简支t型梁桥课程设计

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桥梁工程课程设计土木工程专业本科（四年制）适用指导教师：李小山班级：10土木一班学生姓名：董帅设计时间：2013.5.20浙江理工大学建筑工程学院土木系 土木工程专业桥梁工程课程设计任务书 浙江理工大学建筑工程学院土木系2013年4月一、设计题目：钢筋混凝土简支T型梁桥设计二、设计资料：1.桥面宽度：净2.设计荷载：公路－I级3.桥面铺装：4cm厚沥青混凝土（），6cm厚水泥混凝土（），主梁混凝土为4.主梁跨径及全长：标准跨径：，计算跨径，净跨5.结构尺寸图，根据钢筋混凝土简支T型梁桥的构造要求设计，也可参照下图选用：桥梁横断面布置图单位：cm桥梁纵断面布置 三、设计依据：[1]JTGD60-2004公路桥涵设计通用规范[S][2]JTGD62-2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S][3]邵旭东．桥梁工程[M]．第二版.北京：人民交通出版社，2007四、设计内容：主梁、横隔梁和行车道板的内力计算五、设计成果要求：设计计算书。设计计算说明书制作成Word文档或手写。整个说明书应满足计算过程完整、计算步骤清楚、文字简明、符号规范的要求。封面、任务书和计算说明书用A4纸张打印，按封面、任务书、计算说明书的顺序一起装订成册，交指导老师评阅。六、提交时间：第14周周五前提交，过期不候。 设计计算书基本设计资料1.桥面宽度：净2.设计荷载：公路－I级3.桥面铺装：4cm厚沥青混凝土（），6cm厚水泥混凝土（），主梁混凝土为4.主梁跨径及全长：标准跨径：，计算跨径，净跨5.主梁截面尺寸：拟定采用的梁高为1.7m，腹板宽18cm。主梁间距：2.1m,主梁肋宽度：18cm。结构尺寸如图行车道板计算结构自重及其内力每延米板上的结构自重沥青表面处治0.04×1.0×23=0.92KN/mC25混凝土垫层0.06×1.0×24=1.44KN/mT梁翼板自重（0.17+0.09）/2×1.0×24=3.12KN/m 合计g=5.48KN/m每米宽板条恒载内力1）汽车车辆荷载计算图示车辆后轮着地宽度为=0.20m，宽度为=0.60m=0.2+2×0.1=0.4m=0.6+2×0.1=0.8m荷载对于悬臂根部的有效分布宽度：=0.4+1.4+2×0.96=3.72m由于这是汽车荷载局部加载在T梁的翼板上，故冲击系数取作用于每米宽板条上的弯矩为： 作用于每米宽板条上的剪力为：内力组合承载能力极限状态内力组合计算：基本组合所以行车道板的设计内力为：正常使用极限状态内力组合计算：短期效应组合主梁内力计算计算结构自重集度如下表所示：主梁=[0.18×1.70+(0.09+0.17)/2×(2.10-0.18)]×24=13.33KN/m横隔梁对于边主梁={[1.4-(0.09+0.17)/2]×(2.10-0.18)/2}×0.18×5×24/24.96=0.97KN/m对于中主梁=2×0.97=1.94KN/m桥面铺装层=[0.04×7×23+0.06×7×24]/5=3.30KN/m栏杆和人行道=5×2/5=2.00KN/m合计对于边主梁=13.33+0.97+3.30+2.00=19.6KN/m对于中主梁=13.33+1.94+3.30+2.00=20.57KN/m 边主梁自重产生的内力截面位置X内力剪力Q(KN)弯矩M(KN·m)X=0Q=19.60/2×24.96=244.61(256.71)M=0(0)X=Q=19.6/2×(24.96-2×24.96/4)=122.30(128.36)M=19.6×24.96/8×(24.96-24.96/4)=1177.47(1234.13)X=Q=0(0)M=19.6×24.96/4×（24.96-24.96/2）=1526.35(1601.89)注：括号（）内值为中主梁内力荷载位于支点处时，1、2、3号粱的横向分布系数 求得1,2,3号梁荷载横向分布系数为：1号梁：，；2号梁：3号梁：荷载位于跨中时荷载横向分布系数和且设有刚度强大的横隔粱，故可按偏心压力法计算求荷载横向分布影响线竖标本桥各根主梁的横截面均相等，梁数n=5，梁间距为2.10m，有1、2、3号梁在两个边主梁除横向影响线的竖标值绘出荷载横向分布影响线，并按最不利位置布置，如下图所示 计算荷载横向分布系数1号梁：2号梁：==0.4033号梁：均布荷载和内力影响线面积计算 截面类型公路—级均布荷载（KN/m）人群影响线面积（或m）影响线图示10.510.54.510.54.5公路—级中集中荷载计算计算弯矩效应时：计算剪力效应时：计算冲击系数μG=0.5556×24=13.334KN/mC25混凝土E取,1+μ=1.177 跨中弯矩、跨中剪力计算：因双车道不折减，故=1，各数据见表截面梁号荷载类型或(KN/m)（KN）1+μ或y①公路—级10.5259.841.1770.50577.88485.551400.166.24914.61人群4.5——0.60577.88212.03②公路—级10.5259.841.1770.45377.88435.561300.066.24864.50人群4.5——0.40377.88140.88③公路—级10.5259.841.1770.477.88384.591147.956.24763.36人群4.5——0.277.8870.09①公路—级10.5311.811.1770.5053.1219.47112.640.592.67人群4.5——0.6053.128.49②公路—级10.5311.811.1770.4533.1217.46100.590.583.13人群4.5——0.4023.125.64③公路—级10.5311.811.1770.43.1215.4288.820.573.4人群4.5——0.23.122.808 计算支点截面汽车荷载最大剪力绘制荷载横向分布系数沿桥纵向的变化图形和支点剪力影响线如下图所示：横向分布系数变化区段的长度：m变化区荷载重心处的内力影响线坐标为1号梁：=1×（24.96-6.38/3）/24.96=0.9152号梁：=0.9153号梁：=0.915 1号梁：=1.177×1×10.5×[0.505×12.48+6.38×(0.2-0.505)×0.915/2]=66.89KN则，公路—级作用下，1号梁支点的最大剪力为：==66.89+73.25=140.14KN同理得2、3号梁分别为260.57KN、347.29KN计算支点截面人群荷载最大剪力1号梁：=0.605×4.5×12.48+6.38/2×(1.19-0.605)×4.5×0.915=41.66KN2号梁：=22.37KN3号梁：=12.64KN主梁内力组合1号梁：荷载类别弯矩M（kN·m）剪力Q（kN）跨中梁端跨中结构自重1526.36244.610汽车荷载1400.16140.14112.64人群荷载212.0341.668.494029.33536.39167.20 2号梁：荷载类别弯矩M（kN·m）剪力Q（kN）跨中梁端跨中结构自重1526.36244.610汽车荷载1300.06260.57100.59人群荷载140.8822.375.643809.50683.38147.143号梁：荷载类别弯矩M（kN·m）剪力Q（kN）跨中梁端跨中结构自重1526.36244.610汽车荷载1147.95347.2988.82人群荷载70.0912.642.8083517.26793.89127.49 横隔梁内力计算确定作用在中横隔梁上的计算荷载对于跨中横隔梁的最不利荷载布置如下图：纵向一列车轮对于中横隔梁的计算荷载为：计算弯矩时：计算剪力时：绘制中横隔梁的内力影响线：按偏心压力法可得1、2号梁的荷载横向分布影响线竖坐标值如下图所示： 绘制剪力影响线对于1号主梁处截面的影响线可计算如下：P=1作用在计算截面以右时，=，即P=1作用在计算截面以左时，=-1，即-1绘成影响线如上图所示。 截面内力计算将求得的计算荷载在相应的影响线上按最不利荷载位置加载，对于汽车荷载并计入冲击影响力（1+），则得到下表所示结果：公路—级弯矩==1.177×1×161.95×（0.0375+1.2075+0.733+0.089）=394.00KN·m剪力==1.177×1×187.93×（0.486+0.314+0.190+0.019）=223.18KN·m内力组合（鉴于横隔梁的结构自重内力甚小，计算中可略去不计）（1）承载能力极限状态内力组合基本组合=0+1.4×394.00=551.60KN·m=0+1.4×223.18=312.45KN·m（2）正常使用极限状态内力组合短期效应组合=0+0.7×394.00/1.177=234.32KN·m=0+0.7×223.18/1.177=132.73KN·m