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班學(xué)生姓名：周欣樹學(xué) 號：指導(dǎo)教師：、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1 .橋面凈寬：凈一7+2父1.0荷載：公路一n級人群3.0 kN /m2人行道和欄桿自重線密度-5.0kN/m2 .跨徑及梁長：標(biāo)準(zhǔn)跨徑Lb =13m一'I I計算跨徑L= 12.40m" 主梁全長 L' =12.96m3 .材料車岡筋：主筋用HRB40瞅車岡筋，其他用HPB33瞰車岡筋混凝土： C40,容重 25kN m3;橋面鋪裝采用瀝青混凝土；容重23kN . m34 .構(gòu)造形式及截面尺寸梁高：h = 1.0m

2、梁間距：采用5片主梁，間距1.8m。采用三片橫隔梁，間距為6.2m歡迎閱讀梁肋：厚度為18cm橋面鋪裝：分為上下兩層，下層為 C25碎，路緣石邊處厚6.0cm ;上層為瀝青碎，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（一）計算結(jié)構(gòu)自重集度（如下表）（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，故取邊梁進行計算分析。;_一 . , = I1 j I（三）支點處（杠桿原理法）由圖可求得荷載橫向分布系數(shù)：， -. .,1 一汽車何載：moq = "=0.333q 2人群荷載：m

3、or = r =1.222（四）跨中處（修正剛醒橫梁法）1、主梁的抗彎慣性矩Ix歡迎閱讀、22、主梁的抗扭1平均板厚：H =10 12 = 11cm1 二二三，2 ' I13 Jf 11 )Ix =乂162父113+162父11M 27.86- -12I 2 J1310018 1003 18 10027.86122歡迎閱讀1 :二5? ? ?G112E" a21其中：匯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至橋軸線的距離計算得P= 0.946 <1滿足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

4、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：(1)、求荷載橫向分布影響線豎標(biāo)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，計算如下表梁號 |一10.57840.3892(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

5、線面積計算值如表：6 .計算公路-II級中集中荷載Pk計算彎矩效應(yīng)時：Pk =0.75 180 360 180 12.4 -5 =157.2kN_50-5計算剪力效應(yīng)時：Pk =1.2 157.2 =188.64kN歡迎閱讀7 .取沖擊力系數(shù)=0.158 .計算跨中彎矩和四分點彎矩因雙車道不折減，故2=1,計算結(jié)果如下表：9 .計算支點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

6、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二二二1一 “按修正偏心壓力法求，計算橫向分布影響線圖如下： I IP=1作用于1號梁軸上時（，1 =0.578415 =0.1784）P=1 作用于 2 號梁軸上時-12 =0.3892:22 =0.2946）P=1作用于5號梁軸上時.15 = -0.1784）有已學(xué)的影響線只是可知Mr的影響線必定在計算截面處有突變，繪出影響線。歡迎閱讀（三）截面內(nèi)力計算將求得的計算荷載Poq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

7、擊力系數(shù)（1 + N ）：（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 max -0 1.4 169.4 =237.16kNm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） I1 1/ /1 .每延米板上的結(jié)構(gòu)自重gMj.X一一"/ / / , ） I,橋面鋪裝層：g1 =3.67 kN mT梁翼緣自重：g2 =4.46kN/m總計：g = g1g2 =8.13kN m2 .每米寬板條的包載內(nèi)力（二）可變荷載效應(yīng)將車輛荷載后輪作用于銀縫軸線上，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a2=0.20m,寬度

8、為b2=0.60m,則 1 I二a尸&+2H=0.20+2X （0.02+0.09）=0.42mb1=b2+2H=0.60+2X （0.02+0.09）=0.82m荷載對于懸臂根部的有效分布寬度：a=a1+d+2l 0=0.48+1.4+2 X0.81=3.5m由于這是汽車荷載局部加載在 T梁的翼板上，故沖擊系數(shù)取1 +卜=1.3。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：歡迎閱讀歡迎閱讀（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，行車道板白設(shè)計內(nèi)力為：M A =-25.60kN.mQA=44.94kN五、支座選擇、支座尺寸的擬定及驗算主梁采用C40混

9、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：Rck =245.05kN ,其中結(jié)構(gòu)自重引起的支座反力標(biāo)準(zhǔn)值 Rk=97.2kN ,公路-II級汽車荷載引起的反力標(biāo)準(zhǔn)值Rck =143.1kN ,人群荷載引起的反力標(biāo)準(zhǔn)值為 Rck =7.44kN ,汽車荷載和人群荷載作用下產(chǎn)生的跨中撓度f = 0.74cm ,溫差A(yù)t =36七。 .-0（1） .確定支座平面尺寸選定支座的平面尺寸為a><b =18M20 = 360cm2 ,采用中間層橡膠片厚度t = 0.5cm1 .計算支座的平面形狀系數(shù)S2 .計算其彈性模量3 .驗算其承壓強度Rk245.05（合格）二

10、jck6807kPa. ； ：；j =10000kPaj a b 0.18 0.20- j（2） .確定支座厚度1 .主梁的計算溫差為N =36溫度變形由兩端的支座均攤，則每一支座承受的水平位移品為2 .為了計算汽車荷載引起的水平位移 %,先要確定每一支座上的制動力 Ht ,對于12.4m的橋跨, 一個設(shè)計車道上公路-II級車道荷載總重為：7.875父12.4+157.2= 254.85kN ,其制動力標(biāo)準(zhǔn)值為 254.85黑10% =25.5kN ;按橋規(guī)，不得小于90kN。經(jīng)比較，取總的制動力為90kN參與計算，5根梁總共有10個支座，每個支座的水平力為 Kbk=90=9kN103 .確定

11、需要的橡膠片總厚度te不計汽車制動力：te -2 =g=2 0.354 -0.708cm歡迎閱讀計入汽車制動力：te =0.616cm0.7 . 32Geab橋規(guī)的其他規(guī)定：te三0.2a = 3.6cm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, 則：橡膠片總厚度：te =3 0.5 2 0.25 . 2cm . 0.708cm并 _3.6cm4 .支座總厚：h =te+4M0.2 = 2.8cm（3） .驗算支座的偏轉(zhuǎn)情況1 .支座的平均壓縮變形為：按橋規(guī)的規(guī)定，尚應(yīng)滿足6cm W0.7te ，即 c. mie0.0347cm &l

12、t;0.7te =0.14cm （合格）2 .計算梁端轉(zhuǎn)角9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f = 0.74cm ,二產(chǎn)c.m 2即:0.0347cm18 0.00192= 0.0171（合格）3 .驗算偏轉(zhuǎn)情況（4） .驗算抗滑穩(wěn)定性1 .支計算溫度變化引起的水平力2 .驗算穩(wěn)定性WJ: 50.625kN >17.92kN（合格）以及：NNG =0.3父97.2 =29.16kN >1.4HT =8.92kN（合格）結(jié)果表明，支座不會發(fā)生滑動。（5） .支座選配選用 GJZ300 400 47(CR)歡迎閱讀六、計算配筋（1） .主梁計算配筋

13、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號梁計算彎矩進行配筋。設(shè)鋼筋的保護層為3cm,鋼筋重心至底邊距離為a=18cm則主梁的有效高度為ho=ha=82cm。已知邊王梁跨中彎矩 M d = 919.111kN.m。翼緣計算寬度bf=180cm。1 .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A解得：x = 0.034m ： bh0 = 0.46mI I采用8根直彳全為28mm的鋼筋，As = 4926mm2 i/一1X.、 ： /1 /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：（2） .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)進行計算配筋。取 as=80mm h0 =8 0 0 8 午 7mm設(shè)計彎矩為： M14 =237.16kN.m0.16 0.15近似以b0.155m22 .計算受拉鋼筋面積As解得：工=0.154采用三根直徑為22mm的鋼筋，As = 1140.4mm2鋼筋布置見圖。故配筋率滿足要求。歡迎閱讀（3） .行車道板的計算配筋計算1m板寬內(nèi)的配筋as