钢筋混凝土铁路简支梁设计.docx
钢筋混凝土铁路简支梁设计 第一部分课程设计任务书 设计资料 1、结构型式及基本尺寸 采用分片形式T形截面。 2、桥上线路与人行道 桥上线路为平坡、直线、单线铁路，道碴桥面；设双侧带栏杆的人行道。3、材料 混凝土：250号 钢筋：T20MnSi及A3。板内：受力钢筋10；分布钢筋8。梁内：纵向受力钢筋20；箍筋及纵向水平钢筋8；架立筋14。 4、荷载 活载：列车活载:中活载； 人行道活载：距梁中心2.45米以内10kPa； 距梁中心2.45米以外4kPa； 恒载：人行道板重1.75kPa; 栏杆及托架重（集中作用于栏杆中心）0.76kN/m（顺桥）； 道碴及线路设备重10kPa； 道碴槽板及梁体自重，按容重25 kN/m3计算。板自重可近似按平均厚度计算。 5、规范 铁路桥涵设计规范TB2022 铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范TB10002.3-2022 梁体横截面图（单位：cm） 二设计计算内容 第一部分 道碴薄板的设计和计算 一荷载计算与组合 1.恒载 （1）板的自重1q （按平均厚度f h ） )(5.85063)1512(2/121cm A =?+?= )(5.60745)1512(2/122cm A =?+?= )(5.52627)1524(2/123cm A =?+?= )(5.4816)5.2473195(2/124cm A =?-?= )(7010726cm A =?=（按矩形估算） ) (5.306270 5.4815.52625.6075.8502264321cm A A A A A A =+?+=+= 板平均高度 )(904.1845 2727635.3062cm L A h f =+= )/(726.4100/25904.1811m KN r h q c f =?=?= （2）道碴及线路设备重：)/(101102m KN q =?= （3）外挡碴墙重1Q 25111 3024.5816 2.51612.26 2.5 6.1 1.8586.05()222 A cm =?-?-?-?-?+?=（） 4125586.0510 1.465()c Q A kN -=?=5 1Q 作用点： 140300701/216080(14036/3)44140(14022) 1/23618(18436/3)61122/2(18461/3) A x ?=?+?+?+?+?+5 99.5x mm ?= 取为99mm 。 （4）人行道板重：3 1.751 1.75(/)q kN m =?= （5）栏杆及托架重：20.76Q kN = 综上可得恒载的计算图示如下： 道碴槽板恒载受力示意图 尺寸单位：cm （控制截面为图中红线所示的A 、B 、C 、D 、E 五个截面） 恒载引起的内力计算： 在顺跨度方向取米宽的板带进行计算。 E 截面： 22241 1.10.76 1.1 1.75 1.06/2 1.8192 E M Q q l kN m =+=?+?=? 0.76 1.75 1.06 2.615Q kN =+?=E A 截面： 1.69 0.63 2 0.76(1.10.63) 1.751.465(0.630.099)0.514.7260.637.167() A M xdx kN m =?+?-+?=? 0.76 1.75 1.06 1.46514.7260.6313.357()Q kN =+?+?=A B 截面： 1.69 0.9 2 0.76(1.10.630.27) 1.751.465(0.630.270.099)14.726(0.630.27)/211.310B M xdx kN m =?+?+-+?+=? 0.76 1.75 1.06 1.46514.7260.917.333()Q kN =+?+?=B C 截面： 2210(0.480.27)/2 4.726(0.450.27)/2 4.037()C M kN m =?+?+=? 100.75 4.726(0.750.03)10.903Q kN =?+?-=C D 截面： 22100.48/2 4.7260.45/2 1.631()D M kN m =?+?=? 100.48 4.7260.45 6.927()Q kN =?+?=D 2.活载 （1）列车活载 道碴槽板的列车活载按特种活载。 02250/266.348/1.57 1.2 p q kN m =? 计算活载冲击系数 6 11( )30L +=+ 其中 2.0= 外悬臂板长 900.9L cm m =外 6 (1)1 2.0() 1.388300.9+=+?=+外 02(1) 1.38866.34892.091/p p q q kN m =+=?=外外 内悬臂板长 720.72L cm m =内 6 (1)1 2.0( ) 1.391300.72 +=+?=+内 02(1) 1.39166.34892.290/p p q q kN m =+=?=内内（） )/19.922 290 .92091.922 m KN q q q p p p （外 内=+= += （2）人行道静活载 距梁中心2.45m 以内：' 3 10q kPa =; 距梁中心2.45m 以外：" 3 4q kPa =. 活载内力组合（分工况讨论）： 活载组合：有车-列车活载+2.45m 以外的人行道活载，即'' 3 p q q + 错误!未找 到引用源。，板与人行道荷载分布图如下： 活载组合：无车-全部的人行道活载，即'''33q q +，板与人行道荷载分布图如下： 结合前面部分的恒载计算有： 活载引起的内力计算： 在顺跨度方向取米宽的板带进行计算。 E 截面： 1.06220.51 44(1.060.5) 1.747()2M xdx kN m =?-=?活1 221 4(1.060.5)100.50.5/2 2.9972 M kN m =?-+?=?活2 40.56 2.24Q kN =?=活1 40.56100.57.24Q kN =?+?=活2 A 截面： 21 0.25/2 6.0392M kN m =?=?22活14(1.69-1.13)+92.19 222211 10(1.130.6)4(1.69 1.13)7.558()22 M kN m =?-+?-=?活2 40.5692.190.2525.288Q kN =?+?=活1 7.24Q kN =活2 B 截面： 211 (1.96 1.4)16.22722 M kN m =?-=?22活192.190.52+4 222211 10(1.40.9)4(1.96 1.4)9.51322 M kN m =?-+?-=?活2 40.5692.190.5250.179()Q kN =?+?=活1 7.24Q kN =活2 C 截面： 292.190.75/225.928M kN m =?=?活1 0M kN m =?活2 92.190.7569.143()Q kN =?=活1 0Q kN =活2 D 截面： 292.190.48/210.620()M kN m =?=?活1 0M kN m =?活2 92.190.4844.299()Q kN =?=活1 0Q kN =活2 综合以上计算，弯矩和剪力如下表 控制力M=恒载M+ max 活载M ，活载M 控制力Q=恒载Q+ max 活载Q ，活载Q 弯矩表如下 剪力表如下 二板厚检算 板的净保护层厚度取为34cm ，板的受力钢筋采用HRB33512,查铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范TB10002.3-2022,得180s MPa = 混凝土标号为250,查TB10002.3-2022得8.5b MPa =，15n = 34640()a mm =+= 0158.5 /0.417158.5180 b b s n x h n ?= = =+?+ 202(1/3)b M bh = - 取1100b m cm = 2022.55880.4418(10.4418/3)9.51 M h M = =-? 由上表可以看出实算h a h h <+=0都每一个控制截面均成立，因此板厚检算合格。 三配筋并检算最小配筋率（查规范有%15.0min =） )-(88.088.00a h h Z 实= 取C 截面为控制截面，其所需要的面积为)(84.92cm A sc = 查规范有C 截面的配筋应取cm 0.1112，以C 截面处配筋为基准（因为同一板内的钢筋距离不能取很多不同的数值，故只能取距离最小的，然后通过断筋 来避免材料的浪费。） 对于E 截面，%0.37%10028.108 .3=? 所以10断5； 对于A 截面，%2.82%10028.1045 .8=? 所以10断1； 对于B 截面，%5.84%10028 .1069 .8=? 所以10断1； 对于C 截面不用断筋； 对于D 截面，%4.68%10028 .1003 .7=? 所以10断2. 四混凝土压应力、钢筋拉应力检算 查规范TB10002.32022有n=15 E 截面： 4.816M kN m =? 9.855Q kN = 00643.0= 150.006430.0964n =?= 0.353n = 00.3538 2.825x h cm =?= 0224816 4.838.5(/3)100 2.825(8 2.825/3) c b M MPa MPa bx h x ?= =<=-?- 04816 132.75180(/3) 5.14(8 2.825/3) s s s M MPa MPa A h x = =<=-?- 2 209855100.140.67(/3)100(8 2.825/3)zl tp Q Q MPa MPa bZ b h x -?=<=?-?- A 截面： 14.725M kN m =? 38.645Q kN = 009345.0= 150.0093450.14n =?= 0.408n = 00.40811 4.483x h cm =?= 02214725 6.918.5(/3)100 4.483(11 4.483/3) c b M MPa MPa bx h x ?= =<=-?- 014725 150.69180(/3)10.28(11 4.483/3) s s s M MPa MPa A h x = =<=-?- 2 2038645100.410.67(/3)100(11 4.483/3)zl tp Q Q MPa MPa bZ b h x -?=<=?-?- B 截面： 27.537M kN m =? 67.512Q kN = 00514.0= 150.005140.0771n =?= 0.323n = 00.32320 6.46x h cm =?= 02227537 4.788.5(/3)100 6.46(20 6.46/3) c b M MPa MPa bx h x ?= =<=-?- 027537 150.10180(/3)10.28(20 6.46/3) s s s M MPa MPa A h x = =<=-?- 2 2067512100.380.67(/3)100(20 6.46/3)zl tp Q Q MPa MPa bZ b h x -?=<=?-?- C 截面： 29.965M kN m =? 80.046Q kN = 00514.0= 150.005140.0771n =?= 0.323n = 00.32320 6.46x h cm =?= 02229965 5.208.5(/3)100 6.46(20 6.46/3) c b M MPa MPa bx h x ?= =<=-?- 029965 163.33180(/3)10.28(20 6.46/3) s s s M MPa MPa A h x = =<=-?- 2 2080046100.450.67(/3)100(20 6.46/3)zl tp Q Q MPa MPa bZ b h x -?=<=?-?- D 截面： 12.251M kN m =? 51.226Q kN = 00841.0= 150.008410.1262n =?= 0.392n = 00.39211 4.31x h cm =?= 02212251 5.958.5(/3)100 4.31(11 4.31/3) c b M MPa MPa bx h x ?= =<=-?- 012251 138.46180(/3)9.252(11 4.31/3) s s s M MPa MPa A h x = =<=-?- 2 2051226100.540.67(/3)100(11 4.31/3)zl tp Q Q MPa MPa bZ b h x -?=<=?-?- 经检算，各控制截面的混凝土压应力与主拉应力、钢筋的拉应力等均小于其规定的容许应力，故检算合格。计算列表如下：
