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文檔簡介
1、遼寧工業(yè)大學(xué)橋梁工程課程設(shè)計計算書題目:40m跨裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支 T梁橋計算院(系):土木建筑工程學(xué)院專業(yè)班級:道橋083班學(xué) 號: 080503082學(xué)生姓名:劉壯指導(dǎo)教師:孫榮書課程設(shè)計(論文)任務(wù)及評語院(系): 土木建筑工程學(xué)院教研室:施工教研室學(xué)號080503082學(xué)生姓名劉壯專業(yè)班級道橋083課程設(shè)計 題目40m跨預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁橋設(shè)計計算課程設(shè)計1論文任務(wù)該橋設(shè)計荷載公路II級(人群荷載 3.5kN/m2),主梁全長:39.96m。橫隔梁 間距自行設(shè)計,橋?qū)挘簝? + 2X1.5m人行道。1、完成橋梁橫斷面、橋面鋪裝及主梁構(gòu)造設(shè)計,使用CA瞅標(biāo)準(zhǔn)出圖一張。2、主梁翼緣板的
2、計算(計算恒載作m下和活載作m下單位板寬的彎矩,要求彎矩內(nèi)力組合計算)3、活載橫向分布系數(shù)的計算(繪制出荷載橫向分布系數(shù)沿橋跨縱向的變化圖)4、主梁內(nèi)力計算(恒載內(nèi)力和活載內(nèi)力,并按照規(guī)范要求組合)5、橫隔梁的內(nèi)力計算(按偏壓法計算中橫隔梁內(nèi)力,計算內(nèi)容:Qr、Qr和M2 3、Ml。)6、主梁撓度驗算(計算由荷載引起的跨中撓度,結(jié)構(gòu)剛度驗算及預(yù)拱度的設(shè)置)7、支座設(shè)計計算(建議采用等厚度的板式橡膠支座。其標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足橋規(guī)的有關(guān)規(guī)定)指導(dǎo)教師評語及成績序號內(nèi)容滿分得分1考勤情況102按進(jìn)度完成課程設(shè)計,設(shè)計計算無誤203設(shè)計合理,計算準(zhǔn)確,符合規(guī)范要求404計算書文字無誤,圖紙繪制規(guī)范準(zhǔn)確105答
3、辯20合計100指導(dǎo)教師簽字: 學(xué)生簽字:2010412月日遼寧工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計計算書目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 一構(gòu)造設(shè)計及橋面布置 2 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 二橋面板內(nèi)力計算 3 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 三荷載橫向分布系數(shù)的計算 5 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 四主梁內(nèi)力計算 7五橫隔梁內(nèi)力計算 12 HYPERLINK l b
4、ookmark18 o Current Document 六撓度計算 14 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 七支座設(shè)計 15遼寧工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計計算書一構(gòu)造設(shè)計及橋面布置.橋梁的跨徑及橋?qū)捴髁喝L:39.96m (標(biāo)準(zhǔn)E考徑為40m計算跨徑:39.50m.主梁尺寸的確定(梁肋)主梁間距1.6m2.2m取2.15m五根主梁高跨比1/151/25 梁高取2.3m.橫隔梁尺寸的確定中橫隔梁的高度可作成主梁高的 3/4左右,取1.7m端橫隔梁宜與主梁同高 取2.3m橫隔梁的肋寬通常采用 1216cm 取16cm除端橫隔梁,設(shè)置三片中橫隔梁,共五片;間
5、距為 9.5m.主梁肋板尺寸:翼板根部h/12cm 取20cm,翼緣取18cmi腹板厚度取20cm馬蹄寬度約為肋寬24倍,取36cm,高32cmi 45傾斜表1 T形梁尺寸(m主梁長度計算跨徑主梁高度梁肋寬度隔梁高度隔梁間距39.9639.502.30.202.39.5圖1橫斷面圖單位(cm)圖2縱斷面圖 單位(cm)遼寧工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計計算書6%F10 711950950950|9503996032二橋面板內(nèi)力計算.恒載及內(nèi)力橋面鋪裝為5cm厚的瀝青表面處治(容重21kN/M)和平均厚10cm的C25混凝 土墊層(容重 23 kN/m3), T板材料容重25 kN/m3每延米板上的恒載g :
6、g1 =0.05 1.0 21 =1.05kN/m防*混疑t面層:g2 =0.07M1.0M23 = 1.61kN/m圖三 T梁橫斷面圖 單位(cm)T 梁翼板自重:g3 =0.19父1.0M25 = 4.75kN/m3遼寧工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計計算書合計: g 八 gi =1.05 1.61 4.75 =7.41kN/m每延米板條的包載內(nèi)力 1c彎矩 Mg0 二一1gl;二3.52kN m剪力Qgo =gl0 =7.22kN.公路-II級車輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力將車輛荷載后輪作用于銀縫軸線上,后軸作用力P=140kN ,由橋規(guī)查得,其后輪著地長度 a2= 0.20m,寬度 b2= 0.60m,則:a1
7、=a2+2H =0.2 +2 父 0.15 =0.5,b1 = b2 +2H =0.6 + 2x0.15=0.9圖4公路一n級的計算圖式單位(城荷載作用于懸臂根部的有效分布寬度:單輪時c=a1+d=0.44m雙輪時d=q d+2l=1.04m沖擊系數(shù)1+.;-1.3作用于每米寬板條上的彎矩為: TOC o 1-5 h z PbM p 二(1 )3 - 1) = -27.22kN/m4 f4PQP = (1 + =)=23.64kN /m4f3.內(nèi)力組合M =1.2Mq014Mp - -42.33kN / m gQ =1.2Qq0 1.4QP =41.76kN/m g遼寧工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計計算書三
8、荷載橫向分布系數(shù)的計算1.杠桿法計算1#梁,2#梁,3#梁支點(diǎn)位置的汽車、人群荷載橫向分布系數(shù),并列表表示,如下圖所示,相 應(yīng)于荷載位置的影響線11 ,1#梁汽車moq 2x q =萬 0.906 =0.453人群mor = r T.402#梁汽車moqj q1-(0.32 0.82) =0.57mor = r3#汽車一 1mo(0.782 0.782) =0.782oq 2 q 2三號梁遼寧工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計計算書人群mor - r - 0圖5按杠桿原理法計算橫向分布系數(shù)單位(cm)2、偏壓法此橋在跨度內(nèi)設(shè)有橫隔梁,具有強(qiáng)大的橫向連接剛性,承重結(jié)構(gòu)的長寬比為并計算橫向分布系數(shù),本橋各梁橫=上=
9、4.59之2故按剛性橫梁法來繪制橫向影響線,B 2.15 4截面均相等,梁數(shù)n=5,梁間距為2.15m 貝卜 a, =(4.32 2.152) 2 =46.2251#梁影響線豎標(biāo)值1 上+(42 = 06 n白、5 J4.)2 n Ij 546.22515 n n _546.225i/三a.2i =1 ix 4215 x由,1和計算橫向影響線的零點(diǎn)位置 X解得x=6.45m TOC o 1-5 h z 150.60.21_mcq =-7 q 0.43 0.22 0.08 -0.19 =00.27 22mcr = r 二 0.6 7.4 =0.696.452#梁影響線豎標(biāo)值21a1a2n三a:i
10、 1= 0.22.15 4.346.225= 0.4251a1a2nn 2n: aiiTiai遼寧工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計計算書mcq1 =-7 q =0.422 qmcr=r =0.533#梁31a1a3n 2 laii 11= 0.235mcq1 -二一三q2 q限=0.2n 2i 1一 一0.2 4 =0.4mcr圖6偏心壓力法計算橫向分布系數(shù)圖式=r =0.2 0.2 = 0.4(cm)四主梁內(nèi)力計算1恒載內(nèi)力計算.恒載集度0.18 0.2土卻 g1=0.2 2.3 (2.15 -0.2) 25=8.5kN/m王2橫隔梁對于邊主梁0.18 0.2、215 -0.2g1二(1.7 ;)(-220
11、.16 0.14)(-)5 25“39.5 =0.69kN/m2對于中主梁g2 =2.15 0.69 =1.48kN/m橋面鋪裝層g3 =7.41kN / m欄桿和人行道g4 =5.5 2 :5 = 2.2kN/m作用于邊主梁的全部恒載強(qiáng)度為:遼寧工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計計算書g =8.5 0.69 2.2 7.41 =18.8kN /m作用于中主梁的全部恒載強(qiáng)度為:gi =、gi =13.45 1.48 7.41 2.2 = 24.54kN / m.恒載內(nèi)力計算邊主梁的彎矩和剪力Mx =?x -gx 喈 I -xgQx =- I -2x2表4恒載內(nèi)力心、.劉力 截面1號梁2號梁(3號梁)x=0Q=4
12、42.85M=0Q=486.25M=0 x=L /4Q=253.96M=3421.58Q=278.53 1M=3392.35 X=L/2Q=0M=4432.67Q=0M=4476.832.活載內(nèi)力計算表5影響線圖式截面影響線圖式Mi4事3 L /16M 2+fL/4胃Qi2中1/2J 一-_11/2Q*1FT _ , ”3g 24.54 1039.81g- = =2432.46kN m主梁截面型心到T梁的距離遼寧工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計計算書11 215 -20 1“c cc CCC 11I+ 230 M 20 M 230 M2 211 215 -20 230 20 87.34cm = 0.9215m
13、1c =2.92 107cm4 = 0.292m4c40 混凝土 E =3.25x1010N/m2,即 f =- l-Ec = 2.009Hz2 l2 mc1.5HZ E2.009HZ TOC o 1-5 h z 139.5G=_m1m1 = MlM39.5 =19.75m2橫向分布長度 a=9.85=9.9m22_ 尸 a、y =1 父 39.5-a 1/39.5 = 0.91613遼寧工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計計算書3,截面內(nèi)力計算將求得的計算荷載Poq在相應(yīng)的影響線上按最不利荷載位置加載,對于汽車荷載并計入沖擊影響1 +仙=1.204公路二級荷載:汽車作用彎矩M2j(1 廠 巳?=1.204 19
14、6.82 (1.15 0,52) = 364.87kN m人群彎矩M 2 -3 = Por=44.325 -1.45 - -64.271kN_m剪力計算汽車作用Q1 =1.108 196.82 0,575 0.395 0.285 0.085)=292,223kN人群作用Q1 =44.325 (-1.52) = -68.75kN m荷載組合:M =1.4 364.188 0.8 1.47-64.27 =437.881kNmQ=1.4 292.223 0.8 1,47 31.028 =443.864kN六撓度計算根據(jù)以上計算可知跨中截面主梁結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的最大彎矩M Gk =4335.3497kN加
15、,汽車產(chǎn)生的最大彎矩(不計沖擊力)為2845.446kN,人群產(chǎn)生的最大彎矩為 614,345kN |_m1,驗算主梁的變形按橋規(guī)規(guī)定,驗算主梁的變形時,不計入結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的長期撓度,汽車不計入沖擊 力,則可變荷載頻遇值產(chǎn)生的跨中長期撓度:f =1.45 5 Ms-MGKl2 =1, 5 .7 2845.446 6259 103 39.52 =。物 一6,58cm TOC o 1-5 h z 48 B48 7.592 109600符合規(guī)定.判斷是否設(shè)置預(yù)拱度5M s|25 0.7 2845.446 4335.345 625.19 103 39 52. l=2.47cmf =1.45 M sl
16、=1.45 10-395- = 2.23cm -應(yīng)設(shè)置預(yù)拱度3,計算預(yù)拱度最大值1.251 Mgk M可變頻遇值lf =1.6 248 B=1.648 B48 7.592 10916005 3611.98 (0.7 2791.18 400,20)/2 103 39.52 19L-J=0.7116m = 71.16cm48 1.75 1014遼寧工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計計算書c I、?。?f 745M ”GK 2M“紅荷數(shù)值 J _1 45M 5b335345+(0.7x2845446 + 614.345y2k103父39.5248 B.48 7.592 109= 17.4cm應(yīng)做成平順曲線七支座設(shè)計圖
17、9橫隔梁影響線單位(m1.已知支座壓力標(biāo)準(zhǔn)rCK =818.4385kN ,其中結(jié)構(gòu)自重引起的反力標(biāo)準(zhǔn)值RGK =439.023kN ,公路二級和人群荷載引起的支座反力標(biāo)準(zhǔn)值分別為183.95 kN和7.47 kN ,公路一級和人群荷載R =3.5kN/m2作用下產(chǎn)生的跨中撓度f = 1.82cm ,主梁計算溫差加 =36 C ,設(shè)計板式橡膠支座.2、確定支座平面尺寸選 ab =30乂32 =960cm2 , t=0.5 cm.計算支座的平面形狀系數(shù)sa b30 32s =15.5 28,取瓦= 10000K a2t a b 2 0.5 30 32故得橡膠支座的彈性模量:E j =5.4GeS
18、2 =5.4 1 15.5 =1297.35Mpa驗算橡膠支座的承壓強(qiáng)度a b2t a b818.43850.30 0.32二 8525KPa10000KPa(合格).確定支座厚度15遼寧工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計計算書主梁的計算溫差 t=35C,溫度由兩端的支座均攤,則每一支座承受的水平位移為115:q = -:-:t| =- 10-5 35 3950 30 = 0.696cm為了計算汽車荷載制動力引起的水平位移AP ,首先要確定作用在每一支座上的制動力HT ,按橋規(guī),對于39.5m橋跨,一個設(shè)計車道上公路極車道荷載總重為7.875 m39.5+238,5 =549.56kN,貝U其制動力標(biāo)準(zhǔn)值為 549.56 父 10% = 54.956kN,但按橋 規(guī),不得小于90kN .經(jīng)比較,取總制動力為 90kN參與計算,五根梁共10個支座,每90 FbK = =9kN .10確定需要的橡膠片總厚度支座承受水平力 t_2 g =2 0.696 = 1.392cmqqv t = 1.074cm0.7 - FbK2 10 30 32x t 0,2 30 = 6cm選用4層鋼板和5層橡膠片組成的支座,上下層橡膠片厚 0.25cm,中
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