装配式预应力砼简支T形梁桥内力计算与结构设计桥梁工程课程设计.docx
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装配式预应力砼简支T形梁桥内力计算与结构设计桥梁工程课程设计
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《桥梁工程》
课程设计任务书
题目:
装配式预应力砼简支T形梁桥
内力计算与结构设计
时间:
6月9日至6月16日共1周
专业:
土木工程
班级:
土木111
学号:
姓名:
指导教师(签字):
专业负责人(签字):
1/42
个人收集整理
仅做学习参考
一、基本设计资料...................................................
1
个人收集整理
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1.跨度及桥面宽度............................................
1
个人收集整理
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2.技术标准........................................................
1
个人收集整理
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3.主要材料........................................................
1
个人收集整理
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4.设计依据........................................................
1
个人收集整理
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5.参考资料........................................................
1
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勿做商业用途謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。
二、桥梁纵、横断面设计和平面布置...................
1
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1.
主梁截面尺寸..............................................
1
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2.
主梁间距和主梁片数..................................
2
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三、主梁荷载及内力计算.......................................
2
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1、恒载计算.....................................................
3
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2、恒载内力计算.............................................
3
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3、活载冲击系数及横向分配系数计算.........
4
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a.冲击系数地计算....................................
4
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b.计算支点处地横向分布系数:
杠杆原理法
5个人收集整理勿做商业用途贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。
c.跨中荷载弯矩横向分布系数(按
G—M法)6个人收集整理勿做商业用途坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。
3、活载内力计算...........................................
14
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四、截面设计、配筋与验算.................................
21
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1.截面设计......................................................
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2.截面复核......................................................
23
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3.设计数据及要求..........................................
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4.跨中截面地纵向受拉钢筋计算..................
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5.腹筋设计......................................................
24
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五、裂缝宽度验算.................................................
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六、变形验算.........................................................
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七、行车道板地计算.............................................
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1.永久荷载效应计算......................................
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2.截面设计与配筋及验算..............................
39
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参考文献.................................................................
40
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设计总结.................................................................
40
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0/42
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装配式钢筋混凝土简支T梁桥计算
一、基本设计资料
1.跨度及桥面宽度
1标准跨径:
20m.
2计算跨径:
19.50m.
3主梁全长:
19.96m.
4桥面宽度(桥面净空):
净—9.0m(行车道)+2X1.5m(人行道).
2.技术标准
2
设计荷载:
公路—Ⅱ级,人群荷载3.0KN/m.
环境标准:
Ⅰ类环境.
设计安全等级:
二级.
3.主要材料
钢筋:
主筋用HRB335级钢筋,其他用R235级钢筋.
混凝土:
C25,容重25kN/m3;桥面铺装采用沥青混凝土2mm,容重23kN/m3;和C25
混凝土垫层7mm,容重24kN/m3个人收集整理勿做商业用途阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。
4.设计依据
⑴《公路桥涵设计通用规范》(JTJD60—2004)
⑵《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJD62—2004);
5.参考资料
⑴结构设计原理:
叶见曙,人民交通出版社;
⑵桥梁工程:
姚玲森,人民交通出版社;
⑶混凝土公路桥设计:
⑷桥梁计算示例丛书《混凝土简支梁(板)桥》(第三版)易建国主编.人民交通出版社
(5)《钢筋混凝土及预应力混凝土简支梁桥结构设计》闫志刚主编.机械工业出版社
二、桥梁纵、横断面设计和平面布置
1.主梁截面尺寸
根据《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004),梁地高跨比地经济范围在
1/11到1/16
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之间,此设计中标准跨径为20m,拟定采用地梁高为1.4m,翼板宽1.8m.腹板宽0.18m.个人
收集整理勿做商业用途氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。
2.主梁间距和主梁片数
桥面净空:
净—9.0+2×1.5m人行道,采用
6片T型主梁标准设计,主梁间距为
1.8m.
全断面6片主梁,设5道横隔梁,横隔板厚
0.15m,高度取1.1m.路拱横坡为双向
2%,
由沥青混凝土垫层控制,断面构造形式及截面尺寸如图所示
.个人收集整理勿做商业用途釷鹆資贏車
贖孙滅獅赘。
尺寸单位:
cm
三、主梁荷载及内力计算
2/42
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1、恒载计算
(1)恒载:
假定桥面构造各部分重量平均分配给各土梁承担,计算如下.
g1
0.181.4(1.80.18)(0.10.16)255.517KN/m
主梁:
2
横隔梁:
对于边主梁:
1.1
0.1
0.16
1.8
0.18
0.15
25
5
g2
2
2
0.756(KN/m)
19.5
对于中主梁:
g21
20.7561.51(2KN/m)
桥面铺装层:
沥青混凝土:
0.02×1.8×23=0.74(KN/m)
混凝土垫层(取厚7cm):
0.07×1.8×23=2.898(KN/m)
所以g30.7562.8983.654KN/m
522.00KN/m
栏杆和人行道:
5
作用于边主梁地全部恒载g为:
g=5.157+0.756+3.654+2.00=11.927KN/m)
作用于中主梁地恒载强度为:
g1
=5.157+1.512+3.654+2.00=12.683(KN/m)
2、恒载内力计算
计算边主梁弯矩和剪力,有:
Mx
gl
x
gxx
gx(lx)
2
2
2
Qx
gl
gx
g(l
2x)
2
2
边主梁恒载内力
剪力Q(KN)
弯矩M(KNm)
内力
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截面位置x
X=0
116.29
0
X=l/4
87.22
425.8
X=l/2
58.14
566.91
中主梁恒载内力
剪力Q(KN)弯矩M(KNm)
内力
截面位置x
X=0
123.66
0
X=l/4
92.74
452.13
X=l/2
61.83
602.84
3、活载冲击系数及横向分配系数计算
a.冲击系数地计算
简支梁地基频:
f1
EIc
2
mc
2l
式中:
l—结构地计算跨径,l=19.5m
1010N/m2
E—混凝土弹性模量,E=3.0×
Ic—结构跨中截面地惯矩
h
1
(16
10)
13cm
平均板厚
2
(180
18)
13
13
140
18
140
ax
2
2
41.09cm
(180
18)
13
140
18
4/42
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Ix
1
162133
162
13
(41.09
13)2
1
181403
12
2
12
18
140(140
41.09)2
8.7716
106cm4
2
0.087716m4
mc—结构跨中处单位长度质量(
mc=G/g),
mc
=11.927
103
103Ns2/m3
×/9.81=1.216×
将以上数值代入公式,可得:
f1=6.698Hz
根据《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60—2004),当1.5Hz≤f≤14Hz时,
0.1767lnf0.0157,则可得:
11(0.1767ln6.6980.015)71.320
b.计算支点处地横向分布系数:
杠杆原理法
汽车荷载:
(如下图)
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公路Ⅱ级m1汽′=1/20.722=0.361
m2汽′=1/2(1+0.278)=0.639
m3汽′=1/2(1+0.278)=0.639
人群荷载m1人′=1.417
m2人′=0
m3人′=0
c.跨中荷载弯矩横向分布系数(按G—M法)
且承重结构地宽跨比为:
B/l=10.8/19.5=0.554>0.5,故可以用G—M法计算主梁荷载横向
分布系数.
个人收集整理勿做商业用途怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。
(1)主梁地抗弯及抗扭惯矩
Ix、ITx
求主梁截面地重心位置(下图单位:
cm)ax
6/42
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h1(1610)13cm
平均板厚2
(180
18)
13
13
140
18
140
ax
2
2
41.09cm
(180
18)
13
140
18
Ix
1
162133
162
13
(41.09
13)2
1
181403
12
2
12
18
140
(140
41.09)2
8.7716
106cm4
2
0.087716m4
T形截面抗矩惯扭近似等于各个矩形截面地抗扭惯矩之和,即:
ITcibiti3
式中:
ci——为矩形截面抗扭刚度系数;
bi、ti
——为相应各矩形地宽度与厚度.
b1
1.8
13.84,查表得
c1
1
查表可知:
t1
0.13
3
b2
1.40.13
0.304
t2
7.06,查表得c2
0.18
ITx
1
1.80.1133
0.304
1.27
0.183
3.391103m4
故
3
7/42
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单位抗弯及抗扭惯矩:
JxI/b0.087716/1.800.0487m4/cm
JTxIT/b3.391103/1.800.001884m4/cm
(2)横隔梁抗弯及抗扭惯矩
翼板有效宽度λ计算(图如下):
横隔梁长度取为两边主梁地轴线间距,即:
c
1
0.15)
2.35m
l
5b5
1.8
(4.85
9m
2
c
2.35/90.261
h
1.1m
b
0.15m
l
c
l之比值由表可查计算得:
c
0.694
根据理论分析结果,λ值可按
,所以:
0.694c
0.694
2.35
1.63m
8/42
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ay
:
求横隔梁截面重心位置
2h1
h1
hbh
2
1.63
0.132
0.151.12
ay
2
2
2
2
0.201m
2
h1
hb
2
1.63
0.13
1.10.15
横隔梁地抗弯和抗扭惯矩
Iy、ITy
:
Iy
1
2
h13
2
h1(ay
h1)2
1
bh3
bh(h
ay)2
0.04517m4
12
2
12
2
ITy
c1b1h13
c2b2h23
b1
h1
4.85
0.13
37.3查表得c1
1/3
,但由于连续桥面板地单宽抗扭惯矩只有
c1
1
b2
1.1
0.13
6.47
独立宽扁板者地一半,可取
6;
h2
0.15
,查表得利用内插值法
求得:
c2
ITy
1
4.85
0.133
0.3010.97
0.153
9.85104m4
0.301故
6
单位抗弯及抗扭惯矩:
Jy
Iy/b1
0.04517/4.85
9.313103m4/cm
J
T
I
T
/b
9.85
104/4.85
2.031
104m4/cm
y
1
y
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(3)计算抗弯参数和抗扭参数:
B
Jx
5.4
0.0487
4
Jy
4
0.361
lP
19.5
0.009313
式中:
B——桥宽地一半;
lP——计算跨径.
G(JTx
JTy)
2E
JxJy
按规定第2.1.3条,取G=0.4E,则:
0.4
(0.001884
0.000203)
105
2
0.0196
0.04870.009313
0.01960
0.14
(4)计算荷载弯矩横向分布影响线坐标
已知0.361,查G—M图表,可查得下表数值:
梁荷载位置
位
b
0
0.93
0.97
b/4
1.08
1.08
b/2
1.26
1.23
K1
b3/
3
b
b
b
0
b
b
3b
b
校核
4
4
2
4
2
4
1.02
1.06
1.07
1.06
1.02
0.97
0.93
7.98
1.09
1.18
1.03
1.00
0.92
0.84
0.79
8.01
1.19
1.11
1.00
0.90
0.8
0.75
0.70
8.02
4
1.50
1.39
1.22
1.10
0.97
0.84
0.75
0.70
0.62
7.96
b
1.8
1.53
1.30
1.12
0.94
0.84
0.75
0.62
0.57
7.98
0
0.80
0.90
0.990
1.10
1.15
1.10
1.00
0.89
0.80
8..02
b/4
1.60
1.48
1.48
1.260
1.22
1.08
0.90
0.65
0.40
8.03
b/2
2.52
2.10
1.75
1.40
0.97
0.62
0.23
-0.03
-0.52
7.99
K0
b3/
3.32
2.75
2.10
1.50
0.91
0.40
-0.13
-0.60
-1.13
8.00
4
b
4.30
3.50
2.40
1.60
0.80
0.17
-0.53
-1.04
-1.57
7.98
10/42
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用内插法求得各梁位处值(如下图):
1号、6号梁:
KK3(Kb
K3
)0.33
0.33Kb
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