桥梁工程课程设计

发布 2022-10-04 17:05:28 阅读 9582

普通钢筋混凝土t形简支梁桥课程设计。

1.设计资料。

1. 桥面净宽:净—9(行车道)+2*1m(人行道)+2*0.25(栏杆)

荷载:公路-ⅰ级。

人群2.5kn/m

人行道+栏杆=5kn/m。

2. 跨径及梁长:标准跨径。

计算跨径。主梁全长。

3. 材料: 主筋hrb335, 混凝土标号c40

4. 技术规范:《公路桥涵设计通用规范》(jtgd60—2004)

公路钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》(gtgd62—2004)

5. 参考资料。

结构设计原理:叶见曙,人民交通出版社;

桥梁工程:姚玲森,人民交通出版社;

混凝土公路桥设计:

6.桥梁横断面图和主梁纵剖面图如下。

图1(a)注:高跨比 =29.96m h=1.9m。 梁肋宽度取为18cm , 翼板端部尺寸取10cm , 根部尺寸,取=20cm

图1(b)2.行车道板计算。

2.1汽车荷载产生的内力。

将后轮作用在铰接缝的轴线上,作用力p=140kn。对于车轮荷载中后轮的着地宽度长度,宽度。

1)、车轮荷载在板上的分布图形。

2)、荷载分布的有效宽度。

冲击系数:

单个车轮:

两个车轮:

3)、作用在每米宽板条上弯矩。

单个车轮:两个车轮:

4)作用在每米板条上的剪力为:

单个车轮:

两个车轮:

2.2恒载及其内力。

荷载ⅰ级,桥面铺装8cm沥青混凝土和10cm 厚的的砼垫层,t梁材料的重度,以纵向1m宽板条进行计算。

1、每米板上的横载g:

桥面铺装层(沥青砼面层)g1:0.08231.0 = 1.84

的砼垫层g2:0.101.025 = 2.50

t梁自重g3:

合计: 2、每米宽板条的横载内力。

2.3荷载组合。

横载+汽车荷载。

2.4 配筋。

ⅰ类环境、、

1、 x:悬臂梁根部的高度h=18cm, 净保护层2cm, 取hrb335直径为14mm., 有效宽度。

解得。2、 as 按规范d62 5.2.2 条。

3、 配筋。

按间距16cm配置,每米宽配筋板宽配筋,故满足要求。

4、尺寸验算。

按d62 5.2.9 抗剪上限值验算。

按d62 5.2.10 抗剪下限值验算。

故不需进行斜截面抗剪承载力验算,按构造要求配置分布钢筋,故分布钢筋φ10 @ 25

5、承载力验算。

故满足要求。

3、荷载横向分布系数计算。

3.1杠杆原理法。

基本假定:忽略主梁之间横向结构的联系作用,即假设桥面板在主梁上断开,而当作是沿板横向支撑在主梁上的简支梁或悬臂梁考虑。

当荷载作用在支点处时,应按杠杆原理法计算荷载的横向分布系数。

荷载的横截面如下:

理论上进行汽车布载时,可以布置3辆,但考虑到道路建成后发生这种概率的可能性很低,故只布置2辆,如上图所示。

首先绘制1号梁、2号梁、3号梁、4号梁的影响线,如下图所示。

在根据《公路桥梁设计通用规范》规定在横向影响线上确定荷载沿横向最不利布载。例如,对于车辆荷载规定的车轮横向轮距1.8m,两汽车车轮的横向最小间距1.

3m, 车轮距人行道缘石最少0.5m, 求出相应荷载影响线的竖标后,就可以得到和再分给相应梁的最大荷载:

1号梁的最大荷载:

人群荷载:

车辆荷载:

其中和相应为汽车荷载轴重和每延米跨长的人群荷载。

故:、 同理,2号梁最大荷载值:

车辆荷载:

人群荷载:

由于人行道上没有布载,因为人行道荷载引起的负反力反而会减小对2号梁受力的影响,故。

同理,3号梁的最大荷载为:

车辆荷载:

人群荷载:

而后可知,4号梁、5号梁与3号梁一样, 、

6号梁与2号梁一样, 、

7号梁与1号梁一样, 、

4.主梁内力计算。

4.1恒载内力计算。

1.恒载集度。

横隔梁:对于边主梁:

对于中主梁:

桥面铺装层:

栏杆和人行道:

作用于边主梁的全部荷载g为。

作用于中梁的全部荷载g为。

2 恒载内力。

计算主梁的弯矩与剪力。

1)①边主梁跨中弯矩。

跨中处剪力为零。

支座截面最大剪力为。

①中主梁跨中弯矩。

跨中处剪力为零。

支座截面最大剪力为。

横载内力汇总。

4.2活载内力计算。

荷载横向分布系数汇总。

计算公路--ⅰ级荷载的跨中弯矩。

简支梁桥的结构基频:

其中=2.156×10ns/m

f==4.058h

按d60第条之5 ,当1.5hzf14hz时。

则。双车道不折减。

故得。3)计算人群荷载跨中弯矩。

4)计算跨中截面车道活载最大剪力。

鉴于跨中剪力影响线的较大坐标处于跨中部分,故也采用全跨统一的荷载横向分布系数来计算。

的影响线面积:

故得 5)计算跨中截面人群荷载最大剪力。

(6)支点处车道荷载最大剪力。

作为荷载横向颁布系数沿桥跨方向变化图形和支点影响力影响线。

横向分布变化区段长度:a=×29.5-4.85=9.90m

对应支点剪力影响线的荷载位置。

附加三角形荷载重心影响线坐标为:

且。故公路-ⅰ级荷载支点剪力为:

q=289.44-135.35

154.09kn

7)计算支点截面人群荷载最大剪力。

人群荷载的横向分布系数如图所示。

15.15kn

对于2号梁:

m=1464.88kn·m

m=122.65kn·m

跨中活载最大剪力。

q=82.66kn

q=4.15kn

支点载面车道荷载最大剪力。

q=178.53+δ

31.130kn

故公路-ⅰ级荷载支点剪力为。

q=178.53+31.130

209.660kn

支点处人群荷载最大剪力。

=6.15kn

对于3号梁。

m=1047.85kn·m

m=72.89kn·m

跨中活载最大剪力。

q=78.58kn

q=2.85kn

支点载面车道荷载最大剪力。

q=151.30+δ

13.32kn

故公路-ⅰ级荷载支点剪力为。

q=151.30+13.79

164.62kn

支点处人群荷载最大剪力。

=6.025kn

对于4号梁。

m=1212.06kn·m

m=38.89kn·m

跨中活载最大剪力。

q=78.03kn

q=1.32kn

支点载面车道荷载最大剪力。

q=185.45+δ

24.3581kn

故公路-ⅰ级荷载支点剪力为。

q=185.45+24.58

210.03kn

支点处人群荷载最大剪力。

=3.648kn

主梁内力汇总表。

4.3作用效应组合。

(·s++ s)

1.0×(1.2 m+ 1.4m+0.8 m1.4 m)

荷载组合。5.钢筋配置及验算。

5.1纵向受拉钢筋计算。

先假定取纵向受拉钢筋14。

5.2正截面抗弯承载力计算。

各梁取c40砼、、、级钢、、

t型截面翼缘有效宽度:

全桥宽度由边梁控制设计并取较小值。

混凝土受压面积。

该值小于翼缘有效宽度板厚为1600×150=240000mm

则受压区高度限于项板内,其高度。

=0.56×1644=921mm>=107mm

截面抗弯力矩验算:

正截面符合要求。

5.3弯起钢筋和箍筋配置。

取离支座处的剪力设计值并将其分成两部分。

支点剪力设计值:

跨中剪力设计值:

当支点到跨中剪力递减坡度:

离支点处剪力设计值:

按d62第5.2.10构造配筋剪力设计值为。

剪力设计值小于或等于164.2kn时可按构造配筋。

构造配筋长度可用下式计算。

设支点由弯起钢筋和箍筋共同承担剪力设计值,按80%取用,其值为。

支点由弯起钢筋承担剪力设计值,按20%取用,其值为。

按d62第5.2.11计算箍筋间距

对于双箍筋,

i级钢。箍筋间距取200mm,但按第9.3.13条规定,在支座中心跨径方向长度相当于不小于一倍梁高范围内,箍筋间距不应大于100mm。当离支点处,剪力设计值为。

取 箍筋间距取300mm

按d62第5.2.11计算各排弯起钢筋截面面积:

第一排弯起钢筋截面面积,取距支座中心处,应由弯起钢筋承担那部分剪力设计值。

由纵筋弯起 ,提供。

计算第二排弯起钢筋,应取第一排弯起钢筋弯点处,即距支座中心:,其中44mm为架立钢筋的净保护层厚度,22.7mm为架立钢筋的外径,30mm为纵向钢筋的净保护厚度,35.

8mm为纵向钢筋的外径。

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