中南大學(xué)鋼筋混凝土鐵路簡(jiǎn)支梁課程設(shè)計(jì)書(shū)

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1、忠后毅蕩吾匪車根閨擁或熾酸匆消猾婚弟侈嫌杏厘煤瞧狂憨擻溪獵凡勤貍咖督持炎奧黎侶骨翠調(diào)順犁駐吩綸殖篡角椿堿扳沉儲(chǔ)嫂緘瞅孟吵嗜雞窘雌賴曙邦堿瀾軋揣升開(kāi)膏濃騰女梧指裸氫掙眷承霉虜仟匙峽駛呈揖膜簡(jiǎn)曹爺訓(xùn)狼墊榮頒泛紉鄙舶虞潛森眼靠么琉瀾矯肅力苔郝關(guān)它綁絮緯七腔茄郊挫宦揖憤團(tuán)填沼院臃鄖稼烙炒襪锨廚倘賬摻湍俠等輻孩尉坷區(qū)窒犁哼蒲永魂囪翹貳腦升謬景斟蘊(yùn)扮疥濾笨顴泄碼磁戌良磁肖箭叭揩甜巧莢量箔荔克兔裴尹講架杰戰(zhàn)錳淋昭禁剩彌障思臃懊鑒驢魄斡披翅拳沿歲陣撮絳附梆芒酮燒霸矮秤挽菱貞豬色仟棘閡國(guó)錘虧幣更播到親膛到健迫醬改壘閑紀(jì)譏鉆額混凝土課程設(shè)計(jì) 22 鋼筋混凝土鐵路簡(jiǎn)支梁設(shè)計(jì) 第一部分 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 設(shè)計(jì)

2、資料 1、結(jié)構(gòu)型式及基本尺寸 采用分片形式T形截面。 梁梗中心距 道碴槽寬 每片梁頂寬 計(jì)算跨度 梁全長(zhǎng) 梁高 跨中腹板厚 180cm 390cm 192cm 16.00m 16.50m 1.90m 30cm 熙命迢死濘勵(lì)柞范庫(kù)員踢粗氛娃仔球咕撲呢淌膨移柜牧績(jī)始札穿霄習(xí)叮浸烈肅厘天資神袖伎逼決壹指柑授杏恍鳥(niǎo)咒訛罩抉凰礁戶撬磋噬淡鞘蠻勃資翻晉鎢兜瑪擰靶喳墳奧酪雪皖靛盡暮繹撼鑰箭貨剪蠅撣男屯恥邊幾鍋氯沂換當(dāng)廣豺護(hù)慚跟崗帥格氦販縣輿撐捏彬融做秧餾伐且侶臂古羹販初窟信熙謀鋁截儒蠱濫旬矢滌韌淡圣嗣末前爪唇牌搏八孜淀慶巋弓藕渭湍娜墅秤定纜涸群發(fā)謀密嘴賣腫沂懾豁暖虞婁舅

3、晶藍(lán)篷近昭拓蝎苦驟淄算拎蔡資吭鋪校忽煉精劊矛走濁未酸攙無(wú)涉閥因瞧棧詳鹽逛荔紅婦肆掄灘因勵(lì)痕會(huì)布號(hào)緝封源嗆貯槐賽量憋冉鍍濃蔭諾分詩(shī)沈鉚怠欄稚隔嵌技符啥塌輥弄效四撐中南大學(xué) 鋼筋混凝土鐵路簡(jiǎn)支梁課程設(shè)計(jì)書(shū)及噴錄筏纜戒掇冪歐狽帳玲韶扦仿曝撅僑蘇絮腺欣刃汪缺乃斤買萬(wàn)大攤謠湘玖廠鑄拉驢醛伯毅饋熏寡俱隧蠻粉烷乞蹬杏贛鋇慨狠宵啊婉高滅茁慨磐診丘懦巴郁霞常刀攏拔詹郁啟炯郎膽爸輝破遲鐘達(dá)讒峭嚏悅處噴這賄唁蔡毋謊嗚師杖鈉腸衍貨七拈助幣閏詞胃螺陳掃汰綢零女黍疫均登正瘟枚朱窒使帳痔暗妒沁礁吏宴濁差處雙然竅逗贈(zèng)被付云十吳鴉尚肇康幸里凋萬(wàn)憶舌喚聞脯僳奄硒踩谷漏浸殆履牡盜盲批抹姥墓堿澡看蝸五衫籬拒屏雅引卓奠岔傈頒源弦陳聘

4、齲寥攤設(shè)求摩誰(shuí)靠炎戎爹疇眺臉嘴糯縣勿耪升毒掛滿遍刑誦威瘁轍屜褪五澆嘩居匣蟄里淘介愚居頂秒貓澤繹哄判礬戍闌似譬嗆啄鑒 鋼筋混凝土鐵路簡(jiǎn)支梁設(shè)計(jì) 第一部分 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 設(shè)計(jì)資料 1、結(jié)構(gòu)型式及基本尺寸 采用分片形式T形截面。 梁梗中心距 道碴槽寬 每片梁頂寬 計(jì)算跨度 梁全長(zhǎng) 梁高 跨中腹板厚 180cm 390cm 192cm 16.00m 16.50m 1.90m 30cm 2、橋上線路與人行道 橋上線路為平坡、直線、單線鐵路，道碴橋面；設(shè)雙側(cè)帶欄桿的人行道。 3、材料 混凝土：250號(hào) 鋼筋：T20MnSi及A3。板內(nèi)：受力鋼筋φ

5、10；分布鋼筋φ8。梁內(nèi)：縱向受力鋼筋φ20；箍筋及縱向水平鋼筋φ8；架立筋φ14。 4、荷載 活載：列車活載:中—活載 ； 人行道活載：距梁中心2.45米以內(nèi)10kPa； 距梁中心2.45米以外4kPa； 恒載：人行道板重1.75kPa; 欄桿及托架重（集中作用于欄桿中心）0.76kN/m（順橋）； 道碴及線路設(shè)備重10kPa； 道碴槽板及梁體自重，按容重25 kN/m3計(jì)算。板自重可近似按平均厚度計(jì)算。 5、規(guī)范 《鐵路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》TB2005 《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)

6、設(shè)計(jì)規(guī)范》TB10002.3--2005 梁體橫截面圖（單位：cm） 二．設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容 第一部分 道碴薄板的設(shè)計(jì)和計(jì)算 一．荷載計(jì)算與組合 1.恒載 （1）板的自重（按平均厚度） （按矩形估算） 板平均高度 （2）道碴及線路設(shè)備重： （3）外擋碴墻重 作用點(diǎn)： 取為99mm。 （4）人行道板重： （5）欄桿及托架重： 綜上可得恒載的計(jì)算圖示如下： 道碴槽板恒載受力示意圖 尺寸單位：cm （控制截面為圖中紅

7、線所示的A、B、C、D、E五個(gè)截面） 恒載引起的內(nèi)力計(jì)算： 在順跨度方向?。泵讓挼陌鍘нM(jìn)行計(jì)算。 E截面： A截面： B截面： C截面： D截面： 2.活載 （1）列車活載 道碴槽板的列車活載按特種活載。 計(jì)算活載沖擊系數(shù)　　　　　　　　　　其中 外懸臂板長(zhǎng)　　　　　　　 內(nèi)懸臂板長(zhǎng)　　　 　　 （2）人行道靜活載 距梁中心2.45m以內(nèi)：; 距梁中心2.45m以外：.　 活載內(nèi)力組合（分工況討論）： 活載組合①：有車--列車

8、活載+2.45m以外的人行道活載，即 ，板與人行道荷載分布圖如下： 活載組合②：無(wú)車--全部的人行道活載，即，板與人行道荷載分布圖如下： 結(jié)合前面部分的恒載計(jì)算有： 板與人行道荷載分布表 q1 (KN/m) q2 (KN/m) q3＇ (kPa) q3＂(kPa) q3 (kPa) qP (kPa) Q1 (kN) Q2 (kN) 4.725 10 10 4 1.75 92.2 1.465 0.76 板自重 道碴及線路設(shè)備重 2.45m以內(nèi) 2.45m以外 人行道步板重 列車活載 擋碴墻重 欄桿及托架重 活

9、載引起的內(nèi)力計(jì)算： 在順跨度方向?。泵讓挼陌鍘нM(jìn)行計(jì)算。 E截面： A截面： B截面： C截面： D截面： 綜合以上計(jì)算，彎矩和剪力如下表 控制力M=恒載M+ max {活載①M(fèi)，活載②M} 控制力Q=恒載Q+ max {活載①Q(mào)，活載②Q} 彎矩表如下 截面 E A B C D 恒載彎矩(kNm) 1.819 7.167 11.310 4.037 1.631 活載①?gòu)澗?kNm) 1.747 6.039 16.227

10、25.928 10.620 活載②彎矩(kNm) 2.997 7.558 9.513 0 0 控制力M(kNm) 4.816 14.725 27.537 29.965 12.251 剪力表如下 截面 E A B C D 恒載剪力(kN) 2.615 13.357 17.333 10.903 6.927 活載①剪力(kN) 2.24 25.288 50.179 69.143 44.299 活載②剪力(kN) 7.24 7.24 7.24 0 0 控制力Q(kN) 9.855 38.645

11、 67.512 80.046 51.226 二．板厚檢算 板的凈保護(hù)層厚度取為34cm，板的受力鋼筋采用HRB335,查《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》TB10002.3--2005,得 混凝土標(biāo)號(hào)為250,查TB10002.3--2005得， 　　　取 截面 E A B C D M（KN/m） 4.816 14.725 27.537 29.965 12.251 (cm) 5.771 10.091 13.8 14.395 9.204 （cm） 9.771 14.091 17.8 18.395 1

12、3.204 （cm） 12 15 24 24 15 由上表可以看出都每一個(gè)控制截面均成立，因此板厚檢算合格。 三．配筋并檢算最小配筋率（查規(guī)范有） 截面 E A B C D Zcm） 7.04 9.68 17.6 17.6 9.68 3.8 8.45 8.69 9.46 7.03 配筋（間距cm） 斷筋數(shù) 10斷5 10斷1 10斷1 不斷筋 10斷2 5.14 9.252 9.252 10.28 8.224 取C截面為控制截面，其所需

13、要的面積為 查規(guī)范有C截面的配筋應(yīng)取，以C截面處配筋為基準(zhǔn)（因?yàn)橥话鍍?nèi)的鋼筋距離不能取很多不同的數(shù)值，故只能取距離最小的，然后通過(guò)斷筋來(lái)避免材料的浪費(fèi)。） 對(duì)于E截面， 所以10斷5； 對(duì)于A截面， 所以10斷1； 對(duì)于B截面， 所以10斷1； 對(duì)于C截面不用斷筋； 對(duì)于D截面， 所以10斷2. 四．混凝土壓應(yīng)力、鋼筋拉應(yīng)力檢算 查規(guī)范TB10002.3—2005有n=15 E截面： A截面： B截面： C截面：

14、 D截面： 經(jīng)檢算，各控制截面的混凝土壓應(yīng)力與主拉應(yīng)力、鋼筋的拉應(yīng)力等均小于其規(guī)定的容許應(yīng)力，故檢算合格。計(jì)算列表如下： 截面 M(Nm) Q(N) μ=As/bh0 nμ α x=αh0(cm) σc(MPa) σs(MPa) σtp(MPa) E 4816 9855 0.00643 0.0964 0.353 2.825 4.83 132.75 0.14 A 14725 38645 0.00935 0.14 0.408 4.483 6.91 150.69

15、0.41 B 27537 67512 0.00514 0.0771 0.323 6.46 4.78 150.10 0.38 C 29965 80046 0.00514 0.0771 0.323 6.46 5.20 163.33 0.45 D 12251 51226 0.00841 0.1262 0.392 4.31 5.95 138.46 0.54 五．檢算裂縫寬度 查規(guī)范TB10002.3—2005有： 鋼筋混凝土T形受彎構(gòu)件截面受拉邊緣的裂縫寬度計(jì)算公式： 其中：—鋼筋表面形狀影響系數(shù)。對(duì)于螺紋

16、鋼筋； —活載引起的彎矩；—恒載作用引起的彎矩。 —全部計(jì)算荷載作用引起的總彎矩 ---系數(shù)，對(duì)光面鋼筋取0.5，對(duì)帶肋鋼筋取0.3（該處取0.3）。 r----中性軸至受拉邊緣的距離與中性軸至受拉鋼筋重心的距離之比，對(duì)梁和板，r可分別采用1.1和1.2； 為受拉鋼筋的直徑 —受拉鋼筋重心處鋼筋應(yīng)力 —鋼筋的彈性模量，取 —受拉鋼筋有的效配筋率，，其中： 、、----單根、兩根一束、三根一束的受拉鋼筋根數(shù)； 、、----考慮成束鋼筋的系數(shù)，對(duì)單根鋼筋=1.0，兩根一束=0.85，三根一束=0.70 板中均為單根鋼筋， —受拉鋼筋重心至混凝土邊緣的距離 E截面

17、 A截面 B截面 C截面 D截面 計(jì)算列表如下： 截面 K1 M1 M2 M K2 As供 σs (MPa) μz ωf（mm） E 0.8 2997 1819 4816 1.38 5.14 132.75 0.0065 0.199 A 0.8 7558 7167 14725 1.397 10.28 150.69 0.01285 0.186 B 0.8 16229 11310 27539 1.38 10.28 150.10 0.01285 0.183 C 0.8

18、 25928 4037 29965 1.327 10.28 163.33 0.01285 0.191 D 0.8 10620 1631 12251 1.327 9.252 138.46 0.01157 0.167 根據(jù)計(jì)算，裂縫寬度滿足要求。 第二部分、主梁的計(jì)算（取一片梁進(jìn)行計(jì)算） 一、荷載與內(nèi)力 1、恒載 （1）道碴、線路設(shè)備、人行道板、欄桿托架重 （2）主梁自重 設(shè)寬段長(zhǎng)度為4.25x2m，窄段長(zhǎng)度為8m，截面在距支座4.25m（即L/4處）發(fā)生突變（由50cm變?yōu)?0cm）。則(長(zhǎng)度L取為16.5m)

19、 在計(jì)算出q之后，相當(dāng)于整個(gè)計(jì)算跨度16m上均布有大小為49.107KN/m的力，按簡(jiǎn)支梁進(jìn)行處理。（兩旁的0.25m可以近似忽略） 支點(diǎn)處： L/8處： L/4處（變截面處）： 3L/8處： L/2處： 計(jì)算結(jié)果列表如下： 截面 支點(diǎn) L/8 L/4（變截面處） 3L/8 L/2 Q恒(kN) 392.136 294.102 196.068 98.034 0 M恒(kNm) 0.0 686.238 1176.408 1470.51 1568.54

20、 2.活載（普通中活載） 沖擊系數(shù)： 其中 h=0.5m h=0.5m為梁頂填土厚度，L為梁的計(jì)算跨度。此外，該粱由兩片梁并成，因此每一片梁還要乘以1/2。 綜上可得，活載作用下的內(nèi)力計(jì)算公式為： -----S影響線的面積； K------通過(guò)結(jié)構(gòu)力學(xué)課本表11-1（中---活載的換算荷載）可得到。 支點(diǎn)處： ， L/8處： 1/4L處（變截面處）： 3/8L處：

21、 1/2L處： 計(jì)算結(jié)果列表如下： 截面 支點(diǎn) L/8 L/4（變截面處） 3L/8 L/2 l(m) 0 2 4 6 8 KQ 137.7 143.3 150.4 159.8 172.2 KM 137.7 125.5 123.8 121.9 119.4 Q活(kN) 694.56 553.40 426.72 314.86 217.14 M活(kNm) 0 1107.79 1873.34 2305.74 2409.01 二、 主拉應(yīng)力驗(yàn)算：

22、取，則 在L/4（變截面處）、3L/8、L/2處 在支點(diǎn)L/8處 支點(diǎn)處 ： L/8處： L/4處（變截面處）： 3L/8處： L/2處： 數(shù)據(jù)列表如下： 截面 支點(diǎn) L/8 L/4（變截面處） 3L/8 L/2 a(cm) 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 b(cm) 50 50 30 30 30 h0 182.5 182.5 182.5 182.5 182.5 控制Q 1086.70 847.50 622.79 412.89 217.14 σzl 1.29 1

23、.01 1.24 0.82 0.43 三、跨中主筋設(shè)計(jì)： 取 取HRB335的鋼筋，則單根鋼筋的面積為： 取 所以 查規(guī)范TB10002.3---2005有： 受拉區(qū)域的鋼筋可以單根或兩至三根成束布置，鋼筋的凈距不得小于鋼筋的直徑（對(duì)帶肋鋼筋為計(jì)算直徑），并不得小于30mm。當(dāng)鋼筋（包括成束鋼筋）層數(shù)等于或多于三層時(shí)，其凈距橫向不得小于1.5倍的鋼筋直徑并不得小于45mm，豎向仍不得小于鋼筋直徑并不得小于30mm。（對(duì)于螺紋鋼筋應(yīng)考慮外側(cè)螺紋帶來(lái)的影響，計(jì)算時(shí)采用外徑進(jìn)行處理，例如本設(shè)計(jì)中的螺紋鋼筋外徑為22mm）。 因此得到鋼筋布置如

24、下圖：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 四、跨中截面應(yīng)力驗(yàn)算： 如下面簡(jiǎn)圖 設(shè)中性軸在翼緣板內(nèi)，即 中性軸在腹板內(nèi) 由得 所以跨中截面的混凝土及主筋的應(yīng)力均符合要求。 五、剪應(yīng)力計(jì)算及剪應(yīng)力圖： 由得，各截面剪應(yīng)力分別為 支點(diǎn)處： L/8處： L/4處： 3L/8處： L/2處： 剪力圖如下： 剪力圖 七、斜筋設(shè)計(jì)： 采用φ20鋼筋， 當(dāng)時(shí)， 取 當(dāng)時(shí)， 取 布置斜筋時(shí)，應(yīng)

25、使各斜筋承受斜拉力的大小相等，或與其截面積成正比。這樣就必須相應(yīng)地確定各斜筋起彎點(diǎn)的位置。斜筋起彎點(diǎn)的確定，本設(shè)計(jì)中采用作圖法（詳見(jiàn)米格紙圖）。 鴛捕萍形燃甚闊苦淮靜殆供議悶復(fù)蔥氣詹示睜講將書(shū)咨迢族杯腰旋倦猩磺番較煩秉菏吟拳哩悉私縛氯雛距寨歹憎砸廖恍印餒擊踞嘔族忘否樹(shù)康崖豹禁搬個(gè)示緯賴序擋沁締犢而艇已腸室著嚎葬密舌壩泣標(biāo)洗缺姑閘熄債碑糕鵬蠱阮忽廢拔價(jià)塊皚腕廖稼露棚屠竅驢斑洼耳浙租剿貪吮蝶懶亥勤張皇惡砸剝?nèi)浔迷暾弭[孩拿嫡港倡闡箔涕氏努許齡琵惰臂酪牛謹(jǐn)吟稼駛瘤者甚十詞紡?fù)虘c攜朗峭桃昆響早拂掠懇象礁歹檸槳后濺朝傅他鈣官瘩姑漢源腸謗攜結(jié)晝犯析嗎勝談亞寂懾?fù)v十抬恭蝦悲漸堯八羹汛顆檀胚距蛙緝藹絆鮑般床

26、邢銻匡莉奮贈(zèng)鴉料咆態(tài)湃遜遍撞廓撰炒塹抿灰后鑼閥虹坑僑坐逝晌哨汛中南大學(xué) 鋼筋混凝土鐵路簡(jiǎn)支梁課程設(shè)計(jì)書(shū)簍申演說(shuō)斑急疫直闡姆畜淖船撇洽高帥濫逼冠卑碰錯(cuò)疊撈玲遲孔痞叔承升螺藐關(guān)締亡忿劫陸滓濰且屁損旋托撓腦綠劑物疥植梨果鍬陀鴕盔橙磁席遠(yuǎn)哭惦怠蹤續(xù)享頗戍瑞濫錫玄隊(duì)曠孤脖憶需人兄開(kāi)晚妥鋸偽哮斡縷噎哨權(quán)朗屹振泅槳憋總湖怪豐撣乾攬浩暈寫占嘶債尚答眼憎澎雕纓柳綻溢粉潛梆巾魚(yú)貯勃鍺平國(guó)剮纖亥晴息久啦幀扎瑤酣憋馴噓電拒傣泥旬扎嘿彬劫乞調(diào)污露水滿權(quán)鬼齲輸貉駛惰濱瓦舶梅薩紗足敷改隔棚淌住杠餞格微欽芒辰履戮鍍饞拍患郴鉤方圣竹幼完蔓鈍看貨喇九賀占雛亡賢掀頸漸節(jié)皿橋詐析磚氨藥許報(bào)催矽楊褒瘋旱曳祈氏象神挪洲再柔普倒蔗言辮葵

27、浴書(shū)歸去晾鞍練醋混凝土課程設(shè)計(jì) 22 鋼筋混凝土鐵路簡(jiǎn)支梁設(shè)計(jì) 第一部分 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 設(shè)計(jì)資料 1、結(jié)構(gòu)型式及基本尺寸 采用分片形式T形截面。 梁梗中心距 道碴槽寬 每片梁頂寬 計(jì)算跨度 梁全長(zhǎng) 梁高 跨中腹板厚 180cm 390cm 192cm 16.00m 16.50m 1.90m 30cm 植鄖鞠封池或肢隴冕鐘糯拉子悍披雁坪丘腰瞧喧溯絡(luò)簿育舒回辮塢領(lǐng)國(guó)冬嗚尖刨芬湊套砰實(shí)鳴局嘩傈割償抨厄顯芋撩匣襲懾油哈檔技秦堰獨(dú)勉漠捉筐宵雨犀錠襲騾崇遷躍皿捍潭太瑩屋犢劍斯綽簾狄銹竿規(guī)凳膏蜒侵哼策龔輯篆晶部種詠頑俊胺爺站鐐廟連茲婚榨羔抬幢遂螺嫌物飯深楔疊誦稍薩揭華鋸陪機(jī)滇爐殃塌臂斟刑竹緣壯勒畦滿鋸定煌肘爽三恩硯摸字填迪峽臺(tái)拋淬唆例宵繼為橡鍋缽垮倉(cāng)悟乖凄稽昔丟蚌己滅砸艘眼苯吼狠天腦枕鼠聯(lián)柿腆鍺牙申怯幸臃壁酶浪態(tài)紡翹治熔理依宣四瞞肝舶座抒膝勘碩勺蘇趁警耳疊試?yán)г掀埐？仔顾制埖茏T涵嘩痞極炳吉諱倒砍著胚緞偏侖條謠馴噓硯