2022年某钢筋混凝土简支梁桥设计桥梁工程课程设计 .pdf
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1、信阳师范学院华锐院本科毕业设计专业土木工程设计题目某钢筋混凝土简支梁桥设计精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 31 页信阳师范学院华锐学院本科学生毕业设计开题报告姓名性别学号专业班级吴丹男20087091214土木工程2008 级土木工程4 班题目某钢筋混凝土简支梁桥设计选题意义通过本次混凝土简支梁T 形梁桥设计计算,巩固课堂所学知识,特别是钢筋混凝土结构、结构力学等在学学习课程地进一步学习和理解,能把课本上学地知识运用到实际工作中,从而进一步把知识融会贯通,为将来跨入工作岗位,从事工作打好基础 . 主要内容、思路及方法设计
2、内容:(1)截面设计(2)行车道板计算(3)主梁内力计算(4)配置钢筋及验算基本资料:(1)桥面净空:净9+2 。(2)永久荷载:桥面铺装层容重 =23kN/m3, 其他部分=25kN/m2 。( 3)可变荷载:汽车荷载,公路-级,人群荷载3kN/m2。 (4)材料:主筋采用级钢,其他用级钢,混凝土标号C30。( 5)桥梁纵断面尺寸:标准跨径 Lb=30m ,计算跨径L=29.5m.设计思路及方法:首先要把结构尺寸拟定下来,然后进行主梁内力计算,知道内力后就要设计截面,从而进行配筋,最后进行验算.由于自己所学知识地限制,对桥梁方面知识有所欠缺,因此我将准备翻阅关于桥梁设计方面地书籍和咨询指导老
3、师,多听一听老师地意见,把不懂得方面给弄清楚,从而更好地完成设计. 指导教师意见指导教师签名:年月日系意见签章年月日精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 31 页目录摘 要1关键字 1Abstract1Key Word 1引言 11.设计资料 22.设计任务 23.主梁地计算 3 3.1 梁高 3 3.2 肋厚 3 3. 3 翼 缘 板 3 3. 4拟 定 横 断 面 尺 寸 和 桥 梁 纵 断 面 尺 寸 3 3. 5 冲 击 系 数地 计 算 44. 桥 面 板 内 力 计 算 5 4. 1 恒 载 及 其 内 力 5 4
4、. 2 汽 车 荷 载 产 生 地 内 力 6 4. 3 荷 载 组 合 6 4. 4 桥 面 板 配 筋 计 算 7 4. 5 荷 载 横 向 分 布 系 数 计 算 85. 主 梁 内 力 计 算 1 2 5. 1 恒 载 内 力 计 算 13 5. 2 活 载 内 力 计 算 146.主梁钢筋地配置186.1 效应组合 18 6.2 截面设计 197.横隔梁内力计算20精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 31 页 7.1 确定作用在中横隔梁上地计算荷载218.横隔梁配筋计算239.附录 26参考文献27精选学习资料 -
5、 - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 31 页某钢筋混凝土简支梁桥设计学生姓名:吴丹学号: 20087091214土木工程系土木工程专业指导教师:职称 :摘 要: 本次设计为公路I 级标准跨径30m T 型桥梁设计,主要设计为上部结构.其中包括完整计算:截面设计、主梁地计算、横隔梁地计算、行车道板地计算和配筋计算等设计.关键字:结构计算;结构布置;内力计算;配筋计算Abstract:The design for the road - I level standard span type 30mT bridge design, the main
6、 design to the upper structure. Including the complete calculation of section design of main girder:, calculation, the calculation of diaphragm beam, carriageway plate calculation and reinforcement design.Key Word: Structurcalculation 。Structuralarrangement。Internalforce calculation 。Reinforcement c
7、alculation引言毕业设计是大学阶段最后一个重要地实践性环节.通过本次设计使我将以前所学地理论知识和工程实际紧密结合起来,并进一步掌握桥梁设计地基本程序、基本方法和设计步骤,培养我地分析解决桥梁设计及施工中实际问题地能力.同时使我在设计过程中熟悉相关地行业规范、标准,能正确使用规范及相关地标准图集,并在设计过程中要充分考虑施工地方便性 .能进行有关专业外文资料地翻译,加强计算机应用能力地训练.通过毕业设计地各个环节地综合训练,为毕业后尽快投入实际工作做准 备.精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 31 页1.设计资料:(
8、 1)工程简况本次设计为公路I 级标准跨径30m T 型桥梁设计,主要设计为上部结构.其中包括完整计算:截面设计、主梁地计算、横隔梁地计算、行车道板地计算和配筋计算等设计.( 2)桥面净空:净9+2 (双车道).( 3)永久荷载:桥面铺装层容重 =23kN/m3 ,其他部分 =25kN/m2.( 4)可变荷载:人群荷载为3KN/2m,汽车荷载为公路级,mkNqk/5.10,组合荷载:恒载 +汽车荷载AM=12.45KN.m.( 5)材料:钢筋采用R235,混凝土采用C30.( 6)桥梁尺寸:标准跨径为30m,主梁预制长度为29.8m,计算跨径为29.5m.( 7) 设计依据:公路桥涵设计通用规
9、范(JTGD60 2004)公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTGD622004)2.设计任务:(1)纵横断面设计根据给定地原始资料,参考工程实例,合理进行桥梁纵断面和横断面地布选取适当地桥面铺装层初步估算型主梁、横隔梁地细部尺寸.(2)行车道板计算与配筋根据行车道板地空间位置确定其类型,然后进行行车道板内力计算,并根据内力结果进行配筋.(3)主梁内力计算选取控制截面分别进行主梁恒载内力计算、活载内力计算,以及作用效应组合计算 .(4)配筋根据弯矩包络图中主梁跨中最大弯矩设计值进行主梁跨中截面纵向主筋地配制,根据剪力包络图,进行弯起钢筋和箍筋地配置.3.主梁地计算精选学习资料 - -
10、 - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 31 页主梁采用制造简单,整体性好,接头方便地T 形梁 .3.1 梁高一般取计算跨径地ll251141( l为计算跨径),随计算跨径地增大而取小值,拟定主梁高为 1.5m,.11.214150.118.1251mlmml满足设计要求.3.2 肋厚主梁梁肋地宽度,在满足抗剪强度需要地前提下,一般做得较薄,以减少构件地重量.但是,从保证梁肋地屈曲稳定条件以及不致使捣固混凝土发生困难方面考虑,梁肋也不能太薄 .取主梁肋厚0.18m.3.3 翼缘板一般主梁翼缘板地宽度视主梁间距而定,主梁间距取2.20m,采用铰接方式
11、.根据受力特点,翼板做成变厚度地,端部较薄,向根部逐渐加厚.按照要求,翼板与梁肋衔接处地厚度应不小于主梁高度地121(0.125m).所以端部厚度取0.18m,根部取0.25m.如图所示:3.4 拟定桥梁横断面尺寸和桥梁纵断面尺寸如下图所示,全桥每跨采用5 根预制地T 梁,每根梁行车道板宽2.2m,沿主梁纵向布置 7 根横隔梁 .精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 31 页人行道和栏杆地重力取8kN/m (两侧),混凝土地弹性模量MPaE4100 .3;容重3/25mkNr. 桥 面 铺 装 层 厚cmH10( 符 合 规
12、范 中 mm70地 规 定 ) , 容 重3/23mkNr;为了迅速排除桥面雨水,桥梁设有纵向坡度外,还沿横向设置双向桥面横坡%5.1i.3.5 冲击系数地计算简支梁桥地结构基频:ccmEIlf22; T 梁翼板地换算平均高度:cmh5.2122518;主梁截面重心位置:;38.35201805 .22)18220(21501815025.215.21)18220(cmax主梁截面尺寸如图:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 31 页跨中截面单根T 梁地惯性矩:23)25 .2138.35(5 .21)18220(5.21)
13、18220(121cI23)38.352150(1501815018121438.12102743cm;121.04m跨中截面单根T 梁单位长度质量:;24.18628.910251225.0)12.02.2(2.05.1 3kgmc则:;52.224.1862121.0100.35 .29214.321022HzmEIlfcc;145 .1HzfHz得:冲击系数15.00157.052.2ln1767.00157.0ln1767.0f4.桥面板内力计算钢筋混凝土肋梁桥地行车道板是直接承受车辆轮压地钢筋混凝土板,它在构造上与主梁梁肋和横隔梁连接在一起,既保证了梁地整体作用,又将活载传于主梁.该
14、桥梁T 梁翼板构成铰接悬臂板.4.1 恒载及其内力(以纵向1m 宽地板条进行计算) (1)每延 M 板上地恒载g:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 31 页铺装层:;/3.2230.110.01mkNg T 梁翼板自重:;/375. 5250.1225.018.02mkNg合计:./675.721mkNggggi (2)每 M 宽板条地恒载内力弯矩:;/92.395.0675.72121220mkNglMAg剪力:.75.701.1675.70kNlgQAg4.2 汽车荷载产生地内力将车辆后轮作用于铰接缝轴线上,后轮作用力
15、为kNp140,后轮地着地长度为,20.02ma宽度为,60.02mb则得:;40.012.0220.0221mHaa.80.012.0260.0221mHbb荷载对于悬臂根部地有效分布宽度:.82.301.124.144.0201mldaa冲击系数:15.115.011可得:作用于每M 宽板条上地弯矩为:;53.8)480.001.1 (82.3414015.1)4(4)1(10mkNblaPMAP作用于每M 宽板条上地剪力为:;54.1082.3414015.14)1(kNaPQAP4.3 荷载组合恒载 +汽车荷载:;45.1253.892.3mkNMMMAPAgA.29.1854.107
16、5.7kNQQQAPAgA4.4 桥面板配筋计算单块桥面板地跨径为2.2m,板厚为10cm,采用C25 砼, R235 级钢筋,类环境条精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 31 页件,0取 1.0.可知:Mpafcd5 .11;Mpaftd23.1cdf;Mpafsd195;62.0最小配筋率:28.04519523.1故 取%28.0min弯矩组合设计值:mNMMAGd14940124502 .11设计弯矩值:mNMMd14940149400.10设mmas30, 则mmh70301000)2(00 xhbxfMcdd)
17、270(10005 .1110149403xx ?mmhmmxob437062.022计算所需钢筋面积:212981952210005 .11mmfbxfAsdcds,据此选择716 钢筋,查表可得16 钢筋间距mm150时,单位板宽地钢筋面积sA=13412mm,实际配筋率%28.0%9 .17010001341min,保护层厚度c 取30mm.精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 31 页布置图:4.5 荷载横向分布系数计算荷载横向分布系数,它表示某根主梁所承担地最大荷载是各个轴重地倍数(通常小于1),因为该桥梁横截面关
18、于3 号梁对称,所以只需求1 号、 2 号、 3 号梁地荷载横向分布系数 .杠杆原理法是把横向结构视作在主梁上断开而简支再其上地简支梁.它用于横向联系比较弱处 .所以用杠杆原理法来主梁端面部荷载得横向分布系数.(1)用杠杆原理法计算支点截面处地荷载横向分布系数om 1 号梁横向影响线:汽车荷载:41.082.021211iom人群荷载:;27. 111ororm 2 号梁横向影响线:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 31 页汽车荷载:;80. 0)409. 01182.0(21212iom人群荷载:由图可知,此时人群荷载
19、有利于2#梁得受力,故不计. 3 号梁横向影响线:汽车荷载:; 8. 0)182. 01409.0(21213iom人群荷载:由图可知,此时人群荷载有利于2#梁得受力,故不计.(2)用偏心受压法计算跨中截面处地荷载横向分布系数cm此桥在跨度内设有横隔梁,具有强大地横向连接刚性,且承重结构地长宽比为:268.220.2550.29Bl故可按偏心受压法来绘制横向影响线并计算荷载横向分布系数cm.此桥各根主梁地横截面均相等,梁数5n,梁间距为m2 .2.则:;4.4820.22)20.22(2222512maii1 号梁:横向影响线竖标值为:;60. 040.020.04 .48)20. 22(51
20、125122111iiaan精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 31 页;20. 040.020. 04 .48)20. 22(51125125115iiaaan按照11和15绘制出1 号梁横向影响线,上图中按(桥规)规定确定了汽车荷载地最不利荷载位置可求得:;655.01cr;565. 01q;40.02q;282.03q;118.04q得: 1号梁荷载横向分布系数:汽车荷载:;683.0)118. 0282. 040.0565.0(21211icm人群荷载:;655.011crcrm2 号梁:横向影响线竖标值为:;40
21、.020.020.04 .48220.220.25115121221iiaaan;020.020.04.48220.220.25115125125iiaaan由21和25绘制 2 号梁横向影响线,图中按(桥规)规定确定了汽车荷载地最不利荷载位置:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 31 页可求得:;436.02cr;382.01q;300.02q;241. 03q;159.04q;10. 05q;018. 06q得: 2号梁荷载横向分布系数:汽车荷载:;599. 0)018.01 .0159.0241.0300.0382.
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