1.5毕业设计上册(武玉强).pdf

辽宁工程技术大学毕业设计 论文 1 前言 本次设计的煤海大桥预应力钢筋混凝土简支 T 形梁桥 桥梁主跨标准跨径 30 米 分 为 7 跨 总长为 210 米 海大桥下部结构设计是本桥的重要组成部分 应按一级公路的 设计标准来修建 设计荷载 汽车荷载按公路 I 级 下部结构的设计包括 盖梁尺寸拟定 内力计算 截面配筋及承载力校核 桥墩内力计算 配筋设计 应力验算 桩基内力计算 桩长计算 配筋及强度验算 桥台恒载 活载 土压力的计算 对计算结果进行地基承载 力 基底偏心距 基础稳定性的验算 桩基采用 m 法 主要的设计依据有 公路桥涵设计 通用规范 公路桥涵地基与基础设计规范 等 从古至今 从国外到国内 桥梁的外观 设计 技术 桥型 施工方法都在逐渐发展 完善 从木桥 竹索桥到石桥 铁链桥 再到现在的各种桥梁 人们为了生存发展 在面 对大自然的千姿百态时不曾动容 创造了一次次奇迹 迎来一次次辉煌 国内 国外在桥 梁工程史上的伟大成就我们是有目共睹的 一部桥梁发展的历史 是桥梁跨径不断增大的 历史 是桥型不断丰富的历史 是结构不断轻型化的历史 我国自 50 年代中期开始修建预应力混凝土梁桥 至今已有 40 多年的历史 比欧洲起 步晚 但近对年来发展迅速 在预应力混凝土桥梁的设计 结构分析 试验研究 预应力 材料及工艺设备 施工工艺等方面日新月异 预应力混凝土梁桥的设计技术与施工技术都 已达到相当高的水平 近 20 年来 我国已建成的具有代表意义的连续梁桥有跨径 90m 的 哈尔滨松花江大桥 跨径 120m 的湖南常德沅水大桥 主跨 125m 的宜昌乐天溪桥 跨径 154m 的云南六库怒江大桥等 国内外桥梁的现状和发展趋势 1 跨径不断增大 2 桥型不断丰富 施工技术不断提高 施工方法不断改进 3 结构不断轻型化 近代随着桥梁建筑的发展 对于建桥材料 施工方法 设计理论等方面提出了新的要 求 武玉强 煤海大桥下部结构设计 2 1 设计资料与方案比选 1 1 设计标准及上部构造 路线道路等级 高速公路 计算行车速度 100 km h 设计荷载 汽车荷载按公路 I 级 桥面分为左右双幅 单幅 12 25m 净 3 72 3 2 0 5m 标准跨径 30m 计算跨径 29 2m 梁长 29 90m 上部构造 预应力钢筋混凝土简支 T 型梁 1 2 水文地质条件 煤海大桥位于辽宁省阜新市郊 河流均为独流水域 流量随季节变化较大 平均水深 0 5m 左右 地表水体为沙河支流 属于季节性河流 勘察时无水 设计洪水频率百年一 遇 气候属北温带大陆性气候 冬寒夏热 昼夜温差大 年平均最低气温 23 历史最高 气温为 36 年平均气温为 7 年平均降水量为 450mm 550mm 无霜期为 145 160 天 项目区域工程地质条件比较简单 第四系覆盖层有薄有厚 表层常为可塑粘性土 厚度一 般 7 10m 呈坚硬到可塑状态 其下常为厚度不等粉土层的通常为 5 8m 在下部为中砂砾 呈中密 密实状态 承载力高 工程性质较好 1 3 材料 1 混凝土 钻孔灌注桩 C30 混凝土 桥墩 C30 混凝土 桥墩 盖梁 C35 混凝土 桥台 盖梁 C30 混凝土 2 钢筋 HRB335 R235 1 4 下部结构方案比选 辽宁工程技术大学毕业设计 论文 3 1 4 1 桥墩的类型及比选结果 桥墩的作用是支承在它左右两跨的上部结构通过支座传来的竖直力和水平力 有时桥 墩建在江河之中 它还要承受流水压力 水面以上的风力和可能出现的冰压力 船只等的 撞击力 所以桥墩在结构上必须有足够的强度和稳定性 在布设上要考虑桥墩与河流的相 互影响 在空间上应满足通航和通车要求 具体桥梁建设时采用什么类型的桥墩 应依据地质 地形及水文条件 墩高 桥跨结 构要求及荷载性质及大小 通航和水面漂浮物等 桥跨以及施工条件等因素综合考虑 但 是在同一座桥梁内 应尽量减少桥墩的类型 1 实体式桥墩 主要特点是依靠自身重量来平衡外力而保持稳定 它墩身比较厚实 可以不用钢筋 而用天然石材或者片石混凝土砌筑 适宜荷载较大的大 中型桥梁 或流 冰 漂浮物较多的江河之中 此类桥墩的最大缺点是圬工数量较大 因而其自重大阻水面 积也较大 要求地基承载力高 有时为了减轻墩身体积 通常将墩顶部分做成悬臂式的 2 空心式桥墩 外形类似重力式桥墩 但是它是中空的薄壁墩 较适用于高桥墩 它克服了实体式桥墩在许多情况下材料强度得不到充分发挥的缺点 而将混凝土或钢筋混 凝土桥墩做成空心薄壁结构等形式 这样可以节省圬工材料 还减轻重量 施工速度快 其缺点是抵抗流水冲击和水中夹带的泥沙或冰块冲击力的能力差 3 桩或柱式桥墩 由于钻孔灌注桩基础的广泛使用 桩式桥墩在桥梁工程中得到普 遍采用 多采用就地浇筑混凝土建造 外型美观 圬工体积小 这种结构一般用于桥跨不 大于 50m 墩身不高于 10m 的情况 如在桩顶上修筑承台 在承台上修筑立柱作墩身 则 成为柱式桥墩 柱式桥墩可以是单柱 也可以是双柱或多柱形式 视结构需要而定 综合以上 本次桥梁下部结构设计采用双柱式桥墩 1 4 2 桥台的类型及比选结果 桥台是两端桥头的支承结构物 它是连接道路与桥梁的构造物 它既要承受支座传递 来的竖直力和水平力 还要挡土护岸 承受台后填土及填土上荷载产生的侧向土压力 因 此桥台必须有足够的强度 并能避免在荷载作用下发生过大的水平位移 转动和沉降 当 前 我国公路桥梁的桥台有实体式桥台和埋置式桥台等形式 1 实体式桥台 U 型桥台它是最常用的桥台形式 它由支承桥跨结构的台身与两侧翼 墙在平面上构成 U 字形而得名 一般用圬工材料砌筑 构造简单 可以用混凝土或片 块 石砌筑 适合于填土高度在 8 10m 以下 跨度稍大的桥梁 缺点是桥的侧墙之间的填土 武玉强 煤海大桥下部结构设计 4 容易积水 结冰后冻胀 使侧墙产生裂缝 而且桥台体积和自重较大 也增加了对地基的 要求 2 埋置式桥台 它适应于各种地基 根据桥宽和地基承载力可以选择采用双柱 三 柱或多柱的形式 它是将台身大部分埋入锥形护坡中 只露出台帽在外以安置支座及上部 构造物 这样 桥台所受的土压力大为减少 体积可以大为减少 但是由于台前护坡用作 永久性表面防护设施 存在着被洪水冲毁而使台身裸露的可能 故一般用于桥头为浅滩 护坡受冲刷较小的场合 埋置式桥台不一定是实体结构 配合钻孔灌注桩基础 埋置式桥 台一般多采用桩柱上的框架式和锚拉式等型式 由上面各种桥墩和桥台的比较 根据经济造价 地质条件 技术以及本路段填土等要 求应选用双柱式桥墩 埋置式桥台 混凝土灌注柱基础 1 5 桥梁下部结构尺寸 桥梁下部结构尺寸如下图所示 图 1 1 桥墩一般构造 mm Fig 1 1 Pier general structure mm 将墩柱的圆形截面换算为 0 8 倍的方形截面时 a 0 8d 0 8 180 144cm 故 7201 15855 6 min840 840 da lcm 辽宁工程技术大学毕业设计 论文 5 盖梁的跨高比 840 4 675 180 l h 5 1 1 故可按简支梁计算 武玉强 煤海大桥下部结构设计 6 2 盖梁计算 2 1 上部构造恒载 上部构造恒载如表 2 1 所示 表2 1上部构造恒载 Table 2 1 upper structure dead load 每片边梁自 重 KN m 每片中梁 自重 KN m 一孔上部 结构总重 KN 每个支座的恒载反力 KN 1 5 号梁 2 3 4 号梁5974 16 1 5 号梁 2 3 4 号梁 39 4440 31575 90588 46 2 2 盖梁自重及内力计算 图 2 1 盖梁尺寸 mm Fig 2 1 The size of bent cap mm 盖梁自重及内力计算见下表 表 2 1 盖梁自重及内力表 Table 2 1 The dead weight and internal force of bent cap 自重 KN 弯矩 KN m 剪力 辽宁工程技术大学毕业设计 论文 7 面 号 KN Q 左 Q 右 1 1 1 0 7 0 8 1 5 250 7 2 1 1 5 2534 125 q 1 111 0 7 0 8 1 5 250 70 7 1 0 1 5 250 710 4125 223 M 34 12 5 34 12 5 2 2 0 3 1 8 1 5 2520 25q 2 11 1 0 8 1 5 25 1 00 7 1 0 1 5 25 0 70 3 0 3 23 1 1 0 1 5 250 323 6875 2 M 54 37 5 54 37 5 3 3 0 8 1 8 1 5 2554q 3 11 1 8 0 8 1 5 251 81 1 1 0 1 5 25 1 1 22 11 0 7 1 01 5 25 0 7 1 1 88 7875 23 M 74 25 2 23 12 5 4 4 1 7 1 8 1 5 25114 75q 4 11 391 8752 33 50 8 1 5253 50 7 1 1 5 22 11 25 0 72 8 2 8 1 0 1 5252 8530 75 32 M 1 68 75 1 68 75 5 5 1 8 2 5 1 5 25168 75q 5 11 391 875 4 2 6 0 8 1 5 25 60 7 1 1 5 22 11 25 0 7 5 3 5 3 1 0 1 5 25 5 3506 5625 32 M 00 2 3 活载计算 1 活载横向分布系数计算 荷载对称布置时用杠杆法 非对称布置时用偏心压力法 对称布置 1 公路 级车辆荷载 单列车 武玉强 煤海大桥下部结构设计 8 图 2 2 单列公路 I 级荷载对称布置 mm Fig 2 2 single row road I level of load symmetrical arrangement mm 15 0 24 1 0 360 18 2 25090 30 64 250 双列车 辽宁工程技术大学毕业设计 论文 9 图 2 3 双列公路 I 级荷载对称布置 mm Fig 2 3 two row road I level of load symmetrical arrangement mm 15 0 24 1250565 0 62 2250250 3 125024525065 0 38 2250250 三列车 图 2 4 三列公路 I 级荷载对称布置 mm Fig 2 4 three row road I level of load symmetrical arrangement mm 15 250 1001 0 3 2502 24 1 10022090 0 82 2 250250250 3 30160 0 76 250250 非对称布置时 1 公路 I 级车辆荷载 单列车 武玉强 煤海大桥下部结构设计 10 图 2 5 单列公路 I 级荷载非对称布置 mm Fig 2 5 Single row road I level of load asymmetrical arrangement mm n i i i i a ea n 1 2 1 2 1 已知 n 5 e 422 5cm 3 222 1 2 2 55 625000 i i a 则 1 1422 5 500 0 648 5625000 2 1422 5 250 0 424 5625000 3 0 2 4 1422 5 250 0 024 5625000 5 1422 5 500 0 248 5625000 双列车 图 2 6 双列公路 I 级荷载非对称布置 Fig 2 6 Double row road I level of load asymmetrical arrangement e 275cm 1 1275 500 0 42 5625000 2 1275 250 0 31 5625000 辽宁工程技术大学毕业设计 论文 11 3 1 0 2 5 4 1275 250 0 09 5625000 5 1275 500 0 02 5625000 三列车 图 2 7 双列公路 I 级荷载非对称布置 Fig 2 7 Double row road I level of load asymmetrical arrangement e 125cm 1 1125 500 0 3 5625000 2 1125 250 0 25 5625000 3 1 0 2 5 4 1125 250 0 15 5625000 5 1125 500 0 1 5625000 2 按顺桥向活载移动情况 求得支座活载反力的最大值 公路 I 级汽车荷载 a 单孔布载 2 296 8 PkNm k 2 10 5 k qkNm 图 2 8 公路 I 级荷载单孔单列布置 Fig 2 8 Road I level of load single hole and single row arrangement 武玉强 煤海大桥下部结构设计 12 单列车 0 1 B 2 1 296 8 1 10 5 1 29 2 450 1 2 BKN 0450 1450 1KNB 双列车 2 900 2BKN 三列车 3 0 781053 23BKN 0 78 为折减系数 b 双孔布载 图 2 9 公路 I 级荷载双孔单列布置 Fig 2 9 Road I level of load two hole and single row arrangement 单列车 1 2 29 2 10 5296 8603 4 2 BKN 双列车 21206 8BKN 三列车 30 781411 9BKN 活载横向分布后各梁的支点反力 ii RB 2 2 表 2 2 各梁活载反力计算表 Table 2 2 Calculation of anti beam live load 活载横向分布后各梁反力汇总表 荷载横向分布情况公路 I 级荷载 辽宁工程技术大学毕业设计 论文 13 计算方法荷载布置横向分布系数 单孔双孔 BRiBRi 对称布置按杠杆法计算 单列行车 0 450 1 0 603 4 0 0 1881 02108 61 0 64288 064386 18 0 1881 02108 61 000 双列行车 0 900 2 0 00 1206 8 0 00 0 62558 12748 22 0 38342 08458 58 0 62558 12748 22 00 000 00 三列行车 0 3 1053 23 315 97 1411 95 423 59 0 82863 651157 80 0 76800 451073 08 0 82863 651157 80 0 3315 97423 59 非对称布置按偏心受压 法计算 单列行车 0 648 450 1 291 66 603 4 391 00 0 424190 84255 84 0 290 02120 68 0 024 10 80 14 48 0 248 111 62 149 64 双列行车 0 42 900 2 378 08 1206 8 506 86 0 31279 06374 11 0 2180 04241 36 0 0981 02108 61 0 02 18 00 24 14 三列行车 0 3 1053 23 315 97 1411 95 423 59 0 25263 31352 99 0 2210 65282 39 0 15157 98211 79 0 1105 32141 20 武玉强 煤海大桥下部结构设计 14 4 各梁永久荷载和可变荷载的反力组合 冲击系数 1 1 253 影响线长度按双孔计 1 qcqkkk SmP yq 2 3 表 2 3 各梁永久荷载和可变荷载的反力组合 Table 2 3 different beam counterforce combination of permanent load and variable load 各梁永久荷载 可变荷载基本组合 编号荷载情况1 号梁2 号梁3 号梁4 号梁5 号梁 1恒载1151 791176 911176 911176 911151 79 2公路一级二列对称0 00937 51574 61937 510 00 3公路一级二列非对称635 09468 76302 42136 09 30 24 4公路一级三列对称530 751450 721344 571450 72530 75 5公路一级三列非对称530 75442 29353 83265 38176 92 7组合 1 2 1151 792114 421751 522114 421151 79 8组合 1 3 1786 881645 671479 331313 001121 55 9组合 1 4 1682 542627 632521 482627 631682 54 10组合 1 5 1682 541619 201530 741442 291328 71 2 4双柱反力 Gi 的计算 12345 254321 1 9 26 74 21 70 8 8 4 1 9 26 74 21 70 8 8 4 i GRRRRR GRRRRR 双柱受力见下图 辽宁工程技术大学毕业设计 论文 15 图 2 10 双柱反力计算图 mm Fig 2 10 Reactions acting of double Pier mm 表 2 4 墩柱反力计算表 Table 2 4 Calculation of pier reaction 编号荷载组合反力 G1 KN 反力 G2 KN 11 24141 974141 97 21 34168 253178 18 31 45570 925570 92 41 54065 013538 47 由上表可知 对称三列布置时立柱反力最大 G1 G2 并由荷载组合 编号 3 时控制 设计 此时 G1 G2 5570 92 KN 2 5 内力计算 2 5 1 恒载加活载作用下的各截面的内力 1 弯矩计算 为求得最大弯矩值 支点负弯矩取非对称布置时的数值 跨中弯矩取用对称布置时数值 各截面弯矩计算式如下 M1 1 0 M2 2 0 M3 3 1 R 0 8 M4 4 1 R 2 5 1 G 1 7 武玉强 煤海大桥下部结构设计 16 M5 5 1 G 4 2 1 R 5 2 R 2 5 各截面弯矩计算结果见下表 表 2 5 弯矩组合表 Table 2 5 Combination of moments 荷载组合情况 墩柱反 力 梁支座反力各截面弯矩 G1R1R2截面 2 2截面 3 3截面 4 4截面 5 5 组合 1 2 4141 971151 792114 420 00 921 434161 886351 27 组合 1 3 4168 251786 881645 670 00 1429 502618 834458 10 组合 1 4 5570 921682 542627 630 00 1346 035264 208416 05 组合 1 5 4065 011682 541619 200 00 1346 032704 164612 33 2 相应最大弯矩值时的剪力计算 截面 1 1 左 Q 0 右 Q 1 R 截面 2 2 左 Q 右 Q 1 R 截面 3 3 左 Q 1 R 右 Q 1 G 1 R 截面 4 4 左 Q 1 G 1 R 右 Q 1 G 1 R 2 R 截面 5 5 左 Q 1 G 1 R 2 R 右 Q 1 G 1 R 2 R 3 R 表 2 6 剪力组合表 Table 2 6 Combination of shear forces 组合情况墩柱反力 梁支座反力 R1R2R3 组合 1 2 4141 971151 792114 421751 52 组合 1 3 4168 251786 881645 671479 33 组合 1 4 5570 921682 542627 632521 48 组合 1 5 4065 011682 541619 201530 74 续 2 6 表 辽宁工程技术大学毕业设计 论文 17 组合情 况 各截面剪力 截面 1 1截面 2 2截面 3 3截面 4 4截面 5 5 v 左 V 右v 左V 右v 左V 右v 左V 右v 左V 右 组合 1 2 0 1151 7 9 1151 7 9 1151 7 9 1151 7 9 2990 1 8 2990 1 8 875 757875 76 875 76 组合 1 3 0 1786 8 8 1786 8 8 1786 8 8 1786 8 8 2381 3 7 2381 3 7 735 707735 71 743 63 组合 1 4 0 1682 5 4 1682 5 4 1682 5 4 1682 5 4 3888 3 7 3888 3 7 1260 74 1 1260 7 4 1260 7 4 组合 1 5 0 1682 5 4 1682 5 4 1682 5 4 1682 5 4 2382 4 7 2382 4 7 763 266763 27 767 48 2 5 2 盖梁内力汇总表 表 2 7 盖梁内力汇总表 Table 2 7 capping beam internal force summary table 截面号 内力 1 12 23 34 45 5 弯矩 M 自重 10 4125 23 6875 88 7875530 75506 5625 M 荷载00 00 1429 502618 838416 05 M 计算 10 4125 23 69 1518 293149 588922 62 剪力 V 自重 左 34 125 54 375 74 25168 750 右 34 125 54 375223 125168 750 V 荷载 左0 00 1786 88 1786 883888 371260 74 右 1786 88 1786 883888 371260 74 1260 74 V 计算 左 34 13 1841 26 1861 134057 121260 74 右 1821 01 1841 264111 501429 49 1260 74 2 5 3 盖梁各截面的配筋设计及承载力校核 采用 C35 混凝土 fcd 16 1Mpa ftd 1 52Mpa 主筋采用 HRB335 钢筋 I 类环境条件 保护层厚度为 30mm 结构重要系数 1 0 o 桥规 中规定作为短梁在设计计算时的钢筋 混凝土盖梁的纵向受拉钢筋一般应沿盖梁长度方向通长布置 中间不要断开或者弯起 因 此 1 1 2 2 3 3 截面相同 受弯矩作用 在梁的上部配置受拉钢筋 配筋与 3 3 截面配 武玉强 煤海大桥下部结构设计 18 置相同计算时以 3 3 截面为例 而 4 4 截面与跨中 5 5 截面是在梁的下部配置受拉钢筋 4 4 与跨中截面配筋相同 计算时以跨中截面为例 1 跨中截面 跨中高 h 1800mm 宽 1500mm 设 65 s amm 则有效高度为 0 1800651735 s hhamm 内力 M 8922 62kN m 由公式 M o 2 0 x hbxfcd 得 6 8922 62 1016 1 1500 1735 2 x x 解得 x 227 9mm 0 0 56 1735971 6 bh mm min 1 52 0 450 45100 0 24 280 t s f f 满足要求 受压区高度 280 20105 233 1 16 1 1500 sds cd f A xmm f b 0 0 56 1740974 bh mm 所以 5 5 4 4 截面抗弯承载力验算符合要求 2 截面 3 3 高 h 1800mm 宽 1500mm 设 40 s amm 则有效高度为 0 1800401760 s hhamm 内力 M 1518 29kN m 由公式 M o 2 0 x hbxfcd 得 6 1518 29 1016 1 1500 1760 2 x x 解得 x 36 1mm 0 0 56 1760985 6 bh mm 所需要的钢筋面积 bxfAf cdssd 将x代入上式 2 16 1 1500 36 1 3113 280 cd s sd f bx Amm f 2 4 实际选用 10 根 20 钢筋 实际 2 3142 s Amm 布置一层 计算得 20 3040 50mm 2 ss amma 取 0 1800501750 s hhamm 配筋率 3142 100 0 12 1500 1750 min 1 52 0 450 45100 0 24 280 t s f f 且 0 2 配筋符合要求 受压区高度 280 6773 8 78 54 16 1 1500 sds cd f A xmm f b 实际承载力 0 2 8 478 54 280 6773 8 0 750 05 1750 1 82 3190 6 1518 29 usds x Mf A h KN mMKN m 所以 3 3 2 2 1 1 截面抗弯承载力验算符合要求 表 2 8 截面配筋设计 Table 2 8 The design section of steel reinforcement 截面号 截面尺寸弯矩 M实际配筋 b mm h mm KN M 数量面积as 取值配筋率 Mu KN M 1 11500180010 4111 286773 8500 2583190 605 2 21500180023 6911 286773 8500 2583190 605 辽宁工程技术大学毕业设计 论文 21 3 3150018001518 2911 286773 8500 2583190 605 4 4150018003149 5825 3220105600 7708986 728 5 5150018008922 6225 3220105600 7708986 728 2 5 4 盖梁斜截面抗剪承载力计算 公路桥规 中规定根据有关试验资料及有关设计资料 深受弯构件的钢筋混凝土盖梁进 行斜截面抗剪承载力计算公式如下 3 10 14 10 20 6 20 cu ksvsvod l h bhPffV 2 5 其中 1 连续梁异号弯矩影响系数 计算近边点梁段的抗剪承载力时 取 1 1 0 计算中 间支点梁段时 取 1 0 9 钢构个节点附近时取 1 0 9 sv 箍筋配筋率 sv f 箍筋抗拉强度设计值 Mpa 取值不宜大于 280Mpa 截面应满足下式要求 10 3 3 10 0 30 l h Vfbh o dcu k 2 6 其中 8 4 1 84 67 l h 35 cu k fMpa 1 截面验算 1 1 1 截面 2 0 1500 1800 50 1750 s b hmm amm hmm 34 13 d vKN 左 1821 01 d vKN 右 所以 33 0 10 3 4 6710 3 10 1035 1500 1750 3030 7747 60 cu k d l h fbh KNv 武玉强 煤海大桥下部结构设计 22 1 1 截面合格 2 2 2 3 3 截面 2 0 1500 1800 50 1750 s b hmm amm hmm 2 1841 26 d vKN 左 2 1841 26 d vKN 右 3 1861 13 d vKN 左 3 4111 5 d vKN 右 所以 33 0 10 3 4 6710 3 10 1035 1500 1750 3030 7747 60 cu k d l h fbh KNv 2 2 3 3 截面合格 3 4 4 5 5 截面 2 0 1500 1800 60 1740 s b hmm amm hmm 4 4057 12 d vKN 左 4 1429 49 d vKN 右 5 1260 24 d vKN 左 5 1260 24 d vKN 右 所以 33 0 10 3 4 6710 3 10 1035 1500 1740 3030 7703 33 cu k d l h fbh KNv 4 4 5 5 截面合格 由此可知盖梁的各个截面都满足要求 2 计算各截面配箍率 由 3 10 14 10 20 6 20 cu ksvsv d l h bhPffV 得到 2 3 10 1 20 6 14 10 20 sv cu ksv d l Pff h bh V 斜截面的箍筋采用 HRB335 280 sv fMpa 直径 12 6 采用 肢箍筋 辽宁工程技术大学毕业设计 论文 23 min 12 0 18 的 1 1 1 截面 1821 01 d vKN 右 1000 258P 2 0 1500 1750bhmm 2 3 min 1821 011 8 4 20 6 0 258 35280 14 1 8 0 9 10 1500 1750 20 0 00076 0 0018 sv 1 1 截面安最小配箍率进行配筋 2 2 2 截面 2 1841 26 d vKN 左 2 1841 26 d vKN 右1000 258P 2 3 min 1841 261 8 4 20 6 0 258 35280 14 1 8 0 9 10 1500 1750 20 0 00078 0 0018 sv 3 3 截面按计算配筋进行配置 4 4 4 截面 4 4057 12 d vKN 左 4 1429 49 d vKN 右1000 770P 2 3 min 4057 121 8 4 20 6 0 770 35280 14 1 8 0 9 10 1500 1750 20 0 00336 0 0018 sv 4 4 截面按计算配筋进行配置 5 5 5 截面 武玉强 煤海大桥下部结构设计 24 5 1260 24 d vKN 左 5 1260 24 d vKN 右1000 770P 2 3 min 1260 241 8 4 20 6 0 770 35280 14 1 8 0 9 10 1500 1750 20 0 00032 0 0018 sv 承载力满足要求 2 2 2 截面 辽宁工程技术大学毕业设计 论文 25 1000 258P 2 0 1500 1750bhmm 3 8 4 14 1 8 0 9 101500 1750 20 6 0 258 350 0045 280 20 4430 361821 01 u KNKN V 2 2 截面承载力满足要求 3 3 3 截面 1000 258P 2 0 1500 1750bhmm 3 8 4 14 1 8 0 9 101500 1750 20 6 0 258 350 0045 280 20 4430 361841 26 u KNKN V 3 3 截面承载力满足要求 4 4 4 截面 1000 258P 2 0 1500 1750bhmm 3 8 4 14 1 8 0 9 101500 1750 20 6 0 258 350 0045 280 20 4708 77 364057 12 u KNKN V 4 4 截面承载力满足要求 5 5 5 截面 1000 770P 2 0 1500 1740bhmm 3 8 4 14 1 8 0 9 101500 1740 20 6 0 770 350 0045 280 20 4708 771260 24 u KNKN V 5 5 截面承载力满足要求 5 验算各斜截面的抗剪承载力 按照 公路桥规 关于复核截面位置和复核方法的要求进行 复核外伸梁部分距支座点 h 2 处的斜截面抗剪承载力 检查截面尺寸 正截面的有效高度 0 1800501750 s hhamm 剪力计算值 武玉强 煤海大桥下部结构设计 26 2 1821 012 3 1841 26 1821 01 1834 51 h VKN 3 0 2 0 51 100 5135 1500 1750 7920 151834 51 cu k h fbh KNVKN 33 20 2 0 5 100 51500 1750 19951834 51 td h a f bh KNVKN 10 1 0 1 52 截面尺寸满足要求 并且不需要进行斜截面抗剪承载力的计算 仅按照构造要求配置箍筋 即可 2 复核距支座中点向跨中方向 h 2 处的斜截面抗剪承载力 a 检查截面尺寸 正截面的有效高度 0 1800501750 s hhamm 剪力计算值 2 4057 128 17 4111 54057 12 4082 71 h VKN 3 0 2 0 51 100 5135 1500 1750 7920 154082 71 cu k h fbh KNVKN 33 20 2 0 5 100 51500 1750 19954082 71 td h a f bh KNVKN 10 1 0 1 52 因此斜截面抗剪承载力为 3 8 4 14 1 8 0 9 101500 1740 20 6 0 770 350 0045 280 20 4708 77 u KN V 而验算截面处的剪力计算值 武玉强 煤海大桥下部结构设计 28 1700302 4057 12 4111 54057 12 4101 844708 77 1700 u VKNVKN 距支座 h 2 跨中点处斜截面抗剪承载力满足要求 表 2 9 盖梁各斜截面抗剪承载力汇总表 Table 2 9 summary table of the oblique section shear bearing capacity of beam 截面号 截面尺寸 剪力 V KN 取 6 最大裂缝跨度的计算 fk123 5 30 0 28 10 201 83041 6 1 0 1 41 0 956 2 100 28 10 0 0076 0 180 2 ss s d WC C C E mmmm 取制动力为 120 68kN 汽车荷载中双孔荷载产生支点处最大反力值 即产生最大的墩柱垂直力 汽车荷载 中单孔荷载产生最大偏心弯矩 即产生最大墩柱底弯矩 3 4 双柱反力横向分布计算 1 汽车荷载 单列车 1 560420 1 167 840 2 1 1 1670 167 双列车 1 275420 0 827 840 2 1 0 8270 173 三列车 1 125420 0 649 840 2 1 0 6490 351 3 5 荷载组合 3 5 1 最大最小垂直反力计算 双孔 汽车荷载 单列车 11 1 1603 4 1 253 1 167882 32 603 4 1 253 0 167 188 37 NBKN NKN 双列车 22 2 11206 8 1 253 0 8271250 52 1206 8 1 253 0 173261 6 NBKN NKN 武玉强 煤海大桥下部结构设计 40 三列车 33 3 11411 95 1 253 0 6491148 19 1411 95 1 253 0 351620 98 NBKN NKN 3 5 2 最大弯矩计算 弯矩计算入下表 表 3 3 可变荷载组合垂直反力计算 双孔 单位 KN Table 3 3 variable load combination units vertical counterforce calculation double hole KN 编 号 荷载情况 最大的垂直反力 KN 最小直反力 KN 横向分布 i 1 N 横向分布 i N 1 汽车 荷载 单列车1 1671 253882 32 0 167 188 37 2双列车0 8271 2531250 520 173261 6 3三列车0 6491 2531148 190 351620 98 表 3 4 可变荷载组合最大值弯矩计算 单孔 单位 KM m Variable load combination maximum bending moment calculation table 3 4 KM m single units 3 6 截面配筋计算及应力验算 3 6 1 作用于墩柱顶的外力 1 垂直力 最大垂直力 max 3336 58 1250 524587 1NKN 编 号 荷载 情况 墩柱顶反力计算式 B i 1 垂直力 KN 水平力 H KN 对柱顶中心的弯矩 1 B 2 B 21 BB 1 BB 0 35 H 1 56 1 上部 构造 与盖 梁重 3336 58 000 2 双列 车 900 2 0 827 1 253 932 820 932 8 2 50326 48778 辽宁工程技术大学毕业设计 论文 41 最小垂直力 需考虑与最大弯矩相适应 得 3336 58932 824269 4 nin NKN 2 水平力 H 50kN 3 弯矩 max M 326 58 78 404 49kN M 3 6 2 作用于墩柱底的外力 4587 1 84 824671 93 max 4269 4084 824353 22 404 4940 3524 49 max NKN NKN nin MKN 3 6 3 截面配筋计算及验算 1 墩柱配筋设计 墩柱采用 C30 混凝土 主筋采用 HRB335 钢筋 螺旋箍筋采用 R235 圆柱截面 44 1 2 0 101 6464 h d I 3 10 假定按墩柱一端固定 一端自由计算 则有 00 22 36 6 1 254 4lhm ld 对于此构件需考虑构件在弯矩作用平面内的变形对轴向力偏心距的影响 即应将轴向 力对截面重心轴的偏心距 0 e乘以偏心距增大系数 a 荷载组合 I 时 对4587 10 j NKN 404 49 j MKN m 0 3 404 49 88 4557 1 10 j j M emm N 0 0 90 9 600540 5406001140 s s rrmm rrmm 取 则截面的有效高度h 0 11 0 2 7 88 0 22 70 20 4091 0 0 409 1140 e h 取 武玉强 煤海大桥下部结构设计 42 2 2 0 12 0 0 116 1 10 401 11 096 88 1 2 14001400 1140 l e h h 查图形截面钢筋混凝土偏压构件截面抗压承载力计算诺模图 0 22 1 4587 1 1000 0 92 13 8 600 d cd r N k f r 3 11 000 3 0 14 d cd er Ne k rf r 3 12 0 1 096 88 0 16 600 e r 3 13 由上面数值查诺模图得到0 002 墩柱的计算配筋率 min 0 005 故按最小配筋 率进行配筋0 005 b 荷载组合 II 时 对4269 40 j NKN 404 49 j MKN m 0 3 404 49 95 4269 40 10 j j M emm N 0 0 90 9 600540 5406001140 s s rrmm rrmm 取 则截面的有效高度h 1 95 0 22 70 4241 0 1140 故取 2 1 0 2 16 10 416 11 091 95 1 2 1400 1140 查图形截面钢筋混凝土偏压构件截面抗压承载力计算诺模图 0 22 11000 0 86 13 8 600 d cd r N k f r 4269 40 000 3 0 14 d cd er Ne k rf r 0 1 093 0 17 600 e r 95 辽宁工程技术大学毕业设计 论文 43 由上面数值查诺模图得到0 002 墩柱的计算配筋率 min 0 005 满足要求 v 50 00550 2 20162 19 ss amm ramm r mm 6 纵向钢筋间净距为 s 满足 v 35016250mmmmmm s的规定 箍筋选取 12 的钢筋 间距8040 80mmSmmSmm 取 图 3 3墩柱配筋图 mm Fig 3 3Pier column reinforcement figure cm 3 对柱截面承载力的验算 细长比 0 6 1 254 4ld 且小于 7 取稳定系数1 0 0 50 001150 ss amm hrmm 6 荷载组合 I 时 0 3 404 49 88 4587 1 10 j j M emm N 3 14 武玉强 煤海大桥下部结构设计 44 计算轴向偏心距增大系数 0 11 0 2 7 88 0 22 70 20 4071 0 0 407 1150 e h 取 2 2 0 12 0 0 116 1 10 400 11 093 88 1 2 14001400 1150 l e h h 0 1 097 8896 53e 混凝土面积 22 2 3 14 1200 1130937 44 d Amm 实际纵向钢筋面积 2 5969 8 s Amm 垂直弯矩作用平面的承载力为 maxmin 0 9 0 9 1 13 8 1130973250 5969 8 1551 07 ucdssd NAfA f KNNN 3 15 在弯矩作用平面内 0 1 097 8896 53e 查诺模图 由 0 0052 0 1 097 0 16 600 e r 88 得到3 455k 2 0 min 2 3 455 13 8 600 17764 44 1 d d cd r N kNKNN f r 3 16 所以柱的承载力符合要求 3 7 墩身裂缝计算 钢筋混凝土构件受拉区最外缘钢筋应力 ss 进行抗裂性验算判断 当24 ss Mpa 时 可以 不验算裂缝宽度 公式 2 0 3 2 59 42 2 801 0 1 65 ss ss cu k Ne r fr MPa 3 17 对组合 上部恒载及盖梁垂直力3336 58 g NKN 辽宁工程技术大学毕业设计 论文 45 汽车荷载的垂直力 1 1250 52 Q NKN 垂直力短期效应组合 111 3336 580 7 1250 524211 94 sGQ NNNKN 垂直力长期效应组合 211 3336 580 4 1250 523836 7 LGQ NNNKN 汽车荷载 11 315 57 Q MKN 汽车制动力 12 78 Q MKN m 315 57 0 7220 90 s M 6 0 3 220 9 10 53 4211 94 10 s s M emm N 2 2 0 0 0 116 1 11 41 53 1 2 40004000 1150 s l e h h 由于 0 6 514 21 2 l r 故取1 0 s 则 2 0 3 2 59 422 801 01 65 ss ss cu k Ne r fr 23 3 2 4211 94 101 0 53 2 801 0 0 0052 60030600 240 0324 59 421 65 MpaMpa max 1 4956 53 26 5126 51 255367 41 2 NKN 由此可见 桩的轴向承载力满足要求 4 4 桩的内力计算 m 法 4 4 1 桩的计算宽度 1 b的确定 1 1 0 9 1 5 1 2 88 f bKdm 4 2 辽宁工程技术大