橋梁工程課程設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、橋梁工程課程設(shè)計(jì)計(jì)算書（20m鋼筋混凝土T梁） 專業(yè)：土木工程 班級：09.1 班 ： 學(xué)號： 指導(dǎo)老師： 2012年6月29日29 / 30橋梁工程計(jì)算書一.行車道板計(jì)算1.恒載彎矩計(jì)算(縱向按1m寬板條考慮)（1）恒載集度（沿縱向取1m板寬計(jì)算）瀝青鋪裝 混凝土鋪裝 翼板 ，翼板的平均厚度m板的恒載集度（2）恒載彎矩：板的計(jì)算跨徑所以取l=1.9m3.活載力計(jì)算汽車荷載為公路級選用如圖（1）車輛荷載進(jìn)行計(jì)算（1） 選取荷載：以后重軸為主，車輛荷載兩后輪置于最不利位置如圖（2） 公路經(jīng)鋪裝層按角擴(kuò)散后在板頂?shù)木匦魏奢d壓力面的邊長： 沿縱向 沿橫向 板的有效分布寬度：按單個車輪計(jì)算：a 故 故

2、兩中后軸板的有效分布寬度不重疊，按單輪計(jì)算。彎矩組合： 屬中橋，安全等級為二級，板厚與梁肋高之比跨中彎矩 支點(diǎn)彎矩 4，翼板配筋與強(qiáng)度復(fù)核擬采用HRB335級鋼筋（外徑為13.9mm）鋼筋凈保護(hù)層采用30mm（1）用基本公式法求As設(shè)，則查結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理附表1-5得:（2）選擇布置鋼筋選取1012，則實(shí)際鋼筋面積As=1131，采用焊接鋼筋骨架?；炷帘Ｗo(hù)層厚度為30mm>d(=12mm)且滿足附表1-8要求，故30+13.5/2=36.75mm取40mm，則有效高度。最小配筋率計(jì)算：45（）=0.265,即配筋率應(yīng)不于0.265%，且不應(yīng)小于0.2%，故取實(shí)際配筋率(3) 截面復(fù)核鋼筋凈

3、間距，滿足要求受壓區(qū)高度為 查表得，故滿足設(shè)計(jì)要求。二、主梁計(jì)算（一） 跨中截面荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算（偏心壓力法求）（1）求1號梁的跨中截面荷載橫向分布系數(shù)本橋各跟主梁的橫截面相等，梁數(shù)n=6，梁間距1.9m，則：由式計(jì)算得：由繪制一號梁影響線根據(jù)橋規(guī)規(guī)定，在橫向影響線上確定荷載最不利位置。對于汽車荷載，車輛橫向輪距為1.8m，兩列車輪的橫向最小間距為1.3m，車輪距離人行道緣石最小距離為0.5m，汽車人群荷載相應(yīng)于各個荷載位置的橫向影響線豎標(biāo)值計(jì)算橫向影響線的零點(diǎn)位置，設(shè)零點(diǎn)至一號梁的距離為x，則，解得x=6.972m則汽車荷載：人群荷載：。1. 二號梁的橫向分布系數(shù)二號梁的；因?yàn)橛衫L制二號

4、梁的影響線計(jì)算零點(diǎn)位置：解得x=8.437m則汽車荷載：人群荷載：2. 三號梁的橫向分布系數(shù)三號梁的，由繪制三號梁的影響線計(jì)算零點(diǎn)位置解得x=15.8m，則汽車荷載：人群荷載：（二）支點(diǎn)截面荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算支點(diǎn)處的荷載橫向分布系數(shù)按杠桿原理法計(jì)算(1)一號梁的影響線：汽車荷載:人群荷載:(2)二號梁的影響線2號梁的(2)三號梁的影響線3號梁的（三）力計(jì)算1.恒載力計(jì)算恒載集度：梁 橫隔梁： 邊主梁 中主梁 橋面鋪裝層g3= 欄桿和人行道：邊主梁的全部恒載集度：中主梁的全部恒載集度：恒載力：邊(中)主梁恒載力 內(nèi)力截面位置V（KN）M（KN） X=0224.162（241.907）0112.

5、081（120.954）819.593(884.473)01092.791(1179.298)注：括號為中主梁2.活載力計(jì)算公路級車道荷載標(biāo)準(zhǔn)值：均布荷載車道集中荷載汽車沖擊力系數(shù) 雙車道折減系數(shù)縱向每延米人群荷載集度（1）1號梁跨中彎矩 （跨中截面彎矩影響線）汽車荷載：并且不考慮沖擊力影響，則人群荷載跨中彎矩：人群荷載：2號梁跨中彎矩： 汽車荷載：人群荷載：3號梁跨中彎矩： 汽車荷載：人群荷載：（2）1號梁截面彎矩： （L/4 截面彎矩影響線）汽車荷載：人群荷載：2號梁截面彎矩：汽車荷載：人群荷載：3號梁L/4截面彎矩 汽車荷載 人群荷載（3）主梁支點(diǎn)截面剪力計(jì)算1號梁支點(diǎn)截面剪力計(jì)算荷載橫

6、向分布系數(shù)沿橋跨方向的變化圖橫向分布系數(shù)變化區(qū)段的長度a=L/4=4.875m剪力影響線面積=11/219.5=9.75附加三角形荷載重心的影響線豎標(biāo)值=1（19.5-1/34.875）/19.5=0.917不考慮沖擊力影響2號梁支點(diǎn)截面剪力計(jì)算3號梁支點(diǎn)截面剪力計(jì)算跨中截面剪力計(jì)算剪力影響線面積=1/21/219.50.5=2.438影響線1號梁跨中截面2號梁跨中截面3號梁跨中截面（4）主梁作用效應(yīng)組合：根據(jù)橋規(guī)規(guī)定，當(dāng)永久作用與汽車荷載和人群荷載組合時，承載能力極限狀態(tài)下作用基本組合的效應(yīng)組合表達(dá)式：1號梁彎矩計(jì)算值：剪力計(jì)算值3號梁彎矩計(jì)算值：剪力值計(jì)算：四配筋與強(qiáng)度復(fù)合1.配置主筋（1

7、）鋼筋面積計(jì)算 翼板平均厚度為，則有 1).(L為主梁計(jì)算跨徑)2）（相鄰兩梁軸線間的距離，即相鄰兩梁的平均間距）3）取上述三個數(shù)中最小值，故取2.因采用的焊接鋼筋骨架，設(shè)鋼筋重心至梁底距離，則梁的有效高度3.判斷T形梁類型由公式即為第一類T形截面。4.受壓區(qū)高度計(jì)算公式即解得，故合適。5.主筋截面計(jì)算將各已知值與代入，求出用鋼筋，截面面積為9652，鋼筋疊高層數(shù)為6層，每層兩根。受拉鋼筋的布置在滿足凈保護(hù)層條件下，應(yīng)盡量靠近截面的下緣，鋼筋的凈距和疊高都滿足構(gòu)造要求?；炷帘Ｗo(hù)層厚度取33mm>32mm，滿足構(gòu)造要求。6.截面復(fù)核則有效高度（1）判斷截面類型 則即為第一類T形梁截面。（

8、2）求受壓區(qū)高度x（3）正截面承載力，故截面復(fù)核滿足要求。3.斜截面計(jì)算：（1）.檢查截面尺寸根據(jù)構(gòu)造要求，梁最底層鋼筋4通過支座截面。支座截面有效高度截面尺寸符合要求。（2）.檢驗(yàn)是否需要設(shè)置腹筋跨中段截面：支座截面：因，故需要根據(jù)計(jì)算配置箍筋。3.計(jì)算剪力圖分配在圖4所示的剪力包絡(luò)圖中，支點(diǎn)處剪力計(jì)算值，跨中剪力計(jì)算同時，根據(jù)公路橋規(guī)規(guī)定，在支座中心線向跨徑長度方向不小于1倍梁高圍，箍筋的間距最大為100mm。距支座中心線的h/2處的計(jì)算剪力值（）由剪力包絡(luò)圖按比例求得，為其中應(yīng)由混凝土和箍筋承擔(dān)的剪力計(jì)算值為應(yīng)由彎起鋼筋（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)段長度為X4.箍筋計(jì)

9、算采用直徑10mm的雙肢箍筋，箍筋截面面積Asv = nAsv1 = 2=157設(shè)計(jì)箍筋時，式中的斜截面縱筋配筋率P與截面有效高度可近似按支座截面和跨中截面的平均值取用，計(jì)算如下跨中截面：，取，。支點(diǎn)截面：p0=As/bh0，。則平均值分別為，箍筋間距為確定箍筋間距的設(shè)計(jì)值尚應(yīng)考慮公路橋規(guī)的構(gòu)造要求。箍筋間距計(jì)算值取=200mmh/2=750mm與400mm，是滿足要求的。但采用雙肢箍筋，箍筋配筋率（R235鋼筋）。綜合上述計(jì)算，在支座中心向跨徑長度方向的1500mm圍，設(shè)計(jì)箍筋間距=100mm;爾后至跨中截面的統(tǒng)一的箍筋間距取=200mm。5.彎起鋼筋與斜筋設(shè)計(jì)設(shè)焊接鋼筋骨架的架立鋼筋（HR

10、B335）為，鋼筋重心至梁受壓翼板上邊緣距離。彎起鋼筋的彎起角度為45°，彎起鋼筋的末端與架立鋼筋焊接。為了得到每對彎起鋼筋分配的剪力，由各排彎起鋼筋的末端折點(diǎn)應(yīng)落在前一排彎起鋼筋彎起點(diǎn)的構(gòu)造規(guī)定來得到各排鋼筋的彎起點(diǎn)計(jì)算位置，首先要計(jì)算彎起鋼筋上、下彎起點(diǎn)之間垂直距離。 現(xiàn)擬彎起N1N4鋼筋，將計(jì)算的各排彎起鋼筋彎起點(diǎn)截面的以與至支座中心距離、分配的剪力計(jì)算值值列入表1現(xiàn)將表1中有關(guān)計(jì)算舉例說明如下。彎起鋼筋計(jì)算表 表1彎起點(diǎn)1234（mm）1292125612201184距支座中心距離(mm)1292254837684952分配的計(jì)算剪力（KN）223.92190.679113.

11、65需要的彎筋面積（）1507.9521284.096765.357可提供的彎筋面積（）1609（232）1609（232）1609（232）彎筋與梁軸交點(diǎn)到支座中心距離665195632124432根據(jù)公路橋規(guī)規(guī)定，簡支梁的第一排彎起鋼筋（對支座而言）的末端彎折點(diǎn)應(yīng)位于支座中心截面處。這時，為彎筋的彎起點(diǎn)角度為45°，則第一排彎筋（2N4）的彎起點(diǎn)1距支座中心距離為1292mm，彎筋與梁縱軸線交點(diǎn)距支座中心距離為對于第二排彎起鋼筋，可得到彎起鋼筋（2N3）的彎起點(diǎn)2距支點(diǎn)中心距離為1292+=1292+1256=2548mm分配給第二排彎起鋼筋的計(jì)算剪力值，由比例關(guān)系計(jì)算可得到：

12、得其中0.3V=223.92KN；設(shè)置彎起鋼筋區(qū)段長度為3651mm。所需要提供的彎起鋼筋截面面積（）為第二排彎起鋼筋與梁軸線交點(diǎn)距離支座中心距離為2548-1500/2-(33+35.8×3.5)=1956mm。對于第三排彎起鋼筋，可得到彎起鋼筋（2N2）的彎起點(diǎn)3距支點(diǎn)中心距離為2548+=2548+1220=3768mm分配給第三排彎起鋼筋的計(jì)算剪力值，由比例關(guān)系計(jì)算可得到：得所需要提供的彎起鋼筋截面面積（）為第三排彎起鋼筋與梁軸線交點(diǎn)距離支座中心距離為3768-1500/2-(33+35.8×4.5)=3212mm。對于第四排彎起鋼筋，可得到彎起鋼筋（2N1）的彎起

13、點(diǎn)4距支點(diǎn)中心距離為3768+=3768+1184=4952mm3651+750=4400mm<4432mm,不在欲設(shè)置彎筋的區(qū)域，不需參加彎起鋼筋計(jì)算，為了加強(qiáng)鋼筋骨架施工時的剛度，將N1彎起。按照計(jì)算剪力初步布置彎起鋼筋如圖 現(xiàn)按照同時滿足梁跨間各正截面和斜截面抗彎要求，確定彎起鋼筋彎起點(diǎn)位置。由已知跨中截面計(jì)算彎矩值,支點(diǎn)中心處，按式做出包絡(luò)圖。在截面處，因x=4.875m, L=19.5m，則彎矩計(jì)算值與已知值相比，幾乎相等，故用式來描述簡支梁彎矩包絡(luò)圖是可行的。各排彎起鋼筋彎起后相應(yīng)正截面彎矩承載力計(jì)算如表2. 將表2中的正截面抗彎承載力在圖5上用各平行線表示出來，它們與彎矩包

14、絡(luò)圖的交點(diǎn)分別為n,m,l,k,j以各值代入式中，可求得n,m,l,k,j到跨中截面距離X值。鋼筋彎起后相應(yīng)各正截面抗彎承載力 表 2梁區(qū)段截面縱筋有效高度T形截面類別受壓區(qū)高度抗彎承載力支座中心1點(diǎn)4321431第一類261288.9051點(diǎn)2點(diǎn)6321413第一類391899.9542點(diǎn)3點(diǎn)8321395第一類522488.7323點(diǎn)4點(diǎn)10321378第一類653011.5944點(diǎn)跨中12321360第一類783602.208 現(xiàn)以圖5中所示的彎起鋼筋彎起點(diǎn)初步位置逐個檢查是否滿足公路橋規(guī)的要求。第一排彎起鋼筋2N4其充分利用點(diǎn)m橫坐標(biāo)x=6322mm，而2N4的彎起點(diǎn)1的橫坐標(biāo)，說明1

15、點(diǎn)位于m點(diǎn)左邊，且,滿足要求其不需要點(diǎn)n的橫坐標(biāo) x=7595mm，而2N4與梁中軸線交點(diǎn)點(diǎn)橫坐標(biāo)亦滿足要求。第二排彎起鋼筋2N3其充分利用點(diǎn)l，橫坐標(biāo)x=4784mm，而2N3的彎起點(diǎn)2的橫坐標(biāo)且滿足要求。其不需要點(diǎn)m的橫坐標(biāo)x=6322mm，而2N3與梁軸線的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)故滿足要求。第三排彎起鋼筋2N2其充分利用點(diǎn)k的橫坐標(biāo)x=2780mm，而2N2的彎起點(diǎn)3的橫坐標(biāo)且滿足要求。其不需要點(diǎn)l的橫坐標(biāo)x=4784mm，2N2鋼筋與中軸線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)滿足要求。五裂縫計(jì)算1.帶肋鋼筋系數(shù) 荷載短期效應(yīng)組合彎矩計(jì)算值為荷載長期效應(yīng)組合彎矩計(jì)算值為系數(shù)系數(shù)，非板式受彎構(gòu)件。2.鋼筋應(yīng)力的計(jì)算3換算直

16、徑d的計(jì)算 因?yàn)槭芾瓍^(qū)采用一樣的鋼筋直徑，d=32mm 對于焊接鋼筋骨架，。4.縱向受拉鋼筋配筋率的計(jì)算 所以，5.最大裂縫寬度的計(jì)算故裂縫滿足設(shè)計(jì)要求。六.梁跨中撓度的驗(yàn)算在進(jìn)行梁變形計(jì)算時，應(yīng)取梁與相鄰梁橫向連接后截面的全寬度受壓翼板計(jì)算，即，而仍為210mm。1. T梁換算截面慣性矩計(jì)算對T梁的開裂截面，由公式得 解得：所以：梁跨中截面為第二類T形截面。確定換算截面受壓區(qū)高度為x：故 開裂截面的換算截面慣性矩為T梁的全截面換算截面面積全截面換算慣性矩為符合公路橋規(guī)要求。4.預(yù)拱度設(shè)置故跨中截面需設(shè)置預(yù)拱度。根據(jù)公路橋規(guī)對預(yù)拱度設(shè)置的規(guī)定，由公式得到梁跨中截面處的預(yù)拱度為 七橫梁計(jì)算（一）

17、用偏心壓力法計(jì)算橫梁力1.確定作用在中橫隔梁上的計(jì)算荷載跨中橫隔梁的最不利荷載布置，將車輛荷載的一個后軸置于該隔梁的軸線處，繪圖計(jì)算縱向一行輪重對中橫隔梁的計(jì)算荷載為：汽車荷載：2.繪制中橫隔梁的力影響線一號梁的橫向影響線豎標(biāo)值：二號梁的橫向影響線豎標(biāo)值：三號梁的橫向影響線豎標(biāo)值：（1） 繪制彎矩影響線對于三號和四號梁之間截面的彎矩影響線，P=1作用于一號梁影響線時：P=1作用于六號梁時：P=1作用于三號梁時：（2） 繪制剪力影響線P=1作用于截面以右時：P=1作用于截面以左時：（3） 截面力計(jì)算將求得的計(jì)算荷載在相應(yīng)的影響線上按最不利的荷載位置加載，對于汽車荷載并計(jì)入沖擊作用，則得：彎矩：汽車荷載正彎矩負(fù)彎矩剪力汽車荷載：鑒于橫隔梁的恒載力甚小，計(jì)算中可忽略不計(jì)，并考慮到可變作用中汽車荷載效應(yīng)占總效應(yīng)的百分比，則承載能力極限狀態(tài)作用基本組合的效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值為：（二）橫隔梁配筋與強(qiáng)度復(fù)核1.正彎矩配筋、（1）.擬采用422布置兩層，層間距7cm,保護(hù)層30mm受壓區(qū)高度：得受拉鋼筋截面面積為 取的鋼筋h0=h-as-hf=1100-216-41=849mm（2）強(qiáng)度