2008级桥梁工程课程设计任务书与指导书.doc

《桥梁工程》课程设计任务书

一、设计题目
装配式钢筋混凝土简支T型梁桥设计（上部结构）
二、基本设计资料
（一）桥面净空
净－7＋2×0.75m人行道
（二）主梁跨径和全长
标准跨径：＝20.00m（墩中心距离）
计算跨径：＝19.50m（支座中心距离）
主梁全长：＝19.96m（主梁预制长度）
（三）设计荷载标准
公路－Ⅱ级，人群荷载3kN/m2
（四）材料
钢筋：主筋用HRB335，其它用R235；混凝土：用C25或C30
（五）计算方法
极限状态设计法。
（六）结构尺寸
选用如图1所示尺寸，其中横梁用五根。

图1 结构尺寸示意图（尺寸单位：mm）

（七）设计依据
1、《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）；
2、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)；
3、《结构设计原理》,叶见曙主编，人民交通出版社，2004；
4、《桥梁工程》，姚玲森主编，人民交通出版社，2003年10月；
5、《桥梁工程》，刘龄嘉主编，人民交通出版社，2007年1月。
三、设计内容
1、桥面平面布置设计；
2、桥梁纵、横剖面设计（参考图1）；
3主梁设计；
4、横梁设计；
5、行车道板设计；
6、支座设计；
7、桥面细部构造设计；
四、提交成果
1、设计说明书，包括：基本资料，计算过程，简单图表，设计依据与有关说明
2、主梁配筋图（A3图纸1张）
五、设计要求
1、计算说明书要内容全面，条理清晰，数据正确；
2、图纸布局恰当，图面干净，标注符合制图规范，可手工绘制或用CAD制作；
3、按时完成任务（1~1.5周）。

《桥梁工程》课程设计指导书

一、概述

钢筋混凝土或预应力混凝土简支梁桥属于单孔静定结构，它受力明确，构造简单，施工方便，是中小跨径桥梁中应用最广的桥型。简支梁桥的结构尺寸易于设计成系统化和标准化，有利于在工厂或工地上广泛采用工业化施工，组织大规模预制生产，并用现代化起重设备进行安装。采用装配的施工方法，可以大量节约模板支架木材，降低劳动强度，缩短工期，加快建桥进度。因此，近年来国内外对于中、小跨径桥梁绝大部分采用了装配式的钢筋混凝土或预应力混凝土简支梁桥。目前我国应用最多的装配式简支梁桥是本设计所给出的T型梁桥。这种结构的特点是：制造简单，肋内配筋可做成刚劲的钢筋骨架，主梁之间借助间距为4~6m的横隔梁连结，整体性能好，接头也方便。不足之处是：截面形状不稳定，运输和安装较复杂；构件正好在桥面板跨中接头，对板的受力不利。
本课程设计的目的，就是要掌握钢筋混凝土简支梁桥的设计原理与步骤，为今后从事桥梁工程的设计、施工和管理奠定基础。
二、桥梁纵、横剖面设计和平面布置
1、纵剖面设计
纵剖面设计包括确定桥梁的总跨径、桥梁的分孔、桥道的标高、桥上和桥头引道的纵坡以及基础埋深等。
2、横剖面设计
横剖面设计主要是决定桥面宽度和桥跨结构横截面布置，同时，为了利于桥面排水，应根据不同类型的桥面铺装，设置从桥面中央向两侧的横向坡度（1.5％～3％）。
3、桥梁平面布置
桥梁线形及桥头引道需保持平顺，使车辆平稳通过，线形一般为直线，如必须设计成曲线时，其各项指标应符合路线布设的规定。平面布置应满足桥面各项基本设计要求。
三、主梁设计
（一）主梁的横向荷载分布系数计算
1、 主梁跨中荷载弯矩横向分布系数按G-M方法或修正偏心压力法计算。
2、 主梁梁端剪力横向分布系数按杠杆原理法计算。
（二）主梁内力计算
1、恒载内力
假定桥面构造各部分重量平均分配给各主梁承担。其中有：主梁自重、横隔梁自重、铺装层重量及人行道部分重量。计算时，假定混凝土容重为25kN/m3，混凝土垫层容重为24kN/m3，沥青混凝土容重为23 kN/m3，人行道部分按5 kN/m计。
恒载内力按简支梁承受均布荷载计算。
2、活载内力
（1）汽车荷载考虑冲击系数。
（2）汽车荷载和人群荷载均考虑横向分布系数。
（3）内力计算按影响线面积法确定（计算位置为梁端、跨中及1/4跨度处）。
3、主梁荷载组合
按“桥规”规定，荷载组合及安全系数采用：
1.2恒载内力＋1.4汽车荷载内力＋0.8×1.4人群荷载内力
（三）主梁截面设计、配筋及验算
选择弯矩和剪力最大的主梁进行设计。
1、配置主筋μ≥0.15％
2、截面强度验算
3、斜筋配置
4、箍筋配置
5、斜截面抗剪强度验算
（四）主梁变形验算
(式中：为不计冲击系数的活载静弯矩)
要求： f≤[f]
其中：为混凝土弹性模量，取=2.85×104Mpa；I01为开裂截面的换算惯性矩；[f]为允许最大竖向挠度，为。
（五）主梁裂缝宽度验算

要求：
式中，各符号意义可参见“桥规”。
四、横梁设计
对于具有多根内横梁的桥梁，由于主梁跨中处的横梁受力最大，横梁跨中截面受力最不利，故通常只需计算跨中横梁的内力，其他横梁可偏安全地仿此设计。
（一）横梁弯矩计算（用偏心压力法）
根据活载位置变化，绘制弯矩影响线图，由影响线图求汽车荷载和人群荷载作用下的内力值（考虑冲击系数，近似取用主梁的冲击系数值）。
（二）横梁荷载组合
当横梁弯矩影响线的正负面积很接近，且系预制架设时，恒载的绝大部分不产生内力，故组合时不计入恒载内力，安全系数取用同主梁。
（三）横梁截面配筋与验算
同主梁（考虑正负弯矩）
（四）横梁接头钢板及焊缝计算
五、行车道板设计
（一）计算图式
考虑到主梁翼缘板在接缝处沿全长设置连接钢筋，故行车道板可按两端固结和中间铰接的板计算。
（二）恒载及其内力
恒载包括：沥青混凝土面层重、混凝土垫层及T梁翼缘板自重。
恒载内力：，
式中：g为恒载大小，KN/m；l为铰接双悬臂板的净跨径。
（三）活载及其内力
计算活载弯矩时，最不利的荷载位置是把车轮荷载对中布置在铰接处，这时铰内的剪力为零，两相邻悬臂板各承受半个车轮荷载，即P/4。计算时，应根据荷载的有效分布宽度、板的有效工作宽度，来确定弯矩和剪力的大小。
（四）荷载组合
按“公预规”，荷载组合原则及安全系数分别为：
1.2恒载内力＋1.4汽车荷载内力
（五）行车道板截面设计、配筋与强度验算
（同主梁）
（六）连续桥面计算（选做）
六、支座设计
采用板式橡胶支座，其设计按“桥规”进行。
（一）选定平面尺寸
（二）确定支座厚度（总厚度）
（三）验算支座偏转
按桥规：≤0.05 ，＞a/2
各符号物理意义见“桥规”。
（四）验算支座抗滑稳定性
按规范：R≥1.4GA·＋T
R≥1.4GA·
式中：R－支点最小反力（结构重力加相应于计算制动力时的最小荷载）；R―在结构重力作用下的支座反力；G―橡胶支座的剪切模量，G=1.1Mpa；T―汽车制动力，KN；―橡胶与混凝土表面的摩阻系数，取＝0.3。