40m跨装配式预应力混凝土简支t梁桥计算.doc

辽宁工业大学桥梁工程课程设计计算书题目： 40m跨装配式预应力混凝土简支T梁桥计算 院 （系）： 土木建筑工程学院 专业班级： 道桥083班 学 号： 080503082 学生姓名： 刘壮 指导教师： 孙荣书 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 计 算 书 课程设计（论文）任务及评语院（系）： 土木建筑工程学院 教研室：施工教研室学 号080503082 学生姓名刘壮专业班级道桥083课程设计题目 40m跨预应力钢筋混凝土梁桥设计计算课程设计（论文）任务该桥设计荷载公路级（人群荷载），主梁全长：39.96m。横隔梁间距自行设计，桥宽：净921.5m人行道。1、完成桥梁横断面、桥面铺装及主梁构造设计，使用CAD按标准出图一张。2、主梁翼缘板的计算（计算恒载作用下和活载作用下单位板宽的弯矩，要求弯矩内力组合计算）3、活载横向分布系数的计算（绘制出荷载横向分布系数沿桥跨纵向的变化图）4、主梁内力计算（恒载内力和活载内力，并按照规范要求组合）5、横隔梁的内力计算（按偏压法计算中横隔梁内力，计算内容：Q1r、Q2r和M23、M3L。）6、主梁挠度验算（计算由荷载引起的跨中挠度，结构刚度验算及预拱度的设置）7、支座设计计算（建议采用等厚度的板式橡胶支座。其标准应满足桥规的有关规定）指导教师评语及成绩序号内容满分得分1考勤情况102按进度完成课程设计，设计计算无误203设计合理，计算准确，符合规范要求404计算书文字无误，图纸绘制规范准确105答辩20合计100指导教师签字： 学生签字： 2010 年 12月 日目录一构造设计及桥面布置1二桥面板内力计算2三荷载横向分布系数的计算3四主梁内力计算5五横隔梁内力计算10六挠度计算11七支座设计12一构造设计及桥面布置1. 桥梁的跨径及桥宽主梁全长：39.96m（标准跨径为40m）计算跨径：39.50m2. 主梁尺寸的确定（梁肋）主梁间距1.6m2.2m 取2.15m 五根主梁高跨比1/151/25 梁高取2.3m3. 横隔梁尺寸的确定中横隔梁的高度可作成主梁高的3/4左右, 取1.7m 端横隔梁宜与主梁同高 取2.3m 横隔梁的肋宽通常采用1216cm 取16cm 除端横隔梁，设置三片中横隔梁，共五片；间距为9.5m4. 主梁肋板尺寸:翼板根部h/12cm 取20cm，翼缘取18cm，腹板厚度取20cm 马蹄宽度约为肋宽24倍，取36cm，高32cm，45倾斜表1 T形梁尺寸（m）主梁长度计算跨径主梁高度梁肋宽度隔梁高度隔梁间距39.9639.502.30.202.39.5图1 横断面图 单位（cm）图2 纵断面图 单位（cm）二桥面板内力计算1.恒载及内力桥面铺装为5cm厚的沥青表面处治（容重21kN/m3）和平均厚10cm的C25混凝土垫层（容重23 kN/m3），T板材料容重25 kN/m3 每延米板上的恒载： 防水混凝土面层： 图三T梁横断面图 单位（cm）T梁翼板自重： 合计： 每延米板条的恒载内力 弯矩 剪力 2.公路-级车辆荷载产生的内力将车辆荷载后轮作用于铰缝轴线上，后轴作用力，由桥规查得，其后轮着地长度，宽度，则：， 图4公路级的计算图式 单位（m）荷载作用于悬臂根部的有效分布宽度：单轮时 =d=0.44m 双轮时=d+2l=1.04m 冲击系数 作用于每米宽板条上的弯矩为： 3.内力组合 三荷载横向分布系数的计算1.杠杆法计算1#梁，2#梁，3#梁支点位置的汽车、人群荷载横向分布系数，并列表表示，如下图所示，相应于荷载位置的影响线1#梁 汽车 人群 2#梁 汽车人群 3#汽车 人群 图5按杠杆原理法计算横向分布系数 单位（cm） 2、偏压法此桥在跨度内设有横隔梁，具有强大的横向连接刚性，承重结构的长宽比为故按刚性横梁法来绘制横向影响线，并计算横向分布系数，本桥各梁横截面均相等，梁数n=5，梁间距为2.15m则1#梁影响线竖标值，由和计算横向影响线的零点位置解得x=6.45m2#梁影响线竖标值 3#梁 图6 偏心压力法计算横向分布系数图式 （cm） 四主梁内力计算1恒载内力计算.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强度为：作用于中主梁的全部恒载强度为：.恒载内力计算边主梁的弯矩和剪力表4 恒载内力内 力 截面1号梁2号梁（3号梁）x=0Q=442.85M=0Q=486.25M=0x=L /4Q=253.96M=3421.58Q=278.53M=3392.35X=L/2Q=0M=4432.67Q=0M=4476.832.活载内力计算 表5 影响线图式截面影响线图式主梁截面型心到T梁的距离混凝土，即所以，则（1+u）=1.204取=1 （双车道不折减）公路二级 ， 集中荷载，人群荷载一号梁 = （）处：（）跨中：支点处剪力： 图7 支点剪力计算图式 单位（m）横向分布长度 汽车作用人群作用 二号梁与三号梁计算方法同上，略。表6 一号梁，二号梁，三号梁活载内力梁号荷载MV跨中1/4跨中支点1汽车2845.4462284.979133.08314.245人群614.345394.93615.55365.21242汽车2284.3961780.609111.39273.245人群387.285232.9128.92135.983汽车1825.3421325.2691.386192.47人群372.616203.848.76532.69 表7 弯矩组合项目组合弯矩四分点截面跨中截面梁梁梁梁梁梁恒载3421.583392.353392.354432.674476.834476.83汽车荷载1935.841765.241263.782876.522296.831863.51人群荷载376.82235.16189.83625.19392.94362.511.2041.2041.2041.2041.2041.2041735.241587.211200.862106.202106.201520.83基本组合6970.846760.345920.968950.268950.268077.93短期组合4832.964783.264365.846324.916324.915846.83长期组合4921.064213.363932.655896.935610.835463.76表8 剪力组合项目剪力弯矩支点点截面跨中截面梁梁梁梁梁梁恒载435.63296.36263.65000汽车荷载318.24267.83198.76136.78123.6592.57人群荷载63.9632.5428.3518.2310.829.911.2041.2041.2041.2041.2041.204284.96245.83172.34130.5297.8474.65基本组合1102.84752.83478.56208.76163.84123.86短期组合687.63452.69401.8398.7978.5258.99长期组合612.54384.78345.2364.5449.3839.24五横隔梁内力计算1.绘制中横隔梁的内力影响线对于2号梁和3号梁之间的截面弯矩影响线计算如下 P=1作用在1号梁轴上时: P=1作用在5号梁轴上时: P=1作用在3号梁轴上时: 对于3号梁只计算P=1作用在1号梁和5号梁的坐标 P=1作用在1号梁轴上时: P=1作用在5号梁轴上时: P=1作用在3号梁轴上时： 对于影响线: P=1作用在计算截面以右时， P=1作用在计算截面以左时， 对于影响线: P=1作用在计算截面以右时， P=1作用在计算截面以右时，2.确定作用在中横隔梁的计算荷载对于跨中横隔梁的最不利荷载布置见下图：纵向一列车轮对于中横隔梁的计算荷载为：计算弯矩时：计算剪力时： 图8 中横隔梁内力影响线 单位（m）3.截面内力计算 将求得的计算荷载 在相应的影响线上按最不利荷载位置加载，对于汽车荷载并计入冲击影响1+=1.204公路二级荷载:汽车作用弯矩人群弯矩剪力计算汽车作用 人群作用荷载组合: 六挠度计算根据以上计算可知跨中截面主梁结构自重产生的最大弯矩，汽车产生的最大弯矩（不计冲击力）为，人群产生的最大弯矩为1.验算主梁的变形按桥规规定，验算主梁的变形时，不计入结构自重产生的长期挠度，汽车不计入冲击力，则可变荷载频遇值产生的跨中长期挠度： 符合规定2.判断是否设置预拱度应设置预拱度3.计算预拱度最大值 应做成平顺曲线七支座设计 图9 横隔梁影响线 单位（m）1.已知支座压力标准，其中结构自重引起的反力标准值，公路二级和人群荷载引起的支座反力标准值分别为183.95和7.47，公路一级和人群荷载作用下产生的跨中挠度，主梁计算温差，设计板式橡胶支座.2、确定支座平面尺寸选， t=0.5. 计算支座的平面形状系数s,取故得橡胶支座的弹性模量:验算橡胶支座的承压强度 (合格)3.确定支座厚度主梁的计算温差t=35，温度由两端的支座均摊，则每一支座承受的水平位移为: 为了计算汽车荷载制动力引起的水平位移,首先要确定作用在每一支座上的制动力，按桥规,对于桥跨,一个设计车道上公路二极车道荷载总重为: ,则其制动力标准值为,但按桥规,不得小于.经比较,取总制动力为90kN参与计算,五根梁共10个支座,每一支座承受水平力.确定需要的橡胶片总厚度选用4层钢板和5层橡胶片组成的支座，上下层橡胶片厚0.25cm，中间层厚0.5cm薄板厚0.2cm，则(合格)支座总厚度4.验算支座偏转情况计算支座的平均压缩变形为：按桥规规定，尚应满足即 （合格）计算梁端转角验算偏转情况 即 （合格）5.验算支座的抗滑稳定性计算温度变化引起的水平力 验算滑动稳定性（合格）（合格） 结果表明支座不会发生相对滑动目 录第一章 项目摘要31.1项目基本情况31.2建设目标31.3建设内容及规模41.4产品及去向41.5效益分析4第二章 项目建设的可行性和必要性52.1建设的必要性52.2建设的可行性52.3编制依据62.4编制原则9第三章 项目建设的基础条件93.1建设单位的基本情况93.2项目的原料供应情况103.3地址选择分析10第四章 产品114.1沼气114.2 沼气产量确定124.3有机肥134.4产品去向13第五章 沼气工程工艺设计145.1工艺参数145.2处理工艺选择145.3工艺流程的组成155.4厌氧处理工艺选择与比较155.5沼气存储和净化工艺165.6工艺流程185.7沼气输配设施195.8沼气计量设施19第六章 总体设计196.1站内总体设计196.2站外配套设计19第七章 土建设计207.1建筑设计207.2结构设计20第八章 电气设计218.1设计依据218.2设计规范228.3 设计说明228.4控制与保护228.5防雷与接地228.6配电系统238.7防雷与接地238.8 防爆设计238.9供电负荷23第九章 安全、节能及消防249.1安全生产249.2防火消防249.3节能25第十章 主要构（建）筑物、设备的设计参数2510.2 厌氧消化系统工艺参数设计2710.3 沼气净化系统工艺参数设计2810.4 沼气储存系统2810.5 沼肥储存系统2910.6配套设施区29第十一章 投资概算和资金筹措3011.1编制说明3011.2总投资估算表3111.3投资概算3311.4资金筹措33第十二章 项目实施进度和投招标3412.1进度安排3412.2招（投）标依据3412.3招（投）标范围3412.4招（投）方式35第十三章 项目组织与管理3513.1管理3513.2劳动定员和组织培训37第十四章 环境保护和安全生产3714.1污染源和污染物3714.2污染治理方案3814.3安全生产39第十五章 产品市场分析与预测4115.1沼气4115.2沼气发电4115.3沼液和沼渣4315.4（生态）农产品。43第十六章 社会、生态及经济效益分析4316.1社会效益4316.2生态效益4416.3经济效益44第十七章 结论46第十八章 附件4718