1、兰州理工大学课程设计说明书LANZHOU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY课程设计说明书 设计题目 装配式钢筋混凝土简支T梁桥计算 课程名称 桥梁工程课程设计 学生姓名 樊瑜 学 号 10300628 专业班级 土木(6)班 指导教师 李喜梅 学 院 土木工程学院 时 间 2013 年 春季 学期 目录一、基本设计资料- 3 -(一)跨度与桥面宽度- 3 -(三)主要材料- 3 -(四)构造形式及截面尺寸(如下图)- 3 -二、主梁的计算- 4 -(一)主梁荷载横向分布系数计算- 4 -(二)作用效应计算- 8 -(三)主梁配筋计算- 15 -(四)斜截面抗剪强度验算- 26
2、-(五)持久状况正常使用极限状态下裂缝宽度验算- 28 -(六)持久状况正常使用极限状态下的挠度验算- 29 -三、行车道板的计算- 32 -(一)永久荷载效应计算- 32 -(二)截面设计与配筋及验算- 34 -四、横隔梁配筋计算- 35 -(一)确定作用在跨中横隔梁上的可变作用- 35 -(二)跨中横梁的作用效应影响线计算- 36 -钢筋混凝土简支T型梁桥设计计算书一、基本设计资料(一)跨度与桥面宽度1. 标准跨径:16m(墩中心距)。2. 计算跨径:15.5m。3. 主梁全长:15.96m。4. 桥面宽度(桥面净空):净7m(行车道)+20.5m(防撞栏)。(二)技术标准1. 设计荷载:
3、公路级,防撞栏自重线密度按照单侧10kN/m计算。2. 环境标准:I类环境。3. 设计安全等级:二级。(三)主要材料1. 混凝土:混凝土简支T形梁及横梁采用C50混凝土;桥面铺装上层采用0.03m沥青混凝土,下层为后0.06-0.13m的C50混凝土,沥青混凝土重度按23KN/m3计,混凝土重度按26KN/m3计。2. 钢材:采用R235钢筋,HRB335钢筋。(四)构造形式及截面尺寸(如下图)如图所示,全桥共由五片T形梁组成,单片T形梁高为1.1m,宽1.6m,桥上横坡为双向2%,坡度由C50混凝土桥面铺装控制;设有5根横梁。二、主梁的计算(一)主梁荷载横向分布系数计算 1.跨中荷载横向分布
4、系数如前所述,桥跨内设有五道横隔梁,具有可靠的横向联系,且承重结构的跨宽比为:L/B=15.5/8.0=1.9375,接近于2.0,故可以按修正的刚性横梁法来绘制横向影响线和计算横向分布系数。(1)计算主梁的抗弯及抗扭惯性矩和1)求主梁截面的重兴位置x翼缘板厚度按平均厚度计算,其平均板厚为 则, 2)抗弯惯性矩为对于T形梁截面,抗扭惯性矩可近似按下式计算: 式中,单个矩形截面的宽度和高度矩形截面抗扭刚度系数梁截面划分为单个矩形截面的个数计算过程及结果见下表。分块名称/cm/cm/翼缘板160110.068750.3330.0007098腹板99160.1620.2990.00172630.00
5、24362即得(2)计算抗扭修正系数,主梁的间距相同,将主梁近似看成等截面则得代入上式,计算得。(3)按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值 式中,;表示单位荷载P=1作用于j号梁轴上时,i号梁轴上所受的作用。计算所得的列于下表内。梁号10.56440.38220.20.0178-0.164420.38220.29110.20.10890.017830.20.20.20.20.2(4) 计算荷载横向分布系数;绘制横向分布影响线图,然后求横向分布系数。根据最不利荷载位置分别进行布载。布载时,汽车荷载距离防撞栏边缘距离不小于0.5m,防撞栏每延米重取为10.0KN/m,防撞栏重以横向分布系数的方
6、式分配到各主梁上。各梁的横向分布系数:汽车荷载:2.梁端剪力横向分布系数计算(杠杆原理法)端部剪力横向分布系数计算图示如下:汽车荷载:(二)作用效应计算1.永久作用效应构件名构件尺寸单位长度体积/重度/每延米重主梁0.3542269.21横隔梁中梁0.0442261.15边梁0.0221260.575桥面铺装0.042230.9660.1389233.1944.16防撞栏4(1)永久荷载:假定桥面构造各部分重力平均分配给各主梁承担,则永久荷载计算结果见下表。防撞栏重力按防撞栏横向分布系数分配至各梁的板重为:由于横向分布系数均相同,=0.4,则q=0.4X10KN/m=4.0KN/m.各梁的永久
7、荷载汇总结果见下表: 各梁的永久荷载值 (单位:KN/m)梁号主梁横隔梁栏杆及人行道桥面铺装层总计1(5)9.210.587544.1617.952(4)9.211.1544.1618.5239.211.1544.1618.52(2)永久作用效应计算1)影响线面积计算见下表影响线面积计算表项目计算面积影响线面积 2)永久作用效应计算见下表永久作用效应计算表梁号1(5)17.9530.03539.038517.9522.52404.23417.957.75139.11252(4)18.5230.03556.155618.5222.52417.070418.527.75145.53318.5230
8、.03556.155618.5222.52417.070418.527.75145.532.可变作用效应(1)汽车荷载冲击系数计算:结构的冲击系数与结构的基频有关,故应先计算结构的基频,简支梁桥的基频简化计算公式为 其中:由于,故可由下式计算汽车荷载的冲击系数:(2)公路-级均布荷载、集中荷载及其影响线面积计算见下表,计算弯矩时,计算剪切力时,按最不利方式布载可计算车道荷载影响线面积,其中的影响线面积取半跨布载方式为最不利,。公路-级车道荷载及其影响线面积计算表项目顶点位置处10.522230.03处10.522222.52支点处10.5266.47.75处10.5266.41.938(3)可
9、变作用弯矩效应计算弯矩计算公式为 其中,由于只能布置两车道,故横向折减系数=1.0.计算跨中和处弯矩时,可近似认为横向分布系数沿跨长方向均匀变化,故各主梁值沿跨长方向相同。公路-级车道荷载产生的弯矩计算表10.52571.29410.530.032223.875799.68490.525722.522222.906599.745820.462630.032223.875703.69840.462622.522222.906527.758130.430.032223.875608.47240.422.522222.906456.3407永久作用设计值与可变作用设计值的分项系数为:永久荷载作用分项
10、系数:汽车荷载作用分项系数:基本组合公式为 式中 -桥梁结构重要性系数,取1.0; -在作用效应组合中除汽车荷载应(含冲击力、离心力)的其他可变作用效应的组合系数,人群荷载的组合系数取为0.8.弯矩基本组合计算表梁号内力永久荷载汽车荷载弯矩基本组合值1539.0385799.68491589.7646404.234599.74581192.25242556.1556703.69841482.7202417.0704527.75811111.97043556.1556608.47241367.3233417.0704456.34071025.4253(4)可变作用的剪力效应计算:在可变作用剪力效
11、应计算时,应计入横向分布系数沿桥跨方向变化的影响。通常按如下方法处理,先按跨中的由等代荷载计算跨中剪力效应;再用支点剪力荷载横向分布系数并考虑支点至为直线变化来计算支点剪力效应。1)跨中截面剪力的计算 跨中剪力的计算结果见下表。公路-级车道荷载产生的跨中剪力计算表梁号内力剪力效应/KN10.52571.29410.51.938266.40.5104.452620.46261.29410.51.938266.40.591.915130.41.29410.51.938266.40.579.47502)支点处截面剪力的计算支点剪力效应横向分布系数的取值为:支点处为按杠杆原理法求得的段为跨中荷载的横向
12、分布系数支点到及到另一支点段在和之间按照直线规律变化。梁端剪力效应计算:汽车荷载作用及横向分布系数取值如图.6计算结果及过程如下,1号梁:kN2号梁: 3号梁:剪力效应基本组合,基本组合公式为, 各分项系数取值同弯矩基本组合。剪力效应基本组合表梁号内力永久荷载汽车基本组合值1139.1125205.2524408.85950104.4526131.61032143.5300221.9798434.4626089.9103113.28703143.5300251.5187471.9260079.4750100.1385由上表可以看出,剪力效应以3号梁控制设计。由以上的弯矩表和剪力表可画出弯矩包络
13、图和剪力包络图,如下:(三)主梁配筋计算1.已知设计数据及要求钢筋混凝土简支梁全长,计算跨径L=15.5m。T型截面梁的尺寸如图,桥梁处于I类环境条件,安全等级为三级,。 梁体采用C50混凝土,轴心抗压强度设计值,轴心抗拉强度设计值。主筋采用HRB335钢筋,抗拉强度设计值;箍筋采用R235钢筋,直径8mm,抗拉强度设计值。简支梁控制截面的弯矩组合设计值和剪力组合设计值为:跨中截面 跨截面 支点截面 要求确定纵向受拉钢筋数量和进行腹筋设计2.跨中截面的纵向受拉钢筋计算(1)T形截面梁受压翼板的有效宽度由图2-3-1所示的T形截面受压翼板厚度的尺寸,可得翼板平均厚度。则可得到(相邻两主梁的平均间
14、距为1600mm)故取受压翼板的有效宽度为。(2)钢筋数量计算 根据公路桥规查的。桥梁结构的重要性系数则弯矩设计值 为了便于进行计算,将图中的实际截面换成图2所示的计算截面,其余尺寸不变。 截面设计1)因采用的是焊接钢筋骨架,故设,则截面有效高度。2)判定T形截面类型 故属于第一类T形截面。3)求受压区高度 整理后,得到 解方程得合适解为 4)求受拉钢筋面积将各已知值及=45mm代入公式,可得到 现选择钢筋为828+420,截面面积。钢筋叠高层数为6层,布置如图7。混凝土保护层厚度取35mmd=28mm及附表中规定的30mm,钢筋间横向净距及。故满足构造要求。 截面复核已设计的受拉钢筋中,82
15、8的面积为4926,416的面积是1256,。由钢筋布置图可求得,即则实际有效高度。1)判断T形截面类型 由公式得 由于,故为第一类截面。2)求受压区高度 由公式,求得,即3)正截面抗弯承载力 由公式,求得正截面抗弯承载力为又,故截面复核满足要求。跨中截面主筋为828+420,焊接骨架的钢筋层数为6层,纵向钢筋面积,布置如图。截面有效高度,抗弯承载力。3. 腹筋设计(1)截面尺寸检查根据构造要求,梁最底层钢筋228通过支座截面,支点截面有效高度为。截面尺寸符合设计要求。(2)检查是否需要根据计算配置箍筋跨中段截面 支座截面 因,故可在梁跨中的某长度范围内按构造配置箍筋,其余区段应按计算配置钢筋
16、。(3)计算剪力图分配在图中所示的剪力包络图中,支点处剪力计算值,跨中处剪力计算值。的截面距跨中截面的距离可由剪力包络图按比例求得,为 在长度内可按构造要求布置箍筋。同时,根据公路桥规规定,在支座中心线向跨径长度方向不小于1倍梁高h=1100mm范围内,箍筋的间距最大为100mm。距支座中心线为处的计算剪力值()由剪力包络图按比例求得,为其中应由混凝土和箍筋承担的剪力计算值至少为;应由弯起钢筋(包括斜筋)承担的剪力计算值最多为,设置弯起钢筋区段长度为4084mm。(4)箍筋设计采用直径为8mm的双肢箍筋,箍筋截面积在等截面钢筋混凝土简支梁中,箍筋尽量做到等距离布置。为计算方便,按公式设计箍筋时
17、,式中的斜截面内纵筋配筋率p及截面有效高度可近似按支座截面和跨中截面的平均值取用,计算如下:跨中截面 支点截面 则平均值分别为箍筋间距为确定箍筋间距的设计值尚应考虑公路桥规的构造要求。若箍筋间距计算值取,是满足要求的。但采用8双肢箍筋,箍筋配筋率,且小于和400mm。综上计算,在支座中心向跨径长度方向的1100mm范围内,设计箍筋间距=100mm,尔后至跨中截面统一的箍筋间距取=200mm。(5)弯起钢筋设计设焊接架立钢筋骨架(HRB335)为22,钢筋重心至梁受压翼板上边缘距离。弯起钢筋的弯起角度为,弯起钢筋末端与架立钢筋焊接。为了得到每对弯起钢筋分配的剪力,由各排弯起钢筋的末端折点应落在前
18、一排弯起钢筋起点的构造规定来得到各排弯起钢筋的弯起点计算位置,首先要计算弯起钢筋上、下弯点之间垂直距离。现拟弯起N1N5钢筋,将计算的各排弯起钢筋弯起点截面的以及至支座中心距离、分配的剪力计算值、所需的弯起钢筋面积值列入表中。弯起点12345933.7902.1870.5847.8825.1距支座中心距离933.71835.82706.33549.84366.3分配的计算剪力值(kN)179.15162.3185122.746784.5611需要的弯筋面积()12071093827570可提供的弯筋面积 ()123212321232628弯筋与梁轴交点到支座中心距离(mm)4661340230
19、23177表中计算如下。根据公路桥规规定,简支梁的第一排弯起钢筋的末端弯折点应位于支座中心截面处。这时,为弯筋的弯起角为,则第一排弯筋(2N5)的弯起点1距支座中心距离距离为933.7mm。弯筋与梁纵轴线交点距支座中心距离为。对于第二排弯起钢筋,可得到弯起钢筋(2N4)的弯起点2距支座中心距离为分配给第二排弯起钢筋的计算剪力值,由比例关系计算可得到: 得 其中,;设置弯起钢筋区段长为4084mm。所需要提供的弯起钢筋截面积()为第二排弯起钢筋与梁轴线交点距支座中心距离为其余各排弯起钢筋的计算方法与第二排弯起钢筋计算方法相同。由表可见,原拟定弯起N1钢筋的弯起点距支座中心距离为4366.3mm,
20、大于4084mm,不在弯筋区域长度内,故暂不参加计算。按照计算剪力初步布置弯起钢筋如图8。现在按照同时满足梁跨间各正截面和斜截面抗弯要求,确定弯起钢筋的弯起点位置。由已知跨中截面弯矩计算值,支点中心处,按公式做出梁的计算弯矩包络图。在截面处,因,则弯矩计算值为与已知值相比,两者相对误差为,故可用来描述简支梁弯矩包络图是可行的。各排弯起钢筋弯起后,相应正截面抗弯承载力计算如表。 钢筋弯起后相应各正截面抗弯承载力梁区段截面纵筋有效高度(mm)T形截面类型受压区高度(mm)抗弯承载力()支座中心1点2281049.2第一类9.625360.27191点2点4281033.4第一类19.242706.
21、03212点3点6281017.6第一类28.8671037.86933点4点8281002.8第一类38.4841355.20944点5点828+220993第一类43.3911510.50815点梁跨中828+420984第一类48.2971661.4689将表中的正截面抗弯承载力在图 上用各平行直线表示出来,它们与弯矩包络图的交点分别为,以各代入公式中,可求得到跨中截面距离值。现在检查看钢筋弯起点初步来逐个检查是否满足公路桥规的要求。第一排弯起钢筋(2N5):其充分利用点“m”的横坐标=5778.6mm,而2N5的弯起点1的横坐标=7750-933.7=6816.3mm,说明1点位于m点
22、左边,且(=1034mm)(=516.7mm),满足要求。其不需要点的横坐标,而2N5钢筋与梁中轴线交点的横坐标,亦满足要求。第二排弯起钢筋(2N4)其充分利用点“”的横坐标=4567mm,而2N5的弯起点1的横坐标=7750-1835.8=5914mm,说明1点位于m点左边,且(=1347mm)(=508.7mm),满足要求。其不需要点m的横坐标,而2N5钢筋与梁中轴线交点的横坐标,亦满足要求。第三排弯起钢筋(2N3)其充分利用点“”的横坐标=2978mm,而2N5的弯起点1的横坐标=7750-2706.3=5044mm,说明1点位于m点左边,且(=2066mm)(=501mm),满足要求。
23、其不需要点m的横坐标,而2N5钢筋与梁中轴线交点的横坐标,亦满足要求。第四排弯起钢筋(2N2)其充分利用点“”的横坐标=1733mm,而2N5的弯起点1的横坐标=7750-3554.1=4196mm,说明1点位于m点左边,且(=2463mm)(=496.5mm),满足要求。其不需要点m的横坐标,而2N5钢筋与梁中轴线交点的横坐标,亦满足要求。由以上检查结果可知图中所示弯起钢筋起点初步位置满足要求。(四)斜截面抗剪强度验算斜截面抗剪强度验算位置为:1) 距支座中心h/2(梁高一半)处截面。2) 受拉取弯起钢筋弯起点处截面。3) 锚于受拉区的纵向主筋开始不受力处的截面。4) 箍筋数量或间距有改变处
24、的截面。5) 构件腹板宽度改变处的截面。因此,本设计要进行斜截面抗剪强度验算的截面包括: 距支点h/2处截面1-1,相应的剪力和弯矩设计值分别为 验算截面抗剪承载力时,应该计算通过斜截面顶端正截面内的最大剪力时的弯矩。最大剪力在计算出斜截面水平投影长度C值后,可内插求得;相应的弯矩可从按比例绘制的弯矩图上量取。 受弯构件配有箍筋和弯起钢筋时,其斜截面抗剪强度验算公式为: 式中: 斜截面内混凝土与箍筋共同的抗剪能力设计值(KN); 与斜截面相交的普通弯起钢筋的抗剪能力设计值(KN); 斜截面内在同一弯起平面得普通弯起钢筋的截面面积(); 异号弯矩影响系数,简支梁取为1.0; 受压翼缘的影响系数,
25、取1.1; 箍筋的配筋率,。计算斜截面水平投影长度C为: 斜截面受压端正截面处的广义剪跨比,当时, m=3。 通过斜截面受压端正截面内由使用荷载产生的最大剪力组合设计值; 相应于上述最大剪力时的弯矩组合设计值; 通过斜截面受压区顶端正截面上的有效高度,自受拉纵向主钢筋的合力点至受压边缘的距离(mm)。A、 斜截面11 由图5-4可以得到距支座中心为h/2处截面的横坐标为x=7750-550=7200mm,正截面 有效高度=1049.2mm。现取斜截面投影长度,则得到选择的斜截面顶端位置1(图5-4),其横坐标为x=7750-1049.2=6700.8mm。在CAD图中量出顶端(x=6700.8
26、mm)的剪力和弯矩设计值分别为: 顶端正截面的有效高度=1.008m(主筋为),则实际广义剪跨比m及斜截面投影长度C为: 将要复核的斜截面如图5-3中所示斜截面(虚线表示),斜角。 斜截面内有纵向钢筋,则纵向钢筋的配筋百分率及箍筋的配箍率分别为: 斜截面内有1组弯起钢筋,故斜截面抗剪承载力为: 同理验算其他截面知,所有斜截面承载力符合要求。(五)持久状况正常使用极限状态下裂缝宽度验算最大裂缝宽度按下式计算 其中, 钢筋表面的形状系数,取C=1.0;作用长期效应影响系数,长期荷载作用时,和分别为按作用长期效应组合和短期效应组合计算得内力值;与构件受力性质有关的系数,;纵向受拉钢筋直径,当用不同直
27、径的钢筋时,改用换算直径,纵向受拉钢筋配筋率,对钢筋混凝土构件,当钢筋的弹性模量,对HRB335钢筋,;构件受拉翼缘宽度;构件受拉翼缘厚度;受拉钢筋在使用荷载作用下的应力,即;按作用短期效应组合计算得弯矩值;受拉区纵向受力钢筋截面面积。由前面计算,取1号梁的跨中弯矩效应进行组合:短期效应组合式中 汽车荷载效应的标准值; 人群荷载效应的标准值;长期效应组合受拉钢筋在短期效应组合作用下的应力为把以上数据代入的计算式得裂缝宽度满足要求,同时在梁腹高的两侧应设置直径为6-8mm的防裂钢筋,一防止产生裂缝。若用,则,介于0.001-0.002之间,满足要求。(六)持久状况正常使用极限状态下的挠度验算钢筋
28、混凝土受弯构件,在正常使用状态下的绕度,可按给定的刚度用结构力学的方法计算。其抗弯刚度B可由下式计算 全截面抗弯刚度,;开裂截面的刚度,;开裂弯矩;构件受拉区混凝土塑性影响系数;全截面换算截面惯性矩;开裂截面换算截面惯性矩;混凝土轴心抗拉强度标准值,对C40混凝土,;全截面换算截面重心轴以上(或以下)部分对重心轴的面积矩;换算截面抗裂边缘的弹性抵抗矩;全截面换算截面对重心轴的惯性矩可近似用毛截面的惯性矩代替,即全截面换算截面面积式中 钢筋弹性模量与混凝土弹性模量之比,为计算全截面换算截面受压区高度 计算全截面换算截面重心轴以上部分面积对重心轴的面积矩设开裂截面换算截面中性轴距梁顶面的距离为x(
29、cm),由中性轴以上和以下换算截面面积矩相等的原则,可按下式求解x: 代入相关参数值得 整理得解得,故假设正确。可计算开裂截面换算截面惯性矩为 代入数据得 则 根据以上计算结果,结构跨中自由重产生的弯矩为,公路-级可变车道荷载,跨中横向分布系数,跨中横向分布系数。永久作用:可变作用(汽车): 式中 作用效应组合的频遇值系数,对汽车。当采用C40-C80混凝土时,挠度长期增长系数,对C50混凝土,则取,施工中可通过设置预拱度来消除永久作用挠度,则在消除结构自重产生的长期挠度后主梁的最大挠度处不应超过计算跨径的1/600.挠度值满足要求。判别是否需要设置预拱则故应设置预拱度,跨中预拱度为支点,拱度
30、沿顺桥向做成平顺的曲线。三、行车道板的计算(一)永久荷载效应计算由于主梁翼缘板在接缝处沿纵向全长设置连接钢筋,故行车道板可按两端固定和中间铰接的板计算。1.每延米板上的恒载沥青混凝土面层:C30混凝土垫层: :T形梁翼缘板自重:每延米跨宽板的恒载总计:2.永久荷载效应计算弯矩: 剪力:3.可变荷载效应公路级:以重车后轮作用于铰缝轴线上为最不利布置,此时两边的悬臂板各承受一半的车轮荷载,如下图所示,车辆荷载后轮着地宽度及长度分别为沿着行车方向轮压分布宽度为垂直行车方向轮压分布宽度为荷载作用于悬臂根部的有效分布宽度单轮时:局部加载冲击次数取1.3,则作用于每米宽半板条上的弯矩为单个车轮时取两者中的
31、最不利情况,则作用于每米宽板条上的剪力为4.作用效应基本组合根据作用效应组合的基本规定,基本组合计算如下,弯矩:剪力:故行车道板的设计作用效应为:(二)截面设计与配筋及验算悬臂板根部厚度为14cm,设净保护层厚度a=3cm,若选用直径为10mm的HRB335钢筋,则有效高度为 由即整理得解得最小的验算钢筋截面积由下式计算选用直径为12mm钢筋时,钢筋的间距为10cm,此时所提供的钢筋面积为:验算截面承载力故承载力满足要求。矩形截面受弯构件抗剪截面尺寸应满足下式要求,满足抗剪最小截面尺寸要求。由于抗剪截面满足可不进行斜截面抗剪强度计算,仅按构造要求设置配置钢筋。根据规定,板内应设置垂直于主钢筋的
32、分布钢筋,直径不应小于8mm,间距不应大于200mm,则分布钢筋采用&200mm。四、横隔梁配筋计算(一)确定作用在跨中横隔梁上的可变作用具有多跟内横隔梁的桥梁,跨中处的横梁受力最大,通常只计算跨中横梁的作用效应,其余横梁可依据跨中横梁偏安全地选用相同截面尺寸和配筋。桥梁结构的局部加载计算应采用车辆荷载,(图11)为跨中横梁纵向最不利荷载布置。纵向一行车轮和人群荷载对跨中横梁的计算荷载为:汽车 跨中横梁受力影响线的面积(二)跨中横梁的作用效应影响线计算 一般横梁弯矩在靠近桥中线的截面较大,而剪力则在靠近两侧边缘处得截面较大。因此,图中所示的跨中横梁,只取A-A(2、3号梁的中点)、B-B(靠近
33、3号主梁)两个截面计算横梁的弯矩,取1号主梁右侧C-C截面和2号主梁右侧D-D截面计算剪力。采用修正的刚性横梁法计算横梁作用效应,先作出相应的作用效应影响线。1.弯矩影响线(1)计算公式:在桥梁跨中当单位荷载P=1作用在j号梁轴上时,i号梁轴所受的作用为竖向力(考虑主梁抗扭),于是,由平衡条件就可以写出A截面的弯矩计算式。当P=1作用在截面A-A的左侧时 即 式中 i号梁轴到A-A截面的距离; 单位荷载P=1作用位置到A-A截面的距离。当P=1作用在截面A-A的左侧时,同理可得 (2)计算弯矩影响线值:已计算出的横向影响线竖标值,得到:对于A-A截面的弯矩影响线可计算如下:当P=1作用在1号梁
34、轴上时当P=1作用在4号梁轴上时当P=1作用在5号梁轴上时根据上面计算得三点坐标及A-A截面的位置,可以作出的影响线。同理,影响线计算式如下根据上面计算得三点坐标及B-B截面的位置,可以作出的影响线。2.剪力影响线(1)1号主梁右截面的剪力影响线计算1)当P=1作用在计算截面以右时:(即为1号梁的荷载横向影响线)2)当P=1作用在计算截面以左时:(2)2号主梁右截面的剪力影响线计算1)当P=1作用在计算截面以右时:如P=1作用在4号梁轴上时:如P=1作用在5号梁轴上时:2)当P=1作用在计算截面以左时:如P=1作用在1号梁轴上时:(3)截面作用效应计算截面作用效应的计算公式为 式中 横梁冲击系
35、数,取0.3;车道折减系数,两车道为1.0; 汽车对于跨中横梁的计算荷载; 横梁作用效应影响线的竖向坐标值; 可变作用汽车和人群在相应影响线上的最不利位置加载见相关图,横梁内力计算结果见下表。横梁截面作用效应计算表汽车/114.7097横梁冲击系数0.3人群/()车道折减系数10.89490.3211一车道181.3336-0.33100.84950.4805-0.0934两车道141.8160-0.45730.51027.88860.54160.33660.1885-0.0165两车道156.7879000000.67330.365900一车道154.9682荷载组合()253.8670()
36、11.0440/219.5031(4) 横隔梁截面配筋与验算1) 正弯矩配筋把铺装层折算3cm计入截面,则横梁高度为83cm,横梁翼缘板有效宽度为(下图):计算跨径的1/3 640cm/3=213.33cm相邻两横梁的平均间距 387.5cm式中 受压区翼缘悬出板的厚度,含3充满铺装层厚度。横梁翼板有效宽度应取上述三者中的较小值,即,先假设a=8cm,则得横隔梁的有效高度为。其中,a为钢筋重心到底面得距离。假设中性轴位于上翼缘板内,由 则 整理得解得满足要求的最小x值为,故假设正确。钢筋截面面积可由计算,则 选用4根直径20的HRB335钢筋,。此时则而,满足规范要求。验算截面抗弯承载力:2)
37、负弯矩配筋此时,横梁为110cmX18cm的矩形截面梁。负弯矩配筋及计算截面图式(尺寸单位:cm)取其中为钢筋重心到上缘距离。解得。选用2根直径12的HRB335钢筋,。此时,验算截面抗弯承载力 横梁正截面配筋率计算均满足受拉钢筋最小配筋率要求。3.抗剪计算与配筋设计则抗剪截面符合尺寸要求,但需要进行斜截面抗剪承载力的验算,通过计算配置抗剪钢筋,假定全部采用箍筋来承受剪力,选取箍筋为双肢,则,箍筋间距计算公式如下,选取箍筋间距,箍筋配筋率为,满足规范要求。目录一、基本设计资料- 2 -(一)跨度与桥面宽度- 2 -(三)主要材料- 2 -(四)构造形式及截面尺寸(如下图)- 2 -二、主梁的计算- 3 -(一)主梁荷载横向分布系数计算- 3 -(二)作用效应计算- 7 -(三)主梁配筋计算- 14 -(四)斜截面抗剪强度验算- 25 -(五)持久状况正常使用极限状态下裂缝宽度验算- 27 -(六)持久状况正常使用极限状态下的挠度验算- 28 -三、行车道板的计算- 31 -(一)永久荷载效应计算- 31 -(二)截面设计与配筋及验算- 33 -四、横隔梁配筋计算- 34 -(一)确定作用在跨中横隔梁上的可变作用- 34 -(二)跨中横梁的作用效应影响线计算- 35 - 44 -