跨普通鋼筋混凝土梁計算書橋梁博士

1、1工程說明本上部結(jié)構(gòu)采用101310m普通鋼筋混凝土簡支梁。橋梁橋面分左右兩幅布置，橋面寬度為:0.3米(欄桿)+2.7米(人行道)+3.5米（非機(jī)動車道）+1.5米（機(jī)非分隔帶）+8.25米(機(jī)動車道)+2.5米（中央分隔帶）+8.25米(機(jī)動車道)+1.5米（機(jī)非分隔帶）+3.5米（非機(jī)動車道）+2.7米(人行道)+0.3米(欄桿)。下圖是橋梁中墩1/2橫斷面布置圖和側(cè)面圖。2 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)2.1設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)1、公路等級： 二級道路2、行車道數(shù)：2車道；3、荷載標(biāo)準(zhǔn)：城-B4、人群荷載：5KN/2.2設(shè)計規(guī)范1、公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) （JTG B01-2003）2、公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范 （JTG D6

2、0-2004）3、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 D62-2004）4、公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范 （JTJ 041-2000）5、公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 （JTJ024-85）6、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 （GB50010-2002）7、上海市工程建設(shè)規(guī)范地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 （DGJ08-11-1999）8 、城市橋梁設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn) （CJJ 77-98）3 設(shè)計參數(shù)3.1 混凝土各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)見表強(qiáng)度等級項(xiàng)目C30C40C25彈性模量（MPa）EC300003250028000剪切模量（MPa）GC120001300011200泊桑比 VC0.20.200.20軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（M

3、Pa） fCK20.126.8016.7軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa） ftK2.012.401.78軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值（MPa） fCd13.818.4011.5軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值（MPa） ftd1.391.651.23熱膨脹系數(shù)0.000010.000010.000013.2普通鋼筋 采用R235、HRB335鋼筋：直徑825mm 彈性模量：R235 :210000 Mpa/ HRB335 :200000 Mpa 抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值：R2355 235 Mpa/ HRB335: 335 Mpa 熱膨脹系數(shù)：0.000012 4 上部結(jié)構(gòu)單孔荷載計算1、梁體自重 梁體截面尺寸，從CAD圖上得到截

4、面的面積中梁為0.31m2、邊梁為0.35 m2。中梁梁重：0.4×13×26=135.2KN邊梁梁重：0.443×13×26=149.7KN 2、單片中板鋪裝層：(0.07×23+0.08×25)×(3.5+8.25)×13=48KN2、人行道斷面截面積=（2.7+1.17×0.08+0.32×0.2+0.26×0.19+0.43×0.35+0.32×0.17×2=0.69m2人行道總重=0.69×25×13=224KN，平均作用人行

5、道下面的三塊空心板上。3、防撞墻:0.34(防撞墻截面面積根據(jù)下圖使用cad軟件算出)×25×1m =85，作用在車行道邊板上。4、欄桿：（0.22×25）/1.9×13=37.63KN，作用在人行道邊板上。5、梁體恒載統(tǒng)計表 梁體恒載統(tǒng)計表中梁車行道邊梁人行道邊梁梁體自重135.149.7149.7鋪裝層48480人行道荷載74.7防撞墻110.5欄桿37.6合計183.2 308.2262換算均布載14.123.7 20.25 活載橫向分布系數(shù)計算 本橋汽車活載和人群荷載的橫向分布系數(shù)參照公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范(JTG D60-2004)中汽車車輛荷載

6、和人群荷載的規(guī)定取用，計算方法采用鉸結(jié)板法，并采用橋梁博士3.1版本中的橫向分布系數(shù)計算工具計算?？紤]到本橋?yàn)?車道橋梁，1、 計算荷載：城B級，橫向分布系數(shù)采用鉸接板法計算。梁位抗彎慣矩抗扭慣矩梁寬邊梁0.01990.032381.31中梁0.01740.032381.012、抗扭慣矩計算參照橋梁工程，略去中間肋板，把截面簡化成下圖計算空心板的抗扭剛度：=0.03238M43、橫向分布計算數(shù)據(jù)描述結(jié)構(gòu)信息描述活載信息描述4、橫向分布系數(shù)結(jié)果梁號 汽車人群10.040.99120.0380.83630.0440.79940.0530.74650.0660.67260.0850.57370.10

7、90.45580.1420.34890.170.266100.1890.204110.2020.158120.2120.124130.230.099140.2420.082150.2490.071160.2890.0746 結(jié)構(gòu)效應(yīng)計算梁體計算控制斷面取各支點(diǎn)截面、1/4跨、跨跨中截面，并從中按最大值控制。6.1、永久恒載1） 車行道邊板 換算均布載為23.71KN/m 關(guān)鍵斷面支點(diǎn)1/41/2彎矩(KN-m)0360.4467.11剪力KN148.9-71.40 2)中梁 換算均布載為14.09KN/m關(guān)鍵斷面支點(diǎn)1/41/2彎矩(KN-m)0214.30277.74剪力KN88.54-42

8、.306.2 汽車荷載效應(yīng)1、汽車沖擊系數(shù)計算 簡支梁的基頻為： 結(jié)構(gòu)的計算跨徑取=13m 跨中斷面的截面慣矩0.299×10-2m4 結(jié)構(gòu)跨中的單位長度質(zhì)量G/g9520/9.81=18120(Ns2/m2) 結(jié)構(gòu)的材料彈性模量3e10N/m2 6.539HZ基頻介于1.514 HZ之間，按公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范(JTG D60-2004)第條第5款規(guī)定，沖擊系數(shù)按下式計算：0.1767ln-0.0157=0.3162、可變汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)值及人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值的取用 本橋汽車標(biāo)準(zhǔn)荷載采用城-B級,可變?nèi)巳汉奢d標(biāo)準(zhǔn)集度取5KN/3、 可變效應(yīng)計算從第5條的活載橫向分布寬度結(jié)果中得出，邊梁汽車

9、最大的橫向分布系數(shù)發(fā)生在車行道邊梁位置，此系數(shù)汽為0.289，人群荷載的最大橫向分布系數(shù)發(fā)生在人行道側(cè)，此系數(shù)為0.071中梁的汽車最大橫向分布系數(shù)發(fā)生在15號梁，系數(shù)為0.246；人群荷載的最大橫向分布系數(shù)發(fā)生在2號梁位，最大值為0.836m；為計算方便和安全起見，算中板時我們同時取最大汽車橫向分布系數(shù)和最大人群橫向分布系數(shù)進(jìn)行活載的計算。算邊板時用汽車和人群邊板中效應(yīng)大者即汽車作用的邊板，中梁、邊梁的橫向分布系數(shù)摘列下表：梁號 汽車人群邊梁0.2890.071中梁0.2460.8361） 邊梁關(guān)鍵斷面支點(diǎn)1/41/2汽車最大彎矩KN-m)0173.41224.73最大剪力KN81.6351

10、.4029.17人群最大彎矩KN-m)071.6292.8最大剪力KN82.0451.429.172） 中梁活載計算關(guān)鍵斷面支點(diǎn)1/41/2汽車最大彎矩KN-m)0149.42193.6最大剪力KN71.34926.4人群最大彎矩KN-m)078.2860.41最大剪力KN24.5513.326.047 效應(yīng)組合7.1 承載能力極限狀態(tài) 組合效應(yīng)式及組合分項(xiàng)系數(shù)如下：SUd=（） 永久荷載作用分項(xiàng)系數(shù)： 汽車荷載(含沖擊力)作用分項(xiàng)系數(shù)：1、中梁 中梁承載能力極限狀態(tài)基本組合內(nèi)力表 彎矩：(KN-m) 剪力：KN梁斷面支點(diǎn)1/4跨中最大彎矩0600.72777.71最大剪力263.3147.2

11、853.082、邊梁 邊梁承載能力極限狀態(tài)基本組合內(nèi)力表 彎矩：(KN-m) 剪力：KN梁斷面支點(diǎn)1/4跨中最大彎矩0 757.73982.02最大剪力331.43181.3454.33 7.2、正常使用極限狀態(tài)短期組合按公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTG D60-2004）要求，驗(yàn)算正常使用極限狀態(tài)抗裂性使用短期效應(yīng)要求，組合式按下式計算： SSd=用于短期組合的汽車荷載作用頻遇值系數(shù)： 1、中梁 中梁短期組合內(nèi)力表 彎矩：(KN-m) 梁斷面支點(diǎn)1/4跨中最大彎矩0379.30491.572、邊梁 邊梁短期組合內(nèi)力表 彎矩：(KN-m) 剪力：KN梁斷面支點(diǎn)1/4跨中最大彎矩0487.20631

12、.068 截面配筋與驗(yàn)算8.1截面配筋計算由荷載組合可知，控制正截面強(qiáng)度配筋計算的是跨中斷面，最大彎距為Md=564.0 KN-m，邊梁控制正截面抗裂性驗(yàn)算的最大彎距為短期效應(yīng)組合Mj(1/2) 631 KN-m；根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，截面下緣預(yù)配選用1125（N1、N2）、2根12HRB335鋼筋（骨架A），上緣選用216HRB335（骨架A）和38R235(N8)（見跨中斷面配筋圖） 斷面配筋圖（單位：cm）8.2持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算8.2.1、截面正截面極限強(qiáng)度計算從上圖看出，程序計算出截面抗彎極限狀態(tài)承載力滿足設(shè)計要求。按公預(yù)規(guī) （JTG D62-2004）條要求，截面配筋率 2.5%&g

13、t;（45×0.22%，截面最小配筋率亦滿足規(guī)范要求。8.2.2、斜截面抗剪承載力計算。根據(jù)規(guī)范公預(yù)規(guī)（JTG D60-2004）第條規(guī)定，本梁最大剪力取距支座h/2處截面需要驗(yàn)算斜截面抗剪強(qiáng)度， 驗(yàn)算公式如下：本橋中邊梁與邊梁配筋基本一致，因此只需計算邊梁的抗剪強(qiáng)度即可。下面只給出邊梁斷面的抗剪截面驗(yàn)算結(jié)果,從表中可以得出，截面的斜截面抗剪強(qiáng)度滿足設(shè)計要求。 8.3 持久狀況正常使用極限狀態(tài)計算 持久狀況正常使用極限狀態(tài)正截面裂縫寬度計算 程序計算跨中截面最大裂縫為0.15mm,小于規(guī)范第條按類和類環(huán)境裂縫限值0.2mm要求，裂縫驗(yàn)算合格。橋梁博士3.1版斜截面強(qiáng)度計算結(jié)果持久狀況

14、正常使用極限狀態(tài)撓度驗(yàn)算 按公預(yù)規(guī)（JTG D60-2004）條和6.5.2條計算規(guī)定： , , =2.01Mpa 0.95, , =3.0×104Mpa第一步為便于手算，將圓形空心截面轉(zhuǎn)化為等效矩形空心截面，設(shè)空心矩形截面的寬是b高是h， 由： 得出： 由： 得出：1979259 解出： 66cm 31cm第二步求出全截面和開裂截面的截面中性軸高度和截面特性。根據(jù)中性軸上下面積矩相等的原則求出中性軸高度，設(shè)x為中性軸距上緣高度； 解的: =177.1mm=20/3××(620-177.1-40)=1.47×107mm3全截面對重心軸的慣性矩 =2.3&

15、#215;10-2m4=2.3×1010mm4 橋梁博士3.1版全截面特性值計算結(jié)果全截面抗裂邊緣彈性抵抗矩=/(h-x)= 2.3×1010/(620177.1)=5.19×107 (mm3)=2×1.47×107/5.19×107=0.56,取1=1.0×2.01×5.19×107=1.04×108(N-mm)4.41×108(N-mm)=20/3××(990×177.13-660×(177.1-130)3)=7.77×109mm40.95=0.95×3×104×2.3×1010=6.56×1014(N-mm2 )=3×104×7.77×109=2.33×1014(N-mm2 )=6.56×1014/2.71=2.42×1014 (N-mm2 )根據(jù)以上計算結(jié)果,結(jié)構(gòu)的自重彎距為467.1KN-m。活載的均布集度為25 KN/m，集中力為140KN,考慮橫向分布系數(shù)及荷載折減后，一片梁的活載橫向分布系數(shù)為0.289。永久作用： 活載作用：式中為汽車活載的頻遇值系數(shù)，對汽車為0.7。根據(jù)公預(yù)規(guī)（JTG D6