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、橋面凈寬凈一9+2Xl.50m2、主梁跨徑及全長標(biāo)準(zhǔn)跨徑 1b =35.mm計(jì)算跨徑 1 =34.02mm主梁全長L=34.96mm3、設(shè)計(jì)荷載公路一I級(jí)荷載；人群荷載3kN/ m24、材料鋼 筋：凡直徑大于或等于12毫米者用II級(jí)鋼筋：直徑小于12毫米者一律 用I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

2、(JTGD62-2004)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

3、、設(shè)計(jì)圖紙1、計(jì)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2901L96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Ix和1Tx求主梁界面的重心位置 ax （圖1-1）平均板厚：1 ,h1 = (10+20) =15cm2(160 18) 15 ax =15200一 200 18 (160 18)215200 1865.6 cmIx1212(160 18)318 200153 (160 18)20018 200 (215 215 (65.6 )22 465.6)

4、0,2349 mT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:ITx =式中：i 矩形截面扭轉(zhuǎn)因數(shù)（查表）bi 相應(yīng)各矩形的寬度查表可知:h1/ =1.6/0.15=10.67 ,1 =1m = 1 * =3.56h21 33 6=(2-0.15) /0.18=10.28,2 = 1m = 1 h2 =3.4333 b244341Tx=3.56 0.153.43 0.185.40 10 m2、計(jì)算結(jié)構(gòu)自重集度（表 1-1）主梁g10.18 2.00 (0-100:20)(1.60 0.18)25 14.33 KN/橫隔梁對(duì) 于 邊 主 梁“0.10 0.201.60 0.180.

5、15 0.18 廣 “vcKZ/g21.6 5 25 34.02 0.62 KN/222/m對(duì) 于 中 主 梁g22 0.62 1.24 KN/橋面鋪 裝層g30.04 9.00 23 1 0.04 0.11 9.00 246 4.08 KN/欄桿和 人行道g41.52 3.6 2 6 1.71 KN/合 計(jì)對(duì) 于 邊 主 梁ggi 14.33 0.62 4.08 1.71 20.74 KN/對(duì) 于 中 主 梁ggi14.33 1.24 4.08 1.71 21.36 KN/結(jié)構(gòu)自重集度計(jì)算表表1-13、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、力 位鼠 置二剪力Q (kN)

6、彎矩M (kN/)邊主梁中主梁邊主梁中主梁x=0Q=20 34.02 2=352.7921.36Q 34.022=363.33M=0M=01 x=一4八20.74Q二2/c c 34.02 (34.02-2 )4=176.39c21.36Q=2/c c 34.02(34.02- 2 )4=181.67. 20.7434.02M=24/c/cc 34.02、(34.02)4=2250.34一 21.3634.02M=24/c/cc 34.02、(34.02)4=2317.611 x=一2Q=0Q=0n “12M=- 20.74 34.02=3000.46n “12M=- 21.36 34.02=

7、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：汽車荷載距人行道邊緣不小于0.5m,人群荷載取3O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1口rJ7.(：,上留1巍一片，）=*能貯仁；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)于公路一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)公路一I級(jí)人群福栽1 (6)號(hào)梁moq1 =1.000/2=0.5002m0r1= r =1.7812 (5)號(hào)梁moq =1.000/2=0.50022mor2 =03 (4)號(hào)梁qmoq3=萬=(0.1875+1.000) /2=0

8、.594m% =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:l 34.02 =3.54>2B 6 160故可按偏心壓力法來計(jì)算橫向分布系數(shù)me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1.60m,則62aii 1224 + a5 +2=2 1.60 0.80 + 1.60220.80 +0.82 22=44.8 m由式ik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:1ii -na1a12ai2 6 ai22 1.6 0.8=0.52444.8116.n2ai22 1.6 0.8=

9、0.19044.82 (5)號(hào)梁:21a2 a1 _ 1-n726aii 12 1.6 0.8 (1.6 0.8)=0.38144.8263 (4)31362 ai2 1.6 0.8 (1.6 0.8) =-0.04744.8號(hào)梁:a3Q _ 1 -6 aii 10.8(2 1.6 0.8)=0.23844.8a3% _ 1= 726aii 10.8(2 1.6 0.8)=-0.09644.8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JIT1一 二., H二 .一 1三口K, 1AZ._ w_ &:一 Tn； 一A ：_飛 Vj:ILJ一一廠八H .-yu一+ -

10、L 2 己 / L6KC乜P /P一ompc?？贘 An1寸Ecnod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) mc （表1-4）表1-4梁號(hào)汽車荷載人群福栽1 (6)號(hào)梁11mcq= 一2 q2(0.524+0.3634+0.2473+0.0867 )=0.6107mcr=r =0.63562 (5)號(hào)梁11mcq=2 q2(0.3810+0.2847+0.2152+0.1189 )=0.4999mlcr =r =0.44793 (4)號(hào)梁1111 icq=2 q2(0.238+0.1629+0.1086+0.0334 )=0.2715mcr=r =0.2902（3）、荷載橫向

11、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)荷載位置公路一I級(jí)人群福栽備注1 (6)號(hào)梁跨中mc0.61070.6356按“偏心壓力 法”計(jì)算支點(diǎn)mo0.5001.7810按“杠桿法” 計(jì)算2 (5)號(hào)梁跨中mc0.4990.4479按“偏心壓力 法”計(jì)算支點(diǎn)mo0.5000按“杠桿法” 計(jì)算3 (4)號(hào)梁跨中mc0.27150.2902按“偏心壓力 法”計(jì)算支點(diǎn)mo0.5940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公路一I級(jí)荷 載(kNm)人群福栽(%)影響線回積/2 p-(m 或 m)影響線圖M1210.53 1.5

12、=4.51 .2=一 l =144.687m2L.L-1 一M1410.54.53l l=1 =116 208.50 m2£Q1210.54.5.111=l2 20.5=4.253m1Qo10.54.51=-l 1 =217.01m一一 一一計(jì)算彎矩效應(yīng)時(shí):Pk= 180+360 18050 5(34.02 5) =296.7kN計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)：R=1.2 296.7=365kN(6)、計(jì)算沖擊系數(shù)24A=15(160-18) +18 200=0.573 m Ic= 0.2393 mG=0.57325=14.325mcg="46kN?s2m2(5)、公路一I級(jí)集中荷載Pk計(jì)

13、算f-22l2C50 混凝土的 E 取 3.45 104 Nm2EIc3一 =3.23 10 Hz<1.5Hz,按橋規(guī)規(guī)te,沖擊系數(shù)取: mc=0.05 ,故 1+ =1.05、各梁的彎矩Ml，2、Ml：4和剪力Q2計(jì)算因雙車道不折減，故=1。見表1-7表1-7梁 號(hào)截回何載 回qk或qr(kNm)Pk(kNm)1+mc或yS ( kN ?m或 kN)SiS1/號(hào) 梁Ml2公路-I級(jí)10.5296.71.050.6107144.67974.062592.17y= =8.505 41618.11人群4.5/0.6356144.67275.86Ml.4Ml.4公路-I級(jí)10.5296.71

14、.050.6107108.50730.531944.16y=3l=6.379161213.63人群4.5/0.6356108.50206.89Ql 2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M l，2公路-I級(jí)10.5296.71.050.499144.67795.902118.05y= - =8.50541322.15人群4.5/0.4479144.67194.39Ml.4公路-I級(jí)10.5296.71.050.499108.50596.911919.06y=3l=6.37916132

15、2.15人群4.5/0.4479108.50145.79Ql2 /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Ml,2公路-I級(jí)10.5296.71.050.2715144.67433.041152.41y= =8.5054719.37人群4.5/0.2902144.67125.95Ml .4公路-I級(jí)10.5296.71.050.2715108.50324.771044.14y=3l=6.37916719.37人群4.5/0.2902108.5094.46Ql 2公路-I級(jí)10.53651.

16、050.27154.25312.7364.760.552.03人群4.5/0.29024.2533.70注：表中所需公式：Sq （1） （mcqk6 PkyJSr mcqr I c I(8)、計(jì)算支點(diǎn)截面汽車荷載最大剪力1-4a、 b、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6-'1J.-I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(34.02 -8.56)/34.020.9161) 1和6號(hào)梁Qo均.a=1qk mc- m)mi y =8.561.05110.50.610717.010.50.61070.916 =109.74kN2Q 集

17、=1mPkyi =1.0510.5365 1 =191.63kN則公路一I級(jí)作用下，1和6號(hào)梁支點(diǎn)的最大剪力為：Q0=Q0均+ Q0 集=301.37kNQOrmcqr支點(diǎn)截面人群荷載的最大剪力為：mc qry 二0.635617.018.561.7810.63564.50.916 =24.28kN2)同理可求的2和5號(hào)梁：Q0 均=93.62kNQ0 集=191.63kNQ0 = Q0 均 +Q0 集=285.25kNQr =17.59kN3和4號(hào)梁：Q0 均=64.86kNQ0 集=227.65kNQ0 = Q0 均+Q0 集=292.51kNQr =11.4kN3)各梁支點(diǎn)處最大剪力匯總

18、見表1-8表1-8梁號(hào)Q0 (kN)Qr (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)：Gi =1.2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)：Qj=1.4表1-9梁 號(hào)內(nèi) 力結(jié)構(gòu)自 重汽車荷 載人群何載nn0Sud0(GiSGiQ1SQlkGjSQjki 1j 2)(kN ? m或 kN)1.2 +1.4 +0.8 1.4 1或6Mi,3000.462597.17275.867545.3

19、2Mi，42250.341944.16206.895653.95Q20145.678.11213.02Q352.79301.3724.28872.462或5Mi/23090.152118.05194.397031.17Mu2317.611919.06145.795631.10Q20119.025.71173.02Q363.33285.2517.59855.053或4M|23090.151152.41125.955462.62M"2317.611044.1494.464348.72Q2064.763.794.81Q363.33292.5111.4858.28注：0 橋梁結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，

20、本例取為1.0c與其他可變荷載作用效應(yīng)的組合系數(shù)，本例取為 c0.8、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，qk=10.5pk，k =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)：Poq1 qk2 kPky =210.51一 8.4521296.71 =1

21、92.71kN2計(jì)算剪力時(shí):Poq12 qkRy10.5 218.45211.2296.71 =226.862kN2、繪制中橫隔梁的內(nèi)力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m的影響線豎標(biāo)可計(jì)算如下:I2 中 Egrcz?/CL - r 一 - 2H1/ %4 - 一口 1出U2.lsmoL-二三 n(1)、r1截面P=1作用在1號(hào)梁軸上時(shí)(11=0.524,16=-0.19)r1111 0.5d 0,5d0.524 0.5 1.6 0.5 1.60.3808P=1作用在6號(hào)梁軸上時(shí)r1616 0.5d0.19 0.5 1.60.152P=1作用在2號(hào)

22、梁軸上時(shí)(12 =0.381 ,22 =0.2954)r1212 0.5d0.3810 0.5 1.6 0.3048根據(jù)影響線的知識(shí)可知，M的影響線必在r1-r1截面處有突變，根據(jù)rM1和rM2的連線延111 1 ri'2-3所示。長至r1-r1截面，即為 M的值(0.953),由此即可繪出 M的影響線如圖1111r1(2)、也截面P=1作用在1號(hào)梁軸上時(shí)(11 =0.524,16=-0.19)Mr211.5d 210.5d 1 1.5d= 0.5241.51.6P=1作用在6號(hào)梁軸上時(shí)0.36340.51.61 1.51.6=-0.852M2 61.5d 260.5d =-0.494

23、P=1作用在2號(hào)梁軸上時(shí)(12=0.381 ,22=0.2954)M2 21.5d 220.5d1 0.5d =0.351叫 的影響線如圖2-4所示。(3)、3截面P=1作用在1號(hào)梁軸上時(shí)(11=0.524,16=-0.19)M31112.5d211.5d 310.5d 1 2.5d =0.5242.51.60.36341.5=-0.834P=1作用在6號(hào)梁軸上時(shí)1.60.24730.51.61 2.51.6M r36162.5d 261.5d 360.5d =-0.834P=1作用在2號(hào)梁軸上時(shí)（12 =0.381 ,22 =0.2954)M32122.5d 221.5d320.5d1.5d

24、 =-0.0206叫 的影響線如圖2-5所示。II影橫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q影響線可計(jì)算如下：p=1作用在計(jì)算截面以右時(shí)QyR1 即；1ip=1作用在計(jì)算截面以左時(shí)QyR1-1 即 1y1i1此 一1級(jí)繪成Qy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Poq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1彎矩M 2(1) Poq=134.92 kN ? m1.05192.710.36200.3048I級(jí)匚MM2 3(1)Poq1.05

25、192.710.9530.4876 =291.50M3 4(1)=298.05 kN ? mPoq1.05192.711.19360.2794男力QyQy1POq1.05226.860.5240.36340.24730.0867 =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Mmaxr =0+1.4 298.05=417.27 kN ? m maxjQyax=0+1.4 290.94=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Mmaxr =0+0.7 298.05/1.05=198.7 kN ? m maxjQyax=0+0.7 290.94/1.05=193.96kN三、行車道板的計(jì)算布寬度如圖3-2所示。車輛荷載后輪著地長度為a2 =0.2m ,寬度為 b2=0.6m,貝U（1）、板的結(jié)構(gòu)自重