【正文】 1墩的設(shè)計(jì) 檢算 配筋計(jì)算 墩身截面尺寸： 21000 3800m m? ， 如圖 51 所示。 石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 37 第 5 章 橋墩的 設(shè)計(jì) 與檢算 墩身配筋設(shè)計(jì)與應(yīng)力檢算 橋墩一般要承受列車(chē)荷載、制動(dòng)力、風(fēng)荷載、溫度變化等荷載組合作用，不僅承受軸向的壓力，而且順橋走向還承受一定的彎矩作用，所以它的受力是偏心受壓。 (4)2墩支座截面： 1M = m， 2M = kN m M = 1M + 2M = m， SA =39411mm2 ， z =1177mm， sa =85mm 122 1 0 .5MMK ?? ? ?= 4 5 1 3 . 1 3 3 9 1 1 . 9 31 0 . 3 0 . 58 4 2 5 . 0 6 8 4 2 5 . 0 6? ? ? ?= s sMAz? ?= 1039411 1177?? =180MPa 石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 36 2cl sA ab? = 2 85 4200?? =714000 mm2 = 1 1 2 2 3 3z slcln n n AA? ? ?? ??? = 61 64 61 2 ?? ? ?= 12 8 0 .4( 8 0 )sf s z dw K K E?? ????=5180 8 ( 80 ) 10 ??? ? ? ? ?? = fw????=，滿(mǎn)足規(guī)范要求。 裂縫寬度檢算 (1)邊跨跨中： 1M = m， 2M = kN m M = 1M + 2M = kN m SA = ， z =769mm， sa =50mm 122 1 0 .5MMK ?? ? ?= 1 4 6 5 . 8 4 1 1 5 7 . 2 21 0 . 3 0 . 52 6 2 3 . 0 6 2 6 2 3 . 0 6? ? ? ?= s sMAz? ?= 769?? =173MPa 2cl sA ab? = 2 50 4200?? =420200 mm2 = 1 1 2 2 3 3z slcln n n AA? ? ?? ??? = 61 3 2 6 1 5 .8 1 00 .4 2 ?? ? ?= 12 8 0 .4( 8 0 )sf s z dw K K E?? ????=5173 8 ( 80 ) 10 ??? ? ? ? ?? = fw????=，滿(mǎn)足規(guī)范要求 。根據(jù)《 鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 》（ —2020） ，在主力 +附加力組合作用下，其裂縫容許寬度為 fw????=（ 1+20%） =。 等截面范圍內(nèi)：箍筋選用 40 支 ? 10， 1svA = ， s =300mm 則 ? ?1 4 0 7 8 . 5 1 6 04 2 0 0 3 0 0sv sv ssv nA bs ?? ??? ? ?? MPa tp? = MPa 故需另配彎起筋 。 混凝土 箍筋斜筋 9 98080 1670圖 43 1墩左側(cè)抗剪配筋計(jì)算圖 注：圖中應(yīng)力單位： MPa； 長(zhǎng)度單位： mm 石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 彎起筋所承擔(dān)的面積 0 ( 0 . 6 2 0 0 . 3 1 9 ) ( 0 . 4 8 0 . 3 1 9 ) 23102? ? ?? ? ? = 所需彎起筋的面積 ? ?0 4 2 0 0 5 3 3 . 6 68902 2 2 3 0sb sbA ?? ?? ? ??mm2 所需彎起筋根數(shù) 16890 1 1 .26 1 5 .8sbsbsbAn A? ? ? 取 sbn =14 支座范圍內(nèi)：按構(gòu)造配筋，箍筋選用 32 支 ? 10， 1svA = ， s =100mm，不需另配彎起筋 。 彎起筋所承擔(dān)的面積 0 (0 . 5 7 9 0 . 3 1 9 ) (0 . 4 8 0 . 3 1 9 ) 16702? ? ?? ? ? ? 所需彎起筋面積 ? ?0 4 2 0 0 3 5 1 . 5 34802 2 2 3 0sb sbA ?? ?? ? ??mm2 所需彎起筋根數(shù) 13480 5 .6 56 1 5 .8sbsbsbAn A? ? ? 取 sbn =8 支座范圍內(nèi)：按構(gòu)造配筋，箍筋選用 32 支 ? 10， 1svA = ， s =100mm， 不需另配彎起筋 。 其中： 1V =， 2V = 311 1 2 3 6 7 . 8 8 1 0 0 . 7 5 54 2 0 0 7 4 7tp Vbz? ?? ? ??MPa 322 2 2 9 6 1 . 7 5 1 0 0 . 5 9 94 2 0 0 1 1 7 8tp Vbz? ?? ? ??MPa maxtp tp????1tp? = Mpa 1tp??????= MPa (2)2墩右側(cè)變截面范圍 內(nèi)，取各組合中最不利荷載組合 —主 +附 2 荷載組合進(jìn)行計(jì)算。 確定中性軸的位置 1墩支座范圍內(nèi)截面的中性軸 由抗彎計(jì)算可知： 1墩支座處選配 52? 28， sA = 由 SS? 下上 ，知 201 ()2 sbx nA h x??，其中 sA = mm2 ， n =10 1， 4 截面， 0h =h sa =90050=850mm，代入上式有 21 4 2 0 0 1 0 3 2 0 2 1 . 6 ( 8 5 0 )2 xx? ? ? ? ? ?，解之得 1x =292mm 1 4 0 2928 5 0 7 5 333xz z h? ? ? ? ? ?mm 2， 3 截面， 0h =h sa =140050=1350mm，代入上式有 石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 21 4 2 0 0 1 0 3 2 0 2 1 . 6 (1 3 5 0 )2 xx? ? ? ? ? ?，解之得 2x =384mm 2 3 0 3841 3 5 0 1 2 2 233xz z h? ? ? ? ? ?mm 2墩支座范圍內(nèi)截面的中性軸 由抗彎計(jì)算可知： 2墩支座處選配 64? 28， sA =39411mm2 由 SS? 下上 ，知 201 ()2 sbx nA h x??，其中 sA =39411 mm2 ， n =10 1， 4 截面， 0h =h sa =90050=850mm，代入上式有 21 4 2 0 0 1 0 3 9 4 1 1 ( 8 5 0 )2 xx? ? ? ? ? ?，解之得 1x =308mm 1 4 0 3088 5 0 7 4 733xz z h? ? ? ? ? ?mm 2， 3 截面， 0h =h sa =140050=1350mm，代入上式有 21 4 2 0 0 1 0 3 9 4 1 1 (1 3 1 5 )2 xx? ? ? ? ? ?，解之得 2x =412mm 2 3 0 4121 3 1 5 1 1 7 833xz z h? ? ? ? ? ?mm 計(jì)算主拉應(yīng)力 本設(shè)計(jì)中主梁采用 C45 混凝土，根據(jù)《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ —2020）有關(guān)規(guī)定，對(duì)于 C45 混凝土，其有箍筋 及斜筋時(shí)的主拉應(yīng)力容許值 1tp??????= MPa，梁部分長(zhǎng)度中全由混凝土承受的 主拉應(yīng)力容許值 3tp??????=。截面上的剪應(yīng)力 和彎曲正應(yīng)力相結(jié)合形成斜向的主應(yīng)力，即主拉應(yīng)力和主壓應(yīng)力。先假定內(nèi)力臂長(zhǎng)z=( 0h 3x )? 0h ，代入 式 （ 41） 有 699 56 .8 0 1023 0 0. 88 13 50sA ?? ??= 由 0schxn x????，01 ()23c xM bx h???及0()3ss xM A h???聯(lián)立得方程： 202 2 0sbx nx nhA ? ? ? 代入數(shù)據(jù)得， 2x +20x 27000=0，解之得， x=405mm 所以0 4051 3 5 0 1 2 1 533xzh? ? ? ? ?mm，重新代入 式 （ 41） 有 699 56 .80 10 3563023 0 12 15sA ????m2 39048mm2 ，即 2墩支座處的抗彎承載力由主力組石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 圖 42 主梁抗 剪 計(jì)算示意圖 （單位： mm） 合控制。 先 假 定 內(nèi) 力 臂 長(zhǎng)石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 z=( 0h 3x )? 0h ，代入 式 （ 41） 有 sA = 682 72 .72 1018 0 8 13 15???=39716mm2 由 0schxn x????，01 ()23c xM bx h???及0()3ss xM A h???聯(lián)立得方程： 202 2 0sbx nx nhA ? ? ? 代入數(shù)據(jù)得， 2x +20x 27000=0，解之得， x=413mm 所以0 4131 3 1 5 1 1 7 733xzh? ? ? ? ?mm，重新代入 式 （ 41） 有 10 39048180 1177sA ????mm2 minbh? =%4200900=5670mm2 選配 64? 28， sA =39411mm2 39048mm2 ，分兩排布置 。 b， h 已確定， b? h=4200? 900mm2 。 2 211 2 0 2 7 . 5 0 2 . 4 1 4 5 9 . 8 088M g a? ? ? ? ? ? ? ?kN m10% maxM 取 39。M =+= m ② 主 +附 1 組合：支座處 maxM = m， R = kN 3 8 1 6 .2 2 1 5 9 0 .1 02 .4Rg a? ? ?kN/m 39。 綜上， 1墩支座處選配 52? 28， sA = ，由對(duì)稱(chēng)性可得 3墩支座處選配 52? 28， sA = 。 ② 取最不利荷載組合 ， 即主 +附 2 組合進(jìn)行計(jì)算 主 +附 2 組合： ? ?s? =230 Mpa， maxM = m 采用容許應(yīng)力法，按低筋設(shè)計(jì)進(jìn)行計(jì)算。 (2)抗彎配筋計(jì)算 ① 主力組合下： ? ?s? =180MPa， maxM = m 采用容許應(yīng)力法，按低筋設(shè)計(jì)進(jìn)行計(jì)算。M =+= kN m ③ 主 +附 2 組合：支座處 maxM = m， R = kN 4 2 4 5 .6 1 1 7 6 9 .0 02 .4Rg a? ? ?kN/m 39。M =10% maxM =10%? （ ） = kN m eM = maxM 39。 先假定內(nèi)力臂長(zhǎng)z=( 0h 3x )? 0h ，代入 式 （ 41） 有 10230 850sA ?? ??=24744mm2 由 0schxn x????，01 ()23c xM bx h???及0()3ss xM A h???聯(lián)立得方程： 202 2 0sbx nx nhA ? ? ? 代入數(shù)據(jù)得， 2x +20x 17000=0，解之得， x=263mm 所以0 2638 5 0 7 6 233xzh? ? ? ? ?mm，重新代入 式 （ 41） 有 642 56 .99 10 2429023 0 76 2sA ????m2 24632mm2 ，即邊跨的抗彎承載力由主力組合控制。 b， h 已確定， b? h=4200? 900mm2 按單石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 筋矩形截面設(shè)計(jì)，取 sa =50mm，則 0h =h sa =90050=850mm。 按單筋矩形截面設(shè)計(jì)，取 sa =50mm，則 0h =h sa =90050=850mm。按單筋矩形截面設(shè)計(jì) [4]，取 sa =50mm，則 0h =h sa =90050=850mm。m） 圖 37 主 +附 2組合下剪力包絡(luò)圖 （單位： kN） 石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 圖 41 主梁 抗彎計(jì)算 示意圖 （單位： m） 第 4 章 主梁的 設(shè)計(jì) 與 檢算 主梁 抗彎 配筋設(shè)計(jì) 主梁配筋擬采用 HRB335 鋼筋， 根據(jù)《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ — 2020） ， 主力作用下： HRB335 鋼筋的容許應(yīng)力 ? ?s? =180 MPa；主力加附加力作用下： HRB335 鋼筋的容許應(yīng)力 ? ?s? =230 MPa[9]。m) 58 59 60 61 62 63 (2)主 +附 2 組合下 橋墩 的內(nèi)力輸出 主 +附 2 組合下 橋墩控制截面 的內(nèi)力 見(jiàn)表 36。m） 圖 35 主 +附 1組合下剪力包絡(luò)圖 （單位： kN）