空心板设计计算书毕业设计
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空心板设计计算书毕业设计
第Ⅰ部分上部结构
I、设计资料
一、设计标准及材料
标准跨径:16m 计算跨径:15.56m
桥面净宽: 9+2×0.5m 设计荷载:汽—20,挂—100 材料:预应力钢筋:Φ15.24(7Φ5.0)钢铰线,后法施工。
非预应力钢筋:Ⅰ钢筋和Ⅱ级螺纹钢筋
混凝土:空心板为R40号,空心板铰逢为R30号;桥面铺装为R30
号沥青砼;栏杆、人行道采用R30号砼;
二、构造与尺寸
图1-1 桥梁横断面
(尺寸单位:cm)
三、设计依据与参考书
《结构设计原理》叶见曙主编,人民交通
《桥梁计算示例集》(梁桥)易建国主编,人民交通《桥梁工程》(1985)玲森主编,人民交通
《公路桥涵标准图》公路桥涵标准图编制组,人民交通《公路桥涵设计规(合订本)》(JTJ021-85)人民交通《公路砖石及混凝土桥涵设计规》(JTJ022-85)
II、上部结构的设计过程
一、毛截面面积计算(详见图1-2)
A h=99×90-30×63-∏×31.52-(3×3+7×7+12×7)
=4688.28cm2
(一)毛截面重心位置
全截面静距:对称部分抵消,除去下部3cm后1/2板高静距
S=2[5×7/2(2/3×7+14.5+14)+3×8×(21+14.5+8/2)+2×8/2(14.5
+21+8/3)]+99×3×(43.5+3/2)
=3667.5+13365
=17032.5cm3
铰面积:A铰=2×(1/2×7×5+1/2×2×8+3×8)=99cm2
毛面积的重心及位置为:
d h=17032.5/4688.28=3.63cm (向下)
则重心距下边缘的距离为:14+18+14.5-3.63=42.87cm
距上边缘距离为:90-42.87=47.13cm
铰重心对除去下部3cm后1/2板高的距离:
d铰=3667.5/99=37.05cm
(二)毛截面对重心的惯距
O y O
I I
图1-3
每个挖空半圆(图1-3)
面积:A′=1/2×∏×R2=1/2×3.14×182=508.68cm2
重心:y=4R/(3×∏)=4×18/(3×3.14)=7.64cm
半圆对自身惯距:I=I I-I-A′y2=3.14×184/8-508.68×7.642
=41203.08-29691.45=11511.63cm4
由此可得:I h=99×903/12+99×90×3.632-2[36×293/12+36×29×3.632]-4×11511.63-2×508.68×[(7.64+29/2+3.63)2+(7.64+29/2―3.63)2]―2(1/12×83×3+1/36×2×83+1×5×73/36)-99×(37.05+3.63)2
=4723333.21cm4
二、力计算
(一)、永久荷载(恒载)作用下
1.桥面系
安全带、栏杆:单侧为6.25kN/m
桥面铺装:2×(0.06+0.15)/2×4.5×23=21.74 kN/m
g1= (6.25×2+21.74)/10=3.43 kN/m
2.铰和接缝:g2=(99+1×90)×10-4×24=0.45 kN/m
3.行车道板:g3=4688.28×10-4×25=11.72 kN/m
恒载总重力:g=g1+g2+g3=3.43+0.45+11.72=15.6kN/m
恒载力计算见表1-1。
表1-
1
(二)、基本可变荷载(活载)作用下
1.荷载横向分布系数
跨中和四分点的横向分布系数按铰接板法计算。支点按杠杆法计算荷载横向分布系数;支点到四分点间按直线插求得。
(1)跨中和四分点的荷载横向分布系数:
刚度系数r=π2EI/(4GI T)·(b/l)2=5.8I/ I T (b/l)2
式中 I=I h=4723333.21cm4; b=100cm ; L=24.34×100cm
I T——板截面的抵抗扭刚度。
图1-2所示截住面简化成图1-4。(略去中间肋板)
I T=4b2h2/[b(1/t1+1/t2)+2h/t3]=4×892×(90-11/2-7)2/[89×(1/11+1/14)+2(90-11/2-7)/10]=6354404.131cm4
r=5.8×Ib2/I T l2
=5.8×4723333.21×1002/6354404.131×24342=0.0073
11
10 10
90
14
99
图1-4
尺寸单位:cm
按r查《桥梁工程》(1985)附录I之附表的各板的横向分布影响线竖坐标值,见表1-2。
说明:1、表中值为小数点后三位有效数字。
2、表中I,J分别为板号与荷载作用的板号。
3、竖标值应该绘在板的中轴线处表
1-2
根据所求得数值作影响线:(如图1-5)
根据各板影响线,在其上加载求得各种荷载作用下的横向分布系数如
下:
汽车荷载作用下:m3=1/2∑ηi汽
挂车荷载作用下:m2=1/4∑ηi挂
板号1:
三行汽车
m3汽=1/2(0.151+0.118+0.100+0.082+0.+0.069)=0.298 二行汽车:
m2汽=1/2(0.144+0.111+0.095+0.)=0.215
挂—100
m2挂=1/4(0.142+0.125+0.110+0.)=0.119
板号2:
三行汽车:
m3汽=1/2(0.141+0.115+0.100+0.+0.076+0.070)=0.294
二行汽车: