-
现浇钢筋混凝土简支箱形梁主梁设计
一、设计资料
1.
设计荷载
汽车等级
:
公路
Ⅱ
< br>级。
二期恒载：
15kN/m
。
结构重要性系数
< br>1.0
。
2.
材料规格
混凝土：
C30~C40
。
< br>主筋：采用
HRB400
级钢筋；直径小于
12mm
采用
HPB300
级钢筋。
3.
设计规范
《公路桥涵施工技术规范》（
2004
）
《公路桥涵设计通用规范》（
2015
）
4.
跨径与梁高
学号
29
标准跨径
L
b
20
梁长
L
L
b
-0.04=19.96
计算跨径
L
0
L
b
-0.4=19.6
桥宽
B
7.0
表
1.<
/p>
跨径与梁高
(
单位：
m)
二、设计内容
1.
截面尺寸拟定
2.
内力组合
3.
正截面承载力计算（选择钢筋并复核截面强度）
4.
斜截面承载力配筋设计
5.
裂缝及变形计算
6.
钢筋配置原则及耐久性设计
<
/p>
7.
绘制钢筋图，编制工程数量表（
2<
/p>
张以上
A3
图纸）
三、设计内容
正文内容：三号仿宋字
+
Times New Roman
标题
三号加粗
行间距：
< br>1.5
倍字符
四、时间安排
课程设计时间为：第
19
周
19.5m
跨现浇钢筋混凝土简支箱梁主梁设计
设计任务书
第一章
截面尺寸拟定
1.1
截面尺寸拟定
箱形截面具有良好的抗弯和抗扭特性，箱形截面的顶板
和底板是结构提供抗弯能
力的主要部位，箱梁腹板主要承受
结构的弯曲剪应力以及扭转剪应力引起的主拉应力。广
泛应
用于桥梁建设。
普通钢筋混凝土箱梁可应用于
10~30m
跨径。
预应力混凝土箱梁为大跨度梁桥
中主要断面形式，预应力混
凝土梁桥从
30m~300m
均大量应用箱形截面。
本次设
计的现浇钢筋混凝土简支箱梁跨度为
19.5m
，桥
宽
7.0m
。
汽车等级
:
公路
Ⅱ
级，二期恒载：
15kNm
。
<
/p>
根据一般普通钢筋混凝土梁的高跨比为（
1/16~1/10
），
本次设计取梁高为
1.5m
，相当于跨径的
1/13
。
箱梁悬臂长
1.5m
，底板宽
4m
。顶板厚度取
25cm
，底板
厚度
22cm
，腹板厚
度取
45cm
。
箱梁悬臂端高
20cm
，箱梁悬臂端根部为
45cm
。
腹板与底板之间设置加掖，尺寸为
10
cm×
10 cm
；腹板
与顶板之间设
置加掖，尺寸为
10 cm×
60
cm
。
全桥在纵向上采用一个截面。
箱梁的断面构造图如图
1
。
图
1
箱梁的断面构造图
第二章
内力组合
一
.
简支梁跨中处弯矩效应
1
、恒载效应
根据
《公路通规》
规定，
按体积计算
的含筋量：
小于
2%
时，采用
25kN/m
3
；等于或大于
< br>2%
时，可采用
26kN/m
3
。计
算中取混凝土容重为
26kN/m
3
。箱梁截面为
4.102m
2
，主梁
自重：
q
1k
=4.102m
2
×
26kN/m
3
=106.7k
N/m
二期恒载
q
1ak
=15kN/m
跨中恒载弯矩：
M
Gk
=(
q
1k
+
q
1ak
)×
l
0
2
/8=(10
6.7+15)×
19.10
2
/8=
5549.7kN·
m
2
、汽车效应
公路
—
Ⅰ级车道荷载的均布荷载标准值为
q
K
=10.5kN/m
，公路<
/p>
—
Ⅱ级车道荷载的均布荷载标准值
q
K
按
公路
—
Ⅰ级车道荷载的
0.75
< br>倍采用，即为
q
Q1k
=10.
5×
0.75=7.875kN/m
单车道跨中弯矩汽车效应
均布荷载部分：
q
Q1k
×
l
0
2
/8=7.875
×
19.1
2
/8=359.2kN·
m
集中荷载标准值：
P
K
=2×
（
l
0
+130
）
=2×
(19.1+130)=298.2kN
单车道跨中弯矩汽车效应集中力荷载部分弯矩：
P
K
l
0
/4=298.2×
19.1/4=1424.0kN·
m
跨中两车道弯矩汽车效应：
M
Q1k
=2×
(359.2+1424.0)
=3566.4kN·
m
3
、荷载组合
基本组合：
S
ud
=
γ
0
（
1.2
M
Gk
+1.4
M
Q1k
）
=1.0×
(1.2×
5549.7+1.4×
3566.4)=11652.6kN·
m
< br>频遇组合：
S
fd
=
γ
0
（
M
Gk
+0.7
M
Q1k
）
=1.0×<
/p>
(5549.7+0.7×
3566.4)=8046.2kN·
m
准永久组合：
S
< br>qd
=
γ
0
（
M
Gk
+0.4
M
Q1k
）
=1.0×
(5549.7+0.4×
3566.4)
=6976.26kN·
m
二
.
简支梁支座处剪力效应
设计中，相关剪力
组合的验算内容有斜截面抗剪设计，
为基本组合。因而计算剪力效应组合时，仅作基本组
合。
（
1
）
恒载效应
主梁自重：
q
1k
=106.7kN/m
，二期恒载：
q
1ak
=15kN/m
，
q
1
=106.7+15=121.
7kN/m
。
在支座处的剪力值为：
V
0
，
q
1
=
V
L
，
19.6/2=1162.3kN
q
1
=121.7×
在跨中处的剪力值为：
V
L/2
，
q
1
=0 kN
（
2
）汽车效应
单车道荷载的均布荷载标准值：
q
Q1k
< br>=7.875kN/m
单车道荷载的均布荷载标准值在支座处的剪力值为：
V
0
，
qQ1k<
/p>
=
V
L
，
qQ1k
=7.875×
19.1/2=75.3kN
单车道荷载的均布荷载标准值在跨中处的剪力值为：
V
L/2
，
qQ1
k
=0kN
集中荷载标准值：
P
k
=299.6kN
，计算剪力时集中荷载
标准值
需乘上
1.2
的系数。
单车道荷载的均布荷载标准值在支座处的剪力值为：
V
0
，
Pk
=
V
L
，
Pk
=1.2×
299.6=359.52kN
单车道荷载的均布荷载标准值在跨中处的剪力值为：
V
L/2
，
Pk
=1.2×
299.6/2=179.8kN
（
3
）各种效应基本组合
双车道在支座处的剪力值的基本组合为：
V
0
=
V
L
=1.2
V
0
，
q
1
+1.4×<
/p>
2×
(
V
0
，
qQ1k
+
V<
/p>
0
，
Pk
)
=1.2×
1158.5+1.4×
2×
(75.3+357.84)=2603.0kN
双车道在跨中处的剪力值的基本组合为：
V
0
=
V
L
=1.2
V
L/2
，
q
1
+1.
4×
2×
(
V
L/2
，
qQ1k
+
< br>V
L/2
，
Pk
)=501.0kN
由以上计算支点及跨中剪力值，剪力方程为：
V
X
?
2603<
/p>
.
0
?
501<
/p>
.
0
x
（
5
）设计
截面剪力设计值
计算中，取
h
/2
处进行抗剪承载力验算截面。
采用简化计算方法，将计算投影取
c
=
h
0
，即
V
d
取（
h
/2+
h
0
）
=2.930m
处对应的剪力值。
V
d
?
2603
.
0
?
501
.
0
?
2
.
< br>93
?
1135
.
1
三
.
< br>箱梁有效宽度计算
梁高
h
=150cm
，
b
1
=
b
4
=
150cm
，
b
2
=
b
3
=
b
5
=
b
6
=155cm
，
未满足
h
≥
b
i
/0.3
的条件，需进行翼缘有效宽度的计算。
（
1
）
b
m
1
、
b
m
4
：
ρ
f1
=-6.44(
b
i
/
l
i
)
4
+10.10(
b
i
/
l
i
)
3
-3.56(
b<
/p>
i
/
l
i
)
2
-1.44(
b
i
/
l
i
)+1.08
=-6.44
×
(150/1910)
4
+10.10
×
(150/1910)
3
-3.56
×
(150/1910)
2
-1.44
×
(150/1910)
+1.08=0.950
b
1
=
b<
/p>
4
=150×
0.950=147.25
cm
。
（
2
）
b
m
2
、
b
m
3
、
b
m
5
、
b
m
6
< br>
ρ
f
=-6.44(
b
i
/
l
i
)
4
+10.10(
b
i
/
l
i
)
3
-3.56(<
/p>
b
i
/
l
i
)
2
-1.44(
b
i
/
l
i
)+1.08
=-6.44
×
(155/1910)
4
+10.10
×
(155/1910)
3
-3.56
×
(155/1910
)
2
-1.44
×
(155/1910)+1.08=0.945
b
2
=
b
3
=
b
2
=
b
3
=155×
0.945=146.48cm
。
（
3
）上缘有效宽度：
b
'
f
=
b
m
1
< br>+
b
+
b
m
2
+
b
m
3
+
b
+
b
m
4
=147.
25+45+146.48+146.48+45
+147.25=677.5cm
。
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