《桥梁工程》课程设计——钢筋混凝土简支梁.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流桥梁工程课程设计钢筋混凝土简支梁.精品文档.课程设计计算说明书课程名称: 桥 梁 工 程 题 目: 普通钢筋混凝土T形简支梁桥学 院: 土 木 工 程 学 院 专 业: 土 木 工 程 班 级: 土 木114(桥二) 学 号: 1 1 0 7 1 1 4 2 3 姓 名: 田 斌 华 指导教师: 彭 霞 2014年 06 月 12 日目录课程设计任务书 1上部结构一、主梁计算 5(一)主梁的荷载横向分布系数 5(二)作用效应计算 9(三)持久状况承载能力极限状态下截面设计、配筋与验算 16(四)持久状况正常使用极限状态下裂缝宽度验算 37(五
2、)持久状况正常使用极限状态下挠度验算 39二、横梁的计算 44(一)横梁弯矩计算(用G-M法计算) 44(二)横隔梁截面配筋与验算 46(三)横隔梁剪力效应计算及配筋设计 48三、行车道板的计算 49(一)拟定计算图示 49(二)永久荷载效应计算 49(三)截面设计、配筋和强度验算 51四、支座计算 52(一)选定支座平面尺寸 52(二)确定支座厚度 53(三)验算支座的偏转 53(四)验算支座的抗滑稳定性 54下部结构一、 盖梁计算 55(一)作用计算 55(二)内力计算 60(三)截面配筋设计与承载力校核 61二、桥墩墩柱设计 63(一)作用计算 63(二)截面配筋设计及应力验算 65三、
3、钻孔桩计算 67(一)作用计算 67(二)桩长计算 68(三)桩的内力计算 69(四)桩身截面配筋与承载力验算 72(五)墩顶纵向水平位移验算 74附录1(钢筋计算总表) 75附录2(结构施工图) 75桥梁工程课程设计题目 第一部分:钢筋混凝土简支T形桥梁的计算一、设计资料1. 桥面净空净7m+20.75m人行道。2. 主跨跨径和全长标准跨径:L1=20.00m(墩中心距离);计算跨径:L2=19.50m(支座中心线距离):主梁全长:L3 =19.96m(主梁预制长度)。3设计荷载公路级,人群荷载3kN/。4.材料钢筋:主筋用HRB335钢筋,其它用R235钢筋;混凝土:C30。5.计算方法极
4、限状态法。6结构尺寸如图1所示,全断面五片主梁,设五根横梁。图 1(尺寸单位:cm)7设计依据(1) 公路桥涵设计通用规范(JTG D602004);(2) 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004);(3) 公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ D632007);按照如下内容进行计算:一、 主梁计算1、 主梁的荷载横向分布系数计算(跨中采用比拟正交异性板法,梁端用杠杆原理法)2、 作用效应计算3、 持久状况承载能力极限状态下截面设计、配筋与验算4、 持久状况正常使用极限状态下裂缝宽度验算5、 持久状况正常使用极限状态下挠度验算二、 横梁的计算1、 横梁弯矩计算(用G-M
5、法计算)2、 横隔梁截面配筋与验算3、 横隔梁剪力效应计算及配筋设计4、 横隔梁接头钢板及焊缝计算三、 行车道板的计算1、 拟定计算图示2、 永久荷载效应计算3、 截面设计、配筋和强度验算4、 连续桥面板计算四、 支座计算1、 选定支座平面尺寸2、 确定支座厚度3、 验算支座的偏转4、 验算支座的抗滑稳定性第二部分:钻孔灌注桩、双柱式桥墩的计算一、 设计资料1、 设计标准及上部构造设计荷载:公路级。2. 桥面净空净7m+20.75m人行道。3、上部构造钢筋混凝土T形梁4、水文地质条件冲刷深度:最大冲刷线为河床线下2.8米地质条件:软塑粘性土按无横桥向的水平力计算5、 材料钢筋:盖梁主筋采用HR
6、B335钢筋,其它均用R235钢筋混凝土:盖梁、墩柱用C30,系梁及钻孔灌注桩用C256、 桥墩尺寸如图2所示:图2 桥墩初步拟定尺寸图下部结构计算内容:一、 盖梁计算1、 作用计算2、 内力计算3、 截面配筋设计与承载力校核二、桥墩墩柱设计1、作用计算2、截面配筋设计及应力验算三、钻孔桩计算1、作用计算2、桩长计算3、桩的内力计算4、桩身截面配筋与承载力验算5、墩顶纵向水平位移验算上部结构计算一、主梁计算(一)主梁的荷载横向分布系数1、梁端处荷载横向分布系数(杠杆原理法)对1号梁:由车辆荷载引起的最大荷载为:由人群荷载引起的最大荷载为:同理可求得2、3、4、5、号梁的横向荷载分布系数。但对于
7、2、4号梁,由人群荷载引起的反力为负值,故不考虑人群荷载横向分布系数。现将五片梁的梁端荷载横向分布系数列于下表:杠杠原理法计算图示(尺寸单位:cm) 梁端荷载横向分布系数汇总表梁号123450.4380.5000.5000.5000.4381.4220.0000.0000.0001.4222、梁跨中荷载横向分布系数(G-M法)(1)计算几何特性: 主梁和横隔梁简图(尺寸单位:cm)1主梁抗弯惯矩 主梁比拟单宽抗弯惯矩2横隔梁抗弯惯矩 每根中横隔梁的尺寸如图所示,查表确定横隔梁的有效作用宽度。横隔梁的长度取两根边主梁的轴线距离,即横隔梁截面图(尺寸单位:cm)查表得:当时,。横隔梁的截面重心位置
8、横隔梁抗弯惯矩:横隔梁比拟单宽抗弯惯矩3主梁和横隔梁的抗扭惯矩主梁翼缘板的平均厚度,查表可得。则 横隔梁:,查表可得。 则(2)计算参数和桥梁承重结构的半宽(3)计算各主梁横向影响线坐标 已知,从“G-M法”计算图表中可查得影响线系数和 的值列于下表:系数梁位荷 载 位 置校核B3B/4B/2B/40-B/4-B/2-3B/4-B00.940.971.001.031.051.031.000.970.947.99B/41.051.061.071.071.020.970.930.870.837.93B/21.221.181.141.071.000.930.870.800.757.983B/41.4
9、11.311.201.070.970.870.790.720.677.97B1.651.121.241.070.930.840.740.680.608.0400.830.910.991.081.131.080.990.910.837.92B/41.661.511.351.231.060.880.630.390.187.97B/22.462.101.731.380.980.640.23-0.17-0.557.88 3B/43.322.732.101.510.940.40-0.16-0.62-1.138.00B4.103.402.441.640.830.18-0.54-1.14-1.777.98用
10、内插法求实际梁位处的和值,实际梁位与列表梁位的关系如下图所示。对于1号梁:对于2号梁:对于3号梁:梁位关系图(尺寸单位:cm)(为梁位在0点的K值)现将1、2、3号梁的横向影响线坐标值计算过程及结果列于下表:梁号算 式荷 载 位 置B3B/4B/2B/40-B/4-B/2-3B/4-B11.4581.2721.2081.0700.9620.8640.7800.7120.6563.4762.8642.1681.5360.9180.356-0.236-0.724-1.258-2.018-1.592-0.960-0.4660.0440.5081.0161.4361.914-0.319-0.252-0
11、.152-0.0740.0070.0800.1610.2270.3033.1572.6122.0161.4620.9250.436-0.075-0.497-0.9550.6310.5220.4030.2920.1850.087-0.015-0.099-0.19121.1521.1321.1121.0701.0080.9460.8940.8280.7822.1401.8641.5781.3201.0120.7360.3900.054-0.258-0.988-0.732-0.466-0.250-0.0040.2100.5040.7741.040-0.156-0.116-0.074-0.040-0.
12、0010.0330.0800.1220.1641.9841.7481.5041.2801.0110.7690.4700.176-0.0940.3970.3500.3010.2560.2020.1540.0940.035-0.01930.9400.9701.0001.0301.0501.0301.0000.9700.9400.8300.9100.9901.0801.1301.0800.9900.9100.8300.1100.0600.010-0.050-0.080-0.0500.0100.0600.1100.0170.0090.002-0.008-0.013-0.0080.0020.0090.0
13、170.8470.9190.9921.0721.1171.0720.9920.9190.8470.1690.1840.1980.2140.2230.2140.1980.1840.169(4)计算各梁的荷载横向分布系数将表中所得的各荷载影响线坐标值绘制成横向影响线图。图中圆圈所示的坐标值即为表中所列的影响线坐标值。在影响线上按横向最不利位置布置荷载后,按对应的影响线坐标值求得各主梁的荷载横向分布系数:对于1号梁:对于2号梁:对于3号梁:荷载横向分布系数计算图示(尺寸单位:cm) 根据对称性可得4、5号梁的荷载横向分布系数,现将各梁的荷载横向分布系数列于下表:梁 号123450.5030.4560
14、.4090.4560.5030.6170.3910.3240.3910.617(二)作用效应计算恒载内力计算:1、恒载集度主梁:横隔梁:对于边主梁:对于中主梁:桥面铺装层:栏杆和人行道:作用于边主梁的全部恒载为:作用于中主梁的全部恒载为:2、恒载内力计算主梁的弯矩和剪力,计算图示见下图(图中均布荷载 q 为恒载集度,边主梁,中主梁)。 恒载内力计算图示计算公式:现将各计算截面的弯矩和剪力的计算结果列于下表:截面位置x边主梁中主梁弯矩M(KNm)剪力Q(KN)弯矩M(KNm)剪力Q(KN)0160.40166.5586.480.2608.983.3781.90811.80活载内力计算:1、荷载横
15、向分布系数汇总表梁 号荷 载 位 置公路级人 群 荷 载备 注1跨中mc0.5030.617GM法支点mo0.4381.422杠杆原理法2跨中mc0.4560.391GM法支点mo0.5000.000杠杆原理法3跨中mc0.4090.324GM法支点mo0.5000.000杠杆原理法4跨中mc0.4560.391GM法支点mo0.5000.000杠杆原理法5跨中mc0.5030.617GM法支点mo0.4381.422杠杆原理法2、计算公路级荷载的跨中弯矩简支梁的基频:根据公路桥涵设计通用规范(JTG D602004)的规定,当时,冲击系数按计算,则对于1、5号梁:对于2、3、4号梁:,双车道
16、不折减。按公路桥涵设计通用规范(JTG D602004)求得:,。对于1、5号梁:对于2、4号梁:对于3号梁:3、计算人群荷载的跨中弯矩 根据设计资料可知对于1、5号梁:对于2、4号梁:对于3号梁:4、计算跨中截面车道荷载最大剪力 鉴于跨中剪力影响线较大坐标值位于跨中部分,故也采用全跨统一的荷载横向分布系数来计算。 的影响线面积:跨中剪力计算图示对于1、5号梁:对于2、4号梁:对于3号梁:5、 计算跨中截面人群荷载最大剪力对于1、5号梁:对于2、4号梁:对于3号梁:6、 计算支点截面车道荷载最大剪力作荷载横向分布系数沿桥跨方向的变化图形和支点剪力影响线如图所示。横向分布系数变化区段长度:对应于
17、支点剪力影响线的荷载布置如图所示,影响线的面积为:附加三角形荷载重心处影响线坐标为: 支点剪力计算图示对于1、5号梁:对于2、4号梁:对于3号梁:7、 计算支点截面人群荷载最大剪力对于1、5号梁:对于2、4号梁:对于3号梁:8、 各截面作用效应汇总表:位置梁号恒载汽车荷载人群荷载弯矩M(KNm)剪力Q(KN)弯矩M(KNm)剪力Q(KN)弯矩M(KNm)剪力Q(KN)支点截面10160.40164.15017.6020166.50178.6406.6030166.50175.1705.4740166.50178.6406.6050160.40164.15017.60跨中截面1781.90782
18、.6279.4265.993.382811.80709.4972.0041.812.143811.80636.3664.5834.651.784811.80709.4972.0041.812.145781.90782.6279.4265.993.381/4跨径截面1586.4586.9549.492608.9532.1131.373608.9477.2725.994608.9532.1131.375586.4586.9549.499、各梁作用效应组合 根据公路桥涵设计通用规范(JTG D602004)的规定查得各荷载效应分项系数如下: 永久作用效应的分项系数 汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力
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