钢筋混凝土简支T梁及行车道板配筋设计桥梁工程课程设计_含计算示意图Word格式.doc
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(cm)
翼板端部厚度
横隔梁高度
横隔梁数
横隔梁平均厚度(cm)
第一根内横隔梁至支点距离(m)
20
19.5
19.96
1.5
22
18
12
1.2
5
4.9
注:
横隔梁,分别在两支点、跨中及四分点布置
2.桥面布置
桥梁位于直线上,两侧设人行道,宽度为1m,桥面铺装为2cm厚的沥青混凝土,其下为C25混凝土垫层,设双面横坡,坡度为1.5%。
横坡由混凝土垫层实现变厚度,两侧人行道外侧桥面铺装厚度8cm(2cm厚沥青混凝土和6cm混凝土垫层)。
3.材料
1)主梁、横隔梁:
混凝土:
C30(容重为25KN/m³
)
主筋:
II级钢筋;
构造钢筋:
I级钢筋;
2)桥面铺装:
沥青混凝土(容重为23KN/m³
);
混凝土垫层C25(容重为23KN/m³
3)人行道:
人行道包括栏杆荷载集度为6KN/m;
4.设计荷载
公路-Ⅱ级;
人群荷载:
3.0KN/㎡;
5.设计规范与参考书目
1)《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)
2)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)
3)《混凝土简支梁(板)桥》(第三版)
4)《桥梁工程》
5)《钢筋混凝土结构设计原理》
6)《结构力学》
二、设计内容
(一)主梁
1.恒载内力计算;
1.1恒载集度
主梁:
横隔梁:
人行道和栏杆:
桥面铺装:
作用于主梁上的全部恒载集度:
1.2恒载内力
跨中截面
1/4跨截面
支点截面
恒载内力表
项目
弯矩M(kN·
m)
剪力Q(KN)
支点
169.16
1/4跨
618.50
84.58
1/2跨
824.667
2.荷载横向分布系数计算;
2.1抗扭修正系数的计算
由于各片主梁的截面相同,考虑梁的抗扭刚度时Ⅰ号梁的荷载横向分布系数
2.1.1、计算主梁的抗弯惯矩
主梁板宽度为1.98m主梁间的缝宽为0.02m图主梁的细部尺寸(尺寸单位:
cm)
1)、求主梁截面的重心位置
翼缘板平均厚度为
肋高(150-15)=135cm
主梁截面重心至梁顶面的距离为
(1)主梁的抗弯惯矩为
(2)主梁的抗扭惯矩
图主梁抗扭惯矩的计算(尺寸单位:
对于翼板:
,查表得
对于梁肋:
将截面分为上图所示的两个矩形。
比较上述两种情况的计算结果,抗扭惯矩取两者中的大者
2.1.2、计算主梁抗扭修正系数
当
2.2汽车荷载横向分布系数
(a)桥梁横断面(b)汽车荷载横向分布系数(c)人群荷载横向分布系数
(1)双列汽车偏载(2P)作用时
1号梁
2号梁
3号梁
(2)单列汽车荷载(p=1)作用时
比较单列偏载作用和双列偏载作用的横向分布系数,双列偏载作用下更不利,故
1号梁横向分布系数:
取
2号梁横向分布系数:
3号梁横向分布系数:
2.3、人群荷载横向分布系数
2.3.1、考虑单列布置人群荷载时,荷载偏心矩
1号梁人群横向分布系数
2号梁人群横向分布系数
3号梁人群横向分布系数
2.3.2、考虑双列布置人群荷载时,荷载偏心矩e=0
1、2、3号梁人群横向分布系数为
比较单列布置人群荷载和双列布置人群荷载的横向分布系数得:
1号梁人群横向分布系数
2号梁人群横向分布系数
3号梁人群横向分布系数
2.4、主梁支点截面的荷载横向分布系数(采用杠杆法)
1、绘制1号、2号、3号梁的荷载反力影响线;
2、确定荷载的横向最不利的布置;
下图
3、内插计算对应于荷载位置的影响线纵标;
图各主梁的横向分布影响线及荷载布置
由杠杆法计算得到1、2、3号梁的横向分布系数
1号梁横向分布系数
人群荷载横向分布系数为
汽车荷载横向分布系数为
2号梁横向分布系数
3号梁横向分布系数
横向分布系数总汇
梁号
跨中—段的分布系数
支点的分布系数
汽车荷载
人群荷载
1
0.7
1.019
0.5
1.3375
2
0.55
0.610
0.5
3
0.4
0.75
3.活载内力计算;
汽车车道荷载标准值。
查JTGD60—2004规范,桥面净宽,车辆双向行驶,8.0横向布置车队数为2,不考虑折减系数,。
公路I级车道荷载的均布荷载标准值为;
集中荷载标准值按以下规定选取:
桥梁计算跨径小于或等于5m时,;
桥梁计算跨径等于或大于50m时,;
桥梁计算跨径在5m~50m之间时,值采用线性内插法求得。
公路—II级车道荷载按公路I级荷载的0.75倍采用。
计算跨径=19.5m,位于5~50m之间,
集中荷载标准值
均布荷载标准值0.75
车道荷载的均布荷载标准值应满布于使结构产生最不利效应的同号影响线上;
集中荷载标准值只作用于相应影响线中的一个最大影响线峰值处。
计算剪力效应时集中荷载标准值应乘以1.2的系数,则计算剪力时,集中荷载标准值
3.1、跨中截面的弯矩和剪力
3.1.1弯矩
1、汽车荷载作用下
跨中弯矩影响线的最大纵标
跨中弯矩影响线的面积
冲击系数
图(a)汽车荷载和人群荷载(b)沿梁跨的横向分布系数
(c)跨中弯矩影响线(d)跨中剪力影响线
1号梁的跨中截面弯矩
2号梁的跨中截面弯矩
3号梁的跨中截面弯矩
3.1.2人群荷载作用下
人群荷载集度
3.2、剪力
(1、汽车荷载作用下
跨中剪力影响线的最大纵标
跨中剪力影响线的面积
1号梁的跨中截面剪力
2号梁的跨中截面剪力
3号梁的跨中截面剪力
(2、人群荷载作用下
3.21/4跨截面的弯矩和剪力
图九(a)1/4跨弯矩影响线(b)1/4跨剪力影响线
3.2.1、弯矩
1号梁1/4跨截面弯矩
2号梁1/4跨截面弯矩
3号梁1/4跨截面弯矩
3.2.2、剪力
1号梁1/4跨截面剪力
2号梁1/4跨截面剪力
3号梁1/4跨截面剪力
(2、人群荷载作用下
3.3支点剪力
图(a)汽车荷载和人群荷载(b)沿梁跨的横向分布系数
(c)梁上荷载分成两部分(d)支点剪力影响线
3.3.1、汽车荷载作用下
1号梁支点截面剪力
由于,设集中荷载作用于距支点位置处,则
由即可解得
取
荷载作用于支点处
2号梁支点截面剪力
由于,则
3号梁支点截面剪力
3.3.2人群荷载作用下
1号梁支点截面剪力
2号梁支点截面剪力
3号梁支点截面剪力
桥梁支点、1/4跨和1/2跨弯矩、剪力表
梁
号
荷载
类型
弯矩(kN·
剪力(kN)
汽车
1088.41
1132.48
210.27
193.24
120.12
人群
81.83
108.97
24.54
12.56
5.59
855.18
889.81
199.98
151.83
94.38
48.98
65.23
10.71
7.52
3.35
621.95
647.13
270.8
110.42
68.64
32.12
42.78
4.66
4.93
2.19
4.作用效应组合;
组合类型
L/4
L/2
基本组合
2357.62
2697.12
524.85
386.10
174.43
短期组合
1462.22
1726.37
340.89
232.41
89.67
长期组合
1086.60
1321.24
263.09
166.91
50.28
1994.31
2308.40
494.95
322.48
135.89
1266.11
1512.76
319.86
198.38
69.42
980.17
1206.68
253.44
148.32
39.10
1648.90
1943.50
587.33
261.61
98.55
1085.99
1320.44
363.38
166.80
50.24
880.13
1100.63
279.34
130.72
28.33
控制设计计算内力
—
5.绘制弯矩和剪力包络图
1号梁
弯矩包络图(KN/m)
剪力包络图(KN)
2号梁
3号
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