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钢筋混凝土简支T型梁桥设计.doc

钢筋混凝土简支T型梁桥设计

仙人指路
2019-02-23 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《钢筋混凝土简支T型梁桥设计doc》,可适用于初中教育领域

桥梁工程课程设计题目:钢筋混凝土简支T型梁桥设计分院:土建分院专业:道路桥梁与渡河工程班级:桥渡《》班学号:学生姓名:指导教师:李尉光日期:桥梁工程课程设计任务书一、设计题目钢筋混凝土简支T形梁桥设计二、设计资料.桥梁跨径:按各组分配定.计算跨径:桥梁跨径减去cm主梁结构尺寸拟定:()上部结构主梁为:片片片(参看分组情况)均设置根横隔梁。()主梁高度:各组自行拟定。()l()梁肋厚度:各组自行拟定一般为梁高梁肋的最小构造厚度为mm。()桥面板:各组自拟定根部厚度≥梁高的且≥cm边缘厚度≥cm。()桥面横坡:。.设计荷载:公路Ⅰ级人群荷载:KNm.结构重要性系数:.材料:()钢筋主钢筋采用HRB其它钢筋采用R。其技术指标见表()混凝土及其技术指标见表T形主梁、桥面铺装栏杆、人行道跨径、、混凝土采用C、混凝土均为C。表 钢筋技术指标种类弹性模量(MPa)抗拉设计强度(Mpa)抗压设计强度(Mpa)标准强度(Mpa)RHRB级表混凝土技术指标种类设计强度标准强度弹性模量(MPa)轴心抗压(MPa)轴心抗拉(MPa)轴心抗压(MPa)轴心抗拉(MPa)C×C×、设计依据()交通部公路桥涵设计通用规范(JTGD)北京:人民交通出版社()交通部公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTGD-)北京:人民交通出版社、计算方法:极限状态法。、桥面铺装:cm砼桥面铺装(容重kNm)cm沥青防水层(容重kNm)人行道和栏杆自重线密度按照单侧kNm。三、设计内容基本设计资料主梁截面设计行车道板内力计算、配筋及验算(悬臂板、连续单向板)主梁内力计算主梁几何特性计算恒载内力计算荷载横向分布计算(支点处采用杠杆法跨中采用偏心压力法进行)活载内力计算主梁内力组合(基本组合、作用短期效应组合、作用长期效应组合)承载力极限状态下截面设计、配筋与计算配置主梁受力钢筋截面承载能力极限状态计算斜截面抗剪承载能力计算箍筋设计斜截面抗剪承载能力验算正常使用极限状态下的裂缝宽度和挠度验算裂缝宽度验算挠度验算总结附录:图纸(桥梁的纵断面、横断面、平面布置图及钢筋图)PS:配筋为自选项目四、时间安排本次桥梁工程课程设计时间为一周具体时间安排如下:步骤内容时间(天)布置任务上部结构纵横断面设计行车道板内力计算主梁恒载、活载及主梁内力组合绘图整理正稿合计五、参考文献.强士中桥梁工程北京:高等教育出版社.姚玲森桥梁工程北京:人民交通出版社.邵旭东桥梁设计与计算人民交通出版社.易建国混凝土简支梁(板)桥北京:人民交通出版社.张树仁钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理北京:人民交通出版社目录第一章基本设计资料第二章主梁截面设计第三章行车道板内力计算、配筋及验算(悬臂板、连续单向板)第四章主梁内力计算主梁几何特性计算恒载内力计算荷载横向分布计算(支点处采用杠杆法跨中采用偏心压力法进行)活载内力计算主梁内力组合(基本组合、作用短期效应组合、作用长期效应组合)第五章正常使用极限状态下的裂缝宽度和挠度验算裂缝宽度验算挠度验算第六章总结附录:图纸(桥梁的纵断面、横断面、平面布置图及钢筋图)第一章基本设计资料标准跨径:计算跨径:主梁全长:m桥面宽度(桥面净空):净m(行车道)撞栏)。×m技术标准设计荷载:公路Ⅰ级人群荷载采用KNm主要材料钢筋:主钢筋采用HRB其它钢筋采用R。混凝土:C容重m桥面铺装:cm砼桥面铺装(容重kNm)cm沥青防水层(容重kNm)人行道和栏杆自重线密度按照单侧kNm。设计依据《公路桥涵设计通用规范》(JTJD)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJD)构造形式及截面尺寸(桥梁横断面和主梁纵断面图):主梁截面设计计算跨径:=m宽度m梁高h=m边缘厚度=cm根部厚度=cm梁勒厚度=cm第三章行车道板内力计算 恒载产生的内力以纵向米宽的板条进行计算如图所示沥青混凝土面层:=××=C号混凝土垫层:=××=T形翼缘板自重:=合计:g====每米宽板条的恒载内力:弯距:剪力:荷载产生的内力按铰接板计算行车道板的有效宽度(如图所示)。由<<桥规>>得=m=m。桥面铺装厚度为cm则有:=H=×=m=H=×=m荷载对于悬臂板的有效分布宽度为:===m由于所以冲击系数采用=作用为每米宽板条上的弯矩为:作用于每米宽板条上的剪力为:图 荷载有效分布宽度图示(cm)内力组合承载能力极限状态内力组合:第四章:主梁内力计算根据以上所述梁跨结构纵、横截面的布置并通过活载作用下的梁桥荷载横向分布计算可分别求得个主梁控制截面(一般取跨中、四分点和支点截面)的恒载和最大活载内力然后再进行内力组合。()主梁()横隔梁边主梁:中主梁:(3)桥面铺装层()栏杆和人行道作用于边主梁的全部恒载强度:作用于中主梁的全部恒载强度永久作用效应主梁弯距和剪力计算公式:内力边梁主梁M(KNm)QKNM(KNm)QKNX=X=LX=L表一:主梁恒载内力按杠杆原理法计算支点处横向分布系数忽略主梁之间横向结构的联接作用即假设桥面板和横隔梁在丰梁上断开而当作沿横向支承在主梁上的简支梁或悬臂梁来考虑.忽略主梁之间横向结构的联系作用即假设桥面板在主梁梁肋处断开而当作沿横向支承在主梁上的简支梁或悬臂梁来考虑。杠杆原理法适用于荷载位于靠近主梁支点时的荷载横向分布计算。此时。主梁的支承刚度远大于主梁问横向联系的刚度荷载作用于某处时基本上由相邻的两片粱分担并传递给支座其受力特性与杠杆原理接近。另外该法也可用于双主梁桥或横向联系很弱的无中间横隔梁的桥梁根据《公路桥涵设计通用规范》JTGD)规定在横向影响线上确定荷载沿横向最不利的布置位置。例如对于车辆荷载规定的车轮横向轮距为m两列汽车车轮的横向最小间距为m车轮矩离人行道缘石最少为m。支点处各梁影响线及荷载分布图,,与,,号对称结果相同。偏心受压法计算各主梁的跨中汽车荷载横向分布系数将横隔梁视作不发生弯曲的刚性极大的梁它适用于窄桥的计算.偏心压力法与杠杆原理法不同.通常除在桥的两端设置横隔梁外还在跨度中央共至四分点处设置中间横隔梁中间横隔梁像一根刚度无穷大的刚性梁一样保持直线有了它各主梁按横向分布影响线关系分配横向分布系数也即分配荷载更趋于安全和有效基本前提是:其一在车辆荷载作用下。中间横隔梁可近似地看作一根刚度无穷大的刚性梁横梁全长呈直线变形其二忽略主梁的抗扭刚度即不计入主梁对横隔梁的抵抗扭矩。用偏心压力法计算荷载横向分布适用于桥上具有可靠的横向连接且桥的宽跨比B/L小于或接.的情况时(一般称为窄桥)的跨中区域的荷载横向分布影响线。偏心压力法具有概念清楚、公式简明和计算方便等优点各梁的横向影响线及荷载布置如图所示(按车辆荷载布置)荷梁号荷载位置车辆荷载人群荷载备注##跨中Mc偏心压力法支点M杠杆原理法##跨中Mc偏心压力法支点M杠杆原理法##跨中Mc偏心压力法支点M杠杆原理法三计算活载内力在活载内力计算中本设计对于横向分布系数的取值作如下考虑:计算主梁活载弯距时均采用统一的横向分布系数鉴于跨中和四分点剪力影响线的较大坐标位于桥跨中部故也按不变化的来计算。求支点和变化点截面活载剪力时由于主要荷重集中在支点附近而考虑支撑条件的影响按横向分布系数沿桥跨的变化曲线取值即从支点到之间横向分布系数用与值用直线内插法其于区段取值。计算跨中截面最大弯距及相应荷载位置的剪力和最大剪力及相应荷载位置的弯距采用直接加载求活载内力计算公式为:对于汽车荷载:对于人群荷载:()内力影响线面积计算如表所示表内力影响面积项目计算面积影响线面积(m^或m)==QUOTE=()公路-I级集中荷载计算计算弯距效应时:计算剪力效应时:()计算冲击系数和车道拆减系数按<<桥规>>规定结构的冲击系数与结构的基频有关因此先计算结构的基频简支T梁桥的基频可采用下列公式估算:查表得:主梁截面形心到T梁上缘的距离:跨中截面惯性矩:f>Hz,取汽车荷载的冲击系数为本设计按两车道设计不拆减则)计算MLmax、MLmax、、。由于跨中弯矩横向分布系数号号梁最大所以只需计算号号梁的弯矩计算如下:对于号和号梁公路Ⅰ级汽车活载的跨中弯矩:人群荷载的跨中弯矩:kN·m对于号和号梁公路Ⅰ级汽车活载的跨中弯矩:人群荷载的跨中弯矩对于号和号梁公路Ⅰ级汽车活载的跨中弯矩:人群荷载的跨中弯矩跨中剪力计算鉴于跨中剪力影响线的较大坐标位于跨中部分故也采用全跨统一的荷载横向分布系数来计算。对于号和号梁公路Ⅰ级汽车活载的跨中剪力:人群荷载的跨中剪力:kN对于号和号梁公路Ⅰ级汽车活载的跨中剪力:人群荷载的跨中剪力:kN对于,号梁公路Ⅰ级汽车活载的跨中剪力:人群荷载的跨中剪力:KN支点剪力算影响线面积为:y=横向分布系数变化区段的长度:附加三角形重心影响线坐标:==对于#和#梁公路I级汽车活载的支点剪力绘制荷载横向分布系数沿桥纵向的变化图形和支点剪力影响线如图所示。图 汽车荷载支点剪力计算图示(尺寸单位:m)(a)主梁纵断面图(b)车辆荷载作用下支点剪力的荷载横向分布系数沿跨长分布图(c)车辆集中荷载和均布荷载的布置(d)支点截面剪力影响线图()人群荷载按式计算汽车荷载的支点剪力为:EMBEDEquation=KN图所示为人群荷载作用下支点剪力的哈在横向分布系数沿跨畅分布图。变化区段附加三角形重心处的影响线坐标为:不考虑冲击力的影响则人群荷载支点剪力为=KN对于#和#梁公路I级汽车活载的支点剪力:=×××××()×=kN=××××=kN=kN人群荷载的支点剪力:=××()×=kN对于#和#梁公路I级汽车活载的支点剪力:=×××××()×=kN=××××=kN=kN人群荷载的支点剪力:=×()×=kN)跨弯矩计算影响线面积=××L²=m²y=×=对于#梁:按公路I级汽车荷载:=(µ)EMBEDEquationDSMT(·y)=×××(××)=kN·m人群荷载的跨中弯矩:=××=kN·m对于#梁:按公路I级汽车荷载:=×××(×﹢×)=kN·m人群荷载的跨中弯矩:=××=KN·m对于#梁:按公路一级汽车荷载:kN·m人群荷载的跨中弯矩:=××=kN·m)荷载组合其中跨中弯矩组合:梁#恒载(KNm)活载(KNm)组合值(KNm)汽车人群、、跨中剪力组合:梁#恒载(KNm)活载(KNm)组合值(KNm)汽车人群、、,支点剪力组合:梁#恒载(KNm)活载(KNm)组合值(KNm)汽车人群、、、跨弯矩组合:梁#恒载(KNm)活载(KNm)组合值(KNm)汽车人群、、、截面荷载类型或()()或y(或m)公路I级y==人群公路I级人群公路I级y==人群公路I级人群第五章:正常使用极限状态下的裂缝宽度和挠度验算裂缝宽度验算钢筋表面形状系数与构件形式有关的系数荷载长期效应影响系数截面配筋率钢筋应力纵向受拉钢筋直径d=mm则T形梁的裂缝宽度==mm<mm裂缝宽度满足条件挠度验算计算荷载引起的跨中弯矩钢筋混凝土受弯构件的恒载和活载挠度可用结构力学方法计算一般不需考虑混凝土徐变和收缩的影响。但当恒载占全部荷载的大部分时则以考虑混凝土徐变的影响为宜。对于恒载其跨中挠度为:EMBEDEquation对于汽车荷载如果已知该梁的跨中最大静荷载弯矩为M则活载挠度为:六设计小结在这次桥梁工程课程设计中:我们觉得纸上得来终觉浅的道理有些看起来比较简单的问题做起来就不是那么简单的了。做完这个课程设计我们学到了很多不仅仅把书上的知识学完而且查阅了很多资料规范等。我觉得团队很重要一个人做完一个课程设计不是那么简单的这就需要团队精神。我们运用偏心压力法和杠杆原理法完成了主梁横向分布系数的计算然后运用横向分布系数计算出了主梁的永久荷载作用效应和可变荷载作用效应进而完成了主梁的配筋计算和裂缝、挠度的验算以及行车道板的计算。通过对这次课程设计让我懂得了:杠杆原理法计算受力偏于安全但当计算双主梁时较为精确采用偏心压力法和杠杆原理法计算时应当计算几根主梁的横向分布系数以便确定承载力最大的主梁并用这个最大的承载力作为设计依据。中间横隔梁像一个刚度无穷大的刚性梁一样保持直线形状这是采用刚性横梁法计算荷载横向分布的基本前提由于横隔梁无限刚性这就是刚性横梁法的计算原理。通常用杠杆原理法计算荷载在支点处的横向分布系数偏心压力法用于计算荷载跨中的横向分布系数。杠杆原理法适用双梁式跨中支点、多梁式支点的横向分布系数在计算荷载作用在主梁支点的横向分布系数采用杠杆原理法更安全偏心压力法适用桥宽和桥跨之比小于 的有中横隔梁宰桥跨中横向分布系数。七、参考文献.强士中桥梁工程北京:高等教育出版社.姚玲森桥梁工程北京:人民交通出版社.邵旭东桥梁设计与计算人民交通出版社.易建国混凝土简支梁(板)桥北京:人民交通出版社.张树仁钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁结构设计原理北京:人民交通出版社八:附录�EMBEDEquationDSMT*MERGEFORMAT����EMBEDEquationDSMT*MERGEFORMAT����EMBEDEquationDSMT*MERGEFORMAT����EMBEDEquationDSMT*MERGEFORMAT����EMBEDEquationDSMT*MERGEFORMAT����EMBEDEquationDSMT*MERGEFORMAT����EMBEDEquationDSMT*MERGEFORMAT���unknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknownunknown

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