桥梁工程课程设计.doc
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1、成绩嘉应学院土木工程学院 桥梁工程课程设计姓名: 专业: 道路与桥梁工程 班级: 学号: 完成日期: 指导教师: 目录一、设计资料:11.结构形式及基本尺寸12.桥面布置13.材料24.设计荷载25、主梁跨径和全长:标准跨度 20m。26、计算方法:极限状态法37、结构尺寸:38、设计依据39、参考资料4二、主梁的计算41、主梁的抗弯惯性矩Ix42、计算结构自重集度53、结构自重内力计算64、活载内力计算6三、配筋计算171、配置主筋172.持久状况截面承载能力极限状态计算193根据斜截面抗剪承载力进行斜筋配置204.箍筋配置21四、持久状况正常使用极限状态下裂缝宽度验算271、最大裂缝宽度按
2、下式计算272、持久状况正常使用极限状态下的挠度验算28五.行车道板的计算311、结构自重及其内力(按纵向1m宽板条计算)31(1)每延米板上的结构自重g31(2)每米宽板的恒载内力312、汽车车辆荷载产生的内力323、内力组合33装配式钢筋混凝土简支T梁桥计算一、设计资料:1.结构形式及基本尺寸 某公路装配式简支梁桥,双车道,桥面宽度为净 -9+2x1m,主梁为装配式钢筋混凝土简支T 梁,桥面由五片T梁组成,主梁之间的桥面板为铰接,沿梁长设置35道横隔梁(横隔梁平均厚度为16cm),桥梁横截面布置见图1 2.桥面布置 桥梁位于直线上,两侧设人行道,宽度为 1m,桥面铺装为2cm厚的沥青混凝土
3、,其下为C25混凝土垫层,设双面横坡,坡度为1.5% 。横坡由混凝土垫层实现变厚度,两侧人行道外侧桥面铺装厚度8cm(2cm厚沥青混凝土和6cm混凝土垫层)。 3.材料 1)主梁: 混凝土: C25,C30(容重为25 KN/ ) 主 筋:II级钢筋; 构造钢筋: I级钢筋 2) 桥面铺装:沥青混凝土(容重为23 KN/m3 );混凝土垫层C25(容重为23KN/m3 ) 4)人行道:人行道包括栏杆荷载集度为6 kN/m; 4.设计荷载 汽车荷载:公路I级车道荷载和车辆荷载; 人群荷载: 3.0 KN/; 5、主梁跨径和全长:标准跨度 20m。装配式钢筋混凝土T形梁桥总体特征 表1标准跨径(
4、m)计算跨径( m)梁长( m)梁高( m)高跨比支点肋宽( cm)跨中肋宽( cm)h( cm)h2( cm)梁肋变化长度(从支截面点算起)( cm)横隔梁数最大吊重t109.59.960.91/1130181220237312.01312.512.961.11/1230181220237316.91615.515.961.31/12.330181220237422.82019.519.961.51/13.330181220479532.56、计算方法:极限状态法7、结构尺寸: 如图,全断面五片主梁,五根横梁 8、设计依据、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004),
5、人民交通出版社; 、(JTG D622004)条文应用算例,袁伦一,鲍卫刚,人民交通出版社; 9、参考资料 、结构设计原理叶见曙主编,人民交通出版社、桥梁计算示例集(梁桥)易建国主编,人民交通出版社、桥梁工程姚玲森主编,人民交通出版社、公路桥涵标准图公路桥涵标准图编制组,人民交通出版社、公路桥梁设计手册梁桥(上、下册) 人民交通出版社、桥梁计算示例丛书混凝土简支梁(板)桥(第二版) 易建国主编人民交通出版社二、主梁的计算1、主梁的抗弯惯性矩Ix求主梁截面的重心位置ax(图1-1) 平均板厚:截面重心位置:=11735092.33cm42、计算结构自重集度主梁自重横隔梁折算荷载中主梁边主梁桥面铺
6、装层栏杆和人行道 合计边主梁中主梁3、结构自重内力计算 主梁恒载内力位置内力边梁中梁弯矩(knm)剪力(kn)弯矩(knm)剪力(kn)X=00223.960234.00X=l/4818.84111.98855.56117.00X=l/21091.7901140.7504、活载内力计算(1)支点处荷载横向分布系数(杠杆原理法)按桥规4.3.1条和4.3.5条规定:汽车荷载距人行道边缘不小于0.5m,人群荷载取3KN/m。在横向影响线上确定荷载横向最不利的布置位置。上图为支点处各主梁的横向分布情况(尺寸单位:cm)各梁支点处相应于公路级和人群荷载的横向分布系数计算梁号公路级人群荷载1(5)号梁m
7、0q1=0.818/2=0.409mor1=1.2732(4)号梁m0q2=(1.000+0.182)/2=0.591mor2=03号梁m0q3=0.591mor3=0(2)跨中荷载横向分布系数(偏心压力法) 此桥设有横隔梁,具有强大的横向连结刚性且承重结构的跨宽比为:2,可按偏心压力法计算横向分布系数mc1)求荷载横向分布影响线坐标 本桥梁各根主梁的横截面均相等,梁数n=5,梁间距为2.20m,则:=(22.2)2+(2.2)2+0+(-2.2)2+(-22.2)2=48.4m21号梁在两边主梁处的横向影响线竖标值为:=2(4)号梁在两边主梁处的横向影响线的竖标值为: 3号梁在两边主梁处的横
8、向影响线的竖标值为: 2)画出各主梁的横向分布影响线,并按最不利位置布置荷载 上图为跨中处各主梁的横向分布情况(尺寸单位:cm)3)计算荷载横向分布系数mc梁号汽车荷载人群荷载1(5)号梁Mcq=(0.564+0.400+0.282-0.118)=0.682Mcr=0.6552(4)号梁mcq=(0.382+0.300+0.241+0.159+0.100+0.018)=0.600Mcr=0.4273号梁mcq=(0.200+0.200+0.200+0.200)=0.400Mcr=0.2002=0.400(3)荷载横向分布系数汇总梁号荷载位置 公路级人群荷载备注1(5)号梁跨中mc0.6820.
9、655按“偏心压力法”计算支点mo0.4091.273按“杠杆法”计算2(4)号梁跨中mc0.6000.427按“偏心压力法”计算支点mo0.5910按“杠杆法”计算3号梁跨中mc0.6000.400按“偏心压力法”计算支点mo0.7960按“杠杆法”计算均布荷载和内力影响线面积计算表截面类型公路级均布荷载(KN/m)人群(KN/m)影响线面积(m2或m)影响线图线M1/210.53.01.0=3.0=2=19.52=47.53m2M1/410.53.0=35.65 m2Q1/210.53.0=2.438Q010.53.0=1=9.75(4)公路级集中荷载Pk计算 计算弯矩效应时:Pk=1.0
10、【180+(19.5-5)】=238kN 计算剪力效应时: Pk=1.2238=285.6kN(5)计算冲击系数A=0.5932m2 = 0.1174m4 G=0.593225=14.83kN/m mc=G/g=14.83/9.81=1512kg/mC30混凝土E取3.01010Pa f=6.302(Hz)介于1.5Hz和14Hz之间,按桥规2.3.4条规定,冲击系数按照下式计算: =0.1767lnf-0.0157=0.3083 则可得:1+=1.3083(6)各梁的弯矩M1/2、M1/4和剪力Q1/2计算因双车道不折减,故=1。1) 计算公路I级荷载的跨中弯矩 a、对于1或5号梁 b、对于
11、2或4号梁 c、对于5号梁 2) 计算人群荷载跨中弯矩 a、对于1或5号梁 b、对于2或4号梁c、对于5号梁 3) 计算车道活载跨中截面最大剪力a、对于1或5号梁 b、对于2或4号梁 c、对于5号梁 4) 计算人群荷载跨中剪力 a、对于1或5号梁 b、对于2或4号梁 c、对于5号梁 (8)计算支点截面汽车荷载最大剪力 绘制车辆荷载和人群荷载横向分布系数沿桥方向的变化图形以及支点剪力影响线如下图1)对于1或5号梁 2)对于2或4号梁 3)对于5号梁(9)计算支点截面人群荷载最大剪力1)对于1或5号梁 2)对于2或4号梁3)对于5号梁 (10)主梁内力组合 承载能力极限状态内力组合计算 永久荷载作
12、用分项系数: =1.2 汽车荷载作用分项系数:=1.4 人群荷载作用分项系数:=1.4弯矩(KNm)剪力(KN)组合表梁号内力结构自重汽车荷载人群荷载1或5M1/21091.791480.2093.403150.10M1/4705.36676.6944.251855.748Q1/20150.224.79194.71Q0223.96208.2923.32530.402或4M1/21140.751302.2360.892941.58M1/4803.99529.0330.01746.242Q1/20132.163.12170.06Q0234.00300.849.61642.683M1/21140.7
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