摘要: ....................................................................... I Abstract .................................................................... I 第1章 设计内容及构造布置 .................................................. 1
1.1 设计内容 ........................................................... 1
1.1.1 设计标准 ..................................................... 1 1.1.2 主要材料 ..................................................... 1 1.1.3 设计依据 ..................................................... 1 1.2 方案比选 ........................................................... 1 1.3 横断面布置及主梁尺寸 .............................................. 3 第2章 主梁内力计算 ........................................................ 5
2.1 恒载内力计算 ....................................................... 5
2.1.1 结构自重集度计算 ............................................ 5 2.1.2 结构自重内力计算 ............................................. 5 2.2 活载内力计算 ...................................................... 6
2.2.1 荷载横向分布计算 ............................................ 6 2.2.2 汽车人群作用效应计算 ....................................... 10 2.3 主梁内力组合 ...................................................... 18
2.3.1 作用效应计算公式 ............................................ 19 2.3.2 主梁内力组合 ................................................ 19
第3章 主梁配筋计算 ....................................................... 21
3.1 跨中截面的纵向受拉钢筋计算 ........................................ 21
3.1.2 确定简支梁控制截面弯矩组合设计值和剪力设计值 ................ 21 3.1.3 T型截面梁受压翼板的有效宽度 ................................ 21 3.1.4 钢筋数量计算 ................................................ 21 3.1.5 截面复核 .................................................... 22 3.2 腹筋设计 .......................................................... 23
3.2.1 截面尺寸检查 ................................................ 23 3.2.2 检查是否需要根据计算配置箍筋 ................................ 23 3.2.3 计算剪力图分配 .............................................. 23 3.2.4 箍筋设计 .................................................... 24 3.2.5 弯起钢筋设计 ................................................ 25 3.2.6 斜截面抗剪承载力验算 ........................................ 29 3.2.7 持久状况斜截面抗弯极限承载能力状态验算 ...................... 33 3.3 持久状况正常使用极限状态裂缝宽度验算 ............................. 33 3.4 持久状况正常使用极限状态下挠度验算 ............................... 35 第4章 横隔梁内力与配筋计算 ............................................... 38
4.1 横隔梁内力计算 ................................................... 38
4.1.1 确定计算荷载 ............................................... 38
I
4.1.2 绘制中横隔梁弯矩、剪力影响线 ............................... 38 4.1.3 截面内力计算 ............................................... 40 4.1.4 内力组合 ................................................... 40 4.2 横隔梁配筋计算 ................................................... 40
4.2.1正弯矩配筋 ................................................... 40 4.2.2剪力配筋 ..................................................... 41
第5章 行车道板的计算 ...................................................... 43
5.1 计算图式 ........................................................... 43 5.2永久荷载及其效应 ................................................... 43 5.3截面设计、配筋与强度验算 ........................................... 44 参考文献 ................................................................... 46 致谢 ....................................................................... 47
II
20m简支T型梁桥设计计算
摘要:
本次设计为20m简支T型梁桥的设计计算。
本设计采用钢筋混凝土T型梁桥,标准跨径为20m,计算跨径为19.5m,主梁为等截面T型梁。
本文主要阐述了该桥的设计和计算过程。首先进行桥型方案比选,对主桥进行总体结构设计,然后对上部结构进行内力、配筋计算,再进行强度、应力及变形验算。
具体包括以下几个部分: 1. 桥型方案比选;
2. 桥型布置,结构各部分尺寸拟定; 3. 选取计算结构简图; 4. 恒载内力计算; 5. 活载内力计算; 6. 荷载组合; 7. 配筋计算; 8. 截面强度验算; 9. 截面应力及变形验算;
关 键 词:钢筋混凝土 T型简支梁桥 配筋计算 强度验算
Abstract
20 meters simply supported T-beam bridge design
I
This design incorporates reinforced concrete t-beams, standard span calculation for 20m, 19.5m, the main span is a prismatic beams T-beams.
This article describes the design and calculation of the bridge. First bridge-type schemes, on the overall structure of the main bridge design, and then on the superstructure internal forces, concrete, strength, stress and deformation. These include the following sections: 1. the bridge-type schemes;
2. type of arrangement, structure sections size drawn up; 3. Select the diagram of the calculation; 4. permanent internal calculation; 5. live load force calculation; 6. the load;
7. for the reinforcement of the calculation; 8. section strength checking;
9. a section of stress and deformation checking;
Key words: reinforced concrete t-beam design strength
II
checking
第1章 设计内容及构造布置
1.1 设计内容 1.1.1 设计标准
设计车速:40km/h 设计荷载:公路Ⅱ级 标准跨径:20m 计算跨径:19.5m
桥面净空:净7m+2×1.5m(人行道)=10m 通航要求:不通航 设计洪水频率:1/100 地震峰值加速度:0.05g 1.1.2 主要材料 钢筋:普通受力钢筋HRB335级,R235级 混凝土:C30 1.1.3 设计依据 《公路工程技术标准》(JTG B01-2003) 《公路桥涵通用设计规范》(JTG D60-2004) 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004) 《公路桥涵设计手册》(桥梁上册) (人民交通出版社 2004.3) 1.2 方案比选 1.比选方案的主要标准: 桥梁方案比选有四项主要标准:安全,功能,经济与美观,其中以安全与经济为重。 2.主要方案 (1)悬臂桥 图1.1 (2)T型钢构桥 1 图1.2 (3)先简支后连续梁T型梁桥 图1.3 (4)斜拉桥 图1.4 3.方案比选
2
方案比选表 表1.1
悬臂桥 T形刚构桥 混凝土简支T形梁桥 1.施工方便。2.适合中小跨径。3.结构尺寸标准化。 斜拉桥 1.桥墩上为单排支座,可以减小桥墩尺寸适用性 2.主梁高度可较小,降低结构自重,恒载内力减小 1.在悬臂端与挂梁衔接处的挠曲线折点不利行车。2.梁安全性 翼缘受拉,容易出现裂缝,雨水浸入梁体成为安全隐患 美观性 经济性 做成变截面梁较漂亮 支架昂贵,维修费用高 超静定结构容易受温度、混凝土收缩徐变作用、基础不均匀沉降等影响,容易造成行车不顺 跨越能力大 建国初期大量采用 目前国内1.行车平稳 大量采用,2.索力调整工序安全,行车比较繁复,施工技方便。 术要求高 结构美观 造价较低,工期较短 结构美观 造价第二,用钢量大 具有现代气息,结构轻盈美观。 造价最高 纵观桥梁的发展,悬臂桥已经基本不采用,由于是跨线桥,跨度不大,斜拉桥一般用于大跨度的跨海、跨河大桥,T形钢构桥容易受地震等影响,以及经过上述方案的比较,决定采用混凝土T形梁桥。 1.3 横断面布置及主梁尺寸 1、 主梁高度
钢筋混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比约在1/11~1/18之间。当建筑高度不受限制时,增大梁高往往是较经济的方案,因为增大梁高可以节省钢筋用量,同时梁高加大一般只是腹板加高,而混凝土增加的用量不多。综上所述,本设计中取用1300mm的主梁高度是比较合适的。 2、主梁截面细部尺寸
T梁翼板的厚度主要取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求,还应考虑能否满足主梁受弯时上翼板抗压强度的要求。本设计预制T梁的翼板厚度取用80mm,翼板根部加厚到140mm以抵抗翼缘根部较大的弯矩,腹板厚度取为180mm。
如图1.1所示,全桥共由6片T型梁组成,跨中单片T型梁高为1.3m,宽1.6m;边主梁是有单片T型梁高为1.3m,靠桥外侧的翼缘板长为710mm,靠桥内侧的翼缘板长为510mm;
3
湿接缝设为400mm;桥上横坡为双向1.5%,坡度由C25混凝土桥面铺装控制。
图1.5横纵断面图
4
第2章 主梁内力计算
2.1 恒载内力计算 2.1.1
结构自重集度计算
在计算结构自重时,为了简化起见,将横梁、铺装层、人行道和栏杆等重量均匀分
摊给各主梁承受。人群荷载:3.0KNm2,每侧的栏杆及人行道的构件重量的作用力取5.0KNm。
结构自重集度 表2.1
主梁 g1[0.181.30(g2{[1.00(0.080.14)(1.600.18)]259.76KNm 2横隔梁 对于边主梁 对于中主梁 0.080.141.600.180.150.16 )]()}222525/19.500.63KNm g1220.631.26KNm 桥面铺装层 栏杆和人行道 对于边主合计 梁 对于中主梁 1g3[0.027.0023(0.060.12)7.0024]/63.67KNm 2g452/61.67KNm ggi9.760.633.671.6716.06KNm g1gi9.761.263.671.6716.69KNm 2.1.2 结构自重内力计算
边主梁结构自重产生内力 表2.2
截面 位置 X 内力 剪 力 Q(KN) 弯矩 M(KNm) x0 l 4x16.0619.5156.6 216.0619.5Q(19.52) 24QM0 M16.0619.519.5(19.5) 24478.3 Q0 572.5 1M16.0619.52763.4 8xl 25
中主梁结构自重产生内力 表2.3 截面 位置 X 内力 剪 力 Q(KN) 弯矩 M(KNm) x0 lx 4x
2.2 活载内力计算 2.2.1
16.6919.5162.7 216.6919.5Q(19.52) 2481.4 QQ0 M0 M16.6919.519.5(19.5) 244595.0 116.6919.52793.3 8l 2M荷载横向分布计算
1、 荷载作用于支点
荷载作用于支点位置时,应按杠杆原理法计算荷载横向分布系数。
2#、3#梁的荷载横向分布系数如图2.1所示。 荷载作用于支点位置时,1#、
图2.1 荷载横向分布系数图
6
根据《桥规》规定,在横向影响线上确定荷载沿横向最不利的布置位置。对于汽车荷载,规定的汽车横向轮距为1.8m,两列汽车车轮的横向最小间距为1.3m,车轮距离人行道缘石最少为0.5m。由此,求出相应于荷载位置的影响线数标值后,可得各梁的荷载横向分布系数为:
1#梁 汽车荷载:moqq20.3750.1875 2人群:morr1.156
2#梁 汽车荷载:moq0.5
人群:mor0
3#梁 汽车荷载:moq0.5
人群:mor0
其中,2#、3#梁人行道上均没有布载,这是因为人行道荷载引起的负反力,在考虑荷载组合时反而会减小2#、3#梁的受力。 2、荷载作用于跨中
桥梁中设置刚度较大的横隔梁,且承重的长宽比为心压力法来计算荷载横向分布系数mc。
(1) 计算主梁惯性矩Ix、抗扭惯性矩Itx和抗扭刚度系数(主梁等效截面图见图2.2)
l19.52.032,故可按偏B61.6
图2.2主梁等效截面图(单位:mm)
7
形心坐标yc:
yc Aiyi(1116065)(181190)31.8Ai11160181191601131811932Ix(5.527.7)(16011)31.82181196651503.6cm41212又由,Ticibiti,将T梁划分为两个矩形截面进行计算。
3t11110.0680.1,c取 b1603t2180.2910.3120.15,c0.3015 b21192
11601130.3015119183280230.0787cm4 31抗扭刚度修正系数
GItl21()EIB1 0.9294
0.425280230.078719.5211.028()6651503.661.6 Itx 表2.4
主梁数 C t/b 1 C
0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 <0.1 4 1.067 5 1.042 6 1.028 7 1.021 0.141 0.155 0.171 0.189 0.209 0.229 0.25 0.27 0.291 0.312 1/3 2、3荷载横向分布影响线竖标(横向分布影响线如图2.3) (2) 求1、本桥各根主梁的横截面均相等,梁数n=6,梁间距为1.60m,则:
###ai162ia1a2a3a4a5a6222222(16016080)2(16080)2802802(16080)2(16016080)244.16m2
8
1#梁:1#梁在两个边主梁处的横向分布影响线数标值为:
a1110.929442 11n0.503
n644.162ai2i1a1a6110.92944216n0.17
n644.162aii1汽车荷载:
moq110.503q(497.92317.92187.927.2)0.425人22597.920.503(597.9225)0.524
597.92群荷载:
mcrr
2#梁:2梁在两个边主梁处的横向分布影响线数标值为: 21#aa110.929442.4n120.369 n644.162aii126aa110.929442.4n260.035 n644.162aii1汽车荷载:
moq12q10.369(630.69450.69320.69140.69)0.3892730.69人群荷载:
mcrr0.369(730.6925)0.382
730.693#梁:3#梁在两个边主梁处的横向分布影响线数标值为:
31aa110.929440.8n130.234 n644.162aii19
36aa110.929440.8n360.01 n644.162aii1
汽车荷载:
moqmr
1210.234(460.48280.48150.4829.52)0.178 2560.480.234r(560.4825)0.244
560.48q
图2.3偏心压力法计算横向分布系数图示(单位:cm)
2.2.2 汽车人群作用效应计算 1、 荷载横向分布系数汇总
10
荷载横向分布系数汇总表 表2.5
梁号 荷载位置 跨中 公路—Ⅱ级 0.425 0.188 0.389 0.5 0.178 0.5 人群荷载 0.524 1.156 0.382 0 0.244 0 1 支点 #2# 跨中 支点 跨中 支点 3#
2、 均布荷载和内力影响线面积计算
均布荷载和内力影响线面积计算表 表2.6
类 型 面 公路—Ⅱ级 人群 qk(KNm) 截 qk(KNm) 影响线面积(m2或m ) Ml2 0.50.757.875 31.54.5 Ml4 Ql2 Ql4 7.875 7.875 7.875 7.875
4.5 4.5 4.5 4.5 Q0 11l219.5247.53m2 881313l219.5235.65m2 2162161119.50.52.438m 22133l5.48m 244119.519.75m 211
影响线图示表 表2.7
截面 影响线图示 Ml2 Ml4 Ql2 Ql4 Q0 3、 公路Ⅱ级荷载组合
集中荷载计算弯矩效应时:
360180(19.55)0.75238178.5KN Pk0.75180505 集中荷载计算剪力效应时:Pk1.2178.5214.2KN 均布荷载:qk10.50.757.875KNm (1)计算冲击系数
冲击系数的计算采用以结构基频为指标的方法,其计算方法为: 当f1.5HZ时, 0.05
当1.5HZf14HZ时,0.1767lnf0.0157 当f14HZ时, 0.45 式中f―结构基频(HZ)。
结构基频的计算宜采用有限元法,对于常规结构,可采用《桥规》条文说明中给出的公式
12
估算。简支梁桥的基频计算公式如下:
f2l2EIc,其中mcGg mc 式中,l —结构计算跨径(m);
E—结构材料的弹性模量Nm2; Ic—结构跨中截面的截面惯性矩(m4); mc—结构跨中处的单位长度质量Kgm; G—结构跨中处延米结构重力(Nm); g—重力加速度,g9.81ms2。 根据以上公式,对于本桥单根主梁:
A8148142160181300.3902m 22Ic0.0665m4
G0.3902259.76Nm
mcGg9.769.810.995103Ns3m2
C30混凝土E取31010Nm2
f2l2EIc3.14310100.06655.831HZ mc219.520.995103 由于1.5HZf14HZ,则0.1767lnf0.01570.296 则11.296
(1) 跨中弯矩Ml2、四分点弯矩Ml4,跨中剪力Ql2计算
对于汽车荷载,应将集中荷载直接布置在内力影响线数值最大的位置,其计算公式为:
S汽(1)(mcqkmiPkyi)
式中:S汽—所求截面由汽车荷载产生的弯矩或剪力标准值; (1)—汽车荷载的冲击系数; —汽车荷载横向折减系数;
13
mc—跨中横向分布系数;
Pk—汽车车道荷载中的集中荷载标准值; qk—汽车车道荷载中,每延米均布荷载标准值;
—弯矩、剪力影响线面积;
mi—沿桥跨纵向与集中荷载位置对应的横向分布系数; yi—沿桥跨纵向与荷载位置对应的内力影响线数标值。
对于人群荷载:S人mcqr
式中:S人—所求截面由人群荷载产生的弯矩或剪力标准值;
qr—纵向每延米人群荷载标准值。
1# 梁Ml2、Ml4、Ql2计算表 表2.8
截面 荷载类型 S(KNm或KN) qk或qr(KNm) Pk(KN) 1 mc 或ySi 206.16 479.30 S 685.46 公路Ml2 —Ⅱ级 人群 公路—7.875 4.5 7.875 4.5 7.875 4.5
178.5 / 178.5 / 214.2 / 1.296 / 1.296 / 1.296 / 0.425 0.524 0.425 0.524 0.425 0.524 47.53 4.875 47.53 35.65 3.66 35.65 2.438 0.5 2.438 112.08 154.63 359.8 84.06 10.57 58.99 69.56 514.43. Ml4 Ⅱ级 人群 公路—Ql2 Ⅱ级 人群 5.749 14
2# 梁Ml2、Ml4、Ql2计算表 表2.9
荷载类型 S(KNm或KN) qk或qr(KNm) Pk(KN) 1 mc 或y 截面 Si 公路47.53 7.875 178.5 1.296 0.389 4.875 4.5 / / 0.382 47.53 35.65 3.66 4.5 7.875 / 214.2 / 1.296 0.382 0.389 0.5 4.5 / / 0.382 2.438 53.99 4.19 35.65 2.438 438.7 81.7 141.54 329.36 61.28 9.68 188.7 S Ml2 —Ⅱ级 人群 公路—627.4 Ml4 Ⅱ级 人群 公路—7.875 178.5 1.296 0.389 470.9. Ql2 Ⅱ级 人群 63.67 3# 梁Ml2、Ml4、Ql2计算表 表2.10
荷载类型 S(KNm或KN) 截面 qk或qr(KNm) Pk(KN) 1 mc 或y Si 47.53 86.35 287.09 4.875 200.74 52.19 64.76 215.47 3.66 150.71 39.14 4.43 24.71 29.14 35.65 2.438 0.5 2.438 S 公路Ml2 —Ⅱ级 人群 公路—7.875 178.5 1.296 0.178 4.5 7.875 4.5 7.875 4.5 / 178.5 / 214.2 / / 1.296 / 1.296 / 0.244 0.178 0.244 0.178 0.244 47.53 35.65 Ml4 Ⅱ级 人群 公路—Ql2 Ⅱ级 人群 2.67 15
(2) 计算支点截面汽车荷载和人群荷载最大剪力
绘制荷载横向分布系数沿桥纵向的变化图形和支点剪力影响线如图2.4、2.5、2.6 横向分布系数变化区段的长度:a119.54.854.9m 2 m变化区荷载重心处的内力影响线坐标为: y1(19.54.9)19.50.916
13a 1#梁:公路Ⅱ级荷载作用下,Q0均(1)qkmc(m0mc)y
24.91.29617.8750.4259.75(0.1880.425)0.91636.86KN2 Q0集中(1)miPkyi1.29610.188214.2152.19KN 则公路Ⅱ级作用下,1#梁支点的最大剪力为:
QoQo均Qo集36.8652.1989.05KN
人群荷载作用下,
a(momc)qry 24.9 0.5244.59.75(1.1560.524)4.50.916
2 22.99056.38329.37KN
Qormcqr
图2.4 1 梁支点剪力计算图示
#
16
2#梁:公路Ⅱ级荷载作用下,
aQ0均(1)qkmc(m0mc)y2
4.91.29617.8750.3899.75(0.50.389)0.91641.25KN2Q0集中(1)miPkyi1.29610.5214.21138.8KN
则公路Ⅱ级作用下,1#梁支点的最大剪力为:
QoQo均Qo集41.25138.8180.05KN
人群荷载作用下,Qormcqr
a(momc)qry 20.3824.59.754.9(00.382)4.50.91612.90KN 2
图2.5 2 梁支点剪力计算图示
#
3#梁:公路Ⅱ级荷载作用下,
17
aQ0均(1)qkmc(m0mc)y
24.91.29617.8750.1789.75(0.50.178)0.91625.09KN2 Q0集中(1)miPkyi1.29610.5214.21138.8KN 则公路Ⅱ级作用下,1#梁支点的最大剪力为:
QoQo均Qo集25.09138.8163.89KN
人群荷载作用下,Qormcqra(momc)qry 2
0.2444.59.75
4.9(00.244)4.50.9168.24KN 2
图2.6 3 梁支点剪力计算图示
2.3 主梁内力组合
#
18
2.3.1 作用效应计算公式
结构重力对结构承载能力不利时,Sud1.2Si1mm自重1.4S汽车0.081.4S人
结构重力对结构承载能力有利时,Sud1.0Si1自重1.4S汽车0.081.4S人
式中:Sud—承载能力极限状态下作用基本组合的效应组合设计值(弯矩或剪力); S自重—永久作用中结构重力效应的标准值(弯矩或剪力);
S汽,S人—相应于汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)和人群荷载效应
的标准值(弯矩或剪力)。
2.3.2 主梁内力组合
1# 梁控制设计的计算内力确定 表2.11
弯矩M(KNm) 序号 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 荷载类别 结构自重 汽车荷载 人群荷载 梁端 0 0 0 0 0 0 0 四分点 572.5 514.43 84.06 687 720.20 94.15 1501.35 跨中 763.4 685.46 112.08 916.08 959.64 125.53 2001.25 剪力Q(KN) 梁端 156.6 89.05 29.37 187.92 124.67 32.89 345.48 跨中 0 69.56 5.749 0 97.38 6.44 103.82 1.2(1) 1.4(2) 0.81.4(3) Sud(4)(5)(6)
2# 梁控制设计的计算内力确定 表2.12
19
弯矩M(KNm) 序号 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 荷载类别 结构自重 汽车荷载 人群荷载 梁端 0 0 0 0 0 0 0 四分点 595 470.9. 61.28 7.4 695.26 68.63 1441.89 跨中 793.3 627.4 81.7 951.96 878.36 91.50 1921.82 剪力Q(KN) 梁端 162.7 180.05 12.9 195.24 252.07 14.45 461.76 跨中 0 63.67 4.19 0 89.14 4.69 93.83 1.2(1) 1.4(2) 0.81.4(3) Sud(4)(5)(6)
3梁控制设计的计算内力确定 表2.13
弯矩M(KNm) 序号 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 荷载类别 结构自重 汽车荷载 人群荷载 梁端 0 0 0 0 0 0 0 四分点 595 215.47 39.14 714 301.66 43.84 1059.5 跨中 793.3 287.09 52.19 951.96 401.93 58.45 1412.34 剪力Q(KN) 梁端 162.7 163.89 8.24 195.24 229.45 9.23 433.92 跨中 0 29.14 2.67 0 40.80 2.99 43.79 #
1.2(1) 1.4(2) 0.81.4(3) Sud(4)(5)(6)
20
第3章 主梁配筋计算
3.1 跨中截面的纵向受拉钢筋计算
3.1.2 确定简支梁控制截面弯矩组合设计值和剪力设计值 跨中截面:Mdl22001.25KNm Vdl2103.82KN l4 跨截面:Mdl41501.35KNm 支点截面:Md00,Vd0461.76KN 3.1.3 T型截面梁受压翼板的有效宽度 由翼板平均厚度hf'14080110mm,得可到 2bf1''l195006500mm33
' bf21600mmbf3b12hf180121101500mm 故取受压翼板的有效宽度bfbf31500mm 3.1.4 钢筋数量计算
桥梁处于Ⅰ类环境,安全等级为Ⅱ级,结构重要性系数01,普通受力钢筋采用
'''HRB335级,箍筋采用R235级,由规范可知,HRB335级钢筋的力学指标为:fcd13.8MPa,ftd1.39MPa,fsd280MPa。相对界限受压区高度b0.56。
弯矩设计值 0Md12001.252001.25KNm
采用焊接钢筋骨架,故设as300.07h300.071300121mm,则截面有效
高度为h0has13001211179mm。
fcdbf'hf'(h0hf2')13.81500110(1179110)2559.348106Nmm 2 2559.348KN2001.25KN
故属于第Ⅱ类T型截面。
由表格法设计配筋,计算过程如下:
21
s0Mdfcdbfh0'212001.251060.06955 213.815001179112s1120.069550.0722b0.56
xbh00.0722117985.12mmhf110mm Asbfh0''fcd13.80.0722150011796293.08mm2 fsd280现选钢筋6B25(外径28.4mm)+6B28(外径31.6mm)=2945+3695=6640mm2(钢筋布置如图3.1),钢筋叠高层数为6层,混凝土保护层厚度为30mm>28mm(公称直径)满足规范要求。钢筋的横向净距Sn1802302满足构造要求。
图3.1 T梁横断面图
3.1.5 截面复核
由钢筋布置图可求得: s31.656.840mm及1.25d35mm, 23695(301.531.6)2945(30331.61.528.4)117.32,取
29453695s120mm,则实际有效高度h0hs13001201180mm
fcdbfhf13.815001102.277KNmfsdAs28066401.8592KN''''
由于fcdbfhffsdAs,故为第Ⅰ类T型截面,受压区高度
22
xfsdAsfcdbf'280664089.82mm。故正截面抗弯承载力
13.81500x89.82'Mufcdbfx(h0)13.8150089.82(1180)2110.4KNm
22又Mu0Md2001.25KNm,所以设计安全。 3.2 腹筋设计 3.2.1 截面尺寸检查
根据构造要求,梁底层钢筋2B28通过支座截面,支点截面有效高度为
As6640满足规范要求,3.13%2.23%,
bh01801180h01300(30支座尺寸:
A123231.60.546%。 )1254.2mm,支座截面配筋sbh01801254.22(0.51103)fcu,kbh00.51103301801254.2630.62KN0Vd0461.76KN跨中尺寸:
(0.51103)fcu,kbh00.51103301801180593.3KN0Vdl2103.82KN截面尺寸符合设计要求。
3.2.2 检查是否需要根据计算配置箍筋
跨中段截面:
(0.5103)ftdbh00.51031.391801180147.62KN0Vdl2103.82KN支座截面:
(0.5103)ftdbh00.51031.391801254.2156.9KN0Vd0461.76KN因0Vdl2(0.5103)ftdbh00Vd0,故可在梁跨中段的某长度范围内按构造配置箍筋,其余区段按计算配置箍筋。 3.2.3 计算剪力图分配
在图3.2所示的剪力包络图中,支点处剪力计算值V00Vd0,跨中处剪力计算值
Vl20Vdl2。
23
Vx0Vdx(0.5103)ftdbh0147.62KN的截面距跨中截面的距离可由剪力包
络图按比例求得,为:l1LVxVl2147.62103.8297501193.08mm,在l1长度2V0Vl2461.76103.82范围内可以按照构造配置箍筋。同时,根据《公桥规》规定,在支座中心线向跨径长度方向不小于一倍粱高h1300mm范围内,箍筋的间距最大为100mm。
图3.2 计算剪力分配图 (尺寸单位mm,剪力单位KN)
距支座中心线为h2处,的计算剪力值V'由剪力包络图按比例求得,
为:V'LV0h(V0Vl2)L19500461.761300(461.76103.82)437.90KN
19500 其中应由混凝土和箍筋承担的剪力计算值至少为0.6V'262.74KN,应由弯起钢筋承担的剪力计算值最多为0.4V'175.16KN,则设置弯起钢筋区段长度x可由下列方程求得:
175.16xx4771.75mm
461.76262.74x650
3.2.4 箍筋设计
采用直径为8mm的双肢箍筋,箍筋面积AsvnAsv1250.3100.6mm2 。
24
在等截面钢筋混凝土简支梁中,箍筋尽量做到等间距布置。斜截面内纵筋配筋百分率p及截面有效高度h0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:pl23.132.5 取pl22.5,h01180mm 支点截面:p00.564,h01254.2mm 则平均值分别为 p2.50.56411801254.21.523,h01217.1mm 22(V')2
箍筋间距Sv
1232(0.56106)(20.6p)fcu,kAsvfsvbh0211.12(0.56106)(20.61.523)30100.61951801217.12Sv294.9mm 取2437.9箍筋间距为290mm,Sv290mm1h650mm及400mm,满足规范要求。箍筋配筋率2svAsv100.60.19%0.18%,故满足规范要求。 bsv180290Asv100.60.56%0.18%,满足要求。 bsv180100 间距为100mm时的配箍率sv 综合上述计算,在支座中心向跨径方向的1300mm范围内,设计箍筋间距Sv100mm,然后至跨中截面统一的箍筋间距取Sv290mm。 3.2.5 弯起钢筋设计
设焊接钢筋骨架的架立钢筋(HRB335)为2B22,钢筋重心至梁受压翼板上缘距离为
s'56mm。
弯起钢筋的弯起角度为45,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到的剪力,由各排弯起钢筋的末端折点应落在前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hi。
现拟弯起N1~N5钢筋,将计算的各排弯起钢筋弯起点截面的hi以及至支座中心距离xi,分配的剪力计算值Vsbi、所需的弯起钢筋面积Asbi值列入表3.1。
25
根据《公桥规》规定,简支梁的第一排弯起钢筋(对支座而言)的末端折点应位于支座中心截面处。 第一排弯起钢筋:
h113003031.61.54325.131.60.51138.7mm
交点1'距支座中心距离为1138.713002(3031.61.5)556.1mm
所需提供的弯起钢筋面积为:
Asb11333.333Vsbifsdsin451333.33175.161179.76mm2
2800.707第二排弯起钢筋:
h213003031.62.54325.131.60.51107.1mm
2点到支座中心距离为1138.71107.12245.8mm
交点2距支座中心距离为2245.813002(3031.62.5)1704.8mm
'分配给第二排弯起钢筋的计算值Vsb2由比例关系得到
V4771.756501138.7sb2Vsb2157.22KN
4771.75175.16所需提供的弯起钢筋面积为:
Asb21333.333Vsbifsdsin451333.33157.221058.9mm2
2800.707第三排弯起钢筋:
h313003031.630.528.44325.128.40.51078.7mm
3点到支座中心距离为2245.81078.73324.5mm
交点3'距支座中心距离为3324.513002(3031.630.528.4)2813.5mm 分配给第三排弯起钢筋的计算值Vsb3由比例关系得到
V4771.756502245.8sb3Vsb3116.58KN
4771.75175.16所需提供的弯起钢筋面积为:
Asb31333.333Vsbifsdsin451333.33116.58785.21mm2
2800.707第四排弯起钢筋:
26
h413003031.631.528.44325.128.40.51050.3mm
4点到支座中心距离为3324.51050.34374.8mm
交点4'距支座中心距离为4374.813002(3031.631.528.4)3892.2mm 分配给第四排弯起钢筋的计算值Vsb4由比例关系得到
V4771.756503324.5sb4Vsb476.99KN
4771.75175.16所需提供的弯起钢筋面积为:
Asb41333.333Vsbifsdsin451333.3376.99518.5mm2
2800.707第五排弯起钢筋:
h513003031.632.528.44325.128.40.51021.9mm
5点到支座中心距离为4374.81021.95396.7mm
交点5'距支座中心距离为5396.713002(3031.632.528.4)4942.5mm 分配给第五排弯起钢筋的计算值Vsb4由比例关系得到
V4771.756504374.8sb5Vsb438.43KN
4771.75175.16所需提供的弯起钢筋面积为:
Asb51333.333Vsbifsdsin451333.3338.43258.84mm2
2800.707
27
弯起钢筋计算表 表3.1
弯起点 1 1138.7 1138.7 2 1107.1 2245.8 3 1078.7 3324.5 4 1050.3 4374.8 5 1021.9 5396..7 hi(mm) 距支座中心距离xi(mm) 分配的计算剪力值Vsbi 需要的弯筋面积175.16 157.22 116.58 76.99 38.43 Asbi(mm2) 可提供的弯筋面积1179.76 1058.9 785.21 518.5 258.84 2B28 (1232) 2B28 (1232) 2B25 (982) 2B25 (982) 2B25 (982) Asbi(mm2) 弯筋与梁轴交点到支座中心距离xc(mm)
'566.1 1704.8 2813.5 3892.2 4942.5 按照计算剪力初步布置弯起钢筋如图3.3所示。
图3.3梁的弯矩包络图与抵抗弯矩包络图(尺寸单位:mm;弯矩单位KNm)
现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。各排弯起钢筋弯起后,相应正截面抗弯承载力Mui计算如表3.2。
28
钢筋弯起后相应各正截面抗弯承载能力 表3.2
有效高度梁区段 支座中心~1点 1点~2点 2点~3点 3点~4点 截面纵筋 2B28 (1232) 4B28 (2463) 6B28(3695) 6B28+2B25 (4677) 6B28+4B25 (5659) 6B28+6B25 (6640) T型截面类型 第Ⅰ类 受压区高度抗弯承载力h0(mm) 1254.2 x(mm) 16.66 Mui(KNm) 429.78 1238.4 1222.6 1209.67 第Ⅰ类 第Ⅰ类 第Ⅰ类 33.32 49.98 63.26 842.56 1239.0 1542.7 4点~5点 5点~梁跨中 1196.29 第Ⅰ类 76.55 1834.90 1182.68 第Ⅰ类 89.82 2115.34 将表3.2的正截面抗弯承载力Mui在图3.3上用平行线表示出来,它们与弯矩包络图的交点分别为n,m…,由各Mui可求得n,m…到支点的距离x值,计算方法如下:
1211ql2001.25 和 qlxqx2Muix822见图3.3。
3.2.6 斜截面抗剪承载力验算
按《公预规》规定,斜截面抗剪强度验算位置为: (1) 距支座中心h2(粱高一半)处截面; (2) 受拉区弯起钢筋弯起点处的截面;
19.519.5242M21.05,具体距离
(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的截面; (5) 受弯构件腹板宽度改变处的截面。
据此,本桥斜截面抗剪强度的验算截面如图3.4所示。即有:
29
图3.4验算截面图(长度单位:mm,剪力单位KN,弯矩单位KNm)
(1) 距支座h2处的截面1-1,相应Vd393.2KN,Md693.61KNm; (2) 距支座1.1m处的截面2-2(弯起钢筋弯起点),相应Vd375.2KN,
Md850.14KNm;
(3) 距支座2.2m处的截面3-3(弯起点及箍筋间距变化处),相应Vd334.6KN,
Md1168.84KNm;
(4) 距支座3.3m处的截面4-4(弯起钢筋弯起点),相应Vd295.0KN,
Md1430.5KNm;
(5) 距支座4.3m处的截面5-5(弯起钢筋弯起点),相应Vd256.4KN,
Md1635.83KNm;
(6) 距支座5.4m处的截面6-6(弯起钢筋弯起点),相应Vd218.9KN,
Md1792.24KNm;
30
(7) 距支座8.55m处的截面7-7(弯起点及箍筋间距变化处),相应Vd147.62KN,
Md2003.59KNm。
此时的Vd,Md为计算的通过斜截面顶端正截面内的最大剪力和相应于上述最大剪力时的弯矩。最大剪力在计算出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。
按《公预规》规定:受弯构件配有箍筋时,其斜截面抗剪强度验算公式为: 0VdVcsVsb Vsb0.75103fsdAsbsins
Vcs130.45103bh0(20.6p)fcu,ksvfsv 式中:Vcs—斜截面内混凝土与箍筋共同的抗剪能力(KN); sv—箍筋的配筋率;
Vsb—与斜截面相交的普通弯起钢筋的抗剪能力(KN)
Asb—斜截面内在同一弯起平面的普通弯起钢筋的截面面积(mm2)。
为简化计算,斜截面水平投影长度C近似取h0(可用平均值),即:
C 斜截面1-1:
1(11801254.2)1217.1mm 212320.56
1801217.1 截割一组弯起钢筋,则纵向钢筋含筋率p100100sv0.56%,则
Vcs11.01.10.451031801217.1(20.560.6)300.0056195405.35KNVsb10.7510328012320.707182.92KN
Vcs1Vsb1405.35182.92588.27KN0Vd393.2KN
斜截面2-2:
截割一组弯起钢筋,则纵向钢筋含筋率p10010012320.56
1801217.131
sv0.56%,则
Vcs21.01.10.451031801217.1(20.560.6)300.0056195405.35KNVsb20.7510328012320.707182.92KN
Vcs2Vsb2405.35182.92588.27KN0Vd375.2KN
斜截面3-3:
截割一组弯起钢筋,则纵向钢筋含筋率p100100785.210.36
1801217.1sv0.19%,则
Vcs31.01.10.451031801217.1(20.360.6)300.0019195229.96KNVsb30.75103280785.210.707116.58KN
Vcs3Vsb3251.95116.58368.53KN0Vd334.6KN
斜截面4-4:
截割一组弯起钢筋,则纵向钢筋含筋率p100100518.50.24
1801217.1sv0.19%,则
Vcs41.01.10.451031801217.1(20.240.6)300.0019195226.2KNVsb40.75103280518.50.707108.89KN
Vcs4Vsb4226.2108.89335.09KN0Vd295.0KN
斜截面5-5:
截割一组弯起钢筋,则纵向钢筋含筋率p100100258.840.12
1801217.1sv0.19%,则
Vcs51.01.10.451031801217.1(20..120.6)300.0019195222.36KNVsb50.75103280258.840.70754.35KN
Vcs5Vsb5222.3654.35276.71KN0Vd256.4KN
斜截面6-6:
32
截割一组弯起钢筋,则纵向钢筋含筋率p100100258.840.12
1801217.1sv0.19%,则
Vcs61.01.10.451031801217.1(20..120.6)300.0019195222.36KNVcs6222.36KN0Vd218.9KN
斜截面7-7:
截割一组弯起钢筋,则纵向钢筋含筋率p100100258.840.12
1801217.1sv0.56%,则
Vcs71.01.10.451031801217.1(20..120.6)300.0056195381.76KNVcs7381.76KN0Vd147.62KN
3.2.7 持久状况斜截面抗弯极限承载能力状态验算
钢筋混凝土梁斜截面抗弯承载能力不足面破坏的原因,主要是由于受拉区纵向钢筋锚固不好或弯起钢筋位置不当而造成。根据设计经验,如果纵向受拉钢筋与弯起钢筋在构造上注意按规范构造要求配置,斜截面抗弯承载能力可以得到保证而不必进行验算。 3.3 持久状况正常使用极限状态裂缝宽度验算 按《公预规》规定,最大裂缝宽度按下式计算:
WtkC1C2C3ssEs(30d)
0.2810As,对钢筋混凝土构件,当0.02bh0(bfb)hf 式中:—纵向受拉钢筋配筋率,时,取0.02,当0.006时,取0..006。
C1—钢筋表面形状系数,对光圆钢筋,C11.4,对带肋钢筋,C11.0; C2—作用(或荷载)长期效应影响系数,C210.5NlNs,其中Nl和Ns分别为按作用(或荷载)长期效应组合和短期效应组合计算的弯矩值或轴力值; C3—与构建形式有关的系数,C31.0; d—纵向受拉钢筋Ag的直径,取d28mm;
33
ss—钢筋应力,按下式计算:ss bf—构件受拉翼缘宽度; hf—构件受拉翼缘厚度。 取1#梁的弯矩效应组合: 短期效应组合:MsMs;
0.87Ash0Si1m自重0.7S汽(不计冲击力)1.0S人
763.40.7685.461.296112.081245.71KNm
长期效应组合:MlSi1m自重0.4S汽(不计冲击力)0.4S人
763.40.4685.461.2960.4112.081019.79KNm 含筋率:As66401.856%
bh0(bfb)hf1801180(1500180)100选短期效应组合时,钢筋应力:
ssMs1245.7118.27104(KNm2) 630.87Ash00.87664010118010Nl0.51019.7911.409 Ns1245.71 C210.5HRB335级钢筋弹性模量Es2.0105MPa
18.271043028Wtk1.01.4091()0.16mm0.2mm满足《公预规》80.28100.018562.010中规定:在一般正常大气条件下,钢筋混凝土构件受弯构件不超过最大裂缝宽度的要求。但是,还应满足:在梁腹高的两侧设置直径为A6~A8的纵向防裂钢筋,以防止产生裂缝。若用6A8,,则As'3.018cm2,'行。
As'3.0180.0013,介乎0.0012~0.002之间,可bh1813034
3.4 持久状况正常使用极限状态下挠度验算
公路桥梁钢筋混凝土受弯构件,在正常使用极限状态下的挠度,可根据给定的构件刚度用结构力学的方法计算。钢筋混凝土构件受弯构件的刚度可按下列公式计算:
BB0MMcrcr()1MsMs2B0Bcr
式中:B—开裂构件等效截面的抗弯刚度; B0—全截面的抗弯刚度,B00.95EcI0; Bcr—开裂截面的抗弯刚度,BcrEcIcr; Mcr—开裂弯矩,McrftkW0;
—构件受拉区混凝土塑性影响系数,2S0W0;
S0—全截面换算截面重心轴以上(或以下)部分面积对重心轴的面积矩; W0—换算截面抗裂验算边缘的弹性抵抗矩; I0—全截面换算截面惯性矩; Icr—开裂截面换算截面惯性矩。
Es2105n —钢筋弹性模量与混凝土弹性模量之比,n6.667
Ec3104 x—换算截面中性轴距T梁顶面的距离。x按下式求解:
11b1x2(b1b)(xt)2nAs(h0x)0 22代入后:
11160x2(16018)(x11)26.66766.40(118x)0 229x22004.689x60828.30
解方程得: x27.056cm270.56mm
S01600110(270.56110270.56110)(270.56110)180() 223.79381072.32021064.0258107mm3
35
全截面对重心轴的惯性矩I06.651010mm4 全截面抗裂边缘弹性抵抗矩:
W0I0(h0x0)6.651010(1180270.56)7.31107mm3
2S0W024.02581077.311071.1015
McrftkW01.10151.787.311071.433108Nmm
开裂截面的的惯性矩Icr按下式计算:
11IcrnAs(h0x)2b1x3(b1b)(xt)3
33代入后:
Icr6.6676640(1180270.56)24.52181010mm4
16001270.563(1600180)(270.56110)333
BcrEcIcr3.01044.521810101.35651015B00.95EcI00.9531046.6510101.89531015 Ms1.245109Nmm
B1.4331081.2451091.8953101521.43310811.24510921.895310151.356510151.71161015Nmm2
根据上述的计算结果,结构自重弯矩为763.4KNm,公路Ⅱ级可变荷载qk7.875KNm,
Pk178.5KN,跨中横向分布系数为0.425,人群荷载q人4.5KNm,跨中横向分
布系数人0.524。 永久作用:
5MGl05763.410619500217.67mm fa48B481.71161015可变作用(汽车):
2qlPl5fa1(k0k0)
384B48B4336
57.87519.541012178.510319.53109 0.70.425() 15153841.711610481.7116107.370mm
可变作用(人群):
qkl0554.519.541012fa110.5242.594mm
384B3841.71161015根据《公预规》规定,当采用C40以下混凝土时,挠度长期增长系数1.60,施工中可通过预拱度消除永久作用挠度,则:
4fmax1.60(7.372.594)15.94mml060032.5mm,符合规范的要求。
37
第4章 横隔梁内力与配筋计算
4.1
横隔梁内力计算
对于具有多根内横隔梁的桥梁,由于主梁跨中处的横梁受力最大,横隔梁跨中截面受力最不利,故通常只要计算跨中横隔梁的内力,其他横梁可偏安全的仿此设计。计算横隔梁内力时。对于弯矩一般计算桥面中心位置和横隔板接头位置,计算剪力时,计算边主梁右侧剪力。 4.1.1
确定计算荷载
对于跨中横隔梁来说,除了直接作用在其上的轮重外,前后的轮重对它也有影响。在计算中可假设荷载在相邻横隔梁之间按杠杆原理法传布,如图4.1所示。因此,纵向一列车轮对于中横隔梁的计算荷载为: 计算弯矩时:Poq111(qkPky)(7.8754.8521.0178.51.0)108.35KN 222计算剪力时:Poq1.2108.35130.02KN
图4.1 跨中横隔梁的受载图示(尺寸单位:mm)
4.1.2
绘制中横隔梁弯矩、剪力影响线
2#、3#梁的荷载横向分布影响线数标值,如图4.2所示,则Mr的影由主梁内力计算可得1#、响线竖标计算如下:
38
2#、3#梁横向分布影响线图示 图4.2 1#、p1作用在1#梁轴上时,
1M112.5d211.5d311.5d12.5d
0.5032.51.60.3691.51.60.2340.51.612.51.60.9125 p1作用在5#梁轴上时,
1M152.5d251.5d350.5d
(0.17)2.51.6(0.0351.51.6)(0.01)0.51.60.772
p1作用在3#梁轴上时,
1M132.5d231.5d330.5d10.5d
0.2342.51.60.2071.51.60.10.51.60.51.60.7128
故可得M的影响线如图4.2。
对于1#主梁处截面的Q1影响线计算如下:
右39
p1作用在计算截面以右时,Q1p1作用在计算截面以左时,Q1绘制Q1影响线如图4.2所示。
右右R1,即1i右1i
右右R1-1,即1i1i1
图4.2 中横隔梁力影响线图示
4.1.3
截面内力计算
M(1)Poq1.2961108.35(1.1200.268)194.9KN
Q(1)Poq4.1.4
1.2961130.02(0.4190.2670.1580.007)143.40KN
内力组合
按承载能力极限状态进行内力组合可得:
Mmax,r01.4194.9272.86KNmQ右max01.4143.40200.76KN横隔梁配筋计算
4.2
4.2.1正弯矩配筋
取横梁跨径为8.0m,把铺装层折算3cm计入截面,则横梁翼板有效宽度为:(图4.3)
40
13跨径:8003266.7cm b12hn15.51214183.5cm
按规范要求取小者,即b'183.5cm,取as8cm,则h0103895.5cm 按《公预规》规定:0Mdfcdbx(h0)
x2x272.8613.81.835x(0.955)103
212.66x224.183x0.272860x1.11cm
由公式fsdAsfcdbfx得As13.81.8350.111280
'1.00103m210.00cm2 选用4B20,Ag12.56cm2
此时,a52.277.27cm,h01037.2795.73cm
x28012.5613.8183.51.39cm,bh00.5595.7352.65cmx,满足要求。
验算截面抗弯承载力:0Mdfcdbfx(h0)
'x213.81031.8350.0139(0.9573329.3KNmMi272.86KNm,
配筋率0.0139) 2As12.56100%0.846%0.2%满足要求。 bh015.595.734.2.2剪力配筋
按《公预规》抗剪承载力抗剪承载力验算要求:
(0.51103)fcu,kbh00.5110330155957.3401.12KN
(0.5103)ftdbh00.51031.39155957.399.80KN
计算剪力效应0Vd200.76KN,介于两者之间,横隔梁需配置抗剪钢筋。拟全部采用箍筋来承受剪力,选取箍筋为双肢A8,Asv20.5031.006cm2。按《公预规》规定,箍
41
筋间距Sv按下列公式计算:
Sv1232(0.56106)(20.6p)fcu,kAsvfsvbh02(V)'2
1.120.56106(20.60.674)30100.6195155957.32 200.762616.7mm
故取箍筋间距Sv150mm,svAsvbsv1.0061515.50.432%0.18%,符合构造要求。
42
第5章 行车道板的计算
5.1 计算图式
考虑到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,见图(5.1) 5.2永久荷载及其效应
1.每延米板上的恒载g 沥青混凝土层面:
g10.021.0230.46KNm
C25混凝土垫层:
g20.091.0242.16KNm
图5.1 T梁横断面图( 单位mm) T梁翼缘板自重:
g30.080.141.0252.75KNm 2每延米跨宽板恒载合计:
ggi5.37KNm
2.永久荷载产生的效应 弯矩:
MAh5.370.7121.35KNm 剪力:
VAhgl05.370.713.81KN 3.可变载荷产生的效应
将车辆荷载后轮作用于铰缝轴线上(见图5.1)
图5.2 轮压分布计算图示(单位:m)
后轴作用力为P140KN,轮压分布宽度如图5.2所示。
按照《桥规》,后车轮着地宽度b2及长度a2为:a20.2m,b20.6m 顺行车向轮压分布宽度:a1a22H0.2020.110.42m 垂直行车方向轮压分布宽度:b1b22H0.620.110.82m
1243
载荷作用于悬臂根部的有效分布宽度:
aa11.42l00.421.420.713.24(m)
单轮时:a'a12l01.84(m)
按照《桥规》规定,局部加载冲击系数:11.3 。 作用于每米宽板条上的弯矩为:
MAp(1)bP(l01)2 4a4 1.3单个车轮时:
M'Ap1.3取最大值:
14020.82(0.71)14.05(KNm)
43.24435(0.710.21)12.50(KNm) 1.84 MAp14.05(KNm) 作用于每米宽板条上的剪力为: VAp(1)4.基本组合 按《桥规》4.1.6条 恒+汽:
1.2MAb1.4MAp1.21.351.414.05
P14021.328.08(KN) 4a43.241.6219.6721.29KNm
1.2VAb1.4VAp1.23.811.428.08
=4.5739.3143.88KN
故行车道板的设计作用效应为:
MA21.29KNmVA43.88KN5.3截面设计、配筋与强度验算
悬臂板根部高度h14cm,净保护层a2cm,若选用B12钢筋,则有效高度h0为: 按《公预规》规定:
44
0Mdfcdbx(h0) 得到方程:x20.228x0.003090x0.0145 验算bh00.550,1140.0627mx0.0145m 按《公预规》规定:fsdAsfcdbfx
'x2As13.81.00.01452807.15104m27.15cm2
查有关板宽1m内的钢筋截面与间距表当选,当选用B12钢筋时,需要钢筋间距为15mm时,(如图)此时所提供的钢筋截面积为:
Ag7.54cm27.15cm2
按《公预规》规定,矩形截面受弯构件的截面尺寸应符合下列要求,即:
Vj0.51103fcu,kbho0.51103301000114318.45KNVj43.88KN,
满足要求。
Vi0.51032ftdbho0.51031.01.39100011479.23KNVj43.88KN,
故不需要进行斜截面抗剪承载力计算,仅按构造要求配置箍筋。板内分布钢筋用A8,间距取25cm。 承载能力验算:
fsdAsfcdbfx
'xfsdAsfcdbf2800.00075413.81.00.0153m x'Mdfcdbfx(h0)
2113.81031.00.01530.1440.015322.45KNm
2MiMA21.29KNmMd22.45KNm,承载能力满足要求。
'
45
参考文献
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[3]《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》[S].(JTG D62-2004) [4]《公路桥涵设计手册》(桥梁上册)[M].(人民交通出版社2004.3)
[5]邵旭东.《桥梁工程》(第2版)[M].武汉:武汉理工大学出版社2008年12月 [6]李自林.《桥梁工程》(第2版)[M].武汉:华中科技大学出版社2008年10月 [7]易建国.《混凝土简支梁(板)桥》(第2版)[M].北京:人民交通出版社2001 [8]黄平明,梅葵花,王蒂.《结构设计原理》[M]. 人民交通出版社. 2006 [9]中国交通资料网[Z].http://www.c-cc.cn
46
致谢
大学生活接近尾声,毕业设计的完成让我为大学画上了一个圆满的句号。此刻,脑海中浮现四年的学习生活片段,有太多的不舍,太多的眷恋,所有的话都汇成三个词:感动、感谢和感恩。
我想说感动,生活上有你们的陪伴。我可爱的室友们,我们在一起生活的很开心,我们来自不同的地方,却有着共同的奋斗目标,彼此鼓励,彼此学习。好怀念我们在宿舍边看电影边煮东西吃,怀念一起烧烤的日子,和你们在一起,总有说不完的话题。我可爱的同学们,还记得你们下课就跑去抢位子坐,学习气氛那么浓,让我对学习不敢怠慢。
我想说感谢,学习上有老师们的教导。每一次都不厌其烦的给我们讲解难点,课上您是我们的老师,课下您是我们的朋友,又像亲人一样。尽管我们有时候不懂事,常常惹您生气,但是我们是爱你们的!喜欢听老师讲你们的经历,有些是无关于学习的,教我们为人处事,教我们怎么平衡学习与爱情,教我们毕业之后走向社会的心态,这些我们都会记在心里,我亲爱的老师,由衷的感谢你们大学四年来的帮助和关怀,学生无论走到哪,都会想念你们!
我想说感恩,我亲爱的爸爸妈妈。尽管我寒窗苦读十几年,可最苦的是你们啊!我能安心的坐在教室中学习,是你们的汗水换来的,看着你们粗糙的双手,脸上渐渐布满岁月的痕迹,我心痛,不想再让你们那么劳累,不想一年只见你们几天,不想不想,有太多的不想,我只想努力学习,用好成绩来报答你们,学好知识,找份好工作,用我的肩膀挑起你们的重担!
我还想和我自己说点什么,尽管我的大学生活并不丰富,大部分的时间都花在学习上,没有参加什么活动,但是我很知足,我的大学生活是完美的,没有留下遗憾,我学到了很多,懂得了许多,成熟了许多。不管未来的路是怎样,一定要坚持下去。即将步入社会,一定要做的更好!
回到这次的毕业设计,是在老师的悉心指导下完成的,每星期固定开一次会,关注我们的进度,给我们建议,耐心的查看我们的报告,图纸,翻译还有说明书,点出需要修改的地方,在此,特别向老师致以崇高的敬意和衷心的感谢!
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