桥梁工程课程设计含图纸

《桥梁工程》课程设计
目录
1.设计基本资料 (1)
1.1设计资料 (1)
1.2设计基本要求 (1)
2.桥梁纵横断面设计 (2)
2.1桥梁横断面设计 (2)
2.2桥梁纵断面设计 (3)
3.行车道板的计算 (3)
3.1行车道板类型 (3)
3.2恒载及其内力 (3)
3.3汽车荷载产生的内力 (4)
3.4作用效应组合 (5)
3.5行车道板配筋及验算 (6)
4.荷载横向分布系数计算 (8)
4.1支座截面荷载横向分布系数计算 (8)
4.2跨中截面荷载横向分布系数计算 (9)
4.3荷载横向分布系数汇总 (15)
5.主梁内力计算 (15)
5.1恒载内力计算 (15)
5.2活载内力计算 (16)
5.3作用效应组合 (20)
6.钢筋配置及验算 (21)
6.1跨中钢筋配置及验算 (21)
6.2弯起钢筋和箍筋配置及验算 (23)
6.3腹板分布钢筋、架立钢筋配置 (30)
7.变形验算 (30)
7.1裂缝验算 (30)
7.2变形挠度验算与预拱度设置 (31)
8.支座设计与计算 (34)
8.1确定支座平面尺寸 (34)
8.2确定支座的厚度 (35)
8.3验算支座偏转情况 (36)
8.4验算支座的抗滑稳定性 (37)
参考文献 (38)
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装配式钢筋混凝土T 型梁桥设计
1. 设计基本资料
1.1 设计资料
（1）桥梁横断面尺寸：净-9+2×1.00m 。

（2）可变荷载：人群荷载2.5kN/m ²；人行道+栏杆=5kN/m ²；汽车荷载，公路-Ⅰ级。

（3）永久荷载：桥面铺装层容重γ=23kN/m ³。

其他部分γ=25kN/m ²。

（4）材料：主筋采用HRB335，其他用HPB235，混凝土标号C40。

（5）桥梁纵断面尺寸：标准跨径Lb=30m ，计算跨径L=29.16m ，桥梁全长L ’=29.96m 。

（6）混凝土弹性模量：4h 3.2510E MPa =⨯。

1.2 设计基本要求
（1）纵横断面设计
根据给定的原始资料，参考工程实例，合理进行桥梁纵断面和横断面的布置，选取适当的桥面铺装层，初步估算T 形主梁、横隔梁等的细部尺寸。

绘制图1：主梁构造图，包含桥梁横断面布置图、纵断面布置图，T 形梁细部尺寸图。

（2）行车道板计算与配筋
根据行车道板的空间位置确定其类型，然后进行行车道板内力计算，并根据内力结果进行配筋。

（3）主梁内力计算
选取控制截面分别进行主梁恒载内力计算、活载内力计算，以及作用效应的组合计算。

其中进行主梁活载内力计算时，荷载横向分布系数的计算，要求根据主梁间连接刚度（根据主梁间连接构造的不同进行选定）的不同，采用恰当的方法进行计算。

然后根据计算结果进行主梁内力作用效应的组合计算（即承载能力极限状态基本组合、正常使用极限状态短期效应组合和长期效应组合），形成各片主梁的内力计算汇总表。

根据内力计算汇总表，绘制内力包络图（包含弯矩包络图、剪力包络图），确定主梁各截面的最不利内力值作为设计值。

（4）配筋及验算
根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的配置；根据剪力包络图，进行弯起钢筋和箍筋的配置。

根据以上钢筋配置进行主梁正截面抗弯、斜截面抗剪等的验算。

最后进行主梁挠度、裂缝的验算，并确定是否设置预拱度。

如果以上验算均满足要求，则绘制主梁钢筋布置图，弯起钢筋和箍筋布置图。

如果不满足，则重新进行以上（1）（2）（3）（4）的计算，直到满足为止。

最后根据构造要求，配置腹板分布钢筋和架立钢筋。

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绘制图2：主梁配筋图，图内包含主梁纵向配筋图、钢筋骨架图、行车道板配筋图、支座附近截面钢筋布置图、跨中截面钢筋布置图。

钢筋用量表，单梁总的材料用量表。

（5）裂缝宽度验算，挠度、预拱度的计算。

（6）支座的设计和计算。

2.桥梁纵横断面设计
2.1 桥梁横断面设计
桥梁横断面尺寸为净-9+2×1.00m，初步布置横断面图如图2-1。

沥青混凝土铺装层8cm
图2-1 桥梁横断面布置图(单位:cm)
根据桥面净空要求，布置9m车行道加2×1.00m人行道，外加两边栏杆2×0.25m，故桥面总共宽度11.5m。

根据我国装配式T型梁桥的设计规范要求，本次设计为跨度30m 的T型梁桥，采用梁间距为1.6m的7梁式设计，因施工要求，预制主梁翼板尺寸比主梁中距小2cm，计算去160cm计算。

高跨比经济范围1/11～1/16，桥梁跨度为30m，取梁高为2m。

梁肋宽度取决于最大主拉应力和主筋布置要求以及砼的振捣质量，一般取16～24cm，不应小于14cm，且不小于梁肋高度的1/15，故取梁肋宽度为20cm。

翼板与梁肋连接处厚度不小于主梁高度1/10，取20cm。

翼板端部不小于10cm，且全部承担桥面上的荷载，故取15cm。

T型梁的细部尺寸如图2-2所示。

图2-2 T型梁的细部尺寸图(单位：cm)
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横隔梁是保证各根主梁相互连接成整体的构件，不但有利于制造、运输、安装阶段构件的稳定性，而且能显著加强全桥的整体性，使荷载横向分布较均匀，且可以减少翼板接缝处的纵向开裂现象。

当刚性连接时，横隔梁间距不应大于10m ；铰接时，间距可取5m 左右。

为保证具有足够的抗弯刚度，横隔梁高度取主梁高度的 3/4 左右，本次设计取横隔梁高度170cm 。

横隔梁宽度可取12～20cm ，常用15～18cm ，且应做成上宽下窄和内宽外窄的楔形，以利于脱模，这里取17～19cm 范围变化，计算取18cm 。

桥面铺装根据公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）规定，采用8cm 沥青混凝土桥面铺装层，重度为23kN/m ³；下设厚度不计的防水层及12cm 厚的C40混凝土垫层，重度25kN/m ²，坡度变化为2%，三角垫层厚度范围7.5cm ～16.5cm 变化。

人行道板采用混凝土浇筑和面板转铺砌，设置坡度为2.5%，下设泄水孔，人行道与栏杆荷载为5kN/m ²。

2.2 桥梁纵断面设计
桥梁标准跨径L b =30m ，计算跨径L=29.16m ，桥梁全长L’=29.96m 。

根据以上条件初步拟定桥梁纵断面布置图，如图2-3所示。

计算跨径取为L=29.16m ，符合纵向主筋以及混凝土保护层的要求。

支撑中线到两端距离为40cm ，横隔梁间距为485cm ，端横隔梁中心与支撑线间距为3cm 。

3. 行车道板的计算
3.1 行车道板类型
根据T 型梁以及桥面铺装类型的初步布置设计，计算行车道板区隔划分的长宽比为4.85/(1.6/2)=6.14＞2，故采用单向板设计。

其中内部行车道板为铰接悬臂板，侧边为悬臂板。

因为侧边板不受车辆荷载作用，故不验算，只验算中间行车道板。

3.2 恒载及其内力
桥面铺装采用厚8cm 沥青混凝土，重度为23kN/m ³，12cm 厚的C40混凝土垫层，重度25kN/m ²，人行道与栏杆荷载为5kN/m ²。

计算图示如图3-1。

图2-1 桥梁纵断面布置图(单位:cm)
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（1） 每延米板上产生的恒载g
桥面铺装层：1g 0.0823 1.0 1.84/kN m =⨯⨯= C40混凝土垫层：2g 0.1225 1.0 3.00/kN m =⨯⨯=
T 型梁翼板自重：3g (0.150.20)/225 1.0 4.375/kN m =+⨯⨯= 合计：123g g +g +g 9.215/kN m == （2） 每米宽板条上产生的恒载内力
弯矩：2
2Ag 0M 1/20.59.2150.7 2.258gl kN m =-=-⨯⨯=-⋅
剪力：Ag 0Q 9.2150.7 6.451g l kN =⋅=⨯=
3.3 汽车荷载产生的内力
将后轮作用在铰接缝的轴线上，作用力P=140kN 。

对于车轮荷载中后轮的着地宽度长度m a 2.01=,宽度m b 6.01=。

（1） 车轮荷载在板上的分布图形
在桥面铺装和垫层中扩散得到：
212120.220.200.6020.620.20 1.00a a h m b b h m =+=+⨯==+=+⨯=
（2） 荷载分布的有效宽度
如图3-2所示在对于悬臂板根部的有效宽度度为：
单个车轮：2020.60 1.40 2.00 1.4a a l m m '=+=+=＞ 两个车轮：2020.60 1.40 1.40 3.40a a l d m =++=++=
（3） 作用在每米宽板条上弯矩
冲击系数：1+=1.3μ 单个车轮：
图 3-1 铰接悬臂行车道板（单位:cm）。