【精品】桥梁设计任务书及详细设计过程

目录
桥梁工程课程式设计任务书 (1)
第1章设计资料与结构布置 (3)
1.1设计资料 (3)
1.2结构布置 (3)
1.3设计概述 (6)
第2章主梁内力计算 (7)
2。

1恒载内力计算 (7)
2。

2汽车、人群荷载产生内力计算 (9)
2。

3主梁内力组合 (9)
第3章主梁配筋设计 (21)
3。

1跨中正截面强度计算 (21)
3.2斜截面承载力剪力筋设计 (23)
3。

3全梁承载力校核 (26)
3。

4裂缝验算 (29)
变形验算 (29)
桥梁工程课程设计任务书
一、课程设计题目
钢筋混凝土简支T梁桥主梁设计
二、课程设计目的
桥梁工程课程设计是桥梁设计的入门，通过设计进一步巩固钢筋混凝土基本原理的主要理论知识,是学生掌握桥梁的设计原理和各种体系桥梁的受力特点,同时重点掌握结构计算基本理论.结合课程设计与习题加深对桥梁工程课堂理论教学内容的理解。

培养学生的动手能力。

三、基本要求
1掌握钢筋混凝土桥梁结构的设计原理、步骤,结构构造和设计计算方法。

2熟悉并掌握桥梁工程现行规范运用。

3通过本课程的学习，具有设计一般桥梁结构的能力。

四、基本资料
标准跨径、桥面净宽、荷载等级、主梁及横隔梁数目(按照自己的数据填写)
五、基本内容
1、提供钢筋混凝土简支T形梁桥设计计算书一份，基本内容如下：
（1）拟定桥面铺装、主梁截面尺寸及各部分尺寸
（2）主梁内力计算
（3）配筋设计与各种验算
2、完成下列图纸绘制
（1）桥梁一般布置图
（2）主梁一般构造图
（3）主梁钢筋布置图
六、课程设计依据
1《铁路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）
2《铁路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）
3《铁路砖石及混凝土桥涵设计规范》
4《铁路桥梁荷载横向分布计算》
七、要求
1.熟读规范、标准,理论联系实际;
2.手工与计算机绘图相结合，至少一张手工图,均采用3号图纸；说明书用A4纸,
打印。

独立完成设计。

桥梁工程课程设计文件撰写要求
一、顺序要求(按照模板）
封面
目录
任务书
正文
二、字体及字号要求正文用五号宋体；行距为1。

2倍
第1章设计资料与结构布置
1。

1设计资料
1.1。

1跨数：三跨
标准跨经：采用标准跨径13m 的钢筋混凝土简支梁，只进行桥梁的上部结构的计算
主梁全长:根据设计经验值,确定伸缩缝采用4cm ，预制梁体长12.96m. 计算跨径：相邻支座中心间距为12。

60m 。

桥面宽度：净7m （行车道）＋2*0。

75（人行道)。

1.1。

2设计荷载：由公路－Ⅱ级,人群荷载3.0kN/m 2,结构重要性系数不了0 1.0r =。

1.1。

3材料初步选定
混凝土:主梁选用C30，铺装层采用C25。

钢筋：直径12mm ≥时采用HRB335钢筋. 直径12mm ≤时采用Q235钢筋。

1。

1。

4设计规范
①《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004）
②《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004)
1.2结构布置
1.2。

1主梁高：按照经济性原则，钢筋混凝土T 型简支梁桥高跨比的经济范围大约在
111
～16
1之间，根据跨度小者取较大比值原则，本桥取
1
11
,则梁高为1。

12m ，设计时按照1。

3m 计算。

1。

2.2主梁间距：按照任务书规定，本桥采用五根主梁，且主梁间距为1。

6m 。

1。

2.3主梁梁肋宽：取梁肋宽为0。

20m 。

1.2。

4T 形梁翼缘板尺寸：腹板交接处通常取不小于主梁高的
112，即112=0.083m ，本设计取0。

14m,翼缘悬臂端取0。

1m 。

1.2.5横隔梁:按任务书规定设置五排横隔梁，梁高为主梁高的
3
4
左右,即0。

975m ，在靠近腹板处的横隔梁底缘到主梁顶距离为1m ，厚
度取12－16cm 之间，本设计横隔梁下缘取16cm ，上缘取18cm 。

1.2.6桥面铺装:采用4cm 厚的沥青混凝土磨耗层,4cm 厚的C25混凝土垫层。

T 形梁横截面尺寸如图
横隔梁布置
桥面铺装、桥梁横断面
沥青混凝土厚4
混泥土垫层厚4
1。

3设计概述
在进行桥梁设计时，一般应先认真阅读设计任务书。

然后根据任务书中所要求的内容，进行桥面的铺装和主梁横隔梁的截面尺寸拟订。

再根据设计任务书中所给出的相关资料进行主梁、边梁等的内力计算。

根据杠杆原理法算出支座处的荷载横向分布系数,再根据偏心压力法（适用于高跨比小于0.5的窄桥，大于0.5的采用正交异性板法）算出跨中处的荷载横向分布系数，根据横向分布系数算出端点处、跨中处和四分之一处的相应弯距和剪力，再根据其弯距和剪力大小，合理布筋并进行弯距、剪力、裂缝和变形的演算。

最后，绘制出总图、包络图等各类所需图样，并编写钢筋明细表、计算混凝土用量，书写设计说明书。

第2章主梁内力计算
2.1恒载内力计算
结构自重集度
边主梁结构自重产生内力
2。

2汽车、人群荷载产生内力计算
2.2。

1按杠杆原理法计算支点处横向分布系数：
图2。

1杠杆原理法计算横向分系数图示（单位：mm ）
1＃
oq
m =
2
∑q
η=
2
1
×0.875=0。

438 or m =r η=1。

422
2＃
oq m =
2
∑q
η
=
2
1
×1=0.5 or m =0
3＃
oq m =
2
∑q
η
=
21×60
.11（1.7+0.2）=0。

594or m =0 2。

2。

2按偏心压力法计算：
设此桥有刚度强大的横隔梁，结构长宽比为：
l B =5 1.512.60
⨯=0.6接近0.5 可按偏心压力法计算跨中横向分布系数c m ；半桥各根主梁横截面均相等,梁数n=5，梁间距为1。

60m
图2。

2偏
心压力法计算横向分布系数图示(单位：mm)
1＃粱的横向影响线竖标值为：
∑=5
1
2
i i
a
=2
)6.12(⨯+2
)6.1(+2
)6.1(-+2
)6.12(⨯-=25.60
11η=n
1＋
∑=5
1
i 2
1
2
a i a =5
1+60.25)6.12(2⨯=0.60 15η=n 1－∑=51
i 251 a i
a a =5
1
－0.40=—0。

20
cq m =
2
∑q
η
=
21×80
.460.0×(4.60+2。

80+1.50—0.30）=0。

538 cr m =r η=
80.460.0×(4.80+0。

30+2
75
.0）=0。

684 2#梁的横向影响线竖标值为：
21η=n 1＋∑=51
i 212 a i
a
a =5
1+60.256.12.3⨯=0.40
25η=n 1－∑=51
i 252 a i
a a =5
1－60.25)
2.3(6.1-⨯=0
cq m =
2
∑q
η
=
21×40
.640
.0×（6.20+4.40+3。

10+1.30）=0。

484 cr m =
40.640.0×（6。

40+0.30+2
75
.0）=0。

442 3＃粱的横向影响线竖标值为:
31η=35η=0.2
cq m =0。

4cr m =0.2
2。

2。

3荷载横向分布系数汇总
荷载横向分布系数汇总
梁号 荷载位置 公路—II 级 人群荷载 备注
1#5# 跨中mc 0.538 0。

684 按“偏心压力法" 梁端mo 0。

438 1。

442 按“杠杆原理法” 2＃4＃ 跨中mc 0.484 0。

442 按“偏心压力法” 梁端mo 0。

5 0 按“杠杆原理法” 3＃
跨中mc 0.4 0.2 按“偏心压力法” 梁端mo
0.594
按“杠杆原理法”
2。

2。

4均布荷载和内力影响线面积计算
均布荷载和内力影响线面积计算 类型 截面
公路-Ⅱ级
k q (kN/m)
人群
r q （kN/m)
影响线面积㎡
影响线图式
2
l M
10.5×0.75 =7。

875 3。

0×0。

75 =2。

25 Ω=19。

845
4
l M
7.875
2.25
Ω=14.884
2
l Q
7。

875 2.25 Ω=1。

575
4
l Q
7.875 2.25 Ω=3.54
0Q
7。

875 2.25 Ω=6。

3
2。

2。

5公路—II 级中集中荷载计算： 计算弯矩效应时：
k P =0。

75×［180+
5
50180
360--×（12。

48-5)］=157.8kN
计算剪力效应时：k P =1。

2×157。

8=189.36kN 2.2.6冲击系数
μ取0。

3则(1+μ)=1.3
2。

2。

7跨中弯矩
2
l
M ,剪力
2
l
Q ，四分点弯矩
4
l
M 计算表
跨中弯矩2
l M ，剪力2
l Q ,四分点弯矩4
l M 计算表
2.2。

8计算支点截面汽车荷载最大剪力
绘制荷载横向分布系数沿桥纵向的变化图形和支点剪力影响线如图: 1#5#梁
公路-2级
人群
横向分布系数变化区段的长度: a =3.15m
m 变化区荷载重心处的内力影响线坐标为:
y =1×(12.6-3
1
×3。

15）/12。

6=0。

917
对于1＃5#梁：
均0Q =（1+μ）·])(2
[0y c c k m m a
m q -
-+Ωξ
=1。

3×1×7。

875×[0.538×6.3+
2
1
×3。

15（0。

438-0.538)×0。

917]=36。

2kN
集0Q =i k i y P m ⋅⋅+ξμ）（1 =1。

3×1×0.438×189.36×1。

0=107。

82kN
则公路-II 级作用下,1＃6＃梁支点的最大剪力为：
0Q =均0Q ＋集0Q =36.2+107.82=144kN
计算支点截面人群荷载最大剪力：
r Q 0=y r c r c q m m a
q m -
⋅-+Ω⋅⋅)(2
=0。

684×2。

25×6。

24＋
2
1
×3.15×(1.422-0。

684)×2.25×0.917=12.09kN
对于2＃4＃梁：
人群
公路-2级
图2.4支点剪力计算图（单位:m)
均0Q =（1+μ）·])(2
[0y c c k m m a
m q -
-+Ωξ
=1.3×1×7.875×［0.484×6。

3+
2
1
×3。

15(0。

5—0.484）×0.917]=31.43kN 集0Q =i k i y P m ⋅⋅+ξμ）（1 =1。

3×1×0。

5×189.36×1.0=123。

07kN
则公路—II 级作用下,1＃6＃梁支点的最大剪力为：
0Q =均0Q ＋集0Q =31.43+123。

07=154.5kN
计算支点截面人群荷载最大剪力：
r Q 0=y r c r c q m m a
q m -
⋅-+Ω⋅⋅)(2
=0。

442×2.25×6.3＋
2
1
×3。

15×（0-0.442)×2.25×0.917=4。

97kN 对于3#梁：
人群
公路-2级
图2。

5支
点剪力计算图(单位：m)
均0Q =(1+μ）·])(2
[0y c c k m m a
m q -
-+Ωξ
=1。

3×1×7。

875×[0.4×6.3+
2
1
×3。

15(0.594-0.4)×0.917］=29.45kN 集0Q =
i k i y P m ⋅⋅+ξμ）（1 =1。

3×1×0.594×189.36×1.0=146。

16kN 则公路-II 级作用下,1#6＃梁支点的最大剪力为：
0Q =均0Q ＋集0Q =29。

45+146.16=175.6kN
计算支点截面人群荷载最大剪力:
r Q 0=y r c r c q m m a
q m -
⋅-+Ω⋅⋅)(2
=0。

2×2.25×6.3＋
2
1
×3.15×（0—0.2）×2。

25×0。

917=2.185kN
2。

3主梁内力组合
控制设计的计算内力确定
1#5＃梁
2#4#梁 3＃梁
第3章主梁配筋设计
3。

1跨中正截面强度计算 3.1.1确定翼缘板计算宽度
f
b
2
l M =1074。

62kN ·m ；4
l M =805。

99kN ·/m
确定翼缘板计算宽度
(1）简支梁计算跨径的1/3:12600/3=4200 (2)主梁中心距：1600
(3)b+12f h ':b+12f h '=200+12×120=1640 故取翼缘板计算宽度f b '=1600mm 3.1。

2判断T 型截面类型
选取ＨＲＢ335钢筋,Ｃ30混泥土，
cd f ＝13。

8MPa,sd f ＝280MPa ，td f ＝1。

39MPa ，b ξ=0.56; s a ＝30+0.07h=121㎜,o r =1.0,ho=1300-121=1179㎜;
1
γcd f f b 'f h '(0h —f h '/2）
=
0.11
×13。

8×1600×120×（1179-120/2）=2964。

9kN ·m>2
l M =1074.62kN ·m 中性轴在翼缘板内。

属于第一类T 型梁。

3。

1.3计算混泥土受压高度： X=0h —b
f M h cd d
02
02γ-
=42。

03〈b ξ0h =0.56×1179=660。

24㎜ 且X<f h '=120㎜
所得的受拉钢筋截面面积为s A =
sd
f cd f x b f '=3314.372
mm
选6ø28钢筋，提供的截面面积为36952
mm ,6根钢筋,布置成三排，每排2根,所需的截面最小宽度：
m in b =2×25＋30＋2×30。

5=141㎜〈b=200㎜
受拉钢筋合力受力作用点至梁下边缘距离为s a =30+30。

5+30。

5/2+30=105。

75㎜
0h =h —s a =1300—105。

75=1194.25㎜
ρ=%45
sd
td
f f =45×1。

39/280%=0.22％〉0.2％ 取min ρ=0。

2% 而ρ=
bh A s
=1.57%>0.2%
配筋率满足《公桥规》要求。

3.1。

4承载力复核
⑴钢筋布置符合规范要求。

⑵判断T 形截面的类型： X=
'
f
cd s
sd b f A f =46。

86〈f h '=120㎜ 属于第一类截面。

⑶承载力验算：
L/2截面出承载力验算
d M '=)2
(0'x
h x b f f cd -
=13。

8×1600×46.86×(1179-21
×46。

86）=1195.63kN/m 〉2
l M =1074。

62kN/m L/4截面出承载力验算：
d M '=sd f s A （0h -2x ）=280×3695×(1179—2
1
×46.86)=1195.5kN ·m 〉4
l M =805。

99kN ·m
经检验，结构安全.
3。

1。

5正截面尺寸图
图正截面尺寸图(单位:
3.2斜截面承载力、剪力筋设计 3.2.1验算截面尺寸
0d V =337.97kN
d V 0γ≦0,31051.0bh f k cu -⨯
d V =
401051.00.113-⨯⨯×200×[1300—（30+
2
5.30)]=658.68kN 〉0
d V =337。

97kN 该T 形粱满足尺寸要求.
3.2.2核算是否需要根据计算配置箍筋
若满足0
0d V γ≦0231050.0bh f a td -⨯则此粱段范围内可仅根据构造要求设置箍筋。

0231050.0bh f a td -⨯=31050.0-⨯×1.0×180×1.65×[1300—(30+
2
5
.30）]=163。

88kN> 20L
d V γ=107。

56kN
固在近跨中区段可仅根据构造要求设置箍筋。

3。

2.3剪力钢筋设计 (一)剪力图划分 ⑴绘剪力图,如图
⑵计算不需要配置计算剪力筋区段长度x
6300x =163.88107.56658.68107.56-- x =643。

81mm
所以按计算设置剪力钢筋粱段长度为1L =6300—643.81=5656。

19㎜ ⑶计算'
d V （距支座中心
2
h
处截面的计算剪力) 2
h
=1300/2=650㎜ 'd V =107.56+6300650
6300
-×（337。

97-107。

56）=314。

2kN
其中，应由混泥土和箍筋承担的计算剪力
cs V =0.6'd V =188。

52kN
应由弯起钢筋承受的计算剪力
sb V =0.4'd V =125.68kN
（二)箍筋设计
采用直径为ø8的双肢箍筋，sv A =svi sv A n =2×50.3=100。

62mm ，一般受弯构件中箍筋常按等间距布置，为了计算简便，计算公式中纵筋配筋百分率p 及截面有效宽度0h 均取跨中及支点截面的平均值.
2
l p =1002
l ρ=100
0bh A s ==100×3314.37200(1300121)
⨯-=1.41 0p =1000ρ=100×
1105.09
2001034.75
⨯=0.52
P =
2
2
o
l p p +=0.97
0h =1194.251224.752
+=1209.5㎜
由式
v S =
2
02
0,62321)
()6.02(102.0d sv sv k cu V bh f A f p a a ξγ+⨯-
=2262
2
1.0 1.10.210(20.60.97)100.61952001209.5(0.6 1.0314.2)
-⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯⨯=457。

01㎜ 取v S =4502mm 并根据《公桥规》要求，支座中心至h/2=550㎜范围内取v S =100㎜,k ρ=
v sv bS A =100.6200450
⨯=0。

00118〉min ρ （三）弯起钢筋设计： ⑴第一排弯起钢筋计算：
根据《公桥规》规定，计算第一排弯起钢筋时取用距支座中心h/2=550处由第一排弯起钢筋承担的剪力vsb1,即1sb V =122.58kN
1sb A =
o
sd sb Sin f V 451075.031
0-⨯γ
=
31.0125.68
0.751028045
o
Sin -⨯⨯⨯⨯=846.392mm 加韩２ø２８，供给面积1230.882mm >846。

392mm .
⑵第二排弯起钢筋计算:
第二排弯起钢筋时，取第一排弯起钢筋起点处由弯起钢筋承担的那部分剪力值，此时，第一排弯起钢筋弯起段的水平投影长度计算如下（设净保护层厚为30㎜,上部架立筋为2ø34)
1L =h —2×保护层厚-伸d -架d —弯d 1L =1300—2×30－34－30.5－20=1155.5㎜ 2sb V =107.56+63001155.5
6300
-×（337.97-107.56)—188。

32=107。

19kN
2sb A =
o
sd sb Sin f V 45
10
75.03
2
0-⨯γ
=
31.0107.190.751028045
o
Sin -⨯⨯⨯⨯=721.862
mm 弯起2ø28，供给面积1230。

882
mm >721。

862
mm ⑶第三排弯起钢筋计算：
2L =1L —弯d =1155.5-30.5=1125㎜ 3sb V =107。

56+(337.97-107.56)×
63001155.51125
6300
--—188。

52=66.05kN
3sb A =
o
sd sb Sin f V 45
10
75.03
3
0-⨯γ
=
31.066.050.751028045
o
Sin -⨯⨯⨯⨯=444.72
mm 弯起2ø28，供给面积1230.882mm 〉444。

72mm ⑷第四排弯起钢筋计算：
3L =2L +弯d =1125-30.5=1094。

5㎜ 4b V =107.56+(337。

97—107。

56)×
63001155.511251094.5
6300
---—188.52=26.016kN
4sb A =
o
sd sb Sin f V 45
10
75.03
4
0-⨯γ
=
31.026.010.751016045
o
Sin -⨯⨯⨯⨯=175。

22
mm 加焊2ø16,供给面积4022mm 〉175。

22mm 3.3全梁承载力校核
3.3。

1跨中截面所能承担的最大弯矩计算 X=
'f
cd s sd b f A f =46。

86〈h f '
=120㎜、 d M '=)2
(0'x
h x b f f cd -
=13。

8×1600×46。

86×(1179-
21
×46.86)=1195。

63kN ·m 〉2
l M =1074.62kN ·m 3。

3.2 L/4截面承载力校核
弯起钢筋的水平投影长度L 计算
L=h/2+21L L ++L=650+1155。

5+1125=2930.5〈L/4=3150mm 故：L/4处的承载力为全梁最大承载力
4
l M =805。

99kN ·m 〈d M '1195。

63kN ·m
故此截面安全
3。

3.3绘制承载力图：如图3。

1并进行全梁承载力校核
梁中心线
图3.1
(单位
)
3.4裂缝验算
23695mm A s =043810.0180.022001209.5
s A bh ρ=
==<⨯取0.018ρ= 荷载短期效应组合弯矩：
6
0456.95
0.7
333910.730.54610.51 1.3
610.510132.430.870.8743811209.5
s s s s M M M M KN m M MPa
A h μσ=++=+⨯+=⋅+⨯=
==⨯⨯车短恒。

荷载长期效应组合弯
矩:
13456.950.4()333.910.4(30.54)486.7261 1.3
1.0
l M M M M KN m C C μ=+⨯+=+⨯+=⋅+==车人恒现 对于短期静荷载0.12=C ,最大裂缝宽度为：
()1235(30)/[(0.2810)]
1.0 1.0 1.013
2.43(3030.5)/0.2100.28100.0180.089[]0.2fk s s fk W C C C d E mm W mm
σρ=++⎡⎤=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯=<=⎣⎦长期荷载作用时
210.5/10.5486.726/610.5 1.8l s C M M =+=+⨯=最大裂缝宽度为:
[]mm W mm W fk fk 2.017.012.039.0=<=⨯= 3.5变形验算
C30混凝土：MPa E c 41025.3⨯=MPa E s 5
100.2⨯= 54'202/ 2.010/3.2510 6.151()2
11600 6.154381(1209.5)2
Es s c f Es s E E MPa
b x A h x x x αα==⨯⨯==-⨯=⨯⨯-'185.69120f x mm h mm =>=
按第二类计算
''2'2
'20
2'
3
'3'2100() 6.154381120(1600200)1074.7200()2120(1600200)2 6.1543811209.5426677.4200182.90()()() 3.981033Es s f f f f Es s f f f cr Es s A h b b A mm b h b b A h B N mm b
x A mm b x x h b b I A h x ααα+-⨯+⨯-=
==-+⨯-+⨯⨯⨯===⋅=-=--=-+-=⨯4
mm T 梁全截面换算面积
''02()(1)2001300(1600200)120(6.151)4381450562.15f f Es s
A bh h b b A mm α=+-+-=⨯+-⨯+-⨯=受压区高度
2'2'00
32'3
'''2200311()(1)2
21120013001300(1600200)120120(6.151)43811209.522407.6450562.5
11(/2)()()(/2)(1)()1212
1200130020012f f Es s f f f f Es s bh h b b A h x A mm I bh bh h x h b b h b b h x A h x αα+-+-=⨯⨯⨯+⨯-⨯⨯+-⨯⨯===+-+-+--+--=⨯⨯+2322
102
11300(1300/2407.6)(1600200)12012
(1600200)200(407.6120/2)(6.151)4381(1209.5407.6)5.2110mm ⨯⨯-+⨯-⨯+-⨯⨯-+-⨯⨯-=⨯计
算开裂刚度43.2510c E MPa =⨯
全截面抗弯刚度152000.95 1.6110c B E I N mm ==⨯⋅ 1521.2910cr c cr B E I N mm ==⨯⋅全截面换算截面受拉区边缘是弹性抵抗矩
10
8300 5.21100.58101300407.6
I W mm h x ⨯===⨯--全截面换算截面面积矩 2''2'0))((2121f f f h x b b x b S ---==22111600407.6(1600200)(407.6120)22
⨯⨯-⨯-- =830.5810mm ⨯
808
0220.7510 2.590.5810S W γ⨯⨯===⨯820 2.59 2.010.5810301.9cr tk M f W KN mm γ==⨯⨯⨯=⋅ 15
1520
1522220151.61100.7610301.9301.9 1.6110()[1()]()[1()]610.5601.50.7510cr cr s s cr B B N mm M M B M M B ⨯===⨯⋅⨯+-⨯+-⨯计算人群荷载和汽车荷载（不计冲击力）作用下梁的挠度
62215456.95(25)1011260055 1.38.192148480.7610600
p p M l l f mm mm B +⨯⨯==⨯=<=⨯
符合要求
计算结构物恒载弯矩作用下梁的挠度
262
1555333.9110126007.2748480.7610
g c cr Ml f mm E I ⨯⨯==⨯=⨯荷载短期效应组合并考虑荷载长期效应影响产生的长期挠度
(0.7)(8.190.77.27) 1.621.257.8751600
g p l f f mm mm θη+=+⨯⨯=>=按《公桥规》规定必须设置预拱度
预拱度跨中值
0.70.77.27()(8.19) 1.617.175222p
g f f mm θη⨯+=+⨯=。