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1、钢筋混凝土简支梁桥设计目录:一、 恒载内力计算1.1分别计算各主梁的恒载集度 -21.2各主梁的恒载在各控制截面 -2二、 设计活载内力计算2.1计算各号梁位于支点处的荷载横向分布系数 -32.2计算各号梁位于跨中处的荷载横向分布系数 -42.3画出各控制截面的内力的影响线 -52.4计算各主梁在各控制截面的弯矩和剪力 -6三、 荷载组合1.1分别计算各主梁在各控制截面的弯矩和剪力的作用效应组合 -14四、 配筋计算、设计及验算4.1主梁各控制截面的控制内力的基本组合汇总 -174.2正截面设计 -184.3主梁正截面抗弯承载能力验算 -194.4斜截面设计 -204.5主梁斜截面抗剪承载能力
2、验算 -234.6主筋弯起后正截面抗弯强度的校核 -244.7配置构造钢筋 -244.8裂缝宽度验算 -24一、恒载内力计算1.1分别计算各主梁的恒载集度(1)主梁自重: 支点处:q1=0.51.3/2(0.12+0.2)2+0.31.325 =14.95kN/m跨中处:q2=0.51.42/2(0.12+0.2)2+0.181.325=11.53kN/mg1=2(14.95+11.53)4.79/2+11.59.92/19.5=12.35kN/m(2)横格梁:支点处:V1=0.161.30.9+1.3(0.20.12)/20.820.48=0.13m跨中处:V1=0.161.420.9+1.
3、42(0.20.12)/20.820.48=0.15m作用于中梁上横格梁自重:g2=(20.13+30.15)25/19.5=0.91kN/m作用于边梁上横格梁自重:g2=g2/2=0.91/2= 0.46kN/m(3)桥面铺装:g3=0.02722+(1.5%3.57/2+0.067)24/6=2.93kN/m(4)人行道(包括栏杆):g4=26/6=2kN/m合计: 边梁恒载:g=g1+g2+g3+g4=12.35+0.46+2.93+2=17.74kN/m中梁恒载:g=g1+g2+g3+g4=12.35+0.91+2.93+2=18.19kN/m1.2各主梁的恒载在各控制截面(支点、L/
4、4/、L/2截面)内力(弯矩和剪力)计算主梁距离支座为x的横截面弯矩和剪力: 表1-1 内力截面位置 弯矩M=gx(Lx)/2 (kNm)剪力V=g(L2x)/2 (kN)边梁中梁边梁中梁x=0M=0M=0V=17.7419.5/2 =172.9V=18.1919.5/2 =177.4x=L/4=4.875M=17.744.875(19.54.875)/2 =631.4M=18.194.875(19.54.875)/2 =648.4V=17.74(19.524.875)/2=86.5V=18.19(19.524.875)/2=88.7x=L/2=9.75M=17.749.75 (19.59.7
5、5)/2 =843.2M=18.199.75 (19.59.75)/2 =864.6V=0V=0二、设计活载内力计算2.1计算各号梁位于支点处的荷载横向分布系数(杠杆原理法):人群荷载P0r人群荷载P0r汽车荷载汽车荷载汽车荷载号梁影响线号梁影响线号梁影响线图2-1 杠杆原理法计算横向荷载分布系数(尺寸单位:cm)在横向影响线上确定荷载沿横向最不利的布置位置,荷载横向分布系数如表2-1所示。表2-1号梁号梁号梁汽车荷载m0q=1/2q=1/20.375=0.188m0q=1/2q=1/21=0.5m0q=1/2q=1/2(0.75+0.438)=0.594人群荷载m0r=r=1.094m0r=
6、r=0.156m0r=r=0注:、号梁与、号梁对应相同。2.2计算各号梁位于跨中处的荷载横向分布系数此桥在跨度内设有横隔梁,具有强大的横向连接刚性,且承重结构的跨宽比为:L/B=19.5/9.6=2.032,故可采用偏心压力法计算。号梁:号梁号梁作出、号梁的影响线如图2-2所示。表2-2号梁号梁号梁汽车荷载mcq=1/2q=1/2(0.435+0.274+0.1580.003) =0.432mcq=1/2q=1/2(0.327+0.231+0.161+0.065) =0.392mcq=1/2q=1/2(0.22+0.188+0.165+0.133) =0.353人群荷载mcr=r=0.537m
7、cr=r=0.389mcr=r=0.241+0.092=0.333注:、号梁与、号梁对应相同。图2-2 偏心压力法计算横向荷载分布系数(尺寸单位:cm)2.3画出各控制截面的内力的影响线截面类型影响线面积影响线图线M1/2=19.5/8=47.53mM1/4=1/219.5319.5/16=35.65mVL/2=1/219.5/21/2=2.438mVL/4=1/219.53/43/4=5.484mV0=1/219.51=9.75m2.4计算各主梁在各控制截面的弯矩和剪力(1) 公路II级车道荷载标准值为:均布荷载qk=0.7510.5=7.875kN/m计算弯矩时的集中荷载:Pk=0.751
8、80+(19.55)/(505)(360180)=178.5kN计算剪力时的集中荷载:Pk=1.2178.5=214.2kN(2)主梁跨中截面的惯性距Ic:翼板的换算平均高度h=(0.12+0.2)/2=0.16m主梁截面重心位置:ax=(1.60.18)0.160.16/2+1.30.181.3/2/(1.60.18)0.16+(1.30.18) =0.37m (3) 汽车荷载的冲击系数:混凝土的弹性模量结构跨中处的单位长度质量mc=G/g=(11.53+0.91+2.93+2)10/9.81=1771.66N/m结构基频1.5Hzf14Hz,则: =0.1767lnf0.0157=0.17
9、67ln4.640.0157=0.2555(4)计算车道荷载的跨中弯矩双车道不折减:=1.00号梁车道均布荷载作用下:车道集中荷载作用下:号梁车道均布荷载作用下:车道集中荷载作用下:号梁车道均布荷载作用下:车道集中荷载作用下:(5) 计算人群荷载的跨中弯矩纵向每延米人群荷载集度P0r=3.01.3=3.9kN/m号梁号梁号梁(6)计算车道荷载的1/4跨处弯矩号梁车道均布荷载作用下:车道集中荷载作用下:号梁车道均布荷载作用下:车道集中荷载作用下:号梁车道均布荷载作用下:车道集中荷载作用下:(7)计算人群荷载的1/4跨处弯矩号梁号梁号梁(8)计算跨中截面车道荷载最大剪力由于跨中剪力VL/2影响线的
10、较大坐标位于跨中部分,故可采用全跨统一的荷载横向分布系数mc来计算:车道均布荷载作用下:号梁车道均布荷载作用下:车道集中荷载作用下:号梁车道均布荷载作用下:车道集中荷载作用下:号梁车道均布荷载作用下:车道集中荷载作用下:(9)计算跨中截面人群荷载最大剪力 号梁号梁号梁(10)计算1/4跨处截面车道荷载最大剪力由于跨中剪力VL/4影响线的较大坐标位于跨中部分,故可采用全跨统一的荷载横向分布系数mc来计算:车道均布荷载作用下:号梁车道均布荷载作用下:车道集中荷载作用下:号梁车道均布荷载作用下:车道集中荷载作用下:号梁车道均布荷载作用下:车道集中荷载作用下:(11)计算1/4跨处截面人群荷载最大剪力
11、 号梁号梁号梁 (12)计算支点截面汽车荷载最大剪力作荷载横向分布系数沿桥跨方向的变化图形和支点剪力影响线,如图2-3、图2-4、图2-5所示。图2-3 号梁影响线图2-4 号梁影响线图2-5 号梁影响线 横向分布系数变化区段的长度a=1/219.54.85=4.9m附加三角形荷载重心的影响线坐标为:号梁车道均布荷载作用下(m=mc时):附加车道均布荷载作用下的支点剪力为: 故车道均布荷载作用下的支点剪力为:车道集中荷载作用下:车道荷载作用下的支点剪力为:号梁车道均布荷载作用下(m=mc时):附加车道均布荷载作用下的支点剪力为: 故车道均布荷载作用下的支点剪力为:车道集中荷载作用下:车道荷载作用下的支点剪力为:号梁车道均布荷载作用下(m=mc时):附加车道均布荷载作用下的支点剪力为: 故车道均布荷载作用下的支点剪力为:车道集中荷载作用下:车道荷载作用下的支点剪力为:(13)计算支点截面人群荷载最大剪力人群荷载的横向分布系数如图2-3、图2-4、图2-5所示。附加三