桥梁工程课程设计
目录
设计说明 ........................................................................ 2
1.目的与要求 ................................................................ 2 2.设计资料 .................................................................. 2 3.计算内容 .................................................................. 3 4.课程设计报告书主要内容 .................................................... 4 5.课程设计要求 .............................................................. 4 6.课程设计参考资料 .......................................................... 4 计算书 .......................................................................... 5
1、行车道板计算 ............................................................. 5
(1)结构自重及其内力 ................................................... 5 (2)汽车车辆荷载产生的内力 ............................................. 5 (3)内力组合 ........................................................... 6 (4)行车道板配筋 ....................................................... 7 2、主梁内力计算 ............................................................. 8
(1)恒载计算 ........................................................... 8 (2)活载计算 ........................................................... 9 3.主梁内力组合 ............................................................. 13 4.主梁截面设计、配筋及验算 ................................................. 13
4.1 主梁受力钢筋配置 ................................................... 13 4.2截面抗弯承载力验算 .................................................. 15 4.3斜截面弯起钢筋箍筋的配筋及验算 ...................................... 16 5.横隔梁内力计算 ........................................................... 25 5 主梁变形验算 ............................................................. 29
(1)验算主梁的变形 .................................................... 29 (2) 预拱度计算 ....................................................... 29 6.支座的设计计算 ........................................................... 29
(1)确定支座的平面尺寸 ................................................ 30 (2)确定支座的厚度 .................................................... 30 (3)验算支座的偏转情况 ................................................ 30 (4)验算支座的抗滑稳定性: ............................................ 31
设计说明
1.目的与要求
本设计是学生学完《桥梁工程》后进行的综合基本训练,也是对学生学习情况的检验。通过课程设计,使学生较系统地复习和巩固所学的课程知识,熟悉桥梁的横向分布系数的算法,熟悉公路桥涵设计内力计算、荷载组合以及荷载效应不利组合的采用,掌握T形梁的基本构造以及T形梁主筋设计、T形梁抗剪筋及其它构造筋设计的计算方法和过程,加强运算、绘图和文字说明等基本技能的训练;学会查阅技术资料和书刊,提高综合应用的能力。
2.设计资料
(1)桥面净宽 净-16+2×1m (2)主梁跨径及全长
标准跨径 lb=16.00m(墩中心距离) 计算跨径 l =15.50m(支座中心距离) 主梁全长 l全= 15.96m(主梁预制长度) (3)设计荷载
汽车-I级;人群荷载3.0kN/m (4)材料x
钢筋——直径≥12mm时采用II级钢筋,其余采用I级钢筋。 混凝土——主梁采用C40,人行道、栏杆及桥面铺装采用C25。 (5)桥面铺装:
沥青表面处治厚2cm(重力密度为23KN/m),C25混凝土垫层厚6~12cm(重力密度为24KN/m),C40T梁的重力密度为25KN/m。 (6)T梁简图如下:
3
3
3
2
横剖面
385385
1596
385
385
纵剖面
3.计算内容
(1)行车道板的内力计算和组合
(2)计算主梁的荷载横向分布系数,用杠杆原理法求支点截面的横向分布系数,用偏心压力法求跨中截面的横向分布系数。
(3)主梁内力计算 (4) 横隔梁内力计算 (5) 主梁配筋 (6) 主梁变形验算
4.课程设计报告书主要内容
(1)4号主梁跨中处及支点处横向分布系数mc、mo(支点处按“杠杆原理法”计算,跨中按“修正偏心受压法”计算);
(2)4号主梁恒载内力计算(计算支点处、1/4跨处、1/2跨处的恒载产生的剪力和弯矩); (3)4号主梁活载内力计算(计算支点处、1/4跨处、1/2跨处的活载产生的剪力和弯矩); (4)荷载组合和4号主梁的控制内力:弯矩组合(1/4跨、1/2跨)、剪力组合(梁端、1/2跨);
(5)横隔梁的内力计算,梁的变形和挠度计算以及梁支座的设计计算;
(6)截面配筋:按极限状态法设计纵向受力钢筋、箍筋、弯起钢筋、纵向水平防裂钢筋; (7)绘制主梁构造图和钢筋布置图(包括主梁纵断面图、横断面图(含支座处、1/4跨及跨中)、一片钢筋明细表(其中钢筋明细表的格式为:编号、直径、每根长度、数量、共长);
5.课程设计要求
(1)计算资料采用16开纸用钢笔书写
(2)设计图纸一律采用铅笔绘制,幅面采用3号图纸(197X420)需要时可按边长的1/3及其倍数加长,但不得加宽。设计图最后折叠成16开纸大小,与计算书装订成册,图标、规格均按标准格式。
6.课程设计参考资料
[1]《公路桥涵设计通用规范》(JTG –D60-2004).人民交通出版社,2004
[2]《公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG –D60-2004).人民交通
出版社,2004
[3]姚玲森,《桥梁工程》.出版社:人民交通出版社,1993
计算书
1Moggl2
81
5.372.02
8
2.685kNm
MoMopMog14.352.68517.04kNm
因为t/h
跨中弯矩:M中=+0.5Mo=+0.5×17.04=8.52kN∙m 支点弯矩: M支=−0.7Mo=−0.7×17.04=−11.93kN∙m
支点剪力计算:
A1=pb1=A2=
Q支p=
gl0
+ 1+μ A1y1+A2y2 =
(3)内力组合
①承载能力极限状态内力组合计算
5.37×(2−0.18)
+ 1+0.3 52.513×0.795+10.647×0.945 =72.239kN
P P
(a−a′)2 1
Mud1.2MAg1.4MAc1.2(2.685)1.4(17.04)27.078kNmQud1.2QAg1.4QAg1.25.371.472.239107.58kN
Mud27.078kNmQud107.58kN
所以,行车道板的设计内力为
②正常使用极限状态内力组合计算
MudMAg0.7MAc(2.685)0.7(17.04)14.61kNmQudQAg0.7QAg5.370.772.23955.94kN
(4)行车道板配筋
行车道板的尺寸复核
①正截面:矩形截面板的抗弯极限承载力:
fcd2εb
Mu=bh0εb(1−)
0设as=30mm
跨中h0=80−30=50mm M中u=
18.4
×1000×502×0.56× 1−0.56×0.5 =20.61kN∙m>M中=8.52kN∙m 支点h0=140−30=110mm
18.4
×1000×1102×0.56× 1−0.56×0.5 =99.74kN∙m>M中=11.93kN∙m 尺寸满足设计要求。
②斜截面:b=1000mm,h0=140−30=110mm,ftd=1.65MPa
γ0Q支=0.9×72.239=65.02kN
截面尺寸的下限值复核:
γ0Q支
行车道板配筋
①支点处
x
γ0Md =fcdbx(h0−)
解得:x=9.7mm
fcdbxfsd
18.4×1000×9.7
280
M支u =
==637mm2
上翼缘选用Φ10@90,As=873mm2,as=26mm 下翼缘选用Φ12@120,As=942mm2,as=28mm
②跨中处
x
γ0Md=fcdbx(h0−)
解得:x=18mm
fcdbxfsd
18.4×1000×18
280
==1183mm2
上翼缘选用Φ12@90,As=1257mm2,as=26mm 下翼缘选用Φ14@120,As=1339mm2,as=28mm 行车道板配筋验算
①支点处
有效高度h0=140−26=114mm
受压区高度x=
fcdAsfcdb
=280×18.4×1000=13.3mm
873
抗弯承载力
fcdx18.413.3Mu=bx h0− =×1000×13.3× 114− =29.19kN∙m>M支
0=11.93kN∙m
满足设计要求。
②跨中处
有效高度h0=80−28=52mm 受压区高度x=
fcdAsfcdb
=280×
125718.4×1000
=19.1mm
抗弯承载力 fcdx18.419.1Mu=bx h0− =×1000×19.1× 52− =16.58kN∙m>M支=8.52kN∙m
0满足设计要求。
③行车道板斜截面强度验算:
γ0Q支=0.9×72.24=65.01kN
γ0Q支
4号梁结构自重产生内力
对于汽车荷载 mOq
2
q
1 .45
0.725 2
对于人群荷载 mOrr0
,096
aia1a2a3a4a5a6a7a8a9
2
2
2
2
2
2
2
2
2
i1
5
2
(42)2(32)2(22)2220(2)2(-22)2(-32)2(42)2
240m2
1a116
41n10.90.171
n9240
ai2
i1
2
49
aa1116n15
-0.90.051 n92402
ai
i1
由41、49绘制1#梁的横向影响线,如上图及最不利荷载位置 对于汽车荷载
mcq4
11
q2(0.1670.1540.1440.1310.1210.1070.0980.084)0.5032
对于人群荷载
mcrr0.175 ②均布荷载和内力影响线面积计算
③公路-Ⅰ级中集中荷载 计算 结构跨中处的单位长度量:
A0.181.20(20.18)
0.080.14
0.42m2
2
mc
G0.42251.07kg/m g9.81
主梁截面形心到T梁上缘的距离:
⑤跨中弯矩Ml/2、l/4处弯矩Ml/4、跨中剪力Ql/2、l/4处剪力Ql/4计算见下表 因双车道不折减,故1
⑥支点截面汽车荷载剪力Q0计算
Q0 jun(1)qK[mc
a
(m0mc)y]23.9
1.34110.5[0.5037.75(0.7250.503)0.916]
2
60.45kN
Q0 ji(1)m0PKy1.3410.725266.41258.90kN Q0Q0jun Q0 ji60.45258.90319.35kN
⑧支点截面人群荷载剪力Q0r计算
Q0rmcqr
a
(m0mc)qry23.9
0.17537.75(0.7250.503)30.916
2
5.26kN
3.主梁内力组合
控制设计的计算内力确定
4.主梁截面设计、配筋及验算
4.1 主梁受力钢筋配置
由主梁内力组合计算表可以知道,4号梁Md=1779.57KN﹒m最大
设钢筋净保护层厚度为30mm,钢筋重心至底边距离为as=114mm,则主梁的有效截面高度为:
h0=h-as=1200-114=1086mm。
T形梁受弯构件翼缘计算跨度bf的确定: 按计算跨度l0考虑:bf=l0/3=15500/3=5167mm 按梁净间距sn考虑:bf=2000mm
按翼缘高度hf考虑:hf/h0=110/1086=0.101>0.1,不受此项限制 所以bf=2000mm.
采用C40的混凝土,则1=1.0,fcd=18.4MPa.ftd1.65MPa
/
/
/
/
/
/
1fcb/fh/f(h0-0.5h/f)=1.0×18.4×2000×110×(1086-0.5×110)
=4173.49KN﹒m>Md=1779.57KN﹒m
所以该T形截面为第一类T形截面,应按宽度为bf的矩形截面进行正截面抗弯承载力计算。
/
2M21779.571062xh0h108645.48mm<h/f /
1fcbf1.018.42000
20
110mm 不会超筋
AS
45
1fcdb/fx1.018.4200045.48
fsd
280
=5977.37mm2
ftd1.65450.27>0.2 则min0.27% fsd280
AS5977.37
=2.77%>min0.27% 不会少筋 A1801200
选用6根直径为32mm和4根直径为22mm的HRB335钢筋,则:As=6346 mm2
钢筋布置图
钢筋布置图如上图所示,钢筋的重心位置:
as=
6346× 35+2×35.8 +1520×(35+4×35.8+25.1)
6346+1520
=125mm,实际有效高度为1075mm。
混凝土保护层厚度取35mm>d=32mm且大于30mm,满足构造要求。
4.2截面抗弯承载力验算
按照截面实际配筋面积计算截面受压区高度x为:
x
fsdAs280f/=6346
=48.29mm cdbf18.42000
截面抗弯极限状态承载力为:
Mf
xcdb/fx
h02=18.4×2000×48.29×(1075-48.29/2)
=1867.44KN·m>1779.57KN﹒m 所以承载力满足要求。
4.3斜截面弯起钢筋箍筋的配筋及验算 4.3.1截面尺寸检验
由内力基本组合表可以知道Vd0 =495.0KN Vd1/2=146.1KN 假设最下排2根钢筋没有弯起而直接通过支点,则有: a=53mm,ho=h-a=1200-53=1147mm
0.51103fcu,kbh00.51103401801147665.94KN
>
0Vd1.0495.0495.0KN
端部抗剪截面尺寸满足要求。
若满足条件0Vd0.51032ftdbho,可不需要进行斜截面抗剪强度计算,仅 按构造要求设置钢筋
0Vd1.0495.0495.0KN
0.51032ftdbho0.51031.01.651801147340.66KN
因此,0Vd>0.51032ftdbh0,应进行持久状况斜截面抗剪承载力验算。 4.3.2检查是否需要根据计算配置箍筋
跨中截面 0.5×10−3 ftdbh0= 0.5×10−3 ×1.65×180×1075=159.64kN 支座截面 0.5×10−3 ftdbh0= 0.5×10−3 ×1.65×180×1147=170.32kN
因为γ0Vd,l(=146.08kN)
2
跨中的某长度范围内按构造配置箍筋,其余区段应该按计算配置箍筋。 4.3.3 计算剪力图分配
在下图所示的剪力包络图中,支点处剪力计算值V0=γ0Vd,0,跨中处剪力计算值Vl/2=γ0Vd,l/2。
Vx=γ0Vd,x= 0.5×10−3 ftdbh0=159.64kN的截面距跨中截面的距离可由剪力包络图按比例求得,
l1=301mm
在l1长度内可按构造要求配置箍筋。 4.3.4 箍筋设计
采用直径为8mm的双肢箍筋,箍筋截面积Asv=nAsv1=2×50.3=100.6mm2 p=
2.5+0.64
2
;h0=
1147+1075
2
=1111mm
箍筋间距为:
2
1.021.120.56106(20.61.57)40100.61951801111Sv2
468
=251mm
参照有关箍筋的构造要求,选用Sv=250mm
在支座中心向跨中方向长度不小于1倍梁高范围内,箍筋间距取用100mm
由上述计算,箍筋的配置如下:全梁箍筋的配置为2Φ8双肢箍筋,在由支座中心至距支点1200mm段,箍筋间距可取为100mm,其他梁段箍筋间距为250mm。
箍筋配筋率为:
当间距Sv=100mm时,ρsv=Asv/(bSv)=100.6×100%/(100×180)=0.56% 当间距Sv=250mm时,ρsv=Asv/(bSv)=100.6×100%/(250×180)=0.22% 均满足最小配箍率HRB235钢筋不小于0.18%的要求。 4.3.5弯起钢筋设计
(1)最大剪力Vd/取用距支座中心h/2处截面的数值,其中混凝土与箍筋共同承担的剪力
//不小于60%Vd/,弯起钢筋(按45°弯起)承担剪力Vsb不大于40%Vd/。 VCS
(2)计算第一排(从支座向跨中计算)弯起钢筋时,取用距支座中心h/2处由弯起钢筋承担的那部分剪力值。
(3)计算第一排弯起钢筋以后的每一排弯起钢筋时,取用前一排弯起钢筋下面弯起点处由弯起钢筋承担的那部分剪力值。
由内插法可得,距支座中心h/2处的剪力效应V'd为
7.980.53146.08495146.08KN=471.83KN Vd'7.98
' 则,Vcs0.6Vd'=0.6×471.83KN=283.10KN
' Vsb0.4Vd'=0.4×471.83KN=188.73KN
相应各排弯起钢筋位置及承担的剪力值见于下表:
弯起钢筋的位置与承担的剪力值计算表
各排弯起钢筋的计算。与斜截面相交的弯起钢筋的抗剪承载力按下式计算:
Vsb0.75103fsdsins
式中, fcd—弯起钢筋的抗拉设计强度(MPa)
Asb——在一个弯起钢筋平面内弯起钢筋的总面积(mm2) s——弯起钢筋与构件纵向轴线的夹角
fsd=280MPa,s=45°,所以各排弯起钢筋的面积计算公式如下:
Asb
oVsb
0.75103fsdsins
VsbVsb
0.75103280sin450.14857
计算得每排弯起钢筋的面积如下表:
每排弯起钢筋面积计算表
主筋弯起后持久状况承载力极限状态正截面承载力验算:计算每一弯起截面的抵抗弯矩时,由于钢筋根数不同,则钢筋的重心位置也不同,有效高度ho的值也不同。为了简化计算,可用同一数值,影响不会很大。
2Φ32钢筋的抵抗弯矩M1为
M1=2fsAs1 h0−2 =2×280×103×8.04×10−4× 1.025−2Φ22钢筋的抵抗弯矩M2为
x0.012
M1=2fsAs1 h0−=2×280×103×3.80×10−4× 1.025− =216.84kN∙m
跨中截面的钢筋抵抗弯矩
x
0.0122
=458.79kN∙m
M28010363.46104(1.025
第一排钢筋弯起处正截面承载力为
'
0.012
)=1811kNm 2
M118112458.792216.84459.74kNm 第二排钢筋弯起处正截面承载力为
'
M218111458.792216.84918.53kNm
第三排钢筋弯起处正截面承载力为
' M318110458.792216.841377.32kNm
第四排钢筋弯起处正截面承载力为
' M418110458.791216.841594.16kNm
第五排钢筋弯起处正截面承载力为
' M51811kNm
钢筋弯起后相应各正截面抗弯承载力
全梁抗弯承载力校核图
梁跨
梁的弯矩包络图与抵抗弯矩图
4.3.6斜截面抗剪承载力复核
斜截面抗剪强度验算位置为:(1)距支座中心h/2处截面。(2)受拉区弯起钢筋弯起点处截面。(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)构件腹板宽度改变处的截面。
斜截面抗剪验算截面图式
进行斜截面抗剪验算的界面有:
距支点h/2处截面1—1,相应的剪力和弯矩设计值分别为:
Vd=416.33KN Md=711.87KN·m
距支点中心1025mm处截面2—2(第一排弯起钢筋弯起点),相应的剪力和弯矩设计值分别
为: Vd=398.36KN Md=849.09KN·m
距支点中心2115mm处截面3—3(第二排弯起钢筋弯起点及箍筋间距变化处),相应的剪力和弯矩设计值分别为:
Vd=349.73KN Md=1173.17KN·m
距支点中心3169mm处截面4—4(第三排弯起钢筋弯起点),相应的剪力和弯矩设计值分别
为:Vd=302.80KN Md=1420.34KN·m
距支点中心4204mm处截面5—5(第四排弯起钢筋弯起点),相应的剪力和弯矩设计值分别
为:Vd=256.78KN Md=1600.27KN·m
验算斜截面抗剪承载力时,应该计算通过斜截面顶端正截面内的最大剪力Vd和相应于上述最大剪力时的弯矩Md。最大剪力在计算出斜截面水平投影长度C值后,可内插求得。
受弯构件配有箍筋和弯起钢筋时,其斜截面抗剪强度验算公式为: oVdVcsVsb oVcsVsbVsb0.7510fsd
3
Asin
sb
s
Vcs130.45103bho20.6Pcu,ksvfsv
式中,Vcs—斜截面内混凝土与箍筋共同的抗剪能力设计值(KN) Vsb—与斜截面相交的普通弯起钢筋的抗剪能力设计值(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(mm)
2
1—异号弯矩影响系数,简支梁取值为1.0 3—受压翼缘的影响系数,取1.1 sv—箍筋的配筋率,ρsv=ASv/(bSv)
计算斜截面水平投影长度C为 C=0.6mho
/Vdho)式中,m—斜截面受压端正截面处的广义剪跨比,mMd(,当m>3.0,取
m=3.0
Vd—通过斜截面受压端正截面内由使用荷载产生的最大剪力组合设计值 Md—相应于上述最大剪力时的弯矩组合设计值(KN·m)
ho—通过斜截面受压区顶端处正截面上的有效高度,自受拉纵向主钢筋的 合力点至受压边缘的距离(mm)
为简化计算可近似取C值为 C≈ho(ho可采用平均值) 斜截面1—1:
斜截面内有2Φ32纵向钢筋,则纵向受拉钢筋的配筋百分率为:
P=100ρ=100
1608
0.779
1801147
ρsv=ASv/(bSv)=100.6/(180×250)=0.224%
则有,
Vcs11.01.10.451031801129 20.60.779 400.224%195182.49kN
斜截面截割两组弯起钢筋2Φ32+2Φ32,故
Vsb1=0.7510328016082sin45477.55kN
Vcs1+Vsb1=182.49+477.55=660.04KN>416.33KN
斜截面2—2:
斜截面内有2Φ32纵向钢筋,则纵向受拉钢筋的配筋百分率为:
P=100ρ=100
1608
0.791
1801129
ρsv=ASv/(bSv)=100.6/(180×250)=0.224%
则有,
Vcs21.01.10.451031801111 20.60.791 400.224%195180.13kN
斜截面截割两组弯起钢筋2Φ32+2Φ32,故
Vsb2=0.751032803217sin45675. 57kN
Vcs2+Vsb2=180.13+675.57=855.7kN>389.36kN
斜截面3—3:
斜截面内有4Φ32纵向钢筋,则纵向受拉钢筋的配筋百分率为:
P=100ρ=100
16082
1.608
1801111
ρsv=ASv/(bSv)=100.6/(180×250)=0.224%
则有,
Vcs31.01.10.451031801099 20.61.608 400.224%195211.50kN
斜截面截割两组弯起钢筋2Φ32+2Φ22,故
Vsb3=0.75103280 1608760sin45351.63kN
Vcs3+Vsb3=211.50+351.63=563.13 kN >349.73 kN
斜截面4—4:
斜截面内有6Φ32纵向钢筋,则纵向受拉钢筋的配筋百分率为:
P=100ρ=100
4826
2.44
1801099
ρsv=ASv/(bSv)=100.6/(180×250)=0.224%
则有,
Vcs41.01.10.451031801086 20.62.44 400.224%195236.59kN
斜截面截割两组弯起钢筋2Φ22+2Φ22,故
Vsb4=0.751032807602sin45225.71kN
Vcs4+Vsb4=236.59+225.71=462.3kN >302.80kN
钢筋混凝土受弯构件斜截面抗弯承载力不足而破环的原因,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的,故当受弯构件的纵向钢筋和箍筋满足规范构造要求,可不进行斜截面抗弯承载力计算。
5.横隔梁内力计算
(1)纵向一列车轮对于中横隔梁的计算荷载为:
计算弯矩时
111
(qkPky)(10.53.85212221)131.21kN 222
1
Porqr2.253.8528.66kN
2Poq
计算剪力时
P.21157.45kN oq1.2131
(2)绘制中恒隔梁的内力影响线
P=1作用在1#梁时:
M=
r1
11
×3.5d+
21
×2.5d+
31
×1.5d+
41
×0.5d−1×3.5d
=0.351×3.5×2+0.291×2.5×2+0.231×1.5×2+0.171×0.5×2−1×3.5×2=−2.224
P=1作用在9#梁时:
M=
r9
19
×3.5d+
29
×2.5d+
39
×1.5d+
49
×0.5d
=−0.129×3.5×2−0.069×2.5×2−0.009×1.5×2+0.051×0.5×2=−1.224
P=1作用在5#梁时:
M=
r5
15
×3.5d+
25
×2.5d+
35
×1.5d+
45
×0.5d
=0.111×3.5×2+0.111×2.5×2+0.111×1.5×2+0.111×0.5×2=1.776
(3)绘制剪力影响线
1#主梁处左截面Q1剪力影响线: P=1作用于计算截面的右边时
Q1=R1 即 1i1i0.35 1
P=1作用于计算截面的左边时
Q1R11 即 1i1i10.649
Q1剪力影响线如下图
右
右
右
右
R1横向分布影响线
R2横向分布影响线
R3横向分布影响线
R4横向分布影响线
R5横向分布影响线
M4-5影响线
Q影响线
(4)截面内力计算
将求得的计算荷载Poq在相应的影响线上按最不利荷载位置加载,对于汽车荷载并计入冲击影响(1+μ),则得下表:
截面内力计算
承载能力极限状态内力组合
正常使用极限状态内力组合
5 主梁变形验算
跨中截面主梁结构自重产生的最大弯矩MGK592.5kNm,汽车产生的最大弯矩(不及冲击系数)为591.5kNm,人群产生的最大弯矩为11.8kNm,主梁开裂构件等效截面的抗弯刚度B1.75010Nm
9
2
(1)验算主梁的变形
可变荷载频遇值产生的跨中长期挠度:
5(MsMGK)L25(0.7591.511.8)10315.52
f1.61.69
48B481.7510
L1550
0.0097m0.97cm2.58cm
600600
(2) 预拱度计算
5MsL25(592.50.7591.511.8)10315.52
f1.61.69
48B481.7510
L1550
0.0233m2.33cm0.97cm
16001600
应设计预拱度
1
M )L2f1.6
48B
5[592.5(0.7591.511.8)/2]10315.52
1.61.84cm
481.75109
5(MGK
应做成平顺曲线
6.支座的设计计算
由以上计算可知支座压力标准值Rck=464.92kN,其中结构自重引起的反力标准值
RGk=140.30kN,公路一级和人群荷载引起的支座反力标准值分别为319kN和5.26kN;公路一级和人群荷载pr=3.0kN/m2作用下产生的跨中挠度f=9.7mm,根据气象资料,主梁的计算温差∆t=36℃。
(1)确定支座的平面尺寸
选定支座的平面尺寸为a×b=20×24=480cm2,采用中间层橡胶片t=0.5cm。 ①计算支座的平面形状系数S:
ab20×24
S===10.9>8
故得橡胶支座的平均容许压应力 σc =10000kPa。 ②计算橡胶支座的弹性模量
Ej=5.4GeS2=5.4×1.0×10.92=641.57MPa ③验算橡胶支座的承压强度
σc=
Rck464.92
==9686kPa
(2)确定支座的厚度
①主梁的计算温差为∆t=36℃,温度变形由两端的支座均摊,则每一支座承受的水平位移
∆g为:
11
∆g=a∆tl‘=×10−5×36× 1550+18 =0.282cm
②为了计算汽车荷载制动引起的水平位移∆p,首先要确定作用在每一支座上的制动力HT: 取Fbk=5kN
③确定需要的橡胶片总厚度te
橡胶片总厚度计算
选用4层钢板和5层橡胶片组成的支座,上下层橡胶片厚0.25cm,中间层厚0.5cm,薄钢板厚0.2cm,则:
橡胶片总厚: t=3×0.5+2×0.25=2.0>0.564