钢板梁桥设计例(日本例题)资料下载.pdf
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加劲肋的设计-知道加劲肋的意义,将其作为“柱”进行长细比的计算,根据支持反力可以决定断面尺寸。
知道加劲肋的意义,将其作为“柱”进行长细比的计算,根据支持反力可以决定断面尺寸。
1、构造和设计流程、构造和设计流程简支钢梁桥的设计流程:
简支钢梁桥的设计流程:
(1)设计条件
(1)设计条件跨径、幅宽、活荷载、钢材种类、甲方的要求等跨径、幅宽、活荷载、钢材种类、甲方的要求等
(2)初步设计
(2)初步设计根据设计条件确定个构件的大概尺寸。
初步设计中,最重要的是确定主梁间距。
根据设计条件确定个构件的大概尺寸。
(3)桥面板的设计(3)桥面板的设计桥面板的设计中,最重要的是确定面板厚度和钢筋量。
桥面板的设计中,最重要的是确定面板厚度和钢筋量。
(4)主梁的设计(4)主梁的设计主要确定主梁的断面、断面变化、联接、加劲肋等。
主要确定主梁的断面、断面变化、联接、加劲肋等。
(5)横梁(横联)的设计(5)横梁(横联)的设计(6)下平纵联的设计(6)下平纵联的设计平纵联主要是为了抵抗风荷载等横向荷载而设置,所以平纵联设置在边梁的内侧。
一般采用角钢。
平纵联主要是为了抵抗风荷载等横向荷载而设置,所以平纵联设置在边梁的内侧。
分为“端横梁(联)分为“端横梁(联)”和“中横梁(联)和“中横梁(联)”两种,能使桥梁成为一个整体。
主要采用桁架形式,构件采用槽钢或角钢两种,能使桥梁成为一个整体。
主要采用桁架形式,构件采用槽钢或角钢(7)支承的设计(7)支承的设计根据支点反力(剪力)设计。
根据支点反力(剪力)设计。
2、设计条件:
、设计条件:
(2)活荷载:
与道路等级有关
(2)活荷载:
与道路等级有关
(1)桥型:
主要根据跨径决定;
(1)桥型:
(3)桥梁尺寸:
跨径(由施工场地决定)和幅宽(与道路等级有关)的确定(3)桥梁尺寸:
跨径(由施工场地决定)和幅宽(与道路等级有关)的确定(4)使用的材料、材质:
主要包括钢材和水泥(4)使用的材料、材质:
主要包括钢材和水泥(5)采用的规范(5)采用的规范形式跨径形式跨径(m)简支梁桥简支梁桥2040连续梁桥连续梁桥4070桁梁桥桁梁桥50100斜拉桥斜拉桥100180拱桥拱桥80160悬索桥悬索桥140450
(1)主梁及其他的间距
(1)主梁及其他的间距主梁间隔由桥面板的跨径决定。
主梁间隔大,桥面板增厚,会导致恒载的增加;
主梁间隔小,会导致主梁根数的增加。
主梁间隔由桥面板的跨径决定。
3、初步设计:
、初步设计:
(2)横梁(横联)的间距
(2)横梁(横联)的间距(3)平纵联的间距(3)平纵联的间距(4)竖向加劲肋的间距(4)竖向加劲肋的间距(5)断面变化的位置(5)断面变化的位置(6)主梁联结的位置(6)主梁联结的位置主梁在工厂制作,然后运到工地组装。
因此首先要将主梁分段。
一般道路为12米一段。
现场联结位置要在强度有富余的位置处进行,要避开跨中位置。
而且要在竖向加劲肋的中央位置处联结。
主梁在工厂制作,然后运到工地组装。
4:
桥面板的设计:
桥面板的设计桥面板如下图所示,上面有铺装层,并直接受到车辆荷载的作用。
本设计例以边梁上的桥面板悬出部为例进行设计。
桥面板如下图所示,上面有铺装层,并直接受到车辆荷载的作用。
桥面板厚的算式当桥面板厚的算式当L0.25m时时h=80L+210(mm);
当0L0.25m时h=280L+160(mm);
(1)作用于桥面板的弯矩
(1)作用于桥面板的弯矩作用于桥面板的荷载如下图所示,恒载有:
铺装层、桥面板、栏杆的自重;
活荷载有:
T荷载的后轮重、冲击荷载以及作用于栏杆上的水平力。
作用于桥面板的荷载如下图所示,恒载有:
mKNMd2762.34518.0695.065.03907.2595.040.041.05.243459.02/395.0395.02/160.0202.05.240878.02/395.0395.005.05.22栏杆:
栏杆座:
桥面板:
铺装:
包含了冲击荷载板主筋的计算用弯矩:
与行车方向垂直的桥面mKNLLPMTil0673.3325.0145.030.1145.010025.030.1mKNMH1275.32/202.005.010.15.2起的弯矩:
栏杆上作用的水平力引mmNmKNMMMMHild71095.34710.391275.30673.332762.3弯矩合计:
mmNmKNPLMTil71052.11750.1510013.0145.015.013.015.0配力筋采用的弯矩:
(2)桥面板断面的确定
(2)桥面板断面的确定断面决定的内容包括:
单宽钢筋量As的确定、假定板厚下的有效高d的确定。
断面决定的内容包括:
bMCAbMCds21;
ca(N/mm2)sa=140N/mm2sa=180N/mm2sa=200N/mm2C1C2C1C2C1C280.80010.010550.84920.007550.87290.0065590.73570.011610.77780.008330.79810.00724100.68350.012630.72010.009090.73790.00791日本规范规定:
钢筋采用标准筋径:
13、16、19等等。
钢筋间距在100300mm之间,不能超过桥面板的厚度。
断面的压缩侧钢筋量为受拉侧钢筋量的一半。
钢筋净保护层厚度为30mm以上。
日本规范规定:
mmbMCdCCmmNmmNmmNmmNmKNMsackcack15910001095.38001.001055.08001.0/140)3(/83/24)(1095.34710.39)(71212227;
因此:
安全率为,混凝土绝对值设计用弯矩:
钢筋应力的计算省略主筋断面的确定假定桥面板厚假定桥面板厚202mm,保护层为,保护层为40mm,则如下图所示:
实际有效高则如下图所示:
实际有效高d=162mm,比比159mm大,安全。
大,安全。
净保护层。
钢筋隔一根配一根配置压缩侧钢筋按间距配置,则每延米,按选用mmmmDmmmmAmmDmmbMCAss305.302/1940192097229212519209710001095.301055.022272277217130110001052.101055.09910001052.18001.001055.08001.01052.1mmAmmdCCmmNMs;
设计弯矩:
配力钢筋的计算:
如下图所示,实际有效高=144.5mm,用D16钢筋按150mm间隔配置。
As=1325mm如下图所示,实际有效高=144.5mm,用D16钢筋按150mm间隔配置。
As=1325mm221301mm1301mm22安全。
钢筋的拉应力安全。
力则混凝土的弯曲压缩应、时,规范规定:
当钢筋比的计算。
应力、钢筋和混凝土的粘结省略剪应力按以下方法计算。
、钢筋的拉应力混凝土的弯曲压缩应力应力计算:
227222720s/140/126162843.022921095.3/8/57.7162843.0472.010001095.322843.0472.00141.00141.016210002292mmNmmNdjAMmmNmmNdjkbMjkpbdApsscsc5:
作用于主梁上的力:
作用于主梁上的力
(1)作用于边梁的弯矩
(1)作用于边梁的弯矩主梁上作用的活载如左图所示。
其设计流程为:
算出弯矩断面的假定和验算断面变化联结横向加劲肋的计算。
在计算弯矩时,应该分别算出边梁和中梁的弯矩值,选其大者进行断面计算。
在本算例中,只计算了边梁。
主梁上作用的活载如左图所示。
mKNlwMmKNwliddd5280.12188249240.168/9240.169549.0469.165.06493.52/281.1531.141.040.05.240200.32/050.2281.13.28226.52/050.2281.12/160.0202.05.244772.12/050.2281.105.05.22502022合计:
栏杆:
钢重:
恒载引起的弯矩:
冲击系数:
如左图所示,影响线在边梁下的值=1.000,算出恒载和活载值,求出跨径=24m的简支梁的弯矩。
具体计算如下:
钢重按实例取用;
冲击系数按规范计算,承托影响不考虑。
mKNlpDlDpMmKNpmKNpMll5725.9548245956.4810242101303.13882/595.42/281.1050.25.3/1303.132/281.1050.2102202010201:
活荷载引起的弯矩mKNiMMliMlii7346.257270.05725.954270.02450205020冲击系数:
车辆冲击引起的弯矩mKNmKNMMMMild24318351.24307346.2575725.9545280.1218弯矩合计:
(2)作用于边梁的剪力
(2)作用于边梁的剪力KNlwSdd0880.2032/249240.162/恒载引起的剪力:
活荷载要按能产生最大剪力的荷重布置。
KNlplDlDpSmKNpmKNppSll8854.1792245956.4242)10242(107564.15222/7564.152.1/1303.130201010101倍取值:
的按计算弯矩时的:
活载引起的剪力KNKNSSSSild4325425.4315691.488854.1790880.203剪力合计:
KNiSSli5691.48270.08854.179冲击荷载引起的剪力6:
主梁断面的确定:
主梁断面的确定
(1)主梁断面的确定
(1)主梁断面的确定主梁断面尺寸,由弯矩可以直接快速地定出假定尺寸,本章是对假定尺寸的进一步确定主梁断面尺寸,由弯矩可以直接快速地定出假定尺寸,本章是对假定尺寸的进一步确定腹板高hw腹板厚tw腹板断面积Aw最小翼缘板断面积Af翼缘板厚度
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