装配式简支T形梁桥课程设计.docx
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装配式简支T形梁桥课程设计
装配式简支T形梁桥课程设计
一、设计内容
根据结构图所示的一孔标准跨径为Lb=25m的T形梁的截面尺寸,要求对作用效应组合后的最不利的主梁〔一根〕进行下列设计与计算:
1、行车道板的内力计算;
2、主梁内力计算;
二、设计资料
1、桥面净宽:
净-7〔车行道〕+2×1.0〔人行道〕+2×0.25〔栏杆〕。
2、设计荷载:
公路-Ⅱ级,人群3.5kN/m2。
3、材料:
材料
规格
内容
钢筋
HRB335〔原Ⅱ级〕
主梁主筋、弯起钢筋和架立钢筋
R235〔原Ⅰ级〕
箍筋
混凝土
C25
主梁
C30防水
桥面铺装
表1钢筋技术指标
种类
弹性模量
抗拉设计强度
抗压设计强度
标准强度
HRB335钢筋〔MPa〕
2.1×105
235
235
235
R235钢筋〔MPa〕
2.0×105
335
335
335
表2混凝土技术指标
种类
设计强度〔MPa〕
标准强度〔MPa〕
弹性模量
〔MPa〕
轴心抗压
轴心抗拉
轴心抗压
轴心抗拉
C25
11.5
1.23
16.7
1.90
2.85×104
C30
13.8
1.39
20.1
2.10
3.00×104
4、结构尺寸图:
主梁:
标准跨径Lb=25m〔墩中心距离〕。
计算跨径L=24.50m〔支座中心距离〕。
预制长度L’=24.95m〔主梁预制长度〕。
横隔梁5根,肋宽15cm。
主梁横截面细部尺寸如图。
桥梁纵向布置图〔单位:
cm〕
桥梁横断面图〔单位:
cm〕
T型梁尺寸图〔单位:
cm〕
本桥为公路简支梁桥,双车道,行车道宽度为7m,人行道宽度为1.0m,主梁为装配式钢筋混凝土简支T梁,桥面由五片主梁组成,主梁之间的桥面板为铰接,沿梁长设置5道横隔梁,横隔梁的平均厚度为15.0cm。
设计方案:
一、主梁内力计算
(一)、恒载内力计算:
1、恒载集度计算:
主梁截面面积:
[〔0.08+0.14〕×0.8]/2×2+0.2×1.4=0.456m2
主梁自重:
g1边=g1中=0.456×25=11.4KN/m
横隔梁折算荷载:
桥面铺装:
栏杆和人行道:
合计:
边主梁:
中主梁:
2、恒载内力计算结果如表3:
表3恒载内力计算
边主梁
中主梁
(二)、活载内力计算:
1、冲击系数:
(1)主梁的抗弯惯性矩:
行车道板的平均厚度为:
截面重心位置:
惯性矩:
总抗弯惯性矩:
(2)冲击系数:
因为,
所以,
2、荷载横向分布系数计算:
按《桥规》规定,汽车荷载距人行道不小于0.5米,针对各主梁进行最不利位置布载,可计算出各主梁荷载横向分布系数。
其中用杠杆法求支点截面的横向分布系数,用刚性横梁法求跨中截面的横向分布系数,本桥各根梁的横截面相同,梁数n=5,梁间距为1.8m。
〔荷载布置所示〕
(1)计算1(5)号梁的荷载横向分布系数:
当荷载位于支点处时,由杠杆法得:
当荷载位于跨中时,由刚性横梁法得:
1#梁在两个边主梁处的横向影响线的竖标值为:
按最不利的位置布载,其中,右侧人群荷载作用处荷载横向分布影响线竖标值为负,故不布置荷载。
(2)计算2〔4〕号梁的荷载横向分布系数
当荷载位于支点处时,由杠杆法得:
当荷载位于跨中时,由刚性横梁法得:
2#梁在两个边主梁处的横向影响线的竖标值为:
按最不利的位置布载,其中,右侧人群荷载作用处荷载横向分布影响线竖标值
为负,故不布置荷载。
⑶计算3号梁的横向分布系数
当荷载位于支点处时,由杠杆法得:
当荷载位于跨中时,由刚性横梁法得:
3#梁在两个边主梁处的横向影响线的竖标值为:
按最不利的位置布载,其中,右侧人群荷载作用处荷载横向分布影响线竖标值
为正,故两侧均布置荷载。
3、各主梁的荷载横向分布系数如表4:
表4主梁的荷载横向分布系数
荷载
1#
2#
3#
跨中mc
汽车
0.4526
0.500
0.200
人群
0.6600
0.428
0.200
支点mo
汽车
0.250
0.500
0.594
人群
1.125
0.000
0.000
荷载横向分布系数沿桥跨方向的变化按下述方法进行:
跨中部分采用不变的跨中荷载横向分布系数mc,从第一根内横隔梁起向支点荷载横向分布系数mo过渡。
在实际应用中,当求跨中,1/4截面处的弯矩和剪力时,一般为了简化计算,均采用不变的mc;在计算梁端支点剪力时,在主要荷载所在端需考虑荷载横向分布系数沿桥跨方向的变化,而离主要荷载较远一端,由于相应影响线的竖标值显著减少,则可近似地取用不变的mc来简化计算。
4、计算各活载作用下中主梁与边主梁支点,跨中与L/4处的剪力弯矩值
(1)中主梁与边主梁荷载横向分布系数,如表5:
表5中主梁与边主梁荷载横向分布系数
荷载
边主梁
中主梁
跨中
汽车
0.4536
0.500
人群
0.6600
0.448
支点
汽车
0.250
0.894
人群
1.125
0.000
(2)计算中主梁控制截面内力:
公路—Ⅱ级车道荷载:
计算弯矩效应:
计算弯矩效应:
人群荷载:
;
双车道折减系数:
;
支点处:
跨中处:
跨中处:
(3)计算边主梁控制截面内力
①车道荷载作用下边主梁内力影响线,如图所示:
车道荷载作用下边主梁内力影响线
支点处:
跨中处:
②人群荷载作用下边主梁内力影响线,如图所示:
人群荷载作用下边主梁内力影响线
支点处:
跨中处:
(4)内力值计算,中主梁内力值如表6所示,边主梁内力值如表7所示:
表6中主梁内力计算值
二、荷载效应组合
1、边主梁荷载效应组合:
(1)承载能力极限状态:
基本组合:
:
.
:
(2)正常使用极限状态
①作用短期效应组合:
:
:
②作用长期效应组合:
:
:
2、中主梁荷载效应组合:
(1)承载能力极限状态:
基本组合:
:
:
(2)正常使用极限状态:
①作用短期效应组合:
:
:
②作用长期效应组合:
:
:
参考文献:
1、《桥梁工程技术》教材,郭发忠主编,人民交通。
2、《桥涵工程》教材
3、《桥涵设计》教材,白淑毅编著,人民交通,2004.1。
4、《结构设计原理》教材。
5、《公路桥涵设计通用规范》〔JTGD60-2004〕。
6、《公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》〔JTGD60-2004〕。
7、公路桥梁设计丛书《桥梁通用构造与简支梁桥》胡兆同,陈万春编著。
8、《桥梁计算示例集》混凝土简支梁〔板〕桥.易建国编著。
9、T型梁有关标准图。
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