桥梁工程计算书
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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)。
一、设计资料1.1、桥面净空净—7+2×1.0m人行道1.2主梁跨径和全长主梁:标准跨径:L=25mb计算跨径:L=24.50m预制长度:L’=24。
95m横隔梁5根,肋宽15cm。
1.3材料1。
4、结构尺寸(如图1-1,图1—2,图1—3所示)图1-1 桥梁横断面图(单位:cm)图1-2 T型梁尺寸图(单位:cm)图1-3 桥梁纵断面图(单位:cm)二、行车道板的内力计算2。
1、恒载及其内力(按纵向1m宽的板条计算)结构尺寸(见图2—1)图2-1 铰接悬臂板计算图示(单位:cm)2。
1.1、每延米板条上恒载g的计算C30混凝土桥面铺装1g :1g =0.1×1。
0×25= 2.5/kN mC25混凝土T 形梁翼板自重2g :2g =(0。
105+0。
13)/2×1×24=2。
82/kN m 每延米板条上恒载g:g=i g ∑=1g +2g =2。
5+2。
82=5。
32/kN m 2。
1。
2、每延米板条的恒载内力计算 每米宽板的恒载弯矩min,g M :min,g M =221118002005.32() 1.7022221000gl --=-⨯⨯=-⨯/kN m 每米板宽的恒载剪力Ag V :018002005.32 4.25621000Ag V gl KN -==⨯=⨯2.2、车辆荷载产生的内力将车辆荷载的后轮作用于铰缝轴线上(见图2—1所示),后轴作用力标准值为P=140kN ,轮压分布宽度如图2-2所示,后轮着地宽度为20.6b m =。
着地长度为20.2a m =,则m H a a 4.01.0220.0221=⨯+=+= m H b b 8.01.0260.0221=⨯+=+=0218002001600 1.6l mm m =-==2-2 车辆荷载的计算图式(尺寸单位:mm )荷载对于悬臂根部的有效分布宽度为:1020.4 1.4 1.6 3.4a a d l m =++=++=由规范可知:汽车荷载的局部加载及在T 梁,箱梁悬臂板上的冲击系数采用1.3。
桥梁工程量计算书
桥梁工程量计算书是指针对桥梁工程施工而编写的一份文件,其中包含了桥梁工程施工过程中所需的各种材料、设备、人力等工程量的计算和清单。
计算书的编制可以按照国家有关标准和规范进行,通常包括以下内容:
1. 桥墩、墩台、桥台等结构物的工程量计算,包括混凝土、钢筋等材料的用量计算,以及施工所需的模板、钢模等设备的数量计算。
2. 桥面、桥面铺装等部分的工程量计算,包括沥青、水泥混凝土等铺装材料的用量计算,以及施工所需的机械设备的数量计算。
3. 桥面防护栏杆、管线、标线等附属设施的工程量计算,包括防护栏杆、标线材料的用量计算,以及施工所需的机械设备的数量计算。
4. 桥梁基础、桩基础等地基工程量计算,包括混凝土、钢筋等材料的用量计算,以及施工所需的模板、钢模等设备的数量计算。
5. 施工过程中所需的人力、机械、材料等各项费用的计算,以及各项费用的汇总清单。
桥梁工程量计算书是桥梁工程施工的重要文件之一,通过对各项工程量的准确计算,能够为施工过程提供可靠的数据支持,确保工程施工的顺利进行。
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。
路桥工程方案计算书一、工程概况1.1 项目名称:XXX路桥工程1.2 项目地点:XX省XX市1.3 工程规模:总长XX米,宽XX米1.4 工程内容:包括XX座桥梁和XX公里路面二、勘察设计2.1 勘察报告根据勘察报告,该工程地质条件良好,适宜进行路桥施工。
2.2 设计依据按照《公路桥梁设计规范》和《公路工程技术标准》的相关规定进行设计。
三、主要材料及规格3.1 混凝土采用C35混凝土,强度等级符合设计要求。
3.2 钢材桥梁结构采用Q345B钢材,满足强度和耐久性要求。
3.3 沥青采用AC-20沥青混合料,符合道路施工要求。
四、主要结构设计4.1 桥梁设计根据工程要求,采用XX桥型设计,桥梁结构采用XX设计方案,满足承载力和稳定性。
4.2 路面设计采用XX路面结构设计,满足道路使用寿命要求。
五、施工方案5.1 施工组织设计根据工程特点,制定施工组织设计方案,明确施工任务分工和施工流程。
5.2 施工工艺根据设计要求,制定桥梁与路面的施工工艺方案,确保施工质量。
5.3 施工安全制定施工安全预案,加强工程安全管理,保障施工人员安全。
六、工程造价计算6.1 概算清单制定XX路桥工程概算清单,包括主要材料、人工和设备费用。
6.2 经济效益分析对工程的投资与收益进行分析,评估工程的经济效益。
6.3 费用分解对工程造价进行详细分解,包括工料车费,附加费等。
七、环境影响分析7.1 环境保护措施制定环保措施,减少施工对周边环境的影响。
7.2 预防措施制定预防措施,确保施工过程中不对周边生态环境造成破坏。
7.3 废弃物处理制定废弃物处理方案,对工程产生的废弃物进行分类处理,保护环境。
八、风险评估8.1 施工风险对施工过程中可能发生的风险进行评估,制定应对措施。
8.2 环境风险对工程建设可能产生的环境风险进行评估,采取相应的措施减少风险。
以上为本工程方案计算书的主要内容,具体细节请参照相关规范和实际情况进行详细设计和施工。
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。
装订线第一章设计资料1.1设计内容①根据已给地形图等设计资料,选择三至四种以上可行的桥型方案,拟定桥梁结构主要尺寸,根据技术经济比较,推荐最优方案进行桥梁结构设计。
③对推荐桥梁方案进行运营阶段的内力计算,并进行内力组合,强度、刚度、稳定性等验算。
④选择合理的下部结构形式,拟定构件尺寸,并进行内力计算,内力组合、配筋设计。
⑤绘制桥梁总体布置图、上部结构一般构造图、钢筋构造图、桥台一般构造图、桥墩盖梁一般构造图、桥墩盖梁配筋图。
⑥编写设计计算书。
1.2设计技术标准1、设计桥梁的桥位地型及地质图一份2、设计荷载:公路—I级;3、桥面净空:净-2×0.5+9=10米4、桥面横坡:1.5%5、最大冲刷深度:2.0m6、地质条件:根据断面图确定7、桩基础施工方法:旋转钻成孔8、安全系数:γ0=11.3采用材料:(1)预应力钢筋:Ø s15.2钢绞线(2)非预应力钢筋:直径D≥12mm用HRB335, 直径D≤12mm用R235;(3)混凝土:装订线主梁混凝土采用C50;铰缝为C30细集料混凝土;桥面铺装采用C40沥青混凝土;栏杆及人行道板为C30混凝土;盖梁、墩柱用C30混凝土;系梁及钻孔灌注桩采用C30混凝土;桥台基础用C30混凝土;桥台台帽用C30混凝土;(4)锚具用OVM锚1.4主要技术规范JTG D60-2004《公路桥涵设计通用规范》JTG D62-2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTJ 022-85《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》JTJ 024-85《公路桥涵地基与基础设计规范》第二章方案比选在我国,安全、经济、适用、美观是桥梁设计中的主要考虑因素,安全尤为重要。
桥梁结构造型简洁,轻巧,设计方案力求结构新颖,保证结构受力合理,技术可靠,施工方便。
本设计桥梁的形式可以考虑以下形式:连续梁桥、拱桥、斜拉桥三种形式。
2.1拟定方案(1)方案一:箱型连续梁桥对于桥孔的分跨主要考虑以下影响因素:桥址地形、水文地质条件、墩台基础支座等构造,力学的要求。
钢筋混凝土简支T形梁桥设计1.1基本设计资料1、跨度和桥面宽度(1)标准跨径:10m。
(2)计算跨径:9.6m。
(3)主梁全长:9.96m。
(4)桥面宽度:1.5m(人行道)+净-7m(行车道)+0.5m(防撞栏)。
2.技术标准设计荷载:公路—Ⅱ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3kN/m2。
环境标准:Ⅰ类环境。
设计安全等级:二级。
3.主要资料(1)混凝土:混凝土简支T形梁及横梁采用C50混凝土:桥面铺装上层采用0.03m沥青混凝土,下层为厚0.06~0.13m的C50混凝土,沥青混凝土重度按26kN/m3计。
(2)钢材:主筋采用HRB335钢筋,其它用R235钢筋。
4.构造截面及截面尺寸图1-1 桥梁横断面和主梁纵断面图(单位:cm)如图1所示,全桥共由5片T形梁组成,单片T形梁高为0.9m,宽1.8m;桥上横坡为双向1.5%,坡度由C50混凝土桥面铺装控制;设有三根横梁。
1.2 主梁的计算1.2.1 主梁的荷载横向分布系数计算1.跨中荷载横向分布系数桥跨内设有三根横隔梁,具有可靠的横向联系,且承重结构的宽跨比为:B/l=9/9.6=0.9375>0.5。
故先按修正的刚性横隔梁法来绘制横向影响线和计算分布系数m c。
(1)计算主梁大的抗弯及抗扭惯性矩I和I T:1)求主梁截面的重心位置x(见图1-2):图1-2 主梁抗弯及抗扭惯性矩计算图式翼缘板的厚按平均厚度计算,其平均厚度为h1=1/2×(10+16)cm=13cm则(18018)1313/2901890/223.24(18018)139018x cm cm -⨯⨯+⨯⨯==-⨯+⨯2)抗弯惯性矩I 为I=[1/12×(180-18)×133+(180-18)×13×(23.24-13/2)2+1/12×18×903 +18×90×(90/2-23.24)2] cm 4=2480384 cm 4对于T 形梁截面,抗扭惯性矩可进似按下式计算: 31mT i i i i I cbt ==∑ 式中 b i 、t i──── 单个矩形截面的宽度和高度; c i ──── 矩形截面抗扭刚度系数;m ──── 梁截面分成单个矩形截面的个数。
I T 的计算过程及结果见表1-1。
表1-1 I T 计算表即得I T =2.631×10-3m 4(2)计算抗扭惯性矩β:对于本次计算,主梁的间距相同,将主梁近似看成等截面,则得 211(/)T GI l B EIβξ=+式中,G=0.425E ;I T =2.631×10-3m 4;I=2480384 cm 4; l=9.6m ;B=1.8×5=9.0m ;ξ=1.042 代人上式,计算得β=0.949。
(2) 按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值5211i ij i i a e na ηβ==+∑ 式中,n=5,522222213.6 1.80(1.8)(3.6)32.4ii am ==+++-+-=∑;ηij 表示单位荷载P=1作用于j 号梁轴上所受的作用。
计算所得的ηij 列于表1-2内。
表1-2 ηij 值计算表(3) 计算荷载横向分布系数:绘制横向分布影响线图(见图1-3),然后求横向分布系数。
根据最不利荷载位置分别进行布载。
布载时,汽车荷载距人行道边缘距离不小于0.5m ,人群荷载取为3kN/㎡,栏杆及人行道板每延米重取6.0kN/m ,人行道板重以横向分布系数的方式分配到各主梁上。
1号梁2号梁3号梁图1-3 横向分布系数计算图式(单位:㎝)各梁的横向分布系数:汽车荷载:1η汽 =1/2×(0.4668+0.2747+0.13600+0.0561)=0.4107 2η汽=1/2×(0.3334+0.2374+0.1680+0.0719)=0.40535 3η汽=1/2×(0.2+0.2+0.2+0.2)=0.4 人群荷载:1η人=0.6002,2η人=0.4001,3η人=0.2 人行道板:1η板=0.6045-0.2536=0.3509 2η板=0.4022-0.0268=0.3754 3η板=0.2+0.2 =0.4k 360-180P =[(9.6-5)+180]kN=198.4kN 50-5⨯ 1.梁端剪力横向分布系数计算(杠杆原理法) 端部剪力横向分布系数计算图式见图1-4。
汽车荷载:1η'汽 =1/2×0.3889=0.1944 η'2汽=1/2×1.0=0.503η'汽 =1/2×(1+0.2777)=0.6389 人群荷载:1η'人=1.0833,2η'人=0,3η'人=01号梁2号梁3号梁图1-4端部横向分布系数计算图式(尺寸单位:cm)1.2.2 作用效应计算1. 永久作用效应(1)永久荷载:假定桥面构造各部分重力平均分配给各主梁承担,则永久荷载计算结果见表1-3。
表3 钢筋混凝土T形梁桥永久荷载计算表人行道重力平均分配给各主梁的板重为:6/5=1.2kN/m,防撞栏平均分配给各主梁:8.5696/5=1.71392。
各梁的永久荷载汇总结果见表1-4。
表1-4 各梁的永久荷载值(单位:kN/m)(3)永久作用效应计算1)影响线面积计算见表1-5。
表1-5 影响线面积计算表2)永久作用效应计算见表1-6。
表1-6 永久作用效应计算2.可变作用效应(1)汽车荷载冲击系数计算:结构的冲击系数µ与结构的基频f有关,故应先计算结构的基频,简支梁桥的基频简化公式为211.291529.6f HZπ===⨯其中:m c=G/g=19.1275×103∕9.81=1949.796㎏/m由于1.5Hz≤f≤14Hz ,故可由下式计算汽车荷载的冲击系数: µ=0.1767㏑f-0.0157=0.413(2)公路—Ⅰ级均布荷载q k 、集中荷载P k 及影响线面积计算(见表7):均布荷载标准值q k 和集中荷载标准值P k 为 q k =10.5kN/m计算弯矩时,k 9.6-5P =[(360-180)+180]kN=198.4kN 50-5⨯ 计算剪力时,P k =198.4×1.2 kN=238.08kN按最不利方式布载可计算车道荷载影响线面积,计算过程见表。
其中v l/2的影响线面积取半跨布载方式为最不利,0111==9.6 1.22228l ω⨯⨯⨯=表1-7 公路—Ⅱ级车道荷载及其影响线面积计算表可变作用(人群)(每延米)q 人:q 人 =3×1 kN/m=3 kN/m(2) 可变作用弯矩效应计算(见表1-8~表1-10) 弯矩计算公式: 0(1)()k k k M q w P y ξημ=++计算跨中和l/4处弯矩时,可近似认为荷载横向分布系数沿跨长方向均匀变化,故各主梁η值沿跨长方向相同。
表1-8 公路—Ⅰ级车道荷载产生的弯矩计算表表1-9 人群荷载产生的弯矩永久荷载设计值与可变作用设计值的分项系数为:永久荷载作用分项系数:γGi=1.2汽车荷载作用分项系数:γQ1=1.4 人群荷载作用分项系数:γQj =1.4 基本组合公式为01112()mno ud Gi GikQ Q k c Qj Qjk i j S SS S γγγγψγ===++∑∑式中 γ0 ──── 桥梁结构重要性系数,取1.0;ψc ──── 在作用效应组合中除汽车荷载效应(含各冲击力、离心力)的其他可变作用效应的组合系数,取为0.8。
表1-10 弯矩基本组合计算表 (单位:kN/m )(4)可变作用的剪力效应计算:在可变作用剪力效应计算时,应计入横向分布系数η沿桥跨方向变化的影响。
通常按如下方法处理,先按跨中的η由等代荷载计算跨中剪力效应;再用支点剪力荷载横向分布系数η′并考虑支点至l/4为直线变化来计算支点剪力效应。
1)跨中截面剪力V 1/2的计算V=η(1+μ)(q kω0+P k y k)跨中剪力的计算结果见表8-11和表8-12。
表1-11 公路-Ⅰ级车道荷载产生的跨中剪力V1/2计算表表8-12 人群荷载产生的跨中剪力V1/2计算表2)支点处截面剪力V0的计算支点剪力效应横向分布系数的取值为:①支点处为按杠杆原理法求得的η`。
②l/4~3l/4段为跨中荷载的横向分布系数η。
③支点到了l/4及3l/4到另一支点在η和η`之间按照直线规律变化,如图8-5和图8-6所示。
梁端剪力效应计算:汽车荷载作用及横向分布系数取值如图1-5所示,计算结果及过程如下。
图1-5 汽车荷载产生的支点剪力效应计算图式根据梁桥的横向分布系数可得以下的参数:a=9.64=2.4m y =11(9.6 2.4)30.9169.6⨯-⨯= ω=12×9.6×1=4.8根据下式可得梁端在汽车荷载作用下的剪力效应:0,0,(1)( 1.2)q c i k k q V m q P y V μξω=+++∆1号梁:V 01=1.4126×1×0.4107×(10.5×4.8+1.2×198.4×1)+1.4126×1×[2.4/2×(0.1944-0.4107)×10.5×0.916+(0.1944-0.4107) ×1.2×198.4×1]=168.43-76.27=92.16KN2号梁:V 02=1.4126×1×0.4054×(10.5×4.8+1.2×198.4×1)+1.4126×1×[2.4/2×(0.5-0.4054)×10.5×0.916+(0.5-0.4054) ×1.2×198.4×1]=165.20+33.36=198.56KN3号梁:V01=1.4126×1×0.4×(10.5×4.8+1.2×198.4×1)+1.4126×1×[2.4/2×(0.6389-0.4)×10.5×0.916+(0.6389-0.4) ×1.2×198.4×1]=163.00+84.24=247.24KN人群荷载作用及横向分布系数沿桥跨方向取值见图1-6,计算结果及过程如下:q人=3kN/m图1-6人群荷载产生的支点剪力效应计算图式(尺寸单位:cm)0,0()2q ci r ci r aV m p m m p y ω=+-1号梁:V 01=0.6002×4.5×4.8+2.4/2×(1.0833-0.6002) ×4.5×0.916=15.36KN2号梁:V 02=0.4001×4.5×4.8+2.4/2×(0-0.4001) ×4.5×0.916=6.66KN3号梁:V 03=0.2000×4.5×4.8+2.4/2×(0-0.2000) ×4.5×0.916=3.33KN3)剪力效应基本组合(见表8-13) 基本组合公式为: γ0 S=γ0 (1n i =∑γGi S Gik +γQ1 S Q1k +ψc 2nj =∑γQj S Qjk )其中,各个分项系数的取值同弯矩基本组合计算。