钢筋混凝土简支T型梁桥设计
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课程设计题目:钢筋混凝土简支T型梁桥主梁设计
1设计资料:
1.1桥面净空
7+2×0.75m人行横道
1.2主梁跨径和全长
学号:40712039(按照规则及学号确定)
标准主梁计算跨径:L=16.40m(支座中心距离)
标准主梁全长:L=16.96m(主梁预制长度)
按学号计算规则:学号最后一位为奇数,调整后的主梁计算跨径,全长分别为准值减去修正值(取学号最后两位数值乘以0.03)
计算修正后的主梁计算跨径:L=16.40-39×0.03=15.23m
计算修正后主梁全长:L=16.96-39×0.03=15.79m
1.3设计荷载
设计荷载为公路-II级
1.4人群荷载
人群荷载为3kN•m3
1.5材料
钢筋:主筋用HRB335级钢,其它用R235级钢;
混凝土标号:C30
1.6计算方法
计算方法为极限状态法
1.7结构尺寸
纵向主梁和横隔梁布置图如图1.1所示,其中横梁用5根。
图1.1混凝土简支梁示意图
2计算采用的技术规范和参考书目
2.1中华人民共和国行业标准《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004,人民交通出版社,2004年9月;
2.2中华人民共和国行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2004,人民交通出版社,2004年9月;
2.3易建国,《混凝土简支梁(板)桥》,人民交通出版社;
2.4佋旭东,《桥梁工程》,人民交通出版社;
2.5范立础,《桥梁工程》,人民交通出版社。
3主梁内力计算
3.1恒载内力计算
3.1.1恒载集度计算
主梁:g1=[0.18×1.30+1/2×(0.08+0.14)×(1.6-0.18)]×25=9.76kN/m
对于边主梁:
g2=1×(0.15+0.16)/2×{[(1-0.08)+(1-0.14)]×(1.6-0.18)/4}×25×5/15.23=0.80kN/m 对于中主梁:
g2’=2×g1=1.6kN/m
桥面铺装层g3=[0.02×7×23+1/2×(0.12+0.06)×7×24]/5=3.67kN/m
栏杆和人行道g4=(4×0.75+1)×2/5=1.6kN/m
合计:
边主梁g=∑g1=9.76+0.8+3.67+1.6=15.83kN/m
中主梁g=∑g’=9.76+1.6+3.67+1.6=16.63kN/m
3.1.2边主梁恒载内力
支座处x=0剪力:Q=15.83×15.23/2=120.5kN
弯矩:M=0kN·m
四分点处截面x=1/4剪力:Q=120.5-15.83×15.23/4=60.2kN
弯矩:M=120.5×15.23/4-15.83×15.232/32=344.1kN·m 跨中处截面x=1/2剪力:Q=0kN
弯矩:M=1/8×15.83×15.23×15.23=459.0kN·m
3.1.3中主梁恒载内力
支座处x=0剪力:Q=16.63×15.23/2=126.6kN
弯矩:M=0kN·m
四分点处截面x=1/4剪力:Q=126.6-16.63×15.23/4=63.3kN
弯矩:M=126.6×15.23/4-16.63×15.232/32=361.5kN·m 跨中处截面x=1/2剪力:Q=0kN
弯矩:M=1/8×16.63×15.23×15.23=482.2kN·m
3.2活载计算
3.2.1计算支座处横向分布系数
图3.1
由图3.1所示,求出相应荷载位置的影响线数标值后,可得各个梁荷载横向分布系数,如下:
1号梁汽车—20级:m0q=0.438
人群荷载:m0r=1.422
2号梁汽车—20级:m0q=0.5
人群荷载:m0r=0
3号梁汽车—20级:m0q=0.594
人群荷载:m0r=0
3.2.2计算跨中处横向分布系数
图3.2
如图3.2所示,对于1号梁:
求荷载横向分布影响线竖标
Ŋ11=1/5+3.20×3.20/25.60=0.60
Ŋ15=1/5-2×1.60×2×1.60/25.60=-0.20
绘出荷载横向分布影响线,如上图所示。
计算荷载横向分布系数mc
汽车荷载m cq=1/2∑Ŋq=1/2×0.6/480×(480+280+150-30)=0.538
人群荷载m cr=0.6/480×(480+30+37.5)=0.684
同理对于2号梁:
汽车荷载m cq=1/2∑Ŋq=0.469
人群荷载m cr=0.442
同理对于3号梁:
汽车荷载m cq=1/2∑Ŋq=0.4
人群荷载m cr=0.4
3.2.3计算1号梁支点截面最大剪力
均布荷载:q k=10.5×0.75=7.875kN/m
集中荷载:P k=[(360-180)/(50-5)]×(15.23-5)+180=220.92kN 计算冲击系数:
车道冲击系数:u=20/(80+15.23)
车辆冲击系数:u=0.6686-0.3032lg15.23=0.31
绘制荷载横向分布系数沿桥纵向变化图以及支座截面剪力影响线,如图3.3所示。
图3.3
对于P k:
Q集=1.2×220.92×0.438×1=116.12kN
对于q k:
Q均布=0.538×15.23×1/2×7.875-(0.538-0.438)×15.23/8×(0.75+0.25×2/3)×7.875=30.89kN
汽车荷载:
Q oq=(1+0.21)×30.89+(1+0.31)×116.12=189.5kN
人群荷载:
Q or=0.684×1/2×1×15.23×2.25+1/2×(1.422-0.684)×15.23/4×(0.75+0.25×2/3)×0.25=14.62kN
S Q1k=Q oq+Q or=189.5+14.62=204.1kN
3.2.4计算1号梁跨中截面最大剪力
绘制荷载横向分布系数沿桥纵向变化图以及跨中截面剪力影响线,如图3.4所示。
图3.4
对于P k:
Q集=1.2×220.92×0.538×1/2=71.31kN
对于q k:
Q均布=7.94kN
汽车荷载:
Q oq=(1+0.21)×7.94+(1+0.31)×71.31=103.02kN
人群荷载:。