《桥梁工程》课程设计计算书
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《桥梁工程》课程设计计算书 钢筋混凝土T型梁桥设计计算书 1 行车道板内力计算 1.1 恒载产生的内力 以纵向1米宽的板条进行计算如图1.1所示。
图1.1 铰接悬臂板计算图示(单位:cm) 沥青混凝土面层:1g= 0.02×1.0×21= 0.42/kNm C25号混凝土垫层:2g=0.06×1.0×24=1.44/kNm
T形翼缘板自重:
3g=0.100.161.0253.25/2kNm
合计:g=ig=1g+2g+3g=0.42+1.44+3.25=5.11/kNm 每米宽板条的恒载内力: 弯距:220115.110.952.3122AGMglkNm
剪力:05.110.954.85AGVglkN 1.2 荷载产生的内力
按铰接板计算行车道板的有效宽度如图1.2所示)。 1
由<>得2a=0.2m,2b=0.6m。 桥面铺装厚度为8cm,则有:
1a=2a+2H=0.2+2×0.08=0.36m
1b=2b+2H=0.6+2×0.08=0.76m
荷载对于悬臂板的有效分布宽度为:a=1a+d+20l=0.36+1.4+1.90=3.66m 冲击系数采用1+=1.3, 作用为每米宽板条上的弯矩为:
01(1)/2(/4)APMPalb 1.3140/2/3.66(0.950.76/4) 18.90KNm 作用于每米宽板条上的剪力为:
图1.2 荷载有效
分布宽度图示(cm)140(1)1.324.86223.66APPVKNa
1.3 内力组合 承载能力极限状态内力组合: 1.21.41.22.311.418.9029.23jAgApMMMKNm 1.21.41.24.851.424.8640.62jAgApVVVKN
1.4 截面设计、强度验算 (HRB335钢筋:335skfMPa,280sdfMPa,C25混凝土:16.7,ckfMPa 1.78,11.5,1.23tkcdtdfMPafMPafMPa)
翼缘板的高度:h=160mm;翼缘板的宽度:b=1000mm;假设钢筋截面重心到截面受拉边缘距离sa=35mm,则0h=125mm。 按<>5.2.2条规定:010()2ducxMMfbxh
1.029.2311.51000(0.125)2xx 解得:x=0.0224m 验算00.550.1250.0688()0.0224()hmxm 2
按<>5.2.2条规定:sdscdfAfbx 211.51.00.0224/280920sAmm
查有关板宽1m内钢筋截面与间距表,考虑一层钢筋为8根由规范查得可供使用的有8A14(21231sAmm),然后按照构造布置构造钢筋,并布置如图1.3。
图1.3 行车道板配筋图(尺寸单位:mm) 按<>5.2.9条规定,矩形截面受弯构件的截面尺寸应符合下列要求,即:330,00.51100.5110251000125dcukVfbh
318.75()40.62()jkNVkN
按<>5.2.10条规定: 330200.51100.51101.01.231000125dtdVfbh
78.41()40.62()jkNVkN 故不需要进行斜截面抗剪承载力计算,仅按构造要求配置箍筋。 根据<>9.2.5条,板内应设置垂直于主钢筋的分布钢筋,直径不应小于8mm,间距不应小于200mm。因此板内A8,间距为250mm的分布钢筋。
承载力验算: sdscdfAfbx
/()2800.001231/(11.51.0)0.030()sdscdxfAfbm
010()2ducdxMMfbxh
3111.5101.00.030(0.1250.030)2
25.2440.62dkNmMkNm 承载能力满足要求。
2 主梁内力计算
根据以上所述梁跨结构纵、横截面的布置,并通过活载作用下的梁桥荷载横向分布计算,可分别求得个主梁控制截面(一般取跨中、四分点和支点截面)的恒载和最大活载内力,然后再进行内力组合。 3
2.1 恒载产生的主梁内力 2.1.1 第一期恒载 主梁:
(1)26[0.201.30(0.100.16)/2(2.100.20)]2512.68/igAkNm
边横隔梁: (2){[1.00(0.100.16)/2](2.100.20)/20.15525}/19.700.79g/kNm 中横隔梁:'(2)20.791.58/gkNm 边主梁第一期恒载集度为:1(1)(2)12.680.7913.47/gggkNm
中主梁第一期恒载集度为:'2(1)(2)12.681.5814.26/gggkNm 2.1.2 第二期恒载 桥面铺装:3[0.02721(0.060.1125)/2724]/44.36/gKNm 栏杆和人行道:428.544.27/4gkNm
主梁的第二期恒载集度为:5344.364.278.63/gggkNm
2.1.3 最终恒载 作用于边主梁的全部恒载集度g为:1513.478.6322.10ggg
KN/m
作用于中主梁的全部恒载集度'g为:'2514.268.6322.89gggKN/m 2.1.4 永久作用效应 主梁弯距和剪力计算公式:()2xgxMlx ; (2)2xgQlx。 边主梁恒载内力如下表2.1所示: 表2.1 ①号主梁和②号主梁永久作用效应
内力 界面位置x
① ② ① ② 剪力Q 弯矩M 4
x=0 217.7kN 225.47kN 0 0 x=/4l 108.8kN 112.73kN 804.1 kN/m 832.84kN/m
x=/2l 0 0 1072.1kN/m 1110.42kN/m
2.2 活载产生的主梁内力 2.2.1 支点截面的荷载横向分布系数0m 如图2.1所示,按杠杆原理法绘制荷载横向分布影响线进行布载,①号、②号梁可变作用的横向分布系数可计算如下: ①号主梁活载横向分布系数
公路-II级:0.7870.39422qoqm 人群荷载:1.638orrm ②号主梁活载横向分布系数
公路-II级:1.0000.50022qoqm 人群荷载:0orrm 5
图2.1 支点的横向分布系数0m计算图示(尺寸单位:cm) (a)桥梁横截面;(b)①号梁横向影响线;(c)②号梁横向影响线
2.2.2 跨中的荷载横向分布系数cm 由图2.1可知,此桥设有刚度强大的横隔梁,且承重结构的宽跨比为 19.703.13232.10LB
故可按偏心压力法来计算横向分布系数cm,其步骤如下: (1)求荷载横向分布影响线竖标
本桥各根主梁的横截面均相等,梁数n=4,梁间距2.10m,则 422222
12341iiaaaaa
=222[(2.101.05)1.05]22.052m
则①号主梁在两个边主梁处的横向影响线的竖标值为: 2111(2.101.05)0.250.450.70422.05
214144
2
111(2.101.05)0.250.450.20422.05iiaana
6
(2)绘出荷载横向分布影响线
在最不利位置布载,如图2.2,其中人行道缘石至①号主梁轴线的距离Δ为: Δ=1.75-1.50 = 0.25m
图2.2 荷载横向分布系数计算图示(尺寸单位:cm) a)桥梁横断面;b)①号主梁横向分布影响线
荷载横向分布影响线的零点至①号梁位的距离为x,可按比例关系求得: 32.100.7000.200xx;解得x=4.90m
并据此计算出对应个荷载点的影响线竖标qi和r。 (3)计算荷载横向分布系数cm
在中间横隔梁刚度相当大的窄桥上,在沿横向偏心布置的汽车荷载作用下,总是靠近汽车荷载一侧的边主梁受载最大。则①号梁的最不利布载受载最大。 ①号梁的活载横向分布系数分别计算如下:
汽车荷载 cqm=12q=12(1q+2q+3q)=10.700(4.652.451.15)0.58924.900