合肥工業大學課程設計目錄設計說明 21.目的與要求 22.設計資料 23.計算內容 34.課程設計報告書主要內容 45.課程設計要求 46.課程設計參考資料 4計算書 51、行車道板計算 5（1）結構自重及其內力 5（2）汽車車輛荷載產生的內力 5（3）內力組合 6（4）行車道板配筋 72、主梁內力計算 8（1）恒載計算 8（2）活載計算 93.主梁內力組合 134.主梁截面設計、配筋及驗算 134.1主梁受力鋼筋配置 134.2截面抗彎承載力驗算 154.3斜截面彎起鋼筋箍筋的配筋及驗算 165.橫隔梁內力計算 255主梁變形驗算 29（1）驗算主梁的變形 29（2）預拱度計算 296.支座的設計計算 29（1）確定支座的平面尺寸 30（2）確定支座的厚度 30（3）驗算支座的偏轉情況 30（4）驗算支座的抗滑穩定性： 31

設計說明1.目的與要求本設計是學生學完《橋梁工程》后進行的綜合基本訓練，也是對學生學習情況的檢驗。通過課程設計，使學生較系統地復習和鞏固所學的課程知識，熟悉橋梁的橫向分布系數的算法，熟悉公路橋涵設計內力計算、荷載組合以及荷載效應不利組合的采用，掌握T形梁的基本構造以及T形梁主筋設計、T形梁抗剪筋及其它構造筋設計的計算方法和過程，加強運算、繪圖和文字說明等基本技能的訓練；學會查閱技術資料和書刊，提高綜合應用的能力。2.設計資料(1)橋面凈寬凈-16+2×1m(2)主梁跨徑及全長標準跨徑lb=16.00m（墩中心距離）計算跨徑l=15.50m（支座中心距離）主梁全長l全=15.96m（主梁預制長度）(3)設計荷載汽車-I級；人群荷載3.0kN/m2(4)材料x鋼筋——直徑≥12mm時采用II級鋼筋，其余采用I級鋼筋?；炷痢髁翰捎肅40，人行道、欄桿及橋面鋪裝采用C25。(5)橋面鋪裝：瀝青表面處治厚2cm（重力密度為23KN/m3），C25混凝土墊層厚6～12cm（重力密度為24KN/m3），C40T梁的重力密度為25KN/m3。(6)T梁簡圖如下：3.計算內容(1）行車道板的內力計算和組合(2)計算主梁的荷載橫向分布系數,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。(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4.課程設計報告書主要內容（1）4號主梁跨中處及支點處橫向分布系數mc、mo（支點處按“杠桿原理法”計算，跨中按“修正偏心受壓法”計算）；（2）4號主梁恒載內力計算（計算支點處、1/4跨處、1/2跨處的恒載產生的剪力和彎矩）；（3）4號主梁活載內力計算（計算支點處、1/4跨處、1/2跨處的活載產生的剪力和彎矩）；（4）荷載組合和4號主梁的控制內力：彎矩組合（1/4跨、1/2跨）、剪力組合（梁端、1/2跨）；（5）橫隔梁的內力計算，梁的變形和撓度計算以及梁支座的設計計算；（6）截面配筋：按極限狀態法設計縱向受力鋼筋、箍筋、彎起鋼筋、縱向水平防裂鋼筋；（7）繪制主梁構造圖和鋼筋布置圖（包括主梁縱斷面圖、橫斷面圖（含支座處、1/4跨及跨中）、一片鋼筋明細表（其中鋼筋明細表的格式為：編號、直徑、每根長度、數量、共長）；5.課程設計要求（1）計算資料采用16開紙用鋼筆書寫（2）設計圖紙一律采用鉛筆繪制，幅面采用3號圖紙（197X420）需要時可按邊長的1/3及其倍數加長，但不得加寬。設計圖最后折疊成16開紙大小，與計算書裝訂成冊，圖標、規格均按標準格式。6.課程設計參考資料［1］《公路橋涵設計通用規范》（JTG

–D60-2004）.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》(JTG

–D60-2004）.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

計算書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瀝青表面處治C25混凝土墊層T梁翼板自重合計5.37②每米寬板條的恒載內力（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，輪壓分布寬度車輛荷載后輪著地長度為，寬度則荷載對于單向板的有效分布寬度：①荷載在跨徑中間計算彎矩時：計算剪力時：②荷載在板的支承處由于這是汽車荷載局部加載在T梁的翼緣板上，故沖擊系數取跨中最大彎矩計算：汽車荷載作用于每米寬板條上的跨中彎矩為自重荷載作用于每米寬板條上的跨中彎矩為因為t/h<1/4，所以跨中彎矩：M中支點彎矩：支點剪力計算：AAQ（3）內力組合①承載能力極限狀態內力組合計算所以，行車道板的設計內力為②正常使用極限狀態內力組合計算（4）行車道板配筋<1>行車道板的尺寸復核①正截面：矩形截面板的抗彎極限承載力：M設a跨中hM支點hM尺寸滿足設計要求。②斜截面：b=1000mm，h0=140-30=110mmγ截面尺寸的下限值復核：γ所以尺寸合格<2>行車道板配筋①支點處γ解得：x=9.7mm則所需鋼筋面積差A上翼緣選用Φ10@90，As=873下翼緣選用Φ12@120，As=942②跨中處γ解得：x=18mm則所需鋼筋面積A上翼緣選用Φ12@90，As=1257下翼緣選用Φ14@120，As=1339<3>行車道板配筋驗算①支點處有效高度h受壓區高度x=抗彎承載力M滿足設計要求。②跨中處有效高度h受壓區高度x=抗彎承載力M滿足設計要求。③行車道板斜截面強度驗算：γγ所以混凝土和構造鋼筋滿足抗剪要求2、主梁內力計算（1）恒載計算利用公式

結構自重集度主梁橫隔梁對于邊主梁對于中主梁橋面鋪裝層欄桿和人行道合計對于邊主梁對于中主梁4號梁結構自重產生內力 剪力Q（kN）彎矩M（kN·m）M=O（2）活載計算

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）。①4號梁橫向分布系數對于汽車荷載對于人群荷載由、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對于人群荷載②均布荷載和內力影響線面積計算均布荷載和內力影響線面積計算表公路-Ⅰ級人群影響線面積影響線圖式③公路-Ⅰ級中集中荷載計算計算彎矩效應時計算剪力效應時④計算沖擊系數結構跨中處的單位長度量：主梁截面形心到T梁上緣的距離：跨中截面慣性矩：查表C40混凝土E取則沖擊系數⑤跨中彎矩、l/4處彎矩、跨中剪力、l/4處剪力計算見下表因雙車道不折減，故截面荷載類型或（Kn/m）(kN)1+μmΩS（kN/m或kN）SS公路-Ⅰ級10.52221.340.50330.03212.6792.65y=580.04人群2.250.17530.0311.82公路-Ⅰ級10.52221.340.5031.937513.72103.530.589.81人群2.250.1751.93750.76公路-Ⅰ級10.52221.340.50322.52159.4594.2y=434.8人群2.250.17522.528.87公路-Ⅰ級10.52221.340.5034.3630.9143.10.75112.2人群2.250.1754.361.72⑥支點截面汽車荷載剪力計算橫向分布系數變化區段的長度附加三角形重心影響線坐標：⑧支點截面人群荷載剪力計算3.主梁內力組合控制設計的計算內力確定序號荷載類別彎矩M(kN?m)剪力（kN）梁端四分點跨中梁端跨中①結構自重0420.8543.6140.30②汽車荷載0594.2792.65319.35103.53③人群荷載08.8715.775.261.02⑦1.2①+1.4②+0.8*1.4③01346.81779.57495.0146.084.主梁截面設計、配筋及驗算4.1主梁受力鋼筋配置 由主梁內力組合計算表可以知道，4號梁M=1779.57KN﹒m最大 設鋼筋凈保護層厚度為30mm，鋼筋重心至底邊距離為=114mm，則主梁的有效截面高度為：=h-=1200-114=1086mm。 T形梁受彎構件翼緣計算跨度的確定：按計算跨度考慮：=/3=15500/3=5167mm按梁凈間距考慮：=2000mm按翼緣高度考慮：/=110/1086=0.101＞0.1，不受此項限制所以=2000mm. 采用C40的混凝土，則=1.0，=18.4MPa.1.65MPa(-0.5)=1.0×18.4×2000×110×(1086-0.5×110)=4173.49KN﹒m＞M=1779.57KN﹒m所以該T形截面為第一類T形截面，應按寬度為的矩形截面進行正截面抗彎承載力計算。45.48mm＜110mm不會超筋=5977.37mm＞0.2則0.27%=2.77%＞0.27%不會少筋選用6根直徑為32mm和4根直徑為22mm的HRB335鋼筋，則：=6346mm鋼筋布置圖鋼筋布置圖如上圖所示，鋼筋的重心位置：=6346×35+2×35.8+1520×（35+4×35.8+25.1混凝土保護層厚度取35mm>d=32mm且大于30mm,滿足構造要求。4.2截面抗彎承載力驗算按照截面實際配筋面積計算截面受壓區高度x為：==48.29mm截面抗彎極限狀態承載力為：=18.4×2000×48.29×（1075-48.29/2）=1867.44KN·m＞1779.57KN﹒m所以承載力滿足要求。4.3斜截面彎起鋼筋箍筋的配筋及驗算4.3.1截面尺寸檢驗由內力基本組合表可以知道=495.0KN=146.1KN假設最下排2根鋼筋沒有彎起而直接通過支點，則有：a=53mm，ho=h-a=1200-53=1147mm>端部抗剪截面尺寸滿足要求。若滿足條件，可不需要進行斜截面抗剪強度計算，僅按構造要求設置鋼筋因此，>，應進行持久狀況斜截面抗剪承載力驗算。4.3.2檢查是否需要根據計算配置箍筋跨中截面0.5×支座截面0.5×因為γ04.3.3計算剪力圖分配在下圖所示的剪力包絡圖中，支點處剪力計算值V0=γVx=l在l14.3.4箍筋設計采用直徑為8mm的雙肢箍筋，箍筋截面積Ap=2.5+0.642箍筋間距為：=251mm參照有關箍筋的構造要求，選用Sv=250mm在支座中心向跨中方向長度不小于1倍梁高范圍內，箍筋間距取用100mm由上述計算，箍筋的配置如下：全梁箍筋的配置為2Φ8雙肢箍筋，在由支座中心至距支點1200mm段，箍筋間距可取為100mm，其他梁段箍筋間距為250mm。箍筋配筋率為：當間距Sv=100mm時，ρsv==100.6×100%/(100×180)=0.56%當間距Sv=250mm時，ρsv==100.6×100%/(250×180)=0.22%均滿足最小配箍率HRB235鋼筋不小于0.18%的要求。4.3.5彎起鋼筋設計（1）最大剪力取用距支座中心h/2處截面的數值，其中混凝土與箍筋共同承擔的剪力不小于60%，彎起鋼筋（按45°彎起）承擔剪力不大于40%。（2）計算第一排（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。（3）計算第一排彎起鋼筋以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。由內插法可得，距支座中心h/2處的剪力效應V'd為KN=471.83KN則，=0.6×471.83KN=283.10KN=0.4×471.83KN=188.73KN相應各排彎起鋼筋位置及承擔的剪力值見于下表：彎起鋼筋的位置與承擔的剪力值計算表鋼筋排次彎起鋼筋距支座中心距離（mm）承擔的剪力值（KN）11025187.22211515333169103.14420453.1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：式中，—彎起鋼筋的抗拉設計強度（MPa）——在一個彎起鋼筋平面內彎起鋼筋的總面積（mm2）——彎起鋼筋與構件縱向軸線的夾角=280MPa，=45°，所以各排彎起鋼筋的面積計算公式如下：計算得每排彎起鋼筋的面積如下表：每排彎起鋼筋面積計算表彎起排數每排彎起鋼筋計算面積（mm2）彎起鋼筋數目每排彎起鋼筋實際面積（mm2）112602Φ321609210302Φ32160936942Φ3276043572Φ32760主筋彎起后持久狀況承載力極限狀態正截面承載力驗算：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ho的值也不同。為了簡化計算，可用同一數值，影響不會很大。2Φ32鋼筋的抵抗彎矩M1為M2Φ22鋼筋的抵抗彎矩M2為M跨中截面的鋼筋抵抗彎矩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第五排鋼筋彎起處正截面承載力為鋼筋彎起后相應各正截面抗彎承載力梁區段截面縱筋有效高度h0受壓區高度x（mm）抗彎承載力（kN。m）支座中心~1點2Φ32114712459.741點~2點4Φ32112924918.532點~3點6Φ321111371377.323點~4點6Φ32+2Φ221099431594.164點~6Φ32+4Φ221086481811全梁抗彎承載力校核圖梁的彎矩包絡圖與抵抗彎矩圖4.3.6斜截面抗剪承載力復核斜截面抗剪強度驗算位置為：（1）距支座中心h/2處截面。（2）受拉區彎起鋼筋彎起點處截面。(3）錨于受拉區的縱向主筋開始不受力處的截面。（4）箍筋數量或間距有改變處的截面。（5）構件腹板寬度改變處的截面。斜截面抗剪驗算截面圖式進行斜截面抗剪驗算的界面有：距支點h/2處截面1—1，相應的剪力和彎矩設計值分別為：=416.33KN=711.87KN·m距支點中心1025mm處截面2—2（第一排彎起鋼筋彎起點），相應的剪力和彎矩設計值分別為：=398.36KN=849.09KN·m距支點中心2115mm處截面3—3（第二排彎起鋼筋彎起點及箍筋間距變化處），相應的剪力和彎矩設計值分別為：=349.73KN=1173.17KN·m距支點中心3169mm處截面4—4（第三排彎起鋼筋彎起點），相應的剪力和彎矩設計值分別為：=302.80KN=1420.34KN·m距支點中心4204mm處截面5—5（第四排彎起鋼筋彎起點），相應的剪力和彎矩設計值分別為：=256.78KN=1600.27KN·m驗算斜截面抗剪承載力時，應該計算通過斜截面頂端正截面內的最大剪力和相應于上述最大剪力時的彎矩。最大剪力在計算出斜截面水平投影長度C值后，可內插求得。受彎構件配有箍筋和彎起鋼筋時，其斜截面抗剪強度驗算公式為：式中，—斜截面內混凝土與箍筋共同的抗剪能力設計值（KN）—與斜截面相交的普通彎起鋼筋的抗剪能力設計值（KN）—斜截面內在同一彎起平面的普通彎起鋼筋的截面面積（mm2）—異號彎矩影響系數，簡支梁取值為1.0—受壓翼緣的影響系數，取1.1—箍筋的配筋率，ρsv=計算斜截面水平投影長度C為C=0.6mho式中，m—斜截面受壓端正截面處的廣義剪跨比，，當m>3.0，取m=3.0—通過斜截面受壓端正截面內由使用荷載產生的最大剪力組合設計值—相應于上述最大剪力時的彎矩組合設計值（KN·m）ho—通過斜截面受壓區頂端處正截面上的有效高度，自受拉縱向主鋼筋的合力點至受壓邊緣的距離（mm）為簡化計算可近似取C值為C≈ho（ho可采用平均值）斜截面1—1：斜截面內有2Φ32縱向鋼筋，則縱向受拉鋼筋的配筋百分率為：P=100ρ=ρsv==100.6/(180×250)=0.224%則有，斜截面截割兩組彎起鋼筋2Φ32+2Φ32，故=+=182.49+477.55=660.04KN>416.33KN斜截面2—2：斜截面內有2Φ32縱向鋼筋，則縱向受拉鋼筋的配筋百分率為：P=100ρ=ρsv==100.6/(180×250)=0.224%則有，斜截面截割兩組彎起鋼筋2Φ32+2Φ32，故=+=180.13+675.57=855.7kN>389.36kN斜截面3—3：斜截面內有4Φ32縱向鋼筋，則縱向受拉鋼筋的配筋百分率為：P=100ρ=ρsv==100.6/(180×250)=0.224%則有，斜截面截割兩組彎起鋼筋2Φ32+2Φ22，故=+=211.50+351.63=563.13kN>349.73kN斜截面4—4：斜截面內有6Φ32縱向鋼筋，則縱向受拉鋼筋的配筋百分率為：P=100ρ=ρsv==100.6/(180×250)=0.224%則有，斜截面截割兩組彎起鋼筋2Φ22+2Φ22，故=+=236.59+225.71=462.3kN>302.80kN鋼筋混凝土受彎構件斜截面抗彎承載力不足而破環的原因，主要是由于受拉區縱向鋼筋錨固不好或彎起鋼筋位置不當而造成的，故當受彎構件的縱向鋼筋和箍筋滿足規范構造要求，可不進行斜截面抗彎承載力計算。5.橫隔梁內力計算（