资源描述
0318144班桥梁工程毕业设计计算书
设计资料:
1、 桥型:两跨装配式简支钢筋砼T型梁桥,纵横端面布置,如下图所示:
2、 设计荷载:设计汽车荷载汽车—-20级,挂车 --100,人群3KN/m2
3、 桥面净宽:净 — 7+2×0.75+2×0.25
4、 跨径:标准跨径20m,计算跨径19.5m
5、 每侧栏杆及人行道构件重5KN/m
6、 砼线膨胀系数ą=1×10—5
7、 计算温差=Δt=35oC
8、 砼弹性量Eh=3×101Mpa(C30砼)
二、 基本尺寸拟订
1、 主梁由5片T梁组成桥宽(5×1.6m)每片梁采用相同的截面尺寸,断面尺寸如上图所示。各主梁、横隔梁相互间采用钢板焊接接头‘
2、 横隔梁建议采用5片,断面尺寸自定
3、 桥墩高度,尺寸自行设计
4、 采用u型桥台,台身高5米,其他尺寸自行设计
三、 建筑材料
1、 主梁、墩帽、台帽为C30砼,重力密度γ1=25KN/m3
2、 墩身、台身及基础用7。5级砂浆25#块石,其抗压强度Rα′为3。7Mpa,重力密度γ2=24KN/m3,桥台填土容量γ3=18KN/m3
3、 桥面铺装平均容重γo=23 KN/m3
四、 地质及水文资料
1、 此桥位于旱早地,故无河流水文资料,也不受水文力作用,基本风压值1Kpa
2、 地质状况为中等密实中砂地基,容许承载力[σ]=450kPa;填土摩擦角Ø=35o,基础顶面覆土0.5m,容量与台后填土相同
一、桥面板的计算:
(一)计算图式
采用T形梁翼板所构成铰接悬臂板(如右图所示)
1。恒载及其内力(按纵向1m宽的板条计算)
(1)每延米板上恒载g的计算见下表:
沥青砼面层g1
0.03×1。0×21kN/m=0。63kN/m
砼垫层g2
0。08×1.0×25kN/m=2.00kN/m
T形梁翼板自重g3
(0。08+0.14)/2×1.0×25kN/m=2。75kN/m
合计
g=Σgi=5。38kN/m
(2)每米宽板条的恒载内力为:
Mmin,g=-=-×5.38×0。712kN·m=-1.356kN·m
Qag=gl0=5。38×0。70kN=3.82kN
1. 汽-20级产生的内力
将加重车后轮作用于铰缝轴线上(如上图所示),后轴作用力为P=120kN,轮压分布宽度如下图所示。由《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)查得,汽-20级加重车着地长度为a2=0。20m,宽度为b2=0.60m,则
a1=a2+2H=0.20m+2×0。11m=0。42m
b1=b2+2H=0。60m+2×0.11m=0。82m
荷载对于悬臂根部的有效分布宽度为
a=a1+d=2l0+0.42m+1。4m+2×0。71m=3。24m
由于2l0=1。40m<5m,所以冲击系数1+μ=1。3
作用于每米宽板条上的弯矩为
作用于每米宽板条上的剪力为
挂车-100产生的内力
由公路桥规查得,挂车-100车轮的轴重为P=250kN,着地长度为a2=0.20m,宽度为b2=0。50m,车轮在板上的布置及其压力分布图形如下图所示,则
a1=a2+2H=0。20m+2×0.11m=0。42m
b1=b2+2H=0.50m+2×0。11m=0。72m
铰缝处纵向2个车轮对于悬臂根部的有效分布宽度为
a=a1=d=2l0=0.42m+1。20m+2×0.71m=3。04m
悬臂根部的车轮尚有宽度为c的部分轮压作用,即
c= b1 /2-(0。90-l0)=0。72/2—(0.90—0。71)=0。17m
轮压面c×a1上的荷载对悬臂根部的有效宽度为
= a1 +2c=0.42+2×0.17=0.76m
轮压面c×a1上的荷载它并非对称于铰缝轴线,为简化计算,偏安全地仍按悬臂梁来计算内力。
悬臂根部每米宽的弯矩为(如右图)
作用在每米宽板条上的剪力为:
2. 内力组合:
(1)承载能力极限状态内力组合:(用于验算强度)
恒+汽(组合Ⅰ)
=1。2×(-1。356)+1。4×(—12.16)=-18。65 kN·m
=1。2×3.82+1。4×24。07=38。28 kN
恒+挂(组合Ⅲ)
=1。2×(—1.356)+1。1×(—12。55)=-15.43 kN·m
=1。2×3.82+1。1×39。98=48.56 kN
所以,行车道板的设计内力为
Mj=-18.65 kN·m (由汽-20级控制)
Qj=48.56kN (由挂—100级控制)
(二) 桥面板截面设计、配筋与强度验算:
悬臂板根部平均高度 h=11cm,设保护层厚度a=2cm ,若选用Φ12 HRB400钢筋,=330Mpa,=13。8 Mpa,=0.53则有效高度c为:
h0=110-0。02-0.006=0.084m=84mm
由
1。0×18。65×=13.8×1000x(84—x/2)
解得 x=18.02mm<=0.53×84=44.52mm
将所得x 值代入公式,求得所需钢筋面积为:
=
查有关板宽1m内钢筋截面面积表,当选用Φ14(外径16.2㎜)钢筋时,需要钢筋间距为75㎜时,此时所提供的钢筋面积为: 按构造配置箍筋,取Φ10,间距25mm。
强度验算:=h—a-d/2=0。11—0。02—0.962/2=0.082m=82mm
x===49.1
将x带入公式=求得截面所能承受的弯矩设计值为:=13。8×1000×49。1(82-49.1/2)=38。9×N·mm= 38。9KN·mm〉=1.0×18。65 KN·mm。(强度满足要求。)
二、主梁内力计算
梁的纵横端面如下图所示:
纵断面
此桥宽跨比B/L=5×1。6/20=0.4〈,采用偏压法计算
1. 求荷载位于支点时1#,2#,3#梁横向分布系数 (杠杆法)
① 绘制1#,2#,3#梁的横向分布影响线.
② 确定荷载沿横向的最不利位置。
③ 求出相应于荷载位置的影响线竖标值。
④ 计算1号,2号,3号梁的荷载横向分布系数为:
1号梁: 汽车-20 moq===0.438
挂车—100 mog===0。141
人群荷载 mor=∑ηr=1。422
2号梁: 汽车—20 moq===0.500
挂车-100 mog===0。469
人群荷载 mor=∑ηr=0
3号梁: 汽车—20 moq==0.5
挂车-100 mog==0.469
人群荷载 mor=∑ηr=0
2。 荷载位于跨中时横向分布系数 (偏压法)
求梁的影响线图形的控制竖标,同时绘制影响线图,本桥梁数n=5,∑ai2=25。6m2
1号梁 η11= +=+=0.60
η15= -=-=-0.20
2号梁 η21= +=+=0.40
η25= -=-=0
3号梁 η31= +=0。20 η35= -=0.20
① 按最不利位置布载,见影响线图
② 计算横向分布系数mc。
1号梁:
汽车—20 mc===0。556
挂车-100 mcg===0.344
跨中横向分布系数计算图式人群荷载 mcr=∑ηr=0。684
2号梁:
c 汽车-20 mcq===0.469
挂车-100 mc===0。272
人群荷载 mcr=∑ηr=0。442
3号梁:
汽车-20 mcq===0。400
挂车—100 mcg===0。200
人群荷载 mcr=∑ηr=0.200
③ 荷载横向分布系数数据表
梁号
截面位置
汽车—20
挂车-100
人群
1号
跨中mc
0。556
0.344
0.684
支点mo
0。438
0.141
1。422
2号
跨中mc
0。469
0.272
0.442
支点mo
0.500
0.469
0
3号
跨中mc
0。400
0。200
0。200
支点mo
0.500
0。469
0
活载内力汽车荷载冲击系数:1+μ= 1.2
1号梁
汽车—20
Mcq =(1+μ)×ξ×∑mc×Pi×yi= 1.2×1。0×(0.556×120×4.150+0.556×120×4。85+0.556×60×2。85)=834.67KN·m
挂车-100
Mcg =ξ×∑mc×Pi×yi=1.0×(0。344×250×4。250+0.344×250×4.85+0.344×250×2。850+0。329×250×2。25=1212。76 KN·m
人群荷载 Mcr =1.2×1×0.684×3×0。75×0。5×1×19。4×4。85=86。88 KN·m
2号梁
汽车—20
Mcq =(1+μ)×ξ×∑mc×Pi×yi
= 1.2×1。0×(0。469×120×4。15+0。469×120×4。85+0。469×60×2.85)= 704。06KN·m
挂车-100
Mcg = ξ×∑mc×Pi×yi
= 1。0×(0.272×250×4.25+0.272×250×4。85+0。272×250×2.85+0.286×250×2。25)= 973。48 KN·m
人群荷载 Mcr =1.3×1×0。442×3×0。75×0。5×1×19。4×4。85=56。14 KN·m
3号梁
汽车-20
Mcq=(1+μ)×ξ×∑mc×Pi×yi
= 1.2×1.0×(0。400×120×4。15+0.400×120×4。85+0.40×60×2。85)= 600.48KN·m
挂车-100
Mcg = ξ×∑mc×Pi×yi
= 1。0×(0。200×250×4。25+0。200×250×4。85+0.200×250×2。85+0.22×250×2.25)= 751.25 KN·m
人群荷载
Mcr =1。2×1×0。2×0.75×3×0.5×1×19。5×4.85=23.53 KN·m
② 计算各主梁跨中剪力Q1/2
1号梁
汽车—20级
Qcq =(1+μ)×ξ×∑mc×Pi×yi
= 1。2×1.0×(0。556×120×0。500+0.556×120×0。428+0.222×60×0.543)=82。98KN
挂车-100
Qcg = ξ×∑mc×Pi×yi
= 1。0×(0.344×250×0.500+0。344×250×0.438+0。329×250×0。232+0.279×250×0.170)= 116.608 KN
人群荷载
Qcr = mc×∑Pi×yi
=1.2×1。0×0。684×3×0.75×0。5×0。5×9。7= 4。47 KN
2号梁
汽车—20
Qcq =(1+μ)×ξ×∑mc×Pi×yi
=1。2×1.0×(0.469×120×0.500+0。469×120×0。428+0。460×60×0。222)=70。23 KN
挂车—100
Qcg = ξ×∑mc×Pi×yi
= 1.0×(0.272×250×0。500+0。272×250×0。438+0。286×250×0.232+0。335×250×0。170) = 94.61 KN
人群荷载
Qc= 1。2×1。0×0.442×3×0.75×0.5×0.5×9.7= 2.89
3号梁
汽车—20
Qcq =(1+μ)×ξ×∑mc×Pi×yi
= 1.2×1。0×(0。4×120×0。500+0.4×120×0。427+0.410×60×0。222)= 60。02KN
挂车—100
Qcg = ξ×∑mc×Pi×yi
= 1。0×(0.2×250×0。500+0.2×250×0。438+0.22×250×0。232+0.286×250×0。170)= 71。76 KN
人群荷载
Qcr= 1。2×1。0×0。2×3×0。75×0.5×0。5×9.7= 1.31 KN
计算各主梁支点剪力Qo
1号梁
汽车-20
Qoq =(1+μ)×ξ×∑mc×Pi×yi
= 1。2×1。0×(0.438×120×1.00+0。472×120×0。928+0.556×70×0.412+0。535×130×0.21)= 162。58 KN
挂车-10
Qog = ξ×∑mc×Pi×yi
= 1。0×(0。141×250×1+0。191×250×0。938+0.344×250×0.732+0。344×250×0。67)= 200。61 KN
人群荷载
Qor=1。2×1×0.684×3×0。75×0。5×1×19.4=17。91KN
2号梁
汽车-20
Qoq =(1+μ)×ξ×∑mc×Pi×yi
= 1。2×1。0×(0.500×120×1。000+0。491×120×0。928+0。469×70×0。412+0。474×130×0。206)= 169。08KN
挂车-100
Qog = ξ×∑mc×Pi×yi
= 1.0×(0.469×250×1+0。42×250×0。938+0。272×250×0.732+0。272×250×0。67) = 311。08 KN
人群荷载
Qor = 1。2×1×0。442×3×0.75×0.5×1×19.4= 11。57
3号梁
汽车-20
Qoq =(1+μ)×ξ×∑mc×Pi×yi
= 1.2×1.0×(0。5×120×1。00+0.471×120×0。928+0.4×70×0。412+0。418×130×0.206)= 162。22 KN
挂车-100
Qog = ξ×∑mc×Pi×yi
= 1.0×(0。469×250×1+0.402×250×0.938+0。2×250×0.732+0.2×250×0.67)= 281。62
人群荷Qor =1。2×1×0。2×3×0。75×0。5×1×19.4= 5。24 KN
④ 活载内力组合
梁号
截面内力
汽车—20级
挂车—100
人群
1#
M1/2
834。67
1212.76
86。88
Q1/2
83.45
116。608
4.47
Qo
163。10
200。612
17。91
2#
M1/2
704。06
973。48
56.14
Q1/2
70。32
94。61
2.89
Qo
165.25
311.076
11.57
3#
M1/2
600。48
751。25
25。53
Q1/2
60.28
71.82
1.31
Qo
162。58
281.38
5。24
1. 恒载内力
① 计算恒载集度
主梁
g1=[0。18×1。30+()(1。6-0.20)×25 = 9.76 kN/m
横
隔
梁
对于边主梁
g`1边={1。10-}× }××5×25/19。5=0.647kN/m
对于中主梁
g`1中=2×0。647=1.294 kN/m
桥面铺装层
g3=(0。63+2)×7/5 kN/m = 3.682 kN/m
栏杆和人行道
g`3=5×2/5 kN/m = 2.00 kN/m
合计
边主梁
g边=10。205+0.647+3.682+2.00=16。534 kN/m
中主梁
g中=10.205+1。294+3。682+2。00 = 17。181kN/m
恒载内力计算
内力
截面位置x
边主梁
中主梁
弯距M/(KN/m)
剪力Q/KN
弯距M/(KN/m)
剪力Q/KN
x = 0
0
161.21
0
167。51
x = l/2
785.88
0
816.63
0
1#梁内力组合汇总
序号
荷载类别
M(KN.m)
Q(KN0
跨中
梁端
跨中
⑴
恒载
816。63
167.51
0
⑵
汽车
834.67
162。58
82。98
⑶
人群
86。88
17.91
4.47
⑷
挂车—100
1212。76
200。61
116。61
⑸
汽+人群
921.55
180。49
87。45
⑹
1.2恒载
979。96
201。01
0
⑺
1。4(汽+人)
1290.17
252.69
122.43
⑻
1.1挂车
1334。04
220.67
128。27
⑼
SjⅠ=⑹+⑺
2270。13
453。7
122.43
⑽
SjⅢ=⑹+⑻
2314。00
421.68
128。27
⑾
⑺/⑼×100%
56。83%(不提高)
55.7%(不提高)
100%
⑿
⑻/10×100%
57。65%(提高0.02)
52.33%提高0。02)
100%
⒀
第一次提高后的SjⅠ
2270。13
453.7
122。43
⒁
第一次提高后的SjⅢ
2360。28
430。11
128.27
⒂
控制设计内力值
2360。28
453。7
128.27
2#梁内力组合汇总
序号
荷载类别
M(KN。m)
Q(KN0
跨中
梁端
跨中
⑴
恒载
816.63
167。51
0
⑵
汽车
704.06
169.08
72。23
⑶
人群
56。14
11。57
2。89
⑷
挂车—100
937。48
311.08
94。61
⑸
汽+人群
760。2
180。65
73。12
⑹
1.2恒载
979。96
201.01
0
⑺
1.4(汽+人)
1064。28
252。91
102。37
⑻
1.1挂车
1070.83
342。19
104。07
⑼
SjⅠ=⑹+⑺
2044。24
453.92
102。37
⑽
SjⅢ=⑹+⑻
2050.79
543.20
104。07
⑾
⑺/⑼×100%
52。06%(提高0。03)
55.72%(不提高)
100%
⑿
⑻/10×100%
52.22%(提高0。02)
63。00%(提高0.03)
100%
⒀
第一次提高后的SjⅠ
2105。57
453.92
102.37
⒁
第一次提高后的SjⅢ
2091。81
559.50
104。07
⒂
控制设计内力值
2105。57
559。50
104.07
3#梁内力组合汇总
序号
荷载类别
M(KN。m)
Q(KN)
跨中
梁端
跨中
⑴
恒载
816.63
167。51
0
⑵
汽车
600.48
162.22
60。28
⑶
人群
25。53
5。24
1.31
⑷
挂车—100
751。25
281。62
71。76
⑸
汽+人群
626。01
167.46
61.33
⑹
1.2恒载
979。96
201。01
0
⑺
1。4(汽+人)
876.41
234.44
85。86
⑻
1。1挂车
826。38
309。78
78。94
⑼
SjⅠ=⑹+⑺
1856.37
435。45
85。86
⑽
SjⅢ=⑹+⑻
1806。34
510。79
78。94
⑾
⑺/⑼×100%
47.21%(提高0.03)
53。84%(提高0.03)
100%
⑿
⑻/10×100%
45.75%(提高0.02)
60.65%(提高0。03)
100%
⒀
第一次提高后的SjⅠ
1912.061
448.51
85。86
⒁
第一次提高后的SjⅢ
1842。47
526.11
78.94
⒂
控制设计内力值
1912。06
526。11
85。86
由1#、2#、3#内力组合汇总情况可知,计算的设计内力控制值为:
KN
三、主梁的配筋计算:
(一) 钢筋选择:
根据跨中截面正截面承载力极限状态计算要求,确定纵向受拉钢筋数量。
拟采用焊接钢筋骨架配筋,设as=110mm,
则 h0=1400—110=1290mm, h’f=(140+80)/2=110mm。
翼缘计算宽度b'f按下式计算,并取其中较小者:
故取
首先判断截面类型,由
=1.0×2360。28×=2360。28× KN/m
=13.8×1500×110×(1290—110/2)=2812.095× KN/m
2360。28× KN/m<2812。095× KN/m,故应按第一类T形计算。
确定混凝土受压区高度,由
1.0×2360。28×=13。8×1500x(1290—x/2)
解得 x=91。6mm<=0。53×1200=636mm
<=110mm
将所得x值代入公式中求得所需钢筋截面面积为:
=
采用二排焊接骨架,选用6Φ36(外径40。2mm),供给,
钢筋截面重心至截面下边缘的距离
梁的实际有效高度=1400—110。4 =1289.6截面最小宽度不满足要求。
选用8Φ32(外径35。8mm),供给,
钢筋截面重心至截面下边缘的距离
梁的实际有效高度=1400-101.6=1298。4截面最小宽度
符合要求。
(二) 跨中截面正截面承载力复核:
由公式
确定混凝土受压区高度,得 :
将x值代入公式
M
满足要求。
(三) 斜截面抗剪承载力计算:
1. 抗剪强度上、下限复核:
对于腹板宽度不变的等高度简支梁,距支点h/2处的第一个计算截面的截面尺寸控制设计,应满足下列要求:
根据构造要求,仅保持最下面两根钢筋(2Φ32)通过支点,其余各钢筋在跨间不同位置弯起或截断.
支点截面的有效高度h=1400—(30+35。8/2)=1352。1mm
将有关数据代入上式得:
=1.0×559。50=559.50KN
=1。0×128。27=128.27KN
≤KN
部分可不进行斜截面抗剪承载力计算。结果表明,截面尺寸满足要求,但应计算要求配置箍筋和弯起钢筋。
2. 设计剪力分配(见图)
支点剪力组合设计值=1.0×554。594=554.594KN
跨中剪力组合设计值=1.0×128。27=128.27KN
其中部分可不进行斜截面承载力计算,箍筋按构造要求配置.不需要进行斜截面承载力计算的区段半跨长度为:
距支点h/2=1400/2=700mm处的设计剪力值为Vd1=528.54kN,其中应由混凝土和箍筋承担的剪力组合设计值为:
0。6=0。6×528。54=317.12KN
应由弯起钢筋承担的剪力组合设计值为:
0。4=0。4×528。54=211。42KN
3. 箍筋设计
确定箍筋配筋率:
式中:按伸入支点计算,可得:
取取;
取=0。0021。选用直径为10mm的双肢箍筋,单肢箍筋的截面面积Asv1=78.54mm2,
箍筋间距为:, 取Sv=300mm.
在支承截面处自支座中心至一倍梁高的范围内取Sv=100mm
4. 弯起钢筋设计
根据《桥规》(JTG D62)规定,计算第一排弯起钢筋时,取用距支座中心h/2处,应由弯起钢筋承担的那部分剪力组合设计值,即0。4=0.4×528。54=211.42KN
第一排弯起钢筋的截面面积为:
由纵筋弯起钢筋,提供的
计算第二排弯起钢筋时,应取第一排弯起钢筋起弯点(即距支座中心,其中44mm为架立钢筋的净保护层厚度,22。7mm为架立钢筋的外径,30mm为纵向钢筋的净保护层厚度,35。8mm为纵向钢筋的外径),应由弯起钢筋承担的那部分剪力组合设计值,按比例关系求得187.9KN
第二排弯起钢筋的截面面积为:
由纵筋弯起,提供的
计算第三排弯起钢筋时,应取第二排弯起钢筋弯点处(即距支座中心),应由弯起钢筋承担的那部分剪力组合设计值,从图按比例关系求得135。01KN
第三排弯起钢筋的截面面积为:
由纵筋弯起,提供的
计算第四排弯起钢筋时,应取第三排弯起钢筋弯点处(即距支座中心),应由弯起钢筋承担的那部分剪力组合设计值,从图按比例关系求得83。70KN
第四排弯起钢筋的截面面积为:
采用加焊的斜筋,提供
依此类推,求得第五排弯起钢筋的截面面积为:193.11
采用加焊的斜筋,提供
三. 横隔梁的计算
1. 确定作用在中横隔梁上的计算荷载: 对于跨中横隔梁的最不利荷载布置如图.
纵向一列车轮对于中横隔梁的计算荷载为:
汽车-20
Poq = ∑Piyi = (120×1。000+120×0。711+60×0.175)= 107.91kN
挂车—100
Pog = ∑Piyi = (250×1.000+250×0。753+250×0.175)= 120.50 kN
人群: =3×0.75×4.85=10。91KN
2. 按偏心压法可算得1,2号梁的荷载横向分布影响线竖标值,则Mr的影响线竖标可计算如下:
P=1作用在1号梁轴上时:
ηMr1 =η11×1.5d+η21×0。5d—1×1.5d
= 0。6×1。5×1.6+0。4×0。5×1.6—1×1。5×1.6
= -0.64
P=1作用在5号梁轴上时:
ηMr5 =η15×1。5d+η25×0.5d
= -0。2×1。5×1。6+0×0。5×1。6 = -0。48
P=1作用在2号梁轴上时:
ηMr2 =η12×1。5d+η22×0.5d—1×0。5d
= 0。4×1。5×1.6+0。3×0。5×1。6—1×0。5×1.6
= 0。4
3. 绘制剪力影响线
对于1号主梁处截面的Q1右影响线计算如下:
P=1作用在计算截面以右时:
ηl1右=ηl1=0。6
ηl2右=ηl2=0.4
ηl5右=ηl5=—0。2
P=1作用在计算截面以左时:
ηl1右=ηl1—1=0。6-1=—0。4
4. 截面内力计算
将计算荷载Poq,Pog在相应的影响线按最不利荷载位置加载,对于汽车荷载并记入冲击影响力(1+μ)
弯矩M2—3
汽车-20
M2—3=(1+μ)×ξ×Poq×∑η
=1.2×1×107。91×(0。64+0。01)
= 84.17KN·m
挂车-100
M2—3=Poq×∑η= 120。50×(0. 28+0.64+0.325+0.01)
= 151。227
剪力Q1右
汽车—20
Q1右=(1+μ)×ξ×Poq×∑η=1.2×1×107.91×(0.575+0.350+0.188-0。038)
= 144.125
挂车—100
Q1右= Poq×∑η=120.50×(0.513+0。400+0。288+0。175)
= 165。81
横隔梁内力组合:(恒载内力不计)
承载能力极限状态内力组合(强度验算)
组合Ⅰ
Mmax=0+1。4×84。170=117。838 KN·m
Q右max、1=0+1。4×144。125=201.775 KN
组合Ⅲ
Mmax.r=0+1。1×151.228=166。351 KN·m
Q右max、1=0+1。1×165。808=182.389KN
正常使用极限状态内力组合
组合Ⅰ
Mmax、r=0+84。17=84.17 KN·m
Q右max、1=0+144.125=144。125KN
组合Ⅲ
Mmax、r=0+151。227=151.227KN·m
Q右max、1=0+165.81=165。81 KN
5.横隔梁截面配筋与验算:
(1)、正弯矩配筋:
取横隔梁的高度为100cm,顶宽为16cm,下部宽为14cm,平均宽度为15 cm,钢筋选用HRB400,抗拉强度标准值为400MPa,抗拉强度设计值为330MPa。相对界限高度为ζ=0。53,弹性模量=2。0× MPa,箍筋采用HRB330,抗拉强度设计值为280MPa。主梁采用混凝土。
横隔梁截面配筋按矩形截面设计,宽度去平均值155mm,设=90mm,则横隔梁有效高度值: =990-90=900mm
(1)、求混凝土受压区高度:
由公式:
得 1.0×166.351×=1.38×150x(900—
X=96。63mm<=0。53×900=477mm
将X=162。43mm代入公式求所须钢筋截面面积:
=
选用2Ф22钢筋(外筋25。1mm)提供=760
布置两排并每排两根焊接。截面最小宽度=2×30+3×25.1=135。1mm〈b=150mm,则梁的实际有效高度为990—30-25。1/2=947。5mm.
(2)。跨中截面正截面承载力复核
确定混凝土受压区高度:
x===121。16〈=0。53×927.3=491。58mm
将x带入公式=求得截面所能承受的弯矩设计值为:=13。8×150×121。16(947。5—121。16/2)=222。441×KN·mm=222.441 KN·mm>=1。0×166。351 KN·mm (满足要求)
四、支座设计计算(采用板式橡胶支座)
恒载作用下的支座反力N0=167.51KN,汽车荷载:Np,max=252。91KN 1。4(汽车荷载+人群荷载)
Np,min=167。46KN (汽车+人群)
汽车-20级和人群荷载作用下产生的跨中饶度ƒ=1。82,取主梁的计算温差为△t=
1.确定支座几何尺寸:
a 确定平面尺寸
试取板式橡胶支座形状系数S>8,取橡胶支座的容许应力[δ]=10 MPa。
支座的平面面积A≥==0。042042m2
取支座的横桥向长度为 0.18m,顺桥向长度为 0。25m,则
A=0。18×0.25=0。045 m2>0.0420m2
确定支座的厚度
由于温度产生的梁的伸长量由两端的支座均摊,则每一支座承受的水平位移为
Δ=αΔt =1×10-5×35×=0。0034m
取橡胶片容许剪切角正切值[tgγ]=0。7。
∑t≥= =0。0049m
选用4层钢板和5层橡胶片组成的板式橡胶支座。上、下表层橡胶片厚0。0025m,其余均为常用厚度,即钢板厚为0。002m,橡胶片厚为0。005m。
支座总厚0.0025×2+0。005×3+0。002×4=0。028m
橡胶片总厚为∑t=0。0025×2+0。005×3=0.02m>0。0049m且0.0025cm≤0。036cm,满足要求
支座总厚h=0.028m
3、 支座偏转验算
a、 计算形状系数
b/a=0.25/0。18=1。39<2
s=ab/2t(a+b)=10。47〉8
若橡胶邵氏温度为50oc,可知橡胶的弹性模量并乘以0。7,则
E=448.85Mpa
支座的平均压缩变形为
ΔS=
=420。42×0。02/448。85×0.18×0.25=0。382≤5%∑t
=0.05×20mm=0.75mm(满足要求)
b、 支座偏转验算
主梁在最不利荷载下梁端产生的转角为θ=0。003rad
ΔS2=ΔS — θa =0.288×10—3-0.5×0。18×0。003=0。000018>0(满足要求)
抗滑性验算
板式橡胶支座在活载作用下必须满足
μ(Np,min+ N0)≥1.4GA+HT
冲击系数为0。2,对与汽—20级一辆加重车的总重为300KN,制动力为 300×30%=90KN,经比较取制动力为90KN参与计算,五根梁共10个支座,每一个支座所受水平力为HT=9KN。
则1.4GA+HT=1.4×0。647×103×0。30×0.18×0。0035/0.05+9=43。24KN
μ(Np,min+ N0)=0.2×(167。46+167。5)=66。99KN>43.24 KN(满足要求)
五、轻型桥墩配筋计算(按构造配)
(一)、设计资料
墩柱采用C30混凝土浇注,
盖梁采用C40混凝土
系梁采用C25混凝土,,
(二)、盖梁配筋
按要求取配筋率=0。45×1.65/280=0.265%
所需钢筋截面面积:
取 箍筋间距S〈15d=15×25.1=376。5mm取S=350mm
(三)、墩柱配筋
按要求取配筋率为0。265%,墩柱截面3。14×
所需钢筋截面面积:
取 箍筋间距S〈15d=15×28.4=426mm取S=400mm
距端顶400mm内S取100mm。
(四)、系梁配筋
按要求取配筋率=0.45×1。23/280=0。2%
所需钢筋截面面积:
取 箍筋间距S〈15d=15×20。5=307.5mm取S=300mm
(一) 桥台设计计算:
本设计桥台采用重力式U形桥台,台身高5m,前墙顶宽0。4m。背坡4:1,侧墙顶宽0。4m.前坡直立,背坡4:1,基础为双层刚性扩大基础,每层厚0。8m,顺桥向襟边为30cm(内侧),20cm(外侧)横桥向襟边20cm,上层基础平面尺寸为415cm×890㎝.下层基础平面尺寸535㎝×930㎝。铺装层平均厚按11㎝计入.
1.截面几何尺寸
(1)台身底面:面积:A=4。15×8.5-2.0×5。0=25。275m2形心位置=(4。15×8.5×4。15/2-2×5×2。0/2)/25.275=2。5m
=4。15-2。5=1。65m惯性矩为:(2)基础底面:面积:A=9。3×5.35=49。755惯性矩:核心半径:=5。35/6 =0。892
2.外力计算:
采用第二种活载布置(即台后破坏棱体上布置车辆荷载,温度下降并考虑台后土侧压力)
(1) 台后主动土侧压力
①土压力系数计算:
,
②台后破坏棱体长度
=35+17。5+14.036=66。536
则桥台底面以上破坏棱体长度
=hcota—1。0=5。00。4647-1.0=1。3235m
基础底面以上破坏棱体长度
=(5+1.6)×0。4647+0。6-1。0 =2。667m
③土侧压力(车辆及填土)
1)、桥台底面深度土压力
a. 汽-20级重车后轴作用在破坏棱体上
=E=
=1/2×18×5。0×(5。0+2×2。37)×8。5×0。161=599。81KN
作用点距台底:
=2.072m
b.挂-100作用在破坏棱体上=2。47m E=
=612。13KN
作用点距台底:
=2.08m
2)、基础底面处压力
a。汽-20级作用在破坏棱体上=1。18m E=
=728.35KN
作用点距台底:
=2。49m
b。挂-100级作用在破坏棱体上
=1。23m E=
=736。48KN
作用点距台底:
=2。50m
3)垂直
展开阅读全文