新建铁路简支梁桥设计
第一节 概述
本桥为单线铁路桥,位于城市的郊区,桥上线路为平坡、直线。采用双片肋式T形截面,道碴桥面,设双侧带栏杆的人行道,桥下净空5m,本桥设计采用多跨简支梁桥方案,计算跨度采用18m。
本设计重点研究的问题是内力计算和配筋计算。 本桥所承受的荷载分恒载和活载两种。
恒载:人行道板重1.75kpa;人行道栏杆及托架重(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25KN/m3计算。
活载:中-活载,按换算均布活载计算;人行道活载,距梁中心2.45m以内10kpa, 距梁中心2.45m以外4kpa。
本桥采用的建筑材料:梁部混凝土标号不低于C40,墩柱不低于C30,梁体上主筋、箍筋采用T20MnSi钢筋,构造钢筋采用A3筋。
第二节 尺寸选定
一、 上部结构梁体尺寸选定
根据《铁路桥涵设计基本规范》(以下简称《桥规》)的规定,本桥每孔梁沿纵向分成两片,每片梁的截面型式为T形,道碴槽宽度为3.9m,每片梁的上翼缘宽度为1.92m。梁的计算跨度采用18m,梁全长18.6m,梁缝0.06m。
本桥主梁高度采用2.0m,两片梁的中心距为1.8m。跨中腹板厚270mm,靠近梁端部分腹板厚增大到460mm,下翼缘宽度采用700mm。在梁端及距梁端4.3m和跨中处,共设置5块横隔板,中间横隔板厚度选用160mm,端部横隔板厚度采用460mm。
道碴槽由桥面板和挡碴墙围成,桥面板为悬臂结构,厚度是变化的,
端部采用《桥规》规定的最小厚度120mm,在板与梗相交处设置底坡为 1:3的梗胁,板厚增至245mm。挡碴墙设在桥面板的两侧,高300mm,沿梁长范围内设5处断缝,每隔3m设置一个泄水孔。
二、 下部结构桥墩尺寸拟定
采用圆端形桥墩,托盘式矩形顶帽,顶帽厚度采用0.5m,纵宽采用3.0m,横宽采用5.0m,托盘高0.8m,形状和墩身相同为圆端形,顶帽和托盘连接处设0.2m的飞檐。墩顶纵宽2.6m,横宽3.6m,两端半圆的半径为1.3m,墩
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身高4m,设为直坡。
顶帽内设置两层钢筋网,采用Φ10㎜的20MnSi筋,间距200㎜,上下两层钢筋网间距320㎜;顶帽顶面设置3%的排水坡,设置两处纵宽 1500㎜,横宽1000㎜的支承垫石平台用于安放支座,支承垫石内设置两层钢筋网,钢筋直径10㎜,间距100㎜,上下两层钢筋网间距200㎜,支承垫石顶面高出排水坡的上棱0.2m;在托盘与墩身的连接处沿周边布置一圈间距200㎜,长780㎜,直径10㎜的竖向钢筋,在竖向钢筋的中部设置两层间距400㎜的环形构造筋,用以增强该处截面。
第三节 内力计算及配筋设计 三、 桥面板计算及配筋设计
1、 计算荷载
道碴槽板系支承在主梁梁梗上,按固结在梁梗上的悬臂梁计算,作用在其上的荷载分恒载和活载。
恒载有:⑴已知道碴及线路设备重为10kpa,取顺桥方向1m宽时,沿板跨度其值为g1=10KN/m。
⑵钢筋混凝土人行道板重g2=1.75KN/m。
⑶道碴槽板的自重按容重25KN/m3计算,为简化计算,可取板的平均厚度hi按均布荷载考虑。当顺桥方向取1m宽时,沿板跨度方向其值为
0.120.150.150.2422g3=25hi,hi=0.165m
2所以g3=25×0.165=4.125KN/m。
⑷挡碴墙重可作为一集中荷载计算,该力作用在距挡碴墙外侧面0.1m处,G1=(25-20)×0.2×0.3×1=0.3KN
式中“25”为挡碴墙的容重,“20”为道碴的容重。 ⑸人行道栏杆及托架重G2=0.76KN,作用在栏杆中心。
活载有:⑴列车活载,设计中采用“中-活载”的特种荷载,假定特种轴重250KN由轨底边缘向下通过道碴均匀分布在道碴槽板上,顺桥方向取1.2m,横向按比1:1分布,轨枕长为2.5m,顺桥方向取1m时,沿板跨度方向的竖向均布活载为:
qp1250
1.22.52h'式中:h'—轨枕底至梁顶的高度,h'=0.3m。
2
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1 —列车活载冲击系数,1+μ
6=1+
30L41h410.521.92m,L0.915m
6111.921.37
300.915qp1.3725092.1KN/m
1.22.520.3⑵人行道竖向静活载,指行人及维修线路时可能堆积在人行道上的线路设备及道碴重梁。根据《桥规》规定,在距梁中心2.45m以内的一段,按
'\"g410kpa计算;在距梁中心2.45m以外的一段,按g44kpa计算。
2、选定截面尺寸及配筋设计
根据构造要求道碴槽板在“梁上翼缘板受力组合示意图”(附后)的 Ⅰ-Ⅰ截面处厚150㎜,Ⅱ-Ⅱ截面处厚245㎜,这两变截面为最薄弱点,分别对其进行配筋设计计算。
Ⅰ-Ⅰ截面在第一种荷载组合时的弯矩为:
M1192.10.3650.3650.630.564.125100.6340.561.132221.061.751.060.630.30.5420.761.7315.73KN2 Ⅰ-Ⅰ截面在第二种荷载组合时的弯矩为:
M124.125100.630.631.060.561.751.060.6340.561.132220.5100.50.630.30.5420.761.7313.9KN.m2 M11M12,第一种荷载组合控制设计。
按长1m的板进行设计,b=1.0m,h=0.15m,20MnSi筋,混凝土标号采用C40,n=10,承受的荷载弯矩M=15.73KN.m。查表得g180MPa,[w]=14Mpa。
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K[g][w]1180=12.86,查表得:5.35,1.7%,0.437。 14设a=0.027m,ho=h-a=0.15-0.027=0.123m
M1wbho211400010.123239.59KN.m 5.35Ag1=bh01.7%10.12320911062091mm2
M139.59M1115.73KN.m
所以该处按受力要求只需设单层钢筋,按比例关系所需单层钢筋的最小截面积为:Ag=Ag1×M1115.732091830.8,因考虑到梁在运输和吊装M139.59中的受力,上翼缘板常受到反向弯矩的作用,为增强板的受力性能,采用
双筋布置,受拉区钢筋的间距采用100㎜,用10mm20MnSi筋,供给面积785㎜2,在受压区采用间距140㎜的φ8㎜筋,供给面积为359㎜2。
a0.027m,a'0.026m.. 截面复核:
nAgAg'10785106359106A0.093bh010.123Bx2nAgh0Ag'a'bh022107851026A2BAh00.0930.0140.0930.1230.0360.1233591060.0260.14210.123213bxnAg'xa'y30.02312bxnAg'xa'2Zh0xy0.1230.0360.0230.11g
M15.73182166KPag180MPa,6Ag.z785100.11不超过5%,满足要求。
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hgx1821660.0367538KPa7.5MPawnh0x100.1230.036xa0.0360.02618216620939KPa20.9MPagh0x0.1230.036'
g'g.均满足要求。
Ⅱ-Ⅱ截面在第一种荷载组合时的弯矩为:
0.650.9150.9154.1250.915100.9152221.060.560.30.8271.751.060.91540.561.415
220.762.01533.6KN.mM2192.10.65在第二种荷载组合时的弯矩为:
0.9150.5M22104.1250.9150.30.827100.50.915220.561.0640.561.4151.751.060.9150.762.0152220KN.mM21M22
仍是第一种荷载组合控制设计。
Ⅱ-Ⅱ截面的布筋和Ⅰ-Ⅰ截面是连续的,现检算Ⅱ-Ⅱ的强度。 由上可知:h0.245m,b1m,a0.027m,a'0.026m.受拉区钢筋间距100㎜,用Φ10㎜20MnSi筋,供给面积为国为785㎜2,受压区采用钢筋间距140㎜的φ8筋,供给面积为359㎜2。
截面复核如下:
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h0ha0.2450.0270.218ABxnAgAg'2nAgh0Aga'bh0bh021078510'2107851023591060.05210.21866A2BAh00.0520.0760.0520.2180.05m0.2183591060.0260.076210.2182131'2bxnAgxa'.10.053103591060.050.026y330.033121'bxnAgxa'10.052103591060.050.02622Zh0xy0.2180.050.0330.201mgM33.6212948KPa212.9MPag180MPa6AgZ785100.201且超过5%,不满足要求。所以该梁上翼缘板为Ⅱ-Ⅱ截面控制设计,需重新设计布筋。
已知:b1m,h0.245m,20MnSi筋,C40混凝土,n10,承受的荷载弯矩为M=33.6KN.m。
180000K12.8,
gw14000查表得:5.35,0.437,1.7%
a0.027,h0ha0.2450.0270.218
M11wbh02211400010.2182124KN.m,远大于所承受5.35的荷载M33.6KN.m,为节约钢材,本截面宜采用低筋设计。
bhrg0M18000010.2182254.6
33.6
,0.916 查表得:0.43%,0.253 6
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得:Agbh00.43%10.2180.0009374m2937.4mm2
基于上面Ⅰ-Ⅰ截面相同的理由,本板在受压区也设置少量钢筋,受拉区采用钢筋间距80㎜的Φ10㎜的20MnSi筋,供给面积为982㎜2,在受压区采用间距140㎜的φ8筋,供给面积为359㎜2。
截面复核如下:
h0ha0.2450.0270.218ABxnAgAg'2nAgh0Aga'bh0bh021098210'2109821023591060.06210.21866A2BAh00.0620.0940.0620.2180.055m0.2183591060.0260.09410.21822131'2bxnAgxa'.10.0553103591060.0550.026y330.036121'bxnAgxa'10.0552103591060.0550.02622Zh0xy0.2180.0550.0360.199mghg'M33.6171939KPa172MPag180MPaAgZ9821060.199gx1719390.0555802KPa5.8MPawnh0x100.2180.055xa'0.0550.026g17193930590KPa30.6MPagh0x0.2180.055 Ⅰ-Ⅰ截面和Ⅱ-Ⅱ截面布筋连续,Ⅱ-Ⅱ截面控制设计,故Ⅰ-Ⅰ截面
不需检算。
上翼缘道碴槽板内边板受力较外边板小,无人行道,且跨度小,截面尺寸相同,为便于施工采用和外边板相同的布筋,故不需检算。
上翼缘道碴槽板内的主筋按以上设计布置,为确保主筋受力的连续性,按《桥规》要求设置部分分配钢筋,为承受横隔板处沿纵向产生的负弯矩,在横隔板上方的板内设置间距100㎜的φ8筋,详见设计图。
四、 主梁计算及配筋设计
㈠主梁受力计算
1、计算荷载:梁的计算跨度为18m。 ⑴恒载:
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① 线路设备及道碴重Hx10KPa1.95m19.5KN/m, ② 人行道重HR1.75KPa1.05m0.76KN/m2.6KN/m ③ 梁自重: 梁的体积V=
0.120.150.150.2450.140.270.30.070.10.030.030.630.28522220.120.150.150.3650.450.2720.2152221.391.51718.60.09523.620.7350.161.3930.6250.461.5172221.54m3 梁自重HL21.542529.9KN/m 18恒载总计为HZHXHRHL19.52.629.952KN/m ⑵活载
是指计入冲积力的列车活载,人行道的竖向静活载因不与列车活载同时计算,且数值较小,不控制设计,设计中可不考虑此荷载。
2、内力计算
L⑴跨中处的弯矩:
2MLM恒M活
2MM恒1211ql2521822106KN.m8811K0512
活126其中:1+1
30L 8
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41h410.521.92 6111.921.243018查表得:
换算均布荷载K0.5=114.2KN/m 影响线面积:
1M121184.540.5m2代入M1得活2211.24114.240.52868KN.m2
活MLM恒M活210628684974KN.m
2⑵
L处的弯矩计算 4MLMLML
4恒4活4MM恒L4323ql521821579.5KN.m323211KL.L11.24120.313.375182265.5KN.m 22244活L4ML1579.52265.53845KN.m4⑶跨中
L处的最大剪力计算 2 9
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剪力影响线如图: 18m 0.5 跨中剪力影响线
0.5 LX0.817 L变截面距支座3.3m处
3.3 1.0 支座处剪力影响线
QLQ2恒L2Q活L2QQ恒L2011K02
活L2查表得:K0=165.5KN/m 按上图计算影响线面积10.592.25 2Q活L211.24165.52.25231KN 2⑷支座处最大剪力计算
Q0Q恒0Q活011ql5218468KN22 111Q活01K01.24133.2118743222Q04687431211Q恒0⑸变截面距支座3.3m处最大剪力计算
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Q3.3Q恒3.3Q活3.3Q恒3.3Q活3.311qlq3.35218523.3296KN 2211K02查表得:K0=141.3
1影响线面积0.817183.36
2Q活3.3Q3.311.24141.36526 2296526822KN⑹根据以上算得各截面的最大弯矩值和剪力值,描点连成弯矩包络图和剪力包络图。见下图:
18m 1211 822 231 剪力包络图 231
822 1211 弯矩包络图
3845 3845 4974
㈡主梁配筋设计
1、主筋截面选择及配置
已知g180MPa,w14MPa,n10 本梁上翼缘的平均厚度:
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0.120.150.150.2450.120.15.0.630.2852.0.45'222hi0.157m0.630.28520.45
假设a0.075m,则h0ha20.0751.925m 取Z092h00.921.9251.771m 主筋的截面积估计为:
AgM49740.0156m2156cm2 g.Z1800001.771采用34根Φ25㎜的20MnSi筋,供给面积Ag16690mm2,布置为三
层,三根一束的为8束,两根一束的9束,单根的为2根,布置如图所示:
57 23.4 57 96.2 23.4 43.4 58 129 110 106 110 129 58 700
钢筋的形心位置距梁底边的距离:
4204.22147.210123.8666.81243.496.2mm 34h0ha20.0961.903a2、主筋应力复核
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首先假定中性轴在翼板内,按宽度为bi1.92m,有效高度为
'h01.903m的矩形截面计算x值。
Agbih0'166901.65%
1.921.903查表2-12得0.433
'xh00.4331.9030.8239mhi
所以中性轴在梁梗内,与原假设不符,应重新按T形截面计算x值。
ABnAghibibbh0'2''101669010'0.1571.920.270.8290.271.90362nAgh0hibibbh02210166901021.9030.15721.920.270.271.90326 =0.691
xA2BAh0'0.8290.6910.8291.9030.657m
'3'2i31.920.657gy3bx'i2bix3bibxhi2'ib'bxb21.920.65731.920.270.6570.15720.5417m1.920.270.6570.15732
Zh0xy1.9030.6570.54171.788mM4974166679KPa167MPa[g]AgZ166901061.788最外一层主筋应力验算
a10.0434mg1 hxa120.6570.0434g167174MPa[g]h0x1.9030.657受压区混凝土的最大压应力为:
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hx0.657g1678.8MPa[g]
nh0x101.9030.657均满足要求。 3、剪应力计算 梁端剪应力:
Q12111472KPa1.472MPa[Zl1]2.35MPa
bZ0.461.788>[Zl2]0.87MPa
需要按计算设置剪力钢筋。
距支座3.3m处的剪应力计算,此处为变截面,腹板厚b0.46m处
3.3端Q822999KPa0.999MPa[Zl1] bZ0.461.788
>
[Zl2]
距支座3.3m,腹板厚b=0.27m处的剪应力计算:
Q8223.3中1703KPa1.703MPa[Zl1]
bZ0.271.788 >[Zl2]
跨中剪应力计算:
Q231中478KPa0.478MPa<[Zl2]
bZ0.271.788 >[Zl3]0.43MPa
4、箍筋设置及计算
根据构造要求,箍筋采用20MnSi的Φ8筋,间距ak200mm,肢数
nk4肢的设置方法,为施工的方便以及增强钢筋骨架的整体刚度,箍筋
间距沿梁全长均是200㎜。
故而,箍筋所能承受的主拉应力为:
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kknkAk1[g]bak
在梁端部分,距支座3.3m区段,梁腹板厚b=0.46m,该区段箍筋承受的剪应力为:
450.27180kk0.393MPa
460200在梁中部,梁腹板厚b=0.27m,该区段箍筋所能承受的剪应力为:
450.27180kk0.67MPa
2702005、斜筋的计算与设置
根据以上剪应力计算的结果,绘出剪应力分配图如下: 计算需设置斜筋的梁段长度C,按比例关系求得:
1703670x5.74.807m
1703478需设置斜筋的梁段长度C=3.3m+4.807m=8.107m 由斜筋承受的剪应力图面积W=W1+W2
99939314723933.32780KN/m W12
1W24.80717036702483KN/m
2需弯起斜筋根数nc为:nc2Wb
2Ag1[g]梁中部需弯起的钢筋数量:
nc中224830.275.4(根),取6根。 62Ag1[g]2490.910180000227800.4610.2(根),取12根。 62Ag1[g]2490.9101800002W1b端2W2b中梁端需弯起的钢筋数量:
nc端共弯起18根主筋作为斜筋,分9批弯起,每批弯起2根,弯起位置由图解法确定,见图(附后):
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3845 4974 1703
1472 393 670 478 3.3 5.7
注:腹板厚度变化处的过度段长0.39m,本图忽略从中间计算。
6、架立钢筋和分配钢筋的设置
架立钢筋用以架立箍筋,本梁在箍筋的上端设4根φ16的架立筋。 分配钢筋的作用是把荷载传递给主筋,同时承受温度变化及混凝土收缩引起的拉应力,又起到固定主筋的作用。根据构造要求,在箍筋的外侧设置φ8的分配钢筋,腹板处间距100㎜,其余处所设在主筋转弯处和较大空档处。
7、材料图形
⑴首先根据以上计算的数值画出弯矩包络图。 ⑵计算跨中截面全部纵向主筋容许承受的弯矩:
[M]Ag[g]Z166901061800001.7885372KN.m
将[M]=5372KN.m按主筋根数分成34等分,再按图解法确定的斜筋位置,绘出材料图形。(附后)
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8、裂缝宽度的检算
80.4d fK1K2r80Egz在本梁设计中: K10.8K210.3M1M286821060.5210.30.51.385MM49744974gr1.1g167MPaEg210000MPa
z1n12n23n3Ag1120.8580.724490.9106Ah120.0960.70.0935将以上各值代入f得:
80.4dfK1K2r80Egz0.81.3851.116780.42580 2100000.0935g0.1346mm[f]0.20mm符合要求。
9、翼板与梁梗连接处的剪应力检算 ⑴上翼缘板与梁梗连接处的剪应力
根据试验,检算距支座2m处的剪应力。
'hbSa hi'S0式中:—T形梁中性轴处的剪应力
Q9931207KPa bZ0.461.7880.120.150.150.2130.630.1922翼板平均厚度hi0.146m
0.630.19 17
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0.1463Sa0.1460.630.190.6570.070m20.146 S00.1460.630.190.190.450.657
20.6570.460.6570.2238m32'hbSa0.460.071207815KPaZl2870KPa =
0.2130.2238hi'S02主拉应力:
Zl'2hh 22h其中:h为检算截面的弯曲压应力
hi0.1460.657221677.8MPa hgnh0x101.9030.657xZl780078002'2hh81584KPa(负号
2222h22表示为压力) 〈Zl2870KPa
⑵受拉区下翼缘与梁梗连接处的水平剪应力h(与其主拉应力值相等),梁端处剪应力最大,按下式计算:
hbAgihiAg
Q12111472KPa bZ0.461.788式中:—支座处的剪应力。 hi—翼板与梁梗连接处的厚度。hi0.27m
Agi—翼板悬出部分纵向受拉钢筋的截面积。Agi1963mm2
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Ag—受拉钢筋总的截面积。Ag7854mm2
hbAgihiAg14720.461963627KPa0.627MPaZl2
0.277854经检算符合要求。
五、 墩计算及配筋设计
本桥桥墩的各部尺寸已按构造要求拟定完毕,墩顶帽、支承垫石内的钢筋网也按构造要求设置完毕,见第二节:尺寸拟定。根据已有的资料,对拟定的桥墩进行检算如下:
㈠本桥有关资料
1、 桥跨结构:等跨L=18m道碴桥面钢筋砼梁,梁全长18.6m,梁缝0.06m,轨底到梁底的高度为2.52m,轨底至桥墩支承垫石顶面高度为2.72m。弧形支座,支座高0.2m。
2、 桥上线路情况:平坡、直线、单线铁路。
3、 水文地质情况:该桥位于城市郊区,无水,旱桥。 4、 桥墩所用材料:墩身、托盘、顶帽均采用C30砼。 ㈡荷载计算 1、恒载
⑴由桥跨结构传来的恒载压力
N121.542518.60.065.195103.91902KN ⑵顶帽及墩身自重
顶帽体积:V13.05.00.57.5m3 托盘体积V21.3212.61.3222.620.87.37m3
墩身体积V31.3212.6431.64m3 墩底截面以上桥墩自重:
N2V1V2V3r砼7.57.3731.64231070KN 2、竖向静活载
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对于各检算项目的最不利活载图式有:1孔轻载、1孔重载、双孔重载和双孔空车活载,分别计算如下:
⑴1孔轻载,活载布置如图: 5×1.5 92KN/m 220KN
0.3m R0 R1 00. 0.33m
根据M00,可求得支座反力R1。 R1111.1220530.311.1927.50.3888KN 182R1对桥墩中心力矩为: MR18880.33293KN.m
⑵1孔重载,活载布置如图:
92KN/m 220KN
R0 R2 R
支座反力: R2111.111.1920.3522018.630.3KN 1233182 20
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R2对桥墩中心力矩为:
MR212330.33407KN.m
⑶双孔重载,活载布置如图: G G 92KN/m 220KN x
R3 rr R4 L1=18.33 L2=18.33
12根据
G1G2,L1L2,G1G2。 L1L2即:9218.6352209218.33x7.5
从上式求得x4.157m,此时为最不利情况,利用静力平衡方程求得支座反力:
118.63R318.63920.3858KN18218.334.1577.51522034.15718.334.1577.592R42187.54.157949KN
桥墩所受压力:
R34R3R48589491807KN
R3,R4对桥墩中心的力矩:
MR349498580.3330KN.m
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⑷双孔空车活载,活载布置如图:
10KN/m
R0 R0
R5 R5
桥墩所受压力:
R空2R521018.66186.6KN R空对桥墩中心的力矩:MR空0
3、制动力
⑴1孔轻载与1孔重载时的梁上竖向静活载相同,故其制动力也相等,为:
Pt52209218.67.50.1212.1KN
Pt对墩身底部截面的力矩为:
MPt212.140.80.50.20.11188KN ⑵双孔重载时的制动力
左孔梁为固定支座时传递的制动力:
Pt19218.630.1100%171KN 右孔梁为活动支座时传递的制动力:
Pt252206.673920.150%86KN 传到桥墩上的制动力:
PtPt1Pt217186257KNPtmax212.1KN 故双孔重载时采用制动力PtPtmax212.1KN
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Pt对墩底截面的力矩为:
MPt212.140.80.50.20.11188KN.m 4、纵向风力
根据《桥规》规定,查表计算风荷载强度:
wK1K2K3w00.811700560Pa0.56KPa ⑴顶帽风力:
Pw1w.A0.565.00.51.4KN Pw1对墩底截面的力矩:
MPW11.440.80.257.1KN.m ⑵托盘风力:
4.63.6Pw20.560.81.84KN
2Pw2对墩底截面的力矩:
MPW21.8440.4168.1KN.m ⑶墩身风力:
Pw30.563.648.06KN Pw3对墩底截面的力矩:
MPw38.06216.12KN.m
㈢墩身底部截面的检算
本墩为等截面墩身,上下各处截面均相同,故墩底处为最不利截面,只需对墩底处墩身截面进行检算。
1、墩底截面特性
墩底面积:A1.3212.67.91m2
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截面绕y轴的惯性矩: 1.3 1.0 1.3
y 2.6 x 墩底截面示意图 12.6413Iyad12.633.71m4
64126412d4截面抵抗矩:WyIy3.712.85m3
d1.32回转半径:ryIyA3.710.685m 7.91截面绕x轴的惯性矩:
221ad34Ixda20.00686d0.2122d122822112.6342.6120.00686d0.21222.6 12820.226.56.72m4截面抵抗矩:WxIxh26.726.723.73m3 3.61.82回转半径:rxIx6.720.85m A7.912、墩身受压稳定性的检算
本桥桥上线路为直线、平坡,桥墩可能产生弯曲失稳的方向与弯矩作用平面的方向(纵向)一致,且桥墩横向的截面抵抗矩和回转半径均比其
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纵向大的多,本墩又为粗矮桥墩,xmax1,故本墩的受压稳定性在两个方向上都不需检算,直接对墩身底部的截面强度进行检算。
3、墩身底部截面的纵向检算
墩底截面纵向的应力和偏心一般在主力组合时不控制,故考虑主力加纵向附加力进行墩底截面的检算,见下表:
从表上可看出,桥墩在纵向上强度和稳定均十分富余,而该桥又位于直线、平坡,所受的横向力较小,且桥墩横向截面的抵抗矩和惯性矩均比其纵向大,故本桥墩的横向可不检算。
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墩底截面应力和偏心检算(主力+纵向附加力) 活载情况 一孔轻载 N P (KN) (KN) 2790 1070 3860 212.1 11.3 223 M (KN.m) 293 1188 31.3 1512 一孔重载 双孔重载 力及力矩 主力 附加力 墩顶合力(恒载+活载) 桥墩自重 制动力或牵引力Pt 风力Pw N P M N P M (KN) (KN) (KN.m) (KN) (KN) (KN.m) 3135 1070 4205 212.1 11.3 223 0.387 0.78 7.91 2.85 532 571 1103 -39 0.77 407 1188 31.3 1626 3709 1070 4779 212.1 11.3 223 0.261 0.78 7.91 2.85 604 438 1042 166 30 1188 31.3 1249 墩底截面合力(主+附加力) 合力偏心eMN(m) 15120.392 38600.62.60.78 27.91 2.85 488 531 1091 -43 容许偏心e0.6s(m) 墩底截面面积A(㎡) 截面抵抗矩wm3 1NAKPa 2MwKPa max12KPa min12KPa 应力系数aR ne2R 10.77 1.30.3920.151 2.62.105 1027 'max'0.3872.60.149 查表得 N'(KPa) A2.111 1123 1.3圬KPa 查表得圬10.5MPa10500KPa,1.3圬13650KPa 1
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