橋梁 課程設(shè)計(jì)

1、成 績(jī) 橋梁工程課程設(shè)計(jì)科目名稱 橋梁工程 學(xué)生姓名 學(xué)生學(xué)號(hào) 24 所在院系 土木工程學(xué)院 任課教師 徐州工程學(xué)院印制目錄一·設(shè)計(jì)資料3二·主梁的計(jì)算4 1·橫向分布系數(shù)計(jì)算.4 2·恒載內(nèi)力計(jì)算7 3·活載內(nèi)力計(jì)算.10 4.荷載組合14三·橫隔梁內(nèi)力計(jì)算.19四·行車道板內(nèi)力計(jì)算22五·設(shè)計(jì)依據(jù)與參考書24六·小結(jié).25一、設(shè)計(jì)資料1、設(shè)計(jì)荷載：公路II級(jí)，人群荷載3KN/2、橋面凈空：凈人行道；3、主梁跨徑和全長(zhǎng)：標(biāo)準(zhǔn)跨徑LB=16m計(jì)算跨徑LP=15.5m主梁全長(zhǎng)L全=15.96m4、材料混凝土

2、：C25鋼筋：主鋼筋，彎起鋼筋和架立鋼筋用級(jí)，其它用I級(jí)。橋面鋪裝：瀝青混凝土6cm，C40防水混凝土10cm；5、橋梁縱橫斷面及主梁構(gòu)造 橫斷面共5片主梁，間距1.6m?？v斷面共5道橫梁，間距3.875m。尺寸擬定見圖，T梁的尺寸見下表：T形梁尺寸表（單位：m）主梁計(jì)算主梁梁肋橫隔梁橫隔梁橫隔梁翼板翼板長(zhǎng)度跨徑高度寬度高度寬度間距厚度寬度15.9615.501.300.181.000.150.163.8750.080.141.60橋梁橫斷面圖橋梁縱斷面圖主梁斷面圖 橫梁斷面圖二、主梁的計(jì)算（一）橫向分布計(jì)算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)。首先繪制1號(hào)梁和2號(hào)梁的荷

3、載橫向影響線，如圖所示。再根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTGD60-2004）規(guī)定，再橫向影響線上確定荷載沿橫向最不利的布置位置。例如，對(duì)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。如圖所示：所以：車輛荷載 人群荷載 由此可得1號(hào)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：（5號(hào)梁和1號(hào)梁等同）同理可得2號(hào)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：（4號(hào)梁和2號(hào)梁等同）同理可得3號(hào)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、當(dāng)荷載位于跨中時(shí)，因此可按偏心壓力法計(jì)算荷載橫向分

4、布系數(shù)。本橋各根主梁的橫截面積均相等，梁數(shù)n=5根，梁間距為1.6m，則：1號(hào)梁橫向影響線的豎標(biāo)值為：由和繪制1號(hào)梁橫向影響線，如圖所示，圖中按公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTGD60-2004）規(guī)定確定了汽車荷載的最不利荷載位置。進(jìn)而由和計(jì)算橫向影響線的零點(diǎn)位置，在本題中，設(shè)零點(diǎn)至1號(hào)梁位的距離為x，則：零點(diǎn)位置已知后，就可求出各類荷載相應(yīng)于各個(gè)荷載位置的橫向影響線豎標(biāo)值。設(shè)人行道緣石至1號(hào)梁軸線的距離為，則：于是，1號(hào)梁的荷載橫向分布系數(shù)可計(jì)算如下（以分別表示影響線零點(diǎn)至汽車車輪和人群荷載集度的橫坐標(biāo)距離）：車輛荷載：人群荷載：同理可得2號(hào)梁的荷載橫向分布系數(shù)：車輛荷載：人群荷載：同理可得3號(hào)梁

5、的荷載橫向分布系數(shù)：車輛荷載：人群荷載：同理可得4號(hào)梁的荷載橫向分布系數(shù)：車輛荷載：人群荷載：同理可得5號(hào)梁的荷載橫向分布系數(shù)：車輛荷載：人群荷載：（二）恒載內(nèi)力計(jì)算1、恒載集度假定橋面構(gòu)造各部分重力平均分配給主梁承擔(dān)，計(jì)算如下。一、主梁：?jiǎn)卧獦?gòu)件體積：每延米重力：二、橫隔梁（中梁邊梁）單元構(gòu)件體積：每延米重力：三、橋面鋪裝單元構(gòu)件體積：每延米重力：四、人行道部分單元構(gòu)件體積：緣石： 支撐梁： 人行道梁A： 人行道梁B： 人行道板： 鑲面跕： 欄桿柱： 扶手：每延米重力：。作用于邊主梁的全部恒載g為：作用于中主梁的恒載強(qiáng)度為：2、恒載內(nèi)力各計(jì)算截面的剪力和彎矩值，列于下表內(nèi)。梁號(hào)1（5）2（4

6、）321.5422.3322.3330.0330.0330.03646.85670.57670.5721.5422.3322.3322.5222.5222.52485.08502.87502.8721.5422.3322.337.757.757.75166.94173.06173.06（三）活載內(nèi)力計(jì)算1、荷載橫向分布系數(shù)匯總梁號(hào)荷載位置公路-II級(jí)人群荷載備注邊主梁跨中支點(diǎn)0.5380.4380.6481.422按偏心壓力法計(jì)算得按杠桿法計(jì)算得2、公路-II級(jí)均布荷載，集中荷載及影響線面積（下表）項(xiàng)目頂點(diǎn)位置7.8757.8757.8757.87522222222222230.0322.52

7、7.751.94按照橋規(guī)條規(guī)定，公路-II級(jí)車道荷載按照公路-I級(jí)車道荷載的0.75倍采用，即均布荷載，?？勺冏饔茫ㄈ巳海垦用祝?、計(jì)算沖擊系數(shù)簡(jiǎn)支梁的自振頻率為：C25混凝土E取介于1.5HZ和14HZ之間，按橋規(guī)條規(guī)定，沖擊系數(shù)按照下式計(jì)算：則： 4、計(jì)算公路-II級(jí)荷載的跨中彎矩因雙車道不折減，故。故得： 5、計(jì)算人群荷載的跨中彎矩6、計(jì)算跨中截面車道活載最大剪力鑒于跨中剪力影響線的較大坐標(biāo)位于跨中部分（如圖），故也采用全跨統(tǒng)一的荷載橫向分布系數(shù)來計(jì)算。的影響線面積：故得：7、計(jì)算跨中截面人群荷載最大剪力8、計(jì)算支點(diǎn)截面車道荷載最大剪力作荷載橫向分布系數(shù)沿橋跨方向的變化圖形和支點(diǎn)剪

8、力影響線，如圖所示。橫向分布系數(shù)變化區(qū)段長(zhǎng)度：對(duì)應(yīng)于支點(diǎn)剪力影響線的荷載布置，如上圖所示。影響線面積為因此，按式得：附加三角形荷載重心處的影響線坐標(biāo)為：因此，按式得：故公路-II級(jí)荷載的支點(diǎn)剪力為：9、計(jì)算支點(diǎn)截面人群荷載最大剪力人群荷載的橫向分布系數(shù)，如圖上圖所示。則可得人群荷載的支點(diǎn)剪力為：（四）荷載組合1、可變荷載彎矩效應(yīng)計(jì)算公路-II級(jí)產(chǎn)生的彎矩（單位kn·m）梁號(hào)內(nèi)力1或50.4380.4381.3717.87530.0322.522223.8752.906658.59 493.902或40.5000.50030.0322.523.8752.906751.81563.813

9、0.5940.59430.0322.523.8752.906893.15619.06人群產(chǎn)生的彎矩（單位kn·m）梁號(hào)內(nèi)力1或51.4221.4222.252.2530.0322.5296.0872.052或4002.252.2530.0322.52003002.252.2530.0322.5200基本荷載組合：按橋規(guī)條規(guī)定，永久作用設(shè)計(jì)值效應(yīng)與可變作用設(shè)計(jì)值效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)為：永久荷載分項(xiàng)系數(shù)：汽車荷載分項(xiàng)系數(shù)：人群荷載分項(xiàng)系數(shù)：彎矩基本組合見表彎矩基本組合表（單位kn·m）梁 號(hào)內(nèi)力永久荷載人群荷載汽車荷載1或5646.85485.0896.0872.05658.5949

10、3.901805.861354.262或4670.57502.8700751.81563.811857.211392.773670.57502.8700893.15619.062055.091470.13注：橋梁結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，本題取 與其他可變荷載作用效應(yīng)的組合系數(shù)，本題取2、可變荷載剪力效應(yīng)計(jì)算計(jì)算可變荷載剪力效應(yīng)應(yīng)計(jì)入橫向分布系數(shù)沿橋跨變化的影響。通常分兩步進(jìn)行，先按跨中的由等代荷載計(jì)算跨中剪力效應(yīng)；再用支點(diǎn)剪力荷載橫向分布系數(shù)并考慮支點(diǎn)至為直線變化來計(jì)算支點(diǎn)剪力效應(yīng)。剪力計(jì)算時(shí)，按照橋規(guī)條規(guī)定，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值需乘以1.2的系數(shù)。一、跨中剪力的計(jì)算（見表）公路-II級(jí)產(chǎn)生的跨中剪力（單位

11、：kn）梁號(hào)內(nèi)力1或52或430.4380.5000.5941.3717.8751.942220.589.16101.78120.92人群荷載產(chǎn)生的跨中剪力（單位：kn）梁號(hào)內(nèi)力1或52或431.422002.252.252.25 1.946.2100二、支點(diǎn)剪力的計(jì)算計(jì)算支點(diǎn)剪力效應(yīng)的橫向分布系數(shù)的取值為：A支點(diǎn)處按杠桿法計(jì)算的B按跨中彎矩的橫向分布系數(shù)（同前）C處在和之間按照直線變化(如圖)支點(diǎn)剪力效應(yīng)計(jì)算式為：式中：相應(yīng)于某均布活載作用處的橫向分布系圖縱坐標(biāo)相應(yīng)于某均布活載作用處的數(shù)值相應(yīng)的某集中活載的數(shù)值人群均布荷載產(chǎn)生的支點(diǎn)剪力效應(yīng)計(jì)算式為：式中：跨中橫向分布系數(shù)支點(diǎn)處橫向分布系數(shù)梁

12、端剪力效應(yīng)計(jì)算：汽車荷載作用下如上圖所示，計(jì)算結(jié)果如下表所示。公路-II級(jí)產(chǎn)生的支點(diǎn)剪力效應(yīng)計(jì)算表（單位：kn）梁號(hào)1231.371196.62224.46266.65人群荷載作用如圖所示，計(jì)算結(jié)果如表所示。人群荷載作用產(chǎn)生的支點(diǎn)剪力計(jì)算表（單位：KN）梁號(hào)123公式 計(jì)算值00三、剪力效應(yīng)基本組合由上可知，剪力效應(yīng)以3號(hào)梁（最大）控制設(shè)計(jì)。剪力效應(yīng)組合表（單位kn·m）梁 號(hào)內(nèi)力永久荷載人群荷載汽車荷載1或5166.94024.806.21196.6289.16503.37131.782或4173.06000224.46101.78521.92142.493 173.0600026

13、6.65120.92580.98169.29注：橋梁結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，本題取 與其他可變荷載作用效應(yīng)的組合系數(shù)，本題取三、橫隔梁內(nèi)力計(jì)算1、作用在中橫隔梁上的計(jì)算荷載：對(duì)于跨中橫隔梁的最不利荷載布置如圖所示?？v向一列車輪對(duì)于中橫隔梁的計(jì)算荷載為：計(jì)算彎矩時(shí)：計(jì)算剪力時(shí)：2、繪制中橫隔梁的內(nèi)力影響線按偏心壓力法可算得1、2號(hào)梁的荷載橫向分布影響線豎坐標(biāo)值如圖，則的影響線豎標(biāo)可計(jì)算如下：P=1作用在1號(hào)梁軸上時(shí)：P=1作用在5號(hào)梁軸上時(shí)：P=1作用在2號(hào)梁軸上時(shí)：由已學(xué)影響線的知識(shí)可知，影響線必在r-r截面處有突變，根據(jù)和連線延伸至r-r截面，即為值（0.90），由此即可繪出影響線如圖所示。3、繪制

14、剪力影響線對(duì)于1號(hào)主梁處截面的影響線可計(jì)算如下：P=1作用在計(jì)算截面以右時(shí)：P=1作用在計(jì)算截面以左時(shí)：繪成影響線如圖所示。4、截面內(nèi)力計(jì)算將求得的計(jì)算荷載在相應(yīng)的影響線上按最不利荷載位置加載，對(duì)于汽車荷載并計(jì)入沖擊影響力，則得到表所示結(jié)果。公路-II級(jí)彎矩剪力5、內(nèi)力組合（鑒于橫隔梁的結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力甚小，計(jì)算中可略去不計(jì)）：承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合（見表）基本組合正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合（見表）短期效應(yīng)組合四、行車道板內(nèi)力計(jì)算1、恒載及其內(nèi)力（以縱向1m寬的板條進(jìn)行計(jì)算）每延米板上的恒載g：合計(jì)：每米寬板條的恒載內(nèi)力彎矩：剪力：2、車輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力將后輪作用于鉸縫軸線上，后軸作用力為P=14

15、0kn，輪壓分布寬度如圖所示。對(duì)于車輪荷載中后輪的著地長(zhǎng)度為，寬度為，由公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTGD60-2004）查得，則得：荷載對(duì)于懸臂根部的有效分布寬度：沖擊系數(shù)：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：3、荷載組合恒+汽：所以，行車道板的設(shè)計(jì)內(nèi)力為： 五、設(shè)計(jì)依據(jù)與參考書公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（合訂本）(JTJ021-2004)人民交通出版社公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ022-2006）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理葉見曙主編，人民交通出版社橋梁計(jì)算示例集（梁橋）易建國(guó)主編，人民交通出版社橋梁工程姚玲森主編，人民交通出版社橋梁工程邵旭東主編，人民交通出版社公路橋涵標(biāo)準(zhǔn)圖公路橋涵標(biāo)準(zhǔn)圖編制組，人民交通出版社公路橋梁設(shè)計(jì)手冊(cè) 梁橋（上、下冊(cè)） 人民交通出版社橋梁計(jì)算示例叢書 混凝土簡(jiǎn)支梁(板)橋(第三版) 易建國(guó)主編 人民交通出版社六、小結(jié)課程設(shè)計(jì)是整個(gè)教學(xué)中不可缺少的而又相當(dāng)重要的環(huán)節(jié)，在學(xué)完橋梁工程后，我通過綜合運(yùn)用基礎(chǔ)理論，在專業(yè)知識(shí)與技能在老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立地較系統(tǒng)而又全面地完成一般復(fù)雜程度的設(shè)計(jì)內(nèi)容。通過本課程設(shè)計(jì)，我基本掌握了設(shè)計(jì)計(jì)算裝配式16m和20mT型簡(jiǎn)支梁的基本過程，進(jìn)一步鞏固了已學(xué)過的課程與專業(yè)知識(shí)，進(jìn)一步掌握和理解了