《橋梁工程》課程設(shè)計

1、橋梁工程課程設(shè)計學(xué)生姓名學(xué)號教學(xué)院系專業(yè)年級指導(dǎo)教師職稱單 位2017年7月目錄1設(shè)計資料11.1題目11.2設(shè)計資料11.3設(shè)計內(nèi)容11.4參考資料12計算說明書12.1各種參數(shù)計算12.2橋面板內(nèi)力計算1 1 1 1 1 11設(shè)計資料1.1題目裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T形梁橋計算1.2設(shè)計資料1. 主梁細部尺寸單片主梁的梁寬為1.78m,其細部尺寸如圖1-1所示 圖1-1單片主梁示意圖2. 橋梁凈空一凈14+2米（如圖1-2所示）圖1-2橋梁橫斷面示意圖3. 跨徑和全長（如圖1-3所示）標準跨徑主梁lb 30.00m ;計算跨徑lb 29.50m ;預(yù)制全長1全29.96m ；4. 上部結(jié)構(gòu)

2、主梁布置圖（如圖1-4所示）（單位：cm）18040 140 20404020圖1-4主梁布置圖5. 設(shè)計荷載2 公路-I級，人群3.0KN /m 。6. 材料主梁：混凝土強度等級 C50,容重26 KN /m3 ；橋梁鋪裝為C25混凝土墊層厚336.517cm,容重 25KN / m，瀝青混凝土厚 2cm；容重 24KN /m。7. 設(shè)計方法杠桿原理法、偏心壓力法和極限狀態(tài)設(shè)計法等。8. 設(shè)計依據(jù)公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTG D60-2015；(2)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 (GB 50010-2010)；(3)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計規(guī)范 (JTG D62-2004)。1.3 設(shè)計內(nèi)

3、容1. 橋面板內(nèi)力計算計算 T 梁翼板所構(gòu)成的鉸接懸臂板和懸臂板的設(shè)計內(nèi)力。2. 主梁內(nèi)力計算1) 計算各主梁的荷載橫向分布系數(shù)；2) 計算主梁在荷載作用下跨中截面的彎矩、支點和跨中截面的剪力；3. 進行主梁內(nèi)力組合，并畫出主梁彎矩包絡(luò)圖和剪力包絡(luò)圖。4. 橫隔梁內(nèi)力計算5. 撓度、預(yù)拱度計算 計算主梁跨中的撓度，并考慮是否需要設(shè)置預(yù)拱度。6. 圖紙繪制(利用AutoCAD軟件繪制至少3張A4圖紙，可以從以下幾個方面考慮)1.4參考資料1. 姜福香主編 .橋梁工程.北京：機械工業(yè)出版社， 20162. 姚玲森主編 .橋梁工程.北京：人民交通出版社， 20133. 劉立新主編 .混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原

4、理 .武漢：武漢理工大學(xué)出版社， 20114. 葉見署主編 .結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 .北京：人民交通出版社， 20175. 黃僑主編 .橋梁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理計算示例 .北京：人民交通出版社，200620106. 賈金青編著 .橋梁工程設(shè)計計算方法及應(yīng)用 .北京：中國建筑工業(yè)出版社，2計算說明書2.1各種參數(shù)計算1.主梁自重主梁截面面積：S 8099cm3 0.8099 m3主梁重力集度：gS 26 0.809921.0574k N / m2.橫隔梁橫隔梁截面面積：S 10050.5 cm2 1.00505 m3體積：V Sh 1.005050.180.18909 m3重量：M V 26 0.1890

5、94.703634 kN總重量：M總=4.7036343.欄桿與人行道面積：S 0.1010.307 5 2=329.25438 kN;21.6=0.58 m重量：M 0.58 29.14 2 25 845.0&N4.主梁翼緣板平均厚度5. 橋面三角墊層面積與平均厚度6. 面層瀝青平均重度2.2橋面板內(nèi)力計算單懸臂板內(nèi)力計單懸臂板內(nèi)力計算圖示如圖2-1所示（1 ）恒載計算（以縱向1m寬板進行計算）Qg © q2） l o G1Qg （15 4.624） 0.806.25圖 2-1 單懸臂21.9492kN板（2）活載計算（3）內(nèi)力組合鉸接懸臂板內(nèi)力計算鉸接懸臂板內(nèi)力計算圖示如

6、圖2-2所示（1 ）恒載計算（以縱向1m寬板進行計算） 每延米恒載g :所以：g=g1 g2 g3=1.23.255.33=9.78 kN .m圖 2-2 鉸接懸臂板 每米寬板的恒載內(nèi)力 示意圖（2）車輛荷載計算根 據(jù) 車輛 橋涵 設(shè) 計通 用規(guī) 范（ JTG D60-2015 ）可 知， 后輪 著地 ： a1 0.2m; b1 0.6m; 單個車輛作用時有作用在每米寬板條上的彎矩為作用在每米寬板條上的剪力為 兩個車輛同時作用有作用在每米寬板條上的彎矩為作用在每米寬板條上的剪力為經(jīng)計算分析，當兩個后輪同時作用在鉸接懸臂板上時活載內(nèi)力最大。（3）內(nèi)力組合2.2.3 主梁內(nèi)力計算結(jié)構(gòu)重力集度分別考

7、慮預(yù)制梁自重和橋面鋪裝、人行道欄桿和重力集度。1）按跨中截面計算預(yù)制梁每延米重力集度： g1 21.0574kN / m(2)橫隔梁、橋面鋪裝、欄桿、人行道等分攤給 6片梁的荷載集度:結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的內(nèi)力跨中彎矩：Mg 1(g1 g2)lo 1(14.1332 21.0574) 29.143735.2165kNgn8811支點簡歷：Vg -(g1 g2)lo -(14.1332 21.0574) 29.14 512.7270kN沖擊系數(shù)計算(1) 簡支梁基頻：經(jīng)計算得lc=0.39358201m4查表得E=3.45 104Mpa，代入相關(guān)數(shù)據(jù)，從而計算出且 1.5HZ f 3.599HZ 14H

8、Z(2) 1=1 0.17671nf 0.0157 1 0.17671n3.5991 0.0157 1.224各主梁的跨中荷載橫向分布系數(shù)me計算B10本橋的寬跨比為：0.3432 0.5 屬于窄橋129.14抗扭修正系數(shù) 的計算：主梁截面相同，梁間距相等，貝U由于主梁數(shù)等于6,則=1.028根據(jù)公預(yù)規(guī)，可取G=0.4E代入數(shù)據(jù)得:1 1.0280.4E 0.4870E 0.39360.94352橋的橫向連接剛度比較大，跨中按偏心壓力法計算，（1）第一片梁的影響線豎標值（2）第二片梁的影響線豎標值（3）第三片梁的影響線豎標值從而繪制出1、2、3、4、5號梁的橫向影響線如圖 置車輪荷載得到1、2

9、、3、4、5號梁跨中位置處汽車、 系數(shù)如下： 第一片梁的跨中橫向分布系數(shù) 第二片梁的跨中橫向分布系數(shù) 第三片梁的跨中橫向分布系數(shù)0.9435其中：2-3所示，按橫向最不利布人群荷載作用的橫向分布圖2-3修正偏心壓力法計算荷載橫向分布系數(shù)簡圖5支點的荷載橫向分布系數(shù)支點的荷載橫向分布系數(shù)m 0計算支座處的荷載橫向分布系數(shù)采用杠桿原理法進行計算，計算圖 示如圖2-4所示 第一片梁的跨中橫向分布系數(shù)% 0.3755， mor1.3775 第二片梁的跨中橫向分布系數(shù)moq 0.6634， m°0 第三片梁的跨中橫向分布系數(shù)m°q0.625， mor0圖2-4修正偏心壓力法計算荷載橫

10、向分布系數(shù)簡圖表2-1橫向分布系數(shù)匯總表如表2-1所示橫向分荷載類別1號梁1號梁1號梁車輛荷載0.59760.3750.59340.66340.5210.625人群荷載0.5661.3750.372200.24660布系數(shù)匯總表如表所6計算汽車、載內(nèi)力人群荷過以上又因各計算分析可知，第一片梁的橫向分布系數(shù)醉倒， 說明第一片梁在按最不利布載情況下最危險。主梁的特性一致，所以只需對第一片主梁進行彎矩、剪力的計算。在內(nèi)力計算中，對于橫向分布系數(shù)的取值做如下考慮： 計算彎矩時，均采用全跨統(tǒng)一的荷載橫向分布系數(shù) mc ；求支點截面剪力時，由于主要荷載集中在支點附加而考慮支承條件的影響，考慮橫向 分布系數(shù)

11、沿橋跨的變化影響（即從支點到第一根內(nèi)橫梁之間的變化） 。公路一 I 級，qk 10.5kN/m,Pk 2（130 I。）2 （13029.14）318.28 kN（1） 跨中彎矩（荷載橫向分布系數(shù)取第一片梁值進行計算，采用如圖所示的計算如2-5 圖示）圖 2-5 跨中彎矩計算圖（2）支點剪力支點剪力計算時， 荷載橫向分布系數(shù)在遠端因剪力值變化不大， 通常取不變的橫向分布系數(shù) mc而近端剪力值變化較大， 不能忽視， 因此采用變化的荷載橫向分布系數(shù)， 即從支點到第一根內(nèi)橫隔梁按mo到mc之間變化，計算圖示如圖2-6所示圖2-6支點剪力計算圖1.2Pk 1.2 319382.8kN;qk 10.5k

12、N/mxl x因 moq mcq，則 M (1) 1.2 Rm)q(mcq m)q)-al由 dV10,得 x 10.50 a 4.8267,取x=4.83dx內(nèi)力組合(1) 彎矩組合(2) 剪力組合8主梁彎矩包絡(luò)圖與剪力包絡(luò)圖的繪制主梁跨中的最大彎矩見描述內(nèi)容，要繪制主梁彎矩包絡(luò)圖和剪力包絡(luò)圖，還 需要計算主梁1/4跨中處的最大彎矩、剪力和主梁跨中剪力等。(1)跨中剪力計算如圖2-7所示，從圖中可以看出，恒載作用下跨中剪力值為零，活載作用時最 不利位置在荷載只滿布半跨結(jié)構(gòu)上時，在支座范圍內(nèi)，跨中剪力影響線圖中的剪 力值變化不大。因此，為簡化起見，橫向分布系數(shù)全部按不變的mc來計算跨中剪力值。

13、 恒載剪力計算：Vg 0 活載剪力計算: 內(nèi)力組合:圖2-7跨中剪力計算圖(2) 1/4跨剪力計算從1/4跨彎矩圖可以看出，位于支座范圍內(nèi)，彎矩值的變化值不大。 因此，為 簡化起見橫向分布系數(shù)全部按不變的 嘰來計算跨中剪力值。具體計算圖示如圖2-8 所示。 恒載彎矩計算： 活載彎矩計算： 內(nèi)力組合：= 1.0 (1.2 256.3635 1.4 (256.22 0.8 23.01) 692.1NNQ影響線11圖2-8 1/4剪力計算圖將計算所得的彎矩和剪力按承載能力極限狀態(tài)進行組合，即可得到簡支梁彎矩包絡(luò)圖與剪力包絡(luò)圖如圖2-9所示圖 2-9 彎矩包絡(luò)圖和剪力包絡(luò)圖2.2.4 橫隔梁內(nèi)力計算橫

14、隔梁自重較小，此處不計算，僅計算活載作用下橫隔梁的內(nèi)力。橫隔梁跨中荷載布置圖 2-10 所示，則有：圖 2-10 橫隔梁荷載縱向布置圖P 1 作用在 1 號梁上時P 1 作用在 6 號梁上時P 1 作用在 2 號梁上時P 1 作用在 5 號梁上時橫隔梁內(nèi)力計算過程如圖 2-11 所示則 有 ： 彎 矩 的 影 響 線 豎 標 Mi 6.4192 ； 則有 ： 彎 矩 的 影 響 線 豎 標Qi 0.9557 ；則橫隔梁的最大剪力與彎矩為：圖 2-11 橫隔梁荷載縱向布置圖2.2.5 撓度、預(yù)拱度計算主梁結(jié)構(gòu)自重最大彎矩為 3735.2165kN gm ，汽車作用最大彎矩（不計沖擊）為 2503.02/1.22=2051.66kN gm