預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(20m跨徑)

1、預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋的設(shè)計(jì)（20m跨徑） 目錄橋梁工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書-2橋梁設(shè)計(jì)說明-3計(jì)算書-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)書一、 課程設(shè)計(jì)題目 (10人以下為一組)1、 鋼筋混凝土簡支梁橋上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（標(biāo)準(zhǔn)跨徑為20米，計(jì)算跨徑為19.5米，預(yù)制梁長為19.96米，橋面凈空：凈8.5+21.00米）二、 設(shè)計(jì)基本資料1、 設(shè)計(jì)荷載：公路級，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（分子為高程，分母為

2、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、橋臺設(shè)計(jì)四、 要求完成的設(shè)計(jì)圖及計(jì)算書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4、 主梁內(nèi)力計(jì)算書5、 行車道板內(nèi)力計(jì)算書6、 橫隔梁內(nèi)力計(jì)算書五、 參考文獻(xiàn)1、橋梁工程，姚玲森，2005，人民交通出版社.2、梁橋（公路設(shè)計(jì)

3、手冊），2005，人民交通出版社.3、橋梁計(jì)算示例集（砼簡支梁（板）橋），2002，人民交通出版社.4、中華人民共和國行業(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)含條文說明.北京:人民交通出版社,20046、中華人民共和國行業(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)含條文說明六、 課程設(shè)計(jì)學(xué)時(shí)2周橋梁設(shè)計(jì)說明橋梁設(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以及基礎(chǔ)的

4、埋置深度。（1）本梁橋根據(jù)水文計(jì)算來確定。標(biāo)準(zhǔn)跨徑為20.00m（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)的1.5%

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，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)性和施工方便來說，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背墻之間設(shè)置橫向伸縮縫。一 計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)

6、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 對于汽車荷載 對于人群荷載 2梁 對于汽車荷載 對于人群荷載 =0 （由于是出現(xiàn)負(fù)的，取零，出于安全考慮） 3梁對于汽車荷載 對于人群荷載 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于汽車荷載 對于人群荷載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于汽車荷

7、載 對于人群荷載 3梁橫向影響線的豎標(biāo)值3梁影響線、對于汽車荷載 對于人群荷載 二、 主梁內(nèi)力計(jì)算123451 恒載集度（1）主梁：（2）橫隔梁對于邊主梁：對于中主梁：（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)跨中處的單位長度量： 主梁截面形心到t梁上緣的距離： 跨中截面慣性矩

8、：查表 e取 所以沖擊系數(shù)： 2. 汽車荷載作用公路級均布荷載 對于集中荷載，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于2#和4#梁計(jì)算公路級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： 對于3#梁計(jì)算公路級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

9、力影響線如下圖：對于1和5#梁計(jì)算公路級汽車活載的跨中剪力：計(jì)算人群荷載的跨中剪力：對于2和4#梁計(jì)算公路級汽車活載的跨中剪力：計(jì)算人群荷載的跨中剪力：對于3#梁計(jì)算公路級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)段的長度對于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：對于2和4#梁計(jì)算公路級汽車活載的支點(diǎn)剪力（如下圖所示）： 計(jì)算人群荷載的支點(diǎn)剪力：對于3#梁計(jì)算公路級汽車活載的支點(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于1#和5#梁計(jì)算公路級汽車

10、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： 對于2#和4#梁計(jì)算公路級汽車活載的1/4跨彎矩： 計(jì)算人群荷載的跨中彎矩：人群荷載集度： 對于3#梁計(jì)算公路級汽車活載的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：對于1和5#梁計(jì)算公路級汽車活載的1/4跨剪力：計(jì)算人群荷載的跨中剪力：對于2和4#梁計(jì)算公路級汽車活載的1/4跨剪力：計(jì)算人群荷載的跨中剪力：對于3#梁計(jì)算公路級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(做到這里啦！)其中，跨中彎矩組合：梁恒載（kn/m）活載（kn/m）組合值（kn/m）汽車

11、人群1、5984.1821013.56696.2502707.8112、41046.210813.29462.3842463.93431046.210614.28357.0372179.330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、50102.8604.936149.5322、40152.6453.199217.2863062.3992.92590.635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、5201.884231.69520.186589.2422、4214.607194.6489.584540.7703214.6

12、07151.35810.721481.4371/4跨彎矩組合：梁恒載（kn/m）活載（kn/m）組合值（kn/m）汽車人群1、5783.1371028.059144.3862540.6772、4784.658794.48693.5772158.6763784.658599.26085.5661876.3881/4跨剪力組合：梁恒載（kn/m）活載（kn/m）組合值（kn/m）汽車人群1、563.089210.19222.212394.8532、4107.304161.56314.397348.0213107.30472.21513.163244.608三、 行車道板計(jì)算12345由于主梁是用現(xiàn)

13、澆混凝土的，其有很大的剛度，所以按剛接的單向板進(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)力組合安全等級二級，=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：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）