橋梁課程設(shè)計(jì)

1、橋梁課程設(shè)計(jì)橋梁工程課程設(shè)計(jì)書一、 題目：裝配式鋼筋混凝土簡支t梁橋計(jì)算二、 設(shè)計(jì)資料1、橋面凈寬 凈9+21.50m2、主梁跨徑及全長標(biāo)準(zhǔn)跨徑 =35.mm計(jì)算跨徑 =34.02mm主梁全長 l=34.96mm3、設(shè)計(jì)荷載 公路級(jí)荷載；人群荷載3kn4、材料鋼 筋：凡直徑大于或等于12毫米者用級(jí)鋼筋：直徑小于12毫米者一律用級(jí)鋼筋混凝土：主梁用50號(hào)，人行道、欄行、橋面均25號(hào)5、計(jì)算方法：極限狀態(tài)法6、結(jié)構(gòu)尺寸：參考本設(shè)計(jì)給出的縱橫剖面圖，其中橫隔梁五根7、設(shè)計(jì)依據(jù) （1）公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（jtgd60-2004）（2）公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（jtgd62-2004）

2、8、主要技術(shù)規(guī)范和參考文件（1）公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（jtgb001-2003）（2）公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（jtgd60-2004）（3）公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（jtj022-85）（4）公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（jtgd62-2004）（5）公路橋涵地基及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（jtj024-85）（6）邵旭東主編.橋梁工程.人民交通出版社.2007（7）混凝土簡支梁（板）橋（例四）.人民交通出版社.1991（8）公路橋梁荷載橫向分布計(jì)算.人民交通出版社.1977三、計(jì)算內(nèi)容 1、計(jì)算主梁的荷載橫向分布系數(shù) 2、主梁內(nèi)力計(jì)算 3、橫隔梁內(nèi)力計(jì)算 4、行車道板的計(jì)算四、設(shè)計(jì)圖紙 1、計(jì)

3、算圖：橫向分布系數(shù)計(jì)算圖，行車道板計(jì)算圖，橫隔梁計(jì)算圖2、橋梁橫斷面及縱斷面布置圖，以及主梁、橫隔梁具體布置圖裝配式鋼筋混凝土簡支t梁橋計(jì)算一、 主梁的計(jì)算（1）、主梁的荷載橫向分布系數(shù)和內(nèi)力計(jì)算1、主梁的抗彎及抗扭慣性矩和求主梁界面的重心位置（圖1-1）圖1-1平均板厚：=（10+20）=15cm=cm=0.2349t形截面抗扭慣性矩近似等于各個(gè)矩形截面的抗扭慣性矩之和，即： = 式中：矩形截面扭轉(zhuǎn)因數(shù)（查表） 相應(yīng)各矩形的寬度 查表可知： =1.6/0.15=10.67，=3.56 =（2-0.15）/0.18=10.28，=3.43=2、計(jì)算結(jié)構(gòu)自重集度（表1-1）結(jié)構(gòu)自重集度計(jì)算表 表

4、1-1主梁橫隔梁對(duì)于邊主梁對(duì)于中主梁橋面鋪裝層欄桿和人行道合計(jì)對(duì)于邊主梁對(duì)于中主梁3、結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力計(jì)算（表1-2）邊中主梁自重產(chǎn)生的內(nèi)力 表1-2截面位置內(nèi)力剪力q（kn）彎矩m（）邊主梁中主梁邊主梁中主梁x=0q=34.02=352.7934.02=363.33m=0m=0x=q=（34.02-）=176.39q=（34.02-）=181.67m=（34.02-）=2250.34m=（34.02-）=2317.61x=q=0q=0m=20.74=3000.46m=21.36=3090.153、汽車、人群荷載內(nèi)力計(jì)算（1）、支點(diǎn)處荷載橫向分布系數(shù)（杠桿原理法） 按【橋規(guī)】規(guī)定：汽車荷載距人行道

5、邊緣不小于0.5m，人群荷載取3。在橫向影響線上確定荷載橫向最不利的布置位置。圖1-2示 圖1-2 支點(diǎn)處各主梁的橫向分布情況各梁支點(diǎn)處相應(yīng)于公路i級(jí)和人群荷載的橫向分布系數(shù)計(jì)算（表1-3）表1-3梁號(hào)公路i級(jí)人群荷載1（6）號(hào)梁=1.000/2=0.500=1.7812（5）號(hào)梁=1.000/2=0.500=03（4）號(hào)梁=（0.1875+1.000）/2=0.594=0(2)、跨中荷載橫向分布系數(shù)（偏心壓力法）此橋設(shè)有剛度強(qiáng)大的橫隔梁，且承重結(jié)構(gòu)的跨寬比為：=3.542故可按偏心壓力法來計(jì)算橫向分布系數(shù)，其步驟如下：求荷載橫向分布影響線豎標(biāo)本橋各根主梁的橫截面均相等，梁數(shù)n=6,梁間距為1

6、.60m，則=+=+2=44.8由式可求得，各梁在兩邊主梁處的橫向影響線的豎標(biāo)值為：1（6）號(hào)梁：=0.524=0.1902（5）號(hào)梁：=0.381= -0.0473（4）號(hào)梁：=0.238= -0.096畫出各主梁的橫向分布影響系數(shù)，并按最不利位置布置荷載，圖1-3示圖1-3跨中處各主梁的橫向分布情況計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)（表1-4）表1-4梁號(hào)汽車荷載人群荷載1（6）號(hào)梁= =（0.524+0.3634+0.2473+0.0867）=0.6107=0.63562（5）號(hào)梁= =（0.3810+0.2847+0.2152+0.1189）=0.4999=0.44793（4）號(hào)梁= =（0.238

7、+0.1629+0.1086+0.0334）=0.2715=0.2902（3）、荷載橫向分布系數(shù)匯總（表1-5）荷載橫向分布系數(shù) 表 1-5梁號(hào)荷載位置公路i級(jí)人群荷載備注1（6）號(hào)梁跨中0.61070.6356按“偏心壓力法”計(jì)算支點(diǎn)0.5001.7810按“杠桿法”計(jì)算2（5）號(hào)梁跨中0.4990.4479按“偏心壓力法”計(jì)算支點(diǎn)0.5000按“杠桿法”計(jì)算3（4）號(hào)梁跨中0.27150.2902按“偏心壓力法”計(jì)算支點(diǎn)0.5940按“杠桿法”計(jì)算（4）、均布荷載和內(nèi)力影響線面積計(jì)算（表1-6）均布荷載和內(nèi)力影響線面積計(jì)算表 表1-6截面類型公路i級(jí)荷載（）人群荷載（）影響線面積（或m）影

8、響線圖10.531.5=4.5=144.6710.54.5=108.5010.54.5=0.5=4.253m10.54.5=1=17.01m（5）、公路i級(jí)集中荷載計(jì)算計(jì)算彎矩效應(yīng)時(shí)：= 180+（34.025）=296.7kn計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)：=1.2296.7=365kn （6）、計(jì)算沖擊系數(shù)a=15（160-18）+18200=0.573 = 0.2393 g=0.57325=14.325=1.46c50混凝土的e取3.45=hz1.5hz,按橋規(guī)規(guī)定，沖擊系數(shù)?。?0.05，故1+=1.05（7）、各梁的彎矩、和剪力計(jì)算因雙車道不折減，故=1。見表1-7表1-7梁號(hào)截面荷載類型或（）（）

9、1+或ys（或kn）s1或6號(hào)梁公路i級(jí)10.5296.71.050.6107144.67974.062592.17y=8.5051618.11人群4.5/0.6356144.67275.86公路i級(jí)10.5296.71.050.6107108.50730.531944.16y= =6.3791213.63人群4.5/0.6356108.50206.89公路i級(jí)10.53651.050.61074.25328.64145.670.5117.03人群4.5/0.63564.2538.112或5號(hào)梁公路i級(jí)10.5296.71.050.499144.67795.902118.05y=8.50513

10、22.15人群4.5/0.4479144.67194.39公路i級(jí)10.5296.71.050.499108.50596.911919.06y= =6.3791322.15人群4.5/0.4479108.50145.79公路i級(jí)10.53651.050.4994.25323.40119.020.595.62人群4.5/0.44794.2535.713或4號(hào)梁公路i級(jí)10.5296.71.050.2715144.67433.041152.41y=8.505719.37人群4.5/0.2902144.67125.95公路i級(jí)10.5296.71.050.2715108.50324.771044.1

11、4y= =6.379719.37人群4.5/0.2902108.5094.46公路i級(jí)10.53651.050.27154.25312.7364.760.552.03人群4.5/0.29024.2533.70 注：表中所需公式：（8）、計(jì)算支點(diǎn)截面汽車荷載最大剪力繪制各梁的荷載橫向分布系數(shù)沿橋縱向的變化圖形和支點(diǎn)剪力影響線。見圖1-4a、b、c。橫向分布系數(shù)變化區(qū)的長度：m變化區(qū)荷載重心處的內(nèi)力影響線坐標(biāo)為1）1和6號(hào)梁均=109.74kn集=191.63kn則公路i級(jí)作用下，1和6號(hào)梁支點(diǎn)的最大剪力為：=均+集=301.37kn支點(diǎn)截面人群荷載的最大剪力為：=24.28kn2）同理可求的2和

12、5號(hào)梁：均=93.62kn集=191.63kn=均+集=285.25kn=17.59kn3和4號(hào)梁：均=64.86kn集=227.65kn=均+集=292.51kn=11.4kn3）各梁支點(diǎn)處最大剪力匯總見表1-8表1-8梁號(hào)（kn）（kn）1和6號(hào)梁301.3724.282和5號(hào)梁285.2517.593和4號(hào)梁292.5111.4（9）、各梁彎矩剪力基本組合見表1-9基本荷載組合：按橋規(guī)規(guī)定，永久作用設(shè)計(jì)值效應(yīng)與可變作用設(shè)計(jì)值效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)為：永久荷載作用分項(xiàng)系數(shù)：=1.2汽車荷載作用分項(xiàng)系數(shù)：=1.4人群荷載作用分項(xiàng)系數(shù)：=1.4表1-9梁號(hào)內(nèi)力結(jié)構(gòu)自重汽車荷載人群荷載）（或kn）1.2

13、+1.4+0.81.41或63000.462597.17275.867545.322250.341944.16206.895653.950145.678.11213.02352.79301.3724.28872.462或53090.152118.05194.397031.172317.611919.06145.795631.100119.025.71173.02363.33285.2517.59855.053或43090.151152.41125.955462.622317.611044.1494.464348.72064.763.794.81363.33292.5111.4858.28注：橋

14、梁結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，本例取為1.0 與其他可變荷載作用效應(yīng)的組合系數(shù)，本例取為0.8二、橫隔梁的計(jì)算 對(duì)于具有多根內(nèi)橫隔梁的橋梁，由于主梁跨中處的橫隔梁受力最大，橫隔梁中截面受力最不利，故通常只要計(jì)算跨中橫隔梁的內(nèi)力，其他橫隔梁可騙安全地仿此設(shè)計(jì)。1、 確定作用在橫隔梁上的計(jì)算荷載對(duì)于跨中一根橫隔梁來說，除了直接作用在其上的輪重外，前后的輪重對(duì)它也有影響。在計(jì)算中，我們假設(shè)荷載在相鄰橫隔梁之間按杠桿原理法傳布，如圖2-1。圖中，=10.5，=296.7kn因此，縱向一列汽車車道荷載輪重分布給該橫隔梁的計(jì)算荷載為：計(jì)算彎矩時(shí)：=192.71kn計(jì)算剪力時(shí)：=226.86kn2、 繪制中橫隔梁的內(nèi)力

15、影響線由前面偏心壓力法可計(jì)算得1、2號(hào)梁的荷載橫向分布影響線豎標(biāo)值如圖2-2則的影響線豎標(biāo)可計(jì)算如下：（1）、截面p=1作用在1號(hào)梁軸上時(shí)（=0.524，=-0.19）p=1作用在6號(hào)梁軸上時(shí)p=1作用在2號(hào)梁軸上時(shí)（=0.381，=0.2954）根據(jù)影響線的知識(shí)可知，的影響線必在r1r1截面處有突變，根據(jù)和的連線延長至r1r1截面，即為的值（0.953），由此即可繪出的影響線如圖2-3所示。(2)、截面p=1作用在1號(hào)梁軸上時(shí)（=0.524，=-0.19）=-0.852p=1作用在6號(hào)梁軸上時(shí)=-0.494 p=1作用在2號(hào)梁軸上時(shí)（=0.381，=0.2954）=0.351的影響線如圖2-

16、4所示。(3)、截面p=1作用在1號(hào)梁軸上時(shí)（=0.524，=-0.19）=-0.834p=1作用在6號(hào)梁軸上時(shí)=-0.834 p=1作用在2號(hào)梁軸上時(shí)（=0.381，=0.2954）=-0.0206的影響線如圖2-5所示。3、 繪制剪力影響線不難看出，靠近1號(hào)主梁處截面的剪力q最大，故只需計(jì)算此處的剪力即可。對(duì)于1號(hào)主梁處截面的影響線可計(jì)算如下：p=1作用在計(jì)算截面以右時(shí) 即p=1作用在計(jì)算截面以左時(shí) -1 即繪成影響線如圖2-6。4、 截面內(nèi)力計(jì)算將求得的計(jì)算荷載在相應(yīng)的影響線上按最不利荷載位置加載，對(duì)于汽車荷載并計(jì)入沖擊影響力（1+），則得表2-1所示結(jié)果。表2-1公路i級(jí)彎矩=134.

17、92=291.50=298.05剪力=290.94kn5、 內(nèi)力組合（鑒于橫隔梁的結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力甚小，計(jì)算中可略去不計(jì)）：取最大荷載計(jì)算 承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合（表2-2）表2-2基本組合=0+1.4298.05=417.27=0+1.4290.94=407.32kn正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合（表2-3）表2-3短期效應(yīng)組合=0+0.7298.05/1.05=198.7=0+0.7290.94/1.05=193.96kn三、行車道板的計(jì)算（1）、板的結(jié)構(gòu)自重及其內(nèi)力（按縱向1m寬的板條計(jì)算），計(jì)算圖示見圖3-1、每延米板上的結(jié)構(gòu)自重g（表3-1）表3-1瀝青表面處治0.041.023=0.92c25混凝土墊層0.111.024=2.64t梁翼板自重=3.75合計(jì)=7.31、每米寬板條的恒載內(nèi)力=-1.847.310.71=5.19kn（2）、汽車車輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力將車輛荷載后輪作用于鉸縫軸線上（如圖3-1所示），后軸作用力為p=140kn，輪