混凝土简支梁桥的设计计算
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钢筋混凝⼟T型简⽀梁桥设计计算书XXXXXXXXX⼤学城市⾼架钢筋混凝⼟简⽀T形梁桥设计学院:城建学院专业:⼟⽊⼯程姓名:X X X学号:xxxxxxxxxxxx指导教师:X X X完成时间:XXXX⼆零⼀⼆年五⽉城市⾼架钢筋混凝⼟简⽀T形梁桥设计摘要:本设计的步骤为:根据设计任务要求,依据现⾏公路桥梁设计规范,综合考虑桥位的地质、地形条件,经初选后提出了钢筋混凝⼟简⽀T梁桥、斜拉式桥、钢管拱桥三个⽐选桥型。
按“实⽤、经济、安全、美观”的桥梁设计原则,⽐较三个⽅案的优缺点。
⽐选后把钢筋混凝⼟简⽀T梁桥作为主推荐设计⽅案,进⾏了结构细部尺⼨拟定、作⽤效应计算、承载能⼒极限状态的验算、主梁变形验算、持久状况应⼒验算、最⼩配筋率的复核。
经分析⽐较及验算表明该设计计算⽅法正确,内⼒分布合理,符合设计任务的要求。
关键词:⽅案;钢筋混凝⼟简⽀T梁桥;斜拉桥;钢管拱桥;主推荐设计⽅案;结构分析Urban elevated simply supported reinforced concreteT-beam bridge designAbstract:The main steps of this design are: firstly, it is proposed to be three kinds of bridges standby application in accordance with the requirement of the designing project ,the recent designing regulation of highway bridge and at the most consideration of geologic and topographic conditions——Simply supported reinforced concrete T-beam bridge,Cable-stayed bridge,and Steel Pipe Arch Bridge. Secondly, comparing with these three proposals in terms of utility, economy, safety, and beauty of bridge designing princlple. After the comparasion, I would like to take the Simply supported reinforced concrete T-beam bridge as the main design.I make an initial draft on detail size of the structure, the calculation of the action effect, And I also checking with the following factors:the limited situation of load bearing capacity, main girder deformation, lasting status stress and the least reinforcement ratio.It is showed that this calculation method is corrected and it is reasonable on the redistribution of internal force. I think it totally satisfy the requirement of the taskKeyWords:proposal;Simply supported reinforced concrete T-beam bridge;Cable-stayedbridge;Steel Pipe Arch Bridge; the main design; structure analysis⽬录第⼀章概述 (1)1.1 设计依据 (1)1.2 技术标准 (2)1.3 地质资料 (3)1.4 采⽤材料 (3)1.5 采⽤规范 (4)第⼆章桥型⽅案⽐选 (5)2.1构思宗旨 (5)2.2 ⽐选标准 (5)2.3 ⽐选⽅案 (5)2.3.1 ⽅案⼀:斜拉桥 (5)2.3.2 ⽅案⼆:钢管拱桥 (6)2.3.2 ⽅案三:钢筋混凝⼟简⽀T梁桥 (7)2.4 ⽅案点评 (7)2.5 ⽅案确定 (9)第三章钢筋混凝⼟简⽀T形梁桥的计算 (10)3.1设计资料 (10)3.2主梁计算 (10)3.2.1主梁的荷载横向分布系数 (10)3.2.2梁端剪⼒横向分布系数计算(按杠杆法) (17)3.2.1作⽤效应计算 (18)3.2.2可变作⽤效应 (21)3.2.3 持久状况承载能⼒极限状态下截⾯设计、配筋与验算 (28)3.2.4 持久状况正常使⽤极限状态下裂缝宽度验算 (38)3.2.5 持久状况正常使⽤极限状态下挠度验算 (39)3.3横梁的计算 (41)3.3.1 横梁弯矩计算(G-M法) (42)3.3.2横梁截⾯配筋与验算 (44)3.3.3横梁剪⼒效应计算及配筋设计 (46)3.3.4横梁接头钢筋的焊缝长度C值计算 (48)3.4⾏车道板的计算 (51)3.4.1 计算图式 (51)3.4.2 永久荷载及其效应 (52)3.4.3截⾯设计、配筋与强度验算 (55)3.4.4 连续板桥⾯计算 (57)3.5⽀座计算 (64)3.5.1 选定⽀座的平⾯尺⼨ (64)3.5.2确定⽀座的厚度 (65)3.5.3 验算⽀座的偏转 (66)3.5.4 验算⽀座的抗滑稳定性 (66)第四章模型建⽴信息 (68)4.1 永久作⽤效应验算 (68)4.2 可变作⽤效应验算 (68)4.3作⽤效应组合验算 (69)4.3.1 短期效应组合验算 (69)4.3.2长期效应组合验算 (69)4.3.3 标准效应组合验算 (70)4.3.4 承载能⼒极限状态组合验算 (70)4.4 主梁变形验算 (71)4.5 持久状况应⼒验算 (71)4.6 短暂状况应⼒验算 (72)致谢 (73)参考⽂献 (74)第⼀章概述简⽀梁桥,由⼀根两端分别⽀撑在⼀个活动⽀座和⼀个铰⽀座上的梁作为主要承重结构的梁桥。
第二章简支梁桥计算第一节行车道板的计算一、行车道板的类型图2-2-1 梁格构造和行车道板支承方式单向板:把La /Lb≥2的周边支承板看作是短边受荷的单向受力板双向板:把La /Lb≤2的周边支承板看作是双向受力板悬臂板:铰接悬臂板:二、车轮荷载在板上的分布车轮荷载在桥面板上的分布面积:沿纵向沿横向式中:为铺装层的厚度。
作用于桥面板上的局部分布荷载为:式中:—加重车后轴的轴重。
三、板的有效工作宽度行车道板的受力状态弯距图形的换算宽度为:悬臂板受力状态(一)单向板⒈荷载在跨径中间对于单独一个荷载(图2-2-5a):, 但不小于(这里为板的计算跨径。
)荷载有效分布宽度对于几个靠近的相同荷载,如按上式计算所得各相邻荷载的有效分布宽度发生重叠时,应按相邻靠近的荷载一起计算其有效分布宽度:式中:为最外两个荷载的中心距离。
⒉荷载在板的支承处, 但不小于式中:为板的厚度。
⒊荷载靠近板的支承处式中:χ—荷载离支承边缘的距离。
(二)悬臂板《桥规》对悬臂板规定的荷载有效分布宽度为(图2-2-6):式中b’为承重板上荷载压力面外侧边缘至悬臂板根部的距离。
对于分布荷载靠近板边的最不利情况,就等于悬臂板的跨径, 于是:悬臂板的有效分布宽度四、行车道板的内力计算(一)多跨连续单向板的内力当<1/4时(即主梁抗扭能力较大):跨中弯矩支点弯矩当≥1/4时(即主梁抗扭能力较小):跨中弯矩支点弯矩式中:,为1米宽简支板条的跨中活载弯矩(,对于汽车荷载:式中: —加重车后轴的轴重;-- 板的有效工作宽度;—板的计算跨径,当梁肋不宽时(如窄肋T形梁)就取梁肋中距;当主梁肋部宽度较大时(如箱形梁肋),可取梁肋间的净距和板厚,即,但不大于此处为板的净跨径,为梁肋宽度;-- 冲击系数,对于行车道板通常为1.3。
为每米板宽的跨中恒载弯矩,可由下式计算:支点剪力:(一个车轮荷载)其中:矩形部分荷载的合力为(以代入):三角形部分荷载的合力为(以代入):式中:和——对应于有效工作宽度和处的荷载强度;和——对应于荷载合力A1和A2的支点剪力影响线竖标值;——板的净跨径。
第四章简支梁设计计算(1)-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN第四章 简支梁(板)桥设计计算第一节 简支梁(板)桥主梁内力计算对于简支梁桥的一片主梁,知道了永久作用和通过荷载横向分布系数求得的可变作用,就可按工程力学的方法计算主梁截面的内力(弯矩M 和剪力Q ),有了截面内力,就可按结构设计原理进行该主梁的设计和验算。
对于跨径在10m 以内的一般小跨径混凝土简支梁(板)桥,通常只需计算跨中截面的最大弯矩和支点截面及跨中截面的剪力,跨中与支点之间各截面的剪力可以近似地按直线规律变化,弯矩可假设按二次抛物线规律变化,以简支梁的一个支点为坐标原点,其弯矩变化规律即为:)(42maxx l x lM M x -=(4-1) 式中:x M —主梁距离支点x 处的截面弯矩值;m ax M —主梁跨中最大设计弯矩值;l —主梁的计算跨径。
对于较大跨径的简支梁,一般还应计算跨径四分之一截面处的弯矩和剪力。
如果主梁沿桥轴方向截面有变化,例如梁肋宽度或梁高有变化,则还应计算截面变化处的主梁内力。
一 永久作用效应计算钢筋混凝土或预应力混凝土公路桥梁的永久作用,往往占全部设计荷载很大的比重(通常占60~90%),桥梁的跨径愈大,永久作用所占的比重也愈大。
因此,设计人员要准确地计算出作用于桥梁上的永久作用。
如果在设计之初通过一些近似途径(经验曲线、相近的标准设计或已建桥梁的资料等)估算桥梁的永久作用,则应按试算后确定的结构尺寸重新计算桥梁的永久作用。
在计算永久作用效应时,为简化起见,习惯上往往将沿桥跨分点作用的横隔梁重力、沿桥横向不等分布的铺装层重力以及作用于两侧人行道和栏杆等重力均匀分摊给各主梁承受。
因此,对于等截面梁桥的主梁,其永久作用可简单地按均布荷载进行计算。
如果需要精确计算,可根据桥梁施工情况,将人行道、栏杆、灯柱和管道等重力像可变作用计算那样,按荷载横向分布的规律进行分配。
第四章混凝土简支梁桥的计算习题一、填空题:1、设置横隔梁的作用:。
2、为消除梁桥的恒载挠度而设置预拱度,其值通常取为:。
3、偏压法计算横隔梁内力的力学模型是:。
二、名词解释:1、荷载横向分布影响线2、板的有效分布宽度3、预拱度4、单向板三、简答题:1、偏心压力法计算荷载横向分布系数的基本假定和适用条件。
2、杠杆原理法计算荷载横向分布系数的基本假定和适用条件。
3、试述荷载横向分布计算的铰接板法的基本假定和适用条件。
4、设计桥梁时,为什么要设置预拱度,如何设置?四、计算题:1、如图所示T梁翼缘板之间为铰接连接。
试求该行车道板在公路—Ⅰ级荷载作用下的计算内力,已知铺装层的平均厚度12cm,容重22.8kN/m3,T梁翼缘板的容重为25kN/m3。
(依《桥规》,车辆荷载的前轮着地尺寸a1=0.2m,b1=0.3m,中、后轮着地尺寸a1=0.2m,b1=0.6m)2、某五梁式简支梁桥,标准跨径25.0m,计算跨径为24.20m,两车道,设有六道横隔梁(尺寸如图所示),设计荷载为公路—Ⅱ级荷载,已求得2#主梁的跨中及支点截面的横向分布系数分别为m cq=0.542、m oq=0.734,。
试求:1)画图说明2#梁的横向分布系数沿跨径的一般变化规律。
2)在公路—Ⅱ级荷载作用下,2#梁的跨中最大弯矩及支点最大剪力。
答案一、填空题:1、设置横隔梁的作用:保证各根主梁相互连接成整体,共同受力。
2、为消除梁桥的恒载挠度而设置预拱度,其值通常取为:全部恒载和一半静活载所产生的竖向挠度值。
3、偏压法计算横隔梁内力的力学模型是:将桥梁的中横隔梁近似的视做竖向支承在多根弹性主梁的多跨弹性支承连续梁。
二、名词解释:1、荷载横向分布影响线:单位荷载沿桥面横向作用在不同位置时,某梁所分配的荷载比值变化曲线。
2、板的有效分布宽度:行车道板在荷载作用下,除了直接承受荷载的板条外,相邻板条也发生挠曲变形而承受部分弯矩,弯矩的实际图形呈曲线形分布,最大弯矩为m xmax。
预应力混凝土简支T形梁桥设计计算一.设计资料与构造布置〔一〕.设计资料1.桥梁跨径与桥宽标准跨径:40m〔墩中心距离〕桥面净空:净9m+2×1.0m人行道+2×0.5m护栏=12m2.设计荷载公路-Ⅱ级,根据《公路桥涵设计通用规X》:均布荷载标准值为qk×0.75=8.0kN/m;集中荷载根据线性内插应取Pk2 ,每侧人行柱防撞栏重力作用分别为1.52kN/m和4.99kN/m。
混凝土:主梁采用C60,栏杆与桥面铺装用C30。
预应力钢筋采用《公路钢筋混凝土与预应力混凝土桥涵设计规X》〔JTG D62—2004〕的s15.2钢绞线,每束6根,全梁配7束,pkf=1860Mpa。
普通钢筋直径大于和等于12mm的采用HRB335钢筋,直径小于12mm的均用R235钢筋。
按后X法施工工艺要求制作主梁,采用内径70mm,外径77mm的预埋波纹管和夹片锚具。
〔1〕交通部颁《公路工程技术标准》〔JTG B01—2003〕,简称《标准》〔2〕交通部颁《公路桥涵设计通用规X》(JTG D60--2004),简称《桥规》(3)交通部颁《公路钢筋混凝土与预应力混凝土桥涵设计规X》(JTG B62—2004)(4)根本计算数据见下表注:考虑混凝土强度达到C45时开始X 拉预应力钢束。
ck f 和tk f 分别表示钢束X拉时混凝土的抗压,抗拉标准强度,如此:ck f a MP ,tk f a MP 。
(二)横截面布置~2.4m 或更宽。
本设计拟取翼板宽为2500mm 〔考虑桥面宽度〕。
由于宽度较大,为保证桥梁的整体受力性能,桥面板采用现浇混凝土刚性接头,因此主梁的工作截面有两种:预施应力、运输、吊装阶段的小截面(b i =1600mm)和运营阶段的大截面(b i =2500mm),净-9m+2×1.5m 的桥宽选用五片主梁,如如下图所示。
(1) 主梁高度预应力砖简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在1/15~1/25,标准设计中高跨比约在1/18~1/19。
钢筋混凝土简支T 形梁桥设计计算书一、基本设计资料 1. 跨度和桥面宽度(1) 标准跨径:20m (桥墩中心距离) (2) 计算跨径:19.5m (3) 主梁全长:19.96m(4) 桥面宽度(桥面净空):净7.5m (行车道)+2X1.0m (人行道) 2. 技术标准设计荷载:公路——I 级,人行道和栏杆自重线密度按照单侧6KN/m 计算,人群荷载为3 KN/m 2 环境标准:I 类环境 设计安全等级:二级 3. 主要材料(1) 混凝土:混凝土简支T 形梁及横梁采用C40混凝土;桥面铺装上层采用0.03m 沥青混凝土,下层为后0.06-0.135m 的C30混凝土,沥青混凝土重度按23KN/m 3计,混凝土重度按25KN/m 3计。
(2) 钢材:采用R235钢筋,HRB335钢筋。
4. 构造形式及截面尺寸(如下图)如图所示,全桥共由五片T 形梁组成,单片T形梁高为1.4m ,宽1.8m ,桥上横坡为双向2%,坡度由C30混凝土桥面铺装控制;设有5根横梁。
二、主梁的计算 2.1 主梁荷载横向分布系数计算1.跨中荷载横向分布系数如前所述,桥跨内设有五道横隔梁,具有可靠的横向联系,且承重结构的宽跨比为:B/L=9.5/19.5=0.487<0.5,故可以按修正的刚性横梁法来绘制横向影响线和计算横向分布系数m c 。
(1)计算主梁的抗弯及抗扭惯性矩I 和TI1)求主梁截面的重兴位置x翼缘板厚度按平均厚度计算,其平均板厚为则,()()1314022180-1813+14018180-1813+14018x=cm=41.09cm ⨯⨯⨯⨯⨯⨯ 2)抗弯惯性矩为对于T 形梁截面,抗扭惯性矩可近似按下式计算:式中,i i b t -、单个矩形截面的宽度和高度i c -矩形截面抗扭刚度系数100180180i=1.5%10100180750180110140%i=1.5沥青砼厚3cmC30混凝土厚6-13cm 18桥梁横断面图181401618010x主梁抗弯及抗扭惯性矩计算图示m -梁截面划分为单个矩形截面的个数T I 计算过程及结果见下表。