2022年某钢筋混凝土简支梁桥设计桥梁工程课程设计.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 信阳师范学院华锐院本科毕业设计专业土木工程名师归纳总结 设计题目某钢筋混凝土简支梁桥设计第 1 页,共 31 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 信阳师范学院华锐学院本科同学毕业设计开题报告题姓名性别学号专业班级4 班吴丹男20227091214土木工程2022 级土木工程某钢筋混凝土简支梁桥设计目通过本次混凝土简支梁T 形梁桥设计运算,巩固课堂所学学问,特殊是钢筋混凝选 题 意 义土结构、结构力学等在学学习课程地进一步学习和懂得,能把课本上学地学问运 用到实际工作中,从而进一步把学问融会贯穿,为将来跨

2、入工作岗位,从事工作打好基础 . 设计内容：（1）截面设计（2）行车道板运算（3）主梁内力运算（4）配置钢筋及验算主 要 内 容、思路 及方 法基本资料：（1）桥面净空：净9+2 ；（2）永久荷载：桥面铺装层容重 =23kN/m3,其他部分 =25kN/m2；（ 3）可变荷载：汽车荷载,大路-级,人群荷载3kN/m2； （4）材料：主筋采纳级钢,其他用级钢,混凝土标号C30；（ 5）桥梁纵断面尺寸：标准跨径 Lb=30m ,运算跨径L=29.5m.设计思路及方法：第一要把结构尺寸拟定下来,然后进行主梁内力运算,知道内力后就要设计截面,从而进行配筋,最终进行验算.由于自己所学学问地限制,对桥梁方

3、面学问有所欠缺,因此我将预备翻阅关于桥梁设计方面地书籍和询问指导老师,多听一听老师地看法,把不懂得方面给弄清晰,从而更好地完成设计. 指 导 教 师意指导老师签名：月日见年系名师归纳总结 意年月日签章第 2 页,共 31 页见- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 目 录摘 要 1 关键字 1Abstract 1Key Word 1 引言 11.设计资料 2 2.设计任务 2 3.主梁地运算 3 3.1 梁高 3 3.2 肋厚 3 3. 3 翼 缘 板 3 3. 4 拟 定 横 断 面 尺 寸 和 桥 梁 纵 断 面 尺 寸 3 3. 5 冲 击 系 数 地

4、 计 算 44. 桥 面 板 内 力 计 算 5 4. 1 恒 载 及 其 内 力 5 4. 2 汽 车 荷 载 产 生 地 内 力 6 4. 3 荷 载 组 合 6 4. 4 桥 面 板 配 筋 计 算 7 4. 5 荷 载 横 向 分 布 系 数 计 算 8 5. 主 梁 内 力 计 算 1 2 5. 1 恒 载 内 力 计 算 1 3 5. 2 活 载 内 力 计 算 1 4名师归纳总结 6.主梁钢筋地配置 1818第 3 页,共 31 页6.1 效应组合 6.2 截面设计 197.横隔梁内力运算 20- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 7.1 确

5、定作用在中横隔梁上地运算荷载 21名师归纳总结 8.横隔梁配筋运算 23第 4 页,共 31 页9.附录 参考文献 27- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 某钢筋混凝土简支梁桥设计同学姓名：吴丹 学号： 20227091214土木工程系 土木工程专业指导老师：职称 : 摘 要: 本次设计为大路I 级标准跨径 30m T 型桥梁设计,主要设计为上部结构 .其中 包括完整运算：截面设计、主梁地运算、横隔梁地运算、行车道板地运算和配筋运算等设 计.关键字：结构运算；结构布置；内力运算；配筋运算Abstract：The design for the road -

6、 I level standard span type 30mT bridge design, the main design to the upper structure. Including the complete calculation of section design of main girder:, calculation, the calculation of diaphragm beam, carriageway plate calculation and reinforcement design.Key Word: Structurcalculation ；Structur

7、alarrangement；Internalforce calculation ；Reinforcement calculation引言毕业设计是高校阶段最终一个重要地实践性环节.通过本次设计使我将以前所学地理论学问和工程实际紧密结合起来,并进一步把握桥梁设计地基本程序、基本方法和设计步骤,培育我地分析解决桥梁设计及施工中实际问题地才能.同时使我在设计过程中熟识相关地行业规范、标准,能正确使用规范及相关地标准图集,并在设计过程中要充分考虑施工名师归纳总结 地便利性 .能进行有关专业外文资料地翻译,加强运算机应用才能地训练.通过毕业设计地各.第 5 页,共 31 页个 环节地综合 训 练,为 毕

8、业后尽 快 投入实际 工作做准 备- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 1.设计资料：（ 1）工程简况本次设计为大路I 级标准跨径 30m T 型桥梁设计,主要设计为上部结构 .其中包括完整运算：截面设计、主梁地运算、横隔梁地运算、行车道板地运算和配筋运算等设计 .（ 2）桥面净空：净9+2（双车道）.（ 3）永久荷载：桥面铺装层容重 =23kN/m3,其他部分 =25kN/m2.（ 4）可变荷载：人群荷载为 3KN/ m ,汽车荷载为大路级,2 qk 10 . 5 kN / m,组合荷载：恒载 +汽车荷载 M A =12.45KN.m.（ 5）材料：钢筋

9、采纳 R235,混凝土采纳 C30.（ 6）桥梁尺寸：标准跨径为 30m,主梁预制长度为 29.8m,运算跨径为 29.5m.（ 7） 设计依据：大路桥涵设计通用规范（JTGD60 2004）大路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD622004）2.设计任务：（1）纵横断面设计依据给定地原始资料,参考工程实例,合理进行桥梁纵断面和横断面地布选取适当地桥面铺装层初步估算型主梁、横隔梁地细部尺寸 .（2）行车道板运算与配筋依据行车道板地空间位置确定其类型,然后进行行车道板内力运算,并依据内力结果进行配筋 .（3）主梁内力运算选取掌握截面分别进行主梁恒载内力运算、活载内力运算,以及作用效应

10、组合运算 .（4）配筋依据弯矩包络图中主梁跨中最大弯矩设计值进行主梁跨中截面纵向主筋地配制,依据剪力包络图,进行弯起钢筋和箍筋地配置 .3.主梁地运算名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 31 页精选学习资料 - - - - - - - - - 主梁采纳制造简洁,整体性好,接头便利地 T 形梁 .3.1 梁高一般取运算跨径地1 14l1l l 为运算跨径 ,随运算跨径地增大而取小值,拟定主25梁高为 1.5m,1l1 . 50 m1l2 . 11 m .满意设计要求 .1 . 18 m25143.2 肋厚主梁梁肋地宽度,在满意抗剪强度需要地前提下,一般做得较薄,以削减构件地重

11、量 .但是,从保证梁肋地屈曲稳固条件以及不致使捣固混凝土发生困难方面考虑,梁肋也不能太薄 .取主梁肋厚 0.18m.3.3 翼缘板一般主梁翼缘板地宽度视主梁间距而定,主梁间距取2.20m,采纳铰接方式.依据受力特点,翼板做成变厚度地,端部较薄,向根部逐步加厚.依据要求,翼板与梁肋连接处地厚度应不小于主梁高度地1 （0.125m）.所以端部厚度取 120.18m,根部取 0.25m.如下列图：3.4 拟定桥梁横断面尺寸和桥梁纵断面尺寸如下图所示,全桥每跨采纳5 根预制地T 梁,每根梁行车道板宽2.2m,沿主梁纵向布置 7 根横隔梁 .名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 31

12、页精选学习资料 - - - - - - - - - 人行道和栏杆地重力取8kN/m （两侧）,混凝土地弹性模量E30.104MPa；容重 r 25 kN / m 3. 桥 面 铺 装 层 厚 H 10 cm（ 符 合 规 范 中 70 mm 地 规 定 ） , 容 重3r 23 kN / m；为了快速排除桥面雨水,桥梁设有纵向坡度外,仍沿横向设置双向桥面横坡 i 1 . 5 % .3.5 冲击系数 地运算EI c简支梁桥地结构基频：f 2；2 l m c18 25 T 梁翼板地换算平均高度：h 21 . 5 cm；221 . 5 150 220 18 21 . 5 150 18主梁截面重心位置

13、：a x 2 2 35 . 38 cm ; 220 18 22 5. 180 20主梁截面尺寸如图：名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 31 页精选学习资料 - - - - - - - - - 跨中截面单根 T 梁地惯性矩：cI122018 321 . 522018 21 5. 35 . 3821 5.2212 1183 15018150 150235 . 38 212kg;12102743.38cm440 . 121 m;跨中截面单根T 梁单位长度质量：mc1.50.22.20.120. 2251251031862.249.8就：f2l2EIc23. 1423 .0101

14、0.0 .1212. 52Hz;mc295.1862240. 1515.Hzf14Hz;得：冲击系数0 .1767lnf0 .01570 .1767ln2 .520. 01574.桥面板内力运算钢筋混凝土肋梁桥地行车道板是直接承担车辆轮压地钢筋混凝土板,它在构造上与主梁梁肋和横隔梁连接在一起,既保证了梁地整体作用,又将活载传于主梁 .该桥梁 T 梁翼板构成铰接悬臂板 .4.1 恒载及其内力（以纵向 1m 宽地板条进行运算） 1每延 M 板上地恒载 g ：名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 31 页精选学习资料 - - - - - - - - - 铺装层：g10 .101.0

15、232.3 kN/m ; T 梁翼板自重：gg 20 . 1820 . 251 . 025.5375 kN/m ;合计：g ig1g 27 . 675 kN/m . 2每 M 宽板条地恒载内力弯矩：M Agg1gl217 . 6750 . 9523 . 92 kN/m ;022剪力：Q Ag 07. 6751 .017. 75kN.4.2 汽车荷载产生地内力a2将车辆后轮作用于铰接缝轴线上,后轮作用力为p140kN,后轮地着地长度为0 .20m ,宽度为b 20. 60m ,就得：a1a22H0 .2020. 120 .40m ;b 1b22H0 .6020.120 .80m .荷载对于悬臂根

16、部地有效分布宽度：aa 1d2 00. 441.421.013. 82m .1.010 . 808. 53kNm ;冲击系数：110. 151. 15可得：作用于每M 宽板条上地弯矩为：M AP 1Pl0b 11.1541404a43. 824作用于每 M 宽板条上地剪力为：QAP 1P1 . 15414010 . 54 kN;4 a3 . 824.3 荷载组合恒载 +汽车荷载：MAMAgMAP3 .928. 531812.45kNm ;QAQAgQAP7 . 7510.54.29kN.4.4 桥面板配筋运算名师归纳总结 单块桥面板地跨径为2.2m,板厚为10cm,采纳 C25 砼, R235

17、 级钢筋,类环境条第 10 页,共 31 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 件,0取 1.0.可知：f cd11 5. Mpa；f td1 . 23 Mpafcd；f sd195Mpa；0. 62最小配筋率：1 .23450.28故 取min0. 28%m 70x195弯矩组合设计值：MdG1MA12.1245014940N设计弯矩值：M0Md1000 x .1.01494014940Nm设as30 mm, 就h01003070mm0Mdfcdbxh0x1494010311 5.22x22mmbho0. 627043mm运算所需钢筋面积：Asfcdb

18、x115.1000221298mm2,150mm时,单位板宽地钢筋面积fsd195据此挑选716 钢筋,查表可得16 钢筋间距sA =13412 mm ,实际配筋率13411 9. %min0 . 28 %,爱护层厚度c 取10007030 mm.名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 31 页精选学习资料 - - - - - - - - - 布置图：4.5 荷载横向分布系数运算荷载横向分布系数,它表示某根主梁所承担地最大荷载是各个轴重地倍数（通常小于1）,由于该桥梁横截面关于3 号梁对称,所以只需求1 号、 2 号、 3 号梁地荷载横向分布系数 .杠杆原理法是把横向结构视作

19、在主梁上断开而简支再其上地简支梁 .它用于横向联系比较弱处 .所以用杠杆原理法来主梁端面部荷载得横向分布系数 .（1）用杠杆原理法运算支点截面处地荷载横向分布系数 m o 1 号梁横向影响线：汽车荷载：m o 11i10 . 820 . 4122人群荷载：m or1or1.1 27 ; 2 号梁横向影响线：名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 31 页精选学习资料 - - - - - - - - - 汽车荷载：m o21i10 . 1821.0409 .080 ;.22人群荷载：由图可知,此时人群荷载有利于2#梁得受力,故不计 3 号梁横向影响线：汽车荷载：m o31i10

20、 . 4091.0182 .0;8.22人群荷载：由图可知,此时人群荷载有利于2#梁得受力,故不计（2）用偏心受压法运算跨中截面处地荷载横向分布系数m c此桥在跨度内设有横隔梁,具有强大地横向连接刚性,且承重结构地长宽比为：l29 . 502 . 6822.m.m .B52 . 20故可按偏心受压法来绘制横向影响线并运算荷载横向分布系数此桥各根主梁地横截面均相等,梁数n5,梁间距为2就：5a i2222 .20222. 20248.4m2;i11 号梁：横向影响线竖标值为：名师归纳总结 111ia 1221 2.220 20 . 200 . 40.060 ;第 13 页,共 31 页n5548

21、 4.ia1- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 151a 1a 512.220 2.0200 . 40.0 20 ;n5ia2548 4.依据11和i11 号梁横向影响线,上图中按（桥规）规定确定了汽车荷载地最15绘制出不利荷载位置可求得：cr10. 655 ;q1.0 565 ;q20 . 40 ;q30 . 282 ;q40 . 118 ;得： 1 号梁荷载横向分布系数：汽车荷载：m c11cr1i1 2 0 . 5650 . 40.0 282.0118 0 . 683 ;2人群荷载：m cr10 . 655 ;2 号梁：横向影响线竖标值为：由21和

22、211a2a112.202.2020.200. 200. 40;5ia2n5484.i1251a 1a512. 202 .2020.200 .200 ;n5ia2548.4i125 绘制 2 号梁横向影响线,图中按（桥规）规定确定了汽车荷载地最不利荷载位置：名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 31 页精选学习资料 - - - - - - - - - 可求得：cr20 .436 ;q 10 . 382 ;q20 . 300 ;q3.0 241 ;q40 . 159 ;q5.010 ;q6.0 018 ;得： 2 号梁荷载横向分布系数：汽车荷载：m c21cr2i0.1 2

23、0 . 3820 . 3000 . 2410 . 1590 1.0 . 018 .0599 ;2人群荷载：m cr2436 ; 3 号梁：横向影响线竖标值为：由31和311a3a1122. 2000 .20 ;5ia2n5484.i1351a3a5122. 2000 .20 ;5ia2n5484.i135绘制 3 号梁横向影响线,图中按（桥规）规定确定了汽车荷载地最不利荷载位置：可求得：cr3.020 ;q1.020 ;q2.020 ;q3.020 ;q4.020 ;q5.020 ;q60 . 20 ;得： 3 号梁荷载横向分布系数：汽车荷载：m c31cr3i0 . 60 ;2人群荷载：m

24、cr30 . 20 ;（3）荷载横向分布系数沿桥跨地变化名师归纳总结 荷载位于桥跨中间部分时,由于桥梁横向结构（桥面板和横隔梁）地传力作用.使全部第 15 页,共 31 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 主梁都参加受力,因此荷载地横向分布比较匀称.但当荷载在支点处作用在某主梁上时,如果不考虑支座弹性变形地影响,荷载就直接由该主梁传至支座,其他主梁基本上不参加受 力.因此,荷载在桥跨纵向位置置不同,对某一主梁产生地荷载横向分布系数也各异 .对于有 多根内横隔梁地情形,m 从第一根内横隔梁起向 m 直线形过渡 .如图：这样,主梁上地活载因其纵向位置不同,

25、就应有不同地横向分布系数.图中m 可能大于也可能小于 m .在实际应用中,当求简支梁跨中最大弯矩时,鉴于横向分布系数眼桥跨内部分地变化不大,为了简化起见,通常均可按不变化地 m 来运算 .5.主梁内力运算 对于较大跨径地简支梁,不仅需要运算跨中截面地最大弯矩和支点截面及跨中截面地剪力 .一般仍应运算跨径四分之一截面地弯矩和剪力.跨中与支点之间各截面地剪力可近似地按直线规律变化,弯矩可假设按二次抛物线规律变化 .5.1 恒载内力运算（1）主梁：g 10 . 181 . 5.01820 . 25.2 200 . 182517 .61 kN/m ;（2）横隔梁地边主梁：名师归纳总结 g21 2.0

26、1820 . 252 .20 . 180 . 157250 . 885 kN/m ;第 16 页,共 31 页29 5.2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - （3）横隔梁地中主梁：g 220 . 885.177 kN/m ;（4）桥面铺装层：g3.0 109 . 0023.4 14 kN/m ;5（5）栏杆和人行道：g481 .m ;6 kN/5作用于边主梁地全部恒载g 为：.1 624 . 24 kN/m ;ggi17 . 610 . 8854 . 14作用于中主梁地全部恒载为：ggi17 . 611 . 774 . 141 6.25 . 12 kN/

27、m ;恒载内力：运算边主梁地弯矩和剪力：M xglxgxxgxlx;Qxglgxgl2x.22222边主梁恒载内力截面 位内力剪力QkN弯矩MkN/m置x x04=7.375Q357.54M0xlQ178.77M1977.64xl2=14.75Q0M2636. 86中主梁恒载内力名师归纳总结 截面位内力剪力QkN弯矩MkN/m第 17 页,共 31 页置x x04=7.375Q370.52M0lQ185.26M2049 . 44xxl2=14.75Q0M2732. 59- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 5.2 活载内力运算PKl295.冲击系数：11

28、.15双车道横向折减系数：1 0.（双车道）车道荷载：均布荷载标准值：q K10.5 kN/m .m, 在5ml50m范 围 内 . 用 直 线 内 插 法 求 得 ： 集 中 荷 载 标 准 值 ：278kN.运算剪力效应时,上述集中荷载标准值乘以1.2地系数 .布载方式：车道荷载地均布荷载标准应满布于使结构产生最不利效应地同号影响线上,集中荷载标准值只作用于相应影响线中一个最大影响线峰值处 .得：桥梁跨中截面弯矩运算图式为：l47.375m ;l2108.78m2.8跨中截面剪力运算图式为：0 5. m ;l3.688m2.8桥梁支点处截面剪力运算图式为：10.m ;l14. 75m2.2

29、（1）汽车及人群荷载产生地活载内力运算名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 31 页精选学习资料 - - - - - - - - - 汽车荷载：大路级,qk10.5 kN/m；Pk287kN人群荷载：Porq人b310.3kN运算表：名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页,共 31 页精选学习资料 - - - - - - - - - 截面荷载类qk 或pk（1+u）mc 或 yS（kN.m 或 kN ）型prSiSM 跨大路10.52781.150.683108.78897.13级7.3752507.51610.37中人群30.655108.78213.751

30、#梁Q 跨大路10.5333.61.150.6383.68823.96级0.5127.16130.2中M 跨人群32781.150.6553.6887.25大路108.78786.810.50.5992199.1级7.3751412.3中人群30.436108.78142.282#梁Q 跨大路10.5333.61.150.5993.68826.68级0.5141.58114.9中M 跨人群32781.150.4363.6884.82大路108.78788.1110.50.62248.58级7.3751460.47中人群30.2108.7862.273#梁名师归纳总结 Q 跨大路10.5333.

31、61.150.63.68826.722.21141.81级中30.20.5115.09第 20 页,共 31 页人群3.688- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - （2）支点截面汽车荷载最大剪力依据上图可运算支点截面地剪力2#梁：Qo 均（1u）.qkmca（2momc）y1124.86kN1. 1510.50 .68314.754 . 8（02.80 .683）0.946于是：Qo 集（1u）.miP kyi=1 . 1510 8.333 . 6306 . 92 kNQoQo均Qo集124.86306. 92419.10kN同理,依据上面地图及公式,可得： 1#梁：Q o均124 . 86 kNQ o集306 . 92kNQ