桥梁专业课程设计项目说明指导书.doc
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1、课程设计封面:成绩评阅 桥梁工程课程设计姓名: 粟峰 班级: 交建12-1班 学号: 02120482 中华人民共和国矿业大学力学与建筑工程学院二一五年一月中华人民共和国矿业大学桥梁工程课程设计简支梁桥课程设计装配式钢筋混凝土T型梁桥设计设计阐明书课程编号:021141桥梁工程课程设计大纲2周 2学分一、课程设计性质、目及任务桥梁工程课程设计是土木工程专业交通土建专业方向重要实践性教学环节,是学生修完桥梁工程课程后对梁式桥设计理论一次综合性演习。其目是使学生进一步理解梁式桥设计计算理论,为此后独立完毕桥梁工程设计打下初步基本。其任务是通过本次课程设计,规定纯熟掌握如下内容:1梁式桥纵断面、横断
2、面布置,上部构造构件重要尺寸拟定。2梁式桥内力计算原理,涉及永久作用计算、可变作用计算(特别是各种荷载横向分布系数计算)、作用效应组合。3梁式桥纵向受力主筋配备、弯起钢筋和箍筋配备,以及正截面抗弯、斜截面抗剪、斜截面抗弯和挠度验算,预拱度设立。4板式橡胶支座设计计算。二、合用专业交通土建专业三、先修课程材料力学、弹性力学、构造力学、构造设计原理、地基与基本工程、交通规划与道路勘测设计、道路工程、桥涵水力水文四、课程设计基本规定本设计为装配式钢筋混凝土简支T型梁桥设计(上部构造),其下部构造为重力式桥墩和U型桥台,支座拟采用板式橡胶支座。学生在教师指引下,在两周设计时间内,综合应用所学理论知识和
3、桥梁工程实习所积累工程实践经验,贯彻理论联系实际原则,独立、认真地完毕装配式钢筋混凝土T型梁桥设计。基本规定为:计算书应内容完整,计算对的,格式规范,论述简洁,笔迹清晰、端正,图文并茂;插图应内容齐全,尺寸无误,标注规范,布置合理。五、课程设计内容1题目:装配式钢筋混凝土简支T形梁桥设计(上部构造)2基本资料(1)桥面净空:净(2)永久荷载:桥面铺装层容重。其她某些。(3)可变荷载:汽车荷载,公路-级,人群荷载;人行道+栏杆=。(4)材料:主筋采用级钢,其她用级钢,混凝土标号C40。(5)桥梁纵断面尺寸:原则跨径,计算跨径,桥梁全长。3设计内容(1)纵横断面设计。依照给定基本设计资料,参照原则
4、图、技术规范与经验公式,对的拟定桥梁纵断面和横断面布置,选用恰当桥面铺装层,初步拟定T形主梁、横隔梁、桥面铺装层等细部尺寸。绘制桥梁横断面布置图、纵断面布置图,T形梁细部尺寸图。(2)行车道板计算。拟定行车道板类型,进行行车道板恒载内力计算、活载内力计算、作用效应组合,获得行车道板最大设计内力值。(3)主梁内力计算。选用控制截面分别进行主梁恒载内力计算、活载内力计算,以及作用效应组共计算(含承载能力极限状态和正常使用极限状态两种极限状态作用效应组合)。其中进行主梁活载内力计算时,荷载横向分布系数计算,规定依照主梁空间位置及主梁间连接刚度不同,分别对各片主梁采用杠杆原理法、偏心压力法、修正偏心压
5、力法、铰接板法、G-M法等来计算荷载横向分布系数,并对荷载横向分布系数计算成果进行汇总;随后选用其中一种跨中荷载横向分布系数计算成果与杠杆原理法计算成果进行主梁内力作用效应组共计算(含跨中最大弯矩值、跨中最大剪力值和支座截面最大剪力值),形成各片主梁内力计算汇总表。依照内力计算汇总表,拟定主梁各截面最不利内力值作为设计值。(4)配备钢筋及验算。依照主梁跨中最大弯矩设计值,进行主梁纵向受拉钢筋配备;依照主梁跨中最大剪力设计值和支座截面最大剪力设计值,进行弯起钢筋和箍筋配备。依照以上钢筋配备进行主梁正截面抗弯、斜截面抗剪、斜截面抗弯,和变形、裂缝验算,设立预拱度,保证主梁有足够强度、刚度、稳定性和
6、耐久性。绘制跨中截面钢筋布置图,弯起钢筋和箍筋布置图。(5)板式橡胶支座设计。拟定支座平面尺寸、拟定支座高度、验算支座偏转状况,验算支座抗滑稳定性。六、重要参照书1.桥梁工程刘夏平主编,科学出版社,2公路桥涵设计通用规范(JTG D60-),人民交通出版社 3公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-),人民交通出版社4桥梁混凝土构造设计原理计算示例黄侨,王永平编著,人民交通出版社,七、评价方式结合学生课程设计期间独立完毕状况、计算阐明书质量综合评价。八、阐明本课程设计安排在桥梁工程课程讲授完毕后集中2周进行。条件允许也可以穿插在课程讲授过程中进行,效果更好。 大纲制定者:朱玉
7、晓 大纲审定者: 大纲批准者: 目 录1设计基本资料12行车道板计算22.1恒载及其内力22.2车辆荷载产生内力22.3荷载组合32.4行车道板配筋33荷载横向分布系数计算43.1杠杆原理法43.2铰接板法53.3荷载横向分布系数汇总84主梁内力计算84.1恒载内力计算84.2活载内力计算94.3内力组合125钢筋配筋及验算135.1主筋配备及验算135.2腹筋配备及验算156变形验算196.1挠度验算196.2裂缝宽度验算217支座设计与计算227.1拟定支座平面尺寸227.2拟定支座厚度237.3验算支座偏转状况247.4验算支座抗滑稳定性24装配式钢筋混凝土T型梁桥设计课程设计阐明书1设
8、计基本资料(1)桥梁横断面尺寸:净-9+21.00m。横断面布置见图1(a),横向设6片主梁。主梁高度根据公路桥涵设计通用规范(JTGD60-),梁高跨比经济范畴在1/11到1/16之间,此设计中原则跨径为35m,选2.5m;翼板宽2.0m,腹板宽0.24m。(2)可变荷载:公路-I级,人群荷载2.5kN/,人行道+栏杆=5kN/。(3)永久荷载:桥面铺装层容重=23kN/m。其她某些=25kN/m。(4)材料:主筋采用3级钢,其她用2级钢,混凝土标号C40。(5)桥梁纵断面尺寸:原则跨径 Lb=30m,计算跨径L=34.26m,主梁全L=34.96m,横断面布置见图1(b)。纵向设横隔梁八道
9、,均布设立。横隔梁高度为0.72h=180cm;厚度为16cm。(a) 桥梁横断面布置(b)桥梁横隔梁布置图12行车道板计算主梁间距2cm,预制宽度198cm,主梁间连接采用铰接法。故各主梁中间行车道板按铰接悬臂板计算,边梁外侧行车道按悬臂板计算。 依照横断面布置图,边梁外侧行车道板因只有恒载作用,无汽车荷载作用,故其内力较小,在此不做计算。如下仅计算铰接板。2.1恒载及其内力以纵向1m宽板条进行计算(1)每延米板上恒载g沥青混凝土面层g1:C40 混凝土垫层g2:T形梁翼板自重g3: 共计:(2)每米宽板条恒载内力为:弯矩:剪力:2.2车辆荷载产生内力将车辆荷载后轮作用于铰缝轴线上,P=14
10、0kN,汽车荷载后轮着地长度为a1=0.2m,宽度为b1=0.6m。则得: 荷载对于悬臂根部有效宽度: 冲击系数:作用于每米宽板条上弯矩为:2.3荷载组合弯矩组合:剪力组合:2.4行车道板配筋钢筋:HRB335, ,混凝土C40, 取1m长行车道板(1)混凝土受压区X根部h=24cm,a=3cm选用B12,则依照D62 第5.2.2条规定:验算:(2) 配受力筋 依照D62 第5.2.2条规定:选 B12 (3)截面验算依照D62 第5.2.9条右边=左边,满足规定依照D62 第5.2.10条右边=左边仅按构造配备分布钢筋(4) 配分布钢筋选B10 实际(5) 承载力验算 验算3荷载横向分布系
11、数计算3.1杠杆原理法假设桥面板在主梁上断开,当做沿横向支撑在主梁上简支梁或悬臂梁考虑。一方面绘制1到3号梁荷载横向影响线,如图2。图2 杠杆原理法计算横向分布系数(尺寸单位:cm)1号梁汽车荷载 人群荷载 2号梁汽车荷载 人群荷载 3号梁汽车荷载 人群荷载 3.2铰接板法假设把相邻板或梁之间视为铰接,只传递剪力。(1)计算截面特性翼板平均换算高度: T型梁截面重心位置: 主梁抗弯惯矩: 主梁抗扭惯矩:翼板: 查表得 梁肋: 查表得 (2)求刚度参数和 由此可见,对正则方程式系数影响只有0.75%左右,可忽视不计。(3)绘制跨中荷载横向影响线 从附表6-1.、6-2和6-3分表,在和之间内插求
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