桥梁工程课程设计(t型简支梁的计算).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(t型简支梁的计算).精品文档.装配式钢筋混凝土简支T梁桥计算一 .基本设计资料(一).跨度及桥面宽度二级公路装配式简支梁桥,双车道,计算跨径为13m,桥面宽度为净 7.0+22+20.5=12m,主梁为钢筋混凝土简支T 梁,桥面由7片T梁组成,主梁之间的桥面板为铰接,沿梁长设置3道横隔梁。(二).技术标准 设计荷载:公路级,人群荷载3.0KN/m。汽车荷载提高系数1.3(三).主要材料钢筋:主筋用HRB335级钢筋,其他用R235级钢筋。 混凝土:C50, 容重26kN/m3;桥面铺装采用沥青混凝土;容重23kN/m3;(四
2、).设计依据公路桥涵设计通用规范(JTJ D602004)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTJ D622004);(五).参考资料 结构设计原理:叶见曙,人民交通出版社; 桥梁工程:姚玲森,人民交通出版社;混凝土公路桥设计:桥梁计算示例丛书 混凝土简支梁(板)桥(第三版) 易建国主编.人民交通出版社(5)钢筋混凝土及预应力混凝土简支梁桥结构设计闫志刚主编.机械工业出版社(六).构造形式及截面尺寸1. 主梁截面尺寸:根据公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004),梁的高跨比的经济范围在1/11到1/16之间,此设计中计算跨径为13m,拟定采用的梁高为1.0m,翼板宽2.0m。腹板
3、宽0.18m。 2. 主梁间距和主梁片数:桥面净宽:7.0+22+20.5=12m,采用7片T型主梁标准设计,主梁间距为2.0m。全断面7片主梁,设3道横隔梁,横隔板厚0.15m,高度取主梁高的3/4,即0.75m。路拱横坡为双向2%,由C50沥青混凝土垫层控制,断面构造形式及截面尺寸如图所示。二 .主梁的计算(一).主梁的荷载横向分布系数计算 1.跨中荷载弯矩横向分布系数(按GM法) (1)主梁的抗弯及抗扭惯矩和求主梁界面的的重心位置(图2):平均板厚:主梁截面的重心位置:主梁抗弯惯矩:主梁抗扭惯矩: 对于翼板: 查表得 对于肋板: 由线性内插 单位宽度抗弯及抗扭惯矩: (2)横梁的抗弯及抗
4、扭惯矩翼板有效宽度的计算,计算图3所示横梁长度取两边主梁的轴线间距,即: 查表得当 时 则 横隔梁界面重心位置: 横隔梁抗弯惯矩:横隔梁的抗扭惯矩: 由 , 故 ,由于连续桥面板的单宽抗扭惯矩只有独立宽扁板的一半,可取。,查表得。 则 单位长度抗弯及抗扭惯矩: (3) 计算抗弯参数和抗扭参数 则 (4) 计算荷载弯矩横向分布影响线坐标已知,查G-M图表,可得表1中的数据。用内插法求各梁位处横向分布影响线坐标值如图所示。影响系数和值表1梁位荷载位置b3b/4b/2b/40-b/4-b/2-3b/4-b校核K100.420.590.921.421.781.420.920.590.428.06b/4
5、0.861.091.501.771.420.920.510.320.208.06b/21.541.801.931.500.910.540.310.220.148.053b/42.572.591.761.060.580.320.230.140.057.99b40262.701.530.800.390.230.180.110.048.09K00-0.760.170.961.962.621.960.960.17-0.768.04b/4-0.390.781.862.661.931.040.34-0.22-0.517.94b/21.122.022.581.850.970.31-0.03-0.16-0.2
6、67.973b/44.263.462.000.750.08-0.15-0.14-0.130.028.01B8.904.511.00-0.39-0.74-0.50-0.31-0.010.188.10各主梁横向分布影响线坐标值 表2梁号算式荷载位置b3b/4b/2b/40b/4b/23b/4b13.2942.6371.6610.9490.4490.2810.2090.1270.0466.2493.9101.5710.261-0.271-0.300-0.213-0.0790.089-2.955-1.2730.0900.6880.7700.5810.4220.206-0.043-0.803-0.346
7、0.0240.1870.2090.1580.1150.056-0.0125.4463.5641.5950.448-0.026-0.142-0.098-0.023-0.0790.7780.5090.2280.064-0.009-0.020-0.014-0.0030.01121.8342.0261.8811.3740.8160.4770.2870.1970.1142.0172.4312.4141.5360.7160.179-0.061-0.157-0.180-0.183-0.405-0.533-0.1260.1000.2980.3480.3480.294-0.050-0.110-0.145-0.0
8、440.0270.0810.0950.0950.0801.9672.3212.2691.4920.7430.2600.034-0.056-0.1000.2810.3320.3240.2130.1060.0370.005-0.008-0.01430.9571.1911.5611.7311.3470.8660.4810.3050.191-0.1740.9571.9632.5441.7930.9360.287-0.211-0.4741.1310.234-0.402-0.813-0.446-0.0700.1940.5160.6650.3080.064-0.019-0.221-0.121-0.0190.
9、0530.1400.1810.1341.0211.8542.3230.2390.1310.049-0.010-0.0420.0190.1460.2650.3320.2390.1310.049-0.010-0.04240.4200.5900.9201.4201.7801.4200.9200.5900.420-0.7600.1700.9601.9602.6201.9600.9600.170-0.7601.18/00.420-0.040-0.540-0.840-0.540-0.0400.4201.1800.3210.114-0.011-0.147-0.228-0.147-0.0110.1140.32
10、1-0.4390.2840.9491.8132.3931.8130.9490.284-0.439-0.0630.0410.1360.2590.3420.2590.1360.041-0.063 图6 荷载横向分布系数计算(cm) 列表计算各梁的横向分布影响线坐标值表2。绘制横向分布影响线(图6)求横向分布系数按照桥规规定,汽车荷载距人行道边缘不小于0.5m,人群荷载取。各梁横向分布系数:公路级:人群荷载:人行道板:2. 梁段剪力横向分布系数(按杠杆法)公路级(图6)人群荷载:(二)作用效应计算 1.永久作用效应 (1) 永久荷载 假定桥面构造各部分重力平均分配给主梁承担,计算结果见表3。钢筋混凝
11、土T形桥梁永久荷载计算表表3构件名构件尺寸/cm构件单位长度体积/重度/() 每延米重()主梁0.3802269.8852中横梁0.0217260.5642边横梁0.0108260.2808桥面铺装沥青混凝土(厚4cm)0.08231.84混凝土垫层(取平均厚度9cm).0.18244.326.16栏杆及人行道部分6按人行道板横向分布系数分摊到各梁的板重为:1 号,7号梁:2号,6号梁:3号,5号梁: 4号梁: 各梁的永久荷载汇总与表4。各梁的永久荷载(单位KN/m)表4梁号主梁横隔梁栏杆及人行道桥面铺装层总计1(7)9.8850.28085.376.1621.6962(6)9.8850.28
12、081.506.1617.8263(5)9.8850.28080.686.1617.00649.8850.2808-1.376.1614.956影响线面积计算见表5。影响线面积计算表表5项目计算面积影响线面积永久作用计算见表6永久作用计算表 表6梁号1(7)21.69619.531423.74521.69614.648317.80321.6966.25135.6002(6)17.82619.531348.16017.82614.648261.11517.8266.25114.4133(5)17.00619.531332.14417.00614.648249.10417.0066.25106.2
13、88414.95619.531292.10614.95614.648219.07514.9566.2593.4752. 可变作用效应 (1)汽车荷载冲击系数简支梁自振频率计算:由于介于1.5Hz至14Hz之间,按桥规4.2.3规定冲击系数 则 (2)公路级均布荷载,集中荷载及其影响线面积(表7)公路级车道荷载按照公路级的0.75倍取用,即:计算弯矩时 计算剪力时 公路级及其影响线面积表表7项目顶点位置l/2处7.875157.519.531l/4处7.875157.514.648支点处7.875157.56.25l/2处7.875157.51.563可变作用人群荷载(每延米): (3) 可变作
14、用效应弯矩计算(表8表10)公路级车道荷载产生的弯矩计算表表8梁号内力(1)(2)(3)(4)(5)(6)弯矩效应(1)X(2)X(3X(4)+(5)X(6)10.6981.3624 7.87519.531157.53.125614.3110.69814.6482.344460.76920.74719.5313.125657.4360.74714.6482.344493.115340.69819.5313.125614.3110.69814.6482.344460.7690.71319.5313.125627.5130.71314.6482.344470.671人群荷载产生的弯矩表9梁号内力1
15、0.893619.531104.6470.89314.64878.48420.25919.53130.3510.25914.64822.76330.15519.53118.1640.15514.64813.6234-0.11419.53113.359-0.11414.64810.019永久作用设计值与可变作用设计值的分项系数为:永久荷载作用分项系数: 汽车荷载作用分项系数:人群荷载作用分项系数:基本组合公式为弯矩基本组合计算表(单位:)表10梁号内力永久荷载人群荷载汽车荷载弯矩基本组合值1423.745104.647614.3111142.703317.80378.484460.769857.
16、0562348.16030.351657.4361035.947261.11522.763493.115776.99334332.14418.164614.311946.619249.10613.623460.769723.498192.10613.359627.513832.978219.07510.019470.671699.765(4)可变作用效应剪力计算计算可变荷载剪力效应应计入横向分布系数延桥跨变化的影响。通常按如下方法处理,先按跨中的有等代荷载计算跨中剪力效应,再由支点剪力荷载横向分布系数并考虑支点至为直线变化来计算支点剪力效应。A. 跨中剪力的计算(表11和表12)公路级产生的跨
17、中剪力(单位:KN)表11梁号内力剪力效应/kN 10.6981.36247.8751.5633150.5161.34720.7470.5172.81630.6980.5161.34740.7130.5164.951B. 支点剪力的计算计算支点剪力效应的横向分布系数的取值为:a. 支点处按杠杆法计算b. l/43l/4按跨中弯矩的横向分布系数c. 支点l/4处支点剪力效应计算式为:人群均布荷载产生的支点剪力效应计算式为:在和之间按照直线变化人群荷载产生的跨中剪力计算表表12梁号内力剪力效应/kN10.89361.5638.37520.2592.42930.1551.4544-0.114-1.0
18、69梁段剪力效应计算:汽车荷载作用下如图7所示,计算结果及过程如下。1号梁: 2号梁:3号梁:4号梁:剪力效应组合表(单位:kN)表13 粱号内力永久荷载汽车荷载(由标准荷载乘以冲击系数)基本组合值1135.600557.912943.7970161.347 225.8862114.413264.541507.6530172.816241.9423 4106.288486.374808.4960161.347225.886 93.475487.129343.1010164.951230.931由上表可以看出,剪力效应以1号粱控制设计。(三)持久状况承载能力极限状态下截面设计,配筋与验算 1.
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