《橋梁工程》課程設(shè)計(jì)

1、橋梁工程課程設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)教學(xué)院系專業(yè)年級(jí)指導(dǎo)教師職稱單位2017年7月目錄1.設(shè)計(jì)資料11.1題目11.2設(shè)計(jì)資料11.3設(shè)計(jì)內(nèi)容11.4參考資料1計(jì)算說(shuō)明書12.1各種參數(shù)計(jì)算12.2橋面板內(nèi)力計(jì)算11設(shè)計(jì)資料1.1題目1. 裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T形梁橋計(jì)算1.2設(shè)計(jì)資料主梁細(xì)部尺寸2. 單片主梁的梁寬為1.78m,其細(xì)部尺寸如圖11所示圖1-1單片主索示意圖橋梁凈空3. 一凈14+2米（如圖12所示）圖1-2橋梁橫斷面示意圖跨徑和全長(zhǎng)（如圖13所示）圖1-3主梁iZ面圖標(biāo)準(zhǔn)跨徑主梁收加；計(jì)算跨徑295om；預(yù)制全長(zhǎng)1全29.96m；上部結(jié)構(gòu)主梁布置圖（如圖1-4所示）（單位：cm）1

2、804020404020頃圖1Y主梁布置圖設(shè)計(jì)荷載2公路1級(jí)，人群30KNm。4. 材料5. 主梁：混凝土強(qiáng)度等級(jí)C50,容重26KN/m3；橋梁鋪裝為C25混凝土墊層厚6.5*17cm，容重25KN/m*瀝青混凝土厚2cm容重24KN/m。3設(shè)計(jì)方法杠桿原理法、偏心壓力法和極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法等。6. 設(shè)計(jì)依據(jù)(1) 公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTGD602015)；(2) 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50010-2010):1. 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范(JTGD62-2004)1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容橋面板內(nèi)力計(jì)算2. 計(jì)算T梁翼板所構(gòu)成的皎接懸曹板和懸皆板的設(shè)計(jì)內(nèi)力主梁內(nèi)力計(jì)算1) 計(jì)算各主梁

3、的荷載橫向分布系數(shù)；2) 計(jì)算主梁在荷載作用下跨中截面的彎矩、支點(diǎn)和蹬中截面的剪力：3. 進(jìn)行主梁內(nèi)力組合，并畫出主梁彎矩包絡(luò)圖和剪力包絡(luò)圖。4. 橫隔梁內(nèi)力計(jì)算撓度、預(yù)拱度計(jì)算計(jì)算主梁跨中的撓度，并考慮是否需要設(shè)置預(yù)拱度。5. 圖紙繪制（利用AutoCAD軟件繪制至少3張A4圖紙，可以從以下幾個(gè)方面考慮）。1. 1.4參考資料姜福香主編.橋梁工程.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2016姚玲森主編.橋梁工程北京：人民交通出版社，2013劉立新主編.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2011葉見(jiàn)罟主編.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.北京：人民交通出版社，2017黃僑主編.橋梁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理計(jì)算示例.北京

4、：人民交通出版社，2006賀金打編著.橋梁工程設(shè)計(jì)計(jì)算方法及應(yīng)用.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，20101. 計(jì)算說(shuō)明書2.1各種參數(shù)計(jì)算主梁自重主梁截面面積：S8099cm30.8099nP主梁重力集度:gS260.809921.0574kN/m橫隔梁橫隔梁截面面積：s10050.5cm21.00505m3體積：VSh1.005050.180.18909m3總重量：M1=4.703634752=329.25438kN;重量:MV260.189094.703634kN3. 欄桿與人行道面積:S0.1010.301.6=0.58m2重雖:M0.5829.14225845.0&N4. 主梁翼緣

5、板平均厚度5. 橋面三角墊層面積與平均厚度6. 面層瀝者平均重度2.2橋面板內(nèi)力計(jì)算2.2.1單懸骨板內(nèi)力計(jì)單懸骨板內(nèi)力計(jì)算圖示如圖2-1所示(1) 恒載計(jì)算(以縱向1m寬板進(jìn)行計(jì)算)Qg何1)柜Qg(154.624)0.806.252-1單懸曾板活載計(jì)算(3)內(nèi)力組合222釵接懸皆板內(nèi)力計(jì)算鉉接懸骨板內(nèi)力計(jì)算圖示如圖2-2所示(1)恒載計(jì)算(以縱向1m寬板進(jìn)行計(jì)算) 每延米恒載g：車輛荷載計(jì)算根據(jù)車輛橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTGD60-2015)可知，后輪著地:ai0.2m;b0.6m; 單個(gè)車輛作用時(shí)有作用在每米寬板條上的彎矩為作用在每米覓板條上的剪力為 兩個(gè)車輛同時(shí)作用有作用在每米寬板條上的

6、彎矩為作用在每米寬板條上的剪力為經(jīng)計(jì)算分析，當(dāng)兩個(gè)后輪同時(shí)作用在跤接懸皆板上時(shí)活載內(nèi)力最大。(3)內(nèi)力組合2.2.3主梁內(nèi)力計(jì)算結(jié)構(gòu)重力集度分別考慮預(yù)制梁自重和橋面鋪裝、人行道欄桿和重力集度、(1)按跨中截面計(jì)算預(yù)制梁每延米重力集度:g.21.0574kN/m橫隔梁、橋面鋪裝、欄桿、人行道等分?jǐn)偨o6片梁的荷載集度：結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的內(nèi)力跨中彎矩：Mgg2)l(2A(14.133221.0574)29.1$3735.2165cNgm支點(diǎn)簡(jiǎn)歷：Vg11©g2)Io(14.133221.0574)29.14512.7270kN沖擊系數(shù)計(jì)算(1)簡(jiǎn)支梁基頻：經(jīng)計(jì)算得lc=0.39358201m4

7、$表得E=3.45104Mpa，代入相關(guān)數(shù)據(jù)，從而計(jì)算出且1.5HZf3.5991HZ14HZ(2)1=10.17671nf0.015710.17671n3.59910.01571.224各主梁的跨中荷載橫向分布系數(shù)m計(jì)算B10本橋的蜜跨比為：0.34320.5屬于窄橋129.14抗扭修正系數(shù)的計(jì)算：主梁截面相同，梁間距相等，則由于主梁數(shù)等于6.則=1.028根據(jù)公預(yù)規(guī)，可取G=0.4E代入數(shù)據(jù)得：10.94350.4E0.4870211.0280.94352橋的橫向連接剛度比較大，跨中按偏心壓力法計(jì)算，其中：(1) 第一片梁的影響線豎標(biāo)值第二片梁的影響線豎標(biāo)值第三片梁的影響線豎標(biāo)值從而繪制出

8、1、2、3、4、5號(hào)梁的橫向影響線如圖2-3所示，按橫向最不利布置車輪荷載得到1、2、3、4、5號(hào)梁跨中位置處汽車、人群荷載作用的橫向分布系數(shù)如下：第一片梁的跨中橫向分布系數(shù)第二片梁的跨中橫向分布系數(shù)第三片梁的跨中橫向分布系數(shù)圖23修正偏心任力法計(jì)算荷我橫向分布系數(shù)簡(jiǎn)圖5支點(diǎn)的荷載橫向分布系數(shù)支點(diǎn)的荷載橫向分布系數(shù)m。計(jì)算支座處的荷載橫向分布系數(shù)采用杠桿原理法進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算圖示如圖24所示 第一片梁的跨中橫向分布系數(shù)moq0.3755，m1.3775 第二片梁的跨中橫向分布系數(shù)moq0.6634，mor0 第三片梁的跨中橫向分布系數(shù)mq0.625，0圖24修正偏心壓力法計(jì)算荷載橫問(wèn)分布系數(shù)簡(jiǎn)圖

9、橫向分布系數(shù)匯總表如表21所示表21橫向分布系數(shù)匯總表如表所示6計(jì)算人群荷通計(jì)算分第一片1號(hào)梁1號(hào)梁1號(hào)梁汽車、載內(nèi)力過(guò)以上析可知，梁的橫荷載類別車輛何載0.59760.3750.59340.66340.5210.625人群何載0.5661.3750.372200.24660向分布系數(shù)醉倒，說(shuō)明第一片梁在按最不利布載情況下最危險(xiǎn)。又因各主梁的特性一致，所以只需對(duì)第一片主梁進(jìn)行彎矩、剪力的計(jì)算。在內(nèi)力計(jì)算中，對(duì)于橫向分布系數(shù)的取值做如下考慮：計(jì)算彎矩時(shí)，均采用全跨統(tǒng)一的荷載橫向分布系數(shù)n】=；求支點(diǎn)截面剪力時(shí)，由于主要荷載集中在支點(diǎn)附加而考慮支承條件的影響，考慮橫向分布系數(shù)沿橋胯的變化影響(即從

10、支點(diǎn)到第一根內(nèi)橫梁之間的變化)。公路一I級(jí)，q，10.5kN/m,Pk2(1301.)2(13029.14)318.28kN跨中彎矩(荷載橫向分布系數(shù)取第一片梁值進(jìn)行計(jì)算，采用如圖所示的計(jì)算如2-5圖示)圖2-5跨中彎矩計(jì)算圖(1) 支點(diǎn)剪力支點(diǎn)剪力計(jì)算時(shí)荷載橫向分布系數(shù)在遠(yuǎn)端因剪力值變化不大，通常取不變的橫向分布系數(shù)me而近端剪力值變化較大，不能忽視，因此采用變化的荷載橫向分布系數(shù)，即從支點(diǎn)到第一根內(nèi)橫隔梁按m到me之間變化，計(jì)算圖示如圖2-6所示圖2書支點(diǎn)剪力計(jì)算圖1.2Pk1.2319382.8kN;qk10.5kN/mxIx因mqmg，則vi(1)1.2Rgq(mCq%)_aI由-10

11、,得x10.50a4.8267,取x=4.83dx內(nèi)力組合彎矩組合剪力組合8主梁彎矩包絡(luò)圖與剪力包絡(luò)圖的繪制主梁跨中的最大彎矩見(jiàn)描述內(nèi)容，要繪制主梁彎矩包絡(luò)圖和剪力包絡(luò)圖，還需要計(jì)算主梁1/4跨中處的最大彎矩、剪力和主梁跨中剪力等。(1)跨中剪力計(jì)算如圖2-7所示，從圖中可以看出，恒載作用下跨中剪力值為零，活載作用時(shí)最不利位置在荷載只滿布半跨結(jié)構(gòu)上時(shí)，在支座范圍內(nèi)，傍中剪力影響線圖中的剪力值變化不大。因此，為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，橫向分布系數(shù)全部按不變的me來(lái)計(jì)算跨中剪力值。 恒載剪力計(jì)算：VgO活載剪力計(jì)算： 內(nèi)力組合：圖2-7跨牛乾力計(jì)算圖(2)1/4跨剪力計(jì)算從1/4跨彎矩圖可以看出，位于支座范圍內(nèi)

12、，彎矩值的變化值不大。因此，為簡(jiǎn)化起見(jiàn)橫向分布系數(shù)全部按不變的me來(lái)計(jì)算跨中剪力值，具體計(jì)算圖示如圖28所示。 恒載彎矩計(jì)算： 活載彎矩計(jì)算： 內(nèi)力組合：=1.0(1.2256.36351.4(256.220.823.01)692.1NN響線圖281/4奶力計(jì)算修將計(jì)算所得的彎矩和剪力按承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行組合，即可得到簡(jiǎn)支梁彎矩包絡(luò)圖與剪力包絡(luò)圖如圖29所示。It-29無(wú)矩包絡(luò)為和剪力包路圖2.2.4橫隔梁內(nèi)力計(jì)算橫隔梁自重較小，此處不計(jì)算，僅計(jì)算活載作用下橫隔梁的內(nèi)力。橫隔梁跨中荷載布置圖210所I*210橫隔梁荷載秋向布置圖P1作用在1號(hào)梁上時(shí)P1作用在6號(hào)梁上時(shí)P1作用在2號(hào)梁上時(shí)P1作用在5號(hào)梁上時(shí)橫隔梁內(nèi)力計(jì)算過(guò)程如圖2-11所示則有：彎矩的影響線豎標(biāo)Mi6.4192；則有：彎矩的影響線豎標(biāo)a0.9557；則橫隔梁的最大剪力與彎矩為：2.2.5撓度、預(yù)拱度計(jì)算W2.11橫閘梁荷載縱向布置圖主梁結(jié)構(gòu)自重最大彎矩為3735.2165kNgm，汽車作用最大彎矩（不計(jì)沖擊）為2503.02/1.22=2051.66kNgm，人群作用的最大彎矩