四川大學(xué)簡(jiǎn)支梁橋設(shè)計(jì)范例

1、第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1.1 基本設(shè)計(jì)資料跨度和橋?qū)?） 標(biāo)準(zhǔn)跨徑：2） 計(jì)算跨徑：20.00 （墩中心距離） =2.6=22.6m19.50 （支座中心距離） +2.6=22.1m3） 主梁全長(zhǎng)：19.96 （主梁預(yù)制長(zhǎng)度） +2.6=22.56m4） 橋面凈空：凈 7m（行車道） 2 1m人行道1. 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1）設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)： 公路級(jí)， 人行道和欄桿自重線密度按單側(cè) 6kN/m 計(jì)算，人群荷載 3kN/m22）環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)：類環(huán)境3）設(shè)計(jì)安全等級(jí)：二級(jí)2. 主要材料1） 混凝土：混凝土簡(jiǎn)支 T 梁及橫梁采用 C40混凝土；橋面鋪裝上層采 用 0.03m瀝青混凝土，下層為 0.06 0.13m的 C

2、30混凝土，瀝青混 凝土重度按 23kN/m3,混凝土重度按 25kN/m3計(jì)。3. 鋼筋：主筋用 HRB400，其它用 HPB300。1.1.4 構(gòu)造形式及截面尺寸2%011812345611801007001003cm厚瀝青混凝土613cmC3混0 凝土1823 487.5487.51996/2圖 1 橋梁橫斷面和主梁縱斷面圖（單位： cm）如圖 1 所示，全橋共由 5 片 T 形梁組成，單片 T 形梁高為 1.4m ， 寬 1.8m ；橋上 的橫坡為 雙向 2%，坡度由 C30 混凝土混凝土橋面鋪裝 控制；設(shè)有 5 根橫梁。第二章 主梁的荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算2.1 主梁荷載橫向分布系數(shù)的

3、計(jì)算2.1.1 剛性橫梁法計(jì)算橫向分布系數(shù)因?yàn)槊恳黄?T 型梁的截面形式完全一樣，所以：1aieij 5n2aii15式中， n=5， ai2 =2( 3.6 2+1.8 2)m2 =32.4 m 2i1表 1 ij 值計(jì)算表梁號(hào)i1i2i3i4i510.60.40.20-0.220.40.30.20.1030.20.20.20.20.2計(jì)算橫向分布系數(shù)： 根據(jù)最不利荷載位置分別布置荷載。布置荷載時(shí)，汽車荷載距人行道邊 緣距離不小于 0.5m，人群荷載取 3KN/m2 , 欄桿及人行道板每延米重取 6.0KN/m， 人行道板重以橫向分布系數(shù)的方式分配到各主梁上。號(hào)梁橫向分布系數(shù)計(jì)算圖示（單位：

4、mm）汽車荷載： m1汽 =0.5 (0.0.534+0.333+0.189-0.01)=0.523人群荷載： m1人 =0.645人行道板： m1板 =0.6492-0.25=0.400二號(hào)梁橫向分布系數(shù)計(jì)算圖示 （單位： mm）汽車荷載： m1汽 =0.5 (0.367+0.267+0.195+0.095)=0.462人群荷載：人行道板：m1人 =0.422m1板 =0.45-0.049=0.401號(hào)梁橫向分布系數(shù)計(jì)算圖示 (單位： mm)汽車荷載： m1汽 =0.5 (0.2+0.2) 2=0.4人群荷載： m1人 =0.2+0.2=0.4人行道板： m1板 =0.4綜上： 各梁在不同荷

5、載作用下的分布系數(shù)如下：表 各梁在不同荷載作用下的分布系數(shù)荷載類型 梁號(hào)1#2#3#4#5#汽車荷載0.5230.4620.40.4620.523人群荷載0.6450.4220.40.4220.645人行道板0.4000.4010.40.4010.4002.1.2 杠桿原理法計(jì)算梁端剪力橫向分布系數(shù)圖 1# 梁端剪力橫向分布系數(shù)計(jì)算圖式（尺寸單位：mm）汽車荷載：m1/ 汽 =0.5 0.666=0.333人群荷載： m1/人 =1.222圖 2#梁端剪力橫向分布系數(shù)計(jì)算圖式（尺寸單位： mm）汽車荷載： m/2汽=0.5 (0.333+0.667 )=0.500人群荷載： m/2人 =-0.

6、222汽車荷載： m/3汽=0.5 ( 0.333+0.955 )=0.639人群荷載： m/3人 =0表 梁端剪力橫向分布系數(shù)荷載類型 梁號(hào)1#2#3#4#5#汽車荷載0.3330.5000.6390.5000.333人群荷載1.222-0.2220-0.2221.222第三章 主梁的內(nèi)力計(jì)算3.1 永久作用效應(yīng)3.1.1 永久荷載：假定橋面構(gòu)造各部分重力平均分配給主梁承擔(dān)， 則永久荷載計(jì)算結(jié)果如下表所示表 鋼筋混凝土 T 形梁永久荷載計(jì)算表構(gòu)建名構(gòu)件尺寸( mm)單位長(zhǎng)度體積重度KN/m主梁0.46262511.565邊梁橋面 鋪裝0.18 0.94+0.03 ) 4.875 =0.035

7、8250.89520.0358=0.072 25 1.8瀝青混凝土(3cm)0.03 1.8=0.054混凝土墊層 ( 平均厚度 9.5cm)0.095 1.8=0.171總計(jì)23251.2424.2755.517欄桿及 人行道人行道重力按人行道板橫向分布系數(shù)分配至各梁的板重為：1 號(hào)梁 m1板 q=0.4006=2.400KN/m 2 號(hào)梁 m 2板 q=0.401 6=2.406KN/m 3號(hào)梁 m3板q=0.4 6=2.4KN/m ；其中 4號(hào)、5 號(hào)梁對(duì)稱于 2號(hào)、 1號(hào)梁。各梁的永久荷載值 （ 單位（ KN/m）梁號(hào)主梁橫隔梁欄桿及人行道橋面鋪裝層總計(jì)1(5)11.5650.8952

8、.4005.51720.3772(4)11.5651.8002.4065.51724.377311.5651.8002.48.51728.3773.1.2 永久作用效應(yīng)計(jì)算表 影響線面積計(jì)算表項(xiàng)目計(jì)算面積影響線面積M 1/2l( l=22.1m)1 l 1 2 0 l l =61.05l42 4 8( l=22.1m)M 1/461 / l31 3l3 20 l l 2 =45.792 1632V1/ 2/21( 0 0 ,l=22.1m)/211 l 1 11l =2.763012 2 2 2 8V01110 l 22.1 11.050 2 23.2 可變作用效應(yīng)3.2.1 汽車荷載沖擊系數(shù)

9、計(jì)算：結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)mc和結(jié)構(gòu)的基頻 f 相關(guān)，計(jì)算公式為 G主梁30.4626 25 10 kg/ m 1178.899kg / m9.81截面慣性矩：I bh3IC121 13 = 1 (180-18) 13 3 +(180-18) (41.09- 13)121 3 140 + 181403 +18140(-41.09)12 2=8771607 cm44 cmf 2 EI c 22l 2 mc 2 19.52 由于 1.5Hz f 14Hz, 那么： 0.1767Inf 由此可得： 1+ 3.2.2 公路- 級(jí)均布荷載 qK103.25 1010 0.087716Hz1178.8996.4

10、24Hz0.0157 0.313=1+0.313=1.313（對(duì)公路 - 車道荷載，其均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值 q K 與集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Pk 均按公路 - 級(jí)車道荷載的 0.75 倍考慮。）q K =10.50.75KN/m=7.875KN/m計(jì)算彎矩時(shí)： PK 采用線性差值得 PK =178.5KN/m計(jì)算剪力時(shí)： PK =178.5 1.2=214.2KN/m表 5 公路 - 級(jí)車道荷載及其影響線面積計(jì)算表項(xiàng)目頂點(diǎn)位置qKPK0M1/2l/2 處7.875178.561.05M1/4l/4 處7.875178.545.79V1/2l/2 處7.875214.22.763V0支點(diǎn)處7.875214.

11、211.05每延米人群荷載： q人 =31KN/m=3KN/m3.2.3 可變作用彎矩效應(yīng)計(jì)算彎矩計(jì)算公式： M 1qK 0 PK yk ，由于只能布置兩車道，則車道荷載橫向折減系數(shù) 為 1，荷載橫向分布系數(shù)沿主梁縱向均勻變化，因此沿主梁的縱 向 相同。表 6 公路 - 級(jí)車道荷載產(chǎn)生的彎矩計(jì)算表梁號(hào)內(nèi)力1+qK0PKykM1M 1/20.5231.3137.87561.05178.54.3751609.449M 1/40.52345.793.65625905.3642M 1/20.46261.054.3751421.731M 1/40.46245.793.65625799.7673M 1/2

12、0.461.054.3751230.936M 1/40.445.793.65625692.439表 7 人群荷載產(chǎn)生的彎矩計(jì)算表梁號(hào)內(nèi)力q人0M1M1/20.523361.0595.787M1/40.52345.7971.8442M1/20.46261.0584.615M1/40.46245.7963.4643M1/20.461.0573.260M1/40.445.7954.948永久荷載作用分項(xiàng)系數(shù)： Gi1.2汽車荷載作用分項(xiàng)系數(shù)： Q1 1.4人群荷載作用分項(xiàng)系數(shù)： Qj1.4基本組合公式如下：m0Sud0gi Sgiki1Q1SQ1kncQj SQjk（ c 0.8 ）j23.2.4

13、可變作用剪力效應(yīng)計(jì)算在進(jìn)行可變作用的剪力計(jì)算時(shí)，應(yīng)計(jì)入橫向分布系數(shù) 沿主梁縱向橋跨方向 的影響。通常按如下方法處理：先按跨中的 由等代荷載計(jì)算跨中剪力效應(yīng) ; 再m由公式 0Sudgi Sgik用支點(diǎn)剪力荷載分布系數(shù) / 并考慮支點(diǎn)至 l/4 為直線變化來(lái)計(jì)算剪力效應(yīng)表 8 永久作用效應(yīng)計(jì)算表梁號(hào)M1/2M 1/ 4V0q0q0q0q0q0q01（5）20.37761.051244.01520.37745.79933.06220.37711.05225.1652（4）24.37761.051488.21524.37745.791116.22224.37711.05269.365328.3776

14、1.051732.41528.37745.791299.38228.37711.05313.565梁號(hào)內(nèi)力永久荷載人群荷載汽車荷載彎矩組合值1M 1/21244.01595.7871609.4493853.328M 1/4933.06271.844905.3642467.6502M 1/21488.21584.6151421.7313871.050M 1/41116.22263.464799.7672530.2193M 1/21732.41573.2601230.9363884.259M 1/41299.38254.948692.4392590.2140i1ncQj SQjk 可得如下計(jì)算表：

15、j2表 9 彎矩基本組合計(jì)算表1） 跨中截面剪力 Vl/2 的計(jì)算公式為： V m1qk 0 Pkyk表 9 公路 - 級(jí)車道荷載產(chǎn)生的跨中剪力計(jì)算表Vl / 2梁號(hào)內(nèi)力m1+qK0PKykV1vl /20.5231.3137.87511.05214.20.5133.3012vl/20.4621.3137.87511.05214.20.5117.7533vl /20.41.3137.87511.05214.20.5101.951表 10 人群荷載產(chǎn)生的剪力計(jì)算表梁號(hào)內(nèi)力mq人0剪力效應(yīng)1vl / 20.64532.7635.3462vl / 20.42232.7633.4973vl / 20.

16、432.7633.3152) 支點(diǎn)處剪力 V0 的計(jì)算V020.523V020.5V020.4 23圖 4 汽車荷載產(chǎn)生的支點(diǎn)剪力效應(yīng)計(jì)算圖式0.523 - 11 0.523 0.333 12KN=112.706KN22.1 1 1 1 22.1 42 12 2 43 號(hào)梁：0.462KN=148.129KN0.400 0.75 0.639 0.4 22.1 1 1 1 22.1 0.6394 2 4 2 4KN=174.37KN214.2 1.0 0.333+7.875 22.1 1 1 1 22.1 42 12 242 號(hào)梁：0.333214.2 1.0 0.5+7.875 110.462

17、 0.5 0.462 1222.122.1214.2 1.0 0.639+7.875 22.1552.5在人群荷載作用下，橫向分布系數(shù)如圖 5 所示，支點(diǎn)處剪力計(jì)算如下：1 號(hào)梁：22.1 11V0人 = 0.5 22.10.6453+0.51.222 0.645 3+0.5人 4 1222.111.222 0.645 3 KN=26.164KN4122 號(hào)梁：0.422 0.5 3 1 3.62 0.4222V0 =(0.53.620.42230.8038+ 22.1 0 人 230.1962)KN=9.286KN3 號(hào)梁：V0人 =(0.5 22.1 0.4 3-0.5 22.1 0.4

18、3 11 -0.5 22.1 0.4 0 人 4 12 413 1 )KN=9.669KN123) 剪力效應(yīng)基本組合 基本組合公式為：Sud0Gi SGikQ1kSqikcQj SQjki 1 j 2各分項(xiàng)系數(shù)和彎矩基本組合相同。表 11 剪力效應(yīng)基本組合表 （ 單位： KN）梁號(hào)內(nèi)力永久荷載人群汽車荷載基本組合值1V0225.16526.164112.7068457.291V1/ 205.346133.301192.6082V0269.3659.286148.129541.018V1/ 203.497117.753168.7703V0313.5659.669174.371631.226V1/ 203.315101.951146.444第三章