学号（桥梁工程课程设计）设计说明书钢筋混凝土空心板桥设计净-9+2×0.5m(护栏)，跨径L k=13m，公路Ⅰ级起止日期：2013 年 5 月27 日至2013 年 6 月7 日学生姓名班级成绩指导教师(签字)土木工程学院2013年6 月 4 日目录1.封皮 (1)2.目录 (2)3.课程设计任务书 (3)4.桥梁工程课程设计计算书 (6)1).设计基本资料 (6)2).横向分布系数计算 (6)3).板梁的内力计算和内力组合 (10)4).板梁正截面抗弯强度计算与配筋 (14)5).板梁斜截面抗剪强度核算与配筋 (15)6).板梁（T梁）挠度计算与予拱度设置 (17)7). 板式橡胶支座设计 (21)5.参考文献 (23)天津城市建设学院课程设计任务书2012 —2013 学年第2 学期土木工程学院道路桥梁与渡河工程专业10道桥2 班课程设计名称：桥梁工程课程设计设计题目：钢筋混凝土空心板桥设计完成期限：自2013 年 5 月27 日至2013 年 6 月7 日共 2 周指导教师（签字）：教研室主任（签字）：批准日期：2013 年 5 月24 日任务书一、目的与要求桥梁工程课程设计是土木工程专业道桥方向《桥梁工程》专业课教学环节的有机组成部分，其目的在于通过桥梁工程设计实践的基本训练，深化掌握本课程的实用理论与设计计算方法，为今后独立完成桥梁工程设计打下初步基础。

学生应在教师的指导下，综合应用所学建筑材料、结构力学、弹性力学、结构设计原理、桥涵水文、桥梁工程、墩台基础等课程知识和桥梁实习所积累的工程实践经验，贯彻理论联系实际的原则，按时按量独立完成所规定的设计工作。

具体要求如下：1.根据标准图、技术规范与经验公式，正确拟定各部结构尺寸，合理选择材料、标号。

2.计算结构在各种荷载与其他因素作用下的内力，进行配筋设计与强度、稳定性、刚度的校核。

3.正确理解《公路桥涵设计规范》有关条文，并在设计中合理运用。

4.加强计算、绘图、文件编制、查阅与翻译有关技术文献等基本技能的训练。

二、设计题目与基本资料1.设计题目：1)钢筋砼简支空心板桥2) 钢筋砼简支T形梁桥3）预应力砼简支空心板桥4）预应力砼简支T形梁桥5)箱型截面简支梁桥，以上题目中任选其中之一。

2.技术标准：1）桥面净空：净—7+2m人行道（根据自己的题目确定）12）设计荷载：公路-I级，人群荷载3.5kN/m2（根据自己的题目确定）3）地震动峰值加速度为0.05g4）桥面铺装：表层为3cm厚沥青砼，下为6 cm厚防水砼5）桥面横坡：双向1.5%三、设计内容1.上部结构横断面布置草图；2.荷载横向分布系数计算；3.板梁（T梁）内力计算与内力组合；4.板梁（T梁）正截面抗弯强度计算与配筋；5.板梁（T梁）斜截面抗剪强度核算与配筋；6.板梁（T梁）挠度计算与予拱度设置；7.板式橡胶支座设计；8．绘制板梁（T梁）一般构造图、板梁（T梁）配筋图。

图幅尺寸按2#图纸绘制。

四、设计规程与参考资料[1]交通部.公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）.北京：人民交通出版社，2004[2]交通部.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）.北京：人民交通出版社，2004[3]交通部.公路工程技术标准（JTG B01-2003）.北京：人民交通出版社，2004[4]毛瑞祥，程翔云．公路桥涵设计手册-基本资料．北京：人民交通出版社，1995．[5] 徐光辉，胡明义．公路桥涵设计手册-梁桥（上册）．北京：人民交通出版社，1996．[6] 刘效尧，赵立成．公路桥涵设计手册-梁桥（下册）．北京：人民交通出版社，2000．[7] 李自林.桥梁工程，武汉：华中科技大学出版社，2008[8] 姚玲森.桥梁工程（第二版），北京：人民交通出版社，2008[9] 李自林.桥梁工程，北京，机械工业出版社，2011[10] 张树仁，郑绍珪，黄侨等．钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理．北京：人民交通出版社，2004[11]交通部.装配式预应力砼空心板桥上部构造图. 北京：人民交通出版社，2008．[12]交通部.装配式钢筋砼T梁桥上部构造图. 北京：人民交通出版社，2008．[13]交通部.装配式预应力砼T梁桥上部构造图. 北京：人民交通出版社，2008．桥梁工程课程设计计算书1.设计基本资料1.1跨径：标准跨径13m，计算跨径：12.5m；主梁全长：12.96m；1.2荷载：公路I级，人群荷载3.0KN/2m，地震动峰值加速度为0.05g；1.3桥面净空：净—9+2×0.5(护栏)；1.4桥面铺装：表层为3cm厚的沥青混凝土，下层为6cm厚防水混凝土；1.5桥面横坡：双向1.5%；1.6主要材料：主筋采用HRB335钢筋，构造筋采用R235，其技术指标见表1；混凝土强度采用用C30，其技术指标见表2。

种类弹性模量Es 抗拉强度标准值ƒsk 抗拉强度设计值ƒsdR235钢筋 2.1×105MPa 235 MPa 195MPaHRB335钢筋 2.0×105MPa 335 MPa 280MPa强度等级弹性模量Ec轴心抗压强度设计值ƒcd轴心抗拉强度设计值ƒtd轴心抗拉强度标准值ƒtkC30 3.0×104MPa 13.8 MPa 1.39MPa 2.01MPa2.横向分布系数计算本桥取上部独立桥梁进行计算，桥面净宽9+2×0.5m，两侧为安全护栏，全桥采用10块1米宽的砼空心板，水泥砼铺装厚6cm，沥青砼厚3cm。

标准横断面见图1所示。

空心板的标准跨径为13m，计算跨径L＝12.5m。

图1.桥梁横断面图（尺寸单位：cm）838738899771362788R 192.5 2.560图2.空心板截面构造及尺寸（尺寸单位：cm ）1. 2.1计算截面抗弯惯性距空心板是上下对称截面，形心轴位于截面中心，故其抗弯惯矩为（如图2所示半圆的几何性质）：2332499603861386240.00686380.2122381212222I π⨯⨯⨯=-⨯-⨯⨯+⨯⨯+⨯⎡⎤⎛⎫⎢⎥⎪⎝⎭⎣⎦ 34144610cm =⨯2.2计算截面抗扭惯性矩T I空心板截面可近似简化成图2中虚线所示的薄壁箱形截面来计算T I ，则有：222246412344(998)(608) 2.50510112112(608)()(998)()888T b h I cm cm h b t t t -⨯-===⨯⨯-++-++2.3计算刚度参数γ0214.0125010010505.21014468.58.52632=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯=⎪⎭⎫⎝⎛⨯=l b I I Tγ2.4计算跨中荷载横向分布影响线由铰接板荷载横向分布影响线计算用表中，根据γ值，查教材附录Ⅰ，在0.020.04γ=-之间插值求得0214.0=γ时各块板轴线处的影响线竖标值1i η，2i η，3i η，4i η，5i η，计算如下表2-1所示。

表2-1 γ=0.0214 的竖坐标影响线计算表2.5计算横向分布系数设计车道为2车道，将公路—I级汽车荷载和人群荷载沿横向布置，找出最不利荷载位置如图4所示，由于桥梁横断面结构对称，所以只需计算1号板至5号板的横向分布影响线坐标值。

m1/2(0.217+0.140+0.094+0.059)=0.255对于1号板：公路-I级：=cqm1/2(0.193+0.147+0.103+0.064)=0.254对于2号板：公路-I级：=cqm1/2(0.153+0.157+0.119+0.074)=0.252对于3号板：公路-I级：=cqm1/2(0.115+0.142+0.138+0.091)=0.243对于4号板：公路-I级：=cqm1/2(0.088+0.113+0.138+0.116)=0.228对于5号板：公路-I级：=cq图3.1、2、3、4、5号板的荷载横向分布影响线（单位：cm）表2-2 跨中横向分布系数对比列表得，并用电算得出结果列表2，相比较。

相差最大的是5号板的cr m ，其相对误差=%,5%1.2228.0234.0228.0<=-符合规定。

3.板梁的内力计算和内力组合3.1结构重力产生的内力计算 3.1.1结构重力集度分别考虑预制梁自重（第一期荷载）和湿接缝、桥面铺装、人行道栏杆等（二期荷载）重力集度。

3.1.2空心板自重1g (一期恒载)224.312975.227575238621914.39960cm A =⨯+⨯⨯-⨯-⨯⨯-⨯⨯-⨯= m KN A g /82.725104.312941=⨯⨯=⨯=-γ3.1.3桥面系自重2g 及绞缝重 (二期恒载) 1）桥面铺装：全桥宽铺装每延米总重0.06⨯26⨯9+0.03⨯23⨯9=20.25KN/m ，m KN g /03.210/25.20'2== 2）防撞护栏：由桥涵设计通用图之<<桥涵公用构造图>>查得,桥上栏杆的荷载密集度为2''g ，2'' 1.65/g kN m =。

3）铰缝重：由于前面在计算一期恒载时采用的是毛截面计算，已经算入了铰缝中混凝土的质量，所以在此铰缝重量不再重复计算。

故m KN g /68.365.103.22=+=，m KN g /5.1165.103.282.7=++=总 3.2结构重力产生的内力跨中弯矩：218g M gL =，支点剪力：12g V gl =3.3恒载内力计算见表3-1。

表3-1 重力内力计算表3.4计算支点荷载横向分布系数用铰接板法计算的横向分布系数适用于跨中，因此，还需要用杠杆法就计算靠近支点处的横向分布系数。

公路-I 级：110.52cq m =⨯=支点到L/4处的荷载横向分布系数按直线内插求得。

并将空心板的荷载横向分布影响汇总于下表。

表3-2 空心板荷载横向分布系数3.5 冲击系数计算根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)条文说明4.3.2，简支梁桥的自振频率（基频）1f 可采用下式计算： 1c G f m g==E ——结构材料的弹性模量2/N m ；c I ——结构跨中截面的截面惯性矩4mm ； c m ——结构跨中处的单位质量kg ；G ——结构跨中处每延米结构重力/N m 。

式中： L=12.5m ，41023.0010 3.0010/c E E MPa N m ==⨯=⨯，44301446.0101446m cm I c =⨯=。

空心板毛截面面积:229960638221923128.3A cm π=⨯-⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=（0.57 2.5+7 2.50.575），空心板第一阶段自重:m N A G /5.78232500031283.0=⨯=⨯=γ，29.81/g m s =，将上列数据代入公式41.781.9/5.782301446.01000.35.12214.3214.31022=⨯⨯⨯==c c m EI l fHz Hz f Hz 1441.75.1≤=≤根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)，有：338.00157.0ln 1767.0=-=f μ，338.1338.011=+=+μ, 1ξ=，双车道，不折减。