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1 方案拟订与比选1.1 设计资料(1）技术指标：汽车荷载：公路—I级桥面宽度:26m采用双幅（12+2×0.5）m（2）设计洪水频率：百年一遇；（3)通航等级：无；(4)地震动参数：地震动峰值加速度0.05g，地震动反应谱特征周期0。
35s,相当于原地震基本烈度VI度。
1.2 设计方案鉴于展架桥地质地形情况。
该处地势平缓，故比选方案主要采用简支梁桥和连续梁桥形式。
根据安全、适用、经济、美观的设计原则，我初步拟定了三个方案。
1。
2。
1 方案一：(8×40）m预应力混凝土简支T型梁桥本桥的横截面采用T型截面（如图1—1).防收缩钢筋采用下密上疏的要求布置所有钢筋的焊缝均为双面焊，因为该桥的跨度较大，预应力钢筋采用特殊的形式（如图1—2)布置,这样不仅有利于抗剪，而且在拼装完成后,在桥面上进行张拉，可防止梁上缘开裂。
优点:制造简单,整体性好,接头也方便，而且能有效的利用现代高强材料，减少构件截面,与钢筋混凝土相比，能节省钢材，在使用荷载下不出现裂缝等。
缺点：预应力张拉后上拱偏大，影响桥面线形，使桥面铺装加厚等。
施工方法：采用预制拼装法（后张法）施工,即先预制T型梁,然后用大型机械吊装的一种施工方法。
其中后张法的施工流程为：先浇筑构件混凝土,并在其中预留孔道，待混凝土达到要求强度后，将预应力钢筋穿入预留的孔道内，将千斤顶支承与混凝土构件端部，张拉预应力钢筋，使构件也同时受到反力压缩.待张拉到控制拉力后，即用夹片锚具将预应力钢筋锚固于混凝土构件上，使混凝土获得并保持其预压应力.最后，在预留孔道内压注水泥浆。
，使预应力钢筋与混凝土粘结成为整体.桥中心桩号1：1000立 面卵石卵石卵石亚粘土亚粘土亚粘土淤泥质土淤泥质土淤泥质土细砂细砂亚砂土亚砂土亚砂土 立面图（尺寸单位：cm ）图2图1图1—1 （尺寸单位：cm ） 图1—21。
2。
2 方案二：（86+148+86)m 预应力混凝土连续箱形梁桥本桥采用单箱单室（如图1—3）的截面形式及立面图(如图1-4)，因为跨度很大（对连续梁桥）,在外载和自重作用下,支点截面将出现较大的负弯矩，从绝对值来看，支点截面的负弯矩大于跨中截面的正弯矩，因此，采用变截面梁能符合梁的内力分布规律，变截面梁的变化规律采用二次抛物线。
4 主梁作用效应计算先计算永久作用效应，在计算活载作用下的荷载横向分布系数，并求得各主梁控制截面（跨中、四分点、变化点截面和支点截面）的最大可变效应，最后进行作用效应组合。
4.1永久作用效用计算 4.11永久作用集度（1）预制梁自重（一期恒载） 按跨中截面计，主梁的恒载集度： g(1)=0.7275⨯25=18.14KN/m由于变截面的过渡区段折算成的恒载集度： g （2）=0.35⨯1.3⨯0.5⨯0.15⨯4⨯25 /28.66=0.2KN/m 由于粱端腹板加宽所增加的重力折算成的恒载集度： g （3）=0.24⨯2⨯1⨯2.39⨯25/ 28.66=1KN/m中间横隔梁体积：（0.81⨯1.44-0.81⨯0.09⨯0.5）⨯0.15=0.17m 3 端部横隔梁体积：（0.69⨯1.35+0.69⨯0.5⨯0.09）⨯0.15=0.14m 3边主梁的横隔梁恒载集度：g （4）=（3⨯0.17+2⨯0.14）⨯25/28.66=0.69KN/m 中主梁的横隔梁恒载集度：'g （4）=2⨯g （4）=1.38KN/m 边主梁的一期恒载集度：g 1=∑=41i =18.14+0.2+1+0.69=20.03KN/m中主梁的一期恒载集度：∑==41'1i g =18.14+0.2+1+1.38=20.72KN/m（2）二期恒载一侧人行道栏杆1.52KN/m ；一侧人行道3.6KN/m ；桥面铺装层重（图4-1）：1号梁：874.0254.0)0908.0084.0(5.0=⨯⨯+⨯ 2号梁：9345.5252.2)1205.00908.0(5.0=⨯⨯+⨯ 3号梁：447.7252.2)1503.01205.0(5.0=⨯⨯+⨯ 4号梁：083.9252.2)18.01503.0(5.0=⨯⨯+⨯图4-1桥面铺装（尺寸单位：cm ）恒载计算汇总见表4-1。
表4-1 恒载汇总表4.1.2永久作用效应如图4-2所示，设x 为计算截面离支座的距离，并令lx=α，则主梁弯矩和剪力的计算公式为：i g i g g l Q g l M )21(21,)1(212ααα-=-=永久作用效应计算结果见表4-2。
一.目录二.任务书结构设计原理》课程设计设计任务书(钢筋混凝土简支T 梁主梁设计)1. 设计资料1.1.1桥梁跨径 标准跨径：16.00m ； 主梁全长：15.96m ； 计算跨径：15.60m ； 1.1.2设计荷载恒载产生的弯矩：686.64kN ·m汽车荷载产生的弯矩：435.60 kN ·m （已计入冲击系数）356.60 kN ·m （未计入冲击系数）人群荷载产生的弯矩： 94.33 kN ·m 支点计算剪力：401.11 kN ·m 跨中计算剪力：101.55 kN ·m 1.1.3材料要求1）梁体采用C25混凝土，抗压设计强度11.5cd f Mpa=；2）主筋采用HRB400钢筋，抗拉设计强度330sd f Mpa =。
（注：① 钢筋均采用焊接骨架；② 每个同学按要求选择相应序号数据进行设计计算；③ 箍筋采用R235级钢筋，弯起钢筋和斜筋采用与主筋相同等级的钢筋。
教师批阅：1.1.3 主梁横断面图图1：主梁横断面（单位：）2、设计计算容1)正截面强度设计与验算2)斜截面强度设计与验算3)用C语言或FORTRAN9O编写程序对手算结果进行验算（包括正截面的截面设计与强度复核，斜截面的截面设计中的箍筋的计算）4)主梁裂缝宽度验算5)主梁挠度验算。
6)绘制配筋图一，并计算钢筋与混凝土数量。
3、应提交的成果1)设计计算书一份2)源程序一份（还包括数据的输入以及结果的输出，打印一份，电子版一份,独立完成，不得与他人雷同）3)配筋图一（3号图纸，可手绘也可用CAD绘图，必须独立完成，不得与他人雷同）教师批阅：教师批阅：三.《结构设计原理》课程设计指导书1、目的1、本课程是一门理论性与实践性都较强的专业基础课，同时也是一门结构设计技术课程，涉及的知识面广。
在学习过程中，要熟练运用基础理论知识，还须综合考虑材料、施工、经济、构造细节等各方面的因素，通过课程设计环节，锻炼培养解决实际工程问题的能力。
目录第一章箱梁构造尺寸的选择1第二章主梁几何特性计算2一、大、小毛截面〔含湿接缝〕2二、大、小毛截面〔不含湿接缝〕3三、跨中截面几何特性计算3第三章主梁内力计算6一、永久作用效应计算6二、可变作用效应计算9三、主梁作用效应组合23第四章挠度验算24第五章支座设计26参考文献28第一章箱梁构造尺寸的选择1.桥梁的跨径及桥宽主梁全长：19.96m 桥宽：14.5+2⨯0.5m防撞栏计算跨径：19.60m2.主梁尺寸确实定主梁间距取3.00m 五片主梁因为h=(1/1～1/25)⨯L=〔0.8～1.82〕m，所以取1.5m。
中国经历尺寸，板厚由跨中向支承处逐步加厚，可以将变化段设在L/4处所以：跨中腹板厚0.18m 底板厚0.22m，端部腹板厚0.22m 底板厚0.24m底板厚度按构造要求设计一般取0.22～0.28m。
所以端部取24cm，跨中取22cm。
3.横隔梁尺寸确实定中横隔梁一般取主梁梁肋高度的0.7～0.9倍〔1.05～1.35〕取1.20m端横隔梁与主梁同高取1.5m 肋宽按构造要求取18cm4.湿接缝尺寸因为湿接缝宽度通常为400-600mm或者更大。
但在任何情况下都不得少与300mm 所以宽度取0.6m厚度取0.2m左右，取0.2m。
5.承托尺寸按构造外侧承托规格为18.75cm ⨯7cm内侧承托规格为15cm ⨯7cm第二章主梁几何特性计算一、大、小毛截面〔含湿接缝〕〔1〕面积计算顶板：26000cm 20300=⨯承托：218.7513.020.54488.75cm ⨯⨯⨯=腹板:()2cm 36362187108=⨯⨯-底板：2(502110)220.52310cm ⨯+⨯⨯= 〔2〕惯性矩计算顶板：20000012203001233=⨯=bh 4cm 承托：09.1838212715.321233=⨯⨯=bh 4cm 腹板：3090903121011821233=⨯⨯=bh 4cm 底板：67.9760612221101233=⨯=bh 4cm〔3〕截面形心至上缘距离93.57==∑∑ii s AS y cm二、大、小毛截面〔不含湿接缝〕〔1〕面积计算顶板：2cm 800420402=⨯ 承托：218.7513.020.54488.75cm ⨯⨯⨯= 腹板:()2cm 36362187108=⨯⨯- 底板：2(502110)220.52310cm ⨯+⨯⨯= 〔2〕惯性矩计算顶板：16000012202401233=⨯=bh 4cm 承托：09.1838212715.321233=⨯⨯=bh 4cm 腹板：3090903121011821233=⨯⨯=bh 4cm 底板：67.9760612221101233=⨯=bh 4cm 〔3〕截面形心至上缘距离05.63'==∑∑iisAS y cm三、跨中截面几何特性计算见表2-1表2-1 跨中截面几何特性计算表x k ：截面下核心距，可按下式计算37.94sxI k cm Ay==∑∑x k 为截面下核心距59.36x sI k cm Ay==∑∑因此截面效率指标5.065.014536.5994.37>=+=+=h k k x s ρ(合理)第三章主梁内力计算一、永久作用效应计算1、永久作用集度1〕主梁自重(1)跨中截面段主梁自重〔底板宽度变化处假面至跨中截面，长为7.9m 〕()()KN q 939.2759.7261.0243425..11=⨯⨯+=(2)底板加厚与腹板变宽段梁的自重近似计算2327825.125.4882325221006040m A =+⨯++=∑主梁端部截面面积为247825.109.0338825.1m A =+= ()()KN q 93.5522658.1243425.147825.12=⨯⨯+≈ (3)支点段梁自重()KN q 22.19265.047825.13=⨯⨯= (4)边主梁的横隔梁 端部横隔梁体积为0.5 1.7061712=0.853356⨯()KN q 3339.2125853356.04=⨯= (5)主梁永久作用集度()()()()()()m KN q q q q q 314.3798.94321=+++=I2〕二期永久作用〔1〕顶板中间湿接缝集度()m KN q 7.22518.06.05=⨯⨯= 〔2〕边梁现浇局部横隔梁一片端横隔梁现浇局部体积：30.50.3 1.250.1875m ⨯⨯= 那么()m KN q 6267.096.142521875.06=÷⨯⨯= 〔3〕桥面铺装层12cm 厚沥青混凝土铺装 0.1214.52340.02KN m ⨯⨯= 10cm 厚C40混凝土铺装m KN 25.36255.1410.0=⨯⨯ 将桥面铺装均分给五片主梁，那么：()()m KN q 254.15502.4025.367=÷+=〔4〕防撞栏：单侧防撞栏线荷载为m KN 5.5 将两侧防撞栏均分给五片梁，那么:()m KN q 2.2525.58=÷⨯= (5)边梁二期永久作用集度()m KN q 78.202.2254.156267.07.2=+++=∏2、永久作用效应：按下列图所示进展永久作用效应计算，设a 为计算截面离左侧支座的距离，并令c a l =,如图3-1图3-1 永久作用效应计算图式主梁弯矩、剪力计算公式为()()21121122c c M c c l qV c ql=-=-永久作用效应计算表见表3-2.表3-2 (1号梁)永久作用效应计算表二、可变作用效应计算(1)冲击系数基频 HZ m EI l f c c 65.8520.3295427613395.01045.36.19214.321022=⨯⨯⨯⨯==πm kg m c 52.329581.91026243425.13=⨯⨯=由于HZ f HZ 145.1≤≤故由下式3655.00157.0ln 1767.0=-=f μ(2)计算主梁的荷载横向分布系数㈠跨中的荷载分布系数按刚接梁法取得 ①计算主梁的抗弯及抗扭惯性矩 抗弯惯性矩I 已求得4427613.0m I =∑⎰=+Ω=m i i i i T t b c tds I 1324()21785021505.1675.87cm =÷⨯+=Ω51.211892.164225.87205.167=++=⎰t ds510.0.0b t i i =2110.0=∴i c43203.593835542025.392110.0251.21178504cm I T =⨯⨯⨯+⨯=②计算主梁的扭转位移与挠度之比及选壁板挠度与主梁挠度之比0978.0196030003.593835545.427613398.58.5221=⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛=l b I I T γ0469.020196025.695.4276133939039034331431=⨯⨯⨯==h l Id β ③计算荷载横向分布影响线竖标值，如表3-3表3-3 横向分布影响线竖标值计算表(1)计算各梁的横向分布系数1号梁如图3-2所示图3-2 1号梁的横向分布影响线及最不利布载图示四车道：6408.067.0)0580.00944.01255.01811.02380.03228.03975.004954(21=⨯+++++++=cq m 三车道：6936.078.0)1255.01811.02380.03228.03975.004954(21=⨯+++++=cq m 二车道：7359.0)2380.03228.03975.004954(21=+++=cq m2号梁如图3-3所示图3-3 2号梁的横向分布影响线及最不利布载图示四车道：5948.067.0)100.01297.01752.02332.02761.03017.02886.02711.0(21=⨯+++++++=cq m 三车道：6029.078.0)1752.02332.02761.03017.02886.02711.0(21=⨯+++++=cq m 二车道：5688.0)2761.03017.02886.02711.0(21=+++=cq m3号梁 如图3-4所示四车道三车道1三车道2二车道图3-4 3号梁的横向分布影响线及最不利不再图示布载图示四车道：5789.067.0)1702.0064.02508.02794.02370.02007.02333.01502.0(21=⨯+++++++=cq m三车道(1)5144.078.0)2064.02486.02794.02370.02064.01715.0(21=⨯+++++=cq m 三车道(2)5261.0278.0)1883.02273.02439.0(21=⨯⨯++=cq m 二车道：4855.0)2367.02794.02485.02064.0(21=+++=cq m 横向分布系数取值，可变作用横向分布系数1号梁为最不利，故可变作用横向分布系数取值为(2)支点截面的荷载横向分布系数0m ：如图3-5图3-5 支点截面的横向分布系数计算图示可变作用的荷载横向分布系数： 1号梁：()0584.12167.065.025.121=++=oq m 2号梁：()9834.05667.00.14.021=++=oq m 3号梁：()9834.05667.00.14.021=++=oq m 所以 跨中截面6936.0=c m 支点截面0584.1=q m(3)车道荷载取值：公路I 级的车道荷载标准KN q k 5.10=253'=k p KN计算剪力时6.3032.1253'=⨯=k p KN(4)计算跨中截面的最大弯矩和最大剪力如图3-6所示图3-6 跨中截面内力影响线及加载图式①弯矩1)不计冲击： ()c k k k k M m q w p y =⨯+汽()m KN M ⋅=⨯+⨯⨯=58.12099.425302.485.106936.0汽 2)冲击效应m 10.442109258.36551209.0⋅=⨯==KN M M 汽μ ②剪力1)不计冲击()c k k k k V m q w p y =+汽所以()KN V 13.1235.06.30345.25.106936.0=⨯+⨯⨯=汽 2)冲击效应KN V V 0.4513.1233655.0=⨯==汽μ(5)计算4l 出截面的最大弯矩和最大剪力 如图3-7所示：图3-7 L/4处截面内力影响线及加载图式①弯矩：不计冲击36..35.2536936（.0）67510015=⨯M⋅907m+KN =182⨯.⨯汽冲击效应μ⨯=.0⋅=M=KNM.58m3655.331182907汽②剪力：不计冲击()KN.0=706210⨯5.⨯⨯+=.0285.V58.57551253036.汽冲击效应KN V V 38.10458.2853655.0=⨯==汽μ(6)支点截面剪力计算如图3-8所示：图3-8 支点截面剪力计算图式()KNV 8.3840584.16.3030625.09375.05.10460.196936.00584.121260.195.106936.0=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⨯++⨯⨯⨯-⨯+⨯⨯=）（汽冲击效应 65.1408.3843655.0=⨯==汽V V μ 三、主梁作用效应组合如表3-4所示：表3-4 主梁作用效应组合计算表第四章挠度验算跨中截面主梁自重产生的最大弯矩m KN M G ⋅=4.765k 汽车产生的最大弯矩〔不计冲击力〕为m KN M S ⋅=58.1209mKN m ⋅=⨯⨯⨯=43.87015.360.15.36936.0人KN B 941061.81022.445.38.0⨯=⨯⨯⨯=1、 验算主梁变形()()cmB l M M f GK S 27.36001960cm 69.01061.8486.196.19100043.877.058.120956.14856.192=<=⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=⨯+⨯=符合规定2、 判断是否设置预拱度cm Bl M f S 27.316.14856.12<=⨯⨯=应做成平滑曲线，不用设置预拱度。
3主梁的作用效应计算依据上述梁跨构造纵、横截面的部署，可分别求得各主梁控制截面（一般取跨中截面、 L/4 截面和支点截面）的永远作用效应，并经过可变作用下的梁桥荷载横向散布系数和纵向内力影响线，求得可变荷载的作用效应，最后再进行主梁作用效应组合。
3.1 永远作用效应计算3.1.1 永远作用集度1、预制梁自重（1）跨中截面段主梁的自重（六分点截面至跨中截面，长13m）G(1)＝0.8990×26×13＝303.86（KN）（2）马蹄抬高与腹板变宽段梁的自重（长5m）G(2)≈(1.6155+0.899)× 5× 26/2=117.60(KN)（3）支点段梁的自重（ 1.98m）G(3)＝1.6155×26×1.98＝83.17（KN）（4）中主梁的横隔梁中横隔梁体积：0.17 ×（2.1 ×0.85-0.5 0×.7 ×0.15-0.5 0×.2 ×0.19）＝ 0.2913（m3）端横隔梁体积：0.25 ×（2.3 ×0.66-0.5 0×.51 ×0.1093）＝ 0.3656（m3）故半跨内横梁重力为：G(4 )＝（2.5×0.2913+1×0.3656）×26=28.44(KN)（5）预制梁永远作用集度g1＝（303.86+163.44+83.17+28.44）/19.98＝28.97（KN/m）2、二期永远作用（1）中主梁现浇部分横隔梁：一片中横隔梁体积（现浇）0.17× 0.30× 2.1=0.1071（m3）一片端横隔梁体积（现浇）0.25 ×0.30 ×2.3=0.1071（m3）故： G (5)=（ 5×0.1071+2 ×0.1725）×26/39.96=0.57（KN/m ）（2）铺装12cm 混凝土铺装0.12 ×13×25=39.00（KN/m ）6cm 沥青铺装0.06 ×13×21=16.38（ KN/m ）若将桥面铺装均派给 4 片（中主梁） +2 片（边主梁）G( 6)=（39+16.38）/6=9.23（KN/m）（3）栏杆一侧防撞栏：（0.94 ×0.5-0.5 (0×.555+0.735) 0×.18-0.5 0×.05 ×0.555）×26=5.19KN/m 若将双侧防撞栏均派给 6 片梁G(7 )=5.91×2/6=1.97(KN/m)（ 4）中主梁二期永远作用集度g 2 =0.57+9.23+1.97=12.77（KN/m ）3.1.2 永远作用效应如图 3—1 所示，设 x 为计算截面离左支座的距离，并令α=X/L主梁弯矩和剪力的计算公式：M =0.5×α-α)(1L2g（3—1）Q =0.5×（1-2×α）Lg（3—2）永远作用计算表（表 3—1）表 3— 1 主梁永远作用效应跨中截面L/4 截面支点截面作用效应（ =0.5）( =0.25)( =0)续上表弯矩（ KN·m）5507.924130.940.00一期剪力（ KN）0.00282.46564.92弯矩（ KN·m）2427.901820.920.00二期剪力（ KN）0.00124.51249.02弯矩（ KN·m）7935.825951.860.00剪力（ KN）0.00406.87813.94图 3— 1永远作用计算图示3.2 可变作用效应计算3.2.1 冲击系数和车道折减系数按《桥规》 4.3.2 条规定，构造的冲击系数与构造的基频相关，所以要先计算构造的基频。
