1、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
2、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]=4
3、50kPa;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
4、·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<
5、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 /
6、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×
7、—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)
8、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
9、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。
10、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
11、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
12、 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
13、 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 =
14、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×
15、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
16、 = 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×
17、∑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×
18、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
19、 = 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
20、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
21、 = 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 7
22、0。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
23、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
24、 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
25、 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)
26、 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
27、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(K
28、N) 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
29、 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:
30、 (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×=1
31、3。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
32、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
33、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
34、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。7
35、mm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
36、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
37、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
38、 = 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
39、 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=2
40、01.775 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HRB40
41、0,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
42、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
43、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
44、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
45、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,
46、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,,
47、 (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
48、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
49、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×
50、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






