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文本内容:
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/m²人行道+栏杆=5kN/m²2.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C404.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⑴结构设计原理叶见曙,人民交通出版社;⑵桥梁工程姚玲森,人民交通出版社;⑶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=
29.96mh=
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)g
10.
08231.0=
1.84的砼垫层g
20.
101.025=
2.50T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D
625.
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D
625.
2.9抗剪上限值验算按D
625.
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@
255、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
②支座截面最大剪力为⑵
①中主梁跨中弯矩跨中处剪力为零
②支座截面最大剪力为横载内力汇总中主梁横载内力汇总QkNMkN.mx=
0341.750x=L/20边主梁横载内力汇总QkNMkN.mx=
0311.430x=L/
204.2活载内力计算⑴荷载横向分布系数汇总梁号荷载位置公路Ⅰ级汽车荷载人群荷载计算方法1号梁跨中m
0.
5050.505按“偏心法”计算m支点m
0.
2501.203按杠杆法计算⑵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/mf==
4.058H按D60第
4、
3、2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=
154.09KN7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=
0.505×
2.5×
1.0×
12.25+×
7.4×
1.203-
0.505×12=
15.466+
3.455=
15.15KN梁号荷载位置公路Ⅰ级人群荷载2号梁跨中M
0.
4320.384按“偏心法”计算M按杠杆法计算M支点M
0.50003号梁跨中M
0.
3030.237按“偏心法”计算M按杠杆法算M支点M
0.59404号梁跨中M
0.
1430.143按“偏心法”计算M按杠杆法算M支点M
0.5940对于2号梁:M=
1464.88KN·MM=
122.65KN·M跨中活载最大剪力Q=
82.66KNQ=
4.15KN支点载面车道荷载最大剪力Q=
178.53+ΔΔ=
1.240×1×[×
0.500-
0.432×
10.5×
0.916+
0.500-
0.432×
1.2×278×1]=
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=
0.347×
2.5×
1.0×
12.25+×
7.4×0-
0.347×
2.5×
1.0×
0.916=
6.15KN对于3号梁M=
1047.85KN·MM=
72.89KN·M跨中活载最大剪力Q=
78.58KNQ=
2.85KN支点载面车道荷载最大剪力Q=
151.30+ΔΔ=
1.240×1×[×
0.594-
0.303×
10.5×
0.916+
0.594-
0.303×
1.2×278×1]=
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=
0.237×
2.5×
1.0×
12.25+×
7.4×0-
0.237×
2.5×
1.0×
0.916=
6.025KN对于4号梁M=
1212.06KN·MM=
38.89KN·M跨中活载最大剪力Q=
78.03KNQ=
1.32KN支点载面车道荷载最大剪力Q=
185.45+ΔΔ=
1.240×1×[×
0.594-
0.143×
10.5×
0.916+
0.594-
0.143×
1.2×278×1]=
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=
0.143×
2.5×
1.0×
12.25+×
7.4×0-
0.143×
2.5×
1.0×
0.916=
3.648KN主梁内力汇总表梁号荷载类型支点最大剪力KN跨中最大弯矩KN·M最大剪力KN1号梁q
154.
091999.
11128.69r
15.
15171.
675.8182号梁q
209.
661464.
8882.66r
6.
15122.
654.153号梁q
164.
621047.
8578.58r
6.
0272.
892.854号梁q
210.
031212.
0678.03r
3.
64838.
891.
324.3作用效应组合=·S++S=
1.0×
1.2M+
1.4M+
0.8M
1.4M荷载组合梁号跨中支座最大弯矩KN·M最大剪力KN最大剪力KN
14776.
45125.
60598.
9824510.
60108.
75676.
7034230.
3491.
66615.
3944511.
76110.
72673.
015.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
145.2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为纵向钢筋的外径由弯起钢筋承担的那部分剪力组合设计值第二排弯起钢筋面积纵向弯起的钢筋提供的计算第三排弯起的钢筋,应取第二排弯起钢筋起弯处,即距支座中心,应由弯起钢筋承担的那部分剪力组合值第三排弯起钢筋面积为由纵向弯起的钢筋,提供的计算第四排弯起钢筋,应距第第三排弯起钢筋弯起处,即距支座中心,应由弯起钢筋承担的那部分剪力组合值,且所以不需要设弯起钢筋,但实际仍需钢筋综上所述,箍筋布置如下自支点一倍梁高一倍范围内,间距为100mm;自一倍梁高处至第三排斜筋下端处,间距为200mm;其他梁段箍筋间距为300mm
5.4斜截面抗弯承载力验算计算截面取距支点梁段截面验算;先假定斜截面水平投影长度,则由此可以计算斜截面距支点在此截面上,弯起和剪力设计值为按第
5.28条含义规定此与假设差距很大;新假设水平投影长度为1050m,由此可计算斜截面距支点按
5.
2.8条定义规定,此与假设值很接近,以下均采用1039mm其中——、为斜截面受压端正截面剪力设计值,即距支点处截面的剪力为根据D62第
5.
2.9T形截面的受弯构件符合以下要求,所以,截面尺寸符合规定判断是否需要进行斜截面抗剪承载力验算,当符合下列条件时,不进行斜截面抗剪承载力验算,仅需按构造配置箍筋可见,不符合规定,需要验算抗剪承载力其中b=200mm在斜截面内,纵向不弯起钢筋在距离支点一倍梁高范围内,采用100mm按第
9.
3.1条规定,HRB330钢筋含箍率不应小于
0.18%而现在,符合规定c40混凝土,得,在c的长度内有1排弯起钢筋得;于是,则所以,距支座截面的斜截面抗剪承载力符合规定。