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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上裝配式鋼筋混凝土簡支T型梁橋計(jì)算書第部分 裝配式鋼筋混凝土簡支T型梁橋的計(jì)算資料一、設(shè)計(jì)資料1、 橋面凈空凈6+20.75人行道2、主梁跨徑和全長標(biāo)準(zhǔn)跨徑 : =20.00m(墩中心距離)計(jì)算跨徑: =19.50(支座中心距離)主梁全長: =19.96(主梁預(yù)制長度) 3、設(shè)計(jì)荷載汽-20、掛-100和人群荷載3KN/4、材料鋼筋:主筋用級鋼,其他用級鋼,混凝土用25號5、計(jì)算方法:極限狀態(tài)法6、結(jié)構(gòu)尺寸。如圖下:7、設(shè)計(jì)依據(jù)(1)混凝土簡支梁(板)橋 人民交通出版社(第二版)(2)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTJ021-85),簡稱“橋規(guī)” ( 3)公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)
2、計(jì)規(guī)范 (JDJ024-85) (4) 公路橋涵設(shè)計(jì)手冊 梁二、主梁的計(jì)算(一)主梁的荷載橫向分布系數(shù)1、跨中荷載矩橫向分布系數(shù)(按G-M法) (1)主梁的抗彎及抗扭慣矩和求主梁截面的重心位置如圖下:平均板厚=1/2(8+14)=11cm=T形截面抗拒慣扭近似等于各個(gè)矩形截面的抗扭截面的抗扭慣矩之和,即:=故: 單位抗彎及抗扭慣矩:(2)橫梁抗彎及抗扭慣矩翼板有效寬度計(jì)算如圖下:橫梁長度取為兩邊主梁的軸線間距,即:根據(jù)比值可查附表 求得: 求橫梁截面重心位置橫梁的抗彎和扭慣矩 和: 查表得, 但由于連續(xù)橋面板的單寬抗扭慣矩只有獨(dú)立寬扁板者的一半,可取 b查表得: 單位抗彎及抗扭慣和:(3)計(jì)算
3、抗彎參數(shù)和抗彎參數(shù) 橋?qū)挼囊话?計(jì)算跨徑按公預(yù)規(guī)取, (4)計(jì)算荷載彎矩橫向分布影響線坐標(biāo) 已知, 查圖表,可得表中值:表1梁位荷載位置b0.940.971.001.031.051.031.000.970.941.051.061.071.071.020.970.930.870.831.221.181.141.071.000.930.870.800.751.411.311.201.070.970.870.790.720.671.651.421.241.070.930.840.740.680.600.830.910.991.081.131.080.990.910.831.661.511.351.2
4、31.060.880.630.390.182.462.101.731.380.980.640.23-0.17-0.553.322.733.101.510.940.40-0.16-0.62-1.134.103.402.441.640.830.18-0.54-1.14-1.77用內(nèi)插法求各梁位處值如圖下:1號、5號梁2號、4號梁3號梁:(系梁位在0點(diǎn)的K值)列表計(jì)算各梁的橫向分布影響線坐標(biāo)值 表2 梁號計(jì)算式荷載位置 1號 1.4581.3221.2081.0700.9620.8640.7800.7120.6563.4762.8642.1681.5360.9180.356-0.236-0.724-
5、1.258-2.018-1.532-0.960-0.4660.0440.5081.0161.4361.914-0.337-0.256-0.160-0.0780.0070.0850.1700.2400.3203.1392.6082.0081.4580.9250.441-0.066-0.484-0.9380.6280.5220.4020.2920.1850.088-0.013-0.097-0.1882號 1.1521.1321.1121.0701.0080.9460.8940.8280.7822.1401.8641.5781.3201.0120.7360.3900.054-0.258-0.988-
6、0.732-0.466-0.250-0.0040.2100.5040.7741.040-0.165-0.122-0.078-0.042-0.0010.0350.0840.1290.1741.9751.7421.5001.2781.0110.7710.4740.183-0.0840.3950.3480.3000.2560.2020.1540.0950.037-0.0173號0.940.971.001.031.051.031.000.970.940.830.910.991.081.131.080.990.910.830.110.060.01-0.05-0.08-0.050.010.060.110.
7、0180.0100.002-0.008-0.013-0.0080.0020.0100.0180.8480.9200.9921.0721.1171.0720.9920.9200.8480.1700.1840.1980.2140.2230.2140.1980.1840.170各梁的橫向分布系數(shù):汽20: 掛100: 人群荷載: 人行道板: 2.梁端剪力橫向分布系數(shù)計(jì)算(按杠桿法)汽20: 掛100: 人群荷載: (二)內(nèi)力計(jì)算1、恒載內(nèi)力(1)恒載:假定橋面構(gòu)造各部分重量平均分配給各主梁承擔(dān),計(jì)算見表3 鋼筋混凝土T形梁的恒載計(jì)算 表3構(gòu)件名構(gòu)件簡圖及尺寸(cm)單元構(gòu)件體積及算式()容重()每延
8、米重量(KN/m)主梁25橫隔板中梁的邊梁25橋面鋪裝2324一側(cè)人行道部分每2.5m長時(shí)重12.42KN,1.0m長時(shí)重12.35/2.5=4.94KN/m。按人行道板橫向分布系數(shù)分?jǐn)傊粮髁旱陌逯貫椋?1號、(5號)梁: 2號、(4號)梁 : 3號梁 : 各梁的恒載匯總于表4(單位:KN/m) 表4梁 號主 梁橫 梁欄桿及人行道鋪裝層合 計(jì)1(5)2(4)39.769.769.760.631.261.262.181.871.684.204.204.2016.7717.0916.90(2)恒載內(nèi)力計(jì)算影響線面積計(jì)算見 表5影響線面積 恒載內(nèi)力計(jì)算見表6恒載內(nèi)力計(jì)算表 表6 梁號1(5)2(4)
9、316.7717.0916.9047.5347.5347.53797.08812.29803.2616.7717.0916.9035.6535.6535.65597.85609.26602.4916.7717.0916.909.759.759.75163.51166.63164.782.活載內(nèi)力 (1)汽車荷載沖擊系數(shù) (2)等代荷載p及影響線面積。等代荷載p 及影響線面積 表7126.5075.2547.53 27.3080.1335.6529.5585.759.7551.28137.812.438人群荷載(每延米): (3)活載彎矩計(jì)算(表8至表10) 汽20產(chǎn)生的彎矩(單位KN.M) 表
10、810.4010.4011.1911.19126.5027.3047.5335.65601.55464.8120.4050.4051.1911.19126.5027.3047.5335.65607.54469.4530.4090.4091.1911.19126.5027.3047.5335.65613.55474.09掛100產(chǎn)生的彎矩(單位KN/M) 表910.2570.25775.2580.1347.5335.65919.19734.1620.2350.23575.2580.1347.5335.65840.51671.3130. 2140.21475.2580.1347.5335.6576
11、5.40611.32彎矩組合:荷載組合及荷載安全系數(shù)采用:1.2恒載內(nèi)力+1.4(汽車+人群)內(nèi)力;1.2恒載內(nèi)力+1.4掛車內(nèi)力。人群產(chǎn)生的彎矩(單位KN.M) 表1010.6280.6282.252.2547.5335.6567.1650.3720.4400.4402.252.2547.5335.6547.0535.2930. 3780.3782.252.2547.5335.6540.4230.32彎矩提高系數(shù)的計(jì)算見表11,彎矩組合見表12由表12可知:彎矩由1號梁控制設(shè)計(jì)(掛車組合)彎矩提高系數(shù)計(jì)算表 表11 提高系數(shù)1=413=4232=413=4233=423=433梁號內(nèi)力提高系
12、數(shù)1=542=5522=512=5223=492=502(4)活載剪力計(jì)算:計(jì)算活載剪力應(yīng)計(jì)入橫向分布系數(shù)沿橋跨變化的影響。通常分兩步進(jìn)行,先按跨中的由等代荷載計(jì)算跨中剪力;再用支點(diǎn)剪力荷載橫向分布系數(shù),并考慮支點(diǎn)至為直線變化來計(jì)算支點(diǎn)剪力。1 跨中剪力計(jì)算(見表13至表15)1 支點(diǎn)剪力計(jì)算(見表16至表18)剪力的荷載橫向分布系數(shù)為:彎矩組合表(單位:KN.m) 表12梁號內(nèi)力恒載人群汽車掛車1.2恒+1.4(人+汽)汽-20提高系數(shù)汽車組合x1.2恒+1.1掛掛-100提高系數(shù)掛車組合x采用值1797.0867.16601.55919.191892.691.031949.471967.6
13、11.022006.962231.692597.8550.37464.81734.161438.671.031481.831525.001.021555.501555.503812.2947.05607.54840.511981.181.031947.911899.311.021937.301937.304609.2635.29469.45671.311437.751.031480.881469.551.021498.941498.945803.2640.42613.55765.401879.471.031935.851805.851.021841.971841.976602.4930.324
14、74.09611.321429.161.031472.031395.441.021423.351423.35汽-20產(chǎn)生的跨中剪力(單位:KN) 表1310.40151.282.4381.19159.7120.40551.282.4381.19160.3030.40951.282.4381.19160.90 100產(chǎn)生的跨中剪力(單位:KN) 表1410.257137.812.43886.3520.235137.812.43878.9530.214137.812.43871.90 人群荷載產(chǎn)生的跨中剪力(單位:KN) 表1510.6282.252.4383.4420.3952.252.4382
15、.1730.3482.252.4381.91 支點(diǎn)處按杠桿法計(jì)算的; 按跨中彎矩的橫向分布系數(shù)(同前); 支點(diǎn)至和間按直線變化。支點(diǎn)剪力計(jì)算式為: 人群均布荷載產(chǎn)生的支點(diǎn)剪力計(jì)算式為: 梁端剪力計(jì)算圖式及剪力計(jì)算:汽-20作用下如圖掛-100作用下:計(jì)算支點(diǎn)剪力應(yīng)注意1號梁的特殊情況。即p住支端放置,雖然影響線縱坐標(biāo)較大,但其相應(yīng)的橫向分布系數(shù)較??;p由支點(diǎn)向跨中方向移動,就出現(xiàn)相反情況,因此,一般難以直觀地得出的最大值的活載位置??捎迷囁惴ǎ磸闹c(diǎn)起,每移動一定距離算出一個(gè),然后取一個(gè)最大的作為所求的最大值;也可先把圖和y圖相乘,得出圖,然后再在圖上加活載,求得最大值。汽-20級產(chǎn)生的支點(diǎn)
16、剪力計(jì)算表(單位:KN) 表1611.191205.7221.191135.4931.191184.10C 剪力組合:剪力組合見表20。由表20可知:剪力以2號梁控制設(shè)計(jì)。人群荷載產(chǎn)生的支點(diǎn)剪力計(jì)算表(單位:KN) 表171250150.752250296.253250287.50人群荷載產(chǎn)生的支點(diǎn)剪力計(jì)算表(單位:KN) 表18梁號123公式 計(jì)算值剪力提高系數(shù)計(jì)算表 表19 提高系數(shù)1=53.20=94.602=44.13=96.503=51.90=97.00梁號內(nèi)力提高系數(shù)1=48.02=10032=643=10033=63.43=1003剪力組合表(單位:KN) 表20梁號內(nèi)力恒載人群
17、汽車掛車1.2恒+1.4(人+汽)汽-20提高系數(shù)汽車組合x1.2恒+1.1掛掛-100提高系數(shù)掛車組合x采用值1163.5117.37205.72150.75508.541.00508.54362.041.02369.28369.28203.4459.7186.3588.411.0088.4194.991.0397.8397.833166.634.95135.49296.25396.571.03408.47525.831.03541.61541.61402.1760.3078.9588.411.0088.4186.851.0389.4589.455164.785.88184.10287.50
18、437.161.00437.16513.991.03529.41529.41601.9160.9071.9087.931.0087.9379,091.0381.4681.46(三)截面設(shè)計(jì)、配筋與驗(yàn)算1 配置主筋:由彎矩組合表12可知,1號梁M 值為最大,考慮到施工方便,扁安全地一律按1號梁計(jì)算彎矩進(jìn)行配筋。h設(shè)鋼筋凈保護(hù)層為3cm,鋼筋中心至底邊距離a=10.5cm,則主梁有效高度已知1號梁跨中彎矩M=2231.69KN.M:由求解得到. 由得 選用和鋼筋: 設(shè)鋼筋重心位置為: 實(shí)際有效高度: 0.15 故,含筋率滿足規(guī)范要求2 截面強(qiáng)度驗(yàn)算:按截面配筋值為: 截面抗彎強(qiáng)度為: 小于5,滿足
19、規(guī)范要求。3 斜筋配置,由表20可知,剪力以2號梁為最大,為扁安全計(jì),一律用2號梁數(shù)值。即: 假定有通過支點(diǎn)。 應(yīng)進(jìn)行斜截面抗剪強(qiáng)度計(jì)算。(1) 斜截面配筋的計(jì)算圖式。a最大剪力取用距支座中心h/2處截面的數(shù)值,其中混凝土與箍筋共同承擔(dān)60,彎起鋼筋(按45度)承擔(dān)40.b計(jì)算第一排(從支座向跨中計(jì)算)彎起鋼筋時(shí),取用距支座中心h/2處由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力值。c計(jì)算以后每一排彎起鋼筋時(shí),取用前一排彎起鋼筋彎起點(diǎn)處由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力值。彎起鋼筋配置計(jì)算圖式如圖由內(nèi)插可的得:,其中相應(yīng)各排彎起鋼筋位置與承擔(dān)的剪力值見表21斜筋排次彎起點(diǎn)距支座中心距離(m)承擔(dān)的剪力值斜筋排次彎起點(diǎn)距
20、支座中心距離(m)承擔(dān)的剪力值1231.22.33.4204.59175.36132.19454.55.688.3544.51(2)各排彎起鋼筋的計(jì)算,與斜截面相交的彎起鋼筋的抗剪能力(),按下式計(jì)算:已知本示例用:為施工便利,可增設(shè)輔助斜筋,.(3)主筋彎起后正截面不需要抗彎強(qiáng)度的校核:計(jì)算每一彎起截面的抵抗彎矩時(shí),由于鋼筋根數(shù)不同,其鋼筋的重心位置亦應(yīng)不同,則有效高度大小不同,鋼筋的抵抗彎矩為:=鋼筋的抵抗彎矩為:跨中截面的總的鋼筋抵抗彎矩為:4.箍筋配置:箍筋間距的計(jì)算公式為: 選用雙肢箍筋(級鋼筋的),則面積; 距支座中心 處的主筋為, 代入上式,可得:選用??缰薪孛嫣?,,則:選用(按
21、構(gòu)造要求配置)跨支座中心2.3m處, 。距支座中心4.5m處綜合上所述,全梁箍筋的配置為雙肢箍筋;由支點(diǎn)至距支座中心2.3m處,為10cm;由距支座中心2.3m至4.5m處;為15cm,由4.5m至處,為20cm。則配箍率分別為:均大于規(guī)范規(guī)定的最小配箍率0.0010至0.0018。5斜截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算:斜截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算位置為:(1)距支座中心(梁高的一半)處截面;(2)受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點(diǎn)處的截面,以及錨于受拉區(qū)的縱向主筋開始不受力處的截面;(3)箍筋數(shù)量或間距有改變處的截面;(4)受彎構(gòu)件腹板寬度改變處的截面;即有:a距支座處截面11,相應(yīng)的b距支座中心1.2m處截面22,相應(yīng)的c距支座
22、中心2.3m處截面33,相應(yīng)的d距支座中心3.4m處截面44,相應(yīng)的e距支座中心4.5m處截面55,相應(yīng)的應(yīng)注意的是:此時(shí)的為計(jì)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(shí)的彎矩。最大剪力在計(jì)算出C值后,可內(nèi)插求得;相應(yīng)的彎矩可從按比例繪制的彎矩圖上量取。受彎構(gòu)件配有箍筋和彎起鋼筋時(shí)。其斜截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算公式為: 其中:; ;斜截面水平設(shè)影長度C按下式計(jì)算:,當(dāng)值為:C=(125.28+119.40)1/2=122.34cm由C值可內(nèi)插求得各斜截面頂端處的最大剪力和相應(yīng)的彎矩。斜截面11:截割兩組彎起鋼筋,則縱向鋼筋的含筋 斜截面22:截割兩組彎起鋼筋,則縱向鋼筋的含筋
23、斜截面33:截割兩組彎起鋼筋,則縱向鋼筋的含筋 斜截面44:截割兩組彎起鋼筋,則縱向鋼筋的含筋 斜截面55:截割兩組彎起鋼筋,則縱向鋼筋的含筋 6.斜截面抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算:鋼筋混凝土梁斜截面抗彎強(qiáng)度不足而破壞的原因,主要是由于受拉區(qū)縱向鋼筋錨固不或彎起鋼筋位置不當(dāng)而造成。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),如果縱向受拉鋼筋與彎起鋼筋在夠在上注意按規(guī)范構(gòu)造要求配置,斜截面抗彎強(qiáng)度可以得到保證而不必進(jìn)行驗(yàn)算。驗(yàn)算斜截面抗彎強(qiáng)度的位置,其最不利的斜截面按下式通過試算確定: 其中一組(二根)彎起鋼筋可承受的剪力:一組(雙肢)箍筋可承受的剪力: 驗(yàn)算距支座中心處斜截面:箍筋間距為10cm,若斜截面通過6根箍筋、1組斜筋時(shí)(約距支
24、座中心1.2m): 若斜面通過6根箍筋2組斜筋時(shí)(約距支座中心1.25m)最不里利的斜截面在1.20至1.25m間,此處最大計(jì)算彎矩。則: 按規(guī)定;式中:; 斜截面抗彎強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。(四)裂縫寬度驗(yàn)算最大裂縫寬度按下式計(jì)算:其中:,對荷載組合對荷載組合;: 滿足規(guī)范要求。但是,還應(yīng)滿足規(guī)范規(guī)定:在梁腹高的兩側(cè)設(shè)置直徑為的縱向鋼筋,以防止產(chǎn)生裂縫。若用,則介乎至0.001之間,可行。(五)變形驗(yàn)算 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件計(jì)算變形時(shí)的截面剛度:對于簡支梁等靜定結(jié)構(gòu)采用,其中,為開裂截面的換算慣性矩:=其中值為(翼緣板平均厚度:解方程得到:活載撓度計(jì)算:汽車荷載不計(jì)沖擊系數(shù)時(shí): 最大豎向撓度不應(yīng)超過
25、:(1) 梁式橋主梁跨中 (2) 掛車荷載可增加,即1.2變形驗(yàn)算滿足規(guī)范要求。三橫梁的計(jì)算(一) 橫梁彎矩的計(jì)算(用GM)法對于具有多根內(nèi)橫梁的橋梁,由于主梁跨中處的橫梁受力最大,橫梁跨中截面受力最不利,故通常只要計(jì)算跨中橫梁的內(nèi)力,其他橫梁可偏安全地仿此設(shè)計(jì)。 從主梁計(jì)算已知和=0.167,當(dāng)時(shí),查GM法用表并內(nèi)查計(jì)算,列入表22內(nèi)。荷載位置從0到間的各頂數(shù)值均與0到間數(shù)值對稱,故未列入表內(nèi)。 表22 荷載位置系數(shù)項(xiàng)0-0.240-0.120-0.0010.1200.244-0.098-0.0400.0280.1100.2170.1420.0800.029-0.010-0.0270.024
26、0.0130.005-0.002-0.004-0.216-0.1070.0040.1180.240繪制橫梁跨中截面的彎矩影響線,加載求集中荷載換算成正弦荷載的峰值計(jì)算,可采用下式:汽20荷載的:q掛100荷載的:人群荷載產(chǎn)生的:橫梁跨徑為,沖擊系數(shù),各項(xiàng)活載彎矩值為:荷載組合:因?yàn)闄M梁彎矩影響線的正負(fù)面具很接近,并且系預(yù)制架設(shè),恒載的絕大部分不產(chǎn)生內(nèi)力,故組合時(shí)不計(jì)入恒載內(nèi)力。荷載安全系數(shù)的采用如下:由于占100,故不再考慮提高系數(shù)值;掛車組合考慮提高系數(shù)。負(fù)彎矩組合:故橫梁內(nèi)力:正彎矩由掛車荷載控制:負(fù)彎矩由掛車荷載控制: (二)橫梁截面配筋與驗(yàn)算1.正彎矩配筋:把鋪裝層折作3cm計(jì)入截面,
27、則橫梁翼板有效寬度為(圖A):按規(guī)范要求取小者,即,暫取,則。 解方程,得到:由公式得:選用。此時(shí): 驗(yàn)算截面強(qiáng)度: 2負(fù)彎矩配筋:取解方程,得到:選用,則(圖B)。此時(shí) 驗(yàn)算 橫梁正截面含筋率=0.276; =0.333,均大雨規(guī)范規(guī)定的受拉鋼筋最小配筋百分率0.15。(三)橫梁剪力計(jì)算及配筋計(jì)算橫梁各主要截面處的剪力影響線坐標(biāo)如表23所示。據(jù)此繪制影響圖22,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23號梁中點(diǎn)荷載以軸重計(jì),剪力計(jì)算:考慮掛車組合,并取提高系數(shù)為1.03,則取用的剪力值為:按規(guī)范:剪力驗(yàn)算要求:橫梁在相應(yīng)于主梁2號(右)及2號3號間的截面剪力影響線坐標(biāo)計(jì)算
28、 表23(1號)(1號2號)(2號)(2號3號01號梁反力影響線(0.556)(0.451)0.632 0.524 0.4030.2920.1850.087-0.015-0.099-0.1912號梁反力影響線0.3970.3500.3010.2560.2020.1540.0940.035-0.0191號、2號梁影響線疊加1.0290.874(0.642) (0.516)0.704 0.548 0.3870.2410.079-0.064-0.2102號、3號梁剪力影響線0.029-0.126-0.296(-0.484)-0.452 0.3870.2410.079-0.064-0.2102號(右)
29、剪力影響線0.029-0.126(-0.358)-0.296 0.5480.3870.2410.079-0.064-0.210計(jì)算剪力,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。按規(guī)范規(guī)定,斜截面內(nèi)混凝土與箍筋共同的抗剪能力按下式計(jì)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)橫梁接頭鋼板及焊縫計(jì)算1.主筋與接頭仿辦的焊縫長度C值計(jì)算采用16錳鋼板,板厚12mm,焊縫高度可取用8mm,雙面焊。按規(guī)范規(guī)定,貼角焊縫最小厚度。已知II級鋼筋,。則焊縫長度C為:2.斜拉鋼筋面積計(jì)算并確定其錨固長度值橫梁接頭處剪力假定由上下兩個(gè)接頭平均分?jǐn)?,各?fù)擔(dān)一般
30、,并計(jì)入剪力集中的影響而乘以1.10系數(shù)。以2號梁與3號梁之間的橫梁接頭處的為最大。斜筋所承受的斜拉力:選用,則:考慮到其是有鋪裝層與連接蓋板等,強(qiáng)度是充分的。斜拉鋼筋的錨固長度為:3.選用接頭鋼板尺寸從計(jì)算上看,需要的鋼板尺寸不大,但為了滿足構(gòu)造要求,選用尺寸為的鋼板。4.接頭蓋板計(jì)算(1)蓋板強(qiáng)度計(jì)算擬選用4塊錳鋼板為接頭蓋板,橫梁內(nèi)筋和斜筋買年紀(jì)的總和為: 4塊鋼板的總面積,因?yàn)殇摪宓娜菰S應(yīng)力高于鋼筋的容許應(yīng)力,故鋼板的強(qiáng)度可靠。鋼板的構(gòu)造示意圖24。(3) 蓋板的焊縫計(jì)算為便于計(jì)算,作下述假定:a.橫梁接頭處最大彎矩和最大剪力同時(shí)發(fā)生;b.按等強(qiáng)度原理,即假定主鋼筋應(yīng)力用足;c.荷載作
31、用在橫梁的 豎直平面內(nèi),橫梁不發(fā)生扭轉(zhuǎn)。這樣一來:;(鋼筋重心與鋼板重心的距離);把剪力移至鋼板重心處時(shí):則有:產(chǎn)生的水平方向剪應(yīng)力(由8條焊縫共同承受):產(chǎn)生的垂直方向剪應(yīng)力:由組合彎矩產(chǎn)生的扭矩剪應(yīng)力,可用近似公式計(jì)算: 式中:(全部焊縫對形心的極慣矩) 按規(guī)范規(guī)定,即:實(shí)際焊縫厚度為,可以。四、行車道板的計(jì)算(一)計(jì)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結(jié)和中間鉸接的板計(jì)算。(二) 恒載及其內(nèi)力1.每延米板上的恒載:瀝青混凝土面層: 25號混凝土墊層; 梁翼緣板自重: 每延米板上的恒載合計(jì):2恒載產(chǎn)生的內(nèi)力彎矩:剪力:3活載產(chǎn)生的內(nèi)力汽20級:以重車后
32、輪作用于鉸縫線上為最不利荷載位置,此時(shí)兩邊的懸臂板各承擔(dān)一半的車輪荷載。按后車輪著地寬度及長度為:順行車方向輪壓分布寬度:垂直行車方向輪壓分布寬度: 荷載作用于懸臂根部的有效根部寬度: 單輪時(shí):沖擊系數(shù): 作用于每米寬板條上的彎矩為:單個(gè)車輪時(shí): 取大值:作用于每米寬板條上的剪力為:掛100:車輪在板上的布置如圖28:按“橋規(guī)”,車輪著地寬度與長度為:鉸縫處2個(gè)輪重對于懸臂根部的有效分布寬度為:懸臂根部處的車輪尚有寬度為的部分輪壓作用于需計(jì)算的鉸接懸臂板上:輪壓面上的荷載對懸臂根部的有效分布寬度為:對于輪壓上的荷載,它并非對稱于鉸縫軸線,為簡化計(jì)算,偏安全地仍按懸臂梁來計(jì)算內(nèi)力。懸臂根部每延米
33、板寬的彎矩為:其中: 代入后,得到:作用在每米寬板條上的剪力為:4荷載組合;按:“公預(yù)規(guī)”做的:恒+汽: 恒+掛: 故行車道板的設(shè)計(jì)內(nèi)力為: (三)截面設(shè)計(jì)、配筋與強(qiáng)度驗(yàn)算 懸臂板根部高度,凈保護(hù)層。若選用鋼筋,則有效高度為: 按: 驗(yàn)算。按: 查有關(guān)板寬內(nèi)鋼筋截面與間距表,當(dāng)選用鋼筋時(shí),需要鋼筋間距為16cm時(shí),此時(shí)所提供的鋼筋截面面積為:按規(guī)定,矩形截面受彎構(gòu)件的截面尺寸應(yīng)符合下列要求,即: 按,即:故不需要進(jìn)行斜截面抗彎強(qiáng)度計(jì)算,僅按構(gòu)造要求配置箍筋。板內(nèi)分布鋼筋用,間距取25cm。強(qiáng)度驗(yàn)算: 強(qiáng)度滿足要求。五、支座計(jì)算采用板式橡膠,其設(shè)計(jì)按規(guī)范要求進(jìn)行。(一) 選定支座的平面尺寸選定支
34、座的平面尺寸由橡膠板的抗壓強(qiáng)度和梁端或墩臺頂混凝土的局部承于強(qiáng)度來確定。對橡膠板滿足: 若選定支座平面尺寸,則支座形狀系數(shù)為: 式中:當(dāng)時(shí),橡膠板的平均容許壓應(yīng)力,橡膠支座的彈性模量為: 計(jì)算時(shí)最大支座反力按容許應(yīng)力法計(jì)算的最大支座反力為:故 5 (可以選用) (二) 確定支座的厚度主梁的計(jì)算溫差取,溫度變形由兩端的支座均攤,則每一個(gè)支座承受的 水平位移為: 計(jì)算活載制動引起的水平位移,首先需缺點(diǎn)作用在每一個(gè)支座上的制動力。對于20m橋跨可布置一行車隊(duì),其總重為:汽20:制動力為10=50KN,一輛加重車的總重為300KN,制動力為30=90KN。五根主梁共10個(gè)支座,每一個(gè)支座承受的水平力為
35、: 按規(guī)范要求,橡膠層總厚度應(yīng)滿足:(1) 不計(jì)汽車制動力時(shí):(2) 計(jì)汽車制動力時(shí):(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0.25cm,中間層厚度為0.5cm,薄鋼板厚度為0.2cm,則:橡膠片總厚度為:符合規(guī)范要求:支座總厚度: (三)驗(yàn)算支座的偏轉(zhuǎn)支座的平均壓縮變形為為: 按規(guī)范要求應(yīng)滿足,即:梁端轉(zhuǎn)角為:設(shè)恒載時(shí)主梁處于水平狀態(tài)。已知汽20荷載作用下跨中撓度驗(yàn)算偏轉(zhuǎn)情況應(yīng)滿足: 符合規(guī)范要求。(四) 驗(yàn)算支座的抗滑穩(wěn)定性按規(guī)范規(guī)定,按下式驗(yàn)算支座抗滑穩(wěn)定性: 式中:計(jì)算支點(diǎn)最小反力:已知橫向分布系數(shù)(2號梁)為0.456,沖擊系數(shù),按圖35計(jì)算為: 代入上式,得到
36、:均滿足規(guī)范要求,支座不會發(fā)生相對滑動。第(二)部分 鉆孔灌注樁、雙柱式橋墩的計(jì)算一、 設(shè)計(jì)資料1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及上部構(gòu)造設(shè)計(jì)荷載:汽20,掛100;橋面凈空:凈6附人行道;標(biāo)準(zhǔn)跨徑:,梁長;上部構(gòu)造:鋼筋混凝土T形梁。2 水文地質(zhì)條件:地下水不富集且埋藏較深,對道路不構(gòu)成影響。3 材料鋼筋:蓋梁主筋用II級鋼筋,其他均用I級鋼筋;混凝土:蓋梁用25號,墩樁、系梁及鉆孔灌注樁用20號。4 計(jì)算方法:容許應(yīng)力法。5 橋墩尺寸:考慮原因標(biāo)準(zhǔn)圖,選用圖36所示結(jié)構(gòu)尺寸。6 設(shè)計(jì)依據(jù):公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范二、 蓋梁計(jì)算(一) 荷載計(jì)算1 上部構(gòu)造恒載見表242 蓋梁自重及內(nèi)力計(jì)算見標(biāo)253 活載計(jì)算(1)活載
37、橫向分布系數(shù)計(jì)算,荷載對稱布置時(shí)用杠桿法,非對稱布置時(shí)用偏心受壓法。1)汽20級a單列車,對稱布置時(shí): 表24每片邊梁自重(kn/M)每片邊梁自重(kn/M)一孔上部構(gòu)造總重(KN)一個(gè)支座恒載反力(KN)1、5號2、4號3號邊梁1、5邊梁2、4中梁316.7717.0916.901689.02167.36170.56168.66蓋梁自重及產(chǎn)生的彎矩、剪力計(jì)算 表25 截面編號自重(KN)彎矩(KN.m)剪力(KN)11-9.75-9.7522-24.00-24.0033-43.8069.304452.8052.805500B雙列車,對稱布置時(shí):C單列車,非對稱布置時(shí):由 則 d雙列車,非對稱
38、布置時(shí):已知:則: 2)掛100a對稱布置時(shí):b非對稱布置時(shí):已知: 則: 3)人群荷載a兩側(cè)有人群,對稱布置時(shí): b單側(cè)有人群,非對稱布置時(shí):已知: 則: (2)按順橋向活載移動情況,求得支座活載反力的最大值。1)汽20:考慮到支點(diǎn)外布置荷載,并以車輪順橋向著地寬度邊緣為限(0.20m),布載長度為: 單孔荷載單列車時(shí),取三種情況中最大值。取用當(dāng)為二列車時(shí),則:單孔荷載單列車時(shí): 雙列車時(shí): 2(2)掛100:布載長度為:a單孔布載b雙孔荷載,按兩種方式布置,取大值。兩種布載方式之和相等,3)人群荷載單孔滿載時(shí)(一側(cè));雙孔滿載時(shí)(一側(cè))。(3) 活載橫向分布后各梁支點(diǎn)反力(計(jì)算的一般公式為
39、)見表25。(4) 各梁恒載、活載反力組合:計(jì)算見表26,表中均取用各梁的最大值,其中沖擊系數(shù)為: 各梁恒載、活載反力組合 計(jì)算表(單位:KN) 表26編號荷載情況1號梁2號梁3號梁4號梁5號梁1恒載330.71337.12333.34337.12330.742汽20雙列對稱96.68159.20215.90159.2096.683汽20雙列非對稱195.55170.10145.39120.6795.234掛100對稱0245.73174.90111.9448.975掛100非對稱300.83237.86174.90111.9448.976人群對稱63.38-18.810-18.8163.387人群非對稱30.4919.708.91-1.87-12.668+490.80477.51549.24477.51490.809+457.91516.02558.15475.64414.7610+589.67526.02478.73438.98489.3
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