桥梁工程毕业设计计算书参考.doc
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1、0318144班桥梁工程毕业设计计算书设计资料:1、 桥型:两跨装配式简支钢筋砼T型梁桥,纵横端面布置,如下图所示:2、 设计荷载:设计汽车荷载汽车-20级,挂车 -100,人群3KN/m23、 桥面净宽:净 7+20.75+20.254、 跨径:标准跨径20m,计算跨径19.5m5、 每侧栏杆及人行道构件重5KN/m6、 砼线膨胀系数=11057、 计算温差=t=35oC8、 砼弹性量Eh=3101Mpa(C30砼)二、 基本尺寸拟订1、 主梁由5片T梁组成桥宽(51.6m)每片梁采用相同的截面尺寸,断面尺寸如上图所示。各主梁、横隔梁相互间采用钢板焊接接头2、 横隔梁建议采用5片,断面尺寸自
2、定3、 桥墩高度,尺寸自行设计4、 采用u型桥台,台身高5米,其他尺寸自行设计三、 建筑材料1、 主梁、墩帽、台帽为C30砼,重力密度1=25KN/m32、 墩身、台身及基础用7。5级砂浆25块石,其抗压强度R为3。7Mpa,重力密度2=24KN/m3,桥台填土容量3=18KN/m33、 桥面铺装平均容重o=23 KN/m3四、 地质及水文资料1、 此桥位于旱早地,故无河流水文资料,也不受水文力作用,基本风压值1Kpa2、 地质状况为中等密实中砂地基,容许承载力=450kPa;填土摩擦角=35o,基础顶面覆土0.5m,容量与台后填土相同一、桥面板的计算:(一)计算图式采用T形梁翼板所构成铰接悬
3、臂板(如右图所示)1。恒载及其内力(按纵向1m宽的板条计算)(1)每延米板上恒载g的计算见下表:沥青砼面层g10.031。021kN/m=0。63kN/m砼垫层g20。081.025kN/m=2.00kN/mT形梁翼板自重g3(0。08+0.14)/21.025kN/m=2。75kN/m合计g=gi=5。38kN/m(2)每米宽板条的恒载内力为:Mmin,g=5.380。712kNm=1.356kNmQag=gl0=5。380。70kN=3.82kN1. 汽20级产生的内力将加重车后轮作用于铰缝轴线上(如上图所示),后轴作用力为P120kN,轮压分布宽度如下图所示。由公路工程技术标准(JTGB
4、012003)查得,汽20级加重车着地长度为a2=0。20m,宽度为b2=0.60m,则 a1=a2+2H=0.20m+20。11m=0。42m b1=b2+2H=0。60m+20.11m=0。82m荷载对于悬臂根部的有效分布宽度为a=a1+d=2l0+0.42m+1。4m+20。71m=3。24m由于2l0=1。40m5m,所以冲击系数1+=1。3作用于每米宽板条上的弯矩为 作用于每米宽板条上的剪力为挂车100产生的内力由公路桥规查得,挂车100车轮的轴重为P250kN,着地长度为a2=0.20m,宽度为b2=0。50m,车轮在板上的布置及其压力分布图形如下图所示,则a1=a2+2H=0。2
5、0m+20.11m=0。42mb1=b2+2H=0.50m+20。11m=0。72m铰缝处纵向2个车轮对于悬臂根部的有效分布宽度为a=a1=d=2l0=0.42m+1。20m+20.71m=3。04m悬臂根部的车轮尚有宽度为c的部分轮压作用,即c= b1 /2-(0。90l0)=0。72/2(0.900。71)=0。17m轮压面ca1上的荷载对悬臂根部的有效宽度为= a1 +2c=0.42+20.17=0.76m轮压面ca1上的荷载它并非对称于铰缝轴线,为简化计算,偏安全地仍按悬臂梁来计算内力。悬臂根部每米宽的弯矩为(如右图)作用在每米宽板条上的剪力为:2. 内力组合:(1)承载能力极限状态内
6、力组合:(用于验算强度)恒汽(组合)=1。2(-1。356)+1。4(12.16)=-18。65 kNm=1。23.82+1。424。07=38。28 kN恒挂(组合)=1。2(1.356)+1。1(12。55)=-15.43 kNm=1。23.82+1。139。98=48.56 kN所以,行车道板的设计内力为Mj=18.65 kNm (由汽-20级控制)Qj=48.56kN(由挂100级控制)(二) 桥面板截面设计、配筋与强度验算:悬臂板根部平均高度 h=11cm,设保护层厚度a=2cm ,若选用12 HRB400钢筋,=330Mpa,=13。8 Mpa,=0.53则有效高度c为:h0=11
7、0-0。02-0.006=0.084m=84mm由1。018。65=13.81000x(84x/2)解得 x=18.02mm=0.5384=44.52mm将所得x 值代入公式,求得所需钢筋面积为:=查有关板宽1m内钢筋截面面积表,当选用14(外径16.2)钢筋时,需要钢筋间距为75时,此时所提供的钢筋面积为: 按构造配置箍筋,取10,间距25mm。强度验算:=ha-d/2=0。110。020.962/2=0.082m=82mmx=49.1将x带入公式=求得截面所能承受的弯矩设计值为:=13。8100049。1(82-49.1/2)=38。9Nmm= 38。9KNmm=1.018。65 KNmm
8、。(强度满足要求。)二、主梁内力计算梁的纵横端面如下图所示:纵断面此桥宽跨比B/L=51。6/20=0.4,采用偏压法计算1. 求荷载位于支点时1,2#,3梁横向分布系数 (杠杆法) 绘制1#,2,3#梁的横向分布影响线. 确定荷载沿横向的最不利位置。 求出相应于荷载位置的影响线竖标值。 计算1号,2号,3号梁的荷载横向分布系数为:1号梁: 汽车-20 moq=0.438挂车100 mog=0。141 人群荷载 mor=r=1。4222号梁: 汽车20 moq=0.500挂车-100mog=0。469人群荷载 mor=r=03号梁: 汽车20moq=0.5挂车-100mog=0.469 人群荷
9、载 mor=r=02。 荷载位于跨中时横向分布系数 (偏压法)求梁的影响线图形的控制竖标,同时绘制影响线图,本桥梁数n=5,ai2=25。6m21号梁 11= +=+=0.6015= =0.20 2号梁 21= +=+=0.4025= =0 3号梁 31= +=0。20 35= =0.20 按最不利位置布载,见影响线图 计算横向分布系数mc。1号梁: 汽车20 mc=0。556挂车-100 mcg=0.344跨中横向分布系数计算图式人群荷载 mcr=r=0。6842号梁:c 汽车-20 mcq=0.469挂车-100 mc=0。272 人群荷载 mcr=r=0。4423号梁: 汽车-20mcq
10、=0。400挂车100mcg=0。200 人群荷载 mcr=r=0.200 荷载横向分布系数数据表梁号截面位置汽车20挂车-100人群1号跨中mc0。5560.3440.684支点mo0。4380.1411。4222号跨中mc0。4690.2720.442支点mo0.5000.46903号跨中mc0。4000。2000。200支点mo0.5000。4690活载内力汽车荷载冲击系数:1+= 1.2 1号梁汽车20Mcq =(1+)mcPiyi= 1.21。0(0.5561204.150+0.5561204。85+0.556602。85)=834.67KNm挂车-100 Mcg =mcPiyi=1
11、.0(0。3442504。250+0.3442504.85+0.3442502。850+0。3292502。25=1212。76 KNm 人群荷载 Mcr =1.210.68430。750。5119。44。85=86。88 KNm2号梁 汽车20Mcq =(1+)mcPiyi= 1.21。0(0。4691204。15+0。4691204。85+0。469602.85)= 704。06KNm挂车-100 Mcg = mcPiyi = 1。0(0.2722504.25+0.2722504。85+0。2722502.85+0.2862502。25)= 973。48 KNm人群荷载 Mcr =1.31
12、0。44230。750。5119。44。85=56。14 KNm3号梁 汽车-20 Mcq=(1+)mcPiyi = 1.21.0(0。4001204。15+0.4001204。85+0.40602。85)= 600.48KNm挂车-100 Mcg = mcPiyi = 1。0(0。2002504。25+0。2002504。85+0.2002502。85+0.222502.25)= 751.25 KNm 人群荷载 Mcr =1。210。20.7530.5119。54.85=23.53 KNm 计算各主梁跨中剪力Q1/21号梁 汽车20级Qcq =(1+)mcPiyi = 1。21.0(0。55
13、61200。500+0.5561200。428+0.222600.543)=82。98KN挂车-100 Qcg = mcPiyi = 1。0(0.3442500.500+0。3442500.438+0。3292500。232+0.2792500.170)= 116.608 KN人群荷载Qcr = mcPiyi =1.21。00。68430.750。50。59。7= 4。47 KN2号梁 汽车20Qcq =(1+)mcPiyi =1。21.0(0.4691200.500+0。4691200。428+0。460600。222)=70。23 KN挂车100 Qcg = mcPiyi = 1.0(0.
14、2722500。500+0。2722500。438+0。2862500.232+0。3352500。170) = 94.61 KN人群荷载Qc= 1。21。00.44230.750.50.59.7= 2.893号梁 汽车20Qcq =(1+)mcPiyi = 1.21。0(0。41200。500+0.41200。427+0.410600。222)= 60。02KN挂车100 Qcg = mcPiyi = 1。0(0.22500。500+0.22500。438+0.222500。232+0.2862500。170)= 71。76 KN人群荷载 Qcr= 1。21。00。230。750.50。59
15、.7= 1.31 KN计算各主梁支点剪力Qo1号梁 汽车-20Qoq =(1+)mcPiyi = 1。21。0(0.4381201.00+0。4721200。928+0.556700.412+0。5351300.21)= 162。58 KN挂车-10Qog = mcPiyi = 1。0(0。1412501+0。1912500。938+0.3442500.732+0。3442500。67)= 200。61 KN人群荷载 Qor=1。210.68430。750。5119.4=17。91KN2号梁 汽车-20 Qoq =(1+)mcPiyi = 1。21。0(0.5001201。000+0。4911
16、200。928+0。469700。412+0。4741300。206)= 169。08KN挂车-100 Qog = mcPiyi= 1.0(0.4692501+0。422500。938+0。2722500.732+0。2722500。67) = 311。08 KN人群荷载 Qor = 1。210。44230.750.5119.4= 11。573号梁 汽车-20 Qoq =(1+)mcPiyi = 1.21.0(0。51201。00+0.4711200。928+0.4700。412+0。4181300.206)= 162。22 KN挂车-100 Qog = mcPiyi = 1.0(0。4692
17、501+0.4022500.938+0。22500.732+0.22500.67)= 281。62人群荷Qor =1。210。230。750。5119.4= 5。24 KN 活载内力组合梁号截面内力汽车20级挂车100人群1M1/2834。671212.7686。88Q1/283.45116。6084.47Qo163。10200。61217。912M1/2704。06973。4856.14Q1/270。3294。612.89Qo165.25311.07611.573#M1/2600。48751。2525。53Q1/260.2871.821.31Qo162。58281.385。241 恒载内力
18、计算恒载集度主梁g1=0。181。30+()(1。6-0.20)25 = 9.76 kN/m横隔梁对于边主梁g1边=1。10- 525/19。5=0.647kN/m对于中主梁g1中=20。647=1.294 kN/m 桥面铺装层g3=(0。63+2)7/5 kN/m = 3.682 kN/m栏杆和人行道g3=52/5 kN/m = 2.00 kN/m合计边主梁g边=10。205+0.647+3.682+2.00=16。534 kN/m中主梁g中=10.205+1。294+3。682+2。00 = 17。181kN/m恒载内力计算内力截面位置x边主梁中主梁弯距M/(KN/m)剪力Q/KN弯距M/
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