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桥梁计算示例集 砼简支梁(板)桥梁计算示例集中的砼简支梁(板)是桥梁工程中常见的结构形式之一,广泛应用于中小跨径桥梁的设计与施工。以下是对砼简支梁(板)的简要介绍:
一、定义与特点砼简支梁(板)是指两端简单支承在桥墩或桥台上的一种混凝土结构形式。其主要特点是受力明确,构造简单,施工方便,适用于跨度较小的桥梁。这种结构形式能够有效传递竖向荷载,并通过弯曲变形来抵抗外力作用。
二、设计原则1.材料选择:通常采用普通钢筋混凝土或预应力混凝土作为主要材料。普通钢筋混凝土适用于小跨度桥梁,而预应力混凝土则能提高结构的承载能力和抗裂性能。2.荷载分析:包括恒载(如自重、铺装层重量等)和活载(如车辆荷载、人群荷载等)。根据规范要求进行荷载组合,确保结构的安全性和适用性。3.截面设计:根据跨径大小选择合适的截面形式,如矩形、T形或箱形截面。截面尺寸需满足强度、刚度和稳定性要求。4.配筋设计:合理布置纵向受力钢筋、箍筋和构造钢筋,以保证结构的抗弯、抗剪和抗裂能力。
三、计算内容1.内力计算:主要包括弯矩、剪力和轴力的计算。通过静力平衡方程和挠曲线微分方程求解梁(板)的内力分布。2.裂缝宽度验算:控制裂缝宽度在允许范围内,以防止水汽侵入导致钢筋锈蚀。3.挠度验算:确保桥梁在长期荷载作用下的变形符合规范要求,避免影响行车舒适性。4.抗震设计:对于地震多发地区,还需考虑地震作用对结构的影响,采取相应的抗震措施。
四、施工方法砼简支梁(板)的施工一般分为现浇法和预制安装法两种:现浇法:在现场搭设模板并浇筑混凝土【天津市】《绿色建筑设计标准db 29-205-2015》,适合于地形复杂或运输不便的情况。预制安装法:在工厂或场地预制梁(板),然后运至现场吊装就位,具有施工速度快、质量易于控制的优点。
五、应用范围砼简支梁(板)适用于跨径在20米以内的中小桥梁,如城市道路桥、人行天桥和小型公路桥。由于其经济性好、技术成熟,成为中小型桥梁建设中的首选方案。
总之,砼简支梁(板)以其简洁的构造和可靠的性能,在桥梁工程中占据重要地位。通过对设计参数的优化和施工工艺的改进,可以进一步提升其耐久性和经济性,满足现代交通发展的需求。
土、预施应力阶段支点截面上缘拉应力验算
201.61×30569 = 0.19kN/cm²=1.9M 23×1409691.2
4.08MPa<0.6R=0.6x28=16.8MPa (按“公预规”第5.2.24条)
设在混凝:上强度达到30号时放松预应力筋,这时R1’=2.1MPa。 按“公预规”第5.3.4条规定拉应力的限值为: 预拉区不配非预应力钢筋时
预拉区配非预应力钢筋时
0h1<0.70R'=0.7×2.1=1.4
可见o>0h1需配置非预应力钢筋于上缘。通过试算,如仅在上缘配非预应力筋还 不能解决问题,还须降低支座附近截面的预压力。 现拟定于支座附近段仅有五根预应力筋作用于截面上,面其余两根在支座附近使用套管 使它与混凝土不粘结,财支点截面附近
Ay=5×3.14·1²=15.70cm² 预压力 Ny=0m*Ay=643.5×15.7 =10102.95kN
Ny.ey 上缘 0上= 1 y上 A
管和上缘非预应力钢筋的长度按计算确
(一)铰的剪力影响线及剪力Q;的计算
Q1= 当P=1在截面i以左时 Mn 1
Q= 1 当P=1在截面i以左时 Mn 1 一
当P=1在截面以右时
1 * 2* i* n. 172 In
(0.560+0.400+0.304+0.235)=0.375
4 止 (0.086+0.054)=0.070
人群荷载下m=0.035
荷载在纵向按正弦级数展开(:
Y汽=12.6 2 / 120·sin 5.6 7.0 11.9 12.6 =41.22kN/m 2 3.10 4.3 9.5 ×250x Sin π+sin π+sin 12.6* π+sin 12.6” 12.6 126 =125.12kN/m
Y汽=12.6 5.6 7.0 11.9 12.6
Y主=q人=10kN/m 取1m铰长考虑,剪力值为:
Sa=Y..·Y..*Q Q恒=0Q
Q:y = m·Y·1
Ya1=1.1得Sa=1.0×0.8×1.1×48.79=42.94k1 故中挂+主引起的剪力起控制。
5 9L7 f= [(t,)+1
Oy·Ay·ey·L y
M,一不计冲击的静活载跨中最大弯
5 ML 48 0.85Eh1
图1~16尺寸单位:cm
其中 Y=0.95,Y=1.25,N;=7.263kN 代入解得
通过。 扶手的内力和配筋让第从略。
弹性斜交板桥的理论精确解至今尚未得出来,手算示例只能依据国内外学者长期以来研 究制成的近似解计算图表,在其限定的条件范围内进行。对于支点反力随斜交角变化而变化 的规律仍无资料可查,但在一般情况下,板桥的计算剪力不控制设计,可通过构造.上加强来 解决。
说明在板跨中央,主弯矩方向与钢筋方向一致。所以,沿钢筋方向的弯矩为: M=M,=101.92kN·m
=M,=101.92kN·
钢筋方向在自由边区段与自由边平行,
(二)汽车荷载内力计算
2.车辆的有效分布宽度 桥面铺装层厚0.1m,故
a=α+2H=0.2+2×0.1=0.4m b=b,+2H=0.6+2×0.1=0.8m
a=α+2H=0.2+2×0.1=0.4m b=b,+2H=0.6+2×0.1=0.8m
车辆沿桥横向的有置可分为:偏载,计算自由边区段;中找,计算板跨申央区段。 按“桥规”第2.3。1条二规定,点四车道桥涵按四列车队设计时,汽车荷载可折减30%, 但折减后不得小于用两列车队计算的结果。 以偏或值比较最不利车队数。 1)调不道偏载时: 在跨中有效分布宽度为:
x1.79+2×35×0.83+2x35×0.31 ÷7.84
=0.8+4.9+ 9.24 =8.78m46.16n 3
M+=(1+) P; b;
2β=48.515° β=24.258°
(三)挂车街载内力计具
仍以中载求板跨中央控制内力,以偏载求目由边控制内力 桂车车轮接触板面的尽寸
α=a2+2H=0.2+2×0.1=0.4m b,=b,+2H=0.5+2×0.1=0.7m
a=a2+2H=0.2+2×0.1=0.4m b,=b,+2H=0.5+2×0.1=0.7m
b中=b,+d+t/3
=0.7+2.7+9.24/3=6.48m b=b,+=0.7+0.4×1.1m
M:+情 47 3 +(My)² 03.465
B = 27.016
(四)计算内力汇总(表23)
按“公预规”第4·1·2条规定及“桥规”第2·1·2条的要求进行组合。 当结构重力产生的效应与汽车(或挂车)荷载所产生的效应同号时:
当结构重力产生的效应与汽车(或挂车)荷载所产生的效应异号时: Sa(YgG;YgEQ)=0.9Sg+1.4S61 =0.9Sg+1.1S1
当结构重力产生的效应与汽车(或挂车)荷载所产生的效应异号时: Sa(YgG;YgEQ)=0.9Sg+1.4S61 =0.98g+1.18%
永久荷载的恒载与基本可变荷载中的汽车荷载相组合· 1)跨中纵向: 因为汽车荷载效应占总效应的
M 77.686 M:+M6 101.92+77.686 =0.433=43.3%
放荷载组合安全系数可提高3%,设计弯矩为
S(YgG; YEQ)=1.2Sa+1.4S6 =1.2Sg+1.1S
2)跨中横向: 因为恒载与汽车产生的效应易号,故
3)自由边中点纵向: 由于结构重力与汽车荷载所产生的效应同号,且汽车效
故荷载组合安全系数可提高3%,则
Mi:=1.2×1.03×M1+14×1:03×M 1.236×101.92+1.442×77.686 125.97+112.023 =237.99kN·m
Moi 143.764 =0.4928
M1=1.2×1.03M+1.4×1.03×MQ =1.2×1.03×147.93+1.4×1.03×143.764 182.841+207.308 =390.149kN.m
4)自由边中点横向: 因为结构重力产生的效应与汽车荷载产生的效应同号,且汽车荷载效店
故荷载组合安全系数不予提高。则
Mo2 53.09 M&2 +M%2 38.997+53.09 =0.5765=57.65%
=1.2M%+1.4M2 1.2×38.997+1.4×53.09 =46.796+74.326 =121.122kN.m
2.组合1I:基本可变荷载的挂车与永久荷载的恒载相组合。 1)跨中向: 因为结构重力产生的效应与挂车荷载产生的效应同号松北区规划路285路工程监理工作交底,且挂车荷载产生的效应占总数
按规定荷载组合安全系数可提高2%。故
M1 124.591 M&+M61 = 101.92+124.591 =0.55=55%
Mj=1.2x1.02M+1.1×1.02M1 =1.2×1.02×101,92+1.1×1.02×124.591 = 124.750 ± 139.791= 264.541kN*m
重力效应与挂车荷载产生的效应异号,
Mi,= 0.9M42+1.1M6
生的效应与挂车荷载所产生的效应同号db3311/t 141-2020 花园田园建设指南,且挂车荷载效应占总效应的
148.56 l 147.96+148.56 =0.5011=5
M=1.2×1.02M+1.1×1.02M =1.2×1.02×147.93+1.1×1.02×148.56 =181.066+166.684 =347.750kN.m