橋梁 課程設計

1、成 績 橋梁工程課程設計科目名稱 橋梁工程 學生姓名 學生學號 24 所在院系 土木工程學院 任課教師 徐州工程學院印制目錄一·設計資料3二·主梁的計算4 1·橫向分布系數(shù)計算.4 2·恒載內(nèi)力計算7 3·活載內(nèi)力計算.10 4.荷載組合14三·橫隔梁內(nèi)力計算.19四·行車道板內(nèi)力計算22五·設計依據(jù)與參考書24六·小結(jié).25一、設計資料1、設計荷載：公路II級，人群荷載3KN/2、橋面凈空：凈人行道；3、主梁跨徑和全長：標準跨徑LB=16m計算跨徑LP=15.5m主梁全長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，其它用I級。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。縱斷面共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）主梁計算主梁梁肋橫隔梁橫隔梁橫隔梁翼板翼板長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、主梁的計算（一）橫向分布計算1、當荷載位于支點處時，應按杠桿原理法計算荷載橫向分布系數(shù)。首先繪制1號梁和2號梁的荷

3、載橫向影響線，如圖所示。再根據(jù)公路橋涵設計通用規(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號梁和1號梁等同）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：（4號梁和2號梁等同）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：2、當荷載位于跨中時，因此可按偏心壓力法計算荷載橫向分

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號梁橫向影響線的豎標值為：由和繪制1號梁橫向影響線，如圖所示，圖中按公路橋涵設計通用規(guī)范（JTGD60-2004）規(guī)定確定了汽車荷載的最不利荷載位置。進而由和計算橫向影響線的零點位置，在本題中，設零點至1號梁位的距離為x，則：零點位置已知后，就可求出各類荷載相應于各個荷載位置的橫向影響線豎標值。設人行道緣石至1號梁軸線的距離為，則：于是，1號梁的荷載橫向分布系數(shù)可計算如下（以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：人群荷載：同理可得2號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，計算如下。一、主梁：單元構(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度為：2、恒載內(nèi)力各計算截面的剪力和彎矩值，列于下表內(nèi)。梁號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)力計算1、荷載橫向分布系數(shù)匯總梁號荷載位置公路-II級人群荷載備注邊主梁跨中支點0.5380.4380.6481.422按偏心壓力法計算得按杠桿法計算得2、公路-II級均布荷載，集中荷載及影響線面積（下表）項目頂點位置7.8757.8757.8757.87522222222222230.0322.52

7、7.751.94按照橋規(guī)條規(guī)定，公路-II級車道荷載按照公路-I級車道荷載的0.75倍采用，即均布荷載，。可變作用（人群）（每延米）：3、計算沖擊系數(shù)簡支梁的自振頻率為：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)按照下式計算：則： 4、計算公路-II級荷載的跨中彎矩因雙車道不折減，故。故得： 5、計算人群荷載的跨中彎矩6、計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)來計算。的影響線面積：故得：7、計算跨中截面人群荷載最大剪力8、計算支點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剪

8、力影響線，如圖所示。橫向分布系數(shù)變化區(qū)段長度：對應于支點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為：因此，按式得：故公路-II級荷載的支點剪力為：9、計算支點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剪力為：（四）荷載組合1、可變荷載彎矩效應計算公路-II級產(chǎn)生的彎矩（單位kn·m）梁號內(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，永久作用設計值效應與可變作用設計值效應的分項系數(shù)為：永久荷載分項系數(shù)：汽車荷載分項系數(shù)：人群荷載分項系數(shù)：彎矩基本組合見表彎矩基本組合表（單位kn·m）梁 號內(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的組合系數(shù)，本題取2、可變荷載剪力效應計算計算可變荷載剪力效應應計入橫向分布系數(shù)沿橋跨變化的影響。通常分兩步進行，先按跨中的由等代荷載計算跨中剪力效應；再用支點剪力荷載橫向分布系數(shù)并考慮支點至為直線變化來計算支點剪力效應。剪力計算時，按照橋規(guī)條規(guī)定，集中荷載標準值需乘以1.2的系數(shù)。一、跨中剪力的計算（見表）公路-II級產(chǎn)生的跨中剪力（單位

11、：kn）梁號內(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）梁號內(nèi)力1或52或431.422002.252.252.25 1.946.2100二、支點剪力的計算計算支點剪力效應的橫向分布系數(shù)的取值為：A支點處按杠桿法計算的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)支點剪力效應計算式為：式中：相應于某均布活載作用處的橫向分布系圖縱坐標相應于某均布活載作用處的數(shù)值相應的某集中活載的數(shù)值人群均布荷載產(chǎn)生的支點剪力效應計算式為：式中：跨中橫向分布系數(shù)支點處橫向分布系數(shù)梁

12、端剪力效應計算：汽車荷載作用下如上圖所示，計算結(jié)果如下表所示。公路-II級產(chǎn)生的支點剪力效應計算表（單位：kn）梁號1231.371196.62224.46266.65人群荷載作用如圖所示，計算結(jié)果如表所示。人群荷載作用產(chǎn)生的支點剪力計算表（單位：KN）梁號123公式 計算值00三、剪力效應基本組合由上可知，剪力效應以3號梁（最大）控制設計。剪力效應組合表（單位kn·m）梁 號內(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的組合系數(shù)，本題取三、橫隔梁內(nèi)力計算1、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所示。縱向一列車輪對于中橫隔梁的計算荷載為：計算彎矩時：計算剪力時：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號梁的荷載橫向分布影響線豎坐標值如圖，則的影響線豎標可計算如下：P=1作用在1號梁軸上時：P=1作用在5號梁軸上時：P=1作用在2號梁軸上時：由已學影響線的知識可知，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：P=1作用在計算截面以左時：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，則得到表所示結(jié)果。公路-II級彎矩剪力5、內(nèi)力組合（鑒于橫隔梁的結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力甚小，計算中可略去不計）：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）短期效應組合四、行車道板內(nèi)力計算1、恒載及其內(nèi)力（以縱向1m寬的板條進行計算）每延米板上的恒載g：合計：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。對于車輪荷載中后輪的著地長度為，寬度為，由公路橋涵設計通用規(guī)范（JTGD60-2004）查得，則得：荷載對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，行車道板的設計內(nèi)力為： 五、設計依據(jù)與參考書公路橋涵設計規(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計規(guī)范（JTJ022-2006）結(jié)構(gòu)設計原理葉見曙主編，人民交通出版社橋梁計算示例集（梁橋）易建國主編，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準圖公路橋涵標準圖編制組，人民交通出版社公路橋梁設計手冊 梁橋（上、下冊） 人民交通出版社橋梁計算示例叢書 混凝土簡支梁(板)橋(第三版) 易建國主編 人民交通出版社六、小結(jié)課程設計是整個教學中不可缺少的而又相當重要的環(huán)節(jié)，在學完橋梁工程后，我通過綜合運用基礎理論，在專業(yè)知識與技能在老師的指導下，獨立地較系統(tǒng)而又全面地完成一般復雜程度的設計內(nèi)容。通過本課程設計，我基本掌握了設計計算裝配式16m和20mT型簡支梁的基本過程，進一步鞏固了已學過的課程與專業(yè)知識，進一步掌握和理解了