荷日復(fù)線義相溝鐵路簡(jiǎn)支梁橋設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-20 05:59 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 = = d∫AσdAhi/I0 QSAdMhi/dlI0 = ∫A ydA= bSAhi/I0 QSAbI0QS0bI0QS0上式與工字型梁中性軸處剪應(yīng)力的計(jì)算公式τ0= 形式相似，兩式相比，可改成以下形式：hi/S0 τh/=τ0 / =τ0 （35）250式中SA——截面mm以左部分面積對(duì)中性軸的面積距，由圖37（a）計(jì)算得 2 SA=667250（519 ）=65699500（mm3） τ0——梁端中性軸處剪應(yīng)力，由前面計(jì)算知τ0=；112bi/x2 (bi/b)(xh i/ )2S0——梁端換算截面對(duì)中性軸的面積矩，由圖34計(jì)算得（此時(shí)梁梗肋寬b=600mm）：2S0 =19355192 (（1935600)(519250 )22112 = =108（mm4）hi/S0 250108 bSA60065699500 將上述各數(shù)代入式（35）得： τh/=τ0 == =（MPa） 由前面計(jì)算知 τh/＜[σtp1]= MPa 因此，上翼緣板截面尺寸滿足要求但由于 τh/＞[σtp2]= MPa因此，上翼緣板需要配置腹筋，根據(jù)以往設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，上翼緣板僅按構(gòu)造要求配置箍筋及架立鋼筋即可滿足設(shè)計(jì)要求。下翼緣板和梁肋連接處應(yīng)力檢算：hiAg bAgi 同上翼緣板和梁肋連接處應(yīng)力檢算公式推理相同，可得下翼緣板和梁肋連接處水平應(yīng)力（圖37）： τh/=τ0 （36） 式中 τ0——梁端中性軸處剪應(yīng)力，由前面計(jì)算知τ0=，hi——截面nn處翼板厚度，由圖37（b）知hi=410mm；b——梁端梗肋寬度，b=600mm； Agi——翼板懸出部分受拉鋼筋截面積，由圖34得翼板懸出部分鋼筋共10根（此時(shí)b=600mm），截面積，即4 πAgi= 32210=8042 mm2 Ag ——受拉鋼筋總截面積，即為前面的As，Ag =30561 mm2。6008042i將上列數(shù)值代入式36得：41030561hiAg bAgi τh/=τ0 = =（MPa）由于 τh/＜[σtp2]= MPa因此，下翼緣與梁肋連接處水平剪應(yīng)力經(jīng)檢算符合設(shè)計(jì)要求。（六）、裂縫寬度和撓度檢算 裂縫寬度檢算由于影響混凝土構(gòu)件的裂縫形成和開(kāi)展的因素很多，至今人們對(duì)于裂縫形成的內(nèi)部機(jī)理尚未認(rèn)識(shí)和掌握。因此，企圖建立一個(gè)包括各種因素完全準(zhǔn)確的計(jì)算公式是比較困難的。目前國(guó)內(nèi)外提出有幾十種計(jì)算裂縫寬度的公式，這些公式大都是考慮了影響裂縫開(kāi)展的各主要因素，如鋼筋應(yīng)力、鋼筋表面形式、配筋率、混凝土保護(hù)層、構(gòu)件受力特征及荷載特征等。由于影響混凝土裂縫的因素極其復(fù)雜，要想從理論上建立一個(gè)十分完善的計(jì)算公式目前還不大可能。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于裂縫寬度的計(jì)算大致可歸納為兩種：一種是用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法；另一種方法是半理論半經(jīng)驗(yàn)的公式，它是根據(jù)裂縫形成和開(kāi)展的機(jī)理，推導(dǎo)出理論計(jì)算公式，再用試驗(yàn)資料來(lái)確定公式中的一些計(jì)算系數(shù)。我國(guó)鐵路《橋規(guī)》中的計(jì)算公式就是采用此種方法，本設(shè)計(jì)裂縫計(jì)算方法亦采用此種方法，并直接套用鐵路《橋規(guī)》中推導(dǎo)的裂縫寬度計(jì)算公式：σs8+√μzEsωf= K1 K2γ （80+ ）（mm） （37）式中 K1——鋼筋表面形狀影響系數(shù)；本設(shè)計(jì)采用螺紋鋼筋K1=；M2 K2—考慮荷載特征的影響系數(shù)，對(duì)于螺紋鋼筋MMM1K2=1+ + 其中 M1——活載作用引起的彎距； M2——恒載作用引起的彎距； M2——全部計(jì)算荷載作用引起的總彎距；根據(jù)前面已計(jì)算的荷載彎距得：2139514351433004 K2=1+ + = γ——為中性軸至截面受拉邊緣的距離與中性軸至受拉鋼筋重心的距離之比值，σs——受拉鋼筋重心處鋼筋的應(yīng)力（MPa），由前面計(jì)算得σs=158MPa； Es——鋼筋的彈性模量（MPa），105MPa； d——鋼筋直徑，d=32mm； μz——受拉鋼筋的有效配筋率，按下列公式計(jì)算：（n1β1+ n2β2+ n3β3）As1 Ac1μz = （38）其中 n n n3 —— 分別為單根、兩根一束、三根一束的根數(shù)，由圖37知n1=2，n2=12，n3=24； βββ3—— 考慮鋼筋成束布置對(duì)粘結(jié)力影響的折減系數(shù)，對(duì)單根鋼筋β1=，兩根一束β2=，三根一束β3=；As1——單根鋼筋的面積，采用Ф32，計(jì)算得As1=；Ac1——與受拉鋼筋相互作用的受拉混凝土面積，（或稱(chēng)受拉混凝土與鋼筋的相互作用面積），取為與受拉鋼筋重心相重的混凝土面積，如圖38陰影部分所示。由此得 Ac1=2ab=2110=3564 cm2 將上述數(shù)值代入公式（38）得：（2+ 12+ 24） 3564μz = =將上述各數(shù)值代入公式（37）中，求出計(jì)算裂縫寬度：8+32158√105ωf= （80+ ） =（mm）查《橋規(guī)》[ωf]，故 ωf〈[ωf] （滿足設(shè)計(jì)要求） 撓度計(jì)算鋼筋混凝土梁一般具有較大的剛度，根據(jù)過(guò)去的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)?zāi)軡M足使用要求，但對(duì)于鐵路橋梁，在荷載作用下，如果梁體的撓度過(guò)大，就會(huì)影響列車(chē)高速平穩(wěn)運(yùn)行。因此，對(duì)于低高度梁，其撓度檢算較為重要，是控制設(shè)計(jì)的一個(gè)重要因素。鋼筋混凝土梁可視為理想的彈性均質(zhì)體等截面梁，其跨中撓度可由一般力學(xué)公式求得。即：5ML2EI048f= （39）式中 M——荷載作用下梁的跨中彎距，由前面計(jì)算得M=； E ——計(jì)算撓度時(shí)的彈性模量，取E=，其中Ec為混凝土的受壓彈性模量，由《橋規(guī)》=104MPa，即 E==104=104 MPa I0——換算截面的慣性矩，不計(jì)混凝土的受拉區(qū)而計(jì)入鋼筋的換算截面，但在計(jì)算中采用n=ES /（即受拉取的換算截面積按nAS=E SAS / C計(jì)算）。 要計(jì)算I0值，先要確定中性軸位置。 n= Es/E=105/104=由上面計(jì)算資料及圖34知μ=As/Ac式中 As=30561mm2 Ac= 1935250+370（1350410250）+1100（200162）370+11002+（ ）210= 935200 mm2因此 μ=As/Ac=30561/935200= nμ== a =√n2μ2+ 2nμ –nμ =√+ 2 – = x = ah0== （h0 在前面已計(jì)算出）13 又由于 I0 = bx3+nAs（h0 –x）2 （310） 式中 bi‘——梁頂寬度由圖34知 bi‘= As——鋼筋截面積，由前面計(jì)算知As=30561mm2 代入公式（310）得 31 1 3 I0 = ( )()3+30561106()2 = （m4） L——橋梁跨度，L= M——不計(jì)列車(chē)沖擊力的靜活載作用產(chǎn)生的跨中彎距，由前面荷載計(jì)算一節(jié)里知M=MC活/（1+μ）=3004/=2423（）。 將上述數(shù)值代入公式（39）得：2423103485104f= =（m）=19（mm） 《橋規(guī)》規(guī)定鐵路混凝土簡(jiǎn)支梁跨中允許最大撓度： 11800800[f]= L= 18500=23
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