橋梁工程簡(jiǎn)支梁課程設(shè)計(jì)

《橋梁工程》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)題目1.鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)基本資料1．標(biāo)準(zhǔn)跨徑（計(jì)算跨徑）：20m（19.5m）、25m（24.5m）、30m（29.5m）。2．橋面凈空：①凈-0.5m（欄桿）+8m（車道）+0.5m（欄桿）、②凈-8.5+2×1.0m（人行道）、③凈-9.25+2×1.0m（人行道）+2×0.5m（欄桿）。3．設(shè)計(jì)荷載：①公路-I級(jí)，人群3.5KN/m2；②公路-Ⅱ級(jí)，人群3.0KN/m2。4．截面形式：空心板、T型截面、箱型截面。5.結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：1.0。6．材料:①鋼筋：主筋采用Ⅲ級(jí)鋼筋（HRB400），其他鋼筋采用Ⅱ級(jí)鋼筋（HRB335）；②混凝土：C40。7．材料容重：水泥砼24KN/m3，鋼筋砼25KN/m3，瀝青砼21KN/m3三、設(shè)計(jì)內(nèi)容1.荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算2．主梁的設(shè)計(jì)計(jì)算（恒載、活載及人群）3．行車道板的設(shè)計(jì)計(jì)算（懸臂板、鉸接懸臂板、單向板）4．橫隔梁設(shè)計(jì)計(jì)算5．橋面鋪裝設(shè)計(jì)四、要求完成的設(shè)計(jì)圖及計(jì)算書1．鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（可手工制圖或CAD出圖）2．橋面構(gòu)造橫截面圖（可手工制圖或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》（第3版），邵旭東、金曉勤主編，2012，武漢理工出版社。2．《梁橋》（公路設(shè)計(jì)手冊(cè)），2005，人民交通出版社。3．《橋梁計(jì)算示例集》（砼簡(jiǎn)支梁（板）橋），易建國(guó)主編，2002，人民交通出版社。4．中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB01-2003）.北京：人民交通出版社，2004。5．中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTGD60-2004)含條文說明.北京：人民交通出版社，2004。6．中華人民共和國(guó)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》(JTGD62-2004)。六、課程設(shè)計(jì)學(xué)時(shí)1.學(xué)時(shí)安排：1周(第9周)。七、附注1.課程設(shè)計(jì)可2人一組。2.設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)跨徑、凈寬、設(shè)計(jì)荷載和截面形式可隨機(jī)組合，但每組不準(zhǔn)重合。設(shè)計(jì)基本資料1．標(biāo)準(zhǔn)跨徑（計(jì)算跨徑）：20m（19.5m）2．橋面凈空：①凈-0.5m（欄桿）+8m（車道）+0.5m（欄桿）3．設(shè)計(jì)荷載：公路-Ⅱ級(jí)，人群3.0KN/m2。4．截面形式：T型截面5.結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：1.0。6．材料:①鋼筋：主筋采用Ⅲ級(jí)鋼筋（HRB400），其他鋼筋采用Ⅱ級(jí)鋼筋（HRB335）；②混凝土：C40。7．材料容重：水泥砼24KN/m3，鋼筋砼25KN/m3，瀝青砼21KN/m3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?？v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)的埋置深度。（1）本梁橋標(biāo)準(zhǔn)跨徑為25m（24.5m）（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(tái)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）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。本梁橋橋面行車道凈寬為：凈-8.0+2×0.5m（欄桿）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%-3.0%的橫向坡度，本橋設(shè)置為1.5%。3.平面布置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。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C40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(tái)背墻之間設(shè)置橫向伸縮縫。計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)1．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(duì)于汽車荷載m==0.448對(duì)于人群荷載m==1.2892＃梁對(duì)于汽車荷載m=0.5對(duì)于人群荷載=0.2893＃梁對(duì)于汽車荷載moq2=0.5對(duì)于人群荷載mor2=ηr=02.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(zhǎng)度比為L(zhǎng)/B=24.5/9=2.72>2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1.9米。a12+a22+a32+a42+a52=36.1m21＃梁橫向影響線的豎標(biāo)值：1＃梁影響線0.6由、繪制1＃梁的橫向影響線，如上圖及最不利荷載位置對(duì)于汽車荷載對(duì)于人群荷載2＃梁橫向影響線的豎標(biāo)值：2＃梁影響線汽車荷載對(duì)于人群荷載二、主梁內(nèi)力計(jì)算、恒載集度（1）主梁：（2）橫隔梁對(duì)于邊主梁：對(duì)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：恒載內(nèi)力的計(jì)算截面位置內(nèi)力剪力Q（kN）彎矩M（kN·m）x=0213.250x=l/4106.76980.85x=l/201307.8計(jì)算公式：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(zhǎng)度量：主梁截面形心到T梁上緣的距離：跨中截面慣性矩：查表E取所以沖擊系數(shù)：2.汽車荷載作用公路—Ⅱ級(jí)均布荷載對(duì)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—Ⅱ?yàn)楣?—Ⅰ級(jí)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(duì)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＃、4＃梁最大，所以只需計(jì)算1＃、4＃梁的彎矩，計(jì)算如下：對(duì)于1#梁車道均布荷載作用下車道集中荷載作用下跨中人群荷載最大彎矩對(duì)于2#和3#梁計(jì)算公路—Ⅱ級(jí)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)算跨中剪力影響線如下圖：對(duì)于1＃和4#梁計(jì)算公路—Ⅱ級(jí)汽車活載的跨中剪力：計(jì)算人群荷載的跨中剪力：對(duì)于2＃和3#梁計(jì)算公路—Ⅱ級(jí)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(zhǎng)度對(duì)于1＃和4#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(duì)于2＃和3#梁計(jì)算公路—Ⅱ級(jí)汽車活載的支點(diǎn)剪力（如下圖所示）：6.1/4跨彎矩的計(jì)算1/4跨彎矩的影響線如下圖對(duì)于1#和4#梁計(jì)算公路—Ⅰ級(jí)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(duì)于2#和4#梁計(jì)算公路—Ⅰ級(jí)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(duì)于3#梁計(jì)算公路—Ⅰ級(jí)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(duì)于1＃和5#梁計(jì)算公路—Ⅰ級(jí)汽車活載的1/4跨剪力：計(jì)算人群荷載的跨中剪力：對(duì)于2＃和4#梁計(jì)算公路—Ⅰ級(jí)汽車活載的1/4跨剪力：計(jì)算人群荷載的跨中剪力：對(duì)于3#梁計(jì)算公路—Ⅰ級(jí)汽車活載的跨中剪力：計(jì)算人群荷載的跨中剪力：8.荷載組合其中，，，，跨中彎矩組合：梁＃恒載（KN/m）活載（KN/m）組合值（KN/m）汽車人群1、4134.859402.20717.927744.7472、3141.820351.7919.491673.321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、40115.8072.391164.8082、30101.3361.266143.288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、5228.203244.37627.439646.70172、4239.134204.95110.565585.7253239.134159.5889.932521.50781/4跨彎矩組合：梁＃恒載（KN/m）活載（KN/m）組合值（KN/m）汽車人群1、5922.362883.66087.7562442.2452、4964.008709.60556.8792213.9613964.008535.55152.0021964.8231/4跨剪力組合：梁＃恒載（KN/m）活載（KN/m）組合值（KN/m）汽車人群1、5114.402174.2112.245394.89082、4119.567139.7547.933348.0213119.567105.4687.253299.259三、行車道板計(jì)算由于主梁是用現(xiàn)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(duì)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(jí)二級(jí)，，=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