橋梁工程課程設(shè)計

1、橋梁工程課程設(shè)計一 設(shè)計資料 1.結(jié)構(gòu)形式及基本尺寸 某公路裝配式簡支梁橋，雙車道，橋面寬度為凈-7+2x0.75m，橋梁位于直線上，兩側(cè)設(shè)人行道，寬度為0.75m。裝配式鋼筋混凝土簡支T 梁，標準跨徑為20米，計算跨徑為19.5m。橋面鋪裝： C20防水混凝土2cm厚，容重24kN/m3，4cm厚瀝青面層，容重23 kN/m3，設(shè)雙面橫坡，坡度為1.5% 。設(shè)計荷載：公路-級，人群荷載3kN/m2。2.材料 1）梁體 主梁混凝土： C30橫梁混凝土： C25鋼筋混凝土容重：25kN/m3 2）鋼筋主 筋：熱軋HRB400鋼筋； 構(gòu)造鋼筋： 熱軋HPB300鋼筋二 主梁計算1. 標準跨度： 2

2、0m；2 .橋梁橫斷面如下圖1和主梁細部尺寸見表1； 裝配式鋼筋混凝土T形梁橋總體特征 標準跨徑（m） 計算跨徑（m） 梁長 （m） 梁高（m） 高跨比 支點肋寬（cm） 跨中肋寬（cm） h（cm） h2（cm） 梁肋變化長度（從支截面點算起）（ cm） 橫隔梁數(shù) 最大吊重 t 2019.519.961.51/13.330181220479532.53. 恒載內(nèi)力計算； 計算恒載時，通常將跨內(nèi)橫隔梁的重量、橋面系的重量平均分配給各梁，因此，對于等截面梁橋的主梁，其計算荷載為均布荷載；在精確計算時，也可將恒載根據(jù)橫向分布系數(shù)的計算原理進行橫向分配的計算。 1）各主梁恒載計算及匯總 主梁斷面項目

3、計算式單位梁號12、3表中：F主梁截面積（m2）橫梁的片數(shù)、高度、寬度、凈跨、容重；主梁片數(shù)；橋面凈寬（m）；分別為瀝青混凝土、墊層混凝土的容重與厚度乘積。主梁重量KN/M14.3514.35橫梁分布于中梁的重量KN/M01.25分布于邊梁的重量KN/M0.630橋面鋪裝重KN/M1.96196雙側(cè)人行道及欄桿重量平均值KN/M2.42.4合計KN/M19.3419.962）恒載內(nèi)力計算 項目計算式單位梁號12、3恒載（見表3-1）KN/M19.3419.96彎矩M跨處KN-M689.44711.54跨中KN-M919.25948.72剪力V端點KN188.57194.61跨中KN00二）活荷

4、載內(nèi)力計算 （1）有關(guān)系數(shù)及人群荷載 項目依據(jù)數(shù)值沖擊系數(shù)橋規(guī)1第4.3.2條0.3多車道折減系數(shù)橋規(guī)1第4.3.1條1.0人群荷載 KN/m（R為人行道寬）2.25（2）簡支梁內(nèi)力影響線面積 內(nèi)力影響線圖形影響線面積（m或m2）35.6547.532.44（3）計算荷載橫向分布系數(shù)用杠桿法求支點截面的橫向分布系數(shù)；用剛性橫梁法求跨中截面的橫向分布系數(shù)。 （）計算支點處的荷載橫向分布系數(shù)m0 按杠桿法在圖3-1上繪出、號主梁的荷載橫向分布影響線，并在其上布載，分別計算出汽車、人群的m0q和m0r值。（）計算跨中的荷載橫向分布系數(shù)mc 按剛性橫梁法在圖3-2上繪出、號主梁的荷載橫向分布影響線，分

5、別計算出汽車、人群的mcq和mcr值。(4)計算主梁跨中活載彎矩當計算簡支梁各截面的最大彎矩和最大剪力時，可近似取用不變的跨中橫向分布系數(shù) m c 計算。 車道荷載由均布荷載和集中荷載組成，為求得最大的內(nèi)力，將集中荷載作用于影響線縱標最大的位置處，均布荷載引起的內(nèi)力為均布荷載值乘以相應的影響線面積。注意應考慮汽車沖擊力的影響。 計算人群荷載引起的內(nèi)力時，注意人群荷載集度按一側(cè)人行道計算，這是因為在計算人群荷載的橫向分布系數(shù)時按單側(cè)人群計算的。車道荷載 ： 人群荷載： 式中： 、 跨中截面由車道荷載、人群荷載引起的彎矩或剪力； 汽車荷載沖擊系數(shù)， 由橋梁自振頻率確定；多車道橋梁的汽車荷載折減系數(shù)

6、； 、跨中截面車道荷載、人群荷載的橫向分布系數(shù)； PK 和qk 車道荷載的集中荷載和均布荷載標準值。 計算內(nèi)力影響線縱標的最大值，也就是說，將集中荷載標準值作用于影響線縱標的最大的位置處，即為荷載的最不利布置； 人群荷載集度；跨中截面計算內(nèi)力影響線面積；mcq、mcr匯總 活載梁號支座m0跨中mc汽車0.5020.7290.6730.7260.8350.62人群1.910.74900.5800.42由結(jié)構(gòu)力學計算荷載影響線，計算出各主梁的內(nèi)力：主梁跨中活載彎矩 活載截面位置梁號mcqKN/mM2PKNy彎矩（KN-m）車道荷載0.7291.37.8835.65178.53.656884.695

7、0.7261.37.8835.65178.53.656881.0540.621.37.8835.65178.53.656752.41550.7291.37.8847.53178.54.8751179.6250.2761.37.8847.53178.54.875446.60690.621.37.8847.53178.54.8751003.247人群荷載0.7491335.6503.65680.10560.581335.6503.65662.0310.421335.6503.65644.9190.7491347.5304.875106.7990.581347.5304.87582.70220.42

8、1347.5304.87559.887（5）計算主梁活載剪力（）計算主梁跨中截面活載剪力主梁跨中截面活載剪力 活載截面位置梁號mcqKN/mM2PKNy彎矩（KN-m）車道荷載0.7291.37.882.44178.50.5102.80380.7261.37.882.44178.50.5102.38080.621.37.882.44178.50.587.432人群荷載0.749132.44005.480.58132.44004.240.42132.44003.07（）計算主梁支點截面活載剪力對于支點截面的剪力或靠近支點截面的剪力，需計入由于荷載橫向分布系數(shù)在梁端區(qū)段內(nèi)發(fā)生變化所產(chǎn)生的影響。 由

9、車道荷載的集中荷載Pk 引起的支點截面剪力 當 時，將車道荷載的集中荷載Pk 作用于支點截面處，引起的支點截面剪力最大； 當 時，設(shè)車道荷載的集中荷載Pk 作用于距左支點 x 位置處，x值越大，PK 作用位置處的橫向分布系數(shù)值 越大，而對應于Pk作用位置處剪力影響線的縱標越小，寫出由車道荷載的集中荷載PK 引起的支點剪力計算式，利用高等數(shù)學求極值的方法，確定最不利的荷載布置。 由車道荷載的均布荷載qK 引起的支點截面剪力 求解按不變的 mc 計算由車道荷載均布荷載標準值qk 引起的內(nèi)力值,與考慮橫向分布系數(shù)變化區(qū)段均布荷載標準值qk 引起的內(nèi)力變化值之和。注意后者合力點位置極其相應的影響線縱標

10、的取值。 車道荷載引起的支點截面剪力車道荷載引起的支點截面剪力等于集中荷載 PK 與均布荷載qK 引起的支點截面剪力之和。支點截面車道荷載剪力：式中 剪力影響線面積； m變化點至支點截面距離； 在范圍內(nèi)，m由mc改變形成的圖形形心對應的剪力影響線豎標值； 與Pk位置對應的剪力影響線豎標值；與Pk位置對應的荷載橫向分布系數(shù)值。圖 3-3 荷載橫向分布系數(shù)沿全橋的分布支點截面最大車道荷載剪力 計算圖形梁號+171.93-7.28148.31276.84827577.01276.62467.129342.1310.08279.81452.33（4）人群荷載 人群荷載為均布荷載，由其引起的支點剪力與由

11、車道荷載的均布荷載 qK 引起的支點截面剪力計算方法相同。 支點截面最大人群荷載剪力 計算圖形梁號=+121.915.4227.33216.96-3.0813.88312.29-2.0510.24三）主梁配筋計算(一)翼緣板寬度和中性軸位置的確定 h 圖4-2主拉鋼筋假定取4層疊焊筋(外徑3.45)和2層(外徑3.05)保護層3cm,則翼板厚度 （cm）16翼板寬度（cm）(第4.2.2條2)主梁間距170170650190混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值fcd(KN/cm2)1.38彎矩(KN-cm)2387546381.12判定中性軸位置: (二)受拉鋼筋配置 主梁截面其中性軸在翼板內(nèi),故可按單筋

12、矩形截面進行設(shè)計(若在腹板內(nèi),則用雙筋設(shè)計,不能用表4-4計,而自行列表計算)。 翼板寬度（cm）170鋼筋面積(cm2) 62.21有效高度h0(cm)137.05鋼筋配置As80.05強度設(shè)計值混凝土軸心抗壓fcd(MPa)13.8配筋率0.77%混凝土軸心抗拉ftd(MPa)1.39,且0.22%鋼筋抗拉fsd(MPa)280是否滿足: 是跨中彎矩(KN-cm)238754相對界限受壓高度0.550受壓區(qū)高度 (cm)15.88是否滿足: 是(三)剪力鋼筋配置（1）斜截面抗剪承載力驗算 截面尺寸要求驗算(第5.2.9條2)抗剪承載力驗算混凝土強度等級 (MPa)30混凝土軸心抗拉強度設(shè)計

13、值ftd(MPa)1.39剪力 (KN)71.03剪力 (KN)71.03抗剪上限(KN)377.11抗剪下限(KN)117.28是否滿足: 是是否滿足: 是 若滿足,可不進行斜截面抗剪承載力驗算,僅需按構(gòu)造要求配置箍筋。二 橋面板計算一）確定行車道板的類型 根據(jù)實際情況，本橋橋面板之間為鉸接。二）計算每延米板上的恒載 項目材料厚度（m）容重KN/m3恒載重 KN橋面鋪裝面層瀝青混凝土H10.04H0.06r1230.92防水層C20混凝土H20.02r2240.48T形翼板C30混凝土r3254.00合計 5.4三）車輛輪載在板上的分布 計算假定： 充氣車輪與橋面的接觸面為 a1 b1的矩形面 其中，a1為行車向的著地長度，a1 =0.15m；