橋梁工程課程設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋的設(shè)計(jì)

1、預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋的設(shè)計(jì)（20m跨徑）目錄橋梁工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)-2橋梁設(shè)計(jì)說(shuō)明-3計(jì)算書(shū)-4參考文獻(xiàn)-24橋梁總體布置圖-25主梁縱、橫截面布置圖-26橋面構(gòu)造橫截面圖-27橋梁工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、 課程設(shè)計(jì)題目 (10人以下為一組)1、 鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（標(biāo)準(zhǔn)跨徑為22米，計(jì)算跨徑為21.5米，預(yù)制梁長(zhǎng)為21.96米，橋面凈空：凈8.5+2×1.00米）二、 設(shè)計(jì)基本資料1、 設(shè)計(jì)荷載：公路級(jí)，人群3.0KN/m2，每側(cè)欄桿及人行道的重量按4.5 KN/m計(jì)2、 河床地面線為（從左到右）：0/0，3/5，4/12，3/17，2/22，2/27，0/35（分子為高

2、程，分母為離第一點(diǎn)的距離，單位為米）；地質(zhì)假定為微風(fēng)化花崗巖。3、 材料容重：水泥砼23 KN/m3，鋼筋砼25 KN/m3，瀝青砼21 KN/m34、 橋梁縱坡為0.3%,橋梁中心處橋面設(shè)計(jì)高程為2.00米三、 設(shè)計(jì)內(nèi)容1、 主梁的設(shè)計(jì)計(jì)算 2、行車道板的設(shè)計(jì)計(jì)算3、橫隔梁設(shè)計(jì)計(jì)算 4、橋面鋪裝設(shè)計(jì)5、橋臺(tái)設(shè)計(jì)四、 要求完成的設(shè)計(jì)圖及計(jì)算書(shū)1、 橋梁總體布置圖，主梁縱、橫截面布置圖（CAD出圖）2、 橋面構(gòu)造橫截面圖（CAD出圖）3、 荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算書(shū)4、 主梁內(nèi)力計(jì)算書(shū)5、 行車道板內(nèi)力計(jì)算書(shū)6、 橫隔梁內(nèi)力計(jì)算書(shū)五、 參考文獻(xiàn)1、橋梁工程，姚玲森，2005，人民交通出版社.2、梁橋

3、（公路設(shè)計(jì)手冊(cè)），2005，人民交通出版社.3、橋梁計(jì)算示例集（砼簡(jiǎn)支梁（板）橋），2002，人民交通出版社.4、中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTG B01-2003）.北京:人民交通出版社,20045、中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D60-2004)含條文說(shuō)明.北京:人民交通出版社,20046、中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D62-2004)含條文說(shuō)明六、 課程設(shè)計(jì)學(xué)時(shí)2周橋梁設(shè)計(jì)說(shuō)明橋梁設(shè)計(jì)包括縱.橫斷面設(shè)計(jì)和平面布置。1. 縱斷面設(shè)計(jì)橋梁縱斷面設(shè)計(jì)包括確定橋梁的總跨徑.橋梁的分孔.橋道的標(biāo)高.橋上和橋頭引道的縱坡

4、以及基礎(chǔ)的埋置深度。（1）本梁橋根據(jù)水文計(jì)算來(lái)確定。標(biāo)準(zhǔn)跨徑為22.00m（墩中心距離）。本橋的跨徑較小，因此上部結(jié)構(gòu)的造價(jià)較低，墩臺(tái)的造價(jià)較高。為了結(jié)構(gòu)受力合理和用材經(jīng)濟(jì)，分跨布置時(shí)要考慮合理的跨徑比例。（2）本梁橋?yàn)榭绾訕蛄?，橋道的?biāo)高應(yīng)保證橋下排洪和通航的需要，結(jié)合橋型.跨徑等一起考慮，以確定合理的橋道標(biāo)高。（3）橋上縱坡不大于4%，橋頭引道縱坡不宜大于5%。2.橫斷面設(shè)計(jì)橋梁橫斷面的設(shè)計(jì)，主要是決定橋面的寬度和橋跨結(jié)構(gòu)橫截面的布置。橋面的寬度決定于行車和行人的交通需要。（1） 本梁橋橋面行車道凈寬為：凈-m人行道（2） 為了利于橋面排水，應(yīng)根據(jù)不同類型的橋面鋪裝，設(shè)置從橋面中央傾向兩側(cè)

5、的1.5%-3.0%的橫向坡度，本橋設(shè)置為1.5%。3.平面布置（1） 橋梁的線形及橋頭引道要保持平順，使車輛能平穩(wěn)地通過(guò)，小橋的線形及其公路的銜接，應(yīng)符合路線布設(shè)的規(guī)定。（2） 從橋梁本身的經(jīng)濟(jì)性和施工方便來(lái)說(shuō)，應(yīng)盡可能避免橋梁與河流或與橋下路線斜交。必要時(shí)通常不宜大于，在通航河流上則不宜大于。4.橋面鋪裝為了保護(hù)橋梁主體結(jié)構(gòu)，在橋面的最上層設(shè)置橋面鋪裝。本橋設(shè)置5cm厚瀝青混凝土和8cm厚C25混凝土作墊層的橋面鋪裝。5.橋面伸縮縫為了保證橋跨結(jié)構(gòu)在氣溫變化.活栽作用.混凝土收縮與徐變等影響下按靜力圖式自由地變形，在本梁橋橋面兩梁端之間以及在梁端與橋臺(tái)背墻之間設(shè)置橫向伸縮縫。一 計(jì)算荷載橫

6、向分布系數(shù)123451當(dāng)荷載位于支點(diǎn)處，利用杠桿原理法計(jì)算 橫斷面1#梁對(duì)于汽車荷載 對(duì)于人群荷載 2梁對(duì)于汽車荷載 對(duì)于人群荷載 =0 （由于是出現(xiàn)負(fù)的，取零，出于安全考慮）3梁對(duì)于汽車荷載 對(duì)于人群荷載 2.當(dāng)荷載位于跨中時(shí)此橋在跨度內(nèi)設(shè)有橫隔板，具有強(qiáng)大的橫向聯(lián)結(jié)剛性，且承重結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度比為可按剛性橫梁法繪制影響線并計(jì)算橫向分布系數(shù)，本橋各根主梁的橫向截面均相等，梁數(shù)n=5, 梁間距為2米。1梁橫向影響線的豎標(biāo)值：1梁影響線由、繪制1梁的橫向影響線，如上圖及最不利荷載位置對(duì)于汽車荷載 對(duì)于人群荷載2梁橫向影響線的豎標(biāo)值：2梁影響線由、繪制2梁的橫向影響線，如上圖及最不利荷載位置對(duì)于汽車荷載

7、 對(duì)于人群荷載 3梁橫向影響線的豎標(biāo)值3梁影響線、對(duì)于汽車荷載對(duì)于人群荷載二、 主梁內(nèi)力計(jì)算123451 恒載集度（1）主梁：（2）橫隔梁對(duì)于邊主梁：對(duì)于中主梁：（3）橋面鋪裝層：（4）欄桿和人行道：作用于邊主梁的全部恒載強(qiáng)度：作用于中主梁的全部恒載強(qiáng)度：2 恒載內(nèi)力的計(jì)算邊跨彎矩剪力影響線1#及5#梁內(nèi)力（邊跨）跨中彎矩 跨中剪力 支點(diǎn)剪力 1/4跨處彎矩：1/4跨處剪力：2#、3及4#梁內(nèi)力（中間跨）跨中彎矩 跨中剪力 支點(diǎn)剪力 1/4跨處彎矩：1/4跨處剪力：3 活載內(nèi)力1 . 汽車荷載沖擊系數(shù)主梁橫截面圖結(jié)構(gòu)跨中處的單位長(zhǎng)度量：主梁截面形心到T梁上緣的距離： 跨中截面慣性矩：查表 E取

8、所以沖擊系數(shù)： 2. 汽車荷載作用公路級(jí)均布荷載 對(duì)于集中荷載，當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，采用內(nèi)插法公路為公路級(jí)的0.75倍則當(dāng)計(jì)算剪力時(shí)候 計(jì)算車道荷載的跨中彎矩、剪力的計(jì)算對(duì)于雙車道，折減系數(shù)跨中彎矩影響線如下圖3. 跨中彎矩的設(shè)計(jì)，由于跨中彎矩橫向分布系數(shù)1、5梁最大，所以只需計(jì)算1、5梁的彎矩，計(jì)算如下：對(duì)于1#梁車道均布荷載作用下車道集中荷載作用下則跨中人群荷載最大彎矩人群荷載集度對(duì)于2#和4#梁計(jì)算公路級(jí)汽車活載的跨中彎矩：計(jì)算人群荷載的跨中彎矩：人群荷載集度： 對(duì)于3#梁計(jì)算公路級(jí)汽車活載的跨中彎矩：計(jì)算人群荷載的跨中彎矩：人群荷載集度： 4. 跨中剪力的計(jì)算跨中剪力影響線如下圖：對(duì)于

9、1和5#梁計(jì)算公路級(jí)汽車活載的跨中剪力：計(jì)算人群荷載的跨中剪力：對(duì)于2和4#梁計(jì)算公路級(jí)汽車活載的跨中剪力：計(jì)算人群荷載的跨中剪力：對(duì)于3#梁計(jì)算公路級(jí)汽車活載的跨中剪力：計(jì)算人群荷載的跨中剪力：5. 支點(diǎn)截面剪力的計(jì)算剪力影響線如下圖所示：橫向分布系數(shù)變化區(qū)段的長(zhǎng)度對(duì)于1和5#梁附加三角形重心影響線坐標(biāo) ： 計(jì)算人群荷載的支點(diǎn)剪力：對(duì)于2和4#梁計(jì)算公路級(jí)汽車活載的支點(diǎn)剪力（如下圖所示）： 計(jì)算人群荷載的支點(diǎn)剪力：對(duì)于3#梁計(jì)算公路級(jí)汽車活載的支點(diǎn)剪力（如下圖所示）： 計(jì)算人群荷載的支點(diǎn)剪力：6. 1/4跨彎矩的計(jì)算1/4跨彎矩的影響線如下圖對(duì)于1#和5#梁計(jì)算公路級(jí)汽車活載的1/4跨彎矩：

10、計(jì)算人群荷載的跨中彎矩：人群荷載集度： 對(duì)于2#和4#梁計(jì)算公路級(jí)汽車活載的1/4跨彎矩：計(jì)算人群荷載的跨中彎矩：人群荷載集度： 對(duì)于3#梁計(jì)算公路級(jí)汽車活載的1/4跨彎矩：計(jì)算人群荷載的跨中彎矩：人群荷載集度： 7. 1/4跨剪力的計(jì)算1/4跨剪力影響線如下圖：對(duì)于1和5#梁計(jì)算公路級(jí)汽車活載的1/4跨剪力：計(jì)算人群荷載的跨中剪力：對(duì)于2和4#梁計(jì)算公路級(jí)汽車活載的1/4跨剪力：計(jì)算人群荷載的跨中剪力：對(duì)于3#梁計(jì)算公路級(jí)汽車活載的跨中剪力：計(jì)算人群荷載的跨中剪力：8. 荷載組合其中，跨中彎矩組合：梁恒載（KN/m）活載（KN/m）組合值（KN/m）汽車人群1、51229.8161178.2

11、54117.0043256.3792、41285.344946.17475.8362951.99331285.344707.15069.6332610.412跨中剪力組合：梁恒載（KN/m）活載（KN/m）組合值（KN/m）汽車人群1、50107.3955.442156.4482、4086.2423.528124.69023065.0883.22594.7352支點(diǎn)剪力組合：梁恒載（KN/m）活載（KN/m）組合值（KN/m）汽車人群1、5228.203244.37627.439646.70172、4239.134204.95110.565585.7253239.134159.5889.932

12、521.50781/4跨彎矩組合：梁恒載（KN/m）活載（KN/m）組合值（KN/m）汽車人群1、5922.362883.66087.7562442.2452、4964.008709.60556.8792213.9613964.008535.55152.0021964.8231/4跨剪力組合：梁恒載（KN/m）活載（KN/m）組合值（KN/m）汽車人群1、5114.402174.2112.245394.89082、4119.567139.7547.933348.0213119.567105.4687.253299.259三、 行車道板計(jì)算12345由于主梁是用現(xiàn)澆混凝土的，其有很大的剛度，所以

13、按剛接的單向板進(jìn)行行車道板的計(jì)算1.恒載內(nèi)力的計(jì)算（1） 計(jì)算每延米板的恒載g瀝青混凝土面層：C混凝土墊層：T梁翼板自重： 合計(jì)： （2）計(jì)算每延米板條的恒載內(nèi)力彎矩： 剪力：2.活載內(nèi)力的計(jì)算根據(jù)軸距及軸重，應(yīng)以重軸為主，取兩后軸280kN計(jì)算。輪載分布：車輪著地尺寸，經(jīng)鋪裝層按45角擴(kuò)散后，在板頂?shù)姆植汲叽纾航?jīng)分析，車后軸兩輪的有效分布寬度重疊，所以荷載對(duì)于懸臂根部的有效分布寬度為：作用在每延米板條上的彎矩：作用在每延米板條上的剪力：3.內(nèi)力組合安全等級(jí)二級(jí)，=1.2，=1.4按承載能力極限狀態(tài)下作用基本組合彎矩和剪力的設(shè)計(jì)值分別為：四 橫隔梁的計(jì)算1.確定作用在中橫隔梁的計(jì)算荷載：2.內(nèi)力計(jì)算2與3主梁間截面彎矩影響線：P=1作用在1梁時(shí)：P1作用在5梁時(shí)P1作用在3梁時(shí)：1主梁處右截面剪力影響線：P=1作用于1梁截面的右邊時(shí) 既 P=1作用于1梁截面的左邊時(shí)既 繪制的和的影響線如下圖所示：彎矩的計(jì)算公路-II級(jí)：人群荷載：剪力的計(jì)算：人群荷載：3.內(nèi)力基本組合：彎矩：剪力：主要參考文獻(xiàn)1房貞政. 橋梁工程（第一版）北京：中國(guó)建筑工業(yè)