桥梁工程课程设计计算说明书。
预应力钢筋混凝土空心板梁桥设计。
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1、设计荷载:双车道ⅱ级公路。
人群荷载3kn/㎡
2、桥面净空:净—(7.5+0.5+2.5)+2×1m人行道;
3、主梁跨径和全长:
标准跨径:25m
梁长:24.96m
计算长度:24.5m
主梁间距:l=2.3m
梁高:h=1.6m
4、材料。混凝土:c30
钢筋:主钢筋,弯起钢筋和架立钢筋用ⅱ级,其它用i级。
桥面铺装:沥青表面处治2cm(重力密度为23),c25混凝土垫层9cm(重力密度为24),c30t梁翼板重力密度25;
t型梁基本尺寸。
主梁长度:24.96m
主梁高度:1.6m
主梁宽度:2.3m
横隔板高度:1.06m
主梁边缘厚度:0.14m
翼缘根部厚度:0.18m
肋宽:0.2m
横隔板间距:6m
主梁下马蹄高度:0.6m
下马蹄宽度:0.6m
横隔板厚度:0.16m
t型梁横断面图。
桥梁横断面图。
主梁板纵断面图。
一)结构自重及其内力(按纵向1m宽的板条计算)
t梁翼缘板所构成铰接悬臂板。桥面铺装为2cm的沥青表面处治,;9cm厚的混凝土垫层,;c30t梁板,。
每延米板上的自重g(表4-1):
板的结构自重表4-1
将车辆荷载后轮作用于铰缝轴线上,后轴作用力为。车辆荷载后轮着地长度为m,宽度为,则。
荷载对于悬臂根部的有效分布宽度:
由于这是汽车荷载局部加载在t梁的翼板上,故冲击系数取。
作用于每米宽板条上的弯矩为:
作用于每米宽板条上的剪力为:
承载能力极限状态内力组合计算(表4-2):
表4-2所以,行车道板的设计内力为。
正常使用极限状态内力组合计算(表4-3)
表4-3该梁可看作装配式钢筋混凝土简支梁桥,计算跨径24.5m,结构自重系数1.0,已知每测栏杆及人行道重量的作用力为5kn/m。
结构自重集度计算(表5-1)
表5-1边主梁自重产生的内力(表5-2)
表5-2注:括号()内的值为中主梁内力。
图5.1 杠杆原理法计算横向分布系数(尺寸单位:cm)
如图5.1所示,在图中分别绘出1号、2号、3号梁的荷载横向分布影响线b、c、d,有公式和可分别求出其对应的汽车荷载和人群荷载的横向分布系数和:
对1号梁:
公路-ⅱ级,;
人群荷载,。
对2号梁:
公路-ⅱ级,;
人群荷载,。
对3号梁:
公路-ⅱ级,;
人群荷载,。
由于桥跨内没有刚度强大的横隔梁,且承重结构的跨宽比为,故可按偏心压力法计算横向分布系数。
当位于第号梁轴上时,对号主梁的总作用为。
由式(5-1)得,1号梁在两边主梁处的横向影响线的影响线的竖标值为。
由此绘出荷载横向分布影响线,并按最不利位置布载,如图5.2所示:
图5.21号梁的活荷载横向分布系数分别计算如下:
汽车荷载 人群荷载
同理,2号梁活荷载横向分布系数为:
汽车荷载 人群荷载
3号梁活荷载横向分布系数为:
汽车荷载 人群荷载
本桥梁主梁中间设置5道横隔梁,横隔梁间距为6m,从第一根内横隔梁起向支点的直线过度如图5.3:
荷载横向分布系数汇总如表5-3
荷载横向分布系数汇总表5-3
以1号梁为例,均布荷载和内力影响线面积计算如表5-3
均布荷载和内力影响线面积计算表 5-3
注:其他梁同理可得。
公路-ⅰ级中集中荷载计算(见表5-4):
计算弯矩效应时:
计算剪力效应时:
跨中及四分之一处汽车荷载下的弯矩和剪力计算:
桥规》规定:车道为双车道,故;。
表5-4计算支点截面汽车荷载最大剪力:
绘制荷载横向分布系数沿桥纵向的变化图和支点剪力影响线如图5.4所示。
m变化区段荷载重心处的内力影响线坐标为:,由公式计算得:
则,公路-ⅱ级作用下,1号梁支点的最大剪力为:
计算支点截面人群荷载最大剪力:
人群荷载引起的支点剪力按公式和公式计算,则:
同理可得2,3号梁支点截面最大剪力如表5-5所示。
表5-5注:()内为人群作用下梁的弯矩和剪力分布。
以1号梁为例,梁的承载力极限状态基本组合如表5-6所示。
梁的承载力极限状态基本组合计算表表5-6
以1号梁为例,梁的正常使用极限状态的短期效应组合计算见表5-7。
正常使用极限状态的短期效应组合计算表表5-7
其他各主梁的内力组合亦由此方法得出。
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