橋梁工程計(jì)算書

1、南 陽 理 工 學(xué) 院 本 科 課 程 設(shè) 計(jì)橋梁工程課程設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 土木工程學(xué)院 專 業(yè)： 班 級(jí)： 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指 導(dǎo) 教 師： 王 付 洲 完 成 日 期： 第 1 頁目 錄1 設(shè)計(jì)目的12 設(shè)計(jì)題目13 設(shè)計(jì)內(nèi)容13.1 行車道板的內(nèi)力計(jì)算13.2 主梁內(nèi)力計(jì)算13.3 橫隔梁計(jì)算14 設(shè)計(jì)資料14.1 橋面凈空14.2 主梁跨徑和全長(zhǎng)14.3 材料14.4 結(jié)構(gòu)尺寸（如圖4-1，圖4-2，圖4-3所示）25.1 恒載及其內(nèi)力（按縱向1m寬的板條計(jì)算）35.1.1 每延米板條上恒載g的計(jì)算45.1.2 每延米板條的恒載內(nèi)力計(jì)算45.2 車輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力4

2、5.3內(nèi)力組合55.3.1 承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合（用于驗(yàn)算強(qiáng)度）55.3.2 正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合（用于驗(yàn)算裂縫寬度）66、 主梁內(nèi)力計(jì)算66.1 活載產(chǎn)生的主梁內(nèi)力66.1.4荷載位于支座處時(shí)的橫向分布系數(shù)計(jì)算如下：76.2 荷載位于主梁中部的橫向力分布系數(shù)76.2.1 計(jì)算I和86.2.2 計(jì)算抗扭修正系數(shù)96.2.3 計(jì)算橫向影響線豎標(biāo)值96.2.4 計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)106.3 荷載橫向分布系數(shù)沿橋跨方向的變化126.4 主梁恒載內(nèi)力計(jì)算136.4.1計(jì)算恒載集度146.4.2 恒載計(jì)算表146.4.3 恒載內(nèi)力表156.5 活載內(nèi)力計(jì)算157 橫隔梁內(nèi)力計(jì)算20第 2 頁7

3、.1 確定作用在橫隔梁上的計(jì)算荷載217.2繪制中橫隔梁的內(nèi)力影響線217.2.1 對(duì)于號(hào)梁上的截面彎矩M的影響線可計(jì)算如下：227.2.2 對(duì)于1號(hào)梁和2號(hào)梁之間的截面的彎矩,影響線計(jì)算如下：227.2.3 對(duì)于2號(hào)梁的截面彎矩的影響線可計(jì)算如下：257.2.4 對(duì)于2號(hào)梁和3號(hào)梁之間的截面的彎矩影響線計(jì)算如下：267.2.5 對(duì)于3號(hào)梁截面的彎矩影響線計(jì)算如下：287.3 判斷彎矩和剪力最不利的截面308 結(jié)束語319 參考文獻(xiàn)32第 3 頁1 設(shè)計(jì)目的運(yùn)用荷載橫向分布系數(shù)的計(jì)算方法，最不利荷載的確定方法及受彎構(gòu)件正截面、斜截面配筋的理論進(jìn)行分析計(jì)算，從而進(jìn)一步掌握有關(guān) 設(shè)計(jì)計(jì)算方法。2

4、設(shè)計(jì)題目裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T型梁設(shè)計(jì)3 設(shè)計(jì)內(nèi)容3.1 行車道板的內(nèi)力計(jì)算3.2 主梁內(nèi)力計(jì)算3.3 橫隔梁計(jì)算4 設(shè)計(jì)資料4.1 橋面凈空凈-7+2*1.0m人行道4.2 主梁跨徑和全長(zhǎng)主梁：標(biāo)準(zhǔn)跨徑: (墩中心的距離)計(jì)算跨徑：（支座中心距離）預(yù)制長(zhǎng)度：（主梁預(yù)制長(zhǎng)度）橫隔梁5根，肋寬15cm.4.3 材料材料規(guī)格內(nèi)容鋼筋HRB335（原級(jí)）主梁主筋、彎起鋼筋和架立鋼筋R235(原級(jí)）箍筋混凝土C25主梁C30防水橋面鋪裝4.4 結(jié)構(gòu)尺寸（如圖4-1，圖4-2，圖4-3所示）5 行車道板的內(nèi)力計(jì)算對(duì)于的裝配式T型梁，采用不承擔(dān)彎矩的鉸接縫連接時(shí)，則可以簡(jiǎn)化為鉸接懸臂5.1 恒載及其內(nèi)力（

5、按縱向1m寬的板條計(jì)算）計(jì)算鉸接懸臂板的設(shè)計(jì)內(nèi)力，車輛荷載的布置如圖所示（見圖5-1）5.1.1 每延米板條上恒載g的計(jì)算C30混凝土橋面鋪裝：C25混凝土T形梁翼板自重每延米板條上恒載gg=+ 每延米板條上恒載g的計(jì)算表橋面鋪裝T形梁翼板自重合計(jì)5.1.2 每延米板條的恒載內(nèi)力計(jì)算每米寬板的恒載彎矩每米板寬的恒載剪力5.2 車輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力將車輛荷載的后輪作用于鉸縫軸線上（見圖5-1所示），后軸作用力標(biāo)準(zhǔn)值為P=140kN，輪壓分布寬度如圖5-2所示，后輪著地寬度為。著地長(zhǎng)度為，則荷載對(duì)于懸臂根部的有效分布寬度為：由規(guī)范可知：汽車荷載的局部加載及在T梁，箱梁懸臂板上的沖擊系數(shù)采用1.3。作

6、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：5.3內(nèi)力組合5.3.1 承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合（用于驗(yàn)算強(qiáng)度）5.3.2 正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合（用于驗(yàn)算裂縫寬度）短期效應(yīng)：長(zhǎng)期效應(yīng)：6、 主梁內(nèi)力計(jì)算6.1 活載產(chǎn)生的主梁內(nèi)力6.1.1當(dāng)荷載位于支點(diǎn)處時(shí)，應(yīng)按杠桿原理法計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)，如圖6-1b)、c)、d)所示，繪制1號(hào)梁、2號(hào)梁和3號(hào)梁的橫向分布系數(shù)影響線。6.1.2在影響線上確定荷載沿橫向最不利的布置位置規(guī)范規(guī)定：對(duì)于汽車荷載，規(guī)定的汽車橫向輪距為1.80m，兩列汽車輪的橫向最小間距為1.30m，車輪距離人行道緣石的最小距離為0.50m。人群荷載應(yīng)在人行道寬度范圍內(nèi)

7、滿布。6.1.3求出相應(yīng)于荷載位置的影響線豎標(biāo)值：在影響線上確定荷載沿橫向最不利的荷載布置，如圖6-1所示。 76.1.4荷載位于支座處時(shí)的橫向分布系數(shù)計(jì)算如下：號(hào)和號(hào)主梁活載橫向分布系數(shù)公路級(jí)：號(hào)和號(hào)主梁活載橫向分布系數(shù)公路級(jí)：號(hào)主梁活載橫向分布系數(shù)公路級(jí)：6.2 荷載位于主梁中部的橫向力分布系數(shù)此橋在跨度內(nèi)設(shè)有多個(gè)橫隔梁，具有強(qiáng)大的橫向連接剛度，且承重結(jié)構(gòu)的寬跨比為。且為了更加準(zhǔn)確的計(jì)算，故可按偏心壓力法來計(jì)算橫向分布系數(shù)，其步驟如下：T形主梁的細(xì)部尺寸如圖6-2所示6.2.1 計(jì)算I和翼板的換算平均高度：求主梁截面的重心位置：主梁抗彎慣性矩：對(duì)于翼板：。查規(guī)范得：對(duì)于梁肋：。查規(guī)范并采用

8、現(xiàn)行內(nèi)插得：主梁抗扭慣性矩：6.2.2 計(jì)算抗扭修正系數(shù)由規(guī)范可知，n=5時(shí)，=1.042 。并取G=0.4E6.2.3 計(jì)算橫向影響線豎標(biāo)值對(duì)于1號(hào)邊梁考慮抗扭修正后的橫向影響線豎標(biāo)值為：影響線零點(diǎn)離1號(hào)主梁軸線的距離對(duì)于2號(hào)主梁考慮抗扭修正后的橫向影響線豎標(biāo)值為對(duì)于3號(hào)主梁考慮抗扭修正后的橫向影響線豎標(biāo)值為：6.2.4 計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)1、2、3、號(hào)主梁的橫向影響線和布載圖示，如圖6-3b)、c)、d)所示。 對(duì)于1號(hào)邊梁的橫向分布系數(shù)： 汽車荷載：人群荷載：對(duì)于2號(hào)梁的橫向分布系數(shù)： 汽車荷載：人群荷載：對(duì)于3號(hào)梁的橫向分布系數(shù)： 汽車荷載：人群荷載：4、5號(hào)主梁的橫向分布系數(shù)分別與

9、2、1還主梁相等。橫向分布系數(shù)匯總?cè)鐖D3-1所示梁號(hào)荷載位置汽車荷載人群荷載跨中0.5020.567支點(diǎn)0.3351.227跨中0.4260.413支點(diǎn)0.5000跨中0.4000.400支點(diǎn)0.64006.3 荷載橫向分布系數(shù)沿橋跨方向的變化當(dāng)用杠桿原理法確定出位于支點(diǎn)處荷載橫向分布系數(shù)和采用修正偏心壓力法確定位于跨中的荷載橫向分布系數(shù)后，可以用下圖近似的處理方法來確定其他位置的荷載橫向分布系數(shù)。對(duì)于有多根橫隔梁的情況，從第一根內(nèi)橫隔梁起向支點(diǎn)處直線過度如下圖所示：當(dāng)求簡(jiǎn)支梁跨中最大彎矩時(shí)，通常按不變的計(jì)算。只有在計(jì)算主梁梁端截面的最大剪力時(shí)，才考慮橫向分布系數(shù)變化的影響。6.4 主梁恒載內(nèi)

10、力計(jì)算五梁式裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁的主梁和橫隔梁截面如下圖所示：計(jì)算跨徑為24.50m,主梁間距1.8m，每側(cè)欄桿及人行道構(gòu)件的重力的作用力為5.5KN/m,人群荷載的標(biāo)準(zhǔn)值為3 KN/ .6.4.1計(jì)算恒載集度 跨中邊梁面積： 中梁截面面積： 中間橫隔梁面積： 梁截面面積：0.196+0.2555=0.45156.4.2 恒載計(jì)算表 恒載計(jì)算表一期恒載主梁自重邊主梁中主梁橫隔梁折算荷載邊主梁中主梁二期恒載橋面鋪裝欄桿和人行道合計(jì)邊主梁中主梁當(dāng)X=0時(shí)，邊主梁=0 =中主梁=0 =當(dāng)X=l/4時(shí)，邊主梁= =中主梁= =當(dāng)X=l/2時(shí)，邊主梁= =中主梁= =6.4.3 恒載內(nèi)力表 恒載內(nèi)力

11、表內(nèi)力邊主梁中主梁截面位置x彎矩M()剪力V(KN)彎矩M()剪力V(KN)x=00208.5440214.975X=l/4957.999104.289987.543107.488X=l/21277.33201316.72306.5 活載內(nèi)力計(jì)算 公路級(jí) 均布荷載 集中荷載計(jì)算 規(guī)范規(guī)定：5m<l<50m：值采用180360kN直線內(nèi)插。其中，l為橋梁的計(jì)算跨徑。計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)，集中荷載的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)乘以1.2的系數(shù)。沖擊系數(shù)采用規(guī)范給定的取值：1+=1.3, 人群荷載的標(biāo)準(zhǔn)值： 計(jì)算彎矩效應(yīng)時(shí)：計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)：在活載內(nèi)力計(jì)算中，本設(shè)計(jì)對(duì)于橫向分布系數(shù)的取值作如下考慮：計(jì)算主梁活載彎距

12、時(shí)，均采用統(tǒng)一的橫向分布系數(shù)，鑒于跨中和四分點(diǎn)剪力影響線的較大坐標(biāo)位于橋跨中部，故也按不變化的來計(jì)算。求支點(diǎn)和變化點(diǎn)截面活載剪力時(shí)，由于主要荷重集中在支點(diǎn)附近而考慮支撐條件的影響，按橫向分布系數(shù)沿橋跨的變化曲線取值（如圖3-4），即從支點(diǎn)到之間，橫向分布系數(shù)用與值用直線內(nèi)插法，期于區(qū)段取值。計(jì)算跨中截面最大彎距及相應(yīng)荷載位置的剪力和最大剪力及相應(yīng)荷載位置的彎距采用直接加載求活載內(nèi)力的方法計(jì)算。計(jì)算公式為：對(duì)于汽車荷載：對(duì)于人群荷載：作用效應(yīng)基本組合時(shí)：作用短期效應(yīng)組合：作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合：號(hào)梁活載內(nèi)力組合計(jì)算 汽車荷載 人群荷載 支座處：彎矩為0 剪力：恒載 恒載 作用效應(yīng)基本組合時(shí)：作用短期效

13、應(yīng)組合時(shí)：作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合時(shí)：處： 彎矩：恒載 活載 作用效應(yīng)基本組合時(shí)： 作用短期效應(yīng)組合時(shí)：作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合時(shí)：跨中處：剪力為0彎矩：恒載 活載 作用效應(yīng)基本組合時(shí)： 作用短期效應(yīng)組合時(shí)：作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合時(shí)：號(hào)梁活載內(nèi)力組合計(jì)算 汽車荷載 人群荷載 支座處：彎矩為0 剪力：恒載 活載 作用效應(yīng)基本組合時(shí)：作用短期效應(yīng)組合時(shí)：作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合時(shí)：處： 由于此處的等截面的剪力小于支點(diǎn)截面，故剪力不用計(jì)算彎矩：恒載活載 作用效應(yīng)基本組合時(shí)： 作用短期效應(yīng)組合時(shí)：作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合時(shí)：跨中處：剪力為0彎矩：恒載 活載 作用效應(yīng)基本組合時(shí)： 作用短期效應(yīng)組合時(shí)：作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合時(shí)：號(hào)梁活載內(nèi)力組合計(jì)算

14、 汽車荷載 人群荷載 支座處：彎矩為0 剪力：恒載 活載 作用效應(yīng)基本組合時(shí)：作用短期效應(yīng)組合時(shí)：作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合時(shí)：處：由于此處的等截面的剪力小于支點(diǎn)截面，故剪力不用計(jì)算彎矩：恒載 活載 作用效應(yīng)基本組合時(shí)： 作用短期效應(yīng)組合時(shí)：作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合時(shí)：跨中處：剪力為0彎矩：恒載 活載 作用效應(yīng)基本組合時(shí)： 作用短期效應(yīng)組合時(shí)：作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合時(shí)：7 橫隔梁內(nèi)力計(jì)算對(duì)于具有多根橫隔梁的橋梁，通常就只要計(jì)算受力最大的跨中橫隔梁的內(nèi)力用修正偏心壓力法計(jì)算裝配式混凝土簡(jiǎn)支梁橋跨中橫隔梁在汽車荷載（公路級(jí) ）作用下的彎矩M和剪力V。均布荷載 計(jì)算彎矩效應(yīng)時(shí)：計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)：7.1 確定作用在橫隔梁上的計(jì)

15、算荷載 對(duì)于跨中橫隔梁的最不利荷載布置如下圖，縱向行車輪對(duì)橫隔梁的計(jì)算荷載為：計(jì)算彎矩效應(yīng)時(shí)：計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)：縱向人群荷載隔梁的計(jì)算荷載為：計(jì)算彎矩效應(yīng)時(shí)：計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí): 7.2繪制中橫隔梁的內(nèi)力影響線已經(jīng)算得號(hào)、號(hào)、號(hào)主梁的橫向影響線的豎標(biāo)值為： 7.2.1 對(duì)于號(hào)梁上的截面彎矩M的影響線可計(jì)算如下： 故可知在號(hào)梁處的彎矩為0對(duì)于號(hào)梁上的截面剪力的影響線可計(jì)算如下： 可繪制的影響線如下:求得的計(jì)算荷載在剪力影響線上按最不利荷載位置加載，并計(jì)入沖擊系數(shù)的影響=1.3 剪力 由于人群荷載的影響線為負(fù)值，對(duì)結(jié)構(gòu)是有利的，可以忽略不計(jì)。7.2.2 對(duì)于1號(hào)梁和2號(hào)梁之間的截面的彎矩,影響線計(jì)算如下

16、：P=1作用在號(hào)主梁軸上時(shí)：P=1作用在號(hào)主梁軸上時(shí)：P=1作用在號(hào)主梁軸上時(shí)：有了此三個(gè)豎標(biāo)值和已知影響線折點(diǎn)位置，就可繪出影響線，如下圖所示：設(shè)零點(diǎn)的位置距離3號(hào)梁中心的距離為X則 X=2182按最不利的位置布置車輛荷載后對(duì)應(yīng)的影響線豎標(biāo)值計(jì)算如下： 1號(hào)梁和2號(hào)梁之間的剪力同的剪力影響線，但布載和內(nèi)力計(jì)算結(jié)果不同，由于 人群荷載的影響線豎標(biāo)值為負(fù)，對(duì)結(jié)構(gòu)是有利的，可以忽略不計(jì)。對(duì)于1號(hào)梁和2號(hào)梁之間的截面的剪力,影響線計(jì)算如下：設(shè)零點(diǎn)的位置距離1號(hào)梁中心的距離為X則 X=5782故可繪制的影響線如下所示：人群荷載的影響線豎標(biāo)值為負(fù)，對(duì)結(jié)構(gòu)是有利的，可以忽略不計(jì)按最不利的位置布置車輛荷載后

17、對(duì)應(yīng)的影響線豎標(biāo)值計(jì)算如下： 由于人群荷載的影響線豎標(biāo)值為負(fù)，對(duì)結(jié)構(gòu)是有利的，可以忽略不計(jì)。7.2.3 對(duì)于2號(hào)梁的截面彎矩的影響線可計(jì)算如下： P=1作用在號(hào)主梁軸上時(shí)：P=1作用在號(hào)主梁軸上時(shí)：P=1作用在號(hào)主梁軸上時(shí)：有了此三個(gè)豎標(biāo)值和已知影響線折點(diǎn)位置，就可繪出影響線，如下圖所示：設(shè)零點(diǎn)的位置距離3號(hào)梁中心的距離為X則 X=2182故由于人群荷載的影響線豎標(biāo)值為負(fù)，對(duì)結(jié)構(gòu)是有利的，可以忽略不計(jì)。2號(hào)梁截面剪力的影響線計(jì)算如下：P=1作用在號(hào)主梁軸上時(shí)：P=1作用在號(hào)主梁軸上時(shí)：P=1作用在號(hào)主梁軸上時(shí)：有了此三個(gè)豎標(biāo)值和已知影響線折點(diǎn)位置，就可繪出影響線，如下圖所示：設(shè)零點(diǎn)的位置距離3

18、號(hào)梁中心的距離為X則 故 7.2.4 對(duì)于2號(hào)梁和3號(hào)梁之間的截面的彎矩影響線計(jì)算如下：P=1作用在號(hào)主梁軸上時(shí)：P=1作用在號(hào)主梁軸上時(shí)：P=1作用在號(hào)主梁軸上時(shí)：有了此三個(gè)豎標(biāo)值和已知影響線折點(diǎn)位置，就可繪出影響線，如下圖所示： 設(shè)零點(diǎn)的位置距離3號(hào)梁中心的距離為X則 X=2683將汽車荷載在M影響線上按最不利的情況布置 由于人群荷載的影響線豎標(biāo)值為負(fù)，對(duì)結(jié)構(gòu)是有利的，可以忽略不計(jì)。2號(hào)梁和3號(hào)梁之間的剪力影響線豎標(biāo)值同，其影響線如下圖所示： 按最不利的情況布置荷載如上圖： 由前面計(jì)算的結(jié)果可得 故7.2.5 對(duì)于3號(hào)梁截面的彎矩影響線計(jì)算如下：P=1作用在號(hào)主梁軸上時(shí)： P=1作用在號(hào)主梁軸上時(shí)：P=1作用在號(hào)主梁軸上時(shí)：有了此三個(gè)豎標(biāo)值和已知影響線折點(diǎn)位置，就可繪出影響線，如下圖所示：設(shè)零點(diǎn)的位置距離3號(hào)梁中心的距離為X則 X=2908將汽車荷載在M影響線上按最不利的情況布置 對(duì)于3號(hào)梁截面的彎矩影響線計(jì)算如下：P=1作用在號(hào)主梁軸上時(shí)： P=1作用在號(hào)主梁軸上時(shí)：P=1作用在號(hào)主梁軸上時(shí)：有了此三個(gè)豎標(biāo)值和已知影響線折點(diǎn)位置，就可繪出影響線，如下圖所示：設(shè)零點(diǎn)的位置距離1號(hào)梁