一、设计目的

通过本课程设计，切实掌握钢筋混凝土结构设计原理的主要理论知识，培养设计动手能力。初步学会运用桥涵设计规范进行结构设计，估算工程材料数量，以及进一步掌握工程制图能力，为桥梁设计奠定基础。

二、设计资料

1、公路钢筋混凝土桥的主梁全长L=15.96m、19.96m、21.96m、23.96m，计算跨径=15.5m、19.5m、21.5m、23.5m，主梁间距1.6m、2.0m、2.2m、2.4m，横隔梁间距为3.85m、4.85m、5.35m、5.85m，主梁为装配式T梁，采用焊接钢筋骨架设计，主梁示意图如图1所示：

图1 主梁示意图（L=19.96m）

2、设计荷载

设计安全等级：二级；Ⅰ类环境条件。

铺装层沥青混凝土容重，铺装层：混凝土厚8cm，沥青混凝土厚5cm。

主梁自重按钢筋混凝土容重计算，均布活载见下表：

单位：

计算行车道板时，翼缘板边端需另加一个集中力，对公路—Ⅱ级P=13.0KN（在单位板上），对公路—Ⅰ级，P=14.0KN。

3、材料

主钢筋：HRB335钢筋，构造钢筋：R235钢筋，混凝土：C30。

4、设计规范：

《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)

《钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）

三、设计要求与内容

要求编制计算说明书一份；用2号图纸绘制T梁结构配筋图T梁纵、横截面图各一张，并要求算出工程材料（钢筋、混凝土）用量。

设计计算内容：

1、拟定主梁、横隔梁截面尺寸。

2、计算荷载效应。

3、桥面板配筋设计计算。

4、主梁配筋设计计算。

5、主梁裂缝宽度验算。

6、主梁挠度验算。

第一部分 主梁尺寸拟定与荷载效应计算

（一）拟定主梁、横隔梁尺寸

主梁翼缘宽度 按主梁间距减去2cm拼装缝。

主梁高度h，主梁腹板厚度b，翼缘板厚度 按教材进行初步估算。

横隔梁高度和宽度：取主梁高度3/4，横隔梁上部较下部宽度略宽1~2cm，做成楔形，以便脱模。

（二）荷载效应计算

1、行车道板（翼缘板）设计计算

视每侧翼缘板在主梁处固结，按固端悬臂梁设计，板的计算宽度取单位长度1m，其上荷载除自重和均布活载处，尚需考虑悬臂端的集中力作用。

2、主梁设计计算

根据主梁初估尺寸，估计每延米的自重（KN/m）。

横隔梁自重原为集中荷载，计算时可分摊在计算跨度范围内，与桥面铺装按均布荷载（KN/m）计算。

3、T形梁翼缘板有效宽度计算，按《钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）4.2.2条或按教材有关内容确定。

4、主梁弯矩取处为控制截面，根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)4.1.6、4.1.7条进行荷载组合（题给活载视为汽车荷载），求出各控制载面的荷载效应，并根据画出弯矩包络图。

行车道板取悬臂根部为控制截面，取1m板宽求出

5、主梁剪力要求利用支点和跨中两个截面的最大剪力，根据根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)4.1.6、4.1.7条进行荷载组合，求出控制截面的荷载效应，画出剪力包络图。

6、弯矩包络图和剪力包络图按照合适的比例用坐标纸绘出。

第二部分 截面配筋设计

（一）行车道板与主梁的正截面强度设计

根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)4.1.6条，正截面强度设计按承载能力极限状态设计，作用效应组合采用基本组合，并根据已拟定的截面尺寸对控制截面进行配筋计算。

（二）行车道板与主梁的正截面强度验算

1、根据已配置钢筋对控制截面进行承载力验算；

2、截面取小配筋率按（JTG D62-2004）9.1.12条检算；

3、截面保护层规定按（JTG D62-2004）9.1.1条检算；

4、行车道板与主梁钢筋间距规定按（JTG D62-2004）9.2.3、9.3.4条检算；

（三）主梁的斜截面钢筋设计

1、按（JTG D62-2004）9.3.10条确定钢筋混凝土梁支点处的钢筋数，并计算支点处有效高度。

2、按（JTG D62-2004）5.2.9条对由正截面强度所决定的截面尺寸作进一步验算，如不符合，应考虑加大截面尺寸或提高混凝土标号。

3、按（JTG D62-2004）5.2.10条验算构件是否需要进行斜截面抗剪强度计算。

4、按（JTG D62-2004）5.2.11、9.3.11条进行弯起钢筋及斜筋配置。

5、按（JTG D62-2004）5.2.11条进行抗剪箍筋配置。

6、箍筋的最小配筋率、间距、直径按（JTG D62-2004）9.3.13条选用。

7、箍筋间距可取全梁统一值，也可分段取不同间距。

（四）全梁正截面抗弯承载力校核

上面所进行的正截面强度计算，只是在发生最大荷载效应的一个控制截面上进行的，对其它截面并未涉及，对全梁弯矩承载能力校核量，通常采用作图法来校核，并符合（JTG D62-2004）9.3.11条要求。

（五）全梁斜截面抗剪承载力校核

1、对已设计好的受弯构件进行斜截面抗剪强度复核，所选择的控制截面按（JTG D62-2004）5.2.6条采用。

2、斜截面的综合抗剪能力按（JTG D62-2004）5.2.7条采用。

3、斜截面水平投影长度C按（JTG D62-2004）5.2.8条采用。

（六）全梁斜截面抗弯承载力校核

钢筋混凝土梁沿斜截面破坏的形式，除了由最大剪力引起的剪切破坏以外，还可能发生沿斜截面由最大弯矩引起的弯曲破坏，所以应该对斜截面抗弯强度进行验算。

斜截面抗弯强度验算按（JTG D62-2004）5.2.12条采用。

第三部分 按正常使用极限状态验算裂缝与变形

（一）裂缝宽度验算

按（JTG D62-2004）6.4条验算。

（二）变形验算

按（JTG D62-2004）6.5条验算。

第四部分 制图与编写计算说明书

（一）制图

1、在2号图纸上进行图幅布置，按规定绘出边框及图签。绘出轮廓尺寸图、配筋立面总图、1/2与支点剖面图、钢筋详图。

2、根据轮廓尺寸图、钢筋详图、计算工程材料（钢筋、混凝土）数量。

3、按制图要求完成正式图。

（二）计算说明书

计算书要求按照科技文献格式要求撰写，正规装订、字迹工整，图面清洁，有公式，有算式和说明并附有必要的示意图。

（三）分组说明

课程设计原则上2人一组，一种跨径可以分为6组、总共分为24组。分组方式由各班自行确定，并且上报分组名单。