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桥梁设计任务书及详细设计过程
目录

桥梁工程课程式设计任务书……………………………………………………… 1

第1章 设计资料与结构布置…………………………………………………… 3

1。1 设计资料………………………………………………………………… 3

1.2 结构布置………………………………………………………………… 3

1.3 设计概述………………………………………………………………… 6

第2章 主梁内力计算…………………………………………………………… 7

2.1 恒载内力计算…………………………………………………………… 7

2。2 汽车、人群荷载产生内力计算………………………………………… 9

2.3 主梁内力组合…………………………………………………………… 9

第3章 主梁配筋设计…………………………………………………………… 21

3.1 跨中正截面强度计算…………………………………………………… 21

3。2 斜截面承载力剪力筋设计……………………………………………… 23

3。3 全梁承载力校核………………………………………………………… 26

3。4 裂缝验算………………………………………………………………… 29

3.5 变形验算………………………………………………………………… 29

桥梁工程课程设计任务书
一、课程设计题目
钢筋混凝土简支T梁桥主梁设计
二、课程设计目的
桥梁工程课程设计是桥梁设计的入门，通过设计进一步巩固钢筋混凝土基本原理的主要理论知识，是学生掌握桥梁的设计原理和各种体系桥梁的受力特点，同时重点掌握结构计算基本理论.结合课程设计与习题加深对桥梁工程课堂理论教学内容的理解。培养学生的动手能力。
三、基本要求
1 掌握钢筋混凝土桥梁结构的设计原理、步骤,结构构造和设计计算方法。
2 熟悉并掌握桥梁工程现行规范运用。
3 通过本课程的学习,具有设计一般桥梁结构的能力。
四、基本资料
标准跨径、桥面净宽、荷载等级、主梁及横隔梁数目（按照自己的数据填写）
五、基本内容
1、提供钢筋混凝土简支T形梁桥设计计算书一份，基本内容如下：
（1） 拟定桥面铺装、主梁截面尺寸及各部分尺寸
（2） 主梁内力计算
（3） 配筋设计与各种验算
2、完成下列图纸绘制
（1） 桥梁一般布置图
（2） 主梁一般构造图
（3） 主梁钢筋布置图
六、课程设计依据
1 《铁路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）
2 《铁路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）
3 《铁路砖石及混凝土桥涵设计规范》
4 《铁路桥梁荷载横向分布计算》
七、要求
1. 熟读规范、标准，理论联系实际;
2. 手工与计算机绘图相结合，至少一张手工图,均采用3号图纸；说明书用A4纸，打印.
3. 独立完成设计。

桥梁工程课程设计文件撰写要求
一、顺序要求（按照模板）
封面
目录
任务书
正文
二、字体及字号要求
正文用五号宋体；
行距为1.2倍
第1章 设计资料与结构布置
1.1设计资料
1。1.1跨 数:三跨
标准跨经：采用标准跨径13m的钢筋混凝土简支梁，只进行桥梁的上部结构的计算
主梁全长：根据设计经验值，确定伸缩缝采用4cm,预制梁体长12.96m。
计算跨径:相邻支座中心间距为12.60m。
桥面宽度：净7m(行车道)＋2＊0。75（人行道）。
1。1.2设计荷载：由公路－Ⅱ级，人群荷载3。0kN/m,结构重要性系数不了.
1。1。3材料初步选定
混凝土：主梁选用C30，铺装层采用C25.
钢 筋：直径时采用HRB335钢筋。
直径时采用Q235钢筋。
1.1。4设计规范
①《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60—2004）
②《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62—2004)
1。2结构布置
1。2.1 主 梁 高: 按照经济性原则，钢筋混凝土T型简支梁桥高跨比的经济范围大约在～之间，根据跨度小者取较大比值原则，本桥取，则梁高为1。12m，设计时按照1。3m计算.
1。2。2 主梁间距：按照任务书规定，本桥采用五根主梁，且主梁间距为1.6m。
1.2。3 主梁梁肋宽：取梁肋宽为0.20m.
1.2.4T形梁翼缘板尺寸：腹板交接处通常取不小于主梁高的，即=0.083m，本设计取0.14m，翼缘悬臂端取0.1m。
1。2。5横隔梁：按任务书规定设置五排横隔梁,梁高为主梁高的左右，即0。975m，在靠近腹板处的横隔梁底缘到主梁顶距离为1m,厚
度取12－16cm之间，本设计横隔梁下缘取16cm，上缘取18cm。
1.2.6桥面铺装:采用4cm厚的沥青混凝土磨耗层，4cm厚的C25混凝土垫层。

T形梁横截面尺寸如图

横隔梁布置

桥面铺装、桥梁横断面

1。3 设计概述
在进行桥梁设计时,一般应先认真阅读设计任务书。然后根据任务书中所要求的内容,进行桥面的铺装和主梁横隔梁的截面尺寸拟订。再根据设计任务书中所给出的相关资料进行主梁、边梁等的内力计算。根据杠杆原理法算出支座处的荷载横向分布系数,再根据偏心压力法（适用于高跨比小于0。5的窄桥，大于0。5的采用正交异性板法）算出跨中处的荷载横向分布系数,根据横向分布系数算出端点处、跨中处和四分之一处的相应弯距和剪力,再根据其弯距和剪力大小,合理布筋并进行弯距、剪力、裂缝和变形的演算。最后，绘制出总图、包络图等各类所需图样，并编写钢筋明细表、计算混凝土用量，书写设计说明书。

第2章 主梁内力计算

2.1恒载内力计算

结构自重集度

主梁
=[0。2×1。30+×(1。60—0.1）]×25=11kN/m
横隔梁
边
主
梁
=｛［1.00－(）］×(）｝××5×25/12.6=1。53kN/m
中
主
梁
=2×1.53=3。06kN/m
桥面铺装层
(含防水层)
=[0.04×7.00×23+0。5×(0。02+0.04）×7。00×24]/5=2.296kN/m
栏杆和人行道
=5×2/5=2。00kN/m
合计
边主梁
ｇ=∑=16.826kN/m
中主梁
=18.356kN/m

边主梁结构自重产生内力
截面面积　　　内力
　　剪力Q（kN)
弯矩m(kN·m)
x=0
边主梁
Q=×15.47×12。60=106
　　　0
中主梁
Q=×16.45×12.60=115。64
　　　0
x=
边主梁
Q=×15.47×（12。60-2×）=53
m=××（12.60－)=250.43
中主梁
Q=×16.45×（12.60-2×）=57.82
m=×(12。60－)=273.21
x=
边主梁
　　　　 0
m=×15。47×=333.91
中主梁
　　　　 0
m=×16.45×=364。27

2。2汽车、人群荷载产生内力计算
2.2.1按杠杆原理法计算支点处横向分布系数:

图2.1杠杆原理法计算横向分系数图示（单位：mm）
1#
==×0.875=0。438
==1.422
2#
==×1=0。5
=0
3＃
==×(1.7+0.2)=0.594 =0
2.2.2按偏心压力法计算：
设此桥有刚度强大的横隔梁,结构长宽比为：==0。6接近0。5
可按偏心压力法计算跨中横向分布系数；半桥各根主梁横截面均相等,梁数n=5，梁间距为1。60m

图2.2偏心压力法计算横向分布系数图示(单位:mm）
1#粱的横向影响线竖标值为：
=+++=25.60

=＋=+=0.60
=－=－0.40=—0.20
==××（4。60+2.80+1.50-0.30)=0.538
==×（4.80+0。30+）=0.684
2＃梁的横向影响线竖标值为：
=＋=+=0。40
=－=－=0
==××(6。20+4。40+3。10+1.30）=0.484
=×(6。40+0.30+)=0。442
3#粱的横向影响线竖标值为:
==0。2
=0。4 =0。2
2。2。3荷载横向分布系数汇总
荷载横向分布系数汇总
梁号
荷载位置
公路—II级
人群荷载
备注
1# 5＃
跨中mc
0。538
0.684
按“偏心压力法"
梁端mo
0。438
1。442
按“杠杆原理法”
2# 4#
跨中mc
0。484
0。442
按“偏心压力法”
梁端mo
0.5
0
按“杠杆原理法”
3＃
跨中mc
0。4
0.2
按“偏心压力法"
梁端mo
0.594
0
按“杠杆原理法”

2。2。4均布荷载和内力影响线面积计算
均布荷载和内力影响线面积计算
类型

截面
公路-Ⅱ级（kN/m)
人群
(kN/m)
影响线面积㎡
影响线图式

10。5×0。75
=7.875
3。0×0。75
=2.25
Ω=19。845

7.875
2。25
Ω=14。884

7.875
2。25
Ω=1。575

7。875
2.25
Ω=3.54

7.875
2。25
Ω=6.3

2.2.5公路—II级中集中荷载计算：
计算弯矩效应时：
=0。75×［180+ ×(12.48-5）]=157。8kN
计算剪力效应时：=1。2×157。8=189。36kN

2.2.6冲击系数
μ取0。3 则 (1+μ）=1。3
2。2。7跨中弯矩，剪力,四分点弯矩计算表

序号
截面
荷载类型
qk 或qr
P k
1+u
mc
Ω或y
S
Si
S
1＃5＃

公路—II级
7.875
157.8
1。3
0.538
19。845
109.3
456.95
3.15
347。65
人群荷载
2。25
／
／
0。684
19.845
30.54

公路-II级
7。875
189.36
1.3
0.538
1.575
8.67
74.89
0.5
66.22
人群荷载
2。25
／
／
0.684
1。575
2.42

公路-II级
7.875
157.8
1。3
0。538
14.884
81.975
342。72
2.3625
260.74
人群荷载
2。25
／
／
0。684
14.884
22。91

公路-II级
7.875
189。36
1。3
0.538
3.54
62。02
118.8
0.75
56.78
人群荷载
2.25
／
／
0。684
3.54
5。45
2＃4#

公路—II级
7。875
157。8
1.3
0。484
19.845
98。34
411。09
3。15
312.75
人群荷载
2.25
／
／
0.442
19。845
19。74

公路-II级
7。875
189。36
1.3
0.484
1.575
7.80
67.37
0.5
59.57
人群荷载
2。25
／
／
0.442
1。575
3.52

公路-II级
7。875
157.8
1.3
0.484
14。884
73。76
308。32
2.3625
234。56
人群荷载
2。25
／
／
0。442
14.884
14.80

公路-II级
7.875
189.36
1。3
0。484
3。54
55。79
106.9
0.75
51.07
人群荷载
2.25
／
／
0。442
3。54
3.52
3＃

公路—II级
7。875
157.8
1.3
0。4
19。845
81。26
339。74
3.15
258。48
人群荷载
2。25
／
／
0.2
19.845
8.93

公路-II级
7。875
189.36
1。3
0。4
1。575
6。45
55.68
0。5
49。23
人群荷载
2。25
／
／
0。2
1。575
0.71

公路-II级
7.875
157.8
1.3
0。4
14。884
60。94
254.8
2.3625
193。86
人群荷载
2。25
／
／
0。2
14。884
6。67

公路-II级
7.875
189。36
1。3
0.4
3。54
46。15
88。27
0。75
42.22
人群荷载
2.25
／
／
0。2
3.54
1。59
跨中弯矩,剪力，四分点弯矩计算表
2.2。8 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图:
1#5#梁

横向分布系数变化区段的长度:
= 3。15m
m变化区荷载重心处的内力影响线坐标为:
=1×（12.6-×3.15)/12.6=0.917
对于1#5#梁:
=（1+)·
=1。3×1×7.875×[0.538×6。3+×3.15 (0.438—0。538）×0.917]=36.2kN
==1.3×1×0。438×189.36×1.0=107。82kN
则公路-II级作用下,1#6＃梁支点的最大剪力为:
=＋=36。2+107.82=144kN
计算支点截面人群荷载最大剪力：
=
=0。684×2。25×6。24＋×3.15×（1.422-0。684)×2.25×0。917=12。09kN

对于2＃4#梁：

图2。4支点剪力计算图(单位:m）
= (1+）·
=1.3×1×7。875×[0.484×6。3+×3。15 （0.5-0.484）×0。917］=31。43kN

==1.3×1×0。5×189。36×1.0=123.07kN
则公路—II级作用下，1#6#梁支点的最大剪力为：
=＋=31.43+123。07=154。5kN
计算支点截面人群荷载最大剪力:
=
=0.442×2。25×6.3＋×3.15×(0—0。442）×2。25×0。917=4.97kN

对于3#梁：

图2.5支点剪力计算图（单位：m）
= （1+）·
= 1.3×1×7.875×[0。4×6。3+×3.15 （0。594—0。4）×0。917]=29。45kN
= = 1.3×1×0.594×189。36×1.0=146.16kN
则公路-II级作用下，1#6#梁支点的最大剪力为：
=＋=29。45+146.16=175。6kN
计算支点截面人群荷载最大剪力：
=
= 0.2×2。25×6。3＋×3.15×(0-0.2）×2.25×0。917=2。185kN

2。3主梁内力组合

控制设计的计算内力确定
1＃5＃梁

序号
荷载类型
弯矩
剪力
梁端
四分点
跨中
梁端
四分点
跨中
１
结构自重
0
250.43
333。91
106
53
0
２
汽车荷载
0
342.72
456。95
139。37
118.8
74.89
３
人群荷载
0
22。91
30.54
13.97
5。45
2。42
４
1.2×（1)
0
300.52
400。69
127。2
63。6
0
５
1.4×（2)
0
479。81
639.73
195.12
166.32
104。85
６
0。8×1.4×(3)
0
25.66
34.20
15.65
6.10
2.71
７
Sud=(4）+（5）+（6)
0
805.99
1074.62
337.97
236。02
107。56

2＃4＃梁
序号
荷载类型
弯矩
剪力
梁端
四分点
跨中
梁端
四分点
跨中
１
结构自重
0
273。21
364.27
115.64
57.82
0
２
汽车荷载
0
308.32
411。09
154。8
106.9
67。37
３
人群荷载
0
14。8
19.74
5。43
3.52
3。52
４
1.2×(1）
0
327。85
437。12
138。77
69.38
0
５
1.4×(2)
0
382.49
575.53
216.72
149。66
94。32
６
0.8×1.4×(3)
0
16.58
22.11
6.08
3.94
3.94
７
Sud=(4)+（5)+（6）
0
726。925
1034.76
361.57
222.98
98。26
3＃梁
序号
荷载类型
弯矩
剪力
梁端
四分点
跨中
梁端
四分点
跨中
１
结构自重
0
273.21
364.27
115。64
57。82
0
２
汽车荷载
0
254。8
337。74
168。91
88.27
55。68
３
人群荷载
0
6。69
8。93
2。46
1.59
0。71
４
1.2×(1）
0
327。85
437.12
138.77
69。38
0
５
1。4×（2）
0
356.72
475。64
236.47
123。58
77.95
６
0。8×1.4×(3）
0
7。49
10
2。76
1.78
0.80
７
Sud=(4)+(5）+(6)
0
692。06
922.76
378
194.74
78。75

第3章 主梁配筋设计
3.1跨中正截面强度计算
3.1。1确定翼缘板计算宽度
=1074.62kN·m; =805。99kN·/m
确定翼缘板计算宽度
(1)简支梁计算跨径的1/3:12600/3=4200
（2）主梁中心距:1600
(3)b+12： b+12=200+12×120=1640
故取翼缘板计算宽度=1600mm
3.1。2判断T型截面类型
选取ＨＲＢ335钢筋，Ｃ30混泥土，
＝13。8MPa, ＝280MPa， ＝1.39MPa， =0.56;
＝30+0.07h=121㎜， =1。0，ho=1300-121=1179㎜;
（—/2）
=×13。8×1600×120×(1179-120/2)=2964.9kN·m> =1074.62kN·m
中性轴在翼缘板内.属于第一类T 型梁。
3。1.3计算混泥土受压高度：
X=-=42.03〈=0。56×1179=660。24㎜
且X<=120㎜
所得的受拉钢筋截面面积为==3314。37
选6 ø 28钢筋,提供的截面面积为3695,6根钢筋，布置成三排，每排2根，所需的截面最小宽度：
=2×25＋30＋2×30。5=141㎜<b=200㎜
受拉钢筋合力受力作用点至梁下边缘距离为=30+30。5+30.5/2+30=105。75㎜
= h -=1300—105。75=1194。25㎜
==45×1.39/280％=0.22％〉0.2%
取=0.2％
而==1.57％>0.2%
配筋率满足《公桥规》要求。
3。1。4承载力复核
⑴钢筋布置符合规范要求.
⑵判断T形截面的类型:
X==46。86<=120㎜
属于第一类截面。
⑶承载力验算:
L/2截面出承载力验算
=
=13。8×1600×46.86×（1179—×46。86）=1195.63kN/m〉=1074.62kN/m
L/4截面出承载力验算：
= (—） = 280×3695×（1179-×46。86)= 1195.5kN·m 〉=805。99kN·m
经检验,结构安全。
3.1。5正截面尺寸图

3。2斜截面承载力、剪力筋设计
3。2。1验算截面尺寸
=337.97kN
≦
= ×200×［1300—（30+ ）］=658.68kN>=337。97kN
该T形粱满足尺寸要求。
3.2.2核算是否需要根据计算配置箍筋
若满足≦则此粱段范围内可仅根据构造要求设置箍筋。
=×1。0×180×1。65×[1300—(30+）］=163.88kN>
=107。56kN
固在近跨中区段可仅根据构造要求设置箍筋.
3。2。3剪力钢筋设计
（一）剪力图划分
⑴绘剪力图,如图
⑵计算不需要配置计算剪力筋区段长度x
=
=643.81
所以按计算设置剪力钢筋粱段长度为=6300-643.81=5656.19㎜
⑶计算（距支座中心处截面的计算剪力)
=1300/2=650㎜
=107。56+×（337.97-107.56）=314.2kN
其中，应由混泥土和箍筋承担的计算剪力
=0。6=188.52kN
应由弯起钢筋承受的计算剪力
=0.4=125。68kN
(二)箍筋设计
采用直径为ø8的双肢箍筋，==2×50。3=100.6，一般受弯构件中箍筋常按等间距布置，为了计算简便，计算公式中纵筋配筋百分率p及截面有效宽度均取跨中及支点截面的平均值.
=100=100==100×=1.41
=100=100×=0.52
==0。97
==1209。5㎜
由式
=
==457。01㎜
取=450并根据《公桥规》要求，支座中心至h/2=550㎜范围内取=100㎜，===0.00118〉
（三）弯起钢筋设计：
⑴第一排弯起钢筋计算：
根据《公桥规》规定，计算第一排弯起钢筋时取用距支座中心h/2=550处由第一排弯起钢筋承担的剪力vsb1,即=122.58kN
=
==846。39
加韩２ø２８ ，供给面积1230。88>846.39。
⑵第二排弯起钢筋计算：
第二排弯起钢筋时,取第一排弯起钢筋起点处由弯起钢筋承担的那部分剪力值，此时，第一排弯起钢筋弯起段的水平投影长度计算如下(设净保护层厚为30㎜,上部架立筋为2 ø 34）
=h-2×保护层厚- -—
=1300-2×30－34－30.5－20=1155.5㎜
=107.56+×(337。97-107。56）-188。32=107.19kN
=
==721.86
弯起2 ø 28，供给面积1230.88〉721.86
⑶第三排弯起钢筋计算：
= - =1155。5-30。5=1125㎜
=107.56+（337.97-107.56)×—188.52=66。05kN
=
==444.7
弯起2 ø 28，供给面积1230.88>444.7
⑷第四排弯起钢筋计算：
= + =1125—30.5=1094.5㎜
=107。56+(337。97—107.56)×—188.52=26.016kN
=
==175.2
加焊2 ø 16，供给面积402>175.2
3.3全梁承载力校核
3。3.1跨中截面所能承担的最大弯矩计算
X==46.86〈=120㎜、
=
=13。8×1600×46。86×（1179—×46.86）=1195。63kN·m〉=1074.62kN·m
3。3。2 L/4截面承载力校核
弯起钢筋的水平投影长度L计算
L=h/2++L=650+1155。5+1125=2930。5<L/4=3150mm
故：L/4处的承载力为全梁最大承载力
=805.99kN·m<1195。63kN·m
故此截面安全
3.3.3绘制承载力图：如图3.1并进行全梁承载力校核

3.4裂缝验算

取
荷载短期效应组合弯矩:

荷载长期效应组合弯矩：

对于短期静荷载，最大裂缝宽度为：
长期荷载作用时

最大裂缝宽度为：

3。5变形验算
C30混凝土：

按第二类计算
T梁全截面换算面积

受压区高度
计算开裂刚度
全截面抗弯刚度

全截面换算截面受拉区边缘是弹性抵抗矩

全截面换算截面面积矩

=
=

计算人群荷载和汽车荷载（不计冲击力）作用下梁的挠度

符合要求
计算结构物恒载弯矩作用下梁的挠度

荷载短期效应组合并考虑荷载长期效应影响产生的长期挠度

按《公桥规》规定必须设置预拱度
预拱度跨中值

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