钢筋混凝土简T型梁桥方案设计书.doc
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1、 钢筋混凝土简支T型梁桥设计计算书一, 设计资料(一)桥面净空净-人行道(二)主梁跨径和全长标准跨径(墩中心距离)计算跨径(支座中心距离)主梁全长(主梁预制长度)(三)公路等级公路I级(四)气象资料桥位处年平均气温为21.3C,年平均最高气温为37.4C,年平均最低气温为5.8C。(五)施工方法采用焊接钢筋骨架设计。施工方法如下:预制部分主梁,吊装就位后现浇接缝混凝土形成整体,最后进行桥面系施工。(六)桥面铺装 8cm钢筋混凝土7cm沥青混凝土(七)栏杆 采用普通钢筋混凝土立柱和花色栏板,单侧宽度30cm,其单侧栏杆集度3KN/m。 (八)材料钢筋:主筋采用HRB335(级螺纹钢筋),其它则采
2、用R235(级光圆钢筋)。混凝土:C30普通混凝土(九)计算方法极限状态法(十)结构尺寸如图:(十一)设计依据(1)公路桥涵设计通用规范(JTG D602004)(2)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)二, 主梁的计算(一) 主梁的荷载横向分布系数1, 跨中荷载弯矩横向分布系数(按G-M法)(1) 主梁的抗弯和抗扭惯矩求主梁截面的重心位置:平均板厚:主梁腹板的抗扭惯矩:其中:c截面抗扭刚度系数(查表)b、t矩形的宽度与厚度。查表可知:单位抗弯及抗扭惯矩:(2) 横梁抗弯和抗扭惯矩翼板有效宽度计算:横梁长度取为两边主梁的轴线间距,即横梁翼板的宽度(单边): 横梁平
3、均宽度:根据比值可查表1,求得所以,表10.050.100.150.200.250.300.350.400.450.500.9830.9360.8670.7890.7100.6350.5680.5090.4590.416求横梁截面重心位置:横梁的抗弯惯矩和横梁腹板的抗扭惯矩:其中,查表,可得所以,横梁的单宽抗弯惯矩和单宽抗扭惯矩为:总上述:(3) 计算抗弯参数和扭弯参数其中,B取桥宽的一半L取计算跨径。所以,(4) 计算荷载弯矩横向分布影响线坐标已知,查GM图表,可得表2中的数值。表2梁位荷载位置B3/4BB/2B/40-B/4-B/2-3/4B-B较核k100.92 0.94 0.98 1.
4、05 1.08 1.05 0.98 0.94 0.92 7.94 B/40.97 1.08 1.09 1.09 1.03 0.98 0.92 0.85 0.80 7.93 B/21.25 1.21 1.19 1.09 1.00 0.91 0.82 0.75 0.70 7.95 3/4B1.49 1.38 1.23 1.09 0.98 0.85 0.75 0.69 0.61 8.02 B1.80 1.52 1.28 1.08 0.90 0.79 0.57 0.60 0.51 7.90 k000.75 0.90 1.00 1.12 1.18 1.12 1.00 0.90 0.75 7.97 B/4
5、1.60 1.50 1.35 1.25 1.10 0.90 0.63 0.38 0.15 7.99 B/22.42 2.10 1.78 1.40 0.99 0.62 0.24 -0.07 -0.47 8.04 3/4B3.35 2.76 2.10 1.49 0.91 0.39 -0.15 -0.60 -1.20 7.98 B4.30 3.20 2.40 1.60 0.80 0.15 -0.45 -0.90 -1.69 8.11 用内插法求各梁位处值:如右图:对于号梁:它位于1/2B和1/4B之间,且距离1/2B和1/4B均为6m。所以:对于号梁,它位于0点处,所以:由此,列表计算号梁和号梁的横
6、向分布影响线坐标值(表3):表3梁号算式荷载位置B3/4B1/2B1/4B0-1/4B-1/2B-3/4B-B2K11.111.1451.141.091.0150.9450.870.80.75K02.011.81.5651.3251.0450.760.4350.155-0.16K1-K0-0.9-0.655-0.425-0.235-0.030.1850.4350.6450.91(K1-K0)a-0.120-0.087-0.057-0.031-0.0040.0250.0580.0860.121Ka1.8901.7131.5081.2941.0410.7850.4930.241-0.039i=Ka
7、/50.3780.3430.3020.2590.2080.1570.0990.048-0.0083K10.920.940.981.051.081.050.980.940.92K00.750.911.121.181.1210.90.75K1-K00.170.04-0.02-0.07-0.1-0.07-0.020.040.17(K1-K0)a0.0230.005-0.003-0.009-0.013-0.009-0.0030.0050.023Ka0.7730.9050.9971.1111.1671.1110.9970.9050.773i=Ka/50.1550.1810.1990.2220.2330.
8、2220.1990.1810.155(5) 绘制横向分布影响线图,求横向分布系数汽车荷载距离缘石边缘距离不小于0.5m,由此在横桥向布置车辆荷载,求横向分布系数。本设计中,桥面横向为净9,故最多可以布置两个车道。注意,在布置多车道求横向分布系数时,乘以多车道折减系数,根据规范,两车道的折减系数取1.0。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。可以看出,由于两车道的折减系数取1.0,故最不利的横向分布系数肯定发生在两车道加载时。下图为横向影响线加载的最不利情况:聞創沟燴鐺險爱氇谴净。由上图得:对于2号梁:对于3号梁:由此可以看出,2号梁的受力情况较3号梁为不利,故内梁均按2号梁配筋,只算2号梁。取2,梁端剪力横向
9、分布系数的计算(按杠杆法)(二)内力计算1恒载内力(1),恒载:假定桥面构造个部分重量平均分给各主梁(只算中梁)表4构件名荷载性质构件简图及尺寸单元构件体积及算式容重kN/m3每延米重量(kN/m)主梁一期恒载(1.6-0.16)0.1+0.161.3+0.090.03=0.3547269.22二期恒载(1.8-0.16)0.1+0.161.3+0.090.03=0.37479.74横隔板一期恒载0.88(0.14+0.16)/22(0.82-0.1) 5/17.5=0.05431261.41二期恒载0.88(0.14+0.16)/220.825/17.5=0.05511.63桥面铺装二期恒载
10、沥青混凝土:0.071.8=0.126243.024钢筋混凝土(平均11.375cm):0.113751.8=0.205255.12栏杆部分总3kN/m每根梁:32/5=1.2kN/m1.22号梁的恒载汇总于下表:表5项目一期恒载kN/m二期恒载kN/m主梁横隔板桥面铺装栏杆数值9.741.638.1441.2各期恒载的和11.379.344总恒载20.714(2).恒载内力计算:影响线面积计算见表6:表6项目计算图式影响线面积w0Ml/2Ml/4Ql/2Ql/4Q0恒载内力计算表见表7:表7ML/2ML/4QL/4Q0qw0qw0qw0qw0qw0qw0qw0qw020.71438.2790
11、.8620.71428.7594.7020.7144.3890.62420.7148.75181.252活载内力计算汽车冲击系数计算采用C40混凝土梁的基频: 冲击系数:活载内力计算:公路I级车道荷载值的确定:由通用规范4.3.1:在计算剪力效应时,采用。现将汽车荷载的计算列表如下,其中:为均布荷载产生的荷载效应;为集中荷载产生的荷载效应。为计汽车冲击力后汽车荷载产生的总效应。表8项目计算图Pk对应效应S1qk对应效应S2(1+u)(S1+S2)ML/4408.29163.09725.6526ML/2544.38217.45967.5241QL/4111.9927.95177.7238Q017
12、6.3626.51257.6449QL/4111.9924.58173.4439ML/4408.29122.32673.87473内力组合表9内力ML/2ML/4ML/4QL/4Q0QL/4恒载790.86594.70594.7090.62181.25101.91活载967.52725.65673.87177.72257.64173.44承载能力极限状态基本组合2303.571729.551657.06357.56578.20365.12正常使用极限状态短期组合1327.14996.91968.21189.13324.05198.05长期组合1097.31824.54808.14146.912
13、62.85156.85(三),主梁配筋计算1计算梁的主筋配置梁的跨中弯矩:有效翼缘宽度:I类环境,最小保护层厚度,假定,则主梁有效高度,那么:故,此梁截面为第一类T型截面,按矩形截面算。由力矩平衡:取结构重要性系数(注:以下出现的结构重要性系数均取)即:解得:截面主筋面积计算:选用钢筋。2,主筋配置验算钢筋的重心:有效高度:根据力的平衡:根据力矩平衡:由规范查得:对于主筋采用HRB335,混凝土用C40,界限受压区高度而所以,主筋采用,安全。3,斜筋配置(1).抗剪强度上下限复核对于腹板宽度不变的等高度简支梁,距离支点h/2处的第一个计算截面的截面尺寸控制设计,应满足下列要求:根据构造要求,仅
14、保持最下面两根钢筋通过支点,其余各钢筋在跨间不同位置处弯起或截断。将有关数据带入上式得:残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。所以,截面尺寸满足受剪要求(2)构造配筋验算所以,要配置抗剪钢筋。(3)主筋弯起根据剪力包络图弯起钢筋:画出梁的剪力包络图,计算剪力取距梁支座中心处,并由此弯起主筋,其中,有两排主筋不弯起,弯起三排主筋,主筋弯起角度。在距支座中心线的点配置斜筋,如上图。其中,在斜筋的起弯点处,有的剪力没有对应弯起钢筋,但相对于混凝土与箍筋共同承担的剪力值:酽锕极額閉镇桧猪訣锥。,所以,忽略。各排弯起钢筋的计算:按公预规5.2.11,每排弯起钢筋的总截面面积:将弯起钢筋距支座中心的距离,钢筋面积及其承担
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