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文檔簡介
1、畢業(yè)設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書系 部: 專 業(yè): 學(xué)生姓名: 學(xué) 號: 設(shè)計(論文)題目: 起 迄 日 期: 設(shè)計(論文) 地點: 指 導(dǎo) 教 師: 教 研 室 負(fù) 責(zé) 人: 發(fā)任務(wù)書日期: 年 月 畢 業(yè) 設(shè) 計(論 文)任 務(wù) 書1本畢業(yè)設(shè)計(論文)課題的目的和要求:目的:培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識分析和解決實際工程問題能力,使學(xué)生得到一次工程設(shè)計的基本訓(xùn)練,鞏固和提高理論知識和專業(yè)技能。要求:通過進一步的學(xué)習(xí)和設(shè)計訓(xùn)練,使學(xué)生熟悉橋梁設(shè)計的基本原理和方法,具備一般橋梁設(shè)計的基本技能,根據(jù)橋梁功能選擇合理施工方案,繪制完整橋梁施工圖;能夠根據(jù)不同情況,合理地選擇結(jié)構(gòu)、構(gòu)造方案;能熟練地進行
2、結(jié)構(gòu)設(shè)計計算,繪制橋梁平面布置和橋梁施工圖;較好地掌握計算機在橋梁、結(jié)構(gòu)設(shè)計計算中的應(yīng)用,學(xué)會利用各種規(guī)范和圖集等設(shè)計資料。2本畢業(yè)設(shè)計課題的技術(shù)參數(shù) (一)、地質(zhì)水文資料沖刷深度:最大沖刷線為河床線下2m處地質(zhì)條件:軟塑粘性土按無橫橋向的水平力(漂流物,沖擊力,水流壓力等)設(shè)計(二)、工程概況該橋位于某二級公路,規(guī)劃河道寬度60m。設(shè)計橋梁與河道正交,雙向兩車道,兩側(cè)安全帶各寬1.0m。建議采用裝配式鋼筋混凝土T形簡支梁橋。(三)、設(shè)計依據(jù)1、設(shè)計荷載:汽車荷載采用公路級 2、橋梁寬度:2×3.5+2×1.03、橫坡:;4、橋面鋪裝:瀝青混凝土鋪裝5cm;混凝土鋪裝10c
3、m,主梁截面強度驗算時計入8cm的鋪裝參與受力5、橋面跨徑:簡支梁標(biāo)準(zhǔn)跨徑20m,共分3跨。6、地震烈度:該地區(qū)地震烈度7度,具體按公路橋涵抗震設(shè)計規(guī)范辦理。7、河道規(guī)劃情況:規(guī)劃河道寬度60m,河底標(biāo)高3.2m,水面線高程5.2m,梁底高程8.2m。各級荷載可按橋規(guī)有關(guān)條文執(zhí)行。(四)、主要材料規(guī)格1、鋼筋:主筋采用焊接鋼筋HRB335鋼筋,箍筋采用R235鋼筋2、混凝土: 混凝土采用C30。3、支座:板式橡膠支座畢 業(yè) 設(shè) 計(論 文)任 務(wù) 書3對本畢業(yè)設(shè)計(論文)課題成果的要求包括圖紙、論文、圖表、實物等:(一)設(shè)計要求(1)橋面跨徑:簡支梁標(biāo)準(zhǔn)跨徑20m,共分3跨。結(jié)構(gòu)設(shè)計計算書一份
4、,字?jǐn)?shù)要求30000字左右。翻譯一篇不少于三千單詞的英文文獻。(2)研究內(nèi)容有學(xué)術(shù)和實用價值,論述充分翔實,邏輯性強,能反映出運用所學(xué)知識分析問題,解決問題的能力。(3)論文語句通順,條理清晰,論證嚴(yán)密深刻,結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn),行文規(guī)范;(4)設(shè)計中要有必要的圖形,圖形盡量用電腦進行繪制;(5)在設(shè)計過程中應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)定時間完成相關(guān)的設(shè)計任務(wù);(6)其他未盡事宜請參照畢業(yè)設(shè)計有關(guān)要求。(二)、圖紙要求(1圖紙)(1)總體布置圖一張;(2)梁的一般構(gòu)造圖一張;(3)鋼筋構(gòu)造圖12張;(4)橋面鋪裝構(gòu)造圖一張;(5)護攔布置、構(gòu)造圖。 (6) 樁基配筋圖1張4主要參考文獻資料:(1)公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范JT
5、G D602004(2)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范JTG D622003(3)公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范JTJ/T041-2000實施手冊(4)公路橋涵設(shè)計手冊(梁橋),人民交通出版社,1996(5)橋梁工程,邵旭東主編, 武漢理工大學(xué)出版社,2005(6)橋梁計算示例叢書(混凝土簡支梁(板)橋),易建國主編,人民交通出版社,2002(7)結(jié)構(gòu)設(shè)計原理,葉見曙主編,人民交通出版社,1999畢 業(yè) 設(shè) 計(論 文)任 務(wù) 書5本畢業(yè)設(shè)計(論文)課題工作進度計劃:起 迄 日 期工 作 內(nèi) 容2011年4月11日4月17日4月18日4月24日4月25日5月1日5月2日5月8日5月9日5月15
6、日5月16日5月29日5月30日6月5日6月6日6月12日6月13日6月19日6月20日6月24日仔細(xì)閱讀畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書,通過查閱有關(guān)資料熟悉簡支梁橋上部構(gòu)造及計算方法,初步擬定橋梁構(gòu)造及各部尺寸上部結(jié)構(gòu)布置;梁恒載內(nèi)力計算主梁的活載內(nèi)力計算;內(nèi)力組合承載能力極限狀態(tài)下主梁配筋及驗算;正常使用極限狀態(tài)下裂縫寬度驗算;撓度驗算橫梁的計算行車道板的計算支座的計算下部結(jié)構(gòu)計算答辯教研室審查意見:負(fù)責(zé)人: 年 月 日系部意見: 系主任: 年 月 日摘要石鼓區(qū)千固橋設(shè)計第I部分 鋼筋混凝土簡支T型梁橋的計算一、 設(shè)計資料1. 橋面凈空凈7m+2×1m人行道。2.主梁的跨境和全長標(biāo)準(zhǔn)跨徑: =2
7、0.0m(墩中心距離)計算跨徑: =19.50m(支座中心線距離)主梁全長: =19.96m(主梁預(yù)制長度)3.設(shè)計荷載公路II級,人群荷載34.材料鋼筋:主筋用HRB335鋼筋,其他用R235鋼筋;混凝土:C30。5.計算方法極限狀態(tài)法。6.結(jié)構(gòu)尺寸如圖1-1所示全斷面五片主梁,設(shè)五根橫梁。二主梁的計算(一):活荷載內(nèi)力計算活載內(nèi)力計算1. 求荷載位于支點時1#,2#,3#梁橫向分布系數(shù) (杠桿法) 繪制1#,2#,3#梁的橫向分布影響線。 確定荷載沿橫向的最不利位置。求出相應(yīng)于荷載位置的影響線豎標(biāo)值。計算1號,2號,3號梁的荷載橫向分布系數(shù)為:一號梁汽車荷載 人群荷載二號梁汽車荷載人群荷載
8、三號梁汽車荷載人群荷載2.3號梁人群荷載取是考慮人行道上不布載時為最不利情況,否則人行道荷載引起的負(fù)反力在考慮作用效應(yīng)組合的方面會減小2號梁的受力。2.荷載位于跨中處 此橋在跨度內(nèi)設(shè)有橫隔梁具有強大的橫向連接剛性,且承重結(jié)構(gòu)的款跨比為故可按修正偏心壓力法來繪制橫向影響線,并本橋各根主梁的橫截面均相等梁數(shù)n=5間距為1.6m則 主梁的抗彎慣性矩求主梁的重心位置平均翼板厚 計算修正系數(shù) 取一號梁 汽車荷載人群荷載 二號梁 汽車荷載人群荷載 三號梁 汽車荷載 人群荷載 荷載分布系數(shù)1-1梁號荷載位置汽車荷載人群荷載1跨中支點0.5240.4380650.152跨中支點0.4620.50.424-0.
9、6153跨中支點0.40.50.40(二)主梁作用效應(yīng)計算1.永久作用計算(1)永久荷載家丁橋面構(gòu)造各部分重力平均分配給主梁承擔(dān),計算見表1-2鋼筋混凝土T型梁橋永久荷載計算 1-2主梁g11.6×1.3-2×0.71×(1.2+1.16)×1/2×25=10.1kN/m橫隔梁g2邊主梁:1.26÷2=0.63 kN/m中主梁: kN/m 鋪裝層g3瀝青混凝土 (0.05×1.60)×23=1.84 kN/m混凝土 (0.1*1.6)*24=3.84 kN/m鋪裝層g4緣石:(2.5×0.32×
10、0.15)×23=2.76 kN/m支撐梁:(2×1.04×0.22×0.15)×25=1.73 kN/m人行道梁A:1.1×0.24×0.28×25=1.85 kN/m人行道梁B:1.1×0.24×0.14×25=0.925 kN/m人行道板:1.1×0.06×2.5×25=4.125 kN/m鑲面鉆:1.1×0.02×2.5×18=0.99 kN/m欄桿柱:1×0.18×0.14×25=0.6
11、3 kN/m扶手:2×2.36×0.08×0.12×25=1.13 kN/m14.13 kN/m每延米:5.625kN/mg4=4.22×2/5=1.69 kN/m合計邊主梁:g=gi=22.035kN/m中主梁: g=gi=22.665 kN/m一側(cè)人行道部分每2.5m長時重14.13 kN/m,1m長時重14.13/2.5=5.625 kN/m。按人行道橫向分布系數(shù)分?jǐn)傊粮髁旱陌逯貫?號、5號梁: 2號、4號梁: 3號梁:各梁的永久荷載混總于表1-3各梁的永久荷載(單位:kN/m) 1-3梁號主梁橫梁欄桿及人行道鋪裝層合計1(5)10.10
12、.632.255.6818.662(4)10.11.262.115.6819.15310.11.262.255.6819.29(2)永久作用效應(yīng)計算影響線面積計算見表1-41-4項目計算面積影響線面積橫梁Ml/2 Ml/4 Ql/2 Ql/4永久作用效應(yīng)計算見表1-6 永久作用效應(yīng)計算表 1-6粱號(kN/m)(kN/m)(kN/m)1(5)2(4)318.6619.1519.2947.5347.5347.53886.9910.2916.918.6619.1519.2935.6535.6535.65665.2682.7687.718.6619.1519.299.759.759.75181.91
13、86.7188.12. 可變作用效應(yīng)(1) 汽車荷載沖擊系數(shù) 簡支梁的自振頻率為:HZ 按橋規(guī)4.3.2條規(guī)定沖擊系數(shù)按照下式計算(2)公路級均布荷載,集中荷載及其影響線面積按照橋規(guī)4.3.1規(guī)定公路級車道荷載按照公路車道荷載的0.75倍,采用即均布荷載=7.875KN/ =178.5KN公路級及其影響線面積表 1-7項目頂點位置( KN/)(KN)Ml/2Ml/4Ql/21/2處1/4處支點處1/2處7.8757.8757.8757.875178.75178.75178.75178.7547.5335.652.4389.75可變作用(人群)(每延米)(2) 可變作用效應(yīng)(彎矩計算)(表1-8
14、1-10) 公路級產(chǎn)生的彎矩(單位:kN·m) 1-8粱號內(nèi)力彎矩效應(yīng)()【××】1Ml/2Ml/40.5240.5241.2387.87547.5335.65178.54.8753.656807.31605.472Ml/2Ml/40.4620.46247.5335.654.8753.656711.79605.473Ml/2Ml/40.40.447.5335.654.8753.656616.27462.19人群產(chǎn)生的彎矩(單位:kN·m)1-9梁號內(nèi)力彎矩效應(yīng)××1Ml/2Ml/40.650.652.252.2547.5335.656
15、9.552.12Ml/2Ml/40.4240.4242.252.2547.5335.6545.334.03Ml/2Ml/40.40.42.252.2547.5335.6542.832.1 基本荷載組合:按橋規(guī)4.1.6條規(guī)定,永久作用設(shè)計值效應(yīng)與可變作用設(shè)計值效應(yīng)的分項系數(shù)為:永久荷載作用分布系數(shù):;汽車荷載作用分項系數(shù):; 人群荷載作用分項系數(shù):。彎矩基本組合見表1-10彎矩基本組合表(單位:kN·m) 1-10梁號內(nèi)力永久荷載人群汽車1Ml/2Ml/4886.9665.269.552.1807.31605.472272.351704.252Ml/2Ml/4910.2682.745
16、.334.0711.79533.832139.481604.683Ml/2Ml/4916.9687.742.832.1616.27462.192010.991508.26注:橋梁的結(jié)構(gòu)重要性系數(shù),本設(shè)計取=1.0 與其他可變荷載作用效應(yīng)的組合系數(shù),本設(shè)計取=0.8(3) 可變荷載剪力效應(yīng)計算 計算可變荷載剪力效應(yīng)應(yīng)計入橫向分布系數(shù)沿橋跨變化的影響。通常分兩步進行,先按跨中的由等代荷載計算跨中剪力效應(yīng);再用支點剪力荷載橫向分布系數(shù)并考慮支點至為直線變化來計算支點剪力效應(yīng)。剪力計算時,按照橋規(guī)4.3.1條規(guī)定,集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值需乘以1.2的系數(shù)。 跨中剪力的計算(見表1-111-12)公路產(chǎn)生的跨中
17、剪力(單位:KN) 1-11粱號內(nèi)力彎矩效應(yīng)()【××】1230.5240.4620.41.2387.8752.438214.20.578.8072.2462.54人群荷載產(chǎn)生的跨中剪力(單位:KN) 1-12梁號內(nèi)力彎矩效應(yīng)××1230.650.4240.42.252.4383.572.332.19 支點剪力的計算(見表1-131-15)計算支點剪力效應(yīng)的橫向分布系數(shù)的取值為:a. 支點處按杠桿法計算的b. 按跨中彎矩的橫向分布系數(shù)c. 支點處在和之間按照直線變化支點剪力效應(yīng)計算式為:式中:相應(yīng)于某均布活載作用處得橫向分布圖縱坐標(biāo);相應(yīng)于某均布活載作用
18、數(shù)值;相應(yīng)于某集中活載的數(shù)值。人群均布荷載產(chǎn)生的支點剪力效應(yīng)計算式為:式中:跨中橫向分布系數(shù); 支點處橫向分布系數(shù)。梁端剪力效應(yīng)計算:汽車荷載作用下如圖所示,計算結(jié)果如表1-13所示公路級產(chǎn)生的支點剪力計算表(單位:KN) 1-13梁號剪力效應(yīng)()1231.238164.08177.3197.72人群作用如圖,計算結(jié)果如表1-14所示??勺冏饔弥c剪力計算表(單位:KN) 1-14梁號123公式 計算值 剪力效應(yīng)組合(單位:KN) 1-15梁號剪力效應(yīng)永久荷載人群汽車1181.918.53164.08468.7503.5778.8114.322186.74.08177.3476.8302.33
19、72.24103.753188.16.76197.72510.1002.1962.5490.01注:橋梁的結(jié)構(gòu)重要性系數(shù),本設(shè)計取=1.0 與其他可變荷載作用效應(yīng)的組合系數(shù),本設(shè)計取=0.8(三)持久狀況承載能力極限狀態(tài)下界面設(shè)計、配筋與驗算1.配置主筋 由彎矩基本組合可知,1號梁值最大,考慮到施工方便偏安全的一律按一號梁計算彎矩進行配筋。設(shè)=80mm 則 由式可判定此截面屬于第一種T型截面可按矩形截面進行計算,求出受壓區(qū)高度?,F(xiàn)取則實際取用手拉鋼筋截面積和截面尺寸如下圖實際用受拉鋼筋重心至下邊緣的距離鋼筋重心位置為實際有效高度實際配筋率所以又 符合要求;2.持久狀況截面承載能力極限狀態(tài)計算承
20、載力符合 截面所能承受的彎矩按照截面實際配筋值計算受壓區(qū)高度3. 根據(jù)斜截面抗剪承載力進行斜筋配置由以上可知支點剪力效應(yīng)以三號梁為最大,為偏安全設(shè)計一律采用三號梁的數(shù)值跨中剪力效應(yīng)以一號梁最大一律以一號梁為準(zhǔn)。 假定有通過支點,按公預(yù)規(guī)9.3.10條構(gòu)造要求 假定主筋為時根據(jù)公預(yù)規(guī)5.2.9條規(guī)定,構(gòu)造要求需滿足支點 按公預(yù)規(guī)5.2.9條規(guī)定介乎兩者之間應(yīng)進行持久狀況斜截面抗剪極限狀態(tài)承載力驗算<1>斜截面配筋的計算圖式 最大剪力取距支座(梁高的一半)處截面的數(shù)值,其中混凝土與箍筋共同承擔(dān)不小于60%,彎起鋼筋(按彎起)承擔(dān)不大于40% 計算第一排(從支座向跨中計算)彎起鋼筋時取用
21、距支座中心處由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力值 計算以后每一排的彎起鋼筋時,取用前一排彎起鋼筋點處由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力值彎起鋼筋配置計算圖式如下圖由內(nèi)插法可得距梁高h(yuǎn)/2=650mm處的剪力效應(yīng)按比例關(guān)系依剪力包絡(luò)圖計算需設(shè)置彎起鋼筋的區(qū)段長度不需設(shè)置剪力鋼筋的區(qū)段長度設(shè)置剪力鋼筋的位置處得剪力 相應(yīng)各排彎起鋼筋位置與承擔(dān)的剪力值 1-16鋼筋排次彎起點距支座中心距離mm承擔(dān)的剪力值(kN)123451129.852223.903283.154317.775410.75174.02129.6186.6744.630.28<2>各排彎起鋼筋的計算按公預(yù)規(guī)5.2.7條規(guī)定與斜截面相交的
22、彎起鋼筋的抗剪承能力(kN)按下式計算式中 彎起鋼筋的抗拉設(shè)計強度 在一個彎起鋼筋平面內(nèi)的彎起鋼筋總面積 彎起鋼筋與構(gòu)件縱向軸線的夾角已知本設(shè)計用 =故相應(yīng)于各排鋼筋彎起鋼筋的面積按下式計算 式中=0.148則每排彎起鋼筋的面積為 彎起 彎起 彎起 彎起 彎起 在近跨中處,增設(shè)輔助斜筋,按公預(yù)歸5.2.11條規(guī)定,彎起鋼筋的彎起點應(yīng)設(shè)在按抗彎強度計算不需要該鋼筋的界面以外不小于外,本設(shè)計滿足要求。<3>主筋彎起后持久狀況承載力極限狀態(tài)正截面承載能力校核,計算每一彎起截面的抵抗彎矩時,由于鋼筋根數(shù)不同,其鋼筋的中心亦應(yīng)不同。則有效高度大小不同,此處系估算,可用同意數(shù)值,其影響不會很大
23、。 鋼筋的抵抗彎矩為鋼筋的抵抗彎矩為跨中截面的鋼筋抵抗彎矩為各排彎起鋼筋彎起點的設(shè)計彎矩計算表 1-17彎起鋼筋的序號彎起點符號彎起點至跨中截面距離各彎起點的設(shè)計彎矩跨中5F4E3D2C1B各梁抵抗彎矩計算表 1-18梁段符號主梁截面面積截面有效高度混凝土受壓高度系數(shù)各梁抵抗彎矩EG1093.050.9581DE1035.550.95975CD1058.250.97045BC1094.050.981AB1129.850.991全梁抗彎承載力校核見下圖4.箍筋配置按公預(yù)歸5.2.11條規(guī)定,箍筋間距的計算公式為式中 異形彎矩影響系數(shù),取=1.0 受壓翼緣的影響系數(shù),取=1.1 距支座中心處截面上
24、的計算剪力(kN) 斜截面內(nèi)縱向手拉主筋的配筋率,=100 同一截面上箍筋的總截面面積(mm) 箍筋的抗拉設(shè)計強度 混凝土和鋼筋的剪力分擔(dān)系數(shù),取=0.6 選用雙肢箍筋(R235,)。則面積=1.006,距支座中心處得主筋為,;計算剪力.代入上式得選用根據(jù)公預(yù)歸9.3.13條規(guī)定,在支座中心向跨徑方向長度不小于1倍梁高范圍內(nèi)跪進間距不宜大于100mm綜上所述,全梁箍筋的配置為雙肢箍筋;由于支點至距支座中心2.3m處為10cm,其余地方箍筋間距為20cm則配箍筋率分別為當(dāng)=10cm時,當(dāng)=20cm時,均大于規(guī)范規(guī)定的最小配筋率,R235鋼筋不小于0.18%的要求4. 斜截面抗剪承載能力驗算按公預(yù)
25、規(guī)5.3.6條規(guī)定,斜截面抗剪強度驗算位置為(1) 距支座中心h/2(梁高的一半)處截面;(2) 受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點處得截面;(3) 錨于受拉區(qū)得縱向主筋開始不受力處得截面;(4) 箍筋數(shù)量或間距有改變處得截面;(5) 受彎構(gòu)件腹板寬度改變處得截面據(jù)此本設(shè)計斜截面抗剪強度的驗算截面如下圖所示。即有(1)距支座h/2處截面1-1,相應(yīng)的, (2)距支座中心1129.85mm處截面2-2(彎起鋼筋彎起點)相應(yīng)的 (3)距支座中心2223.9mm處截面3-3(彎起點及箍筋間距變化處)相應(yīng)的 (4)距支座中心3282.15mm處截面4-4(彎起點)相應(yīng)的 (5)距支座中心4317.7mm處截面5-5
26、(彎起點及箍筋的變化處)相應(yīng)的 應(yīng)當(dāng)注意的是:此時的為計算的通過斜截面頂端正截面內(nèi)的最大剪力(kN)和相應(yīng)于上述最大剪力時的彎矩,最大剪力在計算出C值后可內(nèi)插求得;相應(yīng)的彎矩可以按比例繪制的彎矩圖上量取。按公預(yù)規(guī)5.2.7條規(guī)定,受彎構(gòu)件有箍筋和彎起鋼筋時,其斜截面抗剪強度驗算公式為式中:斜截面內(nèi)混凝土與箍筋共同的抗剪能力(kN); 箍筋的配筋率,; 與斜截面相交的普通彎起鋼筋的抗剪能力(kN); 斜截面內(nèi)在統(tǒng)一彎起平面的普通彎起鋼筋的截面面積。斜截面水平投影長度C按下式計算式中m斜截面受壓端正截面處得剪跨比 當(dāng)m>3時取m=3為了簡化計算可近似取(可用平均值) 由C值可內(nèi)插求得各個斜截
27、面頂端處得最大剪力和相應(yīng)的彎矩。按公預(yù)規(guī)取斜截面1-1截割一組彎起鋼筋則縱向鋼筋的含筋率 斜截面2-2截割一組彎起鋼筋 斜截面3-3 斜截面4-4 斜截面5-5 6.持久狀況斜截面抗彎極限承載能力狀態(tài)驗算鋼筋混凝土梁斜截面抗彎承載能力不足而破壞的原因,主要是由于受拉區(qū)縱向鋼筋錨固不好或彎起鋼筋位置不變而造成。根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗如果縱向受拉鋼筋與彎起在構(gòu)造上注意按規(guī)范構(gòu)造要求配置斜截面抗彎承載能力可以得到保證而不必進行驗算,現(xiàn)在驗算一個斜截面。驗算斜截面抗彎承載能力的位置,按公預(yù)規(guī)5.2.12條規(guī)定選取,其最不利的斜截面水平投影長度按下式通過試算確定;式中:按荷載計算通過斜截面受壓段得正截面內(nèi)相應(yīng)于更
28、大的彎矩設(shè)計的剪力組合設(shè)計值一組(二根)彎起鋼筋可承受的剪力時:一組(雙肢)箍筋可承受的剪力驗算距支座中心h/2斜截面箍筋間距為10cm,若斜截面通過10跟箍筋一組斜筋時(約距支座中心1.2m處)如圖所示嘴不利的斜截面在1.201.25間,此處最大計算彎矩按公預(yù)規(guī)5.2.12條規(guī)定,斜截面抗彎承載力應(yīng)按下式進行驗算斜截面抗彎承載能力滿足設(shè)計要求;四:持久狀況正常使用極限狀態(tài)下裂縫寬度驗算按公預(yù)規(guī)6.4.3條規(guī)定最大裂縫寬度按下式計算式中:考慮鋼筋表面形狀的系數(shù),取=1.0; 考慮荷載作用的系數(shù)長期荷載作用時,。其中為長期荷載效應(yīng)組合下的內(nèi)力,為短期效應(yīng)組合計算的內(nèi)力; 與構(gòu)件形式有關(guān)的系數(shù),=
29、1.0 縱向手拉鋼筋的直徑,取=32mm含筋率代入后受拉鋼筋在使用荷載作用下的應(yīng)力。按公預(yù)規(guī)6.4.4條公式計算取1號梁的彎矩效應(yīng)相結(jié)合短期效應(yīng)組合: 長期效應(yīng)組合:選短期組合時,鋼筋應(yīng)力:鋼筋的彈性模量HRB335鋼筋,帶入后可得滿足公預(yù)規(guī)6.4.2條“在一般正常大氣條件下鋼筋混凝土受彎構(gòu)件不超過最大裂縫寬度的要求”。但是,還應(yīng)滿足公預(yù)規(guī)9.3.8條規(guī)定,在梁腹高的兩側(cè)設(shè)置直徑為的縱向防裂鋼筋,以防止產(chǎn)生裂縫。若用則,介乎之間,可行(五)持久狀況正常使用極限狀態(tài)下?lián)隙闰炈惆垂A(yù)規(guī)6.5.1條和6.5.2條規(guī)定, ,全截面(不考慮開裂)換算截面重心軸以上部分的面積矩X換算截面中性軸距T梁頂面的
30、距離,x按下式求解帶入后化簡全截面對重心軸的慣性矩全截面抗裂邊緣彈性抵抗矩為開裂截面的慣性矩,按下式計算代入后 根據(jù)上述的計算結(jié)果結(jié)構(gòu)的自重彎矩為,公路級可變荷載,跨中橫向分布系數(shù)為,人群荷載跨中橫向分布系數(shù)永久作用可變作用(汽車)可變作用(人群)、式中 作用短期效應(yīng)組合頻遇值系數(shù),對汽車取=0.7,對人群=1.0根據(jù)規(guī)定6.5.3條,當(dāng)采用C40一下混凝土?xí)r,撓度長期增長系數(shù)施工中可通過消除永久作用撓度則 符合規(guī)范要求三橫梁的計算<1>繪制橫隔梁的內(nèi)力影響線P=1作用在1號梁軸上時 P=1作用在2號梁軸上時P=1作用在5號梁軸上時集中荷載換算成正弦荷載的峰值計算可采用下式公路級車
31、輛荷載如縱向一列車輪對中橫隔梁的計算荷載最大正彎矩彎矩組合正彎矩 負(fù)彎矩人群(二)橫梁截面配筋與驗算1.正彎矩配筋把鋪裝層這算3cm計入截面,則橫梁翼板有效寬度為1/3跨徑: 按規(guī)范要求取小值,即 贊取a=8cm,則按公預(yù)規(guī)5.2.2條規(guī)定 得 由公式得 選用 此時, 滿足要求!驗算截面抗彎承載力2.負(fù)彎矩配筋取 得:選用則此時 驗算截面抗彎承載力橫梁正截面含筋率均大于公預(yù)規(guī)9.1.2條規(guī)定的受拉鋼筋最小配筋率百分比0.2%(三)橫梁剪力效應(yīng)及配筋設(shè)計計算橫梁各主要截面處得剪力影響線坐標(biāo),據(jù)此繪制影像圖加載求出值經(jīng)過比較,2號梁位處截面的為最大2號梁右截面2.3號梁中間荷載以軸重計剪力效應(yīng)計算
32、考慮彎矩組合系數(shù),并取提高系數(shù)為1.40,則取用的剪力效應(yīng)值為按公預(yù)規(guī)5.2.95.2.10條規(guī)定抗剪承載力驗算要求計算剪力效應(yīng),介乎兩者之間,橫梁需配置抗剪鋼筋;擬全部采用箍筋來承受剪力,選取箍筋為雙肢,按公預(yù)規(guī)5.2.11條規(guī)定箍筋間距按下式計算式中:故箍筋間距為取則,滿足規(guī)范規(guī)定的構(gòu)造要求。四行車道板得計算(一)計算圖式考慮到主梁翼緣板在接縫處沿縱向全長設(shè)置連接鋼筋,故行車道板可按兩端固定和中間鉸接的板計算(二)永久荷載及其效應(yīng)1.沒延米上的橫載g 瀝青混凝土層面:混凝土墊層:T梁翼緣板自重:每延米跨寬板橫載合計:2. 永久荷載產(chǎn)生的效應(yīng)彎矩:剪力:3. 可變荷載產(chǎn)生的效應(yīng)公路級,以重車
33、后輪作用于鉸接縫軸線上為最不利位置,此時兩邊的懸臂板各承受一半的車輪荷載按照橋規(guī)4.3.1條后車輪著地寬度及長度為: 順行車方向車輪壓分布寬度:垂直行車方向輪壓分布寬度:荷載作用于懸臂根部的有效分布寬度:單輪時:按照橋規(guī)4.3.2條規(guī)定,局部加載沖擊系數(shù):作用于每米寬板條上的彎矩為:單個車輪時:取最大值:作用于每米寬板條上的剪力為:4. 基本組合按橋規(guī)4.1.6條規(guī)定恒+汽: 故行車道板得設(shè)計作用效應(yīng)為: (三)截面設(shè)計、配筋與強度驗算懸臂板根部高度,凈保護層。若選用鋼筋,則有效高度為:按公預(yù)規(guī)5.2.2條: 驗算按公預(yù)規(guī)5.2.2條規(guī)定:查有關(guān)板寬1m內(nèi)鋼筋截面與間距表,當(dāng)選用鋼筋時需要鋼筋
34、間距為15mm時,此時所提供的鋼筋截面面積為:按公預(yù)規(guī)5.2.10條規(guī)定,矩形截面受彎構(gòu)件的截面尺寸應(yīng)符合下列要求:滿足要求按公預(yù)規(guī)5.2.10條故不需要進行斜截面抗剪承載力計算,僅按構(gòu)造要求配置箍筋板內(nèi)分布鋼筋用,間距取25cm承載能力驗算:承載力滿足要求。五支座計算采用板式橡膠支座,其設(shè)計按公預(yù)規(guī)8.4條要求進行(一) 選定支座的平面尺寸橡膠支座的平面尺寸由橡膠板得抗拉強度和梁端或墩臺頂混凝土的局部承壓強度來確定,對橡膠板應(yīng)滿足:若選定支座平面尺寸則支座形狀系數(shù)為:,。滿足規(guī)范要求式中:t中間層橡膠片厚度,取t=0.5橡膠板得平均容許壓應(yīng)力為,橡膠支座的剪變彈性模量(常溫下),橡膠支座扛壓
35、彈性模量為:計算時最大支座反力為,故 (二) 確定支座的厚度主梁的計算溫差取,溫度變形由兩端的支座均攤,則每一個支座承受的水平位移為:計算汽車荷載制動力引起的水平位移,首先須確定作用在每一個支座上的制動力。對于二十米得梁可布置一行車隊,汽車荷載制動力按橋規(guī)4.3.6條,為一車道上總重力的10%,一車道的荷載的總重為:,又要求不小于,取制動力為。五根梁共10個支座,沒支座承受的水平力為:按公預(yù)規(guī)8.4條要求,橡膠層的總厚度應(yīng)滿足:(1) 不:計汽車制動力時:(2) 計汽車制動力時:,或即(3)選用六層鋼板、七層橡膠組成橡膠支座。上下層橡膠片厚度為0.2cm,中間層厚度為0.5cm,薄鋼板厚度為0
36、.2cm,則:橡膠片的總厚度為:支座總厚度:,符合規(guī)范要求。(三) 驗算支座的偏轉(zhuǎn)支座的平均壓縮變形為:按規(guī)范要求應(yīng)滿足,即 (合格)梁端轉(zhuǎn)角為:設(shè)荷載時主梁處于水平狀態(tài)。已知公路級荷載作用下梁端轉(zhuǎn)角驗算偏轉(zhuǎn)情況應(yīng)滿足:符合規(guī)范要求。(四) 驗算支座的抗滑穩(wěn)定性按公預(yù)規(guī)8.4.3條規(guī)定,按下式驗算支座抗滑穩(wěn)定性:計入汽車制動力時:不計入汽車制動力時:式中:在結(jié)構(gòu)重力作用下的支座反力標(biāo)準(zhǔn)值,即=164.68; 橡膠支座的剪切模量,??; 由汽車荷載引起的制動力標(biāo)準(zhǔn)值,??; 橡膠支座與混凝土表面的摩阻系數(shù),取 結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值和0.5倍汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)值(計入沖擊系數(shù))引起的支座反力; 支座平面毛面積,。
37、1. 計入汽車制動力時2. 不計入汽車制動力時 均滿足規(guī)范要求,支座不會發(fā)生相對滑動。第部分 鉆孔灌注樁、雙柱式橋墩的計算一、 設(shè)計資料1. 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及上部構(gòu)造設(shè)計荷載:公路級橋面凈空:標(biāo)準(zhǔn)跨徑:20m,計算跨徑:19.5m;梁長:19.96m上部構(gòu)造:鋼筋混凝土T型梁 2.水文地質(zhì)條件沖刷深度:最大沖刷線為河床線下2m處;地質(zhì)條件:軟塑性粘性土按無橫橋向的水平力(漂流物、沖擊力、水流壓力等)計算3.材料鋼筋:主筋采用HRB335,其他采用R235鋼筋;混凝土:蓋梁、墩柱用C30,樁、系梁用C25. 4.橋墩尺寸圖2-1(尺寸單位:cm)5.設(shè)計依據(jù)公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(JTJ 024-
38、85)二、 蓋梁計算1.上部結(jié)構(gòu)永久荷載見表2-1 表2-1每片邊梁自重每片中梁自重一孔上部構(gòu)造自重每一個支座橫載反力1、5號2、4號3號邊梁1、3中梁2、4中梁318.66191519.291894.4186.23191.12192.512.蓋梁自重及作用效應(yīng)計算(1/2蓋梁長度)(圖2-2)圖2-2(尺寸單位:cm)蓋梁自重產(chǎn)生的彎矩、剪力效應(yīng)計算2-2截面編號自重(KN)彎矩(KN/m)剪力(KN)1-1-9.75-9.752-2-24.00-24.003-343.869.24-452.8052.805-5002. 可變荷載的計算(1) 可變荷載橫向分布系數(shù)計算:荷載對稱布置時用杠桿原理
39、法,非對稱布置用偏心受壓法 公路級a. 單列車對稱布置時 (圖2-3) b. 雙列對稱布置時(圖2-4) 圖2-3(尺寸單位:cm ) 圖2-4(尺寸單位:cm)c. 單車列非對稱布置(圖2-5) 圖2-5(尺寸單位:cm)由,已知, 則 , , ,d. 雙列車非對稱布置時(圖2-5)已知:, 則: , , 人群荷載a.兩側(cè)有人群,對稱布置時(圖2-6) , b.單側(cè)有人對稱布置時(圖2-6)已知:, 則:,圖2-6(尺寸單位:cm)(2) 按順橋向可變荷載移動情況,求得支座可變荷載反力的最大值(圖2-7)。 圖2-7(尺寸單位:cm) 公路級雙孔布載單列車時:雙孔布載雙列車時:單孔布置單列車
40、時:單孔布置雙列車時: 人群荷載圖2-8(尺寸單位:cm)單孔滿載時:雙孔滿載時: (3)可變荷載橫向分布后各梁支點反力(計算的一般公式為),見表2-3各梁支點反力計算 2-3荷載橫向分布情況公路級荷載()人群荷載()計算方法荷載位置橫向分布系數(shù)單孔雙孔單孔雙孔對稱布置按杠桿法算單列行車公路級255.28332.06雙列行車公路級510.56664.12人群荷載22.2844.57非對稱布置按偏心受壓發(fā)計算單列行車公路級255.28332.06雙列行車公路級510.56664.12人群荷載22.2844.57(3) 各梁永久荷載可變荷載反力組合計算見表2-4,表中均用各梁的最大值,其中沖擊系數(shù)
41、為:各梁永久荷載、可變荷載基本組合計算表(單位:kN) 2-4編號荷載情況1號梁2號梁3號梁4號梁5號梁123456789荷載公路級雙列對稱公路級雙列非對稱人群對稱人群非對稱1+2+41+2+51+3+41+3+5372.45220.83223.2963.3830.49656.66623.77659.1262.63382.23227.24194.24-18.8119.70590.66629.17557.66596.17385.03493.11166.0208.91878.4887.05551.05559.96382.23227.24137.79-18.81-1.87590.66607.6501
42、.21518.15372.45220.83180.7463.88-12.66657.16580.62617.07540.533. 雙柱反力計算(圖2-9),所引用的各梁反力見表2-5 2-5荷載組合情況計算式反力組合6公路級雙列對稱 人群對稱組合7 公路級雙列對稱人群非對稱組合8公路級雙列非對稱人群對稱組合9公路級雙列非對稱人群非對稱由2-5表可知,偏載左面的立柱反力最大(),并由荷載組合7時(公路雙列對稱人群非對稱組合)此時,。圖2-9二內(nèi)力計算1.橫載加活載作用下個截面的內(nèi)力(1)彎矩計算(圖2-9)截面位置見圖2-9示。為求最大彎矩值,支點負(fù)彎矩取非對稱布置時數(shù)值各彎矩計算式,各種荷載組
43、合下的各截面彎矩計算見(表2-6),注意的是表中內(nèi)力計算未考慮施工荷載的影響 各截面彎矩計算 2-6荷載組合情況墩柱反力()梁支座反力()各截面彎矩截面截面截面截面組合6公路級雙列對稱 1650.54656.66590.66-394-722.33-225.39419.76組合7 公路級雙列對稱1705.20423.77629.17-374.26-686.15-145.43578.18組合8公路級雙列非對稱1496.60659.12557.66-395.47-725.03-306.29141.42組合9公路級雙列非對稱1515.54626.23596.17-375.74-688.85-244.20224.83(2)相應(yīng)于最大彎矩時的剪力計算一般計算公式為截面1-1:,截面2-2:截面3-3:,截面4-4:,截面5-5:, 各截面剪力計算 2-7荷載組合情況墩柱反力支座反力各截面剪力截面1-1截面2-2截面3-3截面4-4截面5-5組合6公路級1650.54656.66590.66878.40-656.66-656.66-656.66-656.66993.88993.88403.22403.22-475.18組合7公路級1705.20
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