橋梁工程課程設(shè)計(完整版)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上橋梁工程課程設(shè)計報告書一 、設(shè)計資料 1 橋面凈寬 凈-7 +2×1.5m人行道 2 主梁跨徑及全長 標準跨徑 =21.70m（墩中心距離） 計算跨徑 =21.20m（支座中心距離） 主梁全長 =21.66m（主梁預(yù)制長度）3 設(shè)計荷載 公路I級；人群荷載3.04 設(shè)計安全等級 二級 5 橋面鋪裝瀝青表面處厚5cm（重力密度為23），混凝土墊層厚6cm（重力密度為24），T梁的重力密度為256 T梁簡圖如下圖主梁橫截面圖二、 設(shè)計步驟與方法. 行車道板的內(nèi)力計算和組合 （一）恒載及其內(nèi)力（以縱向 1m 寬的板條進行計算） 1）每延米板上的恒載 g 瀝青表面

2、： 0.05×1.0 ×23 = 1.15 混凝土墊層 ： 0.06×1.0 ×24 =1.44 T梁翼板自重： 合計： 2）每米寬板條的恒載內(nèi)力 懸臂板長 彎矩 剪力 （二）汽車車輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力 1）將車輛荷載后輪作用于鉸縫軸線上，后軸作用力為 140kN，輪壓分布寬度如圖 5 所示，車輛荷載后輪著地長度為 a2 = 0.20m ，寬度 b 2 = 0.60m ，則得： a1 = a2 + 2H = 0.2 + 2×0.11= 0.42m b1 = b2 + 2H = 0.6 + 2× 0.11 = 0.82m 荷載對于懸臂梁根部

3、的有效分布寬度： 2）計算沖擊系數(shù) 結(jié)構(gòu)跨中截面的慣矩： 翼板的換算平均高度：cm 主梁截面重心位置：cm 則得主梁抗彎慣矩：結(jié)構(gòu)跨中處單位長度質(zhì)量： 混凝土彈性模量E： 取 由以上數(shù)據(jù)可得簡支梁橋的基頻： Hz 按照橋規(guī)規(guī)定f介于1.5Hz和14Hz之間，沖擊系數(shù)按照下式計算： 由于這是汽車荷載局部加載在 T 梁的翼緣板上，故沖擊系數(shù)取 1+=1.223）作用于每米寬板條上的彎距為： 作用于每米寬板條上的剪力為： （三）內(nèi)力組合 1）承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合計算 2）正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合計算 . 主梁荷載橫向分布系數(shù)計算（一）當(dāng)荷載位于支點處時（應(yīng)按杠桿原理法計算） 根據(jù)公路橋涵設(shè)計通用

4、規(guī)范JTGD60-2004）規(guī)定，在橫向影響線上確定荷載沿橫向最不利的布置位置。例如，對于車輛荷載，規(guī)定的車輪橫向輪距為1.8m，兩列汽車車輪的橫向最小間距為 1.3m，車輪矩離人行道緣石最少為 0.5m。 1#梁 車輛荷載 人群荷載 由此可得1號梁在車輛荷載和人群荷載作用下的最不利荷載橫向分布系數(shù)分別為 和（5號同1號） 同理可得 2 號梁在車輛荷載和人群荷載作用下的最不利荷載橫向分布系數(shù)分別為： 2梁 和（4號同2號） 同理可得 3 號梁在車輛荷載和人群荷載作用下的最不利荷載橫向分布系數(shù)分別為 3梁 和（二）當(dāng)荷載位于跨中時（考慮用修正偏心壓力法計算） 對抗扭修正系數(shù)的計算： 由于 本橋各

5、根主梁的橫向截面均相等，梁數(shù) n=5, 梁間距為 1.6 米，則 1號梁橫向影響線的豎標值為 由、繪制1號梁橫向影響線，如下圖示最不利荷載位置1梁影響線于是，1號（5號同1號）梁荷載橫向分布系數(shù)計算如下（以和分別表示影響線零點至汽車車輪和人群荷載集度的橫坐標距離）： 車輛荷載：=0.455 人群荷載：0.564同理可得2號、4號梁的荷載橫向分布系數(shù)：2梁影響線 =0.285；=0.115車輛荷載： =0.115； 人群荷載：=0.313 同理可得3號梁的荷載橫向分布系數(shù)：3梁影響線 ；車輛荷載：=0.4； 人群荷載：=0.2（三）主梁荷載橫向分布系數(shù)匯總梁號荷載位置公路-級人群荷載1,5跨中0

6、.4550.564支點0.4381.6562,4跨中0.1150.313支點0.503跨中0.40.2支點0.5940. 主梁內(nèi)力計算（一） 恒力內(nèi)力計算1.恒載集度 主梁： kN/m 橫隔梁： 對于邊主梁：對于中主梁： kN/m橋面鋪裝層： kN/m欄桿和人行道： kN/m作用于邊主梁全部恒載g為： kN/m作用于中主梁的恒載集度為： kN/m2.恒載內(nèi)力邊跨彎矩剪力影響線計算主梁的彎矩和剪力，；主梁個計算截面的恒載剪力和彎矩值，列于下表中剪力Q（kN）彎矩M(kN·m) 注：表中算式所得結(jié)果為邊主梁恒載內(nèi)力，括號內(nèi)為中主梁恒載內(nèi)力。（二）活載內(nèi)力計算1. 公路-級中集中荷載計算計

7、算彎矩效應(yīng)時 kN計算剪力效應(yīng)時 kN公路-級中均布荷載 kN/m2. 沖擊系數(shù)因雙車道不折減，故=1。3. 跨中彎矩計算跨中彎矩影響線如下圖影響線面積： ；由于跨中彎矩橫向分布系數(shù)1號，5號梁最大，所以只需計算1號，5號梁的彎矩，計算如下：（1） 對于1號梁公路-級汽車活載的跨中彎矩：人群荷載的跨中彎矩：kN·m（2） 對于2號和4號梁公路-級汽車活載的跨中彎矩：人群荷載的跨中彎矩 kN·m（3） 對于3號梁公路-級汽車活載的跨中彎矩：人群荷載的跨中彎矩 kN·m4. 跨中剪力計算跨中剪力影響線如下圖：鑒于跨中剪力影響線的較大坐標位于跨中部分，故也采用全跨統(tǒng)一的

8、荷載橫向分布系數(shù)來計算。影響線面積為： ；（1） 對于1號和5號梁公路-級汽車活載的跨中剪力：人群荷載的跨中剪力：kN（2） 對于2號和4號梁公路-級汽車活載的跨中剪力：人群荷載的跨中剪力： kN（3） 對于3號梁公路-級汽車活載的跨中剪力：人群荷載的跨中剪力: KN 5. 支點剪力算剪力影響線如下圖所示：影響線面積為：；y=1橫向分布系數(shù)變化區(qū)段的長度：附加三角形重心影響線坐標：（1） 對于1#和5#梁公路I級汽車活載的支點剪力人群荷載支點剪力： （2） 對于2#和4#梁 公路I級汽車活載的支點剪力： =1.22×1×10.5×0.115×10.6+&

9、#215;（0.5-0.115）×0.910 =28.52kN =1.22×1×0.5×295.2×1=180.07kN =208.59kN 人群荷載的支點剪力： =0.313×4.5×10.6+（0-0.313）×4.5×0.910 =11.25kN（3） 對于3#梁 公路I級汽車活載的支點剪力：=1.22×1×10.5×0.4×10.6+×（0.5940.4）×0.910=60.82kN =1.22×1×0.594

10、5;295.2×1=213.92kN =274.74kN人群荷載的支點剪力： =0.2×4.5×10.6+×（00.2）×4.5×0.910 =7.19kN6. 跨彎矩計算 影響線面積=××l²=31.74m² y=×18.4=3.45 （1） 對于1#梁： 按公路I級汽車荷載：=（1+µ）（·+y） =1.22×0.455×（10.5×42.135+246×3.975） =788.39kN·m 人群荷載的跨中彎矩：

11、=0.564×4.5×42.135=106.94kN·m（2） 對于2#梁：按公路I級汽車荷載：=1.22×1×0.115×（10.5×42.135246×3.975）=199.26kN·m人群荷載的跨中彎矩：=0.313×4.5×42.135=59.35KN·m（3） 對于3#梁：按公路一級汽車荷載： kN·m人群荷載的跨中彎矩： =0.2×4.5×42.135=37.92kN·m7. 跨截面的剪力1/4跨剪力影響線如下圖：影響線面積

12、=××l×=5.96m²；y=0.75m（1） 對于1#梁：=（1+µ）···+（-） =1.22×0.498×（10.5×5.18+233.6×0.75） =139.49KN =0.713×4.5×5.18=16.62KN（2） 對于2#梁：=（1+µ）···+（-） =1.22×0.132×（10.5×5.18+233.6×0.75） =36.97KN =0.322

13、5;4.5×5.18=7.51KN（3） 對于3#梁：=（1+µ）···+（-）=1.22×0.4（10.5×5.18233.6×0.75）=112.04KN=0.2×4.5×5.18=4.66KN（三）荷載組合永久作用的設(shè)計值效應(yīng)與可變作用設(shè)計值效應(yīng)相結(jié)合，其效應(yīng)組合表達式為如下：總結(jié)為：當(dāng)恒載為最大時：組合值=1.35×恒荷載+1.4×汽車荷載+0.8×1.4×人群荷載當(dāng)汽車荷載最大：組合值=1.2×恒荷載+1.4×汽車荷載+0.8

14、×1.4×人群荷載主梁內(nèi)力計算組合值如下表跨中彎矩組合梁號恒載活載組合值汽車人群1,5868.01051.19142.582,4870.8265.6879.133870.8924.1250.56跨中剪力組合梁號恒載活載組合值汽車人群1,5097.606.822,4024.673.793085.802.42支點剪力組合梁號恒載活載組合值汽車人群1,5163.8218.9539.762,4164.3208.5911.253164.3274.747.191/4跨彎矩組合梁號恒載活載組合值汽車人群1,5651.0788.39106.942,4653.1199.2659.353653

15、.1693.0937.921/4跨剪力組合梁號恒載活載組合值汽車人群1,581.9157.6415.132,482.239.848.39382.2138.585.36. 橫隔梁內(nèi)力計算 1、確定作用在中橫隔梁上的計算荷載：對于跨中橫隔梁的最不利荷載布置如圖 縱向列車輪對于中橫隔梁的計算荷載為： 計算彎矩時：=+=×238×1+×10.5×4.85=144.463kN=4.5×4.85=21.825KN2、繪制中橫隔梁內(nèi)力影響線按偏心壓力法算得1、2、3號梁的荷載橫向分布影響線豎坐標值，則的影響線豎標可計算如下：=0.54， =0.14； =0.

16、285， =0.115； =0.2， =0.2P=1作用在1號梁軸上時：=×1.5d+×0.5d1×1.5d=0.54×1.5×1.6+0.285×0.5×1.61×1.5×1.6=0.88P=1作用在5號梁軸上時：=×1.5d×0.5d=（0.14）×1.5×1.60.115×0.5×1.6=0.24P=1作用在3號梁軸上時：=×1.5d×0.5d=0.2×1.5×1.60.20×0.5

17、5;1.6=0.64有了此三個豎標值和已知影響線折點位置，就可以繪出影響線如圖所示：3、繪制剪力影響線 對于1號主梁處截面的影響線可計算如下： P=1作用在計算截面以右時：=即= P=1作用在截面以左時：=1即=1 繪成影響線如圖所示4、截面內(nèi)力計算 將求得的計算荷載在相應(yīng)的影響線上按最不利荷載位置加載，對于汽車荷載并計入沖擊影響力（1+µ），則得：彎矩：公路I級荷載=(1+µ) ···=1.22×1×144.46×(0.86+0.37)=216.78(KN·m)人群荷載 = = 21.825×（1.42）=31.07（KN·m）剪力：公路I級荷載= (1+µ) ···=1.22×1×144.46×（0.520.330.190）=183.29（KN·m）人群荷載=21.825×（0.38）=8.28（KN）5、內(nèi)力組合，按極限狀態(tài)設(shè)計的計算內(nèi)力為: 基本組合： =01.4×216.780.8×1.4×(31.0