河海大學(xué)東南大學(xué)同濟(jì)大學(xué) 橋梁工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告解讀

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橋梁工程課程設(shè)計(jì)

專(zhuān)業(yè)：交通工程

班級(jí)：一班

學(xué)號(hào)：

姓名：

指導(dǎo)老師：謝發(fā)祥付春雨

第一章設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)

1.1基本設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)

1.1.1跨度和橋面寬度

一級(jí)公路，設(shè)計(jì)時(shí)速60

1)標(biāo)準(zhǔn)跨徑：13m（橋墩中心距離）

2)計(jì)算跨徑：12.5m（支座中心距離）

3)主梁全長(zhǎng)：12.96m（主梁預(yù)制長(zhǎng)度）

4）橋面寬度（橋面凈空）：凈-4+2×0.5m

1.1.2技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

1)設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)：一級(jí)公路，人行道和欄桿自重線密度按單側(cè)6kN/m計(jì)算，

人群荷載3.5kN/m2

2)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)：Ⅰ類(lèi)環(huán)境

3）設(shè)計(jì)安全等級(jí)：一級(jí)

1.1.3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0.06～0.13m的C30混凝土，瀝

青混凝土重度按23kN/m3,混凝土重度按25kN/m3計(jì)。

2）鋼筋：主筋用HRB335，其它用R235

1.1.4構(gòu)造形式及截面尺寸

橫斷面圖

縱斷面

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：

∑=+=5

1

2

//1ii

iijaeanη

式中，n=3，∑=5

1

2iia=2×（3.6228.1+）m2=32.4m2

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/m2,欄桿及人行道板每延米重量取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。

橫向分布系數(shù)計(jì)算結(jié)果:

616

616

橫向分布系數(shù)計(jì)算結(jié)果:

梁號(hào)汽車(chē)掛車(chē)履帶車(chē)人群

11.0100.5150.2280.258

20.6670.33

30.3330.333

2.1.2杠桿原理法計(jì)算梁端剪力橫向分布系數(shù)

計(jì)算方法：杠桿原理法

結(jié)果描述：

活載信息:

橫向分布系數(shù)計(jì)算結(jié)果:

橫向分布系數(shù)計(jì)算結(jié)果:

梁號(hào)人群汽車(chē)掛車(chē)履帶車(chē)

11.4060.4690.17

20.000

20.0000.5940.4690.000

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：

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

構(gòu)件名構(gòu)件尺寸（mm）單位長(zhǎng)度體積重度每延米重量主梁0.295257.375

橫隔梁

中梁

0.03688

25

0.922

邊梁

0.01840

25

0.461

前面鋪裝

瀝青混凝土（3cm）0.045231.035混凝土墊層9.5cm)0.1425

253.5625

4.5975

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：由于橫向分布系數(shù)均相同，η板q=4各梁的永久荷載匯總結(jié)果見(jiàn)下表：

梁號(hào)

主梁

橫隔梁

欄桿及人行道

橋面鋪裝層

總計(jì)

1(9)7.3750.46144.597516.43352(8)7.3750.92244.597516.89453(7)7.3750.92244.597516.89454(6)7.3750.92244.597516.894557.375

0.9224

4.5975

16.8945

項(xiàng)目

計(jì)算面積

影響線面積

160

80

150

30

2/1Ml

l/4

208

1

421lll=??=

ω=19.53

4/1M

3l/16

2032

3

16321lll=??

=ω=14.65

2/1V

1/2

1/2

00=ω

(ll8

1

212212

10=??=

ω=1.56)

0V

1

2）永久作用效應(yīng)計(jì)算見(jiàn)下表梁號(hào)

M1/2/kN.mM1/4/kN.mV0/kNq

0ω

q0ω

q

0ω

q0ω

q

0ω

q0ω

1(9)16.433519.53320.9516.433514.65240.7516.43356.25102.712(8)

16.8945

19.53

329.95

16.894514.65

247.54

16.8945

6.25

105.59

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：

沖擊系數(shù)取1.33.2.2公路-Ⅱ級(jí)均布荷載qK

qK=10.5×0.75KN/m=7.875KN/m

6.25

計(jì)算彎矩時(shí)：PK=[

()180

55.125

50180

360+-?--]×0.75KN/m=157.5KN/m

計(jì)算剪力是：PK=157.5×1.2=189KN/m

項(xiàng)目

頂點(diǎn)位置

qK

PK

0ω

2/1Ml/2處

7.875

157.5

19.53

4/1Ml/4處7.875157.514.652/1V

l/2處7.875189

1.56

0V

支點(diǎn)處7.875189

5.75

每米延重量人群荷載：q人=3.5×1KN/m=3.5KN/m

3.2.3可變作用彎矩效應(yīng)計(jì)算

彎矩計(jì)算公式：()()kKKyPqM++=01ωμξη，由于只能布置單車(chē)道，則車(chē)道荷載橫向折減系數(shù)ξ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η相同。

公路-Ⅱ級(jí)車(chē)道荷載產(chǎn)生的彎矩計(jì)算表

梁號(hào)內(nèi)力

m

1+μ

qK

0ω

PK

yk

M

1

2/1M1.010

1.37.875

19.53

157.5

4.35

1101.514/1M1.01014.65

2.34

635.3822/1M0.667

19.53

4.35

727.434/1M

0.66714.652.34

419.61

人群荷載產(chǎn)生的彎矩計(jì)算表

梁號(hào)內(nèi)力

m

q人

0ω

M

1

2/1M0.258

3

19.53

15.124/1M0.25814.65

11.34

2/1M

0.333

19.53

19.51

24/1M

0.33314.65

14.64

永久荷載作用分項(xiàng)系數(shù)：2.1=Giγ汽車(chē)荷載作用分項(xiàng)系數(shù)：4.11=Qγ人群荷載作用分項(xiàng)系數(shù)：4.1=Qjγ基本組合公式如下：

???

?

??++=∑∑==QjknjQjckQQgikmigiud

SSSS211100γψγγγγ（8.0=cψ）

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

1

2/1M320.95

15.12

1101.51

1948.42

4/1M240.75

11.34

635.38

1194.31

2

2/1M329.95

19.51

724.43

1437.46

4/1M

247.54

14.64

419.61

905.00

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)η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η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)η/

并考慮支點(diǎn)至l/4為直線變化來(lái)計(jì)算剪力效應(yīng)。

1）跨中截面剪力2/lV的計(jì)算公式為：()()kkkyPqmV++=01ωμ

公路-Ⅱ級(jí)車(chē)道荷載產(chǎn)生的跨中剪力計(jì)算表2/lV

梁號(hào)

內(nèi)力

m

1+μ

qK

0ω

PK

yk剪力

1

2/lv1.0101.37.875

1.5625

189

0.5

140.23

22/lv

0.6671.37.8751.56251890.592.61

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)

人0

1

v0.25831.56251.20942/l

2

v0.33331.56251.56092/l

V的計(jì)算

2）支點(diǎn)處剪力

汽車(chē)荷載產(chǎn)生的支點(diǎn)剪力效應(yīng)計(jì)算圖式

人群荷載產(chǎn)生的支點(diǎn)剪力計(jì)算圖式（單位：cm）

在汽車(chē)荷載作用下，橫向分布系數(shù)如圖4所示,支點(diǎn)處剪力計(jì)算如下：1號(hào)梁：()???

?

?

?

++=

y）m-m（2

α

m1c00c均0ωμξKqV=1.3×1.0×7.875×[7.75×

1.014+3.15÷2×（0.469-1.010）×0.916]=7

2.46KN

()ii集0ymP1KVμξ+==1.0×1.3×189×0.496×1=121.87KN

0V=集0V+均0V=194.33

2號(hào)梁：

()???

?

?

?

++=y）m-m（2

α

m1c00c均0ωμξKqV=1.0×1.3×7.875×[7.75×0.594+3.15÷2×

（0.667-0.594）×0.916]=48.21KN

()ii集0ymP1KVμξ+==1.0×1.3×189×0.667×1=163.88KN

0V=集0V+均0V=212.09KN

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：

yq）m-m（2

qmrc00rcr0α

ω+=V=0.258×3×7.75+3.15÷2×（1.406-0.258）×3×

0.916=10.97KN

2號(hào)梁：

yq）m-m（2

qmrc00rcr0α

ω+=V=0.333×3×7.75+3.15÷2×（0-0.333）×3×

0.916=6.30KN

3)剪力效應(yīng)基本組合基本組合公式為：

???

?

??++=∑∑==ninjQjkQjcqikkQGikGiud

SSSS12100γψγγγγ

各分項(xiàng)系數(shù)和彎矩基本組合相同。

剪力效應(yīng)節(jié)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1

0V102.7110.97194.33410.672/1V01.2094140.23198.0220V

105.596.30212.09432.212/1V

1.5609

92.61

131.84

第四章主梁截面設(shè)計(jì)、配筋及驗(yàn)算

4.1主梁受力鋼筋配置

由彎矩基本組合計(jì)算表9可以知道，1號(hào)梁Md=1948.42KN﹒m最大，因此按1號(hào)梁的彎

矩進(jìn)行配筋計(jì)算。

設(shè)鋼筋凈保護(hù)層厚度為28mm，鋼筋重心至底邊距離為sa=180mm，則主梁的有效截面高

度為：0h=h-sa=1000-180=820mm。

T形梁受彎構(gòu)件翼緣計(jì)算跨度/

fb的確定：

按計(jì)算跨度0l考慮：/

fb=0l/3=11500/3=3833mm

按梁凈間距ns考慮：/

fb=1600mm

按翼緣高度/

fh考慮：/

fh/0h=90/820=0.11＞0.1，不受此項(xiàng)限制所以/

fb=1600mm.

采用C40的混凝土，則1α=1.0，cf=19.1MPa.=cdf18.4MPa

1αcf/fb/fh(0h-0.5/fh)=1.0×19.1×1600×90×(820-0.5×90)

=2131.56KN﹒m＞Md=1403.854KN﹒m

所以該T形截面為第一類(lèi)T形截面，應(yīng)按寬度為/

fb的矩形截面進(jìn)行正截面抗彎承載力計(jì)算。

=

???--=--=1600

1.190.1104

2.1948820820262

/120

0fcbfMhhxα39.84

mm＜0hbξ=0.56×820=459.2mm不會(huì)超筋

300

84

.3916001.190.1/1???=

=y

fcSfx

bfAα=4058.37mm2

26.0300

71.14545

=?=ytff＞0.2則=minρ0.26%400

15037

.4058?==

AASρ=6.76%＞=minρ0.26%不會(huì)少筋選用4根直徑為40mm和6根直徑為18mm的HRB335鋼筋，則：sA=6553mm2

鋼筋布置圖如圖6所示，鋼筋的重心位置：

s

a=

∑∑si

i

sia

ya=2×（35.6×2.54+28.6×2,54+21×2.54+12.9×12.57+

4.8×12.57）/（4×12.57+6×2.54）=13.40cm

8.0

100.0

160.0

12.0

4.2截面抗彎承載力驗(yàn)算

按照截面實(shí)際配筋面積計(jì)算截面受壓區(qū)高度x為：

/fcdssdbfAfx=

=160

4.1853

.65280??=6.232cm=62.32mm截面抗彎極限狀態(tài)承載力為：

????

?

-=20/xhxbfMfcd=18400×1.6×0.06232×（0.820-0.06232/2）

=2047.32KN·m＞1948.42KN﹒m所以承載力滿足要求。

4.3斜截面彎起鋼筋箍筋的配筋及驗(yàn)算

4.3.1斜截面抗剪承載力計(jì)算

由表11剪力基本組合表可以知道，支點(diǎn)剪力以2號(hào)梁為最大，考慮安全因素，一律采用2號(hào)梁的剪力值進(jìn)行抗剪計(jì)算，跨中剪力以1號(hào)梁為最大，一律以1號(hào)梁的剪力值進(jìn)行計(jì)算。

0dV=432.21KN2/1dV=198.02KN

假設(shè)最下排2根鋼筋沒(méi)有彎起而直接通過(guò)支點(diǎn)，則有：a=4.8cm，ho=h-a=110-4.8=95.2cm

KN

31.491952160401051.0bhf1051.030kcu,3=????=??-->

KNV114.418114.4180.1d0=?=γ

端部抗剪截面尺寸滿足要求。

若滿足條件otd23d0bhf105.0αγ-?≤V，可不需要進(jìn)行斜截面抗剪強(qiáng)度計(jì)算，僅按構(gòu)造要求設(shè)置鋼筋

K