桥梁设计计算书
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机场学院《桥梁工程》课程设计计算书专业:土木工程姓名:***学号:*********指导教师:***一、设计资料1、主梁跨径及全长标准跨径计算跨径 L=25.4m主梁全长 L1=25.96m2、桥面净宽净——7+2*1.0m人行道3、设计荷载公路二级荷载;人群荷载3.0kN/4、材料钢筋:凡直径大于或等于12毫米者用HRB335级钢筋:直径小于12毫米者一律R235级钢筋。
混凝土:主梁用40号,人行道、栏行、桥面均25号。
5、栏杆和人行道人行道包括栏杆荷载集度 6kN/m 。
横剖面T梁断面纵剖面二、主梁的计算(一)、主梁的荷载横向分布系数和内力计算1、主梁跨中截面的截面惯矩根据材料力学里面的知识可知,要计算,首先得计算出截面的重心位置,根据下图求解过程如下:I X计算平均板厚:h1=(13+17)/2=15㎝a x=56.4㎝I X=0.243m42、计算结构的自重集度(表2-2-1)结构自重集度计算表3、结构自重内力计算(表2-3-1)边主梁自重产生的内力表2-3-1注:括号()内值为中主梁内力4、汽车、人群荷载内力计算(1)、支点处荷载横向分布系数(杠杆原理法)按《桥规》4.3.1条和4.3.5条规定:汽车荷载距人行道边缘不小于0.5m,人群荷载取 3.0kN/㎡。
在横向影响线上确定荷载横向最不利的布置各粱支点处相应于公路—Ⅱ级汽车荷载和人群荷载的横向分布系数计算(表2-4-1)1>、求荷载横向分布影响线坐标本桥梁各根主梁的横截面均相等,梁数n=4,梁间距为2.20m ,则: ∑i=14a i 2=a 12+ a 22+ a 32+ a 42=24.2m 2,( a 1= -a 4=3.3, a 2= -a 3=1.1)1(4)号梁在两边主梁处的横向影响线竖标值为:η11 = 1n +a12/∑i=14a i2 =14+ 3.3224.2= 0.7η14 =η41= 1n −a12/∑i=14a i2 =14- 3.3224.2= -0.22(3)号梁在两边主梁处的横向影响线竖标值为:η12 =η21= 1n +a1×a2 /∑i=14a i2 =14+3.3×1.124.2= 0.4η24 =η42= 1n −a1×a2 /∑i=14a i2 =14-3.3×1.124.2= 0.12>画出各主梁的横向分布影响线,并按最不利位置布置荷载,如3>计算荷载横向分布系数表2-4-2):表2-4-2 梁号汽车荷载人群荷载1(4)=0.659+0.414+0.2362=0.655=0.7952(3)=0.377+0.241+0.1422=0.380=0.453(3)、荷载横向分布系数汇总(表2-4-3)荷载横向分布系数表2-4-3 梁号荷载位置公路—Ⅱ级人群荷载备注1(4)跨中0.655 0.795 偏心压力法支点0.455 1.318 杠杆原理法2(3)跨中0.380 0.453 偏心压力法支点0.796 0 杠杆原理法(4)、均布荷载和内力影响线面积计算(表2-4-5)均布荷载和内力影响线面积计算表(公路—Ι级均布荷载q k =10.5KN/m ;集中荷载,L≦5m时,Pk=180KN,L≧50m 时,Pk=360KN,中间值,线性内插)表2-4-5荷载截类型面位置公路—Ⅱ级均布荷载(kN/m)人群荷载(kN/m)影响线面积(或m)影响线图线10.5×0.75=7.8753×0.75=2.25Ω=L28= 80.645L1L47.875 2.25Ω=12×L×3L16=68.48L3L167.875 2.25Ω=12×12×L2=3.1751/2L1/27.8752.25Ω=l2×1×L=12.7L1(5)、公路—Ⅱ级集中荷载P k 计算计算弯矩效应时: P k =0.75×[180+(360-180)×(25.4-5)/45]=0.75×261.6=196.2 kN计算剪力效应时:P k =1.2×196.2=235.44 kN (6)、计算冲击系μT 形截面面积A=0.68㎡ I c =0.243 m 4 G=A ×25=17.0 kN/m m c =G/g=17.0/9.81=1.733 kNS 3/m 2C40混凝土E 取3.25× 1010N/m 2=3.25× 107 KN/m 2,计算跨径l=25.4m 则:2102236.627510 2.80108.932215.50.99410c c EI f hz l m ππ-⨯⨯⨯===⨯⨯=5.19 μ=0.1767lnf-0.0157=0.1767×ln5.19-0.0157=0.275(1+μ=1.275)(7)、根据上面计算的结果记如下表,由桥规规定的计算式可算得各梁的弯矩M 1/2、M 1/4和剪力Q 1/2(计算结果如表2-4-6a 、b ,其中取ε=1)。
XX学院桥梁工程课程设计课程设计名称桥梁工程系(部)土木工程系专业土木工程姓名班级学号XX学院课程设计鉴定表目录一、工程地质及水文地质等自然情况二、纵断面设计1.纵断面设计图2.分孔布置3.纵坡以及桥梁下部结构布置4.桥道高程的确定5.计算跨径的确定三、横断面设计1.主梁尺寸拟定2.横隔梁尺寸拟定3.横断面设置四、结构自重内力计算五、主梁荷载横向分布系数的计算1.支点横向分布系数的计算(杠杆原理法)2.跨中横向分布系数的计算(偏心压力法)六、冲击系数的确定1.冲击系数的计算七、活载内力计算八、内力组合九、弯矩和剪力包络图桥梁工程课程设计计算书一、工程地质及水文地质等自然情况设计荷载:公路—Ⅰ级,设计时速60km/h,人群3.0kN/㎡,栏杆及人行道的重量按4.5 kN/㎡计;地质水文情况:河床地面线为(从左到右):0/0,-1/5,-1.8/12,-2.5/17,-3.6/22,-4.5/28,-5.3/35,-4.8/45,-3.8/55,-2.25/70, -1/78,0 /85,(分子为高程,分母为离第一点的距离,单位为米);地质假定为花岗岩。
桥梁分孔方案:a、13m+13m+13m+13m+13m+13m 简支梁b、13m+13m+13m+13m+13m+13m+13m 简支梁材料容重:水泥砼22 3/mkN,沥青砼21 3kN。
kN,钢筋砼24 3/m/m二、纵断面设计1、桥梁纵断面设计图如下图所示纵断面设计图(单位尺寸:m)2、桥梁分孔布置根据河道的实际情况(总宽85m、河道横断面的高程变化等),结合总造价和施工工艺,且桥梁无通航要求,姑且将桥梁分孔为13m+13m+13m+13m+13m+13m简支梁。
桥梁总跨径为L=6×13m=78m。
3、纵坡以及桥梁下部结构布置对于中、小梁桥,为了利于桥面排水和降低引道路堤高度,往往设置中间向两端倾斜的双向纵坡。
桥上纵坡不宜大于4%;桥头引道纵坡不宜大于5%, 综合考虑路线竖曲线要求R>1400m。
毕业设计(论文)目录1. 桥型方案比选 ........................................................ 3…1.1桥梁总体规划原则............................................... 3..1.2方案比选....................................................... 3...1.2.1桥梁形式的比选 (3)1.2.2桥梁截面形式的比选 (5)1.2.3桥墩方案的比选 (5)2. 设计资料及构造布置................................................. 7...2.1桥面净空........................................................ 7...2.2技术标准........................................................ 7...2.3桥面铺装........................................................ 7...2.4地质条件....................................................... 7...3. 上部结构尺寸拟定及内力计算......................................... 8.3.1 概述............................................................ 8...3.1.1主跨径的拟定 (8)3.1.2主梁尺寸拟定(跨中截面) (8)3.2桥梁设计荷载................................................... .8...3.2.1主梁内力计算 (9)3.2.2活载作用下内力求解 (11)3.2.3荷载组合 (23)4. 预应力筋的设计与布置 (26)4.1纵向预应力筋的设计与布置 (26)4.1.1纵向预应力钢筋设计计算 (26)4.1.2纵向预应力钢筋弯起设计 (28)4.2主梁截面几何性质计算 (30)5. 主梁截面几何特性计算表: (32)6. 预应力损失计算..................................................... 35.6.1预应力筋与孔道壁之间摩擦引起的应力损失a (35)6.2锚具变形、钢筋回缩和接缝引起的应力损失c 2 (35)6.3钢筋与台座之间温差引起的预应力损失 = (36)6.4混凝土弹性压缩引起的应力损失亠4 (36)6.5预应力筋松弛引起的应力损失山 (37)6.6混凝土收缩和徐变引起的应力损失-L 6 (37)7. 主梁应力、挠度验算 (40)7.1预加应力阶段的正截面应力验算 (40)7.1.1短暂状态的正应力验算 (40)7.1.2持久状态的正应力验算 (41)7.1.3使用阶段的主应力的验算 (41)7.1.4非预应力筋计算 (43)7.1.5斜截面抗剪性验算 (43)135m+45m+35m整体式预应力混凝土连续箱梁桥施工图设计7.2抗裂性验算...................................................... 44..7.2.1作用短期效应组合作用下的正截面抗裂验算 (44)722作用短期效应组合作用下的斜截面抗裂验算457.3挠度验算 (46)8. 锚固区局部承压计算 (48)8.1局部受压区尺寸要求 (48)8.2局部抗压承载力计算 (48)9. 下部结构设计计算 (50)9.1桥墩设计计算 (50)9.1.1竖向荷载计算509.1.2水平荷载计算519.1.3配筋计算529.2桩基础及承台的设计 (53)9.2.1承台的设计539.2.2桩的设计539.2.3桩的内力及位移计算552毕业设计(论文)1•桥型方案比选1.1桥梁总体规划原则桥梁的形式可考虑拱桥、梁桥、梁拱组合桥和斜拉桥。
年河桥梁计算书(含水文、荷载、桩长、挡墙的计算)**本计算书中包括桥涵水文的计算、恒荷载计算、活荷载计算桩长、以及挡墙的计算。
荷载标准:公路Ⅱ级乘0.8的系数桥面宽度:净4.5+2×0.5m跨度:13孔×13m1、工程存在问题年河桥位于长江下游1000m处,建于1982年,为钢筋砼双排架式桥墩,预制拼装型板梁桥面,17孔,每跨8.85m。
总长150.45m,宽5.3m。
该桥运行20多年,根据***省水利建设工程质量监测站检验测试报告检测结果如下:(1)桥墩A.桥墩基础桥墩基础为抛石砼,设计强度等级为150#,钻芯法检测砼现有强度代表值为16.4MPa。
B.排架立柱及联系梁立柱设计强度等级为200#,超声回弹综合法检测砼现有强度代表值为14.0~18.3MPa。
联系梁设计强度等级为200#,超声回弹综合法检测砼现有强度代表值为14.7MPa。
立柱外观质量总体较差,局部区域麻面较重。
立柱砼碳化深度最大值为31mm,最小值为5mm,平均值为14mm。
立柱钢筋保护层实测厚度为20mm,钢筋目前未锈,但碳化深度平均值已接近钢筋保护层厚度。
通过普查,全桥64根立柱中有12根35处箍筋锈胀外露,有6处联系梁主筋外露。
C.盖梁盖梁设计强度等级为200#,超声回弹综合法检测砼现有强度代表值为17.4~21.5MPa。
盖梁外观质量一般,梁体砼总体感觉较疏松。
盖梁砼碳化深度最大值为24mm,最小值为9mm,平均值为18mm。
,盖梁主筋侧保护层实测厚度为9~13mm,底保护层实测厚度29~42mm,砼碳化深度已超过钢筋侧保护层厚度,盖梁主筋已开始锈蚀。
通过普查,全桥32根盖梁中共有14根15处主筋锈蚀膨胀,表层砼脱落,主筋外露,长度15~70cm;有28处箍筋锈胀外露。
(2)T型梁T型梁设计强度等级为200#,每跨中间两根T型外观较好,两边T型梁外观较差。
T型梁砼碳化深度最大值为20mm,最小值为7mm,平均值为14mm。
桥梁工程课程设计计算书一.行车道板计算1.计算如图1所示的T 梁翼板,荷载为公路Ⅰ级,桥面铺装为5cm 的沥青混凝土和10cm 的C40水泥混凝土垫层图12.恒载弯矩计算桥面铺装m kN 55.324110.023105.0g 1=⨯⨯+⨯⨯= 板厚平均值m216.072.16.02.0)2.025.0(56.0t =⨯++⨯=翼板自重m KN 40.5250.1216.0g 3=⨯⨯=m /kN 95.840.555.3g g g 21=+=+=m90.1b l m 936.1216.072.1t l l 00=+>=+=+=所以取m 90.1l = 恒载弯矩 m/kN 039.490.195.881gl81M 22g =⨯⨯==3.活载弯矩计算对于车辆荷载,设计荷载为公路Ⅰ级,所以车轮的着地长度为m 20.0a 2=,宽度m 60.0b 2=,则有m 50.015.0220.0H 2a a 21=⨯+=+= m 90.015.0260.0H 2b b 21=⨯+=+=车轮在板的跨中m267.190.132l 32m 133.1390.150.0l 31a a 1=⨯=<=+=+=所以取m 4.1d m 267.1a =<=车轮在板的支撑处m633.090.131l 31m 716.0216.050.0t a a 1'=⨯=>=+=+=所以取m 716.0a '=m 276.02716.0267.12a a e '=-=-=m 10.0)290.13.1(290.0)2l 3.1(2b c 1=--=--=e c <所以m 916.010.02716.0c 2a a 'c =⨯+=+= 跨中位置车轮的荷载集度m/kN 387.6190.0267.12140ab 2P P 1=⨯⨯==支点处车轮的荷载集度m/kN 628.10890.0716.02140b a 2P P 1''=⨯⨯==c 处车轮的荷载集度m/kN 910.8490.0916.02140b a 2P P 1c ''=⨯⨯==如图2所示363.0475.095.0725.0y y 21=⨯==025.0475.095.005.0y 3=⨯= 017.0475.095.03/10.0y 4=⨯=故[]44332211y A y A y A y A 1M +++μ+=)(汽[025.010.0910.84363.045.0387.61363.045.0387.613.1⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯=()]mkN 374.26017.010.0910.84-628.10821⋅=⨯⨯+图2对于人群荷载产生的弯矩,如图3mN 1.354k 1.90810.9532M ⋅=⨯⨯⨯⨯=人图3弯矩组合:人汽M 1.40.8M 4.1M 2.1Mg j⨯⨯++=m N 43.287k 1.3541.40.826.3741.44.0391.2⋅=⨯⨯+⨯+⨯ 4.翼板配筋及强度复核C40混凝土,pa M 18.4f cd =,pa M 1.65f td =HRB335级钢筋,pa M 280f sd =,0.56b =ξ, 1.00=γ (1)求混凝土相对受压区高度x 悬臂根部高度h =,净保护层厚度3cm ,取B12钢筋,则有效高度213mm13.5/2-30-250d/2-a -h h 0===由)2x-(h bx f M 0cd d 0≤γ得 )2x-(213x 10004.1810287.430.16⨯=⨯⨯解得 mm 11921356.0h mm 11x 0b =⨯=ξ<= (2)求钢筋面积s A2sdcd s mm 7232801110004.18f bx f A =⨯⨯==(3)配筋取B12钢筋,按间距14cm 配置,每米板宽配筋为2S mm 792A =,最小配筋率:()()27.0280/65.145f /f 45sd td ==,即配筋率不应小于0.27%,且不应小于0.2%,故取%27.0min =ρ 实际配筋率%)27.0(%37.02131000792bhA min 0S =ρ>=⨯==ρ分布筋按构造配置,取A8钢筋,间距为20cm (4)强度复核bxf A f cd s sd =, 得mm 1210004.18792280bf A f x cd s sd =⨯⨯==)212-(21312100018.4)2x -(h bx f M0cd u⨯⨯⨯==mkM 287.43M m kN 706.45⋅=>⋅=, 满足要求二.主梁计算(一)跨中截面荷载横向分布系数计算此桥在跨度内设有横隔梁,具有强大的横向连接刚性,且承重结构长宽比为:71.190.165.19B L =⨯=故可用偏心压力法来绘制荷载横向影响线并计算横向分布系数c m ,图4本桥各根主梁的横截面均相等,梁数6n =,梁间距为1.90m ,则26252423222161i 2i a a a a a a a +++++=∑= 2222222m175.63(-4.75)(-2.85)(-0.95)95.085.275.4=+++++=①号梁横向影响线的竖标值为:190.0175.6375.461a an 1524.0175.6375.461a a n 1261i 2i2116261i 2i2111-=-=∑-=η=+=∑+=η==由11η,16η绘制①号梁横向影响线,如图4(a )所示,进而由11η,16η计算横向影响线的零点位置。
30米桥梁设计计算书一、设计概述本设计为一座跨越30米的桥梁,桥型为梁式桥,采用混凝土T型梁,墩台采用钢筋混凝土结构。
桥面铺装材料采用沥青混凝土。
二、荷载计算1. 桥面荷载根据规范,桥面荷载应为10kN/m^2。
因此,本桥梁的桥面荷载设计值为30m × 10kN/m^2 = 300kN。
2. 桥墩荷载根据规范,当桥梁长度L<60m时,台墩反力可以通过简化方法计算:R = (G1 + Q1/2)± (G2 ± Q2/2)。
其中G为重力荷载,Q为活载荷载。
按照规范要求,各荷载按保险系数取设计值,重力荷载设计值按4kN/m^3取,活载荷载设计值按规范要求取。
经过计算,得到桥墩荷载设计值为4200kN。
三、梁设计1. 梁截面大小计算采用混凝土T型梁,梁截面大小的计算要满足以下两个条件:- 梁截面中和轴处混凝土受压区不超限。
- 梁截面中和轴处混凝土与钢筋之间的黏结不发生破坏。
经计算,梁截面高度h=1.2m,下翼缘宽度b1=0.6m,上翼缘宽度b2=0.3m。
2. 梁配筋计算根据规范,T型梁的配筋计算可以通过拟合法进行。
经计算,配筋率ρ=1.37%。
四、墩台设计1. 墩台尺寸计算对于单排墩梁式桥,按照规范要求,墩台高度应在1.2-2m之间,墩台底宽应不小于 2.5m。
经计算,本桥梁的墩台高度取 1.8m,墩台底宽取3.0m。
2. 墩台钢筋配筋计算墩台结构采用钢筋混凝土结构,按照规范要求进行配筋计算。
经计算,墩台钢筋配筋采用Ф25横筋,纵向间距200mm。
五、桥面铺装本设计方案采用沥青混凝土铺装材料作为桥面铺装材料。
按照规范要求,铺装厚度应为50mm。
经计算,本桥梁的沥青混凝土铺装面积为90m^2,铺装材料总量为4.5m^3。
六、结论经过以上计算,本设计方案中桥梁、墩台和桥面铺装的各项设计参数计算完成,满足设计要求。
0318144班桥梁工程毕业设计计算书设计资料:1、桥型:两跨装配式简支钢筋砼T型梁桥,纵横端面布置,如下图所示:2、设计荷载:设计汽车荷载汽车-—20级,挂车——100,人群3KN/m23、桥面净宽:净—7+2×0.75+2×0。
254、跨径:标准跨径20m,计算跨径19.5m5、每侧栏杆及人行道构件重5KN/m6、砼线膨胀系数ą=1×10—57、计算温差=Δt=35o C8、砼弹性量E h=3×101Mpa(C30砼)二、基本尺寸拟订1、主梁由5片T梁组成桥宽(5×1。
6m)每片梁采用相同的截面尺寸,断面尺寸如上图所示.各主梁、横隔梁相互间采用钢板焊接接头‘2、横隔梁建议采用5片,断面尺寸自定3、桥墩高度,尺寸自行设计4、采用u型桥台,台身高5米,其他尺寸自行设计三、建筑材料1、主梁、墩帽、台帽为C30砼,重力密度γ1=25KN/m32、墩身、台身及基础用7.5级砂浆25#块石,其抗压强度Rα′为 3.7Mpa,重力密度γ2=24KN/m3,桥台填土容量γ3=18KN/m33、桥面铺装平均容重γo=23 KN/m3四、地质及水文资料1、此桥位于旱早地,故无河流水文资料,也不受水文力作用,基本风压值1Kpa2、地质状况为中等密实中砂地基,容许承载力[σ]=450kPa;填土摩擦角Ø=35o,基础顶面覆土0。
5m,容量与台后填土相同一、桥面板的计算:(一)计算图式采用T形梁翼板所构成铰接悬臂板(如右图所示)1.恒载及其内力(按纵向1m宽的板条计算)(1)每延米板上恒载g的计算见下表:(2)每米宽板条的恒载内力为:M min,g=-=-×5.38×0.712kN·m=-1.356kN·mQ ag=gl0=5.38×0.70kN=3。
82kN1.汽-20级产生的内力将加重车后轮作用于铰缝轴线上(如上图所示),后轴作用力为P=120kN,轮压分布宽度如下图所示。
桥梁计算书⽬录第⼀章装配式简⽀实⼼板桥计算 (1)⼀、⼯程概况 (1)⼆、桥⾯⼏何特性及作⽤效应计算 (1)三、截⾯设计 (10)第⼆章装配式简⽀空⼼板桥计算 (13)⼀、⼯程概况 (13)⼆、桥⾯⼏何特性及作⽤效应计算 (13)三、截⾯设计 (22)第三章装配式简⽀T型梁桥计算 (25)⼀、⼯程概况 (25)⼆、桥⾯⼏何特性及作⽤效应计算 (25)三、承载能⼒极限状态下截⾯设计、配筋与验算 (35)第⼀章装配式简⽀实⼼板桥计算⼀、⼯程概况桥梁横向设计总宽为4.7m ,设计全长为30m ,为五跨铰接板桥,跨径为5*6m ;上部结构为铰接预制板,下部结构为桩墩、台钢筋砼⽿墙布置。
⼆、桥⾯⼏何特性及作⽤效应计算 1、桥⾯总体布置预制板标准跨径:I k =6.00m ;计算跨径:I 0=5.62m ;板长:5.98m ;桥⾯净空:4+2*0.35=4.7m ;设计荷载:公路—Ⅱ级*0.8。
2、构造形式及尺⼨选定全桥采⽤20块C30预制钢筋砼实⼼板,每块实⼼板宽99cm (其中桥墩⾄⽀座中⼼线间距为18cm ,伸缩缝宽2cm )。
C30混凝⼟实⼼板:f ck =20.1MPa ,f cd =13.8MPa ,f tk =2.01MPa ,f td =1.39MPa 。
3、作⽤效应计算 3.1永久效应作⽤计算3.1.1实⼼板效应作⽤计算(第⼀阶段结构⾃重)g 1:m kN g /585.82562.5/93.11=?=3.1.2桥⾯系⾃重(第⼆阶段结构⾃重)g 2:全桥宽铺装每延⽶总重为:8.99/5/5.62×25=7.998m kN /; C25砼缘⽯重:6.43/5/5.62×25=5.721m kN /;栏杆重⼒:6.673m kN /上述⾃重效应是在各实⼼板形成整体后,再加上板桥上的,为了使计算⽅便近似按各板平均分担重⼒效应,则每块实⼼板分摊到的每延⽶桥⾯的重⼒为:mkN g /098.54721.5998.7673.62=++=3.1.3铰缝重⼒(第⼆阶段结构⾃重)g 3:m KN g /24.02562.5/4/216.03=?=3.1.4恒载内⼒计算m kN g g /585.81Ⅰ==m kN g g g /34.524.0098.532=+=+=∏ m kN g g g /92.1334.5585.8Ⅰ=+=+=∏由此计算出简⽀实⼼板永久作⽤(⾃重)效应,计算结果见表1-1。
桥梁计算书本页仅作为文档页封面,使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March一.设计资料与结构布置(一).设计资料 1.桥面跨径及桥宽标准跨径:该桥为三级公路上的一座简支梁桥,标准跨径为13m 。
主梁全长:根据当地温度统计资料。
并参考以往设计值:主梁预制长度为. 计算跨径:根据梁式桥计算跨径的取值方法,计算跨径取相邻支座中心间距为. 桥面宽度:横向布置为 (安全带)+(车行道)+(安全带)= 2.设计荷载车道荷载 q k=× N/m= N/m 集中荷载 p k =×210 N/m = N/m桥面宽度较小,不设置人行道,无人群荷载 3.材料的确定混凝土:主梁采用C30,人行道、桥面铺装、栏杆C40钢筋:直径≥12mm 采用HRB335级钢筋。
直径<12mm 采用HPB235级热轧光面钢筋 4.设计依据1、《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-20152、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-20123、《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63-20074、《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011 (二)结构布置 设置两套方案 方案一:1.主梁高:以往的经济分析表明钢筋混凝土T 形简支梁高跨比的经济范围大约在 111-161之间,本桥取 131,则梁高取1m.2.主梁间距:装配式钢筋混凝土T 形简支梁的主梁间距一般选在-之间,桥宽米,方案一采用五片主梁形式,主梁间距为。
3.主梁梁肋宽:为保证主梁抗剪需要,梁肋受压时的稳定,以及混凝土的振捣质量,通常梁肋宽度为15cm -18cm ,方案一采用16cm 。
4.横隔梁:为增强桥面系的横向刚度,在支点、跨中设置三道横梁,跨中和支点间再设置一道,梁高一般为主梁高的3/4左右,取,厚度取12-16之间,本设计横隔梁下为15cm ,上缘16cm5. 桥面铺装:混凝土铺装不宜小于80mm ,本桥混凝土铺装采用80mm 。
桥梁工程课程设计计算书课程设计计算书一、项目概述该桥梁系某i级公路干线上的中桥(单线),线路位于直线平坡地段。
该地区地震烈度较低,不考虑地震设防问题。
桥梁和桥墩的设计已经完成,桥梁跨度由4孔30m预应力钢筋混凝土梁组成。
二、方案比选1)刚性膨胀基础刚性扩大基础属于浅基础,其埋置深度一般小于5米,对于本工程若采用刚性扩大基础,其须埋于最大冲刷线下不小于1米,刚最小的进置深度为5.7m因此,尽管持力层土层地质良好,考虑浅基础特点故不适合。
(2)沉井基础沉井基础适用以下情况1、当上部荷载较大时,表层地基土的容许承载力不足,膨胀基坑开挖工作量大,支护难度大,但在一定深度处有良好的承载层,沉箱基础与其他深基坑相比经济合理;2.在山区河流中,虽然土质较好,但冲刷大或河中有较大卵石不便桩基础施工时;3.岩石表面平坦,覆盖层薄,但河流较深;膨胀基础围堰施工难度大。
综上所述,本工程不须采用沉井基础。
(3)桩基(1)当建筑物荷载较大,地基上部土层软弱或适宜的地基持力层位置较深,地下水位较高,采用浅基础或人工地基在技术上、经济上不合理;(2)河床冲淤大,河道不稳定,冲淤深度不易准确计算,基础或结构下的土层可能受到侵蚀和冲刷。
浅基础不能保证地基的安全;(3)当地基计算沉降过大或结构物对基础沉降变形与水平侧向位移较敏感,采用桩基础穿过松软(高压缩)土层,将荷载传到较坚实(低压缩性)土层,以减少建筑物沉降并使沉降较均匀;(4)当水平力较大需要减小建筑物的水平位移和倾斜时,稳定性要求较高;本工程对水平位移要求严格,本工程中局部冲刷线集位置较深,采用桩基础具有造价低,强度高,沉降量小而均匀,施工较两者简易,综上所述,本工程采用桩基础比较合理。
三、基本设计数据1.工程地质和水文地质河床高程78.32,桩顶与河床齐平,总冲刷线高程75.94m,局部冲刷线高程73.62m。
地基土为中密砂砾土,地基土比例系数m=10000kn/m4;地基土极限摩阻力qik?60kpa;地基容许承载力[fa0]=430kpa,内摩擦角= 20.土壤密度=11.80kn/m(已考虑浮力)。
总目录总目录 (1)前言 (3)第一章改建石桥设计计算书 (4)一、设计说明 (4)(一)设计背景 (4)(二)设计标准及规范 (4)(三)主要材料 (4)(四)设计要点 (5)二、方案比选 (5)(一)桥梁结构方案比选 (5)(二)桥梁截面形式比选 (8)(三)桥墩方案比选 (9)三、主要构件尺寸设计 (10)(一)结构尺寸设计 (10)(二)桥梁设计荷载 (12)四、行车道板设计 (13)(一)计算理论 (13)(二)单向板内力计算公式 (14)(三)行车道板设计 (15)五、主梁(板)设计 (17)(一)荷载横向分布系数计算 (17)(二)主梁内力计算 (19)(三)主梁配筋设计 (24)六、盖梁设计 (25)(一)荷载计算 (25)(二)内力计算 (30)(三)截面配筋设计 (31)七、桥梁墩柱设计 (34)(一)荷载计算 (34)(二)截面配筋计算 (36)八、孔灌注桩设计 (38)(一)荷载计算 (38)(一)桩长设计 (39)(三)桩基配筋设计及强度验 (40)第二章改建石桥施工组织设计 (42)一、工程概况 (42)(一)工程简介 (42)(二)标准及规范 (42)(三)要技术指标 (42)(四)气候状况 (42)二、施工组织机构及工期安排 (42)(一)施工组织管理机构 (42)(二)工程进度计划 (43)三、机械、人员安排 (43)(一)钻孔桩施工工艺 (44)(二)钢筋混凝土空心板预制施工工艺 (46)(三)墩台施工工艺 (47)(四)盖梁施工工艺 (49)(五)桥梁安装施工工艺 (49)(六)桥面系施工工艺 (49)五、确保工程质量和工期的措施 (50)六、确保施工安全、文明施工、环境保护措施 (51)七、附图 (52)第三章改建石桥预算书 (59)结语 (65)谢辞 (66)参考文献 (67)前言毕业设计的主要目的是培养学生综合运用所学知识和技能,分析解决实际问题的能力。
《桥梁工程》课程设计计算书钢筋混凝土简支梁桥设计2010.01.03第一部分 内力计算一、主梁内力计算(一)恒载内力计算简支梁承受的恒载集度为 g ,恒载引起的任意截面弯矩Mx 和剪力Vx 分别为:)(222x l gx x gx x gl M x -=-=)2(22x l ggx gl V x -=-=式中 x —计算截面到支点截面的距离(m );l —计算跨径(m ); g —恒载集度(KN/m );(1) 各主梁恒载计算及汇总 表1-1(2)恒载内力计算表1-2(二)活荷载内力计算kg g G m c 2653.15138.910002515932.0=⨯⨯⨯==210/100.3m N E c ⨯= 42232310735.11)5.382150(1501815018121)2165.38(1620216202121m I c -⨯=-⨯⨯+⨯⨯+-⨯⨯+⨯⨯=)(3.62653.151310735.11100.35.19214.3221022HZ m I E l f c c c =⨯⨯⨯⨯==-π3.00157.01767.0=-=Inf u 表1-3(2)简支梁内力影响线面积 表1-4(3)计算荷载横向分布系数(ⅰ)计算支点处的荷载横向分布系数m按杠杆法在图1-1上绘出①、②、③号主梁的荷载横向分布影响线,并在其上布载,分别计算出汽车、人群的m0q 和m0r值。
图1-1 按杠杆法绘主梁的荷载横向分布影响线(ⅱ)计算跨中的荷载横向分布系数m c按刚性横梁法在图3-2上绘出①、②、③号主梁的荷载横向分布影响线,分别计算出汽车、人群的m cq 和m cr 值。
解: 本桥各根主梁的横截面均相等,梁数为n=5,梁间距为2.20m ,则)(40.4820.2220.2020.220.222222225125242322212m a a a a a ai i=⨯+-+++⨯=++++=∑=)()()(计算1号梁1号梁横向影响线的坐标值为6.04.02.040.48)20.22(5112122111=+=⨯+=+=∑=n i ia a n η2.04.02.040.48)20.22(20.22511125115-=-=⨯-⨯⨯+=⨯+=∑=n i ia a a n η 又11η和15η绘制的1号梁横向影响线,见下图,图中还按照《桥规》(JTG D60)的规定,确定了汽车荷载的最不利荷载位置。
目录1方案设计 (1)1.1纵断面设计 (1)1.2横断面设计 (1)1.3截面尺寸拟定 (1)2桥面板的计算 (2)2.1恒载及其作用效应 (2)2.1.1每延米板上恒载的计算 (2)2.1.2每米宽板条的恒载内力 (2)2.2车辆荷载产生的作用效应 (2)2.3作用效应组合 (3)2.4桥面板截面设计、配筋与强度验算 (4)2.4.1选取控制截面 (4)2.4.2截面设计 (4)2.4.3截面复核 (5)3主梁内力计算 (6)3.1恒载内力 (6)3.1.1恒载集度计算 (6)3.1.2恒载内力计算 (6)3.2活载内力 (6)3.2.1荷载横向分布系数计算 (6)3.2.2活载内力计算 (7)3.3作用效应组合 (8)3.3.1 基本作用效应组合 (8)3.3.2作用短期效应和长期效应组合 (9)4主梁配筋计算 (10)4.1持久状况承载能力极限状态设计 (10)4.1.1正截面承载力计算 (10)4.1.2斜截面承载力计算 (12)4.2持久状况正常使用极限状态验算 (22)4.2.1最大裂缝宽度验算 (22)4.2.2变形(挠度)验算 (22)5横隔梁计算 (25)5.1横隔梁的内力计算 (25)5.1.1确定作用在中横隔梁上的计算荷载 (25)5.1.2绘制中横隔梁的内力影响线 (25)5.1.3截面内力计算 (26)5.2横隔梁的配筋计算 (27)5.2.1选取控制截面 (27)5.2.2截面设计。
(27)5.2.3截面复核 (28)6支座设计计算(采用板式橡胶支座) (29)6.1确定支座的几何尺寸 (29)6.1.1确定支座的平面尺寸 (29)6.1.2确定支座的厚度 (29)6.2验算支座的偏转情况 (30)6.3验算支座的抗滑性能 (30)7实体式桥墩的设计与计算 (31)7.1拟定桥墩各部尺寸 (31)7.1.1墩帽 (31)7.1.2墩身 (31)7.2内力计算 (32)7.2.1恒载计算 (32)7.2.2活载计算 (32)7.2.3荷载组合(基本组合) (35)7.3墩身截面验算 (35)7.3.1截面偏心距验算 (35)7.3.2截面承载力验算 (36)8实体式U型桥台设计 (39)8.1拟定桥台各部尺寸 (39)8.1.1台帽 (39)8.1.2台身 (39)参考文献 (41)致谢 (42)1方案设计1.1纵断面设计桥长L约160m,单孔跨径=标准跨径L1=16m,计算跨径L=15.50m,共10跨。
2)预应力钢筋布置(1)跨中截面预应力钢筋的布置后张法预应力混凝土受弯构件的预应力管道布置应符合《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)》中的有关构造要求。
参考已有的设计图纸并按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)》中的构造要求,对跨中截面的预应力钢筋进行初步布置如图N1N2N3端部及跨中预应力钢筋布置图(尺寸单位:mm)N1N2N3(2)锚固面钢束布置为使施工方便,全部3 束预应力钢筋均锚于梁端。
这样布置符合均匀分散的原则,不仅能满足张拉的要求,而且N1、N2 在梁端均弯起较高,可以提供较大的预剪力。
(3)其它截面钢束位置及倾角计算①钢束弯起形状、弯起角θ及其弯曲半径采用直线段中接圆弧曲线段的方式弯曲;为使预应力钢筋的预加力垂直作用于锚垫板,N1、N2 和N3 弯起角均取θ=7°;各钢束的弯曲半径为: 1N R =40000mm ;2N R =25000mm ;3N R =15000mm 。
②钢束各控制点位置的确定 N3号束,其弯起布置如图由0cot θ⋅=c L d 确定导线点距锚固点的水平距离 mm c L d 32577cot 400cot 00=⋅=⋅=θ 由2tan2θ⋅=R L b 确定弯起点至导线点的水平距离mm R L b 91727tan 150002tan 02=⨯=⋅=θ所以弯起点至锚固点的水平距离为mm L L L b d w 417491732572=+=+=则弯起点至跨中截面的水平距离为mm L x w k 73424174286112302862/24460=-+=-+=根据圆弧切线的性质,图中弯止点沿切线方向至导线点的距离与弯起点至导线点的水平距离相等,所以弯止点至导线点的水平距离为 mm L L b b 9107cos 917cos 0021=⨯=⋅=θ 故弯止点至跨中截面的水平距离为mm L L x b b k 91699109177342)(21=++=++同理可计算N1、N2的控制点位置,将各钢束的控制参数汇总于下表中 表-24① 各截面钢束位置及其倾角计算计算N3号钢束上任一点i 离梁底距离i i c a a +=及该点处钢束的倾角i θ,式中a 为钢束起弯前重心至梁底的距离,mm a 100=;i c 为i 点所在计算截面处钢束位置的升高值。
计算时首先判断出i 点所在处的区段,然后计算i c 及i θ当0)(≤-k i x x 时,i 点位于直线段还未弯起,0=i c ,故0;100===i i mm a a θ。
当)()(021b b k i L L x x +≤-<时,i 点位于圆弧弯起段,按下式计算i c 及i θRx x x x R R c k i i k i i )(sin)(122-=---=-θ当)()(21b b k i L L x x +>-时, i 点位于靠近锚固端的直线段,此时007==θθi ,按下式计算i c 及i θ02tan )(θb k i i L x x c --=各截面钢束位置i a 及倾角i θ计算值见下表 表-25④钢束平弯段的位置及平弯角N1、N2、N3 三束预应力钢绞线在跨中截面布置在同一水平面上,而在锚固端三束钢绞线则都在肋板中心线上,为实现钢束的这种布筋方式,N2、N3 在主梁肋板中必须从两侧平弯到肋板中心线上,为了便于施工中布置预应力管道,N2、N3 在梁中的平弯采用相同的形式,其平弯位置如图下图。
平弯段有两段曲线弧,每段曲线弧的弯曲角为o 38.41808000612=⨯=πθ。
3)非预应力钢筋截面积估算及布置首先按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)》中公式(5.2.2-1)和公式(5.2.3-2)在不考虑预应力钢筋作用的情况下估算截面的受压区高度x ,然后按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)》中公式(5.2.2-2)、公式(5.2.3-1)、公式(5.2.3-3)结合已知的预应力钢筋用量估算普通钢筋的用量(1)按构件承载能力极限状态要求估算非预应力钢筋数量在确定预应力钢筋数量后,非预应力钢筋根据正截面承载能力极限状态的要求来确定。
设预应力钢筋和非预应力钢筋的合力点到截面底边的距离为a =80mm ,则有mm a h h 17208018000=-=-=先假定为第一类T 形截面,由公式)2/(0'0x h x b f M f cd d -≤γ计算受压区高度x :)2/720.1(080.2104.2248.52713x x -⨯⨯= 求得 m h m x f 14.0067.0'=<=则根据正截面承载力计算需要的非预应力钢筋截面积为 2'1441330210012606720804.22mm f A f x b f A tdppd f cd s =⨯-⨯⨯=-=采用4根直径为22mm 的HRB400 钢筋,提供的钢筋截面面积为21520mm A s =。
在梁底布置成一排如图其间距为100mm ,钢筋重心到底边的距离为s α=45mm 。
非预应力钢筋布置图(尺寸单位:mm)(六)、 主梁截面几何特性计算后张法预应力混凝土梁主梁截面几何特性应根据不同的受力阶段分别计算。
本示例中的T 形梁从施工到运营经历了如下三个阶段。
(1)主梁预制并张拉预应力钢筋主梁混凝土达到设计强度的90%后,进行预应力的张拉,此时管道尚未压浆,所以其截面特性为计入非预应力钢筋影响(将非预应力钢筋换算为混凝土)的净截面,该截面的截面特性计算中应扣除预应力管道的影响,T 梁翼板宽度为2080mm。
(2)灌浆封锚,主梁吊装就位并现浇20mm湿接缝。
预应力钢筋张拉完成并进行管道压浆、封锚后,预应力钢筋能够参与截面受力。
主梁吊装就位后现浇20mm 湿接缝,但湿接缝还没有参与截面受力,所以此时的截面特性计算采用计入非预应力钢筋和预应力钢筋影响的换算截面,T 梁翼板宽度仍为2080mm。
(3)桥面、栏杆及人行道施工和运营阶段桥面湿接缝结硬后,主梁即为全截面参与工作,此时截面特性计算采用计入非预应力钢筋和预应力钢筋影响的换算截面,T 梁翼板有效宽度为2100mm 截面几何特性的计算可以列表进行,以第一阶段跨中截面为例列下表,同理,可求得其它受力阶段控制截面几何特性如表所示表-26第一阶段跨中截面几何性质计算表注:797.51045.3/100.2/45=⨯⨯==C S ES E E α;S E 查《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)》表3.2.4,C E 查《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)》表3.1.4。
表-27第二阶段跨中截面几何性质计算表注:797.51045.3/100.2/45=⨯⨯==C S ES E E α;S E 查《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)》表3.2.4,C E 查《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)》表3.1.4。
表-28第三阶段跨中截面几何性质计算表注:797.51045.3/100.2/45=⨯⨯==C S ES E E α;S E 查《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)》表3.2.4,C E 查《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)》表3.1.4。
表-29 各控制截面不同阶段的截面几何特性汇总表(七)、持久状况截面承载能力极限状态计算1)正截面承载力计算一般取弯矩最大的跨中截面进行正截面承载力计算。
(1)求受压区高度x先按第一类T 形截面梁,湿接缝参与受力,略去构造钢筋影响,由式计算混凝土受压区高度x mm h mm b f a A f A f x f fcd ss sd p pd 18091.6621004.22152033021001260'/=<=⨯⨯+⨯=+=受压区全部位于翼缘板内,说明确实是第一类T 形截面梁。
(2)正截面承载力计算跨中截面的预应力钢筋和非预应力钢筋的布置见图和图,预应力钢筋和非预应力钢筋的合力作用点到截面底边距离为mm A f A f a A f a A f a ssd p pd ss sd p p pd 24.9115203302100126045152033010021001260=⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯=++=所以mm a h h 8.170824.9118000=-=-=梁跨中截面弯矩组合设计值m KN M d •=48.5271。
截面抗弯承载力由式mKN M m KN mmN x h x b f M d f cd u •=⨯=>•=•⨯=-⨯⨯⨯=-=48.527148.52710.106.52731092.5276)2/91.668.1708(91.6621004.22)2/(060'γ跨中截面正截面承载力满足要求。
2)斜截面承载力计算(1)斜截面抗剪承载力计算预应力混泥土简支梁应对按规定需要验算的各个截面进行斜截面抗剪承载能力计算,以下以4/l 处斜截面为例进行斜截面抗剪承载能力计算首先,根据公式进行斜截面抗剪强度上、下限复核,即 0.300231051.01050.0bh f V bh f k cu d td --⨯≤≤⨯γα式中的d V 为验算截面处剪力组合设计值,这里d V =978.15kN ;k cu f .为混泥土强度等级,这里k cu f .=50Mpa; b=200mm(腹板厚度);0h 为相应于剪力组合设计值处的截面有效高度,即自纵向受拉钢筋合力点(包括预应力钢筋和非预应力钢筋)至混泥土受压边缘的距离,这里纵向受拉钢筋合力点距截面下缘的距离计算公式为 ssd p pd ss sd p p pd A f A f a A f a A f a ++=p α为预应力筋合力点距截面下缘的距离mm p 3.23253100514954485=⨯⨯+⨯+⨯=α因此可知:mm A f A f a A f a A f a ssd P pd ss sd p p pd 5.2021520330210012604515203303.23221001260=⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯=++=则mm h 15985.20218000=-=;2α为预应力提高系数,2α=1.25; 代入上式得:kN V d 8.7590.10⨯=γ0231050.0bh f td α-⨯=d V kN 035.365159820083.125.11050.0γ≤=⨯⨯⨯⨯⨯-0.31051.0bh f k cu -⨯==⨯⨯⨯⨯-1598200501051.031152.6kN d V 0γ≥ 计算表明,截面尺寸满足要求,但需配置抗剪钢筋。