桥梁工程课程设计(航院09级)汇总

程课程设计任务书(一)课题：装配式钢筋砼简支T型梁桥设计，钢筋混凝土空心板桥设计(二)设计资料(1)桥面净空(自行确定，二车道或三车道，有人行道或无人行道)(2)设计荷载(3)主梁及板的跨径和全长全全(4)材料(双学号)C40(5)裂缝宽度限值：Ⅱ类环境(允许裂缝宽度0.20mm)。(6)设计依据(7)参考资料：《桥梁计算示例集—混凝土简支梁(板)桥》，易建国主编，人民交本设计要求编制计算说明书一份，绘制主梁钢筋图一张(A3图幅)(一)计算图式(二)恒载及其内力(三)活载及其内力(四)截面设计、配筋与强度验算第二部分：主梁的计算(一)主梁的荷载横向分布系数(二)内力计算(三)截面设计、配筋与验算(1)配置主筋：偏安全地按计算弯矩最大的梁进行配筋。(2)截面强度验算。(3)斜筋配置：偏安全地按剪力最大的梁进行配筋。(4)箍筋配置。(5)斜截面抗剪强度验算。(四)裂缝宽度验算(五)变形验算第三部分：横梁的计算(一)横梁弯矩计算(用偏心压力法)(二)横梁截面配筋与验算(三)横梁剪力计算及配筋第四部分：制图与编写计算说明书(一)制图的图例符号，以便读图。在A3图纸上进行图幅布置，绘制主梁钢筋布置图(包(二)计算说明书7第一部分行车道板的的计算考考虑到主梁翼两端固定和中间铰二、永久荷载及其效应1232iAh202Ah0三、可变荷载及其效应8对于公路—I级：以重车后轮作用于绞缝轴线上时为最不利布P4,如右下图所示：b及长度a为：2212 (注:H为铺装层的厚度)00作用于每米宽板条上的弯矩为：时：Ap4a0441.9649Ap4a0443.364Ap作用于每米板宽板条上的剪力为：AhApAhApAA四、截面设计、配筋与强度验算0022按照《公预规》5.2.2条：yM≦bxf(h0-x)0dcd22b0 bfA=fbsdncdfnmBg0dcu,k00d2td0承载能力验算：fA=fbxsdscdfx=fA/fb=280×0.00087/18.4×1.0sdscdfM=fbx(h-x)dcdf022dA第二部分主梁的计算一、主梁的荷载横向分布系数布系数计算(用修正偏心压力法)惯矩I及抗扭惯矩IT2T12b1.6131b22根据《桥梁工程》中公式(2-5-41)计算：T3待人公式(2-5-40)可得：1=1+1.0420.425E2.8746201610-3(18.5)2E6.100432810-251.61=此桥在跨度内设有横隔梁，具有强大的横向连接刚性，且承重结构的长宽比为：B51.6制影响线并计算横向分布系数m：c③计算并绘制影响线及横向分布系数m5a=a2+a2+a2+a2+a2i12345i=1=(1.6+1.6)2+1.62+0+(-1.6)2+(-1.6-1.6)2=25.60m2a9)，对1号梁考虑抗扭修正后的影响线竖坐标值为：n,=1+2+0.9(21.6)2=0.56aii=1n,=-1ii=1=则其影响线如下图：x,=4.98mn,=1+a22=0.2+0.91.62=0.29ii=1n,=1-a22=0.2-0.91.62=0.11ii=1=则其影响线如下图：c心，在偏心距下没有位移，故其响线的竖坐标不受偏心荷载影响均为：n31323334351汽22汽23汽21人2人3人m,=0.438-0.059=0.3792板2)、梁端剪力横向分布系数(杠杆原理法)1汽22汽23汽22人如下：构件体积及计算：2②横隔板(中梁和边梁)：重度为25KN/m3构件体积及计算：22构件体积及计算：积及计算：为：2板2板久荷载汇总于下表：(4)30880162320支点剪力：=1l=118.5=9.25022M梁M梁号ML2(KN/m)495342.78835.49ML4(KN/m)q0089295200kkkL20L20M处4支点处L4V2ll2VlkkP=234KN。k可变作用(人群)(每延米)人人M⑶、可变作用效应(弯矩)计算如下表：Mnn(1)1+n 441100 (1)(2)【(3)(4)5)(6)】0 898989yk(6)595959内力ML2ML4ML2ML4ML2ML4kk123 (1)×(2)×(3)n(1)ML2L41MM2MM2M0.4172.6342.7846.92L2M32.0935.19L4M42.7845.00L2M32.0933.76L4GiQQj0ud0 (i=1Gid+SQ1d+cj=2Qjd (5) (4)载 (2)48999 ML2L4ML2ML4L2 123L4200cc计算可变荷载剪力效应应计入横向分布系数m沿桥垮变化的影再用支点剪力荷载横向分布系数m并考虑支点至l为规定直线变化4kV下表：L2 (1)(2))410V汽L2V汽L2V汽L20 3Pk 8 yk qk 123人群荷载产生的跨中剪力V人L2(KN) (1)×(2)×( (1)×(2)×(3)m1)V人L2V人L2V人L2123P(2)人向分布系数的取值为：b、l—3l按跨中弯矩的横向分布系数m(同前)44c、支点—l处在m和m之间按照直线变化4支点截面车道剪力效应V计算式为：汽0横向分布系数变化区段长度为：2荷载布置，影响线面积2汽0汽0汽0V=(1+)ξm(qω+1.2Py)汽01汽kk汽021汽1汽k1汽1汽k则计算结果见下表：汽0汽0.07V汽0汽0123计算支点截面人群荷载最大剪力V人0人01人人21人1人人表(KN)梁梁号人0剪力组合效应组合表(KN)yyS=y0ud0 (5)载 (2)905 (4) V0VL2V012020VL2V0VL200cc三、截面设计、配筋与验算述，主梁的设计值如下表：剪剪力设计值(KN)d,L2Md,L4L2截面L4截面L2截面高度0dyM≦fb,h,(h)0dcdff020dfb,h,(h)cdff022可见，yM＜fb,h,(h)，故应该按第一类T型梁计算。0dcdff02由公式yM=fb,x(h-x)确定受压区高度。0dcdf022fA=fb,xsdscdfs钢筋截面重心至截面下边缘的距离为：s84.70s=Ashb0f=84.7算M=fbx(h-x)dcdf022200dcu,k00d2td0示如下：0d (由剪力包络图按比例可得)0cs0d则由弯起钢筋承担的剪力组合设计值为：0sb10d按照《桥规》规定，计算第一排弯起钢筋时，取用距支座中心h2处应由弯起钢筋承担的那部分剪力组合设计值，即：yv=0.35γV=0.350sb10d下式可得：yv=0.75×10-3fAsin90sb1sdsb1sssA=0sb1sb10.75103fsin9L=yv0sb1•L=205.84•18500=4163cm2yvyv2618.78161.392以后各排取前一排弯起钢筋起点处由弯起钢筋承担的那部分剪力弯起筋的竖向中心距叠加：下式可得：排弯起钢筋的弯起点，按比例可求：钢筋的截面面积为：A=yv0sb2=180.43=1214mm2sin2下式可得：排弯起钢筋的弯起点，按比例可求：钢筋的截面面积为：A=yv0sb3=126.14=850mm2sb30.75103fsin90.751032800.707323下式可得：排弯起钢筋的弯起点，按比例可求：钢筋的截面面积为：A=yv0sb4=73.63=496mm2sin434下式可得：排弯起钢筋的弯起点，按比例可求：钢筋的截面面积为：A=yv0sb5=22.89=154mm2sin4552限状态正截面承载能力校核：BM11sds1022dxdmL2M为距跨中x处截面上的弯矩24fb18.41580fcdf020cd将x值代入下式，M=fbx(h-x)可得下表ducdf02有效高T型截受压区抗弯承钢筋度h面类别高度x载力充分0点梁区段截面纵筋lkji矩包络图和结构抵抗图如下：230.210-6(2+0.6P)fAfbh2v(ξyV)2S=13v(ξyV)20d1133V——距支座中心处截面上的计算剪力(KN)dsvsvsv0y02bh18118.990代入可得：d121.120.210-6(2+0.60.95)40100.61951801189.92=142.7mmvvsvsvvvsvsvv1810vsvsvv1812斜截面抗剪承载力验算截面如下图：①距支座中心h2(梁高一半)处截面A—A：1a、选定截面顶端位置：00A处截面上的剪力V及相应的弯矩M计算如下：dAd,AdAd,L2d,0d,L2L18.50则实际剪跨比m及斜截面投影长度c分别为：0将要复核的斜截面为图中A—A截面(虚线)10箍筋配筋率(S=100mm)p=0.0056vsv可以不考虑)。duAcssb130cu,ksvsvsbsbsa、选定截面顶端位置：0B处截面上的剪力V及相应的弯矩M计算如下：dBd,Bd,Bd,L2d,0d,L2L18.5dBdLL18.520则实际剪跨比m及斜截面投影长度c分别为：MVh 0将要复核的斜截面为图中B—B截面(虚线)1P=100As=1002036+3217=2.61＞2.5bh18011160箍筋配筋率(S=100mm)p=0.0056vsvsbsbsb2可以不考虑)。duBcssbn130cu,ksvsvsbsbsa、选定截面顶端位置：0C处截面上的剪力V及相应的弯矩M计算如下：dCd,Cd,Cd,L2d,0d,L2L18.50则实际剪跨比m及斜截面投影长度c分别为：MVh 0将要复核的斜截面为图中C—C截面(虚线)10箍筋配筋率(S=120mm)p=0.0047vsvsbsbsb3可以不考虑)。130cu,ksvsvsbsbsa、选定截面顶端位置：0D处截面上的剪力V及相应的弯矩M计算如下：dDd,Dd,Dd,L2d,0d,L2L18.50则实际剪跨比m及斜截面投影长度c分别为：0将要复核的斜截面为图中D—D截面(虚线)10箍筋配筋率(S=120mm)p=0.0047vsvsbsbsb5可以不考虑)。130cu,ksvsvsbsbsa、选定截面顶端位置：0E处截面上的剪力V及相应的弯矩M计算如下：dEd,Ed,Ed,L2d,0d,L2L18.5dEdLL18.520则实际剪跨比m及斜截面投影长度c分别为：MVhd,E0 0将要复核的斜截面为图中E—E截面(虚线)1P=100As=1008470=4.5＞2.5bh18010450箍筋配筋率(S=120mm)p=0.0047vsv弯起钢筋为A(2B16)，A=402(弯起钢筋A相交很少，偏于安全，sbsbsb4可以不考虑)。duEcssb130cu,ksvsvsbsbs宽度验算fkE0.28+10ps122Ntss33gs0ffs0ffs0sGik1jQjkij=1tGik2jQjki=1j=1选短期组合时，钢筋的应力：s02N1612.79sss五、变形验算BM=YfWcrtk000f=2.4MPac式中：S——全截面(不考虑开裂)换算截面重心轴以上部分对重心轴02f2fs0代入后：22020全截面抗裂边缘弹性抵抗矩：00crtk0I为开裂截面惯性矩，按下式计算：crI=nA(h-x)2+1bx3-1(b-b)(x-t)3crs03f3f代入后：cr33crccr0c0sBB=0B系数n。挠度长期增长系数n可按下列规定取值：当采用C40以下的999中间强度可按线性内插取用；故本题n=1.459挠度为：t9s1600应设置预拱度，预拱度值按结构自重和12可变荷载频遇值计算的长期GkQ1k5{[()]}5{[()]}p948B响后的长期挠度为：5()5()5()5()第三部分横梁的计算弯矩计算纵向一行车轮荷载对中横隔梁的计算荷载为：P=1P•y=1×(140×1+140×0.696)=118.72KNoq2ii212nM=n1.5d+n0.5d11.5dr1225nM=n1.5d+n0.5drnM=n1.5d+n0.5d-10.5dr21222上按最不利荷载位置加载，对于汽车荷载并计入冲击系数(1+=1.3)M=(1+)ξPn汽oq汽(+)负弯矩：M=1.3×1.0×118.72×(-0.154-0.243)=-61.27KN·m汽(-)对于人群均布荷载，其计算荷载相应为：M=pl(影响线上布满荷载)ororaor