二級公路橋梁設(shè)計計算實例-橋梁課程設(shè)計

PAGEPAGE151基本資料1.1公路等級：二級公路1.2主梁形式：鋼筋混凝土T形簡支形梁1.3標(biāo)準(zhǔn)跨徑:201.4計算跨徑：191.5實際梁長：19.61.6車道數(shù)：二車道1.7橋面凈空橋面凈空——7m+2×0.75m人行道1.8設(shè)計依據(jù)（1）《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTGD60—2004）》，簡稱《橋規(guī)》。（2）《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTGD62-2004）》,簡稱 《公預(yù)規(guī)》。（3）《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(JTJ124-85)》,簡稱《基規(guī)》。2具體設(shè)計2.1主梁的詳細(xì)尺寸主梁間距：1.7m主梁高度：h=（～）l=（～）20=1.82～1.1（m）（取1.8）主梁肋寬度：b=0.2m主梁的根數(shù)：（7m+2×0.75m）/1.7=52.2行車道板的內(nèi)力計算考慮到主梁翼板在接縫處沿縱向全長設(shè)置連接鋼筋,故行車道板可按兩端固接和中間鉸接的板計算。已知橋面鋪裝為2cm的瀝青表面處治（重力密度為23kN/m）和平均9cm厚混泥土墊層（重力密度為24kN/m），C30T梁翼板的重力密度為25kN/m。2.2.1結(jié)構(gòu)自重及其內(nèi)力（按縱向圖2-1鉸接懸臂板計算圖示（尺寸單位：cm）①每米延板上的恒載瀝青表面處治：=0.02×1.0×23=0.46kN/mC25號混凝土墊層：=0.09×1.0×24=2.16kN/mT梁翼板自重：=（0.08+0.14）/2×1.0×25=2.75kN/m每延米板寬自重：g=++=0.46+2.16+2.75=5.37kN/m②每米寬板條的恒載內(nèi)力：彎矩：M=-gl=-×5.37×0.71=-1.35kN.m剪力：Q=g·l=5.37×0.71=3.81kN2.公路II級：以重車輪作用于鉸縫軸線上為最不利荷載布置，此時兩邊的懸臂板各承受一半的車輪荷載下圖：圖2-2行車道板計算（尺寸單位：cm）后軸作用力140KN的著地長度為a2=0.2m,寬度b2=0.6m，鋪裝層的厚度H=0.09+0.02=0.11m垂直行車方向輪壓分布寬度為：a1=a2+2H=0.20+2×0.11=0.42m。b1=b2+2H=0.60+2×0.11=0.82m。最外兩個荷載的中心距離d=1.40m，則荷載對于懸臂根部的有效分布寬度：a=a+d+2l=0.42+1.4+2×0.71=3.24m由于汽車荷載局部加載在T梁的翼板上，故沖擊系數(shù)取1+u=1.292，則作用于每米寬板條上的彎矩為：M=-（1+u））=-1.292×）=-14.09kN.m作用于每米寬板條上的剪力為：Q=（1+u）=1.292×=27.92kN2.1.承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合計算（基本組合）：M=1.2M+1.4M=1.2×（-1.35）+1.4（-14.09）=-21.346kN.mQ=1.2Q+1.4Q=1.2×3.81+1.4×27.92=43.66kN所以，行車道板的設(shè)計內(nèi)力為M=-21.346kN.mQ=43.66kN2.正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合計算（短期效應(yīng)組合）：M=M+0.7M=（-0.35）+0.7×（-14.09）÷1.3=-8.94kN.mQ=Q+0.7Q=3.81+0.7×27.92÷1.3=18.84kN2.3主梁內(nèi)力的計算2.由計算跨徑L=19.70m，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為1.0，每側(cè)欄桿機(jī)人行道構(gòu)件重量的作用力為5kN/m結(jié)構(gòu)自重集度主梁：g=[0.18×1.30+（0.08+0.14）/2×（1.60-0.18）]×25=9.76kN/m橫隔梁：邊主梁:g={[1.00-（0.08+0.14）/2]×（1.60-0.18）/2}××5×=0.624kN/m圖2-3簡支T梁主梁和橫隔梁簡圖（尺寸單位：cm）2號梁：g=2×g=1.248kN/m中主梁：g=2×g=1.248kN/m橋面鋪裝層：g=[0.02×7.00×23+（0.06+0.12）×7×24]/5=3.67kN/m欄桿和人行道：g=5×=2.00kN/m合計：邊主梁：g=g+g+2.00=9.76+0.624+3.67+2.00=16.054kN/m2號梁：g=9.76+1.248+3.67+2.00=16.678kN/m中主梁：=9.76+1.248+3.67+2.00=16.678kN/m結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力計算：梁內(nèi)各截面的彎矩M和剪力Q的計算式：M=.x-gx.=（l-x）Q=-gx=（l-2x）其中：L為計算跨徑X為計算截面到支點(diǎn)的距離表2-1邊主梁自重產(chǎn)生的內(nèi)力內(nèi)內(nèi)力截面位置x剪力Q（kN）彎矩M（kN.m）X=0×19.7=158.130X=l/4×（19.7-2×）=79.07（19.7-）=584.1X=l/20×16.054×19.7=778.8表2-22號梁自重產(chǎn)生的內(nèi)力內(nèi)內(nèi)力截面位置x剪力Q（kN）彎矩M（kN.m）X=0×19.70=164.280X=l/4×（）=82.14（）=606.8X=l/20×16.678×19.7=809.07表2-3中主梁自重產(chǎn)生的內(nèi)力內(nèi)內(nèi)力截面位置x剪力Q（kN）彎矩M（kN.m）X=0×19.70=164.280X=l/4×（）=82.14（19.7-）=606.8X=l/20×16.678×19.7=809.072.（1）荷載橫向分布的計算荷載橫向分布系數(shù)m的計算公式：汽車：m=Σn／2人群：m=①用杠桿原理法計算荷載位于靠近主梁支點(diǎn)時的荷載橫向分布系數(shù)m。荷載位于指點(diǎn)時1號梁相應(yīng)汽車-II級和人群荷載的橫向分布系數(shù)，如圖1-2。圖2-4杠桿原理法計算橫向分布系數(shù)（尺寸單位：cm）1號梁：公路II級m=Σn／2==0.438人群荷載m==1.422同樣方法計算2、3號梁梁端橫向分布系數(shù)為:2號梁：公路II級m=0.500人群荷載m==-0.4223號梁：公路II級m=（0.938+0.250）/2=0.594人群荷載m==0②當(dāng)荷載作用跨中時，1號邊主梁的橫向分布系數(shù)：寬跨比==0.4＜0.5.故用偏心壓力法計算橫向分布系數(shù)ma）求荷載橫向分布影響線豎標(biāo)n=5梁間距為1.60則:a+……a=(2×1.60)+1.60+0+(-1.60)+(-2×1.60)=25.60m1號梁在2個邊主梁處的橫向影響線的豎標(biāo)值為：==+=0.60==-0.20b）繪制荷載橫向分布影響線，并按最不利布載，如圖1-3所示。圖2-5剛性橫梁法計算橫向分布系數(shù)圖示（尺寸單位：cm）c）計算m1號梁：汽-II:m=(0.522+0.395+0.177-0.005)/2=0.504人群：m==0.620同樣方法計算2、3號梁的橫向分布系數(shù)為:2號梁：汽-II:m=0.455人群：m=0.3913號梁：汽-II:m=0.409人群：m=0.171×2=0.342表2-4荷載橫向分布系數(shù)匯總梁號公路-II級人群1跨中0.5040.620支點(diǎn)0.4381.442續(xù)表1-42跨中0.4550.391支點(diǎn)0.500-0.4223跨中0.4090.342支點(diǎn)0.5940.000均布荷載和內(nèi)力影響線的面積計算汽-II均布荷載（kN/m）人群（kN/m）影響線面積（m或m）影響線圖示M10.5×0.75=7.8753.0×0.75=2.25===48.51Q7.8752.25==2.438Q7.8752.25==9.85注：10.5KN/m為公路-I級車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值；計算跨徑小于50m時，人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值為3.0kN/m。（3）公路II級中集中荷載P的計算計算彎矩效應(yīng)時：P=0.75[180+]=179.1kN計算剪力效應(yīng)時：P=1.2×179.1=214.92kN注：當(dāng)計算跨徑在5-50m之間時，P用直線內(nèi)插求得。（4）計算沖級系數(shù)A=0.3902mI=0.066146mG=0.3902×25=9.76kN/mG/g=9.76/9.81=0.995kN.s/mC混凝土E取3×10N/mf=5.713Hz∵1.5Hz＜f＜14Hz∴=0.1767lnf-0.0157=0.292則1+=1.292（5）跨中彎矩M1/2的計算因雙車道不折減，故=1。代入下式得：S=（1+）××[mq+mPy]S=mq表2-5公路II級產(chǎn)生的彎矩（kN.m）梁梁號內(nèi)力m1+u彎矩效應(yīng)m××(1+)×[×＋×]1M1/20.5041.2927.87548.51179.14.925823.132M1/20.45548.514.925743.123M1/20.40948.514.925667.98表2-6人群荷載產(chǎn)生的彎矩（kN.m）梁號內(nèi)力mqy彎矩效應(yīng)m×q×1M1/20.6200.75×3.00=2.2548.5167.672M1/20.39148.5142.683M1/20.34248.5137.33按承載能力極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)重力對結(jié)構(gòu)的承載能力不利時計算彎矩效應(yīng)組合：=1.2S+1.4S+0.80×1.4S表2-7跨中彎矩基本組合表（kN.m）梁號內(nèi)力恒載人群汽車1M1/2778.867.67823.132162.732M1/2809.0742.68743.122059.053M1/2809.0737.33667.981947.87（6）活載跨中剪力Q計算表2-8公路——二級產(chǎn)生的跨中剪力（kN）梁號內(nèi)力(1)1+(2)(3)(4)(5)(6)(1)(2)[(3)(4)+(5)(6)]10.5041.2927.8752.438214.920.582.4820.45574.4630.40966.93表2-9人群荷載產(chǎn)生的跨中剪力（kN）梁號內(nèi)力(1)(2)q(3)(1)(2)(3)10.6202.4382.253.4020.3912.1430.3421.88（7）支點(diǎn)剪力的計算①計算支點(diǎn)截面汽車荷載最大剪力繪制荷載橫向分布系數(shù)沿橋縱向的變化圖形和支點(diǎn)剪力影響線如圖7-4所示：圖2-4m圖2-6中橫隔梁內(nèi)力計算（尺寸單位：cm）P=1作用在1號梁軸上時（）=×1.5d+×0.5d-1×1.5d=0.6×1.5×1.6+0.4×0.5×1.6-1.5×1.6=-0.64P=1作用在5號梁軸上時=×1.5d+×0.5d=(-0.20)×1.5×1.6+0×0.5×1.6=-0.48P=1作用在2號梁軸上時（=0.40，=0.30）=×1.5d+×0.5d-1×0.5d=0.40×1.5×1.6+0.30×0.5×1.6-0.5×1.6=0.402.4.3將求得的計算荷載P在相應(yīng)的影響線上按最不利荷載位置加載，對于汽車荷載并入沖擊影響力（1+），得：表7-4截面內(nèi)力計算表公路-II級彎矩MM=（1+）··P·=1.292×1×108.65×（0.92+0.29）=169.85kN剪力QQ=（1+）··P·=1.292×1×126.56×（0.575+0.350+0.188-0.038）=175.78kN基于C8051F單片機(jī)直流電動機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機(jī)的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動器的研究和設(shè)計基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實時內(nèi)核設(shè)計及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動檢測儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號檢測儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計Pico專用單片機(jī)核的可測性設(shè)計研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計基于雙單片機(jī)的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時控和計數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測量儀的研制基于單片機(jī)的紅外測油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報警系統(tǒng)設(shè)計基于AVR單片機(jī)的低壓無功補(bǔ)償控制器的設(shè)計基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實驗中的應(yīng)用研究基于單片機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機(jī)的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設(shè)計與研究基于單片機(jī)的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機(jī)的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機(jī)的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機(jī)與Internet互聯(lián)的研究與實現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機(jī)控制器的研究基于單片機(jī)γ-免疫計數(shù)器自動換樣功能的研究與實現(xiàn)基于單片機(jī)的倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)單片機(jī)嵌入式以太網(wǎng)防盜報警系統(tǒng)基于51單片機(jī)的嵌入式Internet系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)單片機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)在擠壓機(jī)上的應(yīng)用MSP430單片機(jī)在智能水表系統(tǒng)上的研究與應(yīng)用基于單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)中TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)與應(yīng)用單片機(jī)在高樓恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用基于ATmega16單片機(jī)的流量控制器的開發(fā)基于MSP430單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)及智能網(wǎng)絡(luò)水表的設(shè)計基于MSP430單片機(jī)具有數(shù)據(jù)存儲與回放功能的嵌入式電子血壓計的設(shè)計基于單片機(jī)的氨分解率檢測系統(tǒng)的研究與開發(fā)鍋爐的單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)控制的電磁振動式播種控制系統(tǒng)的設(shè)計\t"_bla