新建铁路简支梁桥设计

毕业设计新建铁路简支梁桥设计1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，墩毕业设计新建铁路简支梁桥设计2身高4m，设为直坡。顶帽内设置两层钢筋网，采用Φ10㎜的MnSi20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g3=25hi，hi=165.02224.015.0215.012.0m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：'25.22.12501hqp式中：'h—轨枕底至梁顶的高度，'h=0.3m。毕业设计新建铁路简支梁桥设计31—列车活载冲击系数，1+μ=1+L30692.152.01414hm,mL915.037.1915.030692.111mKNqp/1.923.025.22.125037.1⑵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kpag10'4计算；在距梁中心2.45m以外的一段,按kpag44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：KNM73.1573.176.0542.03.063.0206.106.175.113.1256.056.04263.063.010125.42365.0365.01.9211Ⅰ-Ⅰ截面在第二种荷载组合时的弯矩为：mKNM.9.1373.176.0542.03.063.025.05.01013.1256.056.0463.0206.106.175.1263.063.010125.41211M12M，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MPag180，[w]=14Mpa。毕业设计新建铁路简支梁桥设计4K14180][][wg=12.86,查表得:437.0%,7.1,35.5。设a=0.027m，ho=h-a=0.15-0.027=0.123mmKNbhMow.59.39123.011400035.511221Ag1=2602091102091123.01%7.1mmbhmKNMM.73.1559.39111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=Ag1×8.83059.3973.152091111MM,因考虑到梁在运输和吊装中的受力，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MnSimm2010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。.026.0,027.0'mama.截面复核：,18018216611.01078573.15.11.0023.0036.0123.0023.02131036.0123.0093.0014.0093.014.0123.01026.010359123.0107851022093.0123.0110359107851060''22''320226620''0660'MPaKPazAgMyxhZaxnAgbxaxnAgbxyhABAxbhaAgAghnBbhAgAgnAgg不超过5%，满足要求。毕业设计新建铁路简支梁桥设计5gggwghMPaKPaxhaxMPaKPaxhxn9.2020939036.0123.0026.0036.0182166.5.77538036.0123.0036.0101821660''0均满足要求。Ⅱ-Ⅱ截面在第一种荷载组合时的弯矩为：mKNM.6.33015.276.0415.1256.056.04915.0206.106.175.1827.03.02915.0915.0102915.0915.0125.4265.065.01.9221在第二种荷载组合时的弯矩为：222122.20015.276.0915.0206.106.175.1415.1256.056.04915.025.05.010827.03.02915.0915.0125.410MMmKNM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：.026.0,027.0,1,245.0'mamambmh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：毕业设计新建铁路简支梁桥设计6MPaMPaKPaZAMmyxhZaxnAbxaxnAbxymhABAxbhaAhAnBbhAAnAahhggggggggg1809.212212948201.0107856.33201.0033.005.0218.0033.0026.005.0103591005.0121026.005.0103591005.01.31213105.0218.0052.0076.0052.0076.0218.01026.010359218.0107851022052.0218.01103591078510218.0027.0245.06062263''22''320226620''0660'0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：MnSimhmb20,245.0,1筋，C40混凝土，10n，承受的荷载弯矩为M=33.6KN.m。8.1214000180000wgK，查表得：%7.1,437.0,35.5218.0027.0245.0,027.00ahhamKNbhMw.124218.011400035.5112201，远大于所承受的荷载mKNM.6.33，为节约钢材，本截面宜采用低筋设计。6.2546.33218.01180000220Mbhrg查表得：916.0,253.0%,43.0毕业设计新建铁路简支梁桥设计7得：gA2204.9370009374.0218.01%43.0mmmbh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：gggwghgggggggggMPaKPaxhaxMPaKPaxhxnMPaMPaKPaZAMmyxhZaxnAbxaxnAbxymhABAxbhaAhAnBbhAAnAahh6.3030590055.0218.0026.0055.01719398.55802055.0218.0055.010171939180172171939199.0109826.33199.0036.0055.0218.0036.0026.0055.01035910055.0121026.0055.01035910055.01.312131055.0218.006