铁路桥涵钢筋混凝土简支梁设计课程设计(可编辑).doc

铁路桥涵钢筋混凝土简支梁设计课程设计 铁路桥涵钢筋混凝土简支梁设计1 梁的根本概况1.1结构形式及根本尺寸采用分片式T形截面梁梗中心距：180cm.道渣槽宽390cm每片梁顶宽192cm梁全长16.50米，计算跨度16米，梁高1.90m，跨中腹板厚30.0cm桥上线路为平坡、直线、单线铁路，道碴桥面；设双侧带栏杆的人行道截面形式如图1.图1 梁截面图1.2 设计计算数据混凝土使用C25， HRB335级钢筋：，，板内受力钢筋，分布钢筋梁内受力钢筋，箍筋及纵向水平钢筋；架力筋1.3 荷载活载：列车活载:中―活载 ；人行道活载：距梁中心2.45米以内10kPa；距梁中心2.45米以外4kPa；恒载：人行道板重1.75kPa; 栏杆及托架重〔集中作用于栏杆中心〕0.76kN/m〔顺桥〕； 道碴及线路设备重10kPa； 道碴槽板及梁体自重，按容重25 kN/m3计算板自重可近似按平均厚度计算1.4 参考标准及要求?铁路桥涵设计标准?TBJ2―85，要求：道渣槽板：计算跨中梁段内、外悬臂板控制截面的内力，配置受力钢筋，并进行各项检验。

主梁：计算支座、跨中及1/4跨各截面的内力；确定腹板加厚的位置，并计算该截面剪力；配置纵向受力主筋、箍筋及斜筋，并进行各项验算2 道渣槽板的配筋设计2.1 道渣槽板承受的荷载１〕计算板的自重：板的总面积 1/2× 12+15 ×63+0.5× 12+15 ×45+0.5× 15+24 ×27×2+0.5× 192-7-20 ×6+7×10 3076计算平均板厚 25×0.19×1 4.75 KN/m 2〕计算列车活载：列车产生的“中―活载〞如图2：图2 “中―活载〞计算简图道碴槽板的列车活载特种“中―活载〞计算，因为每根枕木传力到梁顶面时的作用面积为〔1.2×3.14〕平方米，所以列车荷载为列车荷载冲击系数为：L 〔90+72〕/2 81cm3〕计算挡碴墙重〔挡碴墙尺寸如图3〕图3 挡碴墙尺寸作用点：其他各种外力和外力组合见表1.表1. 道渣槽板承受的各种外力组合 荷载组合 荷载名称 设计值 KN/m 恒载 道渣槽板的自重 4.725 道渣及线路设备 10 外挡渣墙 1.465 人行道板 1.75 栏杆及托架 0.76 活载组合1 列车活载 66.348 距中心2.45m以外的人群荷载 4.0 活载组合2 距中心2.45m以外的人群荷载 4.0 距中心2.45m以外的人群荷载 10.0 荷载作用形式如图4. 图4. 各种荷载的作用形式2.2 道渣槽板承受的内力计算在顺跨度方向取１米宽的板带进行计算。

1〕计算恒载在各截面产生的弯矩及剪力：E截面： 0.76× 0.04+1.05 +0.5×1.75×1.05×1.05 1.7931 KN??M 0.76+1.75×1.05 2.5975 KN A截面： 0.76× 0.04+1.05+0.63 +1.05×1.75× 1.05/2+0.63 +1.465×0.53+0.5×14.75×0.63×0.63 7.1331 KN??M 2.5975+1.465+14.75×0.63 13.3550 KN B截面 0.76× 0.04+1.05+0.9 +1.05×1.75× 1.05/2+0.9 +1.465×0.8+0.5×14.75×0.9×0.9 11.2766 KN??M 13.355+14.75×0.27 17.3375 KN C截面： 0.5×14.75×0.72×0.72 3.8232 KN??M 14.75×0.72 10.62 KN D截面： 0.5×14.75×0.45×0.45 1.4934 KN??M 14.75×0.45 6.6375 KN 2〕计算活载组合1作用下在各截面产生的弯矩及剪力：E截面： 4×0.55× 0.5×0.55+0.5 1.705 KN??M 4×0.55 2.2 KN A截面： 4×0.55× 0.5×0.55+0.5+0.63 +0.5×1.389×66.348×0.25×0.25 5.971 KN??M 2.2+1.389×66.348×0.25 25.239 KN B截面： 4×0.55× 0.5×0.55+0.5+0.9 +0.5×1.389×66.348×0.25×0.52 16.145 KN??M 25.239+1.389×66.348×0.27 50.121 KN C截面： 0.5×1.389×66.348×0.75×0.75 25.919 KN??M 1.389×66.348×0.72 69.118 KN D截面： 0.5×1.389×66.348×0.48×0.48 10.617 KN??M 1.389×66.348×0.48 44.2365 KN 3〕活载组合2作用下在各截面产生的弯矩及剪力：E截面： 4×0.55× 0.5×0.55+0.5 +0.5×10×0.5×0.5 2.955 KN??M 4×0.55+10×0.5 7.2 KN A截面： 4×0.55× 0.5×0.55+0.5+0.63 +0.5×10×〔0.5×0.5+0.63〕 7.491 KN??M 7.2 KN B截面： 4×0.55× 0.5×0.55+0.5+0.9 +0.5×10×〔0.5×0.5+0.9〕 9.435 KN??M 7.2 KN 4〕道渣槽板承受的控制荷载在各种外力组合作用下，在道渣槽板各主要截面产生的弯矩、控制弯矩见表2，剪力、控制剪力见表3表2 道渣槽板各截面的弯矩〔单位KN??M〕 荷载类型 E截面 A截面 B截面 C截面 D截面 恒载 1.793 7.133 11.277 3.823 1.493 活载1 1.705 5.971 16.145 25.919 10.617 活载2 2.955 7.491 9.435 0 0 控制荷载 4.748 14.624 27.422 29.742 12.11 表3　道渣槽板各截面的剪力〔单位KN〕 荷载类型 E截面 A截面 B截面 C截面 D截面 恒载 2.5975 13.355 17.338 10.62 6.6375 活载1 2.2 25.239 50.121 69.118 44.236 活载2 7.2 7.2 7.2 0 0 控制荷载 9.7975 20.555 67.459 79.738 50.8735 2.3 按平衡设计配筋检验道渣槽板板厚本梁采用C25混凝土， Q235钢筋，，n 15，按平衡设计， 〔1〕根据等式〔1〕可以求出按平衡设计时需要的计算高度，假设保护层为25mm，a 25+5 30m，可以得到按平衡设计需要的截面高度，与实际高度比拟看是否满足要求，检验结果见表4表4. 道渣槽板按平衡配筋板厚检验结果 E截面 A截面 B截面 C截面 D截面 51.5 90.4 123.8 128.9 82.2 81.5 120.4 153.8 158.9 112.2 120 150 240 240 150 检验结果 通过 通过 通过 通过 通过 检验结果说明个截面都满足平衡设计配筋的尺寸，不需要增大尺寸。

道渣槽板按低筋设计配筋按低筋设计配筋公式，设a 30mm，计算出各截面需要的配筋面积，满足最小配筋率0.15%，具体配筋情况见表5表5 道渣槽板按低筋设计配筋表 E截面 A截面 B截面 C截面 D截面 60 90 180 180 90 333.1 769.4 824.4 894.1 637.1 实际配筋 6/12@8.5 11/12@8.5 11/12@8.5 12/12@8.5 9/12@8.54 471.24 863.94 863.94 942.48 706.86 配筋率 0.52% 0.72% 0.41% 0.45% 0.59% 最小配筋率检验 通过 通过 通过 通过 通过 道渣槽板的应力符合 〔2〕〔3〕〔4〕根据〔2〕式计算出截面中性轴的位置，根据〔3〕〔4〕式可计算出钢筋和混凝土的应力由可计算出主拉应力的大小，时说明主拉应力较小，可不用设置斜筋计算结果见表6表6 低筋设计应力符合结果 E截面 A截面 B截面 C截面 D截面 检验值 〔cm〕 90 120 210 210 120 / 471.24 863.94 863.94 942.48 706.86 / X cm 29.29 44.30 61.95 64.21 40.94 / MPa 4.04 6.27 4.68 4.91 5.56 9.5 MPa 125.57 160.85 167.63 167.32 161.09 180 MPa 0.12 0.37 0.36 0.42 0.48 0.66 检验结果 通过 通过 通过 通过 通过 / 裂缝宽度检验〔5〕 〔6〕 〔7〕为钢筋外表形状系数，带肋钢筋取0.8，为荷载特征影响系数，为活载作用下的弯矩， 为恒载作用下的弯矩，对于板取1.1，为受拉钢筋的有效配筋率，。

裂缝计算宽度为〔一般大气条件下的地面结构，无防护措施〕根据〔5〕〔6〕〔7〕式计算出各截面的裂缝宽度，计算过程及检验结果见表7表7 裂缝宽度计算检验验结果 E截面 A截面 B截面 C截面 D截面 1.3755 1.3976 1.3822 1.3257 1.3247 0.0079 0.0144 0.0144 0.0157 0.0118 0.1701 0.1850 0.1907 0.1782 0.1859 检验结果 通过 通过 通过 通过 通过 3 主梁的配筋设计3.1 主梁承受的各种荷载1〕计算道渣线路及线路设备自重 10×19.5 19.5KN/m2 计算道渣槽板、挡墙及梁体自重：3〕计算人行道板自重 1.75×1.05 1.8735〔KN/m〕其他各种荷载见表8表8 主梁承受的所有外力 荷载组合 荷载名称 设计值 KN/m 恒载 人行道板 1.8375 道渣及线路设备 19.5 道渣槽板、挡墙及梁体自重 28.35 栏杆及托架 0.76 总计 50.3325 活载1 列车活载 中-活载 活载2 距中心2.45m以外的人群荷载 2.2 3.2 主梁的内力计算1〕计算恒载作用下各主要控制截面的弯矩和剪力在恒载作用下，总大小q 50.3325KN/m,两端的支座反力F 402.22KN,距左端支座x米处的弯矩和剪力的计算公式为:各控制截面的计算结果见下表9。

表9 恒载作用下各控制截面的弯矩和剪力 截面位置 距支座2.75米 弯矩〔KN??M〕 704.66 917.00 1207.98 1509.98 1610.64 剪力〔KN〕 302.00 264.25 201.33 100.67 0.00 2〕计算中―活载作用下各主要控制截面的弯矩和剪力中-活载的计算是根据三角形影响线查出换算荷载K，最大的内力为,K是根据加载长度、影响线顶点到零点的距离查表得到的，当数值在列表数值之间时，K值按直线内插法得到活载的冲击系数为在支座处，弯矩、剪力影响线如。