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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