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《大跨桥梁工程》课程设计计算书《大跨桥梁工程》课程设计计算书是土木工程专业桥梁方向的核心实践教学成果,旨在综合运用结构力学、材料力学、混凝土与钢结构、桥梁工程等课程知识,完成一座典型大跨桥梁(如连续刚构桥、斜拉桥或悬索桥)的方案比选、结构布置、荷载分析及关键构件设计计算。计算书内容涵盖:工程概况与设计依据(含规范引用);桥型方案比选与推荐理由;总体布置与主要尺寸拟定;恒载、活载、风荷载、温度作用及地震作用等荷载组合分析;主梁、桥墩、基础等关键部位的内力计算(采用手算或MIDASCivil等软件辅助);截面配筋或钢构件验算(满足承载能力极限状态与正常使用极限状态要求);构造措施说明及设计总结。计算过程强调逻辑严谨、步骤清晰、数据准确,所有公式、参数取值均注明来源与依据,体现工程规范性与安全性意识。本计算书不仅锻炼学生解决复杂工程问题的能力,更强化其桥梁全寿命周期设计理念与团队协作素养,为后续毕业设计及工程实践奠定坚实基础。(398字)
与主梁阶段的划分保持一致,另外在边支点处考虑到支座安装的影响,主梁共划分单元为:0.5+0.7+3*4.1+2*1.5(边跨合拢段)+3*5.0+2*4.5+3.5+2*1.0(桥墩处)+3.5+2*4.5+3*5.0+2*1.5(中跨合拢段)+3*5.0+2*4.5+3.5+2*1.0(中跨合拢段)+3.5+2*4.5+3*5.0+2*1.5+3*5.0+2*4.5+3.5+2*1.0(桥墩处)+3.5+2*4.5+3*5.0+2*1.5(边跨合拢段)+3*4.1+0.7+0.5共60个单元。桥墩划分为:4*5.0+4*5.0+4*5.0共12个单元。
竖向预应力束采用冷拉III级(25锰硅)28l粗钢筋武汉第四届建筑桥梁国际研讨会会议报告18-傅博-大线能量焊接技术及重大工程应用 (1)(1),张拉控制应力为503.5MP(每延米预加力为1240kN)。沿桥长方向间距为50cm,左右腹板各一根。
外力荷载类型为:支座摩阻力
桥面升温,竖向日照非线性温度,桥墩基础沉降
(二)施工阶段内力计算
根据施工程序计算各施工阶段由恒载、预应力、施工荷载(主要指挂篮)等引起的内力,得到最终恒载内力。
各施工阶段的合理计算图式
各施工阶段相应预应力束的预应力损失(下表给出部分钢束预应力损失及有效预应力信息)
⑴.1号钢束最大悬臂施工阶段预应力损失及有效预应力:
⑵.16号钢束张拉阶段预应力损失及有效预应力
⑶.19号钢束张拉阶段预应力损失及有效预应力:
⑷.20号钢束(边跨连续束)张拉阶段预应力损失及有效预应力
⑸.24号钢束(中跨连续束)张拉阶段预应力损失及有效预应力
⑹.4号钢束成桥阶段预应力损失及有效预应力
各施工阶段内力组合如下表:
验算施工阶段的正应力是否满足规范要求(施工阶段允许正应力为22.7MP)
将各施工阶段的正应力绘图如下:
将各施工阶段的内力进行累加,得到最终恒载内力(在此计算不包括二期恒载(在成桥阶段计算二期恒载))。
(三)成桥阶段内力计算
1、计算二期恒载引起的截面内力(下表为主跨部分数据)。
2、计算活载引起的截面内力(下表为主跨部分数据)。
⑴ 汽车荷载引起截面内力:
最大弯矩对应弯矩及剪力图
最小弯矩对应弯矩及剪力图
最大剪力对应弯矩及剪力图
最小剪力对应弯矩及剪力图
⑵.人群荷载引起截面内力:
最大弯矩对应弯矩及剪力图
最小弯矩对应弯矩及剪力图
最大剪力对应弯矩及剪力图
最小剪力对应弯矩及剪力图
3、计算桥面板日照温差引起的温度次内力(下表为主跨部分数据)。
桥面板日照温差引起的内力图:
4、计算桥墩基础沉降引起的次内力(下表为主跨部分数据)。
5、计算支座摩阻力引起的次内力(下表为主跨部分数据)。
支座摩阻力引起的次内力图:
将步骤(二)得到的最终恒载内力与步骤(三)得到的内力进行容许组合、极限组合,确定结构的最终设计内力(下表为主跨部分数据)。
长期效应组合内力包络图:
短期效应组合内力包络图:
标准效应组合内力包络图:
新《公桥规》第7.1.5条规范:使用阶段预应力混凝土受弯构件正截面混凝土的压应力,应符合下列规定:
受压区混凝土的最大压应力
未开裂构件 σkc+σpt≤0.5fck
允许开裂构件 σcc≤0.5fck
新《公桥规》第6.3条规范:正截面抗裂应对构件正截面混凝土的拉应力进行验算,并应符合下列规定:
1 全预应力混凝土构件,在作用(或荷载)短期效应组合下
新《公桥规》第7.1.5条规范:使用阶段预应力混凝土受弯构件正截面混凝土的压应力,应符合下列规定:
分段浇筑或砂浆接缝的纵向分块构件 σst-0.80σpc≤0
2 A类预应力混凝土构件,在作用(或荷载)短期效应组合下
σst-σpc≤0.7fck ;但在荷载长期效应组合下 σlt-σpc≤0
新《公桥规》第7.1.6条规范:使用阶段预应力混凝土受弯构件正截面混凝土的主压应力,应符合下列规定:
σcp≤0.6fck
新《公桥规》第6.3条规范:斜截面抗裂应对构件斜截面混凝土的主拉应力进行验算,并应符合下列规定:
1 全预应力混凝土构件,在作用(或荷载)短期效应组合下
预制构件 σtp≤0.6fck
分段浇筑或砂浆接缝的纵向分块构件 σtp≤0.4fck
2 A类预应力混凝土构件,在作用(或荷载)短期效应组合下
预制构件 σtp≤0.7fck
分段浇筑或砂浆接缝的纵向分块构件 σtp≤0.5fck
1、根据容许内力组合验算截面正应力、主应力是否满足规范要求。
单元上缘最大应力:15.6 单元上缘最小应力:0.177
上图图中红、黑线分别代表上缘最大、最小应力
上图图中红、蓝分别代表下缘最大、最小应力
上图图中红、蓝分别代表最大主压及最大主拉应力
上图图中红、黑线分别代表上缘最大、最小应力
上图图中红、蓝分别代表下缘最大、最小应力
上图图中红、蓝分别代表最大主压、最大主拉应力
上图图中红、黑线分别代表上缘最大、最小应力
上图图中红、蓝分别代表下缘最大、最小应力
上图图中红、蓝分别代表最大主压及最大主拉应力
2、根据极限内力组合验算正截面抗弯强度是否满足规范要求。
qx/t 406-2017标准下载上图:图中红、黑分别代表最大弯矩对应抗力及最大弯矩
下图:图中红、黑分别代表最小弯矩对应抗力及最小弯矩
对不满足要求抗弯强度的截面,配置适当的纵向非预应力筋,配筋面积如下表:
(表中除外的单元都应按构造要求配置构造钢筋)
选取主跨的跨中截面,计算桥面板在恒载、活载、日照温差、横向预应力等荷载作用下引起的横向内力,并验算截面的正应力是否满足要求。
选取主跨的L/4截面,计算箱形截面在恒载、活载、竖向预应力等作用下引起的竖向剪应力。(注:04规范没有剪应力验算的要求)
此次课程设计历时两周,从一开始的选题,到计算、填写报告基本上是按照老师建议的设计进度来定时定量完成设计工作。期间查找资料,参考老师课堂上做的算例,与同学讨论交流,反复修改数据输入,每一个过程都是对自己实际运用桥梁博士程序计算能力的一次检验和充实。
相比之前的作业来讲,这次设计是正确运用规范和程序的能力的提高,是自己提取计算所需数据的一次实践,也是我对专业知识和基础知识一此巩固。 收获很多,但也暴露出自己的一些缺点jtt849-2013 沥青延度试验仪,比如上课没有认真听讲,导致此次课程设计过程中存在很多迷惑的地方;比如虽然对设计程序已经熟悉,但在数据录入过程中还是丢三落四,导致反复修改数据等等。