箱梁课程设计

《小箱梁桥设计》课程设计说明书1目录摘要引言1计算依据与基础资料.....................................11.1标准及规范.....................................................11.1.1标准........................................................11.1.2规范........................................................11.2主要材料......................................................11.3设计要点......................................................22主梁横截面设计.......................................22.1横断面布置图...................................................22.2跨中计算截面尺寸...............................................33汽车荷载横向分布系数、冲击系数计算.....................33.1汽车荷载横向分布系数计算......................................33.1.1刚性横梁法..........................................33.1.2刚接梁法.............................................63.1.3铰接梁法...........................................103.1.4比拟正交异性板法（G-M法）.........133.1.5荷载横向分布系数汇总....................163.2剪力横向分布系数........................................163.3汽车荷载冲击系数μ值计算.........................173.3.1汽车荷载纵向整体冲击系数μ..........173.3.2汽车荷载的局部加载的冲击系数.............................174主梁纵桥向结构计算.................................174.1箱梁施工流程...............................................174.2有关计算参数的选取.................................184.3计算程序...................................................19《小箱梁桥设计》课程设计说明书24.4持久状况承载能力极限状态计算...............194.4.1正截面抗弯承载能力计算.................194.4.2斜截面抗剪承载能力计算.................194.5持久状况正常使用极限状态计算...............204.5.1抗裂验算.............................................204.5.2挠度验算...........................................224.6持久状况和短暂状况构件应力计算..........234.6.1使用阶段正截面法向应力计算.........234.6.2使用阶段混凝土主压应力、主拉应力计算........................244.6.3施工阶段应力验算...........................254.7中支点下缘配筋计算..................................264.8支点反力计算.............................................274.9其他....................................................275桥面板配筋计算.....................................285.1荷载标准值计算（弯矩）............................285.1.1预制箱内桥面板弯矩计算..................285.1.2现浇段桥面板弯矩计算......................305.1.3悬臂段桥面板弯矩计算.....................325.2荷载标准值计算（支点剪力）....................345.2.1预制箱内桥面板支点剪力计算........345.2.2现浇段桥面板支点剪力计算..............345.3持久状况承载能力极限状态计算...............355.3.1预制箱内桥面板承载能力极限状态计算......................355.3.2现浇段桥面板承载能力极限状态计算......................375.3.3悬臂段桥面板承载能力极限状态计算.........................385.4持久状况抗裂计算...................................415.4.1预制箱内桥面板抗裂计算..........................415.4.2现浇段桥面板抗裂计算.................................425.4.3悬臂段桥面板抗裂计算................................44《小箱梁桥设计》课程设计说明书36横梁计算...........................................466.1跨中横隔板计算.........................466.2端横梁、中横梁计算.............................507附图...............................................51结论致谢参考文献《小箱梁桥设计》课程设计说明书4装配式预应力混凝土简支小箱梁计算书1计算依据与基础资料1.1标准及规范1.1.1标准跨径：桥梁标准跨径27m（正交）；设计荷载：公路－Ⅰ级；人群荷载3.0kN/m³桥面宽度：桥面净宽8m；人行道宽度2×1.00m；单侧栏杆宽度0.25m；1.2主要材料梁体混凝土：C50混凝土，钢筋混凝土重度26.0kN/m³；预应力筋：七股钢绞线，d=15.2mm，fpk=1860MPa,Ep=1.95×105MPa；锚具：OVM锚；普通钢筋：热轧HRB335钢筋,fsk=335MPa,Es=2.0×105MPa、热轧R235钢筋,fsk=235MPa,Es=2.1×105MPa；桥面铺装：沥青混凝土重度24.0kN/m³，C40垫层厚度26.0kN/m³；人行道：单侧人行道（包括栏杆）荷载集度6.0kN/m³;1.3设计要点1）本设计按后张法部分预应力混凝土A类构件设计，桥面铺装层80mmC40混凝土不参与截面组合作用；2）根据组合箱梁横断面，采用荷载横向分布系数的方法将组合箱梁简化为单片梁进行计算，荷载横向分配系数采用刚性横梁法、刚（铰）接梁法和比拟正交异性板法（G-M法）计算，取其中大值进行控制设计。3）预应力张拉控制应力值con=0.75fpk，混凝土强度达到90％时才允许拉预应力钢束;4）计算混凝土收缩、徐变引起的预应力损失时张拉锚固龄期为7d;5）存梁时间为60d。2主梁横截面设计2.1横断面布置图单位：m《小箱梁桥设计》课程设计说明书52.2跨中计算截面尺寸单位：mm边、中梁毛截面几何特性表1梁号边梁中梁几何特性面积A(m2)抗弯弹性模量I（m4）截面重心到顶板距离yx（m）面积A(m2)抗弯弹性模量I（m4）截面重心到顶板距离yx（m）1.28530.39460.5501.27290.3940.5533汽车荷载横向分布系数、冲击系数计算3.1汽车荷载横向分布系数计算3.1.1刚性横梁法1）抗扭惯矩计算宽跨比B/L＝11.5/27＝0.426≤0.5,可以采用刚性横梁法。荷载横向分布系数计算时考虑主梁抗扭刚度的影响，抗扭刚度采用公式：2n3iiiTi14dstIcbt＝＝《小箱梁桥设计》课程设计说明书6计算采用以下简化截面（单位：mm）：计算得：边梁抗扭惯矩4TI0.396+0.0040.400m边＝；中梁抗扭惯矩4TI0.396+0.0030.399m中＝，计算结果表明：悬臂对主梁抗扭惯矩贡献很小，为简化计算，可以忽略悬臂影响；同时边、中梁截面几何特性相差不到1％，按主梁截面均相同计算对结果影响不大，以下计算按主梁截面均相同考虑。抗扭系数：2210.307112TiiiGlIEaI＝2）荷载横向分布影响线计算影响线坐标按公式：211kkkkinniiiiiIeaIIaI梁位影响线坐标ηk1ηk2ηk3ηk41号梁0.3880.2960.2040.1122号梁0.2960.2650.2350.2043）汽车荷载横向分布系数计算在影响线上布置车轮,相应位置处的竖标总和即为荷载横向分布系数，荷载分布系数以单列车为基数。《小箱梁桥设计》课程设计说明书7二列车：111.358/20.6792cqqm211.119/20.5602cqqm又因桥净宽为9m，在按照规范布三列车时，最后一列车即第三列车在所规划车道外，故此小箱梁桥最多只能布二列车，即：mcq1=0.679；mcq2=0.5603.1.2刚接梁法1）荷载横向分布影响线计算计算刚度参数：22TIb0.39463.45.85.80.0735Il0.430331434310.39460.863390390300.18Idlh＝0.021参见“公路桥涵设计手册《梁桥》上册”人民交通出版社1996.3,查表2-2-2计算如下：1号梁影响线坐标计算表γβ=0.01β=0.03η1η2η3η1η2η30.060.3750.2800.1990.4000.2790.1850.080.4000.2860.1900.4240.2840.175一次内插Y=0.07350.3920.2840.1930.4160.2820.178二次内插β=0.021《小箱梁桥设计》课程设计说明书8η1η2η3Y=0.07350.4050.2830.1852号梁影响线坐标计算表γβ=0.01β=0.03η1η2η3η1η2η30.060.2800.2800.1990.2790.2980.2380.080.2860.2840.1900.2840.3040.237一次内插Y=0.07350.2840.2830.1930.2820.3020.237二次内插β=0.021η1η2η3Y=0.07350.2830.2930.2382）汽车荷载横向分布系数计算在影响线上布置车轮,相应位置处的竖标总和即为荷载横向分布系数，荷载分布系数以单列车为基数。二列车：111.368/20.6842cqqm211.136/20.5682cqqm又因桥净宽为9m，在按照规范布三列车时，最后一列车即第三列车在所规划车道外，故此小箱梁桥最多只能布二列车，即：mcq1=0.684；mcq2=0.568汽车荷载横向分布系数表项目二列车1号梁2号梁横向分布系数0.6840.568《小箱梁桥设计》课程设计说明书93.1.3铰接梁法1）荷载横向分布影响线计算参数γ计算同前，先