四川大學(xué)簡(jiǎn)支梁橋設(shè)計(jì)范例

1、第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1.1 基本設(shè)計(jì)資料 跨度和橋?qū)?)標(biāo)準(zhǔn)跨徑：20.00（墩中心距離）=2.6=22.6m2)計(jì)算跨徑：19.50（支座中心距離）+2.6=22.1m3)主梁全長(zhǎng)：19.96（主梁預(yù)制長(zhǎng)度）+2.6=22.56m4)橋面凈空： 凈7m（行車(chē)道）2×1m人行道1. 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1) 設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)：公路級(jí)，人行道和欄桿自重線密度按單側(cè)6kN/m計(jì)算，人群荷載3kN/m22) 環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)：類(lèi)環(huán)境3) 設(shè)計(jì)安全等級(jí)：二級(jí)2. 主要材料1) 混凝土：混凝土簡(jiǎn)支T梁及橫梁采用C40混凝土；橋面鋪裝上層采用0.03m瀝青混凝土，下層為0.060.13m的C30混凝土，瀝青混凝土重度按2

2、3kN/m3,混凝土重度按25kN/m3計(jì)。3. 鋼筋：主筋用HRB400，其它用HPB300。1.1.4 構(gòu)造形式及截面尺寸 圖1 橋梁橫斷面和主梁縱斷面圖（單位：cm）如圖1所示，全橋共由5片T形梁組成，單片T形梁高為1.4m，寬1.8m；橋上的橫坡為雙向2%，坡度由C30混凝土混凝土橋面鋪裝控制；設(shè)有5根橫梁。第二章 主梁的荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算2.1主梁荷載橫向分布系數(shù)的計(jì)算2.1.1 剛性橫梁法計(jì)算橫向分布系數(shù)因?yàn)槊恳黄琓型梁的截面形式完全一樣，所以：式中，n=5，=2×（3.62+1.82）m=32.4 m表1 值計(jì)算表梁號(hào)10.60.40.20-0.220.40.30.2

3、0.1030.20.20.20.20.2計(jì)算橫向分布系數(shù)：根據(jù)最不利荷載位置分別布置荷載。布置荷載時(shí)，汽車(chē)荷載距人行道邊緣距離不小于0.5m，人群荷載取3KN/m,欄桿及人行道板每延米重取6.0KN/m，人行道板重以橫向分布系數(shù)的方式分配到各主梁上。一號(hào)梁橫向分布系數(shù)計(jì)算圖示（單位：mm）汽車(chē)荷載：m=0.5×(0.0.534+0.333+0.189-0.01)=0.523人群荷載：m=0.645人行道板：m=0.6492-0.25=0.400二號(hào)梁橫向分布系數(shù)計(jì)算圖示（單位：mm）汽車(chē)荷載：m=0.5×(0.367+0.267+0.195+0.095)=0.462人群荷載

4、：m=0.422人行道板：m=0.45-0.049=0.401三號(hào)梁橫向分布系數(shù)計(jì)算圖示（單位：mm）汽車(chē)荷載：m=0.5×(0.2+0.2)×2=0.4人群荷載：m=0.2+0.2=0.4人行道板：m=0.4綜上：各梁在不同荷載作用下的分布系數(shù)如下：表 各梁在不同荷載作用下的分布系數(shù)荷載類(lèi)型梁號(hào)1#2#3#4#5#汽車(chē)荷載0.5230.4620.40.4620.523人群荷載0.6450.4220.40.4220.645人行道板0.4000.4010.40.4010.4002.1.2 杠桿原理法計(jì)算梁端剪力橫向分布系數(shù)圖 1#梁端剪力橫向分布系數(shù)計(jì)算圖式（尺寸單位：mm）

5、汽車(chē)荷載：m=0.5×0.666=0.333人群荷載：m=1.222圖 2#梁端剪力橫向分布系數(shù)計(jì)算圖式（尺寸單位：mm）汽車(chē)荷載：m=0.5×（0.333+0.667）=0.500人群荷載：m=-0.222圖 3#梁端剪力橫向分布系數(shù)計(jì)算圖式（尺寸單位：mm）汽車(chē)荷載：m=0.5×（0.333+0.955）=0.639人群荷載：m=0表 梁端剪力橫向分布系數(shù)荷載類(lèi)型梁號(hào)1#2#3#4#5#汽車(chē)荷載0.3330.5000.6390.5000.333人群荷載1.222-0.2220-0.2221.222第三章 主梁的內(nèi)力計(jì)算3.1 永久作用效應(yīng)3.1.1 永久荷載：

6、假定橋面構(gòu)造各部分重力平均分配給主梁承擔(dān)，則永久荷載計(jì)算結(jié)果如下表所示表 鋼筋混凝土T形梁永久荷載計(jì)算表構(gòu)建名構(gòu)件尺寸（mm）單位長(zhǎng)度體積重度KN/m主梁0.46262511.565橫隔梁中梁0.18×（0.94+0.03）÷4.875=0.0358250.895邊梁2×0.0358=0.072251.8橋面鋪裝瀝青混凝土（3cm）0.03×1.8=0.054231.242混凝土墊層(平均厚度9.5cm)0.095×1.8=0.171254.275總計(jì)5.517欄桿及人行道6人行道重力按人行道板橫向分布系數(shù)分配至各梁的板重為：1號(hào)梁 mq=0.

7、400×6=2.400KN/m 2號(hào)梁 mq=0.401×6=2.406KN/m3號(hào)梁mq=0.4×6=2.4KN/m ；其中4號(hào)、5號(hào)梁對(duì)稱(chēng)于2號(hào)、1號(hào)梁。各梁的永久荷載值(單位（KN/m）梁號(hào)主梁橫隔梁欄桿及人行道橋面鋪裝層總計(jì)1(5)11.5650.8952.4005.51720.3772(4)11.5651.8002.4065.51724.377311.5651.8002.48.51728.3773.1.2 永久作用效應(yīng)計(jì)算表 影響線面積計(jì)算表項(xiàng)目計(jì)算面積影響線面積（l=22.1m)=61.05（l=22.1m)=45.79(,l=22.1m)=2.763

8、3.2 可變作用效應(yīng)3.2.1 汽車(chē)荷載沖擊系數(shù)計(jì)算：結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)和結(jié)構(gòu)的基頻f相關(guān)，計(jì)算公式為截面慣性矩：I=×(180-18) ×13+(180-18) ×(41.09-)+×18×140+18×140×(-41.09)cm=8771607 cm由于1.5Hz,那么：由此可得：1+=1+0.313=1.3133.2.2 公路-級(jí)均布荷載q（對(duì)公路-車(chē)道荷載，其均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值q與集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值Pk 均按公路-級(jí)車(chē)道荷載的0.75倍考慮。）q=10.5×0.75KN/m=7.875KN/m計(jì)算彎矩時(shí)：P 采用線性

9、差值得P =178.5KN/m計(jì)算剪力時(shí)：P=178.5×1.2=214.2KN/m表5 公路-級(jí)車(chē)道荷載及其影響線面積計(jì)算表項(xiàng)目頂點(diǎn)位置qPl/2處7.875178.561.05l/4處7.875178.545.79l/2處7.875214.22.763支點(diǎn)處7.875214.211.05每延米人群荷載：q=3×1KN/m=3KN/m3.2.3 可變作用彎矩效應(yīng)計(jì)算彎矩計(jì)算公式：，由于只能布置兩車(chē)道，則車(chē)道荷載橫向折減系數(shù)為1，荷載橫向分布系數(shù)沿主梁縱向均勻變化，因此沿主梁的縱向相同。表6 公路-級(jí)車(chē)道荷載產(chǎn)生的彎矩計(jì)算表梁號(hào)內(nèi)力1+qPyM10.5231.3137.87

10、561.05178.54.3751609.4490.52345.793.65625905.36420.46261.054.3751421.7310.46245.793.65625799.76730.461.054.3751230.9360.445.793.65625692.439表7 人群荷載產(chǎn)生的彎矩計(jì)算表梁號(hào)內(nèi)力qM10.523361.0595.7870.52345.7971.84420.46261.0584.6150.46245.7963.46430.461.0573.2600.445.7954.948永久荷載作用分項(xiàng)系數(shù)： 汽車(chē)荷載作用分項(xiàng)系數(shù)：人群荷載作用分項(xiàng)系數(shù)： 基本組合公式如下

11、： （）3.2.4 可變作用剪力效應(yīng)計(jì)算在進(jìn)行可變作用的剪力計(jì)算時(shí)，應(yīng)計(jì)入橫向分布系數(shù)沿主梁縱向橋跨方向的影響。通常按如下方法處理：先按跨中的由等代荷載計(jì)算跨中剪力效應(yīng);再用支點(diǎn)剪力荷載分布系數(shù)并考慮支點(diǎn)至l/4為直線變化來(lái)計(jì)算剪力效應(yīng)。表8 永久作用效應(yīng)計(jì)算表梁號(hào)qqqqqq1（5）20.37761.051244.01520.37745.79933.06220.37711.05225.1652（4）24.37761.051488.21524.37745.791116.22224.37711.05269.365328.37761.051732.41528.37745.791299.38228.

12、37711.05313.565由公式可得如下計(jì)算表：表9 彎矩基本組合計(jì)算表梁號(hào)內(nèi)力永久荷載人群荷載汽車(chē)荷載彎矩組合值11244.01595.7871609.4493853.328933.06271.844905.3642467.65021488.21584.6151421.7313871.0501116.22263.464799.7672530.21931732.41573.2601230.9363884.2591299.38254.948692.4392590.2141） 跨中截面剪力的計(jì)算公式為：表9 公路-級(jí)車(chē)道荷載產(chǎn)生的跨中剪力計(jì)算表梁號(hào)內(nèi)力m1+qPyV10.5231.3137.8

13、7511.05214.20.5133.30120.4621.3137.87511.05214.20.5117.75330.41.3137.87511.05214.20.5101.951表10 人群荷載產(chǎn)生的剪力計(jì)算表梁號(hào)內(nèi)力mq剪力效應(yīng)10.64532.7635.34620.42232.7633.49730.432.7633.3152） 支點(diǎn)處剪力的計(jì)算圖4 汽車(chē)荷載產(chǎn)生的支點(diǎn)剪力效應(yīng)計(jì)算圖式=214.2×1.0×0.333+7.875×××KN=112.706KN2號(hào)梁：=214.2×1.0×0.5+7.875×

14、××KN=148.129KN3號(hào)梁：=214.2×1.0×0.639+7.875×××KN=174.37KN圖5 人群荷載產(chǎn)生的支點(diǎn)剪力計(jì)算圖式（單位：cm）在人群荷載作用下，橫向分布系數(shù)如圖5所示，支點(diǎn)處剪力計(jì)算如下：1號(hào)梁：=0.5×22.1×0.645×3+0.5×+0.5× KN=26.164KN2號(hào)梁：=（0.5×3.62×0.422×3×0.8038+ ×3×0.1962）KN=9.286KN3號(hào)梁：=（

15、0.5×22.1×0.4×3-0.5××0.4×3×-0.5××0.4 ×3×）KN=9.669KN3) 剪力效應(yīng)基本組合基本組合公式為：各分項(xiàng)系數(shù)和彎矩基本組合相同。表11 剪力效應(yīng)基本組合表 (單位：KN)梁號(hào)內(nèi)力永久荷載人群汽車(chē)荷載基本組合值1225.16526.164112.7068457.29105.346133.301192.6082269.3659.286148.129541.01803.497117.753168.7703313.5659.669174.371631.2

16、2603.315101.951146.444第三章 設(shè)計(jì)總結(jié)在這次橋梁工程概論的課程設(shè)計(jì)中，我們運(yùn)用剛性橫梁法和杠桿原理法完成了主梁橫向分布系數(shù)的計(jì)算，然后運(yùn)用橫向分布系數(shù)計(jì)算出了主梁的永久荷載作用效應(yīng)和可變荷載作用效應(yīng)，進(jìn)而完成了主梁的配筋計(jì)算和裂縫、撓度的驗(yàn)算。通過(guò)對(duì)這次課程設(shè)計(jì)讓我懂得了：1. 對(duì)主梁橋，荷載橫向分布指作用在橋上的車(chē)輛如何在各主梁間進(jìn)行分配，或者說(shuō)個(gè)主梁間如何共同分擔(dān)車(chē)輛荷載。2. 作用在橋面板上的荷載分配給各個(gè)主梁，而主梁的反力大小只要利用簡(jiǎn)支板的靜力平衡條件即可求出，這就是杠桿原理法的原理。3. 采用杠桿原理法計(jì)算時(shí)，應(yīng)當(dāng)計(jì)算幾根主梁的橫向分布系數(shù)，以便確定承載力最大的主梁，并用這個(gè)最大的承載力作為設(shè)計(jì)依據(jù)。4. 中間橫隔梁像一個(gè)剛度無(wú)窮大的剛性梁一樣保持