铁路桥涵钢筋混凝土简支梁设计课程设计(可编辑).doc
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1、铁路桥涵钢筋混凝土简支梁设计课程设计 铁路桥涵钢筋混凝土简支梁设计1 梁的根本概况1.1结构形式及根本尺寸采用分片式T形截面。梁梗中心距:180cm.道渣槽宽390cm。每片梁顶宽192cm。梁全长16.50米,计算跨度16米,梁高1.90m,跨中腹板厚30.0cm。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。截面形式如图1.图1 梁截面图1.2 设计计算数据混凝土使用C25, HRB335级钢筋:,板内受力钢筋,分布钢筋。梁内受力钢筋,箍筋及纵向水平钢筋;架力筋。1.3 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4k
2、Pa;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。1.4 参考标准及要求?铁路桥涵设计标准?TBJ285,要求:道渣槽板:计算跨中梁段内、外悬臂板控制截面的内力,配置受力钢筋,并进行各项检验。主梁:计算支座、跨中及1/4跨各截面的内力;确定腹板加厚的位置,并计算该截面剪力;配置纵向受力主筋、箍筋及斜筋,并进行各项验算2 道渣槽板的配筋设计2.1 道渣槽板承受的荷载计算板的自重:板的总面积 1/2 12+15 63+0.5 12+15 45+0.5
3、 15+24 272+0.5 192-7-20 6+710 3076计算平均板厚 250.191 4.75 KN/m 2计算列车活载:列车产生的“中活载如图2:图2 “中活载计算简图道碴槽板的列车活载特种“中活载计算,因为每根枕木传力到梁顶面时的作用面积为1.23.14平方米,所以列车荷载为列车荷载冲击系数为:L 90+72/2 81cm3计算挡碴墙重挡碴墙尺寸如图3图3 挡碴墙尺寸作用点:其他各种外力和外力组合见表1.表1. 道渣槽板承受的各种外力组合荷载组合荷载名称设计值 KN/m 恒载道渣槽板的自重4.725道渣及线路设备10外挡渣墙1.465人行道板1.75栏杆及托架0.76活载组合1
4、列车活载66.348距中心2.45m以外的人群荷载4.0活载组合2距中心2.45m以外的人群荷载4.0距中心2.45m以外的人群荷载10.0荷载作用形式如图4. 图4. 各种荷载的作用形式2.2 道渣槽板承受的内力计算在顺跨度方向取米宽的板带进行计算。1计算恒载在各截面产生的弯矩及剪力:E截面: 0.76 0.04+1.05 +0.51.751.051.05 1.7931 KN?M 0.76+1.751.05 2.5975 KN A截面: 0.76 0.04+1.05+0.63 +1.051.75 1.05/2+0.63 +1.4650.53+0.514.750.630.63 7.1331 K
5、N?M 2.5975+1.465+14.750.63 13.3550 KN B截面 0.76 0.04+1.05+0.9 +1.051.75 1.05/2+0.9 +1.4650.8+0.514.750.90.9 11.2766 KN?M 13.355+14.750.27 17.3375 KN C截面: 0.514.750.720.72 3.8232 KN?M 14.750.72 10.62 KN D截面: 0.514.750.450.45 1.4934 KN?M 14.750.45 6.6375 KN 2计算活载组合1作用下在各截面产生的弯矩及剪力:E截面: 40.55 0.50.55+0.
6、5 1.705 KN?M 40.55 2.2 KN A截面: 40.55 0.50.55+0.5+0.63 +0.51.38966.3480.250.25 5.971 KN?M 2.2+1.38966.3480.25 25.239 KN B截面: 40.55 0.50.55+0.5+0.9 +0.51.38966.3480.250.52 16.145 KN?M 25.239+1.38966.3480.27 50.121 KN C截面: 0.51.38966.3480.750.75 25.919 KN?M 1.38966.3480.72 69.118 KN D截面: 0.51.38966.348
7、0.480.48 10.617 KN?M 1.38966.3480.48 44.2365 KN 3活载组合2作用下在各截面产生的弯矩及剪力:E截面: 40.55 0.50.55+0.5 +0.5100.50.5 2.955 KN?M 40.55+100.5 7.2 KN A截面: 40.55 0.50.55+0.5+0.63 +0.5100.50.5+0.63 7.491 KN?M 7.2 KN B截面: 40.55 0.50.55+0.5+0.9 +0.5100.50.5+0.9 9.435 KN?M 7.2 KN 4道渣槽板承受的控制荷载在各种外力组合作用下,在道渣槽板各主要截面产生的弯矩
8、、控制弯矩见表2,剪力、控制剪力见表3表2 道渣槽板各截面的弯矩单位KN?M荷载类型E截面A截面B截面C截面D截面恒载1.7937.13311.2773.8231.493活载11.7055.97116.14525.91910.617活载22.9557.4919.43500控制荷载4.74814.62427.42229.74212.11表3道渣槽板各截面的剪力单位KN荷载类型E截面A截面B截面C截面D截面恒载2.597513.35517.33810.626.6375活载12.225.23950.12169.11844.236活载27.27.27.200控制荷载9.797520.55567.459
9、79.73850.87352.3 按平衡设计配筋检验道渣槽板板厚本梁采用C25混凝土, Q235钢筋,n 15,按平衡设计, 1根据等式1可以求出按平衡设计时需要的计算高度,假设保护层为25mm,a 25+5 30m,可以得到按平衡设计需要的截面高度,与实际高度比拟看是否满足要求,检验结果见表4表4. 道渣槽板按平衡配筋板厚检验结果E截面A截面B截面C截面D截面51.590.4123.8128.982.281.5120.4153.8158.9112.2120150240240150检验结果通过通过通过通过通过检验结果说明个截面都满足平衡设计配筋的尺寸,不需要增大尺寸。道渣槽板按低筋设计配筋按低
10、筋设计配筋公式,设a 30mm,计算出各截面需要的配筋面积,满足最小配筋率0.15%,具体配筋情况见表5表5 道渣槽板按低筋设计配筋表E截面A截面B截面C截面D截面609018018090333.1769.4824.4894.1637.1实际配筋6/128.511/128.511/128.512/128.59/128.54471.24863.94863.94942.48706.86配筋率0.52%0.72%0.41%0.45%0.59%最小配筋率检验通过通过通过通过通过道渣槽板的应力符合 234根据2式计算出截面中性轴的位置,根据34式可计算出钢筋和混凝土的应力。由可计算出主拉应力的大小,时说
11、明主拉应力较小,可不用设置斜筋。计算结果见表6。表6 低筋设计应力符合结果E截面A截面B截面C截面D截面检验值cm90120210210120/471.24863.94863.94942.48706.86/X cm 29.2944.3061.9564.2140.94/ MPa 4.046.274.684.915.56 9.5 MPa 125.57160.85167.63167.32161.09 180 MPa 0.120.370.360.420.48 0.66检验结果通过通过通过通过通过/裂缝宽度检验5 6 7为钢筋外表形状系数,带肋钢筋取0.8,为荷载特征影响系数,为活载作用下的弯矩, 为恒
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