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文檔簡介

1、設(shè)計資 .-1主梁跨徑和全長1材料1設(shè)計依據(jù)1參考資料12、任務(wù)與要求1結(jié)構(gòu)尺寸擬定1行車道板計算1橫梁的計算23、結(jié)構(gòu)尺寸擬定2結(jié)構(gòu)斷面形式34、行車道板計算3荷載及其效應(yīng)3截面設(shè)計、配筋與強度驗算55、主梁內(nèi)力計算6主梁的荷載橫向分布系數(shù)6按杠桿法計算橫向分布系數(shù)8內(nèi)力計算81.恒載內(nèi)力8截面設(shè)計、配筋與驗算136、橫梁的計算166.2橫梁截面配筋與驗算186.3橫梁剪力計算及配筋197、蓋梁計算217.1上部結(jié)構(gòu)作..........................................................................................................-21可變作用計算22雙柱反力計算27內(nèi)力計算28截面配筋及承載力校核308、橋梁墩柱設(shè)計32荷載計算32截面配筋計算349、鉆孔灌注樁設(shè)計37荷載計算37樁長設(shè)計39樁內(nèi)力計算(m)39樁基配筋設(shè)計及強度驗算42墩頂縱向水平位移驗算43結(jié)論45致謝46參考文獻4747313mT梁橋凈—7+2×0.75m設(shè)計荷公路-Ⅱ級和人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值為3kN標(biāo)準(zhǔn)跨lb13墩中心距離計算跨l12.40m(支座中主梁全l全12.96m(主梁預(yù)材鋼筋:主鋼筋采用HRB335,其它用鋼筋采用混凝土設(shè)計依①《公路橋涵設(shè)計通甩規(guī)范②《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計參考資《橋梁工程,姚玲森主編,人民交通,(板通,。《結(jié)構(gòu)設(shè)計原理沈浦生主①計算圖②恒載及③活載及④截面設(shè)計、配筋與強度驗主梁計①主梁的荷載橫向分布系數(shù)計②內(nèi)力計③截面設(shè)計、配筋與驗配置主筋:偏安全的按計算彎矩最大的梁進行截面強度驗斜筋配置:偏安全的按剪力最大的梁進行配箍筋配斜截面抗剪強度驗橫梁的計①橫梁彎矩計算(用偏心壓力法②橫梁截面配筋與驗③橫梁剪力計算及配①主梁截面尺(JTGD60-2004,梁的高跨比的經(jīng)濟范圍在1/11到1/1613m1.10m,翼板寬1.58m,腹板寬0.18m。②主梁間距和主梁片橋面:凈—7+2×0.75m人行道,采用5片T型主梁標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,主梁間距為1.60m。

結(jié)構(gòu)斷面形計算的T梁翼板,荷載為公路二級,橋面鋪裝為3cm厚的瀝青混凝土面層和9cm的混凝土墊層。單4.1荷載及其效每延米板上的橫載瀝青混凝土層C30凝土墊層:g2=0.12×1.0×25=3(KN/m)每延米跨寬板恒載合計:g=gi每米寬板條的恒載彎矩:M1×7.67×[(1.58-0.18)/2]2=-剪力

b2

=7.67×(1.58-車輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)公路—II級:以重車后輪作用于絞縫軸線上為最不利位置,后軸作用力標(biāo)準(zhǔn)值為P=140KN,輪壓分布寬度如下圖所示,按照《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》知后車輪地寬度b2及長度a2為:a2=0.20m沿橫向荷載作用于懸臂根部的有效分布寬沖擊系數(shù)作用于每米板寬條上的剪力V=(1+μ)2P=1.3×70 作用于每米板寬條上的彎矩M=-(1+μ)P(l-b1)×2=-

(0.71-

)=-基本組恒+汽:1.2MAh+1.4MAp=-1.21.879-1.412.240=-MA=-19.319(KN/m4.2截面設(shè)計、配筋與強度驗懸臂板根部高度h=140mm,凈保護層a=25mm。若選用φ12鋼筋則有效高度h0=h-按(D62)5.2.2r0Mdfcdbx(h0- 而 14.3mm<ξh0=0.56求鋼筋面積按(D62)5.2.2

A

Afcdbx=9.10×10-sd

f配g查有關(guān)板寬1m內(nèi)的鋼筋截面與間距表,當(dāng)選用φ12鋼筋時,需要鋼筋間距為120mm時,此時所提供的鋼筋截面積為:A=9.42cm2>g尺寸驗算按(D62)5.2.9條抗剪上限值0Vd=43.69KN

bh0(kN)按(D62)5.2.10條抗剪上限值V43.96kN0.50103fbh(kN)0 2 箍筋,取分布鋼筋用φ8,間距取20cm承載能力驗

A

fsd

300910143sd

Md=fcdbx(h0-AA故承載力滿足要求①跨中荷載彎矩橫向分布系數(shù)(偏心壓力法計算本橋各根主梁的橫截面均相等,梁數(shù)n=5,梁間距為1.6米na2=n

+

+

+

+

)2+1.62+02+(-1.6)2+(-2 i 號梁橫向影響線的豎坐標(biāo)值為:=1

an =1an

(21.6)

aia

=

an- 1=1an

(21.6)

=0.20-0.40=-

aia

進而

計算橫向影響線的零點位置,設(shè)零點至1號梁位的離為x,則

=41.60

解得x 零點位置確定可求出各類荷載相應(yīng)于各個荷載位置的橫向影線豎坐標(biāo) 和r

繪制1號梁橫向影響線,按照橋規(guī)確定汽車荷載最不利置,圖示如下設(shè)人行道緣石至1號梁軸線的距離為,則=741.62=于是1的荷載橫向分布系數(shù)可計算如下(以xqixr分別表示影=車輛荷

q

=10.64.62.81.50.3 人群荷

=11

0.64.80.30.75

2同理可以求得各梁橫向影響線的豎標(biāo)值公路-IImcq1=0.538mcq2=0.469,mcq3人群荷載mcr1=0.648,mcr2=0.442mcr3② 梁端剪力橫向分布系數(shù)計算(按杠桿法公路Ⅰ級 m1汽′=1/20.875=0.438m2汽′=1/2m3汽′=1/2人群荷 m1人m2人′=-m3人按杠桿法計算橫向分布系內(nèi)力計恒載(1)恒載:假定橋面構(gòu)造各部分重量平均分配給各土梁承擔(dān),計算如下。構(gòu)元構(gòu)件體積及算式主邊主0.10.150.71512.42620.994瀝青混凝土面0.081.624C300.12251.6緣2.50.320.152321.040.220.1525人行道梁0.850.240.28250.850.240.1425鑲面0.850.022.518欄桿1.00.180.1425扶22.360.080.1225一側(cè)人行道部分每2.5m時重12.35/2.5=4.94(kN/m)。按人行1梁、5梁:1板0.684,1板q0.6844.943.38(kN2梁、4梁:2板0.442,2板q0.4424.942.18(kN3梁:3板0.2,3板q0.24.940.99(kN各梁 荷載匯總于表3鋪裝橫主梁合2、恒載合

glxgxxgx(lx),Qglgxg(l 內(nèi)1,5號2,4號3號彎矩剪力彎矩剪力彎矩剪力000000公路—Ⅱ級均布荷載qk,集中荷載Pk及其影響線面按照《橋規(guī)》規(guī)定,公路—II荷載均布荷載qk=7.875kN/m,Pk=157.2kN。計算剪力效應(yīng)時,集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值Pk應(yīng)乘以1.2項ML/ML/QL/Q0可變作用(人群(每延米)p人:p人=3×0.75=2.25(kN/m)10彎矩效1M1M12M1M13M1M1人群產(chǎn)生的彎矩(kNm梁內(nèi)P人0彎矩效1M1M12M1M13M1M1基本荷載組合按《橋規(guī)規(guī)定作用設(shè)計值效應(yīng)與可作用設(shè)計值效應(yīng)的分項系數(shù)為:荷載作用系數(shù):i;汽車荷載作用系數(shù)Q1人群荷載作用系Gj彎矩組合效人汽 m 0 0Gi Qj cj 1M1M12M1M13M1M1c注r0--橋梁結(jié)構(gòu)重要性系數(shù),取r0=0.9,c公路—II級產(chǎn)生的跨中剪力V110彎矩效123人群荷載產(chǎn)生的跨中梁內(nèi)P人0彎矩效1V人12V人13V人1②支點剪力V0的計計算支點剪力效應(yīng)的橫向分布系數(shù)的取值為支點處按杠桿法計算的結(jié)l處~3l處按跨中彎矩的橫向分布系數(shù)(同上 支點~l處按照直線變4

計算公式

y,y m0w0y1V-2V3V人群荷載計算結(jié)果如下表計算公s

pw

,其中w

rw1

梁內(nèi)prwy 1V2V--3V0-剪力組內(nèi)荷①人群汽車102030截面設(shè)計、配筋與驗1、由彎矩基本組合表可知,1號梁Md值最大,考慮到施工方便,偏安全地一律按1號梁計算彎矩進行配筋。采用焊接鋼筋骨架配筋,設(shè)鋼筋凈保護層為3cmas110mm則主梁有效高度h0ha1100110990mmhf140802110mmb翼緣計算寬度'按照下面公式計算,并取其中最小值bfffb'l/3ffbf'bfbff'b12bff

18012110

,故取h' 首先判斷截面類型,即rM1162.08106N h'

2 ff 2 0Md,為第一類T截面。 ' xroM

fcdbfxh02 1926.08106

x2 2 整理得x2-1980x81122.5

b'x

fsd

推出Afss采用兩排焊接骨架,每排1Φ32+2Φ28,合計為2Φ32+4Φ28,則鋼筋A(yù)=2463 fss鋼筋截面重心至截面下邊緣的距as300.5梁的實際有效高度為h0110068050配筋率Asbh0

,滿要求2、持久狀況截面承載力極限狀態(tài)計按截面實際配筋率計算受壓區(qū)高度x為b'xfb'fcd

3004072截面抗彎極限承載 ' xfcdbfxh02 滿足規(guī)范要求3、根據(jù)斜截面抗剪承載力進行斜筋由剪力效應(yīng)組合表知,支點剪力效應(yīng)以3號梁為最大,為偏安設(shè)計,一律用3剪力效應(yīng)以1號梁最大,一律以1梁為準(zhǔn)最大剪力取用支座中心h(梁高一半)處截面的數(shù)值,其中混凝土2箍筋共同承擔(dān)不小于60%,彎起筋(按45%彎起,承擔(dān)不大于40% Vdh392.69KN,其中混凝土和箍筋共同承擔(dān)的剪力2

00dr 0.6rV00d

0.6392.69由彎起鋼筋承擔(dān)的剪力組合設(shè)計值00dr 0.4rV00d

0.4392.69fr0V

0.75103ff式中

—鋼筋抗拉強度設(shè)計值MPa此時取sb 本例中取 而且

0.751033000.707 則彎起鋼筋的面積為

337.020.159082118.6mm2,增設(shè)3Φ32,提

24184、箍筋箍筋間距的計算公式SV

V0.21026 20.6P SV f式中1——異形彎矩影響系數(shù),取13——受壓翼緣的影響系數(shù),取3=1.1;P——斜截面內(nèi)縱向受拉主筋的配筋率,P=100Asv——同一截面上箍筋的總截面面積(fsv——箍筋的抗拉設(shè)計強度——混凝土和鋼筋的剪力分擔(dān)系數(shù),取=0.6 選用28雙肢箍筋(R235,f 195MPa則面積A=1.006cm2;距支座中心h0/2處的主筋為 A16.09cm2;h1103d11033.58 Ag/bh16.09/18105.218.051000P1000.805計算剪力Vd33702KN。Sv342mm選用Sv根據(jù)《公預(yù)規(guī)》規(guī)定,在支座中心向跨徑方向長度不小于1倍梁高范圍內(nèi),箍筋間距不宜大于100mm。綜上,全梁箍筋的配置為28雙肢箍筋;由支點據(jù)支座中心1.1mSV=10cm,其余地方箍筋間距為SV=30cm。則配svAsvSvb分別為當(dāng)SV=10cm當(dāng)SV=30cm

SvbSvb

1818

均大于規(guī)范規(guī)定的最小配筋率:R235鋼筋不小于0.18%的要求橫梁彎矩計算(用偏心壓力法偏安全地仿此設(shè)計。確定作用在中橫隔梁上的計算荷對于跨中橫隔梁的最不利荷載布置:縱向一行車輪對橫隔梁的計算載為

PP

K1

1P2P

k1

lakk計算彎矩效應(yīng)kkM

1.5d

1.5d11.5d0.61.51.60.41.51.611.51.6布置車道荷0.5157.27.8753.1人群荷載Por2.253.16.975KN繪制中橫隔梁的內(nèi)力影響可以求得各主梁的橫向影響線坐標(biāo)值如

①繪制彎矩影響

P=1作用在5號梁和3上M

8有這三個豎坐標(biāo)值和已知影響線折點位置可繪制出彎矩影8-中橫隔梁內(nèi)力影響-MQ(1m)MRPor鑒于橫隔梁的恒載內(nèi)力甚小,計算中可省略,則按承載能力極限狀設(shè)計的計算內(nèi)力為M1.4142.84199.98KNMr1.47.53310.55KN故橫梁內(nèi)力正彎矩由汽車荷載控M199.98kN負(fù)彎矩由人群荷載控M10.55kN正彎矩配把鋪裝層折算8cm計入截面,則橫梁翼板有效寬度為:1/3按規(guī)范取小者,即b‘=183cm,暫取a=8cm,則h0=103-8=95(cm)。按《公預(yù)規(guī)》5.2.2條規(guī)定“0Md

x)0199.9819.11.83x(0.95x)02解方程,可得:x0.0094m由公式fsdAsfcdbfhf',As19.11.830.0094/選用4Φ20

此時:鋼筋截面重心至截面下邊緣的距離a=50+25.0=75.0mm際有效高度h0=1030-足fxfsdAs ,足fb'b

驗算截面抗彎承載力0Md

fcdbf

'

x)19.11031.830.01075(0.9552356.82kNm)M199.98(kN負(fù)彎矩配取a=3cm,h0=100-

x)10.5519.11030.15x0.97x2 2 解方程得到x0.0038mgA'19.10.150.0038/3003.63105(m2)36.3(mm2g選用2Φ16

驗算截面抗彎承載力0Md

fcdbf

'

x))19.11030.150.0421(0.97)2114.46(kNm)M10.55(kN橫梁正截面含筋率12

15

100%100%均大于《公預(yù)規(guī)》9.1.12條規(guī)定的受拉鋼筋最小配筋百分率0.20%1對于1號主梁處截面的Q右影響線可計算如下:P=1作用在計算截1以右時Q右=R1;即Q右

(1號梁荷載橫向影響線 P=1用在計算截面以左Q=R1-1,即Q181繪成的Q右影81

V1Poq按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計的計算內(nèi)力為:Vd1.4126.91按《公預(yù)規(guī)》5.2.9~5.2.10條抗剪承載力驗算要求V

bh0.51103

1509550V0.50103fbh0.51031.71150955122.48kN計算剪力0 2 應(yīng)171.12kN肢8,

2

1.006cm2。按《公預(yù)規(guī)》5.2.11筋間距Sv按下列公式計Sv

V0.210212 sv Af1.120.210620.60.87720.1100.61951509552

式中P100

15

100故箍筋Sv為Sk20cm,則sv

0.50.6

上部結(jié) 每片邊梁自重1、5每片中梁自重2、43一孔上部結(jié)構(gòu)自重每個支座恒載反力邊梁1、5中梁2、4中梁3蓋梁自重及作用效應(yīng)(取1/2蓋梁長度截面自重彎矩剪力VV1----2----3---4--5-001、可變荷載橫向分布系數(shù)計算公路-Ⅱ級:a.單車列,對稱布置 b.雙車列,對稱人群荷載:a.側(cè)有人群,對稱

P 0.81 10.46881 0.9

1

1

1號2號梁-3號4號15號1

1 11

2號 10 100.53120405號公路-Ⅱ級:c.單車列,非對稱布置 P12P0.5P12P0.5 1 12345

--

0

-

-0

1號2號3號4號5號

-

-000- 2、按順橋向可變荷載移動情況,計算支座可變荷載反力的最157.2157.27.875 公路-Ⅱ雙孔布載單列

雙孔布載雙列車時2B2258.01B14.27.875157.2單孔布載單列車時 單孔布載雙列車時2B人群荷q人=2.25 q人=2.25 單孔滿載時

1.02412.42.2514.28kN(一側(cè))雙孔滿載時2B23、可變荷載橫向分布后各梁支點反力計算公式為人群荷載BBBB0000-0--0-人群荷載BBBB------4、各梁作用、可變作用反力組表中數(shù)據(jù)的計算均用各梁的最大值,其中沖擊123451231114-0-5--G16:7:8:9:由表的計算可知,偏載左邊的立柱反力最大(G1>G2并由組合74 [G11(R15.3R23.7R32.1R40.5R51.1)4內(nèi)力計1、彎矩計各截面彎矩計算式M11M22R1M33R1M44R11.6G1M55R13.2G12.1R2力2-3-4-5----------230---截面44:VG1R1,VG1R1R截面55:VG1R1R2,V右G1R1R2R3力1-2-4-5-3-VVVVVVVVVV組合0-1-1V同3-V同4-右-組合0--組合0--組合0--3、蓋梁內(nèi)力匯1-2-3-4-5-彎矩M----M0---M----剪力V左---0右--0V左0--右---V左---右---4、根據(jù)蓋梁內(nèi)力計算,繪制內(nèi)力包絡(luò)11 351 1-2-3-4-5-M----M0---M4----截面配筋及承載力校蓋梁采用C30fcd14.3MPa,fsdg鋼筋保護層厚度取c5cm,一根22鋼筋的面積為ag1M/KNjh0/xh h22r0Md/ 1--2--3--4--5-Afcdbx/ 所需22實用22A/s1-——62-83-4-85-注:表中結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)01.02、剪力作用時各截面的強度驗以3-3截面V=1145.94KN作為控制截面進行配筋設(shè)計驗算截面尺寸hh1050mmhw10500.87524(厚腹梁

0.25cfcdbh00.251.014.3120010.504504.5kN故僅需按構(gòu)造配置箍3、全梁承載力校已知h0=1050mm,σs=300MPa,一根主筋Ф22所能承受的彎矩為MlsAs

其中8根586.248根586.2486410由圖可知,全梁承載力滿足要求荷載計恒載計算:由前計:112.87KN0.74.21.0241.026.78244 11367.02112.87128.11 2車輛單孔荷載:單列雙孔荷載:單列車時人群雙孔荷載(單側(cè)制動力取載中單孔荷載產(chǎn)生最大偏心彎矩,即產(chǎn)生最大墩柱底彎矩。3、雙柱反力橫向分布計算(活載位置見下圖P2P2 2.1m2 2.1m2 單列車

2.12.1

11雙列車

0.552.1

10.631單側(cè)人

3.8752.1

11.432雙側(cè)人群:124、荷載計活載垂直反力最大垂直反力最小垂直反力橫向分布橫向分布00-垂直力對柱頂中心產(chǎn)生的彎M=Bmax×0.25=412.06×0.25水平力對柱頂中心產(chǎn)生的彎M=45×1.311、作用在柱頂?shù)淖钚〈怪彼剿搅θ?、截面配筋設(shè)s(1)雙孔荷載,最大垂直反力時, 受壓構(gòu)件設(shè)s0

,A,式中:Nd——軸向力組合設(shè)計——軸壓構(gòu)件穩(wěn)定系A(chǔ)s——構(gòu)件毛截面面積,當(dāng)縱向鋼筋配筋率大于3%時A應(yīng)改用AAA s受壓時,橋墩柱選用C30混凝土sfcd14.3KN/mm,fct2.09KN/設(shè)計24根直徑22mmHRB335鋼A,9118.56mm2,A 300KN/mm,f, 查規(guī)范得由上式 0..8 滿足驗算配筋率A,As

1.16%min

截面一側(cè)配筋,0.59118.560.58%

min

(2)單孔荷載,最大彎矩時,按偏心受壓構(gòu)件rs按正截面受壓承載力計算應(yīng)符合下列規(guī)定:rs0

Ar2

Cr2frNeBr3 Dgr3f0d 式中:e0——軸向力的偏心距,e0MdNd應(yīng)乘于偏心距增大系數(shù)A、B——有關(guān)混凝土承載力的計算系數(shù),按規(guī)范表C.0.2CD——有關(guān)縱向鋼筋承載力的計算系數(shù)規(guī)范表C.0.2查得r——圓形截面的半徑g——縱向鋼筋所在圓周的半徑rs與圓截面半徑之比grsρ鋼筋配筋率

r2偏心距增大系數(shù)計算公式

式中l(wèi)0——構(gòu)件的計算長度e0——軸向力對承截面重心的偏心矩h0——截面有效高度,對圓形截面取h0rrs1——荷載偏心率對截面曲率的影響系數(shù)2——構(gòu)件長細(xì)比對截面曲率的影響系數(shù)利用規(guī)范表C.0.2,對構(gòu)件承載力進復(fù)核驗算的步驟:36( Dgfe0 sd,Afcd, b.已知ff、r,設(shè)定值,查表C.0.2,將查得的系數(shù)A、B、C、D(式-38)計算e0值。如果e0值與實際計算偏 MdNd相符,則設(shè)定的值為所求者c.將最后確定的相應(yīng)的A、B、C、D值代入(式-36(式-37)進(3)墩柱配筋設(shè)偏心受時,橋墩柱選用C30的混凝fcd14.3KN/mm,fct2.09KN/設(shè)計24根直徑22mmHRB335鋼A,9118.56mm2,A 300KN/mm,f,300KN/mm,保護層取5mme / 467.07106/1126.1 r500mm,grs/r0.4/0.5取定ξ=0.64查規(guī)范表C.0.2將值代入上式得e0=404.56mm滿足A、B、C、D代入

0

Ar2

Cr2fr0s得0.6661500214.30.73731.1650023006428.66N1.0r0s滿足A、B、C、D代入r0Nd

Br3

Dgr3f0.6661500314.31.67631.16%0.85003300得0Nde01.0404.561126.1

鉆孔灌注樁直徑為1.3mC25HRB335鋼筋和HRB235鋼筋m計算,m指導(dǎo)書,受壓彈性模量E2.8104 荷載計每根樁承受的雙孔荷載的N11367.02 蓋梁恒載的N2系梁恒載的一根墩柱恒N4作用在樁頂?shù)暮爿d反NN1N2N3N4灌注樁每延米自q4

(2410)15.83KNm(扣除水的浮力活載汽車N5260.01

人群N5'單跨活載汽車N6

人群N6'制動力T=45KN,作用在支座中心,距柱頂?shù)木嚯x為風(fēng)力(因結(jié)構(gòu)剛度較大可不予考慮用于樁頂?shù)腘max959.77260.0120.45

959.77206.0314.28HMN60.25T8.09N6'0.25419.13KN樁長設(shè)灌注樁直徑1.3m,由于土層單一,可用確定單樁容許承載力的P1UfLmA[ 亞粘土極限摩阻力為fimU3.141.34.082m[]220KPa故L由上式反求樁的承載力知樁的軸向承載力滿足要求樁內(nèi)力計算(m法樁身采用C25凝土,受壓彈性模量為E2.8104 樁的計算寬度b1kf(d1)0.9(1.31) 51樁的形變系數(shù)α51cE0.8E0.82.8104MPa2.24104cI3.141.34地基為亞粘土m19000kN故h4.167按彈性樁計算地面以下深度Z身截面的彎矩與水平應(yīng)力的計算。N0

0

M0

9N樁身彎矩M

H

Am

0

式中無量綱系數(shù)可由規(guī)得,計算見下表Z 樁身水平壓應(yīng)力計算

zx 0ZAp 0 式中的無量綱系數(shù)查規(guī)范可得,Z為換算深度。計算見下表Z--------------驗算最大彎矩(Z=1.44)處的截面強度,該處內(nèi)力值為M459.072KNN1180.081.4424 設(shè)計用C25混凝土, 11.9N/mm2; 1.27N/mm 設(shè)計用HRB335級鋼筋, 300N/mm2; 300N/mm2,保護 5cm1、按受壓設(shè)l0H10m;l0/b10/1.3

查表得1

1

1302sA's

fy

A

300

2

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