钢板组合梁计算书.docx

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1、钢与组合结构桥梁课程设计30m钢板组合梁桥课程设计计算书姓名：吕博学号：1150671任课教师：吴冲联系方式：二O一五年一月目录1、总体设计错误!未定义书签。1.1 设计原则错误!未定义书签。1.2 技术标准错误!未定义书签。1.3 设计规范错误!未定义书签。1.4 重要材料错误!未定义书签。1.5 总体布置错误!未定义书签。2、桥面板设计错误!未定义书签。2.1 桥面板尺寸拟定错误!未定义书签。2.2 桥面板作用与组合错误!未定义书签。3、主梁设计错误!未定义书签。3.1 设计原则与方法错误!未定义书签。3.2 主梁尺寸拟定错误!未定义书签。3.3 加劲肋尺寸拟定错误!未定义书签。3.4 联

2、结系错误!未定义书签。4、主梁截面特性及内力计算错误!未定义书签。4.1 结构参数错误!未定义书签。4.2 计算模型与方法错误!未定义书签。4.3 主梁截面特性计算错误!未定义书签。4.4 主梁内力计算错误!未定义书签。5、主梁应力验算错误!未定义书签。1.1 一、二期恒载效应错误!未定义书签。1.2 徐变效应错误!未定义书签。1.3 收缩效应错误!未定义书签。1.4 梯度温度效应错误!未定义书签。1.5 车辆荷载效应错误!未定义书签。1.6 承载能力极限状态验算错误!未定义书签。1.7 承载能力极限状态验算错误!未定义书签。1.8 承正常使用极限状态抗裂验算错误!未定义书签。6 .次结构验算

3、错误!未定义书签。6.1 混凝土桥面板错误!未定义书签。6.2 剪力连接件错误!未定义书签。6.3 加劲肋验算错误!未定义书签。7 .稳定性验算错误!未定义书签。7.1 整体稳定性验算错误!未定义书签。7.2 倾覆稳定计算错误!未定义书签。8 .刚度验算错误!未定义书签。8.1 刚度与变形验算错误!未定义书签。8.2 预拱度的设立错误!未定义书签。9 .疲劳破坏极限状态验算错误!未定义书签。1、总体设计1.1 设计原则满足安全、功能、经济、美观等规定，还要便于施工、维修和养护。1.2 技术标准参照公路工程技术标准（JTGB01-2023）,拟定此30m简支钢板组合梁桥的重要技术标准如下：（1）

4、公路等级：二级四车道公路（2）结构设计安全等级：二级（3）结构重要性系数：1.0（4）设计速度：80kmh（5）桥梁跨径：计算跨径30.0m,标准跨径（含接缝）31.2m（6）桥面宽度：两行车道宽4*3.75m;两侧分别设2.5m硬路肩（含安全距离）以及0.5Om防撞护栏，中央分隔带2m,桥面宽：0.50+2.5+2*3.75+2+2*3.75+2.50.50=23.0m（7）桥梁结构设计基如期：12023（8）汽车荷载等级：公路级（9）桥面净空：二级公路至少5.0m（10）桥面坡度：设立2%横坡；不设立纵坡。1.3 设计规范（1）公路工程技术标准（JTGBOl-2023）（2）公路桥涵设计通

5、用规范（JTGD60-2023）（3）公路钢结构桥梁设计规范（报批稿20230419修改版）（JTGD64-201X）（4）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62-2023）（5）公路桥涵施工技术规范（JTG/TF50-2023）（6）公路桥梁抗风设计规范（JTGTD60-01-2023）(7)公路桥梁抗震设计规范(JTJOO4-89)(8)公路桥梁抗震设计细则(JTGTB02-01-2023)(9)桥梁用结构钢(GB/T714-2023)(10)公路工程结构可靠度设计统一标准(GB/T50283-1999)（三）公路工程质量检查评估标准第一册土建工程(JTGF80.1-202

6、3)(12)公路工程质量检查评估标准第二册机电工程(JTGF80.1-2023)(13)日本道路桥示方书1.4 重要材料主梁及联结系：Q345钢材，E=2.06105M,p=7S50kgm根据钢桥设计规范第3.2.1条，钢材强度设计值(MPa)如下：牌号的材厚度(mm)抗拉、抗压和抗雪抗剪卜面承压(刨平顶紧)启Q235钢16190110280164018010540100170100Q345钢1627516035516-4027015540-6326015063YO250145SO-100245140Q390钢1631018037016-4029517040-6328016063-100265

7、150Q420钢16335195390164032018540-6330517563700290165注:衰中厚度指计算点的钢材厚度,对轴心受拉和轴心受压构件指截面中较厚板件的，度.桥面板：20Cm钢筋混凝土桥面板，取自重为26kN11桥面铺装：8cm沥青混凝土铺装，取自重为25kN11普通钢筋：直径大于或等于12mm的用HRB335,直径小于12mm的用R235施工工艺：分段预制主梁，施工现场临时支墩连接。考虑到主梁截面的变化以及运送安装条件的需要，主梁节段工地连接处均设立在截面变化处1.5 总体布置1.5.1 立面图布置本桥取伸缩缝半宽30mm,梁端到支座中心线距离600mm0设本桥位于6

8、度区，根据公路桥梁抗震设计细则(JTGTB02-01-2023)11.2.1简支梁梁端至墩、台帽或盖梁边沿应有一定的距离，其最小值a(cm)按下式计算：070+0.51.,式中：1.梁的计算跨径(m)。本桥取a=147cm,满足此项规定。依据公路钢结构桥梁设计规范报批稿7.4.2条：“应设立横向联结系，并满足以下规定：1.宜与梁的上、下翼缘连接，间距不宜大于受压翼缘宽度的30倍。2.支承处必须设立端横梁。”由于本桥桥宽较大，为了加强桥梁整体横向联系，宜取较小的横联间距。拟定横联等间距5.0m；采用实腹式。综上，本桥拟得立面图如下图。1.5.2 横断面布置本桥拟定主梁间距2.6m；桥面板两边悬挑

9、长度1.1m；主梁根数9。横断面布置图如下图。-三面1.5.3平面图布置S=EK1.50GDfXXl5001.5.4横截面沿梁长的变化为了减少用钢量，主梁应根据零矩的大小调整主梁截面。在本例中，由于跨径较小，考虑到制作安装和运送的方便，采用全桥等梁高布置，翼板宽度不变。2、桥面板设计1.1 桥面板尺寸拟定桥面板跨内厚度取200mm,悬臂板根部板厚为250mm以上，悬臂板端部板厚为220mm。由于采用承托找横坡，因而承托高宽不等，高宽比接近1:3以减小局部应力。边梁处承托宽度300mm,高度100mm。2. 2桥面板作用与组合桥面板重要承受桥面板自重、二期恒载（桥面铺装）、活载（汽车荷载与人群荷

10、载）等。采用承载能力极限状态基本组合验算，取结构安全系数1.1,恒载分项系数1.2,活载分项系数1.4,冲击系数1.3。3、主梁设计2.1 设计原则与方法本桥主梁设计重要依据经验跨高比拟定梁高,依据抗剪稳定性选定腹板高厚比（此处假定只需设立腹板横向加劲肋），依据受压翼板稳定性选定翼板宽厚比，同时兼顾截面的经济性。3. 2主梁尺寸拟定主梁跨中截面重要尺寸拟定如下：简支梁跨径30.0m,按照一般高跨比=-1.,取梁1225Mh=1.90m,h1.=1/15.8o根据钢桥设计规范第7.2.1条规定，焊接板梁受压翼缘的伸出肢宽不宜大于40cm,也不应大于其厚度的12眄7倍,受拉翼缘的伸出肢宽不应大于其

11、厚度的16眄7倍。考虑到本桥梁跨度为30m,并且一般翼缘厚度不小于腹板厚度1.l倍。取上下翼缘宽度为400(600)mm,上(下)翼缘厚度取20(32)mm,腹板厚度取9mm。依据公路钢结构桥梁设计规范报批稿5.3.3条，腹板和腹板加劲肋设立应满足以下规定：腹板最小厚度应满足表5.3.3的规定。表5.3.3腹板最小厚度构造形式钢材品种备注Q235Q345不设横向加劲肋及纵向加劲肋时7060仅设横向加劲肋，但不设纵向加劲肋时160140设横向加劲肋和1段纵向加劲肋时*280240纵向加劲肋位于距受压翼缘0.2hw附近，见图5.3.3设横向加劲肋和2段纵向加劲肋时也31()*310纵向加劲肋位于距

12、受压翼缘0.14hw和0.36hw附近，见图5.3.3本桥拟采用仅设腹板横向加劲肋的形式，因此拟定腹板厚度9mm,腹板净高1900mm,高厚比为211,设横向加劲肋和1段纵向加劲肋，纵向加劲肋位于距受压翼缘0.2hw附近。3. 3加劲肋尺寸拟定本桥加劲肋布置与尺寸如下表:腹板高度mm1900腹板宽厚比211厚度mm9设横向加劲肋，道纵向加劲肋横向加劲肋双侧布置肢宽mm150加劲肋宽厚比10肢厚mm15支承加劲肋设一对支月艮加劲肋肢宽mm150加劲肋宽厚比10肢厚mm103.4联结系横向联结系采用实腹式结构，横梁间距定为5.00m,尺寸如下：横梁统一采用实腹式工字形。翼缘宽度均为300mm,上(

13、下)翼缘厚度为Iomm；腹板厚度8mm；端横梁腹板高度1525mm,中横梁腹板高度1300mm。纵向联结系采用桁架式连接结构。构件截面采用1.140xl40xl0o横联的格子刚度为：,AlQ八Hnn2.6816OO3Z=)330000)312=3710,端部横联符合规定。2。 12x5000919003124、主梁截面特性及内力计算2.1 主梁结构参数内力计算考虑一期恒载(桥面板重量+钢梁重量)、二期恒载(铺装+栏杆)和汽车活载和人群荷载。内力按照公路桥涵设计通用规范第4.1.6条规定的承载能力极限状态下的基本组合进行组合。主梁结构参数计算跨径(In)30桥面板混凝土容重(kN113)26桥宽

14、(m)23主梁间距(m)2.6铺装沥青容重(kNm3)25主梁根数9计算车道数4人行道宽(In)04. 2计算模型与方法采用平面杆系分析方法，将桥梁的空间作用效应用荷载横向分布系数考虑。5. 3主梁截面特性计算43.1.组合梁翼缘有效宽度计算(1)上翼缘板(跨中)组合梁混凝土翼缘板有效宽度计算按照报批稿附录F进行计算：EO.1组合梁各跨跨中及中间支座处的混凝土板有效宽度加按下式计算，且不应大于混凝土板实际宽度：rr=+-.(F.0.1/)%=/6(E0.1-2)式中：%钢梁腹板上方最外侧剪力件的中心间距；hcfi一一钢梁腹板一侧的混凝土板有效宽度。其中.为最外侧剪力件中心至相邻钢梁腹板上方的最外侧剪力件中心距离的一半或最外侧剪力件中心至混凝土板自