簡支梁(板)橋課程設(shè)計

簡支梁橋姓名學(xué)號課程設(shè)計姓名學(xué)號kL* kL* kL* kL* kL* kL* kL* kL* kL*r^pw r^pw r^pw r^pw r^pw r^pw r^pw r^pw r^pw*X* kL* kL* kL* kL* kL* kL* kL* kL* kL*r^pw r^pw r^pw r^pw r^pw r^pw r^pw r^pw r^pw r^pw.恒載及其恒載內(nèi)力的計算計算圖2所示鉸接懸臂橋面板的設(shè)計內(nèi)力）圖1預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋布置圖圖2鉸接懸臂行車道板恒載及其內(nèi)力（以縱向1m寬的板條進行計算）1）每延米板上的恒載g1.1O橋面鋪裝g：°」9XUOXLOX25k/m3=4.75冊/m1.1O1TT梁翼板自重合計：g=工g=9.88kN/mig2:x1.10x1.0x25kN/m =5.13kN/m1.102）每米寬板條的恒載內(nèi)力彎矩1M=-x9.8>812=0- kN.?9m8Ag 2剪力Q=gl=9.8x8 1.=10 1kN0.87Ag 0公路一I級產(chǎn)生的內(nèi)力1）單向板的有效分布寬度將車輛荷載作用于鉸縫軸線上，如圖3所示，圖3懸臂板計算圖示兩個后軸作用力2P=280kN.由《橋規(guī)》查得，車輛荷載的后輪著地長度為a=0.20m,寬度為b=0.60m，則得：22a=a+2H=0.20+2x0.19m=0.58m12b=0.60+2x0.19m=0.98m12）荷載對于懸臂根部的有效分布寬度：a=a+2b'=a+21=0.58+2x1.10=2.78m>1.4m，何載分布寬度有重疊，110a=a+2b'+d=2.78+1.40=4.18m°13）沖擊系數(shù)］+卩的確定主梁截面尺寸如圖4所示，翼板的平均高度：h=1^5=20.50cm12馬蹄換算平均高度：h=19.20*2+25.90=32.15刑22圖4主梁截面尺寸截面形心：、1A=20.50x204.40+19.92x199.20—19.20—25.90—20.50)+2xx25.90x24.90+19.20x49.802=4190.2+2661.31+644.91+956.16=8452.58cm2=0.85m4工Ay4190.2x10.25+3069.67x87.3+644.91x100.25+956.16x109.858860.94=54.24cm主梁抗彎慣矩TOC\o"1-5"\h\z204.40x20.503 19.92x133.63 133.6I= +(54.24-10.25)2x4190.2+ +(25+ -54.24)2x3069.67c1212224.90x25.903 25.90+ +(25+133.6+ -54.24)2x644.9112249.80x19.203 19.20+ +(199.20- -54.24)2x956.16122=4.30x107cm4=0.43m4鋼筋混凝土重力密度為丫=25kN/m3,則結(jié)構(gòu)跨中處的單位長度質(zhì)量YA25000x0.85m= = =2166.16Ns2/m2cg9.81取鋼筋混凝土的標號為C40，它的彈性模量為E=3.25x104Mpa=3.25x1010N/m2則簡支梁橋的基頻：c3.142x12.252c3.142x12.252：3.25x1010x0.432166.16=0.84Hz<1.5Hz,荷載的沖擊系數(shù)為1荷載的沖擊系數(shù)為1+r=1+0.05=1.054）恒載及其彎矩作用于每米寬板條上的彎矩為：MApPb 140MApPb 140=-(1+r) (l-「)=-1.05x4a0 4 4x4.180.98x(1.10- )kN4m=-7.51kN/m作用于每米寬板條上的剪力為：P140Q=(1+r) =1.05x =8.79kNAP 4a 4x4.185）荷載組合——設(shè)計彎矩計算對于橋面設(shè)計一般應(yīng)考慮5種荷載組合中的組合/（主要設(shè)計組合）和組合（驗算組合），并根據(jù)公路橋梁設(shè)計規(guī)范中對相應(yīng)荷載規(guī)定的荷載安全系數(shù)來求得計算內(nèi)力。按正常使用極限狀態(tài)進行內(nèi)力組合，計算的設(shè)計彎矩為M=M+M=-一=-kNDmAAgAp荷載組合I按承載能力極限狀態(tài)進行內(nèi)力組合，計算的設(shè)計彎矩為Mi=1.2M+1.4M=1.2x(-5.98)+1.4x(-7.51)AAgAp=-17.69kNDmQi=1.2Q+1.4Q=1.2x10.87+1.4x8.79kN=25.35kNsAgAp荷載組合iiiMiii=1.2M+1.1M=1.2x(-5.98)kNDm+1.2x(-7.51)kNDmAAgAP=-16.19kNDmQiii=1.2Q+1.1Q=1.2x10.87kN+1.1x8.79kNsAgAp=22.71kN公路橋梁規(guī)范中還規(guī)定，要根據(jù)汽車荷載效應(yīng)占總荷載效應(yīng)的百分比，引入荷載系數(shù)的提高系數(shù)。有了控制設(shè)計的計算內(nèi)力，就可按鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理和方法來設(shè)計板內(nèi)的鋼筋和進行相應(yīng)的驗算。二．荷載橫向分布系數(shù)的計算杠桿原理法求荷載位于支點處時1號梁和2號梁相應(yīng)于公路-i級和人群荷載的橫向分布系數(shù)，并繪制1號梁和2號梁的荷載橫向影響線，如圖5b、c所示。對橫向影響線布置荷載，求荷載的橫向分布系數(shù)。根據(jù)《橋規(guī)》規(guī)定，橋梁結(jié)構(gòu)的整體計算采用車道載荷。車道荷載橫向分布系數(shù)按設(shè)計車道數(shù)布置車輛荷載進行計算。對于車輛荷載，橫向輪距為1.80m,兩

列汽車車輪的橫向最小間距為1.30m,車輪距離人行道緣石最少為0.50m。因此，在橫向影響線上確定荷載沿橫向最不利的布置位置，求出相應(yīng)于荷載位置的影響線豎標后，就可得到橫向所有荷載分布給1號梁的最大荷載值為車道荷載maxA J21q車道荷載maxA J21q丄身DP2q0.875DP=0.438P2qq人群荷載max人群荷載maxA DPD0.75=1.422p1r rror式中P式中P和p相應(yīng)為車輛荷載軸重和每延米躍長的人群荷載集度；、or為對應(yīng)于車輛輪軸和人群荷載集度的影響線豎標。圖5按杠桿原理法計算支點橫向分布系數(shù)(a)梁橋橫面；(b)1號梁支點橫向分布影響線;(c)2號梁支點橫向分布影響線；由此，從圖5可得1號梁在車道荷載和人群荷載作用下最不利荷載橫向分布系數(shù)分別為：m=0.438和m=1.422。

同樣，從圖5可得2號梁的最不利荷載橫向分布系數(shù)為m=0.5和oqm=0。這樣，在人行道上沒有布載，這是因為人行道荷載引起的負or反力，在考慮荷載組合時反而會減少2號梁的受力。2．偏心壓力法計算荷載橫向分布―一=2.51>2，可按偏心壓力法計算荷載橫向分布。B5x2.39因本橋5根主梁的橫截面均相同，故它們的抗彎慣矩均相等，則工a2=(2x2.39)2+2.392+0+(-2.39)2+(—2x2.39)2=57.12mii由計算公式，可求得1號梁橫向影響線豎標值為=1+=1+=0.605 57.12耳=_+ 1—11n乙a2iii1a2-1a2-z1—a21-空沁=-0.205 57.12由耳和耳繪制出1號梁的橫向分布影響線，如圖6所示11 15圖6 1號梁荷載橫向分布系數(shù)線再根據(jù)《橋規(guī)》，車道荷載橫向分布系數(shù)按設(shè)計車道數(shù)布置車輛荷載進行計算。采用車輛荷載橫向布置的規(guī)定，確定車輛荷載的最不利位置。然后運用橫向分布影響線為直線的特點，則可較方便地通過直線插值求得各個荷載所對應(yīng)的影響線豎標值。于是，1號梁荷載橫向分布系數(shù)為車道何載：m=1X =1x(0.558+0.408+0.299+0.148)=0.707cq2q2人群荷載：m=n=0.642crr3考慮主梁抗扭剛度的修正偏心壓力法為了彌補偏心壓力法的不足，這里我采用主梁抗扭剛度的修正偏心壓力法。這一方法既不失偏壓法之優(yōu)點，又避免了結(jié)果偏大的缺陷，因此修正偏壓法是一個具有較高實用價值的近似法。具體計算步驟如下：計算抗彎慣矩I和抗扭慣矩iT抗彎慣矩已由上文求出，/=0.43m4。c主梁的抗扭慣矩I按下式(*)計算，并查表計算：T(*)m(*)I=Xcbt3Tiiii二1對于翼板：t/b=20.50/204.40=0.10,查表得c=0.312對于梁肋：t/b=19.92/124.64=0.160,查表得c=0.299對于馬蹄：t/b=32.15/49.80=0.646,查表得c=0.200I=0.312x204.40x20.503+0.299x124.64x19.923+0.200x49.80x32.153T=1.175x106cm4=0.01175m4計算抗扭修正系數(shù)bGITEIl()GITEIl()2B10.425Ex0.011751+1.042xEx0.4330x( )25x2.3911= =0.9261+1.042x0.0116x6.3 1.08計算橫向分布影響線豎標值求考慮抗扭修正后，1號梁的橫向分布影響線豎標為1

n=+卩

11na21

n=+卩

11na211—= +0.926乙a2 5ii(2x2.39)2x57.120.5711丄-卩-0.926(2x2.39)2x57.12-0.17i計算荷載橫向分布系數(shù)同偏心壓力法，繪制1號梁的橫向分布影響線，在其上布置荷載，如圖7。則1號梁荷載橫向分布系數(shù)為圖7修正偏壓法的橫向分布系數(shù)計算圖式車道荷載：m=1X=1x(0.531+0.391+0.291+0.152)=0.683(0.707)cq2r2人群荷載：m= =0.609(0.642)crr式中，括號內(nèi)表示不計抗扭作用的值。將括號內(nèi)外數(shù)據(jù)比較，計入扭作用的影響，其車道荷載橫向分布系數(shù)降低了3.4%，人群荷載橫向分布系數(shù)降低了5.1%。三．結(jié)束語通過本次對簡支梁橋的課程設(shè)計，使我對橋梁的設(shè)計理論和設(shè)計過程有了更深一步的的認識，尤其是這門課程設(shè)計和《材料力學(xué)》，《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》和《結(jié)構(gòu)力學(xué)》等課程聯(lián)系緊密，并且培養(yǎng)了我們的空間想象能力和理解能力，在設(shè)計過程中需要結(jié)合幾門相關(guān)的課程，使以前所學(xué)的相關(guān)知識進一步融會貫通，增強了我學(xué)習(xí)土木工程專業(yè)的興趣。附錄設(shè)計資料設(shè)計荷載：公路一I級?？鐝郊皹?qū)挘簶藴士鐝絃=30米，橋面凈寬為凈11.25（三車道）+2X