《桥梁工程概论》课程设计。
题目:装配式钢筋混凝土简支t形
梁桥设计(上部结构)
专业: 土木工程。
学号: 080318028
姓名王育涵
指导老师陈艳玮
四川大学锦城学院。
第一章设计任务书。
1.1 基本设计资料。
1.1.1 跨度和桥面宽度。
1) 标准跨径: 22.8m(墩中心距离)
2) 计算跨径: 22.3m(支座中心距离)
3) 主梁全长: 22.76m(主梁预制长度)
4)桥面净空: 净7m(行车道)+2×1m人行道。
1.1.2技术标准。
1) 设计荷载标准:公路-ⅱ级,人行道和栏杆自重线密度按单侧6kn/m计算,人群荷载3kn/m2
2) 环境标准:ⅰ类环境。
3)设计安全等级:二级。
1.1.3 主要材料。
1) 混凝土:混凝土简支t梁及横梁采用c40混凝土;桥面铺装上层采用0.03m沥青混凝土,下层为0.
06~0.13m的c30混凝土,沥青混凝土重度按23kn/m3,混凝土重度按25kn/m3计。
2)钢筋:主筋用hrb335,其它用r235
1.1.4 构造形式及截面尺寸。
图1 桥梁横断面和主梁纵断面图(单位:cm)
如图1所示,全桥共由5片t形梁组成,单片t形梁高为1.4m,宽1.8m;桥上的横坡为双向2%,坡度由c30混凝土混凝土桥面铺装控制;设有5根横梁。
第二章主梁的荷载横向分布系数计算。
2.1主梁荷载横向分布系数的计算。
2.1.1 刚性横梁法计算横向分布系数。
因为每一片t型梁的截面形式完全一样,所以:
式中,n=5, =2×(3.6)m=32.4 m
表2.1 值计算表。
计算横向分布系数:
根据最不利荷载位置分别布置荷载。布置荷载时,汽车荷载距人行道边缘距离不小于0.5m,人群荷载取3kn/m,栏杆及人行道板每延米重取6.
0kn/m,人行道板重以横向分布系数的方式分配到各主梁上。
图2.1 横向分布系数计算图式(单位:mm)
从而可以得出各梁在不同荷载作用下的分布系数:
汽车荷载:m=0.5×(0.5355+0.3387+0.1900-0.0100)=0.5223
m=0.5×(0.3637+0.2689+0.1926+0.095)=0.4609
m=0.5×(0.2+0.2+0.2+0.2)=0.4
人群荷载:m=0.6445 m=0.4221 m=0.2×2=0.4
人行道板:m=0.6492-0.25=0.4
m=0.4247-0.025=0.4 m=0.2+0.2=0.4
2.1.2 杠杆原理法计算梁端剪力横向分布系数。
端部剪力横向分布系数计算图式见下:
图2.2 梁端剪力横向分布系数计算图式(尺寸单位:mm)
汽车荷载:m=0.5×0.6475=0.3238m=0.5×1.0=0.5
m=0.5×(0.9444+0.3333)=0.6389
人群荷载:m=1.2222 m=-0.2222 m=0
第三章主梁的内力计算。
3.1 永久作用效应。
3.1.1 永久荷载:
假定桥面构造各部分重力平均分配给主梁承担,则永久荷载计算结果如下表所示。
表3.1钢筋混凝土t形梁永久荷载计算表。
人行道重力按人行道板横向分布系数分配至各梁的板重为:
1号梁 mq=0.3992×6=2.3952kn/m 2号梁 mq=0.3997×6=2.3982kn/m
3号梁mq=0.4×6=2.4kn/m
表3.2 各梁的永久荷载值(单位(kn/m)
3.1.2 永久作用效应计算。
表3.3 影响线面积计算表。
3.2 可变作用效应。
3.2.1 汽车荷载冲击系数计算:
结构的冲击系数和结构的基频f相关,计算公式为。
i=×(180-18) ×13+(180-18) ×41.09-)
×18×140+18×140×(-41.09) cm
8771607 cm
由于1.5hz,那么:
由此可得:1+=1+0.2655=1.2655
3.2.2 公路-ⅱ级均布荷载q
q=10.5×0.75kn/m=7.875kn/m
计算弯矩时:计算剪力是:p=186.9×1.2=224.28kn/m
按最不利方式布载可计算车道荷载影响线面积,计算过程见表5,其中v1/2的影响线面积取半跨布载为最不利,表3.4 公路-ⅱ级车道荷载及其影响线面积计算表。
每延米人群荷载:q=3×1kn/m=3kn/m
3.2.3 可变作用弯矩效应计算。
弯矩计算公式:,由于只能布置两车道,则车道荷载横向折减系数=1.0,计算跨中和l/4处弯矩时,可近似认为荷载横向分布系数沿跨长方向均匀变化,因此沿主梁的纵向相同。
表3.5公路-ⅱ级车道荷载产生的弯矩计算表。
表3.6 人群荷载产生的弯矩计算表。
永久作用设计值与可变作用设计值的分项系数为:
永久荷载作用分项系数: 汽车荷载作用分项系数:
人群荷载作用分项系数: 基本组合公式如下:
表3.7 弯矩基本组合计算表。
3.2.4 可变作用剪力效应计算。
在进行可变作用的剪力计算时,应计入横向分布系数沿主梁纵向桥跨方向的影响。通常按如下方法处理:先按跨中的由等代荷载计算跨中剪力效应;再用支点剪力荷载分布系数并考虑支点至l/4为直线变化来计算剪力效应。
表3.8永久作用效应计算表。
1) 跨中截面剪力的计算公式为:
表3.9公路-ⅱ级车道荷载产生的跨中剪力计算表。
表3.10人群荷载产生的跨中剪力计算表。
2) 支点处剪力的计算。
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