橋梁工程課程設(shè)計計算書

1、橋梁工程課程設(shè)計 專 業(yè)：土木工程（道橋方向） 班級： 2011 班周欣樹學(xué)生姓名： 2011104227學(xué) 號：指導(dǎo)教師： 一、確定縱斷面、橫斷面形式，選擇截面尺寸以及基本設(shè)計資料橋面凈寬：凈一1. 1.0 7 2荷載：公路一U級2m3.0kN人群一m5.0kN人行道和欄桿自重線密度-跨徑及梁長：標(biāo)準(zhǔn)跨徑2. mL 13b計算跨徑m12.40 L主梁全長mL 12.96材料3.HPB335級鋼筋HRB400鋼筋：主筋用級鋼筋，其他用3m25kN ;，容重混凝土：C40橋面鋪裝采用瀝青混凝土；容重3m23kN4. 構(gòu)造形式及截面尺寸梁高：m1.0h 梁間距：采用5片主梁，間距1.8m。采用三片

2、橫隔梁，間距為6.2m梁肋：厚度為18cm橋面鋪裝：分為上下兩層，下層為 C25砼，路緣石邊處厚6.0cm ;上層為 瀝青砼，5.0cm。橋面采用1.6%橫坡。橋梁橫斷面及具體尺寸：（見作圖）二、確定主梁的計算內(nèi)力計算結(jié)構(gòu)自重集度（如下表）一）（二）計算自重集度產(chǎn)生的內(nèi)力（如下表） 注：括號（）內(nèi)值為中主梁內(nèi)力值根據(jù)計算經(jīng)驗，邊梁荷載橫向分布系數(shù)大于中梁，故取邊梁進(jìn)行計算分析。（三）支點(diǎn)處（杠桿原理法）由圖可求得荷載橫向分布系數(shù)：1汽車荷載：0.333m oq21.222人群荷載：m（四）跨中處（修正剛醒橫梁法）1、主梁的抗彎慣性矩Ix1平均板厚：1112 H10 cm 22210011113

3、327.86 18100 27.8618 100 1162 11162 11、主 2 x21212244m 0.03291 3291237.58cm梁的抗扭慣性矩 ImT對于形梁截面，抗扭慣性矩計算如下：見下表3.計算抗扭修正系數(shù)主梁的間距相等，將主梁近似看成等截面，則得其中：刀It-全截面抗扭慣距Ii -主梁抗彎慣距L-計算跨徑G-剪切模量G=0.4Ea-主梁I至橋軸線的距離i滿足 計算得1 0.946 4.采用修正后的剛醒橫梁 法計算跨中荷載橫向分布系數(shù)此橋有剛度強(qiáng)大的橫隔梁，且承重結(jié)構(gòu)的跨寬比為：故可近似按偏心壓力法來計算橫向分布系數(shù) m其步驟如下：c( 1)、求荷載橫 向分布影響線豎標(biāo)

4、本橋梁各根主梁的橫截面均相等，梁數(shù)n=5,梁間距為1.80m,則：按修正的剛性橫梁法計算橫向影響線豎坐標(biāo)值表示單位荷載P=1作用于j號梁軸上時，i號梁軸上所受的作用，計算如下表0.389210.5784(2)、畫出邊主梁的橫向分布影響線，并按最不利位置布置荷載，如圖計算荷載橫向分布系數(shù)：繪制橫向分布系數(shù)影響線圖，然后求橫向分布系數(shù)。由公式可以求出邊主梁跨中橫向分布系數(shù)：據(jù)分析可知，邊主梁四分點(diǎn)處的橫向分布系數(shù)與跨中橫向分布系數(shù)相同。5. 計算均布荷載和內(nèi)力影響線面積計算值如表：6. 計算公路-U級中集中荷載Pk360 180計算彎矩效應(yīng)時：5 k50 5 計算剪力效應(yīng)時：kN P k 7.取沖

5、擊力系數(shù)0.15 8.計算跨中彎矩和四分點(diǎn)彎矩，計算結(jié)果如下表：因雙車道不折減，故1 9.計算支點(diǎn)截面汽車荷載最大剪力橫向分布系數(shù)變化區(qū)段長度為6.2m,變化區(qū)段荷載重心處影響線豎標(biāo)即:10.計算支點(diǎn)截面人群荷載最大剪力（五）主梁內(nèi)力組合計算結(jié)果見下表：三、確定橫隔梁的計算彎矩（一）確定作用在跨中橫隔梁上的計算荷載對于跨中橫隔梁的最不利布載如圖所示：縱向一列車輪對于中橫隔梁上的計算荷載為：根據(jù)經(jīng)驗可知：2、3號主梁間橫隔梁間的橫隔梁彎矩最大，故取2、3號梁間的橫隔梁中間的截面為計算截面。（二）繪制中橫隔梁的彎矩影響線按修正偏心壓力法求，計算橫向分布影響線圖如下：號梁軸上時作用于仙 號梁軸上時2

6、P=1作用于0.2946 0.3892,2212 號梁軸上時作用于P=15 0.178415有已學(xué)的影響線只是可知M的影響線必定在計算截面處有突變，繪出影響線。r （三）截面內(nèi)力計算將求得的計算荷載P在相應(yīng)的影響線上按最不利布載，對于汽車荷載并計入沖擊 力系oq 1：數(shù)（四）內(nèi)力組合（鑒于橫隔梁的自重很小，計算時忽略不計） 基本組合：M 0 max四、行車道板的內(nèi)力計算（一）結(jié)構(gòu)自重及其內(nèi)力（按縱向1m寬的板條計算）g 1每延米板上的結(jié)構(gòu)自重橋面鋪裝層：mg3.67kNi梁翼緣自重：TmkNg 4.462總計：g g g 8.13kNm 22每米寬板條的恒載內(nèi)力（二）可變荷載效應(yīng)將車輛荷載后輪

7、作用于鉸縫軸線上，后軸作用力為P=140KN輪壓分布寬度如圖所示。車輛荷載后輪著地長度為a=0.20m,寬度為b=0.60m,則22a=a+2H=0.20+2X (0.02+0.09)=0.42m21荷載對于懸臂根部的有效分布寬度:x 0.81=3.5mT 梁的翼板上，故沖擊系數(shù)取b=b+2H=0.60+2X (0.02+0.09)=0.82m21a=a+d+2=0.48+1.4+2I01 =1.3 o 1+由于這是汽車荷載局部加載在作用于每米寬板條上的彎矩為： 作用于每米寬板條上的剪力為：（三）內(nèi)力組合根據(jù)作用效應(yīng)組合的規(guī)定，基本組合計算如下:所以，行車道板的設(shè)計內(nèi)力為：25.60.kN44

8、.94 QkN mMAA五、支座選擇、支座尺寸的擬定及驗算主梁采用C40混凝土，支座處梁肋寬度為30cm,梁兩端采用等厚的橡膠支座。 支座反力為：245.05，其中結(jié)構(gòu)自重引起的支座反力標(biāo)準(zhǔn)值，公路 -U級汽車 kNR R 97.2kNckck荷載引起的反力標(biāo)準(zhǔn)值143.1，人群荷載引起的反力標(biāo)準(zhǔn)值為， 汽車kN7.44 RkN Rckck荷載和人群荷載作用下產(chǎn)生的跨中撓度，溫差cmf 0.74C t 36 （一）.確定支座平面尺寸選定支座的平面尺寸為2,采用中間層橡膠片厚度 cm20 360a b 18 cm0.5 t1計算 支座的平面形狀系數(shù)S2. 計算其彈性模量3. 驗算其承壓強(qiáng)度R24

9、5.05（合格） ck kPa 10000 6807kPajj0.20 b0.18 a（二）.確定支座厚度1. 主梁的計算溫差為溫度變形由兩端的支座均攤，則每一支座承受的水平位移C t 36為g2.為了計算汽車荷載引起的水平位移 H,對于12.4m,先要確定每一 支座上的制動力的PT橋跨，一個設(shè)計車道上公路-U級車道荷載總重為：，其制動 力標(biāo)準(zhǔn)值為，不得小于。經(jīng)比較，取總的制動力；按橋規(guī)kN 254.8510%25.590kN90個支座，每個支座的水平力為根梁總共有10為參與計算，5kN90 kN9K 一bk10確定需要的橡膠片總厚度 3.t e不計汽車制動力：ge g計入汽車制動力：0.61

10、6cmt eFbk 0.7 ab2G橋規(guī)的其他規(guī)定：e選用4層鋼板和5層橡膠片組成的支座，上下橡膠片厚0.25cm,中間層厚0.5cm,薄鋼板厚0.2cm,貝橡膠片總厚度：cm 并 cm 3.6cm t 落支座總厚：4.cm h te （三）.驗算支座的偏轉(zhuǎn)情況e 2.1 .支座的平均壓縮變形為：按橋規(guī)的規(guī)定，尚應(yīng)滿足 0.7t, 即卩ec.m0.0347cm 0.7t 0.14cm （合格）計算梁端轉(zhuǎn)角設(shè)子結(jié)構(gòu)自重作用下， 主梁處于水平狀態(tài)。已知汽車及人群荷載作用下跨中撓度，cm0.74f a3.驗算偏轉(zhuǎn)情況 m-c218 0.0019即：（合格） 2 （四）.驗算抗滑穩(wěn)定性1 .支計算溫度

11、變化引起的水平力2. 驗算穩(wěn)定性則：（合格）kN50.625kN 17.92 以及:（合格）TG結(jié)果表明，支座不會發(fā)生滑動。（五）.支座選配選用47（CR） 300GJZ 400六、計算配筋（一）.主梁計算配筋1號梁Md值最大，考慮到設(shè)計施工方便，并留有一定的俺去儲備，故按1號梁計算彎矩進(jìn)行配筋。設(shè)鋼筋的保護(hù)層為3cm,鋼筋重心至底邊距離為a=18cm則主梁的有效高度為180cmbmkN.M 919.111cm82 h ah。已知邊主梁跨中彎矩 。翼緣計算寬度d0f1.判斷截面類型故為第一類T形截面。2.計算受拉鋼筋截面面積 As解得：0b采用8根直徑為28mm的 鋼筋，2mm4926 A s鋼筋布置見圖。故配筋率滿足要求。3. 主梁斜截面承載力計算 根據(jù)橋規(guī)，在鋼筋混凝土梁的支點(diǎn)處，至少有兩根并不少于總根數(shù) 20%的下層受拉鋼筋通過。初步擬定梁底兩根鋼筋通過。經(jīng)驗算，需通過配置腹筋來抗剪，計算結(jié)果見下表：（二）.橫隔板計算配筋1.經(jīng)驗可知，跨中2、3號梁接頭處，彎矩最大。以其為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計算配筋。取 800 8 a 8mm002 7mOmhos設(shè)計彎矩為：11 0.16 0.15 近似以m0.155b 22計算受拉鋼筋面積A s解得：0.154