桥梁工程课程设计t型简支梁计算.doc
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1、装配式钢筋混凝土简支T梁桥计算一 .根本设计资料一.跨度及桥面宽度二级公路装配式简支梁桥,双车道,计算跨径为13m,桥面宽度为净 7.0+22+20.5=12m,主梁为钢筋混凝土简支T 梁,桥面由7片T梁组成,主梁之间的桥面板为铰接,沿梁长设置3道横隔梁。二.技术标准 设计荷载:公路级,人群荷载3.0KN/m。汽车荷载提高系数1.3三.主要材料钢筋:主筋用HRB335级钢筋,其他用R235级钢筋。 混凝土:C50, 容重26kN/m3;桥面铺装采用沥青混凝土;容重23kN/m3;四.设计依据?公路桥涵设计通用标准?JTJ D602004?公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计标准?JTJ D62
2、2004;五.参考资料构造设计原理:叶见曙,人民交通;桥梁工程:姚玲森,人民交通;混凝土公路桥设计:桥梁计算例如丛书 ?混凝土简支梁(板)桥?(第三版) 易建国主编.人民交通(5)?钢筋混凝土及预应力混凝土简支梁桥构造设计?闫志刚主编.机械工业六.构造形式及截面尺寸1. 主梁截面尺寸:根据?公路桥涵设计通用标准?JTGD60-2004,梁的高跨比的经济范围在1/11到1/16之间,此设计中计算跨径为13m,拟定采用的梁高为1.0m,翼板宽2.0m。腹板宽0.18m。 2. 主梁间距和主梁片数:桥面净宽:7.0+22+20.5=12m,采用7片T型主梁标准设计,主梁间距为2.0m。全断面7片主梁
3、,设3道横隔梁,横隔板厚0.15m,高度取主梁高的3/4,即0.75m。路拱横坡为双向2%,由C50沥青混凝土垫层控制,断面构造形式及截面尺寸如下图。二 .主梁的计算一.主梁的荷载横向分布系数计算1.跨中荷载弯矩横向分布系数按GM法1主梁的抗弯及抗扭惯矩和求主梁界面的的重心位置图2:平均板厚:主梁截面的重心位置:主梁抗弯惯矩:主梁抗扭惯矩:对于翼板:查表得对于肋板: 由线性内插单位宽度抗弯及抗扭惯矩:2横梁的抗弯及抗扭惯矩翼板有效宽度的计算,计算图3所示横梁长度取两边主梁的轴线间距,即: 查表得当 时则 横隔梁界面重心位置:横隔梁抗弯惯矩:横隔梁的抗扭惯矩:由 , 故 ,由于连续桥面板的单宽抗
4、扭惯矩只有独立宽扁板的一半,可取。,查表得。 则单位长度抗弯及抗扭惯矩: (3) 计算抗弯参数和抗扭参数则 (4) 计算荷载弯矩横向分布影响线坐标,查G-M图表,可得表1中的数据。用内插法求各梁位处横向分布影响线坐标值如下图。影响系数和值表1梁位荷载位置b3b/4b/2b/40-b/4-b/2-3b/4-b校核K100.420.590.921.421.781.420.920.590.428.06b/40.861.091.501.771.420.920.510.320.208.06b/21.541.801.931.500.910.540.310.220.148.053b/42.572.591.7
5、61.060.580.320.230.140.057.99b40262.701.530.800.390.230.180.110.048.09K00-0.760.170.961.962.621.960.960.17-0.768.04b/4-0.390.781.862.661.931.040.34-0.22-0.517.94b/21.122.022.581.850.970.31-0.03-0.16-0.267.973b/44.263.462.000.750.08-0.15-0.14-0.130.028.01B8.904.511.00-0.39-0.74-0.50-0.31-0.010.188.10
6、各主梁横向分布影响线坐标值表2梁号算式荷载位置b3b/4b/2b/40b/4b/23b/4b13.2942.6371.6610.9490.4490.2810.2090.1270.0466.2493.9101.5710.261-0.271-0.300-0.213-0.0790.089-2.955-1.2730.0900.6880.7700.5810.4220.206-0.043-0.803-0.3460.0240.1870.2090.1580.1150.056-0.0125.4463.5641.5950.448-0.026-0.142-0.098-0.023-0.0790.7780.5090.2
7、280.064-0.009-0.020-0.014-0.0030.01121.8342.0261.8811.3740.8160.4770.2870.1970.1142.0172.4312.4141.5360.7160.179-0.061-0.157-0.180-0.183-0.405-0.533-0.1260.1000.2980.3480.3480.294-0.050-0.110-0.145-0.0440.0270.0810.0950.0950.0801.9672.3212.2691.4920.7430.2600.034-0.056-0.1000.2810.3320.3240.2130.106
8、0.0370.005-0.008-0.01430.9571.1911.5611.7311.3470.8660.4810.3050.191-0.1740.9571.9632.5441.7930.9360.287-0.211-0.4741.1310.234-0.402-0.813-0.446-0.0700.1940.5160.6650.3080.064-0.019-0.221-0.121-0.0190.0530.1400.1810.1341.0211.8542.3230.2390.1310.049-0.010-0.0420.0190.1460.2650.3320.2390.1310.049-0.0
9、10-0.04240.4200.5900.9201.4201.7801.4200.9200.5900.420-0.7600.1700.9601.9602.6201.9600.9600.170-0.7601.18/00.420-0.040-0.540-0.840-0.540-0.0400.4201.1800.3210.114-0.011-0.147-0.228-0.147-0.0110.1140.321-0.4390.2840.9491.8132.3931.8130.9490.284-0.439-0.0630.0410.1360.2590.3420.2590.1360.041-0.063 图6
10、荷载横向分布系数计算cm列表计算各梁的横向分布影响线坐标值表2。绘制横向分布影响线图6求横向分布系数按照?桥规?规定,汽车荷载距人行道边缘不小于0.5m,人群荷载取。各梁横向分布系数:公路级:人群荷载:人行道板:2. 梁段剪力横向分布系数按杠杆法公路级图6人群荷载:二作用效应计算1.永久作用效应 (1) 永久荷载 假定桥面构造各局部重力平均分配给主梁承当,计算结果见表3。钢筋混凝土T形桥梁永久荷载计算表表3构件名构件尺寸/cm构件单位长度体积/重度/() 每延米重主梁0.3802269.8852中横梁0.0217260.5642边横梁0.0108260.2808桥面铺装沥青混凝土厚4cm0.0
11、8231.84混凝土垫层取平均厚度9cm.0.18244.326.16栏杆及人行道局部6按人行道板横向分布系数分摊到各梁的板重为:1 号,7号梁:2号,6号梁:3号,5号梁: 4号梁: 各梁的永久荷载汇总与表4。各梁的永久荷载单位KN/m表4梁号主梁横隔梁栏杆及人行道桥面铺装层总计179.8850.28085.376.1621.696269.8850.28081.506.1617.826359.8850.28080.686.1617.00649.8850.2808-1.376.1614.956影响线面积计算见表5。影响线面积计算表表5工程计算面积影响线面积永久作用计算见表6永久作用计算表 表6
12、梁号1721.69619.531423.74521.69614.648317.80321.6966.25135.6002617.82619.531348.16017.82614.648261.11517.8266.25114.4133517.00619.531332.14417.00614.648249.10417.0066.25106.288414.95619.531292.10614.95614.648219.07514.9566.2593.4752. 可变作用效应1汽车荷载冲击系数简支梁自振频率计算:由于介于1.5Hz至14Hz之间,按?桥规?4.2.3规定冲击系数则 2公路级均布荷载,
13、集中荷载及其影响线面积表7公路级车道荷载按照公路级的0.75倍取用,即:计算弯矩时计算剪力时 公路级及其影响线面积表表7工程顶点位置l/2处7.875157.519.531l/4处7.875157.514.648支点处7.875157.56.25l/2处7.875157.51.563可变作用人群荷载每延米: (3) 可变作用效应弯矩计算表8表10公路级车道荷载产生的弯矩计算表表8梁号内力123456弯矩效应(1)*(2)*(3*(4)+(5)*(6)10.6981.3624 7.87519.531157.53.125614.3110.69814.6482.344460.76920.74719.
14、5313.125657.4360.74714.6482.344493.115340.69819.5313.125614.3110.69814.6482.344460.7690.71319.5313.125627.5130.71314.6482.344470.671人群荷载产生的弯矩表9梁号内力10.893619.531104.6470.89314.64878.48420.25919.53130.3510.25914.64822.76330.15519.53118.1640.15514.64813.6234-0.11419.53113.359-0.11414.64810.019永久作用设计值与可
15、变作用设计值的分项系数为:永久荷载作用分项系数: 汽车荷载作用分项系数:人群荷载作用分项系数:根本组合公式为弯矩根本组合计算表单位:表10梁号内力永久荷载人群荷载汽车荷载弯矩根本组合值1423.745104.647614.3111142.703317.80378.484460.769857.0562348.16030.351657.4361035.947261.11522.763493.115776.99334332.14418.164614.311946.619249.10613.623460.769723.498192.10613.359627.513832.978219.07510.01
16、9470.671699.765(4)可变作用效应剪力计算计算可变荷载剪力效应应计入横向分布系数延桥跨变化的影响。通常按如下方法处理,先按跨中的有等代荷载计算跨中剪力效应,再由支点剪力荷载横向分布系数并考虑支点至为直线变化来计算支点剪力效应。A. 跨中剪力的计算表11和表12公路级产生的跨中剪力单位:KN表11梁号内力剪力效应/kN 10.6981.36247.8751.5633150.5161.34720.7470.5172.81630.6980.5161.34740.7130.5164.951B. 支点剪力的计算计算支点剪力效应的横向分布系数的取值为:a. 支点处按杠杆法计算b. l/43l
17、/4按跨中弯矩的横向分布系数c. 支点l/4处支点剪力效应计算式为:人群均布荷载产生的支点剪力效应计算式为:在和之间按照直线变化人群荷载产生的跨中剪力计算表表12梁号内力剪力效应/kN10.89361.5638.37520.2592.42930.1551.4544-0.114-1.069梁段剪力效应计算:汽车荷载作用下如图7所示,计算结果及过程如下。1号梁: 2号梁:3号梁:4号梁:剪力效应组合表单位:kN表13粱号内力永久荷载汽车荷载由标准荷载乘以冲击系数根本组合值1135.600557.912943.7970161.347 225.8862114.413264.541507.6530172
18、.816241.9423 4106.288486.374808.4960161.347225.886 93.475487.129343.1010164.951230.931由上表可以看出,剪力效应以1号粱控制设计。三持久状况承载能力极限状态下截面设计,配筋与验算 1. 配置主筋由弯矩根本组合表10可知,1号梁值最大,考虑到设计施工方便,并留有一定的平安储藏,故按1号梁计算弯矩进展配筋。设钢筋净保护层为30mm,钢筋重心至底边距离为a=3+0.07100=10cm,则主梁有效高度为=h-a=(100-18)cm=82cm.1号梁跨中弯矩,下面判别主梁为第一类T形截面或第二类T形截面:假设满足:
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