桥梁工程毕业设计计算书参考.doc
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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/m23、 桥面净宽:净 7+20.75+20.254、 跨径:标准跨径20m,计算跨径19.5m5、 每侧栏杆及人行道构件重5KN/m6、 砼线膨胀系数=110-57、 计算温差=t=35oC8、 砼弹性量Eh=3101Mpa(C30砼)二、 基本尺寸拟订1、 主梁由5片T梁组成桥宽(51.6m)每片梁采用相同的截面尺寸,断面尺寸如上图所示。各主梁、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
2、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1=25KN/m32、 墩身、台身及基础用7.5级砂浆25#块石,其抗压强度R为3.7Mpa,重力密度2=24KN/m3,桥台填土容量3=18KN/m33、 桥面铺装平均容重o=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1Kpa2、 地质状况为中等密实中砂地基,容许承载力=450kPa;填土摩擦角=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
3、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g10.031.021kN/m=0.63kN/m砼垫层g20.081.025kN/m=2.00kN/mT形梁翼板自重g3(0.08+0.14)/21.025kN/m=2.75kN/m合计g=gi=5.38kN/m(2)每米宽板条的恒载内力为:Mmin,g=5.380.712kNm=1.356kNmQag=gl0=5.380.70kN=3.82kN1. 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P120kN,轮压分布宽度如下图所示。由公路工程技术标准(JTGB
4、012003)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+20.11m=0.42m b1=b2+2H=0.60m+20.11m=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+20.71m=3.24m由于2l0=1.40m5m,所以冲击系数1+=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P250kN,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.
5、20m+20.11m=0.42mb1=b2+2H=0.50m+20.11m=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+20.71m=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 /2-(0.90l0)=0.72/2-(0.90-0.71)=0.17m轮压面ca1上的荷载对悬臂根部的有效宽度为= a1 +2c=0.42+20.17=0.76m轮压面ca1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
6、状态内力组合:(用于验算强度)恒汽(组合)=1.2(-1.356)+1.4(-12.16)=-18.65 kNm=1.23.82+1.424.07=38.28 kN恒挂(组合)=1.2(-1.356)+1.1(-12.55)=-15.43 kNm=1.23.82+1.139.98=48.56 kN所以,行车道板的设计内力为Mj=18.65 kNm (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12 HRB400钢筋,=330Mpa,=13.8 Mpa,=0.53则有效高度c
7、为:h0=110-0.02-0.006=0.084m=84mm由1.018.65=13.81000x(84-x/2)解得 x=18.02mm=0.5384=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14(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10,间距25mm.强度验算: =h-a-d/2=0.11-0.02-0.962/2=0.082m=82mmx=49.1将x带入公式=求得截面所能承受的弯矩设计值为:=13.8100049.1(82-49.1/2)=38.9Nmm= 38.9KNmm=
8、1.018.65 KNmm。(强度满足要求。)二、主梁内力计算梁的纵横端面如下图所示:纵断面此桥宽跨比B/L=51.6/20=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) 绘制1#,2#,3#梁的横向分布影响线。 确定荷载沿横向的最不利位置。 求出相应于荷载位置的影响线竖标值。 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= r=1.4222号梁: 汽车-20 moq= =0.500挂车-100mog= =0.469人群荷载 mor= r=03号梁: 汽车-2
9、0moq= =0.5挂车-100mog= =0.469 人群荷载 mor= r=02. 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=25.6m21号梁 11= +=+=0.60 15= =0.20 2号梁 21= +=+=0.40 25= =0 3号梁 31= +=0.20 35= =0.20 按最不利位置布载,见影响线图 计算横向分布系数mc。1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= r=0.6842号梁:c 汽车-20 mcq= =0.469挂车-1
10、00 mc=0.272 人群荷载 mcr= r=0.4423号梁: 汽车-20mcq= =0.400挂车-100mcg= =0.200 人群荷载 mcr= r=0.200 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号跨中mc0.5560.3440.684支点mo0.4380.1411.4222号跨中mc0.4690.2720.442支点mo0.5000.46903号跨中mc0.4000.2000.200支点mo0.5000.4690活载内力 汽车荷载冲击系数:1+= 1.2 1号梁汽车-20Mcq =(1+)mcPiyi= 1.21.0(0.5561204.150+0.55
11、61204.85+0.556602.85)=834.67KNm挂车100 Mcg =mcPiyi=1.0(0.3442504.250+0.3442504.85+0.3442502.850+0.3292502.25=1212.76 KNm 人群荷载 Mcr =1.210.68430.750.5119.44.85=86.88 KNm2号梁 汽车-20 Mcq =(1+)mcPiyi= 1.21.0(0.4691204.15+0.4691204.85+0.469602.85)= 704.06KNm挂车100 Mcg = mcPiyi = 1.0(0.2722504.25+0.2722504.85+0
12、.2722502.85+0.2862502.25)= 973.48 KNm人群荷载 Mcr =1.310.44230.750.5119.44.85=56.14 KNm3号梁 汽车-20 Mcq =(1+)mcPiyi = 1.21.0(0.4001204.15+0.4001204.85+0.40602.85)= 600.48KNm挂车100 Mcg = mcPiyi = 1.0(0.2002504.25+0.2002504.85+0.2002502.85+0.222502.25)= 751.25 KNm 人群荷载 Mcr =1.210.20.7530.5119.54.85=23.53 KNm
13、计算各主梁跨中剪力Q1/21号梁 汽车-20级Qcq =(1+)mcPiyi = 1.21.0(0.5561200.500+0.5561200.428+0.222600.543)=82.98KN挂车100 Qcg = mcPiyi = 1.0(0.3442500.500+0.3442500.438+0.3292500.232+0.2792500.170)= 116.608 KN人群荷载Qcr = mcPiyi =1.21.00.68430.750.50.59.7= 4.47 KN2号梁 汽车-20Qcq =(1+)mcPiyi =1.21.0(0.4691200.500+0.4691200.4
14、28+0.460600.222)=70.23 KN挂车100 Qcg = mcPiyi = 1.0(0.2722500.500+0.2722500.438+0.2862500.232+0.3352500.170) = 94.61 KN人群荷载Qc= 1. 21.00.44230.750.50.59.7= 2.893号梁 汽车-20Qcq =(1+)mcPiyi = 1.21.0(0.41200.500+0.41200.427+0.410600.222)= 60.02KN挂车-100 Qcg = mcPiyi = 1.0(0.22500.500+0.22500.438+0.222500.232+
15、0.2862500.170)= 71.76 KN人群荷载 Qcr= 1.21.00.230.750.50.59.7= 1.31 KN计算各主梁支点剪力Qo1号梁 汽车-20Qoq =(1+)mcPiyi = 1.21.0(0.4381201.00+0.4721200.928+0.556700.412+0.5351300.21)= 162.58 KN挂车10 Qog = mcPiyi = 1.0(0.1412501+0.1912500.938+0.3442500.732+0.3442500.67)= 200.61 KN人群荷载 Qor=1.210.68430.750.5119.4=17.91KN
16、2号梁 汽车-20 Qoq =(1+)mcPiyi = 1.21.0(0.5001201.000+0.4911200.928+0.469700.412+0.4741300.206)= 169.08KN挂车100 Qog = mcPiyi= 1.0(0.4692501+0.422500.938+0.2722500.732+0.2722500.67) = 311.08 KN 人群荷载 Qor = 1.210.44230.750.5119.4= 11.573号梁 汽车-20 Qoq =(1+)mcPiyi = 1.21.0(0.51201.00+0.4711200.928+0.4700.412+0.
17、4181300.206)= 162.22 KN挂车100 Qog = mcPiyi = 1.0(0.4692501+0.4022500.938+0.22500.732+0.22500.67)= 281.62 人群荷Qor =1.210.230.750.5119.4= 5.24 KN 活载内力组合梁号截面内力汽车-20级挂车-100人群1#M1/2834.671212.7686.88Q1/283.45116.6084.47Qo163.10200.61217.912#M1/2704.06973.4856.14Q1/270.3294.612.89Qo165.25311.07611.573# M1/2
18、600.48751.2525.53Q1/260.2871.821.31Qo162.58281.385.241 恒载内力 计算恒载集度主梁g1=0.181.30+()(1.6-0.20)25 = 9.76 kN/m横隔梁对于边主梁g1边=1.10- 525/19.5=0.647kN/m对于中主梁g1中=20.647=1.294 kN/m 桥面铺装层g3=(0.63+2)7/5 kN/m = 3.682 kN/m栏杆和人行道g3=52/5 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.
19、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/KNx = 00161.210167.51x = l/2785.880816.6301#梁内力组合汇总序号荷载类别M(KN.m)Q(KN0跨中梁端跨中恒载816.63167.510汽车834.67162.5882.98人群86.8817.914.47挂车-1001212.76200.61116.61汽+人群921.55180.4987.451.2恒载979.96201.0101.4(汽+人)1290.17252.69122.431.1挂车1334.0422
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