橋梁工程簡支梁課程設(shè)計(jì)

1、橋梁工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書、設(shè)計(jì)題目1. 鋼筋混凝土簡支梁橋上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)基本資料1標(biāo)準(zhǔn)跨徑（計(jì)算跨徑） ：20m（19.5m）、25m（24.5m）、30m（29.5m）。2橋面凈空：凈 -0.5m（欄桿） +8m（車道） +0.5m（欄桿）、凈-8.5+2 1.0m（人行道）、凈 -9.25+2 1.0m（人行道） +20.5m（欄桿）。223設(shè)計(jì)荷載：公路 -I 級，人群 3.5KN/m2；公路 - 級，人群 3.0KN/m2。4截面形式：空心板、 T 型截面、箱型截面。5. 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)： 1.0 。6材料 : 鋼筋：主筋采用級鋼筋（ HRB40）0，其他鋼筋采用級鋼筋（ HRB3

2、35）；混凝土： C40。7材料容重：水泥砼 24 KN/m3，鋼筋砼 25 KN/m3，瀝青砼 21 KN/m3三、設(shè)計(jì)內(nèi)容1. 荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算2主梁的設(shè)計(jì)計(jì)算（恒載、活載及人群）3行車道板的設(shè)計(jì)計(jì)算（懸臂板、鉸接懸臂板、單向板）4橫隔梁設(shè)計(jì)計(jì)算5橋面鋪裝設(shè)計(jì)四、要求完成的設(shè)計(jì)圖及計(jì)算書1鋼筋混凝土簡支梁橋上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（可手工制圖或 CAD出圖）2橋面構(gòu)造橫截面圖（可手工制圖或 CAD出圖）3荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算書4主梁內(nèi)力計(jì)算書5行車道板內(nèi)力計(jì)算書6橫隔梁內(nèi)力計(jì)算書五、參考文獻(xiàn)1橋梁工程（第 3 版），邵旭東、金曉勤主編， 2012，武漢理工出版社。2梁橋（公路設(shè)計(jì)手冊），2005，

3、人民交通出版社。3橋梁計(jì)算示例集（砼簡支梁（板）橋） ，易建國主編， 2002，人民交通出版社。4中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) . 公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) （JTG B01-2003）. 北京：人民交 通出版社， 2004。5中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) . 公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范 （JTG D60-2004）含條文說明 . 北京：人民交通出版社， 2004。6中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) . 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）。六、課程設(shè)計(jì)學(xué)時(shí)1. 學(xué)時(shí)安排： 1周（第9周）。七、附注1.課程設(shè)計(jì)可 2 人一組。2. 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)跨徑、凈寬、設(shè)計(jì)荷載和截面形式可隨機(jī)組合，但每組不準(zhǔn)重合。

4、 設(shè)計(jì)基本資料1標(biāo)準(zhǔn)跨徑（計(jì)算跨徑） ： 20m（19.5m）2橋面凈空：凈 -0.5m（欄桿） +8m（車道） +0.5m（欄桿）3設(shè)計(jì)荷載：公路 - 級，人群 3.0KN/m2。4截面形式： T 型截面HRB335）；5. 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)： 1.0 。6 材料 : 鋼筋：主筋采用級鋼筋（ HRB400），其他鋼筋采用級鋼筋（混凝土： C40。7材料容重：水泥砼 24 KN/m3，鋼筋砼 25 KN/m3，瀝青砼 21 KN/m3橋梁設(shè)計(jì)說明橋梁設(shè)計(jì)包括縱 . 橫斷面設(shè)計(jì)和平面布置1. 縱斷面設(shè)計(jì)橋梁縱斷面設(shè)計(jì)包括確定橋梁的總跨徑 . 橋梁的分孔 . 橋道的標(biāo)高 . 橋上和橋頭引道的縱坡 以

5、及基礎(chǔ)的埋置深度。（ 1）本梁橋標(biāo)準(zhǔn)跨徑為 25m（24.5m）（墩中心距離）。本橋的跨徑較小，因此上部結(jié)構(gòu)的 造價(jià)較低，墩臺的造價(jià)較高。為了結(jié)構(gòu)受力合理和用材經(jīng)濟(jì)，分跨布置時(shí)要考慮合理的跨 徑比例。（ 2）橋上縱坡不大于 4%，橋頭引道縱坡不宜大于 5%。2. 橫斷面設(shè)計(jì)橋梁橫斷面的設(shè)計(jì)， 主要是決定橋面的寬度和橋跨結(jié)構(gòu)橫截面的布置。 橋面的寬度決定于 行車和行人的交通需要。（ 1） 本梁橋橋面行車道凈寬為：凈 -8.0+2 0.5m（欄桿）為了利于橋面排水，應(yīng)根據(jù)不 同類型的橋面鋪裝，設(shè)置從橋面中央傾向兩側(cè)的1.5%-3.0%的橫向坡度，本橋設(shè)置為 1.5%。3. 平面布置（1）橋梁的線形

6、及橋頭引道要保持平順， 使車輛能平穩(wěn)地通過， 小橋的線形及其公路的 銜接，應(yīng)符合路線布設(shè)的規(guī)定。2） 從橋梁本身的經(jīng)濟(jì)性和施工方便來說，應(yīng)盡可能避免橋梁與河流或與橋下路線斜交。必要時(shí)通常不宜大于 45o ，在通航河流上則不宜大于 5o 。4. 橋面鋪裝為了保護(hù)橋梁主體結(jié)構(gòu)，在橋面的最上層設(shè)置橋面鋪裝。本橋設(shè)置 5cm 厚瀝青混凝土和 8cm厚 C40混凝土作墊層的橋面鋪裝。5. 橋面伸縮縫為了保證橋跨結(jié)構(gòu)在氣溫變化 .活栽作用 . 混凝土收縮與徐變等影響下按靜力圖式自由地 變形，在本梁橋橋面兩梁端之間以及在梁端與橋臺背墻之間設(shè)置橫向伸縮縫。一 計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)1當(dāng)荷載位于支點(diǎn)處，利用杠桿原

7、理法計(jì)算橫斷面1#梁對于汽車荷載 m= 12=0.448對于人群荷載 m= =1.289梁對于汽車荷載 m=0.5對于人群荷載mor2 =0.2893 梁對于汽車荷載 m oq2=0.5對于人群荷載 m or2= r=02. 當(dāng)荷載位于跨中時(shí)此橋在跨度內(nèi)設(shè)有橫隔板，具有強(qiáng)大的橫向聯(lián)結(jié)剛性，且承重結(jié)構(gòu)的長度比為 L/B=24.5/9=2.722可按剛性橫梁法繪制影響線并計(jì)算橫向分布系數(shù)mcq ，本橋各根主梁的橫向截面均相等，梁數(shù) n=5, 梁間距為 1.9 米。2 2 2 2 2 2a1 +a2 +a3 +a4 +a5 =36.1m1梁橫向影響線的豎標(biāo)值：1梁影響線11 0.6由 11、 15繪

8、制 1梁的橫向影響線，如上圖及最不利荷載位置對于汽車荷載對于人群荷載2梁橫向影響線的豎標(biāo)值：汽車荷載對于人群荷載 mcr 2 r 2 0.658主梁內(nèi)力計(jì)算1 恒載集度1)主梁： g1 0.18 1.300.08 0.141.90 0.18) 25 10.58k N（2）橫隔梁對于邊主梁：對于中主梁： g2 2 0.72 1.44kN / m（3）橋面鋪裝層：（4）欄桿和人行道： g4 2.00k N / m作用于邊主梁的全部恒載強(qiáng)度：作用于中主梁的全部恒載強(qiáng)度：2 恒載內(nèi)力的計(jì)算截面位置內(nèi)力剪力 Q（kN）彎矩 M（ kNm）x=0213.250x=l/4106.76980.85x=l/20

9、1307.8計(jì)算公式： M gl ?x gx?x223 活載內(nèi)力1 . 汽車荷載沖擊系數(shù) 主梁橫截面圖 結(jié)構(gòu)跨中處的單位長度量：主梁截面形心到 T 梁上緣的距離： 跨中截面慣性矩：0.20231 3 2 1 3Ic(2.5 0.16) 0.13 (2.5 0.16) 0.1 (0.2023 0.1)20.16 0.93 0.16 0.9 (0.4512 1240.0212m4查表 E 取2.8 1010 pa所以沖擊系數(shù)：2. 汽車荷載作用公路級均布荷載 qk 10.5KN / m對于集中荷載，當(dāng) l 5時(shí)，Pk 180KN /m；當(dāng)l 50時(shí)， Pk 360KN /m當(dāng) 5 l 50時(shí)，采用

10、內(nèi)插法公路為公路級的 0.75 倍則 qk 0.75 10.5 7.875KN /m當(dāng)計(jì)算剪力時(shí)候PK 1.2 178.5 214.2kN計(jì)算車道荷載的跨中彎矩、剪力的計(jì)算對于雙車道，折減系數(shù) 1.0跨中彎矩影響線如下圖3. 跨中彎矩的設(shè)計(jì) ，由于跨中彎矩橫向分布系數(shù) 1、 4梁最大，所以只需計(jì)算 1、 4梁的彎矩，計(jì)算如下：對于 1#梁車道均布荷載作用下車道集中荷載作用下跨中人群荷載最大彎矩對于 2#和 3#梁計(jì)算公路級汽車活載的跨中彎矩：計(jì)算人群荷載的跨中彎矩：人群荷載集度：Por 3 1 3KN4.跨中剪力的計(jì)算跨中剪力影響線如下圖： 對于 1和 4#梁計(jì)算公路級汽車活載的跨中剪力：計(jì)算

11、人群荷載的跨中剪力：對于 2和 3#梁計(jì)算公路級汽車活載的跨中剪力：計(jì)算人群荷載的跨中剪力：5. 支點(diǎn)截面剪力的計(jì)算剪力影響線如下圖所示：橫向分布系數(shù)變化區(qū)段的長度 a 7.5 1.875 1.875m2對于 1和 4#梁1附加三角形重心影響線坐標(biāo) ： y 1 7.5 1 1.875 /7.5 0.9173aQQ1k,0 (1 )g gmcq1gPkgyk (1 )g gmcq1gqk g (1 )g g2gmoq1 mcq1 gqkgy1.451 0.8571143 7.5/4 1.451 0.85717.875 7.03 1.4511.8752(0.74 0.8571)7.875 0.91

12、7 263.24K1N計(jì)算人群荷載的支點(diǎn)剪力：對于 2和 3#梁計(jì)算公路級汽車活載的支點(diǎn)剪力（如下圖所示） ：6. 1/4 跨彎矩的計(jì)算1/4 跨彎矩的影響線如下圖 對于 1#和 4#梁計(jì)算公路級汽車活載的 1/4 跨彎矩： 計(jì)算人群荷載的跨中彎矩： 人群荷載集度：Por 3 1 3KN對于 2#和 4#梁計(jì)算公路級汽車活載的 1/4 跨彎矩： 計(jì)算人群荷載的跨中彎矩： 人群荷載集度：Por 3 1 3KN對于 3#梁計(jì)算公路級汽車活載的 1/4 跨彎矩： 計(jì)算人群荷載的跨中彎矩：人群荷載集度：Por3 1 3KN7. 1/4 跨剪力的計(jì)算1/4 跨剪力影響線如下圖：對于 1和 5#梁計(jì)算公路

13、級汽車活載的 1/4 跨剪力：計(jì)算人群荷載的跨中剪力：對于 2和 4#梁計(jì)算公路級汽車活載的 1/4 跨剪力：計(jì)算人群荷載的跨中剪力：對于 3#梁計(jì)算公路級汽車活載的跨中剪力：計(jì)算人群荷載的跨中剪力：8. 荷載組合1.2 ，nnro sud ro ( rGi sGikrQ 1sq1kcrQj sQJK ) 其 中 rGi 1.0 ， rQ1 1.2 ，i 1 j 2ro 1.0 ， c 0.8跨中彎矩組合：梁恒載（ KN/m）活載（ KN/m）組合值（ KN/m）汽車人群1、4134.859402.20717.927744.7472、3141.820351.7919.491673.321跨中剪

14、力組合：梁恒載（ KN/m）活載（ KN/m）組合值（ KN/m）汽車人群1、40115.8072.391164.8082、30101.3361.266143.288支點(diǎn)剪力組合：梁恒載（ KN/m）活載（ KN/m）組合值（ KN/m）汽車人群1、5228.203244.37627.439646.70172、4239.134204.95110.565585.7253239.134159.5889.932521.50781/4 跨彎矩組合：梁恒載（ KN/m）活載（ KN/m）組合值（ KN/m）汽車人群1、5922.362883.66087.7562442.2452、4964.008709.

15、60556.8792213.9613964.008535.55152.0021964.8231/4 跨剪力組合：梁恒載（ KN/m）活載（ KN/m）組合值（ KN/m）汽車人群1、5114.402174.2112.245394.89082、4119.567139.7547.933348.0213119.567105.4687.253299.259行車道板計(jì)算由于主梁是用現(xiàn)澆混凝土的，其有很大的剛度，所以按剛接的單向板進(jìn)行行車道板的計(jì)算1. 恒載內(nèi)力的計(jì)算（ 1） 計(jì)算每延米板的恒載 g瀝青混凝土面層：g1 0.05 1.0 21 1.05KN /mC25 混凝土墊層：g2 0.08 1.0

16、23 1.84KN /mT 梁翼板自重：0.08 0.14g31.0 25 2.75KN /m32合計(jì)：3gg1 g2 g3 5.64 KN /mi12）計(jì)算每延米板條的恒載內(nèi)力彎矩：Mog 1 gl02 1 5.64 (2 0.2)2 2.284KN gm2 2 2剪力：Qog glo 5.64 0.9 5.076KN2. 活載內(nèi)力的計(jì)算根據(jù)軸距及軸重，應(yīng)以重軸為主，取兩后軸 2 P 280kN 計(jì)算。輪載分布：車輪著地尺寸 a2 b2 0.2 0.6m ，經(jīng)鋪裝層按 45o角擴(kuò)散后，在板頂?shù)姆植汲叽纾航?jīng)分析，車后軸兩輪的有效分布寬度重疊，所以荷載對于懸臂根部的有效分布寬度為： 作用在每延米板條上的彎矩：作用在每延米板條上的剪力：3. 內(nèi)力組合安全等級二級， o 1.0 ， g1=1.2， p1=1.4 按承載能力極限狀態(tài)下作用基本組合彎矩和剪力的設(shè)計(jì)值分別為： 四 橫隔梁的計(jì)算1. 確定作用在中橫隔梁的計(jì)算荷載：2. 內(nèi)力計(jì)算2與 3主梁間 r r 截面彎矩 M 2 3影響線：P=1 作用在 1梁時(shí)：P1 作用在 5梁時(shí)P1 作用在 3梁時(shí)： 1主梁處右截面 Q1右 剪力影響線：P=1 作用于 1梁截面的右邊時(shí)Q1右