橋梁工程課程設(shè)計(jì)(完整版)

1、橋梁工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告書一 、設(shè)計(jì)資料 1 橋面凈寬 凈-7 +2×1.5m人行道 2 主梁跨徑及全長(zhǎng) 標(biāo)準(zhǔn)跨徑 =21.70m（墩中心距離） 計(jì)算跨徑 =21.20m（支座中心距離） 主梁全長(zhǎng) =21.66m（主梁預(yù)制長(zhǎng)度）3 設(shè)計(jì)荷載 公路I級(jí)；人群荷載3.04 設(shè)計(jì)安全等級(jí) 二級(jí) 5 橋面鋪裝瀝青表面處厚5cm（重力密度為23），混凝土墊層厚6cm（重力密度為24），T梁的重力密度為256 T梁簡(jiǎn)圖如下圖主梁橫截面圖二、 設(shè)計(jì)步驟與方法. 行車道板的內(nèi)力計(jì)算和組合 （一）恒載及其內(nèi)力（以縱向 1m 寬的板條進(jìn)行計(jì)算） 1）每延米板上的恒載 g 瀝青表面 ： 0.05×1

2、.0 ×23 = 1.15 混凝土墊層 ： 0.06×1.0 ×24 =1.44 T梁翼板自重： 合計(jì)： 2）每米寬板條的恒載內(nèi)力 懸臂板長(zhǎng) 彎矩 剪力 （二）汽車車輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力 1）將車輛荷載后輪作用于鉸縫軸線上，后軸作用力為 140kN，輪壓分布寬度如圖 5 所示，車輛荷載后輪著地長(zhǎng)度為 a2 = 0.20m ，寬度 b 2 = 0.60m ，則得： a1 = a2 + 2H = 0.2 + 2×0.11= 0.42m b1 = b2 + 2H = 0.6 + 2× 0.11 = 0.82m 荷載對(duì)于懸臂梁根部的有效分布寬度： 2）計(jì)算

3、沖擊系數(shù) 結(jié)構(gòu)跨中截面的慣矩： 翼板的換算平均高度：cm 主梁截面重心位置：cm 則得主梁抗彎慣矩：結(jié)構(gòu)跨中處單位長(zhǎng)度質(zhì)量： 混凝土彈性模量E： 取 由以上數(shù)據(jù)可得簡(jiǎn)支梁橋的基頻： Hz 按照橋規(guī)規(guī)定f介于1.5Hz和14Hz之間，沖擊系數(shù)按照下式計(jì)算： 由于這是汽車荷載局部加載在 T 梁的翼緣板上，故沖擊系數(shù)取 1+=1.223）作用于每米寬板條上的彎距為： 作用于每米寬板條上的剪力為： （三）內(nèi)力組合 1）承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合計(jì)算 2）正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合計(jì)算 . 主梁荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算（一）當(dāng)荷載位于支點(diǎn)處時(shí)（應(yīng)按杠桿原理法計(jì)算） 根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTGD60-2004

4、）規(guī)定，在橫向影響線上確定荷載沿橫向最不利的布置位置。例如，對(duì)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。 1#梁 車輛荷載 人群荷載 由此可得1號(hào)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 和（5號(hào)同1號(hào)） 同理可得 2 號(hào)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梁 和（4號(hào)同2號(hào)） 同理可得 3 號(hào)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 3梁 和（二）當(dāng)荷載位于跨中時(shí)（考慮用修正偏心壓力法計(jì)算） 對(duì)抗扭修正系數(shù)的計(jì)算： 由于 本橋各根主梁的橫向截面均相等，梁

5、數(shù) n=5, 梁間距為 1.6 米，則 1號(hào)梁橫向影響線的豎標(biāo)值為 由、繪制1號(hào)梁橫向影響線，如下圖示最不利荷載位置1梁影響線于是，1號(hào)（5號(hào)同1號(hào)）梁荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算如下（以和分別表示影響線零點(diǎn)至汽車車輪和人群荷載集度的橫坐標(biāo)距離）： 車輛荷載：=0.455 人群荷載：0.564同理可得2號(hào)、4號(hào)梁的荷載橫向分布系數(shù)：2梁影響線 =0.285；=0.115車輛荷載： =0.115； 人群荷載：=0.313 同理可得3號(hào)梁的荷載橫向分布系數(shù)：3梁影響線 ；車輛荷載：=0.4； 人群荷載：=0.2（三）主梁荷載橫向分布系數(shù)匯總梁號(hào)荷載位置公路-級(jí)人群荷載1,5跨中0.4550.564支點(diǎn)0.

6、4381.6562,4跨中0.1150.313支點(diǎn)0.503跨中0.40.2支點(diǎn)0.5940. 主梁內(nèi)力計(jì)算（一） 恒力內(nèi)力計(jì)算1.恒載集度 主梁： kN/m 橫隔梁： 對(duì)于邊主梁：對(duì)于中主梁： kN/m橋面鋪裝層： kN/m欄桿和人行道： kN/m作用于邊主梁全部恒載g為： kN/m作用于中主梁的恒載集度為： kN/m2.恒載內(nèi)力邊跨彎矩剪力影響線計(jì)算主梁的彎矩和剪力，；主梁個(gè)計(jì)算截面的恒載剪力和彎矩值，列于下表中剪力Q（kN）彎矩M(kN·m) 注：表中算式所得結(jié)果為邊主梁恒載內(nèi)力，括號(hào)內(nèi)為中主梁恒載內(nèi)力。（二）活載內(nèi)力計(jì)算1. 公路-級(jí)中集中荷載計(jì)算計(jì)算彎矩效應(yīng)時(shí) kN計(jì)算剪力

7、效應(yīng)時(shí) kN公路-級(jí)中均布荷載 kN/m2. 沖擊系數(shù)因雙車道不折減，故=1。3. 跨中彎矩計(jì)算跨中彎矩影響線如下圖影響線面積： ；由于跨中彎矩橫向分布系數(shù)1號(hào)，5號(hào)梁最大，所以只需計(jì)算1號(hào)，5號(hào)梁的彎矩，計(jì)算如下：（1） 對(duì)于1號(hào)梁公路-級(jí)汽車活載的跨中彎矩：人群荷載的跨中彎矩：kN·m（2） 對(duì)于2號(hào)和4號(hào)梁公路-級(jí)汽車活載的跨中彎矩：人群荷載的跨中彎矩 kN·m（3） 對(duì)于3號(hào)梁公路-級(jí)汽車活載的跨中彎矩：人群荷載的跨中彎矩 kN·m4. 跨中剪力計(jì)算跨中剪力影響線如下圖：鑒于跨中剪力影響線的較大坐標(biāo)位于跨中部分，故也采用全跨統(tǒng)一的荷載橫向分布系數(shù)來計(jì)算。影

8、響線面積為： ；（1） 對(duì)于1號(hào)和5號(hào)梁公路-級(jí)汽車活載的跨中剪力：人群荷載的跨中剪力：kN（2） 對(duì)于2號(hào)和4號(hào)梁公路-級(jí)汽車活載的跨中剪力：人群荷載的跨中剪力： kN（3） 對(duì)于3號(hào)梁公路-級(jí)汽車活載的跨中剪力：人群荷載的跨中剪力: KN 5. 支點(diǎn)剪力算剪力影響線如下圖所示：影響線面積為：；y=1橫向分布系數(shù)變化區(qū)段的長(zhǎng)度：附加三角形重心影響線坐標(biāo)：（1） 對(duì)于1#和5#梁公路I級(jí)汽車活載的支點(diǎn)剪力人群荷載支點(diǎn)剪力： （2） 對(duì)于2#和4#梁 公路I級(jí)汽車活載的支點(diǎn)剪力： =1.22×1×10.5×0.115×10.6+×（0.5-0.1

9、15）×0.910 =28.52kN =1.22×1×0.5×295.2×1=180.07kN =208.59kN 人群荷載的支點(diǎn)剪力： =0.313×4.5×10.6+（0-0.313）×4.5×0.910 =11.25kN（3） 對(duì)于3#梁 公路I級(jí)汽車活載的支點(diǎn)剪力：=1.22×1×10.5×0.4×10.6+×（0.5940.4）×0.910=60.82kN =1.22×1×0.594×295.2×

10、1=213.92kN =274.74kN人群荷載的支點(diǎn)剪力： =0.2×4.5×10.6+×（00.2）×4.5×0.910 =7.19kN6. 跨彎矩計(jì)算 影響線面積=××l²=31.74m² y=×18.4=3.45 （1） 對(duì)于1#梁： 按公路I級(jí)汽車荷載：=（1+µ）（·+y） =1.22×0.455×（10.5×42.135+246×3.975） =788.39kN·m 人群荷載的跨中彎矩：=0.564×4

11、.5×42.135=106.94kN·m（2） 對(duì)于2#梁：按公路I級(jí)汽車荷載：=1.22×1×0.115×（10.5×42.135246×3.975）=199.26kN·m人群荷載的跨中彎矩：=0.313×4.5×42.135=59.35KN·m（3） 對(duì)于3#梁：按公路一級(jí)汽車荷載： kN·m人群荷載的跨中彎矩： =0.2×4.5×42.135=37.92kN·m7. 跨截面的剪力1/4跨剪力影響線如下圖：影響線面積=××

12、l×=5.96m²；y=0.75m（1） 對(duì)于1#梁：=（1+µ）···+（-） =1.22×0.498×（10.5×5.18+233.6×0.75） =139.49KN =0.713×4.5×5.18=16.62KN（2） 對(duì)于2#梁：=（1+µ）···+（-） =1.22×0.132×（10.5×5.18+233.6×0.75） =36.97KN =0.322×4.5×5.

13、18=7.51KN（3） 對(duì)于3#梁：=（1+µ）···+（-）=1.22×0.4（10.5×5.18233.6×0.75）=112.04KN=0.2×4.5×5.18=4.66KN（三）荷載組合永久作用的設(shè)計(jì)值效應(yīng)與可變作用設(shè)計(jì)值效應(yīng)相結(jié)合，其效應(yīng)組合表達(dá)式為如下：總結(jié)為：當(dāng)恒載為最大時(shí)：組合值=1.35×恒荷載+1.4×汽車荷載+0.8×1.4×人群荷載當(dāng)汽車荷載最大：組合值=1.2×恒荷載+1.4×汽車荷載+0.8×1.4

14、5;人群荷載主梁內(nèi)力計(jì)算組合值如下表跨中彎矩組合梁號(hào)恒載活載組合值汽車人群1,5868.01051.19142.582,4870.8265.6879.133870.8924.1250.56跨中剪力組合梁號(hào)恒載活載組合值汽車人群1,5097.606.822,4024.673.793085.802.42支點(diǎn)剪力組合梁號(hào)恒載活載組合值汽車人群1,5163.8218.9539.762,4164.3208.5911.253164.3274.747.191/4跨彎矩組合梁號(hào)恒載活載組合值汽車人群1,5651.0788.39106.942,4653.1199.2659.353653.1693.0937.92

15、1/4跨剪力組合梁號(hào)恒載活載組合值汽車人群1,581.9157.6415.132,482.239.848.39382.2138.585.36. 橫隔梁內(nèi)力計(jì)算 1、確定作用在中橫隔梁上的計(jì)算荷載：對(duì)于跨中橫隔梁的最不利荷載布置如圖 縱向列車輪對(duì)于中橫隔梁的計(jì)算荷載為： 計(jì)算彎矩時(shí)：=+=×238×1+×10.5×4.85=144.463kN=4.5×4.85=21.825KN2、繪制中橫隔梁內(nèi)力影響線按偏心壓力法算得1、2、3號(hào)梁的荷載橫向分布影響線豎坐標(biāo)值，則的影響線豎標(biāo)可計(jì)算如下：=0.54， =0.14； =0.285， =0.115；

16、=0.2， =0.2P=1作用在1號(hào)梁軸上時(shí)：=×1.5d+×0.5d1×1.5d=0.54×1.5×1.6+0.285×0.5×1.61×1.5×1.6=0.88P=1作用在5號(hào)梁軸上時(shí)：=×1.5d×0.5d=（0.14）×1.5×1.60.115×0.5×1.6=0.24P=1作用在3號(hào)梁軸上時(shí)：=×1.5d×0.5d=0.2×1.5×1.60.20×0.5×1.6=0.64有了此

17、三個(gè)豎標(biāo)值和已知影響線折點(diǎn)位置，就可以繪出影響線如圖所示：3、繪制剪力影響線 對(duì)于1號(hào)主梁處截面的影響線可計(jì)算如下： P=1作用在計(jì)算截面以右時(shí)：=即= P=1作用在截面以左時(shí)：=1即=1 繪成影響線如圖所示4、截面內(nèi)力計(jì)算 將求得的計(jì)算荷載在相應(yīng)的影響線上按最不利荷載位置加載，對(duì)于汽車荷載并計(jì)入沖擊影響力（1+µ），則得：彎矩：公路I級(jí)荷載=(1+µ) ···=1.22×1×144.46×(0.86+0.37)=216.78(KN·m)人群荷載 = = 21.825×（1.42）=31.07（KN·m）剪力：公路I級(jí)荷載= (1+µ) ···=1.22×1×144.46×（0.520.330.190）=183.29（KN·m）人群荷載=21.825×（0.38）=8.28（KN）5、內(nèi)力組合，按極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的計(jì)算內(nèi)力為: 基本組合： =01.4×216.780.8×1.4