porqr23.1216.2kN2計算剪力時Poq1 (7.87513.1211.2157.51)106.7kN222、繪制中恒隔梁的內力影響線12345-a)-+b)-+圖 5P=1作用在 1梁時：影響線影響線教育資料.M1.5d0.5d11.5dr 111210.61.51.80.40.51.811.51.80.72P=1作用在 5梁時：M1.5d0.5dr 515250.21