《橋梁工程》課程設(shè)計(jì)——鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁

1、 課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書 課程名稱： 橋 梁 工 程 題 目： 普通鋼筋混凝土T形簡(jiǎn)支梁橋?qū)W 院： 土 木 工 程 學(xué) 院 專 業(yè)： 土 木 工 程 班 級(jí)： 土 木114（橋二） 學(xué) 號(hào)： 1 1 0 7 1 1 4 2 3 姓 名： 田 斌 華 指導(dǎo)教師： 彭 霞 2014年 06 月 12 日 橋梁工程課程設(shè)計(jì)目錄課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 1上部結(jié)構(gòu)一、主梁計(jì)算 5（一）主梁的荷載橫向分布系數(shù) 5（二）作用效應(yīng)計(jì)算 9（三）持久狀況承載能力極限狀態(tài)下截面設(shè)計(jì)、配筋與驗(yàn)算 16（四）持久狀況正常使用極限狀態(tài)下裂縫寬度驗(yàn)算 37（五）持久狀況正常使用極限狀態(tài)下?lián)隙闰?yàn)算 39二、橫梁的計(jì)算 44（一）橫梁彎

2、矩計(jì)算(用G-M法計(jì)算) 44（二）橫隔梁截面配筋與驗(yàn)算 46（三）橫隔梁剪力效應(yīng)計(jì)算及配筋設(shè)計(jì) 48三、行車道板的計(jì)算 49（一）擬定計(jì)算圖示 49（二）永久荷載效應(yīng)計(jì)算 49（三）截面設(shè)計(jì)、配筋和強(qiáng)度驗(yàn)算 51四、支座計(jì)算 52（一）選定支座平面尺寸 52（二）確定支座厚度 53（三）驗(yàn)算支座的偏轉(zhuǎn) 53（四）驗(yàn)算支座的抗滑穩(wěn)定性 54下部結(jié)構(gòu)一、 蓋梁計(jì)算 55（一）作用計(jì)算 55（二）內(nèi)力計(jì)算 60（三）截面配筋設(shè)計(jì)與承載力校核 61二、橋墩墩柱設(shè)計(jì) 63（一）作用計(jì)算 63（二）截面配筋設(shè)計(jì)及應(yīng)力驗(yàn)算 65三、鉆孔樁計(jì)算 67（一）作用計(jì)算 67（二）樁長(zhǎng)計(jì)算 68（三）樁的內(nèi)力計(jì)算

3、 69（四）樁身截面配筋與承載力驗(yàn)算 72（五）墩頂縱向水平位移驗(yàn)算 74附錄1（鋼筋計(jì)算總表） 75附錄2（結(jié)構(gòu)施工圖） 75 橋梁工程課程設(shè)計(jì)橋梁工程課程設(shè)計(jì)題目 第一部分:鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T形橋梁的計(jì)算 一、設(shè)計(jì)資料1. 橋面凈空凈7m+2×0.75m人行道。2. 主跨跨徑和全長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)跨徑：L1=20.00m(墩中心距離)；計(jì)算跨徑：L2=19.50m（支座中心線距離）：主梁全長(zhǎng)：L3 =19.96m（主梁預(yù)制長(zhǎng)度）。3設(shè)計(jì)荷載公路級(jí)，人群荷載3kN/。4.材料鋼筋：主筋用HRB335鋼筋，其它用R235鋼筋；混凝土：C30。5.計(jì)算方法極限狀態(tài)法。6結(jié)構(gòu)尺寸如圖1所示，全斷面五片

4、主梁，設(shè)五根橫梁。圖 1（尺寸單位：cm）7設(shè)計(jì)依據(jù)（1） 公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D602004）；（2） 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D622004）；（3） 公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ D632007）；按照如下內(nèi)容進(jìn)行計(jì)算：一、 主梁計(jì)算1、 主梁的荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算(跨中采用比擬正交異性板法，梁端用杠桿原理法)2、 作用效應(yīng)計(jì)算3、 持久狀況承載能力極限狀態(tài)下截面設(shè)計(jì)、配筋與驗(yàn)算4、 持久狀況正常使用極限狀態(tài)下裂縫寬度驗(yàn)算5、 持久狀況正常使用極限狀態(tài)下?lián)隙闰?yàn)算二、 橫梁的計(jì)算1、 橫梁彎矩計(jì)算(用G-M法計(jì)算)2、 橫隔梁截面配筋與驗(yàn)算3、 橫

5、隔梁剪力效應(yīng)計(jì)算及配筋設(shè)計(jì)4、 橫隔梁接頭鋼板及焊縫計(jì)算三、 行車道板的計(jì)算1、 擬定計(jì)算圖示2、 永久荷載效應(yīng)計(jì)算3、 截面設(shè)計(jì)、配筋和強(qiáng)度驗(yàn)算4、 連續(xù)橋面板計(jì)算四、 支座計(jì)算1、 選定支座平面尺寸2、 確定支座厚度3、 驗(yàn)算支座的偏轉(zhuǎn)4、 驗(yàn)算支座的抗滑穩(wěn)定性第二部分:鉆孔灌注樁、雙柱式橋墩的計(jì)算一、 設(shè)計(jì)資料1、 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及上部構(gòu)造設(shè)計(jì)荷載：公路級(jí)。2. 橋面凈空凈7m+2×0.75m人行道。3、上部構(gòu)造鋼筋混凝土T形梁4、水文地質(zhì)條件沖刷深度：最大沖刷線為河床線下2.8米地質(zhì)條件：軟塑粘性土按無(wú)橫橋向的水平力計(jì)算5、 材料鋼筋：蓋梁主筋采用HRB335鋼筋，其它均用R235

6、鋼筋混凝土：蓋梁、墩柱用C30，系梁及鉆孔灌注樁用C256、 橋墩尺寸如圖2所示：圖2 橋墩初步擬定尺寸圖下部結(jié)構(gòu)計(jì)算內(nèi)容：一、 蓋梁計(jì)算1、 作用計(jì)算2、 內(nèi)力計(jì)算3、 截面配筋設(shè)計(jì)與承載力校核二、橋墩墩柱設(shè)計(jì)1、作用計(jì)算2、截面配筋設(shè)計(jì)及應(yīng)力驗(yàn)算三、鉆孔樁計(jì)算1、作用計(jì)算2、樁長(zhǎng)計(jì)算3、樁的內(nèi)力計(jì)算4、樁身截面配筋與承載力驗(yàn)算5、墩頂縱向水平位移驗(yàn)算上部結(jié)構(gòu)計(jì)算一、主梁計(jì)算（一）主梁的荷載橫向分布系數(shù)771、梁端處荷載橫向分布系數(shù)（杠桿原理法）對(duì)1號(hào)梁：由車輛荷載引起的最大荷載為：由人群荷載引起的最大荷載為：同理可求得2、3、4、5、號(hào)梁的橫向荷載分布系數(shù)。但對(duì)于2、4號(hào)梁，由人群荷載引起

7、的反力為負(fù)值，故不考慮人群荷載橫向分布系數(shù)?，F(xiàn)將五片梁的梁端荷載橫向分布系數(shù)列于下表： 杠杠原理法計(jì)算圖示（尺寸單位：cm） 梁端荷載橫向分布系數(shù)匯總表梁號(hào)123450.4380.5000.5000.5000.4381.4220.0000.0000.0001.4222、梁跨中荷載橫向分布系數(shù)（G-M法）（1）計(jì)算幾何特性： 主梁和橫隔梁簡(jiǎn)圖（尺寸單位：cm）1主梁抗彎慣矩 主梁比擬單寬抗彎慣矩2橫隔梁抗彎慣矩 每根中橫隔梁的尺寸如圖所示，查表確定橫隔梁的有效作用寬度。橫隔梁的長(zhǎng)度取兩根邊主梁的軸線距離，即橫隔梁截面圖（尺寸單位：cm）查表得：當(dāng)時(shí)，。橫隔梁的截面重心位置橫隔梁抗彎慣矩： 橫隔梁

8、比擬單寬抗彎慣矩3主梁和橫隔梁的抗扭慣矩主梁翼緣板的平均厚度，查表可得。則 橫隔梁：，查表可得。 則 （2）計(jì)算參數(shù)和橋梁承重結(jié)構(gòu)的半寬 （3）計(jì)算各主梁橫向影響線坐標(biāo) 已知，從“G-M法”計(jì)算圖表中可查得影響線系數(shù)和 的值列于下表：系數(shù)梁位荷 載 位 置校核B3B/4B/2B/40-B/4-B/2-3B/4-B00.940.971.001.031.051.031.000.970.947.99B/41.051.061.071.071.020.970.930.870.837.93B/21.221.181.141.071.000.930.870.800.757.983B/41.411.311.20

9、1.070.970.870.790.720.677.97B1.651.121.241.070.930.840.740.680.608.0400.830.910.991.081.131.080.990.910.837.92B/41.661.511.351.231.060.880.630.390.187.97B/22.462.101.731.380.980.640.23-0.17-0.557.88 3B/43.322.732.101.510.940.40-0.16-0.62-1.138.00B4.103.402.441.640.830.18-0.54-1.14-1.777.98用內(nèi)插法求實(shí)際梁位處

10、的和值，實(shí)際梁位與列表梁位的關(guān)系如下圖所示。對(duì)于1號(hào)梁：對(duì)于2號(hào)梁：對(duì)于3號(hào)梁：梁位關(guān)系圖（尺寸單位：cm）（為梁位在0點(diǎn)的K值）現(xiàn)將1、2、3號(hào)梁的橫向影響線坐標(biāo)值計(jì)算過(guò)程及結(jié)果列于下表：梁號(hào)算 式荷 載 位 置B3B/4B/2B/40-B/4-B/2-3B/4-B11.4581.2721.2081.0700.9620.8640.7800.7120.6563.4762.8642.1681.5360.9180.356-0.236-0.724-1.258-2.018-1.592-0.960-0.4660.0440.5081.0161.4361.914-0.319-0.252-0.152-0.07

11、40.0070.0800.1610.2270.3033.1572.6122.0161.4620.9250.436-0.075-0.497-0.9550.6310.5220.4030.2920.1850.087-0.015-0.099-0.19121.1521.1321.1121.0701.0080.9460.8940.8280.7822.1401.8641.5781.3201.0120.7360.3900.054-0.258-0.988-0.732-0.466-0.250-0.0040.2100.5040.7741.040-0.156-0.116-0.074-0.040-0.0010.0330

12、.0800.1220.1641.9841.7481.5041.2801.0110.7690.4700.176-0.0940.3970.3500.3010.2560.2020.1540.0940.035-0.01930.9400.9701.0001.0301.0501.0301.0000.9700.9400.8300.9100.9901.0801.1301.0800.9900.9100.8300.1100.0600.010-0.050-0.080-0.0500.0100.0600.1100.0170.0090.002-0.008-0.013-0.0080.0020.0090.0170.8470.

13、9190.9921.0721.1171.0720.9920.9190.8470.1690.1840.1980.2140.2230.2140.1980.1840.169（4）計(jì)算各梁的荷載橫向分布系數(shù)將表中所得的各荷載影響線坐標(biāo)值繪制成橫向影響線圖。圖中圓圈所示的坐標(biāo)值即為表中所列的影響線坐標(biāo)值。在影響線上按橫向最不利位置布置荷載后，按對(duì)應(yīng)的影響線坐標(biāo)值求得各主梁的荷載橫向分布系數(shù)：對(duì)于1號(hào)梁：對(duì)于2號(hào)梁：對(duì)于3號(hào)梁：荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算圖示（尺寸單位：cm） 根據(jù)對(duì)稱性可得4、5號(hào)梁的荷載橫向分布系數(shù)，現(xiàn)將各梁的荷載橫向分布系數(shù)列于下表：梁 號(hào)123450.5030.4560.4090.456

14、0.5030.6170.3910.3240.3910.617（二）作用效應(yīng)計(jì)算恒載內(nèi)力計(jì)算：1、恒載集度主梁：橫隔梁：對(duì)于邊主梁：對(duì)于中主梁：橋面鋪裝層：欄桿和人行道：作用于邊主梁的全部恒載為：作用于中主梁的全部恒載為：2、恒載內(nèi)力計(jì)算主梁的彎矩和剪力，計(jì)算圖示見(jiàn)下圖（圖中均布荷載 q 為恒載集度，邊主梁，中主梁）。 恒載內(nèi)力計(jì)算圖示計(jì)算公式： 現(xiàn)將各計(jì)算截面的彎矩和剪力的計(jì)算結(jié)果列于下表：截面位置x邊主梁中主梁彎矩M（KN·m）剪力Q（KN）彎矩M（KN·m）剪力Q（KN）0160.40166.5586.480.2608.983.3781.90811.80活載內(nèi)力計(jì)算：1

15、、荷載橫向分布系數(shù)匯總表梁 號(hào)荷 載 位 置公路級(jí)人 群 荷 載備 注1跨中mc0.5030.617GM法支點(diǎn)mo0.4381.422杠桿原理法2跨中mc0.4560.391GM法支點(diǎn)mo0.5000.000杠桿原理法3跨中mc0.4090.324GM法支點(diǎn)mo0.5000.000杠桿原理法4跨中mc0.4560.391GM法支點(diǎn)mo0.5000.000杠桿原理法5跨中mc0.5030.617GM法支點(diǎn)mo0.4381.422杠桿原理法2、計(jì)算公路級(jí)荷載的跨中彎矩簡(jiǎn)支梁的基頻： 根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D602004）的規(guī)定，當(dāng)時(shí)，沖擊系數(shù)按計(jì)算，則對(duì)于1、5號(hào)梁：對(duì)于2、3、4號(hào)梁

16、：，雙車道不折減。按公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D602004）求得：，。，對(duì)于1、5號(hào)梁：對(duì)于2、4號(hào)梁：對(duì)于3號(hào)梁： 3、計(jì)算人群荷載的跨中彎矩 根據(jù)設(shè)計(jì)資料可知對(duì)于1、5號(hào)梁： 對(duì)于2、4號(hào)梁： 對(duì)于3號(hào)梁： 4、計(jì)算跨中截面車道荷載最大剪力 鑒于跨中剪力影響線較大坐標(biāo)值位于跨中部分，故也采用全跨統(tǒng)一的荷載橫向分布系數(shù)來(lái)計(jì)算。 的影響線面積：跨中剪力計(jì)算圖示對(duì)于1、5號(hào)梁：對(duì)于2、4號(hào)梁： 對(duì)于3號(hào)梁： 5、 計(jì)算跨中截面人群荷載最大剪力對(duì)于1、5號(hào)梁：對(duì)于2、4號(hào)梁： 對(duì)于3號(hào)梁： 6、 計(jì)算支點(diǎn)截面車道荷載最大剪力作荷載橫向分布系數(shù)沿橋跨方向的變化圖形和支點(diǎn)剪力影響線如圖所示。橫向

17、分布系數(shù)變化區(qū)段長(zhǎng)度：對(duì)應(yīng)于支點(diǎn)剪力影響線的荷載布置如圖所示，影響線的面積為：附加三角形荷載重心處影響線坐標(biāo)為： 支點(diǎn)剪力計(jì)算圖示對(duì)于1、5號(hào)梁：對(duì)于2、4號(hào)梁：對(duì)于3號(hào)梁： 7、 計(jì)算支點(diǎn)截面人群荷載最大剪力對(duì)于1、5號(hào)梁：對(duì)于2、4號(hào)梁： 對(duì)于3號(hào)梁： 8、 各截面作用效應(yīng)匯總表：位置梁號(hào)恒載汽車荷載人群荷載彎矩M（KN·m）剪力Q（KN）彎矩M（KN·m）剪力Q（KN）彎矩M（KN·m）剪力Q（KN）支點(diǎn)截面10160.40164.15017.6020166.50178.6406.6030166.50175.1705.4740166.50178.6406.6

18、050160.40164.15017.60跨中截面1781.90782.6279.4265.993.382811.80709.4972.0041.812.143811.80636.3664.5834.651.784811.80709.4972.0041.812.145781.90782.6279.4265.993.381/4跨徑截面1586.4586.9549.492608.9532.1131.373608.9477.2725.994608.9532.1131.375586.4586.9549.499、各梁作用效應(yīng)組合 根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D602004）的規(guī)定查得各荷載效應(yīng)分項(xiàng)

19、系數(shù)如下： 永久作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù) 汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）的分項(xiàng)系數(shù) 人群荷載作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù) 可變作用效應(yīng)的組合系數(shù)計(jì)算公式為對(duì)于1、5號(hào)梁：其他各梁控制截面的內(nèi)力計(jì)算過(guò)程類同于1、5號(hào)梁，現(xiàn)將計(jì)算結(jié)果列于下表：內(nèi) 力 梁號(hào)截面位置12345（KN·m）1/2跨徑截面210820151904201521081/4跨徑截面15181511142815111518支點(diǎn)截面00000（KN）1/2跨徑截面11510392103115支點(diǎn)截面442457451457442（三）持久狀況承載能力極限狀態(tài)下截面設(shè)計(jì)、配筋與驗(yàn)算 本橋?yàn)?0.00 m標(biāo)準(zhǔn)跨徑簡(jiǎn)支梁橋，根據(jù)公路橋涵

20、設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D602004）規(guī)定，查表確定結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)。且假定結(jié)構(gòu)所處環(huán)境條件為類。截面尺寸主梁為T形截面，肋板寬度，翼緣板寬為，翼緣板邊緣厚為80 mm，翼緣板中部厚為140 mm，無(wú)承托，實(shí)際截面和等效計(jì)算截面詳見(jiàn)下圖。 實(shí)際截面（尺寸單位：mm） 等效計(jì)算截面（尺寸單位：mm）截面設(shè)計(jì)T形截面梁受壓區(qū)翼緣板的有效寬度對(duì)于中主梁（2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)）： 故取受壓區(qū)翼緣板的有效寬度為對(duì)于邊主梁（1號(hào)、5號(hào)）：經(jīng)計(jì)算，各主梁的受壓翼緣板有效寬度均為，各梁正截面計(jì)算圖示如下圖所示： 正截面計(jì)算圖示（尺寸單位：mm）分別對(duì)各梁進(jìn)行截面設(shè)計(jì)1號(hào)梁和5號(hào)梁：1/2跨徑截面

21、設(shè)計(jì)計(jì)算彎矩為1/4跨徑截面設(shè)計(jì)計(jì)算彎矩為支點(diǎn)截面設(shè)計(jì)計(jì)算彎矩為1/2跨徑截面設(shè)計(jì)計(jì)算剪力為支點(diǎn)截面設(shè)計(jì)計(jì)算剪力為1、正截面設(shè)計(jì)（1）鋼筋數(shù)量計(jì)算1設(shè)則截面的有效高度為：2判斷T形截面類型 屬于第一類截面。3求受壓區(qū)高度 解得，（大于梁高，舍去）4求受拉鋼筋面積 選擇受拉鋼筋為 （截面總面積為7390mm2）。鋼筋疊高為6層，布置如圖?；炷帘Ｗo(hù)層厚度取C = 30mm>d=28mm，鋼筋凈距：及2、正截面復(fù)核 由鋼筋布置圖可知 實(shí)際有效高度正截面鋼筋布置示意圖（尺寸單位：mm）（1）判定T形截面類型 屬于第一類T形截面（2）受壓區(qū)高度（3）正截面抗彎承載力 （4）配筋率 ，取 3、斜截

22、面設(shè)計(jì)（1）根據(jù)構(gòu)造要求，梁的底層鋼筋4 28通過(guò)支座截面，支點(diǎn)截面有效高度 。 截面尺寸符合設(shè)計(jì)要求。（2）檢查是否需要根據(jù)計(jì)算配置箍筋 跨中截面 支座截面 ，故可在梁跨中的某長(zhǎng)度范圍內(nèi)按構(gòu)造配置箍筋，其余區(qū)段按計(jì)算配置腹筋。（3）計(jì)算剪力分配圖 支點(diǎn)處剪力計(jì)算值 跨中處剪力計(jì)算值 計(jì)算剪力分配圖（尺寸單位：mm; 剪力單位：KN） 的截面距跨中的距離可由剪力包絡(luò)圖的比例求得，為，在長(zhǎng)度范圍內(nèi)可按構(gòu)造要求布置箍筋。距支座中心線h/2處的計(jì)算剪力值（）由剪力包絡(luò)圖按比例求得：其中應(yīng)由混凝土和箍筋承擔(dān)的剪力計(jì)算值至少為。應(yīng)由彎起鋼筋和（包括斜筋）承擔(dān)的剪力計(jì)算值最多為。設(shè)置彎起鋼筋區(qū)段長(zhǎng)度為50

23、12 mm。（4）箍筋設(shè)計(jì) 采用10雙肢箍筋，箍筋截面積 縱筋配筋率P： 跨中截面 。取， 支點(diǎn)截面 ， 平均值 ，箍筋間距根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D622004）的構(gòu)造要求。若箍筋間距計(jì)算值取及。箍筋配筋率，滿足規(guī)范要求。綜合上述計(jì)算，在支座中心向跨境長(zhǎng)度方向1400 mm范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)箍筋間距為，爾后至跨中截面統(tǒng)一的箍筋間距取。（5）彎起鋼筋及斜筋設(shè)計(jì)設(shè)焊接鋼筋骨架的架立鋼筋為為14，鋼筋重心至梁受壓翼緣板上邊緣距離。彎起鋼筋的彎起角度為45°，彎起鋼筋末端與架立鋼筋焊接。由各排彎起鋼筋的彎終點(diǎn)應(yīng)落在前一排鋼筋的彎起點(diǎn)的構(gòu)造規(guī)定來(lái)得到各排彎起鋼筋的彎起

24、點(diǎn)計(jì)算位置?，F(xiàn)擬彎起N1N4鋼筋及2根斜筋，將計(jì)算的各排彎起點(diǎn)截面的hi以及至支座中心距、分配的剪力計(jì)彎起鋼筋細(xì)節(jié)（尺寸單位：mm）算值、所需的彎起鋼筋面積值列入下表。彎起鋼筋及斜筋計(jì)算表彎起點(diǎn)123456hi （mm）112910971065103310151015距支座中心距離(mm)112922263291432453396354分配的計(jì)算剪力值（KN）168.08152.02115.2379.5144.8610.82需要彎起的鋼筋面積（mm2）1132102477653530273可提供的彎筋面積（mm2）1232228123222812322281232228402216彎筋與梁軸交

25、點(diǎn)到支座中心距離（mm）58817172813387849185933 （上表中彎起點(diǎn)5處為斜筋），彎起鋼筋的彎起角為45°，則第一排彎筋（2N4）的彎起點(diǎn)1距支座中心距離為1129 mm。彎筋與梁縱軸線交點(diǎn)1距支座中心距離為。分配給第一排彎起鋼筋的計(jì)算剪力值為，所需要的彎起鋼筋面積為：對(duì)第二排彎起鋼筋：可得到。彎起鋼筋（2N3）的彎起點(diǎn)2距支座中心距離為。分配給第二排彎起鋼筋的計(jì)算剪力值Vsb2由比例關(guān)系可以得到： 。其中，；設(shè)置彎起鋼筋區(qū)段長(zhǎng)為5012 mm。所需要的彎起鋼筋面積為：第二排彎筋與梁軸線交點(diǎn)距支座中心距離其余各排彎起鋼筋的計(jì)算方法與第二排彎起鋼筋計(jì)算方法相同，此處不

26、一一列出計(jì)算步驟。另2N0為斜筋；由于第六排斜筋的計(jì)算彎起點(diǎn)已經(jīng)遠(yuǎn)超過(guò)需要計(jì)算配置彎起鋼筋及斜筋的長(zhǎng)度范圍，故不設(shè)置斜筋。按照計(jì)算剪力初步布置彎起鋼筋如下圖。 彎矩包絡(luò)圖與抵抗彎矩圖（尺寸單位：mm； 彎矩單位：KN·m）現(xiàn)在按照同時(shí)滿足梁跨間各正截面和斜截面抗彎要求，確定彎起鋼筋的彎起點(diǎn)位置。由已知跨中截面彎矩計(jì)算值，支點(diǎn)中心處，按公式 做出梁的計(jì)算彎矩包絡(luò)圖（上圖），在L/4截面處，則彎矩計(jì)算值為： 與已知值相比，所以用上述公式所得曲線來(lái)描述簡(jiǎn)支梁彎矩包絡(luò)圖是可行的。各排彎起鋼筋彎起后，相應(yīng)正截面抗彎承載力Mui計(jì)算如下表。 正截面承載能力計(jì)算表梁區(qū)段截面縱筋有效高度h0(mm)

27、T形截面類型受壓區(qū)高度X(mm)抗彎截面承載力Mui（KNm）支座中心1點(diǎn)4 281238 第一類34859.31點(diǎn)2點(diǎn)6 281223第一類501239.92點(diǎn)3點(diǎn)8 281207第一類711627.53點(diǎn)4點(diǎn)10 281191第一類841997.94點(diǎn)梁跨中12 281175第一類1002328.8將上表中的正截面抗彎承載力Mui在彎矩包絡(luò)圖上用平行直線表示出來(lái)，他們與彎矩包絡(luò)圖的交點(diǎn)分別為 i,j,k,l,m,n,q，以各Mui值代入中，可求得 i,j,k,l,m,n,q到跨中截面距離值（見(jiàn)彎矩包絡(luò)圖中）。現(xiàn)以包絡(luò)圖中所示彎起鋼筋彎起點(diǎn)初步位置來(lái)逐個(gè)檢查是否滿足公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝

28、土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D622004）的要求。第一排彎起鋼筋（2N4）：其充分利用點(diǎn)“”的橫坐標(biāo)，而2N4的彎起點(diǎn)1的橫坐標(biāo)，說(shuō)明1點(diǎn)位于“”點(diǎn)左邊，且，滿足要求。不需要點(diǎn)“m”的坐標(biāo)，而2N4鋼筋與梁中軸線的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)，亦滿足要求。第二排彎起鋼筋（2N3）：其充分利用點(diǎn)“k”的橫坐標(biāo)，而2N3的彎起點(diǎn)3的橫坐標(biāo)，說(shuō)明2點(diǎn)位于“k”點(diǎn)左邊，且，滿足要求。不需要點(diǎn)“”的坐標(biāo)，而2N3鋼筋與梁中軸線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)，亦滿足要求。第三排彎起鋼筋（2N2）：其充分利用點(diǎn)“j”的橫坐標(biāo)，而2N2的彎起點(diǎn)3的橫坐標(biāo)，說(shuō)明3點(diǎn)位于“j”點(diǎn)左邊，且，滿足要求。不需要點(diǎn)“k”的坐標(biāo)，而2N2鋼筋與梁中軸線交點(diǎn)的

29、橫坐標(biāo)，亦滿足要求。第四排彎起鋼筋（2N1）：其充分利用點(diǎn)“i”的橫坐標(biāo)X=0，而2N1的彎起點(diǎn)4的橫坐標(biāo)，說(shuō)明4點(diǎn)位于“i”點(diǎn)左邊，且，滿足要求。不需要點(diǎn)“j”的坐標(biāo)，而2N1鋼筋與梁中軸線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)，亦滿足要求。由上述檢查結(jié)果可知包絡(luò)圖中所示彎起鋼筋彎起點(diǎn)初步位置滿足要求。由2N1、2N2、2N3和2N4鋼筋彎起點(diǎn)形成的抵抗彎矩圖遠(yuǎn)大于彎矩包絡(luò)圖，故進(jìn)一步調(diào)整上述彎起鋼筋的彎起點(diǎn)和斜筋位置，在滿足規(guī)范對(duì)彎起鋼筋彎起點(diǎn)要求的前提下，使抵抗彎矩圖接近彎矩包絡(luò)圖，根據(jù)設(shè)計(jì)要求,第六排為2跟直徑為16mm的斜筋（2N0），下圖為調(diào)整后梁的彎起鋼筋、斜筋的布置圖。彎起鋼筋和斜筋設(shè)計(jì)布置圖（尺寸單位

30、：mm） a)Mx的包絡(luò)圖，b)彎起鋼筋和斜筋布置圖，c)Vx的包絡(luò)圖4、斜截面復(fù)核（1）斜截面抗剪承載力復(fù)核截面的選擇 按照公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D622004）的要求，選定以下截面：a）距支座中心h/2處的截面；b）受拉區(qū)彎起鋼筋彎起處的截面（1、2、3、4點(diǎn)所在截面），以及錨于受拉區(qū)的縱向鋼筋開始不受力處的截面；c）鋼筋數(shù)量或間距有改變處的截面（梁底距支座中心1400mm處點(diǎn)所在截面）；（2）斜截面頂端位置的確定對(duì)于距支座中心h/2處的截面：h/2處截面橫坐標(biāo)，有效高度，可得驗(yàn)算截面頂點(diǎn)所在正截面的橫坐標(biāo)，最大剪力組合設(shè)計(jì)值：，最大彎矩組合設(shè)計(jì)值：，進(jìn)而可求得

31、剪跨比：， 斜截面投影長(zhǎng)度：（3）斜截面抗剪承載力復(fù)核復(fù)核的截面在計(jì)算圖示中表示為（實(shí)現(xiàn)），斜角。斜截面縱向受拉主鋼筋有4 28（2N6,2N5），相應(yīng)的主配筋率P為：。箍筋的配筋率（取Sv=400mm時(shí)）為：距支座中心h/2處斜截面抗剪承載力計(jì)算圖示（尺寸單位：mm）與斜截面相交的彎起鋼筋有2N4（2 28）、2N3（2 28），無(wú)斜筋。按照半經(jīng)驗(yàn)、半理論公式規(guī)定的單位要求，將以上各值代入公式得到斜面的抗剪承載力為： 故距支座中心h/2處的斜截面抗剪承載力滿足設(shè)計(jì)要求。其他幾個(gè)截面算法步驟同h/2處相同，此處只列出相關(guān)數(shù)值，不作詳細(xì)步驟予以闡述。 受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點(diǎn)1處所在的截面：，驗(yàn)算截

32、面頂點(diǎn)處的橫坐標(biāo)， ，與斜截面相交的彎起鋼筋有2 N 4（2 28）、2 N 3（2 28）、2 N 2（2 28），無(wú)斜筋。 故受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點(diǎn)1處所在的斜截面抗剪承載力滿足設(shè)計(jì)要求。受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點(diǎn)2處所在的截面：，驗(yàn)算截面頂點(diǎn)處的橫坐標(biāo)， ，與斜截面相交的彎起鋼筋有2N3（2 28）、2N2（2 28）、2N1（2 28），無(wú)斜筋。故受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點(diǎn)2處所在的斜截面抗剪承載力滿足設(shè)計(jì)要求。受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點(diǎn)3處所在的截面：，驗(yàn)算截面頂點(diǎn)處的橫坐標(biāo)， ，與斜截面相交的彎起鋼筋有2N2（2 28）、2N1（2 28），斜筋有2N0（2 16）。故受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點(diǎn)3處所在的斜

33、截面抗剪承載力滿足設(shè)計(jì)要求。受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點(diǎn)4處所在的截面：，驗(yàn)算截面頂點(diǎn)處的橫坐標(biāo)， ，與斜截面相交的彎起鋼筋有2N1（2 28）、斜筋有2N0（2 16）。故受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點(diǎn)4處所在的斜截面抗剪承載力滿足設(shè)計(jì)要求。錨于受拉區(qū)的縱向鋼筋開始不受力處m點(diǎn)所在的截面： ，驗(yàn)算截面頂點(diǎn)處的橫坐標(biāo)， ，與斜截面相交的彎起鋼筋有2N3（2 28）、2N2（2 28）、2N1（2 28），無(wú)斜筋。故錨于受拉區(qū)的縱向鋼筋開始不受力處m點(diǎn)所在的斜截面抗剪承載力滿足設(shè)計(jì)要求。錨于受拉區(qū)的縱向鋼筋開始不受力處n點(diǎn)所在的截面：，驗(yàn)算截面頂點(diǎn)處的橫坐標(biāo)， ，與斜截面相交的彎起鋼筋有2 N 4（2 28）、2

34、 N 3（2 28）、2 N 2（2 28），無(wú)斜筋。 故錨于受拉區(qū)的縱向鋼筋開始不受力處n點(diǎn)所在的斜截面抗剪承載力滿足設(shè)計(jì)要求。箍筋間距改變處所在的截面：，驗(yàn)算截面頂點(diǎn)處的橫坐標(biāo)， ，與斜截面相交的彎起鋼筋有2 N 4（2 28）、2 N 3（2 28）、2 N 2（2 28），無(wú)斜筋。 故箍筋間距改變處所在的斜截面抗剪承載力滿足設(shè)計(jì)要求。對(duì)于2、3、4號(hào)梁，由于2、4號(hào)梁的作用效應(yīng)組合值略大于3號(hào)梁，所以在此以2、4號(hào)梁的作用效應(yīng)組合值作為控制對(duì)2、3、4號(hào)梁進(jìn)行正截面和斜截面的設(shè)計(jì)計(jì)算，對(duì)于3號(hào)梁來(lái)說(shuō)是略偏安全且可行的。鑒于設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程與1、5號(hào)梁類同，故以下設(shè)計(jì)計(jì)算均不列出詳細(xì)步驟，只

35、給出各關(guān)鍵計(jì)算結(jié)果?？刂平孛鎯?nèi)力值：1/2跨徑截面設(shè)計(jì)計(jì)算彎矩為1/4跨徑截面設(shè)計(jì)計(jì)算彎矩為支點(diǎn)截面設(shè)計(jì)計(jì)算彎矩為1/2跨徑截面設(shè)計(jì)計(jì)算剪力為支點(diǎn)截面設(shè)計(jì)計(jì)算剪力為1、正截面設(shè)計(jì)（1）鋼筋數(shù)量計(jì)算1設(shè)則截面的有效高度為：2判斷T形截面類型 屬于第一類截面。3求受壓區(qū)高度解得，（大于梁高，舍去）4求受拉鋼筋面積選擇受拉鋼筋為和 （截面總面積為6890 mm2）。鋼筋疊高為6層，布置如圖?；炷帘Ｗo(hù)層厚度取C = 30mm>d=28mm，正截面鋼筋布置示意圖（尺寸單位：mm）鋼筋凈距：及2、截面復(fù)核 由鋼筋布置圖可知，實(shí)際有效高度：（1）判定T形截面類型，。屬于第一類T形截面（2）受壓區(qū)高度

36、（3）正截面抗彎承載力（4）配筋率3、斜截面設(shè)計(jì)（1）根據(jù)構(gòu)造要求，梁的底層鋼筋4 28通過(guò)支座截面，支點(diǎn)截面有效高度。 截面尺寸符合設(shè)計(jì)要求。（2）檢查是否需要根據(jù)計(jì)算配置箍筋 跨中截面 支座截面 ，故可在梁跨中的某長(zhǎng)度范圍內(nèi)按構(gòu)造配置箍筋，其余區(qū)段按計(jì)算配置腹筋。（3）計(jì)算剪力分配圖 支點(diǎn)處剪力計(jì)算值 跨中處剪力計(jì)算值 的截面距跨中的距離可由剪力包絡(luò)圖的比例求得，為，在長(zhǎng)度范圍內(nèi)可按構(gòu)造要求布置箍筋。 計(jì)算剪力分配圖（尺寸單位：mm; 剪力單位：KN）距支座中心線h/2處的計(jì)算剪力值由剪力包絡(luò)圖按比例求得。其中應(yīng)由混凝土和箍筋承擔(dān)的剪力計(jì)算值至少為。應(yīng)由彎起鋼筋和（包括斜筋）承擔(dān)的剪力計(jì)算

37、值最多為。設(shè)置彎起鋼筋區(qū)段長(zhǎng)度為4776 mm。（4）箍筋設(shè)計(jì) 采用10雙肢箍筋，箍筋截面積縱筋配筋率P：跨中截面 。取， 支點(diǎn)截面 ， 平均值 ，箍筋間距根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D622004）的構(gòu)造要求。若箍筋間距計(jì)算值取及。箍筋配筋率，滿足規(guī)范要求。綜合上述計(jì)算，在支座中心向跨境長(zhǎng)度方向1400 mm范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)箍筋間距為，爾后至跨中截面統(tǒng)一的箍筋間距?。?）彎起鋼筋及斜筋設(shè)計(jì)設(shè)焊接鋼筋骨架的架立鋼筋為為14，鋼筋重心至梁受壓翼緣板上邊緣距離。彎起鋼筋的彎起角度為45°，彎起鋼筋末端與架立鋼筋焊接。由各排彎起鋼筋的彎終點(diǎn)應(yīng)落在前一排鋼筋的彎起點(diǎn)的構(gòu)

38、造規(guī)定來(lái)得到各排彎起鋼筋的彎起點(diǎn)計(jì)算位置。現(xiàn)擬彎起N1N4鋼筋及2根斜筋，將計(jì)算的各排彎起點(diǎn)截面的hi以及至支座中心距、分配的剪力計(jì)算值、所需的彎起鋼筋面積值列入下表。彎起點(diǎn)123456hi （mm）112910971069104110221022距支座中心距離(mm)112922263295433653586380分配的計(jì)算剪力值（KN）173.4156.0116.277.439.62.49需要彎起的鋼筋面積（mm2）1168105178252126717可提供的彎筋面積（mm2）12322281232228982225982225402216彎筋與梁軸交點(diǎn)到支座中心距離（mm）588171

39、72816388549305952 （上表中彎起點(diǎn)5處為斜筋）其中2N0為斜筋；由于第六排斜筋的計(jì)算彎起點(diǎn)已經(jīng)遠(yuǎn)超過(guò)需要計(jì)算配置彎起鋼筋及斜筋的長(zhǎng)度范圍，故不設(shè)置斜筋。按照計(jì)算剪力初步布置彎起鋼筋如下圖。 彎矩包絡(luò)圖與抵抗彎矩圖（尺寸單位：mm； 彎矩單位：KN·m）現(xiàn)在按照同時(shí)滿足梁跨間各正截面和斜截面抗彎要求，確定彎起鋼筋的彎起點(diǎn)位置。由已知跨中截面彎矩計(jì)算值，支點(diǎn)中心處，按公式 做出梁的計(jì)算彎矩包絡(luò)圖（上圖），在L/4截面處，彎矩計(jì)算值為，所以用上述公式所得曲線來(lái)描述簡(jiǎn)支梁彎矩包絡(luò)圖是可行的。各排彎起鋼筋彎起后，相應(yīng)正截面抗彎承載力Mui計(jì)算如下表。梁區(qū)段截面縱筋有效高度h0(

40、mm)T形截面類型受壓區(qū)高度X(mm)抗彎截面承載力Mui（KNm）支座中心1點(diǎn)4 281238 第一類34859.31點(diǎn)2點(diǎn)6 281223第一類501239.92點(diǎn)3點(diǎn)8 281207第一類711627.53點(diǎn)4點(diǎn)8 282 251205第一類801911.04點(diǎn)梁跨中8 284 251181第一類872182.1現(xiàn)以包絡(luò)圖中所示彎起鋼筋彎起點(diǎn)初步位置來(lái)逐個(gè)檢查是否滿足公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D622004）的要求。第一排彎起鋼筋（2N4）：點(diǎn)，滿足要求。點(diǎn)，處，亦滿足要求。第二排彎起鋼筋（2N3）：點(diǎn) ，3點(diǎn)，滿足要求。點(diǎn)，處，亦滿足要求。第三排彎起鋼筋（2N2

41、）：j點(diǎn)，3點(diǎn)，滿足要求。k點(diǎn)，處，亦滿足要求。第四排彎起鋼筋（2N1）：點(diǎn)，4點(diǎn)，滿足要求。點(diǎn)， 點(diǎn)，亦滿足要求。在滿足規(guī)范對(duì)彎起鋼筋彎起點(diǎn)要求的前提下，使抵抗彎矩圖接近彎矩包絡(luò)圖，第六排為2跟直徑為16mm的斜筋（2N0），下圖為調(diào)整后梁的彎起鋼筋、斜筋的布置圖。彎起鋼筋和斜筋布置圖（尺寸單位：mm） a)Mx的包絡(luò)圖，b)彎起鋼筋和斜筋布置圖，c)Vx的包絡(luò)圖4、斜截面復(fù)核 按照公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D622004）的要求，選定以下截面進(jìn)行復(fù)核（1）距支座中心h/2處的截面：，驗(yàn)算截面頂點(diǎn)處的橫坐標(biāo)， ，與斜截面相交的彎起鋼筋有2 N 4（2 28）、2 N

42、3（2 28），無(wú)斜筋。故距支座中心h/2處的斜截面抗剪承載力滿足設(shè)計(jì)要求。（2）受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點(diǎn)1處所在的截面：，驗(yàn)算截面頂點(diǎn)處的橫坐標(biāo)， ，與斜截面相交的彎起鋼筋有2 N 4（2 28）、2 N 3（2 28）、2 N 2（2 25），無(wú)斜筋。 故受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點(diǎn)1處所在的斜截面抗剪承載力滿足設(shè)計(jì)要求。（3）受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點(diǎn)2處所在的截面：，驗(yàn)算截面頂點(diǎn)處的橫坐標(biāo)， ，與斜截面相交的彎起鋼筋有2N3（2 28）、2N2（2 25）、2N1（2 25），無(wú)斜筋。故受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點(diǎn)2處所在的斜截面抗剪承載力滿足設(shè)計(jì)要求。（4）受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點(diǎn)3處所在的截面：，驗(yàn)算截面頂點(diǎn)處

43、的橫坐標(biāo)， ，與斜截面相交的彎起鋼筋有2N2（2 25）、2N1（2 25），斜筋有2N0（2 16）。故受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點(diǎn)3處所在的斜截面抗剪承載力滿足設(shè)計(jì)要求。（5）受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點(diǎn)4處所在的截面：，驗(yàn)算截面頂點(diǎn)處的橫坐標(biāo)， ，與斜截面相交的彎起鋼筋有2N1（2 25）、斜筋有2N0（2 16）。故受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點(diǎn)4處所在的斜截面抗剪承載力滿足設(shè)計(jì)要求。（6）錨于受拉區(qū)的縱向鋼筋開始不受力處m點(diǎn)所在的截面： ，驗(yàn)算截面頂點(diǎn)處的橫坐標(biāo)， ，與斜截面相交的彎起鋼筋有2N3（2 28）、2N2（2 25）、2N1（2 25），無(wú)斜筋。故錨于受拉區(qū)的縱向鋼筋開始不受力處m點(diǎn)所在的斜截面抗剪承載力滿足設(shè)計(jì)要求。（7）錨于受拉區(qū)的縱向鋼筋開始不受力處n點(diǎn)所在的截面：，驗(yàn)算截面頂點(diǎn)處的橫坐標(biāo)， ，與斜截面相交的彎起鋼筋有2 N 4（2 28）、2 N 3（2 28）、2 N 2（2 25），無(wú)斜筋。 故錨于受拉區(qū)的縱向鋼筋開始不受力處n點(diǎn)所在的斜截面抗剪承載力滿足設(shè)計(jì)要求。（8）箍筋間距改變處所在的截面：，驗(yàn)算截面頂點(diǎn)處的橫坐標(biāo)， ，與斜截面相交的彎起鋼筋有2 N 4（2 28）、2 N 3（2 28）、2 N 2（2 25），無(wú)斜筋。 故箍筋間距改