1、鋼筋混凝土鐵路簡支梁設計第一部分 課程設計任務書設計資料1、結構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算跨度梁全長梁高跨中腹板厚180cm390cm192cm16.00m16.50m1.90m30cm2、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；設雙側帶欄桿的人行道。3、材料混凝土：250號鋼筋：T20MnSi及A3。板內：受力鋼筋10；分布鋼筋8。梁內：縱向受力鋼筋20；箍筋及縱向水平鋼筋8；架立筋14。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10kPa； 距梁中心2.45米以外4kPa；恒載：人行道板重1.75kPa;

2、 欄桿及托架重（集中作用于欄桿中心）0.76kN/m（順橋）； 道碴及線路設備重10kPa； 道碴槽板及梁體自重，按容重25 kN/m3計算。板自重可近似按平均厚度計算。5、規范 鐵路橋涵設計規范TB2005 鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規范TB10002.3-2005梁體橫截面圖（單位：cm）二設計計算內容第一部分 道碴薄板的設計和計算一荷載計算與組合 1.恒載（1）板的自重（按平均厚度） （按矩形估算） 板平均高度 （2）道碴及線路設備重：（3）外擋碴墻重作用點： 取為99mm。（4）人行道板重：（5）欄桿及托架重：綜上可得恒載的計算圖示如下：道碴槽板恒載受力示意圖 尺寸單位：

3、cm（控制截面為圖中紅線所示的A、B、C、D、E五個截面）恒載引起的內力計算：在順跨度方向取米寬的板帶進行計算。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。計算活載沖擊系數其中外懸臂板長 內懸臂板長 （2）人行道靜活載距梁中心2.45m以內：; 距梁中心2.45m以外：.活載內力組合（分工況討論）：活載組合：有車-列車活載+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：無車-全部的人行道活載，即，板與人行道荷載分布圖如下：結合前面部分的恒載計算有：板與人行道荷載分布表 q1(KN/m)q2(KN/m)q3(kPa)q3(k

4、Pa)q3(kPa)qP(kPa)Q1(kN)Q2(kN)4.725101041.7592.21.4650.76板自重道碴及線路設備重2.45m以內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載引起的內力計算：在順跨度方向取米寬的板帶進行計算。E截面：A截面：B截面：C截面：D截面： 綜合以上計算，彎矩和剪力如下表控制力M=恒載M+ max 活載M，活載M控制力Q=恒載Q+ max 活載Q，活載Q 彎矩表如下截面EABCD恒載彎矩(kN·m)1.8197.16711.3104.0371.631活載彎矩(kN·m)1.7476.03916.22725.92810.

5、620活載彎矩(kN·m)2.9977.5589.51300控制力M(kN·m)4.81614.72527.53729.96512.251剪力表如下截面EABCD恒載剪力(kN)2.615 13.35717.333 10.903 6.927活載剪力(kN)2.24 25.288 50.179 69.143 44.299活載剪力(kN)7.24 7.24 7.24 00控制力Q(kN)9.85538.64567.51280.04651.226二板厚檢算 板的凈保護層厚度取為34cm，板的受力鋼筋采用HRB335,查鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結構設計規范TB10002.3

6、-2005,得混凝土標號為250,查TB10002.3-2005得，取截面EABCDM（KN/m）4.81614.72527.53729.96512.251(cm)5.77110.09113.814.3959.204（cm）9.77114.09117.818.39513.204（cm）1215242415由上表可以看出都每一個控制截面均成立，因此板厚檢算合格。三配筋并檢算最小配筋率（查規范有）截面EABCDZcm）7.049.6817.617.69.683.88.458.699.467.03配筋（間距cm）斷筋數10斷510斷110斷1不斷筋10斷25.149.2529.25210.288.2

7、24取C截面為控制截面，其所需要的面積為查規范有C截面的配筋應取，以C截面處配筋為基準（因為同一板內的鋼筋距離不能取很多不同的數值，故只能取距離最小的，然后通過斷筋來避免材料的浪費。）對于E截面， 所以10斷5；對于A截面， 所以10斷1；對于B截面， 所以10斷1；對于C截面不用斷筋；對于D截面， 所以10斷2.四混凝土壓應力、鋼筋拉應力檢算查規范TB10002.32005有n=15E截面： A截面： B截面： C截面： D截面： 經檢算，各控制截面的混凝土壓應力與主拉應力、鋼筋的拉應力等均小于其規定的容許應力，故檢算合格。計算列表如下：截面M(N·m)Q(N)=As/bh0nx=

8、h0(cm)c(MPa)s(MPa)tp(MPa)E481698550.006430.09640.3532.8254.83132.750.14A1472538645 0.009350.140.4084.4836.91150.690.41B27537 67512 0.005140.07710.3236.464.78150.100.38C29965 80046 0.005140.07710.3236.465.20163.330.45D12251 51226 0.008410.12620.3924.315.95138.460.54五檢算裂縫寬度 查規范TB10002.32005有： 鋼筋混凝土T形受

9、彎構件截面受拉邊緣的裂縫寬度計算公式：其中：鋼筋表面形狀影響系數。對于螺紋鋼筋；活載引起的彎矩；恒載作用引起的彎矩。全部計算荷載作用引起的總彎矩-系數，對光面鋼筋取0.5，對帶肋鋼筋取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；、-考慮成束鋼筋的系數，對單根鋼筋=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A截面B截面C截面D截面計算列

10、表如下：截面K1M1M2MK2As供s (MPa)zf（mm）E0.82997181948161.385.14132.750.00650.199A0.875587167147251.39710.28150.690.012850.186B0.81622911310275391.3810.28150.100.012850.183C0.8259284037299651.32710.28163.330.012850.191D0.8106201631122511.3279.252138.460.011570.167根據計算，裂縫寬度滿足要求。第二部分、主梁的計算（取一片梁進行計算）一、荷載與內力1、恒載

11、 （1）道碴、線路設備、人行道板、欄桿托架重 （2）主梁自重設寬段長度為4.25x2m，窄段長度為8m，截面在距支座4.25m（即L/4處）發生突變（由50cm變為30cm）。則(長度L取為16.5m)在計算出q之后，相當于整個計算跨度16m上均布有大小為49.107KN/m的力，按簡支梁進行處理。（兩旁的0.25m可以近似忽略）支點處： L/8處： L/4處（變截面處）： 3L/8處： L/2處： 計算結果列表如下：截面支點L/8L/4（變截面處）3L/8L/2Q恒(kN)392.136294.102196.06898.0340M恒(kN·m)0.0 686.2381176.408

12、1470.511568.542.活載（普通中活載）沖擊系數： 其中 h=0.5m h=0.5m為梁頂填土厚度，L為梁的計算跨度。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，活載作用下的內力計算公式為：-S影響線的面積；K-通過結構力學課本表11-1（中-活載的換算荷載）可得到。支點處：， L/8處： 1/4L處（變截面處）： 3/8L處： 1/2L處： 計算結果列表如下：截面支點L/8L/4（變截面處）3L/8L/2l(m)02468KQ137.7143.3150.4159.8172.2KM137.7125.5123.8121.9119.4Q活(kN)694.56553.40

13、426.72314.86217.14M活(kN·m)01107.791873.342305.742409.01二、 主拉應力驗算： 取，則 在L/4（變截面處）、3L/8、L/2處 在支點L/8處 支點處 ： L/8處：L/4處（變截面處）：3L/8處：L/2處：數據列表如下：截面支點L/8L/4（變截面處）3L/8L/2a(cm)7.57.57.57.57.5b(cm)5050303030h0182.5182.5182.5182.5182.5控制Q1086.70847.50622.79412.89217.14zl1.291.011.240.820.43三、跨中主筋設計：取 取HRB335的鋼筋，則單根鋼筋的面積為：取 所以 查規范TB10002.3-2005有： 受拉區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（對帶肋鋼筋為計算直徑），并不得小于30mm。當鋼筋（包括成束鋼筋）層數等于或多于三層時，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。（對于螺紋鋼筋應考慮外側螺紋帶來的影響，計算時采用外徑進行處理，例如本設計中的螺紋鋼筋外徑為22mm）。因此得到鋼筋布置如下圖：四、跨中截面應力驗算