12米鋼筋混凝土鐵路簡支梁設計計算書

1、12米鋼筋混凝土鐵路簡支梁設計計算書第1章 道碴槽板部分的計算由任務書可知，只需計算跨中梁段內、外懸臂板的控制截面，所以在順梁跨方向取1m寬的板帶進行計算。1.1 荷載與內力的計算荷載 恒載：均布荷載（道碴及線路設備重、板自重、人行道步板重） 集中荷載（擋碴墻重、欄桿及托架重）活載：均布荷載（人行道活載、列車活載）1.1.1 恒載（1）道碴及線路設備重大?。喝蝿諘?guī)定 作用范圍：板邊緣到主梁中心線均勻分布（2）板自重大?。喝蝿諘?guī)定：板容重為計算且板近似按平均厚度計算由擋碴墻在cad面域質量特性分析中可知擋碴墻在x方向的分布范圍為0到24.5cm 作用范圍：板邊緣至主梁中線均勻分布（3）人行道

2、步板重大?。喝蝿諘?guī)定作用范圍：板邊緣至欄桿內側均勻分布（4）擋碴墻中大?。?擋碴墻大小如圖1-1所示在cad中創(chuàng)建面域，求得面積 圖1-1作用位置：根據cad中質心位置可知作用點位置為距擋碴墻外邊緣集中作用（5）欄桿及托架重大?。喝蝿諘?guī)定作用位置：欄桿中點，距欄桿內側集中作用1.1.2 恒載內力根據各恒載作用可得如圖1-2所示恒載作用圖示，在圖上取控制截面a、b、c、d、e。分別算得其內力 圖1-2a截面內力為：b截面內力為：c截面內力為：d截面內力為： e截面內力為： 1.1.3 活載（1）人行道活載大小：任務書規(guī)定：距粱中心2.45m以內 距粱中心2.45m以外 作用范圍： ：距梁中心

3、2.45m處至擋碴墻邊緣均勻分布 ：距粱中心2.45m處至欄桿邊緣均勻分布（2） 列車活載列車活載為動力荷載，先求靜力荷載及沖擊系數，然后求解列車活載。大小：任務書規(guī)定：對道碴槽板計算采用中一活載的特種活載，如圖1-3所示圖1-3橫向分布圖如圖1-4所示 縱向分布圖如圖1-5所示 圖1-4 圖1-5 據圖可得知橫向擴展長度（對于老式枕軌h取32cm，對于預應力枕軌h取29cm）縱向擴展長度由實驗得到為120cm 則靜力荷載沖擊系數的求法：橋規(guī)有 沖擊系數 式中 l懸臂長度（m） 外懸臂板： 內懸臂梁： 計入沖擊系數： 內懸臂梁跟外懸臂梁受沖擊的影響差異不大，故取 1.14 活載內力活載內力按照

4、工程情況分為以下兩種狀態(tài)：（1） 活載=列車活載+距梁中心線2.45米以外的人行道活載 此時活載圖示如圖1-6圖1-6按照活載圖，求得各控制截面的內力如下：a截面內力為：b截面內力為：c截面內力為：d截面內力為：e截面內力為：（2）全部人行道荷載，無列車荷載此時活載圖如圖1-7圖1-7按照活載圖，可求得各控制截面內力如下：a截面內力為：b截面內力為：c截面內力為：d截面內力為：e截面內力為：1.1.5 內力組合控制內力=活載最大值+恒載 表1內力截面恒載活載（有車）活載（無車）控制內力剪力q（）2.61502.24007.24009.855013.356825.29947.240038.656

5、217.332550.20367.240067.536111.043869.1782080.22207.068044.2740051.3420彎矩m（）1.81921.74722.99724.81647.16676.04087.558414.725111.309716.23379.513227.54344.141425.9418030.08321.696310.6258012.32211.2板厚的檢算按照平衡設計進行檢算已知數據有：根據公式有及估算計算各截面的高度，整理成表格形式如表2下： 表2abcdem4.816414.725127.543430.083212.32212m9.632829

6、.450255.086860.166424.644251.990.7124.1129.783.077.9116.7150.1155.7109.0120.0150.0240.0240.0150.0結論：對比各控制截面計算高度與實際高度可以發(fā)現，各控制截面實際板厚均大于平衡設計的板厚。1.3 配筋及最小配筋率的檢算由上述板厚檢算可知，各控制截面均屬于低筋設計。配筋計算公式為式中取 則有 整理得表3所示： 表3abcde120.0150.0240.0240.0150.04.816414.725127.543430.083212.322194.0124.0214.0214.0124.014889.61

7、9641.633897.633897.619641.6323.47749.69812.55887.47627.35配筋462.0808.5924.0924.0693.00.4910.6520.4320.4320.559結論：對比各控制截面鋼筋設計面積與計算面積可知，各控制截面設計面積均大于計算面積，且1.4 混凝土壓應力、鋼筋拉應力、混凝土主拉應力的檢算根據容許應力法計算各控制截面的混凝土壓應力、鋼筋拉應力、混凝土主拉應力如下：已知 列出如表4所示表格： 表4abcde4.816414.725127.543430.083212.32219.855038.656267.536180.222051

8、.3420462.0808.5924.0924.0693.094.0124.0214.0214.0124.00.5010.6650.4400.4400.57030.144.464.964.941.884.0109.2192.4192.4110.13.816.074.414.825.35124.11166.78154.93169.22161.500.11730.35400.35100.41690.4663結論：對比表格數據之后可得： 對于各控制截面，均有 1.5 裂縫寬度的檢算裂縫計算公式：式中各參數如下：將各參數整理進表5有： 表5abcde活載彎矩2.99727.558416.233725.

9、941810.6258恒載彎矩1.81927.166711.30974.14141.69634.816414.725127.543430.083212.32211.37551.39731.37721.32751.3275121.66163.51151.89165.90158.32462.0808.5924.0924.0693.00.09430.12470.13330.13330.11540.16650.19330.17070.17970.1856結論：對比表格數據，可知 各控制截面裂縫寬度均滿足第2章 主梁部分的計算取單片梁計算2.1 荷載與內力的計算恒載：道碴、線路設備、人行道步板、欄桿及托

10、架重；主梁自重活載：列車活載荷載2.1.1 恒載（1）道碴、線路設備、人行道板、欄桿及托架重根據標準設計計算資料，對每片直線梁為（2）主梁自重l 跨中窄腹板梁段：截面積：由板的計算可知 由梁的橫截面圖有 自重：l 粱跨兩端寬腹板梁段截面積：由梁橫截面圖可知自重：（3）恒載均值窄段：寬段：距主梁端頭3m處為寬腹板，則有 平均 不均勻系數對照規(guī)定，不均勻系數未超過平均值的10%，故可按均布計算。 所以，恒載2.1.2 恒載內力取支座處（a）、處(b)、2.75m處(c)、處(d)、處(e)、跨中(f)截面 支 座（a）： 處(b)：2.75m處(c)： 處(d): 處(e): 跨 中(f)：2.1

11、.3 活載 由規(guī)范規(guī)定，只計入列車荷載（不計人行道活載）沖擊系數 式中 l梁的計算跨度12m所以 活載內力按照換算均布活載在影響線上加載計算：式中 k換算均布活載，查規(guī)范取用 加載范圍內相應影響線面積分別計算各截面內力如下（1）支座截面(a)剪力彎矩影響線如下圖2-1所示： 圖2-1剪力：由查表得其中為加載長度，為最大縱坐標位置（下同）彎矩：(2) 處(b)剪力彎矩影響線如下圖2-2所示：圖2-2剪力：由 代入公式彎矩：由 查表得（3）2.75m處(c)剪力彎矩影響線如下圖2-3所示：圖2-3剪力：由 代入公式彎矩：由 (4) 處(d)剪力彎矩影響線如下圖2-4所示：圖2-4剪力：由 查表得彎

12、矩：由查表得(5) 處(e)剪力彎矩影響線如下圖2-5所示：圖2-5剪力：由 代入公式彎矩：由查表得(6)跨中處（f）剪力彎矩影響線如下圖2-6所示：圖2-6剪力：由 查表得彎矩：由查表得2.1.4 內力組合剪力組合 表6（單位：）支座2.75恒載271.860203.895147.258135.93067.9650活載580.243466.899375.386359.156267.416180.844控制剪力852.103670.794522.644495.086335.381180.844彎矩組合 表7（ 單位：）支座2.75恒載0356.816576.287611.685764.6068

13、15.580活載06949221115.6911180.5481451.6071518.509控制彎矩01051.7381691.9781792.2332216.2132334.0892.2 加厚截面位置是否合適的檢算支座截面：估計，則取 如果梁端附近腹板不加厚，即采用則所以，梁段附近腹板需要加厚當加厚至時 符合要求，故腹板兩側各加厚10cm。2.75m處：估計，則取 腹板加厚至2.75m處符合安全規(guī)定。2.3 道碴槽板厚度與寬度是否符合主梁按t形梁計算要求的檢算板厚：有梗肋，坡度1：3窄腹板段，寬腹板段，所以，板厚滿足規(guī)范要求。板寬：由于內外懸臂部分不對稱，故檢算懸臂長度較大的外懸臂板所以板

14、寬也滿足規(guī)范要求。2.4 跨中截面主筋設計估計 則 根據任務書規(guī)定，主筋直徑取故選用，跨中主筋布置如下圖： 單位：cm圖2-7核算實際與估計2.5 跨中截面混凝土及主筋應力的檢算按t形梁校核。在主梁橫截面圖中，擋碴墻有斷縫，不參與t形梁抗彎；又因為排水混凝土標號低，且與板頂混凝土整體性差，也不參加抗彎計算；內邊墻略去。故對于主梁抗彎強度計算，重新求平均板厚，則假定 由解得 所以則 代入數據得到 解得 則超過部分 應力符合要求 應力符合要求2.6控制截面最大主拉應力的檢算 表8af5050303046.56.58.79151148.5148.5146.21138.92136.62136.6213

15、6.55852.103522.644522.644180.8441.2270.7651.2750.441各控制截面最大主拉應力為變截面處2.7 箍筋設計根據五中求得各截面的剪應力，做出剪應力圖如下： 單位： 圖2-8由圖可知則 得到結論截面尺寸符合要求，不需要加厚腹板尺寸；需要通過計算配筋；并且全梁均需要通過計算配筋。根據任務書規(guī)定，箍筋采用，則，按照構造要求，一層內主筋多于五根，故采用4肢箍筋，間距采用350mm2.8 斜筋設計（1）剪力圖中由需有斜筋1承受的面積為所需要的斜筋1總面積為所需斜筋1根數 取15根（2）剪力圖中由需有斜筋1承受的面積為剪力圖中由需有斜筋1承受的面積為所需斜筋2根數 取7根（3）用作圖法確定斜筋位置斜筋2：7根斜筋分5批彎起（ ，）斜筋1：15根斜筋分5批彎起（，）作用位置用作圖法（圖2-9）確定2.9 彎矩包絡圖與材料圖圖2-92.10 跨中截面裂縫寬度的檢算裂縫計算公式：式中 所以，裂縫寬度符合要求。2.11 座截面翼板和梁肋連接處剪應力的檢算如右圖2-10所示，需要檢驗的截面有支座截面上翼板1-1截面支座截面上翼板2-2截面支座截面下翼板3-3截面 圖2-10（