24米钢筋混凝土T型简支梁桥设计.docx

编号：08018110*学院2012届毕业生毕业设计题 目：完 成 人： *8 班 级： 2008-02 学 制： 4 年 专 业： 土木工程 指导教师： * 完成日期： 2012-04-27 目 录摘 要IIIABSTRACTIV1 设计资料与结构尺寸11.1设计资料11.2 结构尺寸12 主梁内力计算22.1 永久作用效应22.2活载作用内力计算32.3主梁活载内力汇总133 内力组合134 配筋设计与强度验算144.1 纵向主筋的配置144.2剪力钢筋的配置164.3裂缝宽度验算224.4主梁变形验算235行车道板的计算245.1行车道板的内力计算245.2配筋与强度验算276横梁计算286.1横梁弯矩计算286.2横梁截面配筋与强度验算306.3横梁剪力计算及配筋317支座计算337.1确定支座几何尺寸347.2支座偏转的验算34参 考 文 献36谢 辞37摘 要目前我国采用得较多的简支梁桥是T形梁桥。钢筋混凝土T形简支梁桥具有以下优点：制作简单，梁肋内的配筋可以做成刚性的钢筋骨架，各主梁之间利用多道横隔梁连接，整体性好。其缺点是：截面形状不稳定、运输和安装时较复杂；构件正好在桥面板的跨中接头，对板的受力不利。为此，施工中常常将桥面板做得窄一些。本设计为钢筋混凝土T型简支梁桥，通过主梁内力计算来进行合理配筋，并验算满足其强度要求，其下部结构为重力式桥墩和U型桥台，并通过现浇混凝土将桥面板连接成整体。本章将详细介绍钢筋混凝土简支T梁的设计计算。关键词：T型简支梁桥；优点；缺点；主梁内力计算；验算ABSTRACTAt present our country uses more of the simply supported beam bridge is T shaped beam bridge. Reinforced concrete T beam bridge has the following advantages: simple production, Liang Lei within the reinforcement can be made into a rigid framework of steel reinforcement, the beams between the use of multi-channel diaphragm beam connection, good integrity. Its disadvantages are: shape instability, transportation and installation is complex; member just before the bridge span joint on board, poor stress. Therefore, the construction of the bridge deck is often done more narrow. The design for the reinforced concrete T type beam bridge, its lower part structure for gravity type bridge pier and abutment U type, and through the cast-in-place concrete bridge panel are connected into a whole. This chapter will detail of reinforced concrete simply supported T beam design calculation. Key words: type T simple supported beam bridge; advantages; disadvantages; the beam stress calculation; calculation设计资料与结构尺寸1.1设计资料1.1.1桥面净空净-9m+21.00m人行道。1.1.2主梁跨径和全长标准跨径：lb=24.00m（墩中心距离）；计算跨径：l=23.50m（支座中心线距离）；主梁全长：l全=23.96m（主梁预制长度）。1.1.3设计荷载汽车-20级，挂车-100级，人群荷载3.5kN/1.1.4材料钢筋：主筋用HRB335钢筋，其它用R235钢筋混凝土：T形主梁，桥面铺(防水)C30；栏杆，人行道为C25。1.1.5计算方法极限状态法。1.2 结构尺寸本桥按二级公路桥梁净空进行计算。行车道宽度为9m，人行道宽度为1.0m；全桥每跨采用5根预制的钢筋混凝土T型梁，每根梁行车道板宽2.20m，沿主梁纵向布置6根横隔梁。如图1-1所示为桥梁一般构造。 桥梁横断面桥梁纵断面图11 主梁横断面和桥梁纵断面 （尺寸单位：cm）2主梁内力计算2.1 永久作用效应2.1.1桥面铺装和人行道重力 人行道和栏杆的重力取（两侧）12.14KN/m桥面铺装为：为了简化计算将人行道，栏杆和桥面铺装的重力平均分配给每一根主梁，得：2.1.2横隔梁重力根据结构尺寸一块预制横隔梁的体积为在中主梁上有12块横隔梁预制块，在边主梁上有6块横隔梁预制块，将其产生的重力沿主梁纵向均匀分摊，则中主梁横隔梁产生的重力为：边主梁横隔梁产生的重力为： 2.1.3主梁重力2.1.4恒载作用下总重力中主梁：边主梁：根据总的恒载集度可计算出恒载内力见表2-1 表2-1 恒载内力主梁g(KN/m)L(m)弯矩M（KN/m）剪力Q（KN）跨中1/8gL21/4跨3/32gL2支点1/2gL处1/4gL边主梁23.0523.501593.881195.41271.07135.54中主梁24.2923.501679.631259.72285.66142.832.2活载作用内力计算2.2.1支点处荷载横向分布系数计算按照桥规规定汽车荷载距人行道边缘距离不小于0.5m；挂车不小于1.0m。针对各主梁进行荷载最不利位置，可计算各主梁荷载横向分布系数。计算主梁1、2、3在汽车、人群荷载作用下的横向分布系数。用杠杆原理法计算支点横向分布系数如图2-2图2-2杠杆法计算各梁荷载横向分布影响线汽车-20级 挂车-100级 人群荷载： 2.2.2跨中荷载横向分布系数 所以可按偏心受压法计算横向分布系数。1）求荷载横向分布影响线竖标 本桥各主梁的横截面均相等，梁数n=5，梁间距为2.20m，则有：=在两个边主梁处的荷载横向分布影响线的竖标值为： 图2-3 在两个边主梁处的荷载横向分布影响线的竖标值荷载横向分布影响线的零点至位的距离为x，可按比例关系求得：并据此计算出对应各荷载点的影响线竖标在两个边主梁出的荷载横向分布影响线竖标值为：图2-4 在两个边主梁出的荷载横向分布影响线竖标值荷载横向分布影响线的零点至4号梁位的距离为x，可按比例关系求得：3号梁的荷载横向分布影响线竖标值为：图2-5 各主梁荷载横向分布系数汇总表2-6 荷载横向分布系数沿桥跨方向的变化按下述方法进行：跨中部分采用不变的跨中荷载横向分布系数Mc,冲第一根内横隔梁起向支点荷载横向分布系数Mo过度。图2-7为1号主梁荷载横向分布系数沿桥跨的变化。在实际应用中，应当求跨中，1/4截面处的弯矩和剪力，一般为了简化计算，均采用不变的Mc；在计算梁端支点剪力时，在主要荷载所在端需考虑荷载横向分布系数沿桥跨的变化，而离主要荷载较远一端，由于相应影响线竖标值的显著减小，则可近似的取不变的Mc来简化计算。2.2.3活载作用内力计算1）汽车荷载冲击系数2）活载弯矩由汽车或挂车作用在一片主梁上产生的内力数值，可按截面内力计算的一般公式进行：根据图2-8影响线最不利位置，可得汽-20级荷载作用下1号梁跨中弯矩为：在挂-100荷载作用下1号主梁跨中弯矩为：根据图2-9中影响线及最不利荷载位置，可得汽车-20级荷载作用下1号主梁1/4跨弯矩在挂车-100级荷载作用下1号梁1/4跨弯矩为：由人群荷载产生的弯矩可按下式计算：3）活载剪力由汽车或挂车作用而产生的内力扔可按照截面内力的一般公式进行计算即：1号梁计算各个截面的弯矩与剪力：由图2-10汽车-20荷载在1号梁跨中剪力：由图2-10挂车-100荷载在1号梁跨中剪力：由图2-11汽车荷载在1号梁1/4跨剪力为：由图2-11挂车荷载在1号梁1/4跨剪力由汽车-20级荷载作用产生的1号梁支点剪力可由图2-12中荷载最不利位置求出，这时应计入支点附近荷载横向分布系数的变化，即：由挂车-100级荷载作用在1号梁支点剪力为：图212 支点处剪力计算由人群荷载产生的剪力可按下式计算：当计算支点剪力时应考虑靠近支点处荷载横向分布系数的变化式中：L-计算跨径 Mo-支点处荷载横向分布系数 -三角形荷载重心位置处的影响线坐标对于跨中剪力:.对于1/4跨剪力：对于支点处剪力：因此由人群荷载产生的1号主梁跨中：1/4跨：支点处：2号梁计算各个界面的弯矩与剪力：汽车-20级跨中： 1/4跨： 支座处：挂车-100级跨中： 1/4跨： 支座处：人群荷载跨中： 1/4跨： 支点处：3号梁各个截面的弯矩与剪力汽车-20级跨中： 1/4跨： 支座处：挂车-100跨中： 1/4处： 支座处：人群荷载跨中： 1/4跨： 支点处：2.3主梁活载内力汇总 表213 主梁活载内力汇总 梁号荷载类型弯矩M（）剪力Q（KM）跨中1/4跨支点跨中1/4跨1汽车-20级1235.22950.17163.88103.10243.54挂车-100级1813.681429.56258.31143.55161.53人群158.53118.9233.016.7416.852汽车-20级976.22409.61161.5080.7369.64挂车-100级1346.521148.42377.25107.31180.81人群102.3876.8031.136.0915.213汽车-20级746.36545.46217.8771.2094.74挂车-100级916.00831.26274.4173.00123.38人群96.8172.6212.564.1210.29 3 内力组合根据公预规规定，按照承载能力极限状态设计时，当恒载与活载产生同好内力则：荷载组合 荷载组合 此处，对于同号内力情况，还应按公预规规定的方法对荷载效应予提高。根据以上所得计算结果，如表3-1 表3-1各主梁内力组合 梁号序号荷载类别弯矩（）剪力（KN）跨中1/4跨跨中1/4跨支点11恒载1593.881195.410155.54271.072汽车-20级1235.22950.17103.10161.53163.883人群158.53118.926.7416.8533.014挂车-100级1813.681429.56143.55243.54258.315汽+人1393.751069.09109.84178.38196.8961.2恒1912.661434.500162.65325.2971.4（汽+人）1951.251496.73153.78249.74275.6581.1挂1995.051572.52157.91267.90284.1593863.912931.23153.78412.39600.94103907.713007.02157.91430.55609.441150.50%51.06%100%60.56%45.87%1251.05%52.29%100%52.29%46.59%2131.2恒+1.4（汽+人）3422.702115.48198.29559.04594.97141.2恒+1.1挂3393.832697.76118.04361.54740.263151.2恒+1.4（汽+人）3093.102299.81103.79305.58646.77161.2恒+1.1挂2920.262348.8880.30298.37627.14控制17设计的计算内力3907.713007.02198.29559.04740.264 配筋设计与强度验算纵向主筋的配置由弯矩基本组合表3-10可知，1号梁Md值最大，考虑到施工方便，偏安全地一律按1号梁计算弯矩进行配筋。 受拉主钢筋的计算：采用HRB335钢筋、C30混凝土根据表中设计弯矩最大值Mj=3907.71()进行配筋设钢筋静保护层为3cm，主梁截面尺寸如图4-1 图41 主梁截面尺寸 （尺寸单位：cm）4.1.1判断T形截面的类型假设钢筋合力点到截面近边的距离，则主梁的有效高度假定时（为T形截面受压区翼缘高度，取）截面所能承受的计算弯矩为属于类T形截面。4.1.2计算混凝土受压区的高度 且8.84cm8,取橡胶支座的容许压应力，支座的平面面积取支座的顺桥向长度为0.30m，横桥向的长度为0.30m，则7.1.2确定支座厚度由于温度产生的梁的伸长量由两端的支座均摊，则每一支座承受的水平位移为取橡胶片容许剪切正切值【tanr】=0.7选用3层钢板和4层橡胶片组成的板式橡胶支座。上下表层橡胶片厚度0.0025m，其余均为常用厚度，即钢板厚度为0.002m，橡胶片厚0.005m，支座总厚为：h=0.0025m2+0.0052+0.0023=0.021m橡胶片总厚7.2支座偏转的验算7.2.1计算形状系数因为b/a=0.3/0.3=133.399KN 满足要求。参 考 文 献1 姚玲森：桥梁工程，人民交通出版社，19842 叶见曙：结构设计原理，人民交通出版社，19963 孙训方、方孝叔、关来泰：材料力学，高等教育出版社，20014 中华人民共和国交通部标准：公路桥涵设计通用规范（JTJ02189），人民交通出版社，19895 贾金青、陈凤山：桥梁工程设计计算方法及应用，中国建筑出版社，20026 易建国：桥梁计算示例集，人民交通出版社，19907 袁伦一：连续桥梁简支梁桥墩台计算实例，19948中华人民共和国交通部部标准：公路工程技术标准，1981谢 辞转眼间已经在美丽的南阳师范学院度过了四个年头，这四年是我人生中最重要的四年，我不仅能够接触到传道授业解惑的良师，还能认识许在多方面比我优秀的同学、朋友。他们不仅能够授我知识、学问，而且从更多方面指导我的人生，使我更加完善自己。这里留下了我求学的足迹，这里见证了我成长的点滴。在毕业设计完成之际，我衷心的感谢曾经给我帮助、支持、鼓励的所有老师、同学、朋友和父母。 本次设计是在我的导师王新征老师的指导下完成的，从最初我对本次设计的不了解到能够整体把握再到比较顺利的完成本次设计，这一步一步的走来，其中都包含了王老师耐心的指引和教导。通过本次设计，我从整体上把握了钢筋混凝土T型简支梁的布置以及结构设计，加深了以往所学的专业知识。此外还要感谢我们小组的其他两位成员，在设计的整个过程中，我们相互讨论，也解决了一系列的问题，从他们身上我看到了“认真”二字，在无形中也促使我更加用心的完成本次设计。在设计的过程中，也得到了许多同学宝贵的建议，在此一并致以诚挚的谢意。最后，衷心的感谢土木建筑工程学院的每位老师，谢谢你们在学习上、生活中给予我的关心与支持。