《桥梁工程》课程设计任务书
一、题目
装配式钢筋混凝土T型梁桥设计(上部结构)
二、课程设计的目的及任务
装配式钢筋混凝土T型梁桥设计是《桥梁工程》课程学习的必要环节,是梁式桥设计计算的一次综合性练习。通过本次作业,使学生掌握以下内容:
1.进一步熟悉梁式桥的纵断面、横断面的布置,以及梁式桥上部结构主要构件主要尺寸的拟定,和细部构造要求。
2.巩固课堂讲授的公路桥梁荷载横向分布系数计算的知识。 3.熟悉梁式桥内力计算的方法。
4.熟悉梁桥纵向受拉钢筋、弯起钢筋、箍筋等的配置。 5.熟悉支座的设计计算。
三、适用专业
交通土建专业。
四、课程设计的基本要求
学生在2周时间内,需独立、认真地完成装配式钢筋混凝土T型梁桥设计计算书一份,图纸2张。具体要求为:
1.计算书要求:内容完整,叙述简洁,计算正确,字迹清楚、端正,图文并茂。插图与公式应编辑规范。
2.插图质量要求:内容齐全,尺寸无误,标注规范,布置合理。 3.图纸质量要求:内容齐全,布置恰当,线形及字体规范,标注完整。
五、设计内容
1.设计资料
(1)桥梁横断面尺寸:净- 9+2×1.00m。
(2)可变荷载:人群荷载2.5kN/m²;人行道+栏杆=5kN/m²;汽车荷载,公路-Ⅰ级(双
学号)或公路-Ⅱ级(单学号)。
(3)永久荷载:桥面铺装层容重γ=23kN/m³。其他部分γ=25kN/m²。 (4)材料:主筋采用HRB335,其他用HPB235,混凝土标号C40。 (5)桥梁纵断面尺寸:
标准跨径 Lb=25m,计算跨径L=24.5m(或根据构造要求确定),桥梁全长L,=24.96m(单学号);
或标准跨径 Lb=30m,计算跨径L=29.5m(或根据构造要求确定),桥梁全长L,=29.96m(双学号)。
(6)混凝土弹性模量 Eh=3.00×104MPa。 2.设计内容 (1)纵横断面设计
根据给定的原始资料,参考工程实例,合理进行桥梁纵断面和横断面的布置,选取适当的桥面铺装层,初步估算T形主梁、横隔梁等的细部尺寸。
绘制图1:主梁构造图,图内包含桥梁横断面布置图、纵断面布置图,T形梁细部尺寸图。
(2)行车道板计算与配筋
根据行车道板的空间位置确定其类型,然后进行行车道板内力计算,并根据内力结果进行配筋。
(3)主梁内力计算
选取控制截面分别进行主梁恒载内力计算、活载内力计算,以及作用效应的组合计算。其中进行主梁活载内力计算时,荷载横向分布系数的计算,要求根据主梁间连接刚度(根据主梁间连接构造的不同进行选定)的不同,采用恰当的方法进行计算。然后根据计算结果进行主梁内力作用效应的组合计算(即承载能力极限状态基本组合、正常使用极限状态短期效应组合和长期效应组合),形成各片主梁的内力计算汇总表。根据内力计算汇总表,绘制内力包络图(包含弯矩包络图、剪力包络图),确定主梁各截面的最不利内力值作为设计值。
(4)配筋及验算
根据弯矩包络图中主梁跨中最大弯矩设计值,进行主梁跨中截面纵向主筋的配置;根据剪力包络图,进行弯起钢筋和箍筋的配置。根据以上钢筋配置进行主梁正截面抗弯、斜截面抗剪等的验算。最后进行主梁挠度、裂缝的验算,并确定是否设置预拱度。
如果以上验算均满足要求,则绘制主梁钢筋布置图,弯起钢筋和箍筋布置图。如果不满足,则重新进行以上(1)(2)(3)(4)的计算,直到满足为止。
最后根据构造要求,配置腹板分布钢筋和架立钢筋。
绘制图2:主梁配筋图,图内包含主梁纵向配筋图、钢筋骨架图、行车道板配筋图、
支座附近截面钢筋布置图、跨中截面钢筋布置图。
(5)裂缝宽度验算,挠度、预拱度的计算。 (6)支座的设计和计算。
六、主要参考书
1.中华人民共和国行业标准. 公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004). 北京:人民交通出版社,2004
2.中华人民共和国行业标准. 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004). 北京:人民交通出版社,2004
3.刘夏平. 桥梁工程. 北京:科学出版社,2005 4.姚玲森. 桥梁工程. 北京:人民交通出版社,2008
设计成果装订内容及顺序: 1. 说明书内容包括五部分:
封面,设计任务书,目录,正文,参考文献
说明书:A4打印,页边距上3cm,下2.5 cm,左2.5 cm,右cm,页码居右,目录和正文的页码单独编辑
目录要求:显示标题1、标题2 2. 图纸:A2 图签参考“附图”
2.5
课程设计封面:
《桥梁工程》课程设计
姓名: 班级: 学号:
中国矿业大学力学与建筑工程学院
二О一一年十二月
课程设计正文内容及排版要求 装配式钢筋混凝土T型梁桥设计
(标题1,黑体,小二号,居中)
1. 纵横断面设计
(标题2,黑体,小三号,左对齐)
根据给定的基本设计资料,参考标准图、技术规范与经验公式,正确拟定桥梁纵断面和横断面的布置,选取恰当的桥面铺装层,初步确定T形主梁、横隔梁、桥面铺装层等的细部尺寸。绘制桥梁横断面布置图、纵断面布置图,T形梁细部尺寸图。
(1)桥梁横断面尺寸:净-9+2×1.00m。横断面由****组成,布置见图1(a);T梁细部尺寸根据*****确定,详见图2。
(正文,宋体,小四,首行缩进2个字符,行距20磅)
(2)桥梁纵断面尺寸:标准跨径 Lb=25m,计算跨径L=24.5m,桥梁全长L,=24.96m。纵断面布置见图1(b)
(3)可变荷载:公路-Ⅱ级,人群荷载2.5kN/m2,人行道+栏杆=5kN/m2。 (4)永久荷载:桥面铺装层容重γ=23kN/m3。其他部分γ=25kN/m3。 (5)材料:主筋采用HRB335级钢,其他用HPB235级钢,混凝土标号C40。
(a)桥梁横断面布置
(b)纵断面布置 图1 桥梁纵横断面设计
图2 T 梁细部尺寸
2. 行车道板的计算
确定行车道板类型,进行行车道板恒载内力计算、活载内力计算、作用效应组合,获得行车道板最大设计内力值。 2.1 恒载及其内力
(标题3,宋体,小四号,左对齐)
2.2 汽车荷载产生的内力
2.3 作用效应组合
P26,按承载能力极限状态设计的作用效应组合——基本组合,按正常使用极限状态设计的作用效应组合——作用短期效应组合、作用长期效应组合。
3. 荷载横向分布系数计算
荷载横向分布系数的计算,要求根据主梁空间位置及主梁间连接刚度的不同,分别对各片主梁采用杠杆原理法、偏心压力法、修正的偏心压力法、铰接板法、G-M法等来计算荷载横向分布系数,并对荷载横向分布系数的计算结果进行汇总。 3.1 杠杆原理法
3.2
3.3 荷载横向分布系数汇总
4. 主梁内力计算
4.1 恒载内力计算
4.2 活载内力计算
首先应先进行荷载横向分布系数沿纵向的变化,然后在计算跨中最大弯矩值、跨中最大剪力值和支座截面的最大剪力值。形成各片主梁的内力计算汇总表。根据内力计算汇总表,确定主梁各截面的最不利内力值作为设计值。
4.3 作用效应组合
按承载能力极限状态设计的作用效应组合——基本组合
按正常使用极限状态设计的作用效应组合——作用短期效应组合、作用长期效应组合。
5. 钢筋配置及验算
根据主梁跨中最大弯矩设计值,进行主梁纵向受拉钢筋的配置;
根据主梁跨中最大剪力设计值和支座截面的最大剪力设计值,进行弯起钢筋和箍筋的配置。
根据以上钢筋配置进行主梁正截面抗弯、斜截面抗剪、的验算。 进行主梁挠度、裂缝的验算,设置预拱度。 根据构造要求,配置腹板分布钢筋、架立钢筋。 绘制主梁钢筋布置图。
6. 变形验算
6.1 裂缝宽度验算
6.2 挠度验算
6.3 预拱度的计算
7. 支座设计与计算
确定支座的平面尺寸、确定支座的高度、验算支座的偏转情况,验算支座的抗滑稳定性。
7.1 确定支座平面尺寸
7.2 确定支座的厚度
7.3 验算支座偏转情况
7.4 验算支座的抗滑稳定性
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