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1、桥桥梁工程梁工程课课程程设计设计第第 1 1 章章 设计资料与结构布置设计资料与结构布置1.1 设计资料 1.1.1 跨 数：两跨标准跨经：采用标准跨径 30m 的钢筋混凝土简支梁，只进行桥梁的上 部结构的计算主梁全长：根据设计经验值，确定伸缩缝采用 5cm，采用预制梁。计算跨径：相邻支座中心间距为 29.40m。桥面宽度：净 7m（行车道）2 1.5（人行道）+1（中间带） 。 1.1.2 设计荷载：由公路级，人群荷载 3.5kN/m ,栏杆及人行道的重量2按 5.0 KN/m 计，结构重要性系数为。01.0r 1.1.3 材料初步选定 混凝土：主梁选用 C40，铺装层采用 C25。 钢 筋
2、：直径时采用 HRB335 钢筋。12mm直径时采用 Q235 钢筋。12mm 1.1.4 设计规范 公路桥涵设计通用规范 （JTGD60-2004） 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTGD62- 2004）1.2 结构布置1.2.1 主 梁 高： 按照经济性原则，钢筋混凝土 T 型简支梁桥高跨比的经济范围大约在之间，根据跨度小者取较大比值原则，111 161本桥取，则梁高为 2.0m，并按照 2.0m 计算。1511.2.2 主梁间距：按照任务书规定，本桥采用五根主梁，且主梁间距为 1.8m。 1.2.3 主梁梁肋宽：取梁肋宽为 0.18m。1.2.4 T 形梁翼缘板尺寸：腹板
3、交接处通常取不小于主梁高的，即1 12=0.1667m，本设计取 0.24m，翼缘悬臂端取12l0.16m。1.2.5 横隔梁：按任务书规定设置六排横隔梁，梁高为主梁高的左右，即3 4 1.5m，厚度取 1216cm 之间，本设计横隔梁下缘取 14cm， 上缘取 16cm。 1.2.6 桥面铺装：采用 4cm 厚的沥青混凝土磨耗层，2-10cm 厚的 C25 混凝土 垫层。图 2.1：纵断面布置图(单位：mm)图 2.2：边梁尺寸（单位：mm） 图 2.3：中梁尺寸（单位：mm）图 2.4：横隔梁布置(单位：mm)图 2.5：桥面铺装、桥梁横断面(单位：mm)1 1.3 设计概述在进行桥梁设计
4、时，一般应先认真阅读设计任务书。然后根据任务书中所 要求的内容，进行桥面的铺装和主梁横隔梁的截面尺寸拟订。再根据设计任务 书中所给出的相关资料进行主梁、边梁等的内力计算。根据杠杆原理法算出支 座处的荷载横向分布系数，再根据偏心压力法（适用于高跨比小于 0.5 的窄桥， 大于 0.5 的采用正交异性板法）算出跨中处的荷载横向分布系数，根据横向分 布系数算出端点处、跨中处和四分之一处的相应弯距和剪力，再根据其弯距和 剪力大小，合理布筋并进行弯距、剪力、裂缝和变形的演算。最后，绘制出总 图、包络图等各类所需图样，并编写钢筋明细表、计算混凝土用量，书写设计 说明书。第 2 章 主梁内力计算2.1 恒载
5、内力计算2.1.1、恒载集度计算：结构计算跨径为 29.4m 表 2.1：结构自重集度主梁=0.182.00+(1.80-0.18)25=17.100kN/m1g0.240.16()2边 主 梁=1.50()()2g0.160.24 21.80.18 2625/29.4=0.806kN/m0.160.14 2横隔 梁中 主 梁=20.806=1.612kN/m 2g桥面铺装层 (含防水层)=0.047.0023+0.5（0.10+0.03）7.0024/5=3.472kN/m3g栏杆和人行道=4.52/5=1.80kN/m4g边主 梁=23.178kN/mgig 合计中主 梁=23.984kN
6、/mg2.1.2、恒载内力：中主梁恒载集度为123423.98/gggggkN m边主梁恒载集度为123423.18/gggggkN m在恒载作用下，结构体系为两跨相同的简支梁，计算跨径为 29.4m，计算图示 如图 2.1 所示：图 2.1：恒载内力计算图示，1()2xMgx lx1(2 )2xQg lx图 2.2：控制截面图示、中主梁： ： 0x 1123.984 29.40352.5622QglkN0M ： /8xl1129.4(2)23.984 (29.42)264.422828lQg lkN 1129.429.4()23.984(29.4)1133.71288288llMglkN m
7、1129.4()23.984 (29.4)176.282/ 4:222xllQg lkN1129.429.4()23.984(29.4)1943.51244244llMglkN m：3 /8xl1313 29.4(2)23.984 (29.42)88.142828lQg lkN 13313 29.43 29.4()23.178(29.4)2429.39288288llMglkN m：/ 2xl0Q 1129.429.4()23.984(29.4)2591.35222222llMglkN m图 2.3：恒载中主梁控制截面剪力图图 2.4：恒载中主梁控制截面弯矩图、边主梁： ： 0x 1123.1
8、78 29.40340.7122QglkN0M ： /8xl1129.4(2)23.178 (29.42)255.532828lQg lkN 1129.429.4()23.178(29.4)1095.61288288llMglkN m： / 4xl1129.4()23.178 (29.4)170.352222lQg lkN1129.429.4()23.178(29.4)1878.2244244llMglkN m：3 /8xl1313 29.4(2)23.178 (29.42)85.172828lQg lkN 13313 29.43 29.4()23.178(29.4)2347.75288288
9、llMglkN m：/ 2xl0Q 1129.429.4()23.178(29.4)2504.26222222llMglkN m图 2.5：恒载边梁控制截面剪力图图 2.6：恒载边梁控制截面弯矩图截面面积 内力剪力Q(kN)弯矩 m(kNm)边主梁340.710 x=0中主梁325.570x=8l边主梁255.541095.62表 2.2：恒载主梁控制截面内力2.2 汽车、人群荷载产生内力计算2.2.1 按杠杆原理法计算支点处横向分布系数：图 2.7：1#梁支点处横向影响线及布载图1#梁=0.722=0.361oqm2q21=1.486ormr中主梁264.421133.71边主梁170.36
10、1878.20x=4l中主梁176.281943.51边主梁85.182347.75x=3 8l中主梁88.142429.39边主梁02504.27x=2l中主梁02591.35图 2.8：2#梁支点处横向影响线及布载图=1=0.5oqm2q21=0orm图 2.8：3#梁支点处横向影响线及布载图=（+）=0.558 oqm2q211 1.805 . 028. 0=0orm2.2.2 按偏心压力法计算：设此桥有刚度强大的横隔梁,结构长宽比为：=3.272l B29.4 5 1.80可按偏心压力法计算跨中横向分布系数；半桥各根主梁横截面均相等,梁数cmn=5,梁间距为 1.80m,则：5 222
11、2 12345 12 (2 1.8)1.8 2 16.232.4iaaaaaam 1#粱的横向影响线竖标值为：=+=0.6011n1 51i2 1 2aia 512(2 1.8) 32.40=0.40=-0.2015n1 51i251aiaa 51=(4.90+3.10+1.80)=0.544cqm2q21 40. 560. 0=(5.40+)=0.697crmr40. 560. 0275. 1图 2.9：1#梁中垮横向影响线及布载图2#梁的横向影响线竖标值为：=+=0.4021n1 51i212aiaa 513.6 1.8 32.40=025n1 51i252aiaa 511.8 ( 3.6
12、) 32.4 =(6.70+4.90+3.60+1.80)=0.472cqm2q21 20. 740. 0=(7.20+)=0.449crm20. 740. 0275. 1图 2.10：2#梁中垮横向影响线及布载图3#粱的横向影响线竖标值为：=+0=0.2013n1 51i213aiaa 51=0=0.235n1 51i253aiaa 51=4)=0.4cqm2q212 . 0=0.2crm图 2.11：3#梁中垮横向影响线及布载图2.2.3 荷载横向分布系数汇总 表 2.3：荷载横向分布系数汇总 梁号荷载位置公路II 级人群荷载备注 跨中 mc0.5440.697按“偏心压力法”1# 5#梁
13、端 mo0.3611.486按“杠杆原理法”跨中 mc0.4720.449按“偏心压力法”2# 4#梁端 mo0.50按“杠杆原理法”3#跨中 mc0.40.2按“偏心压力法”梁端 mo0.5580按“杠杆原理法”注：45 号梁与 12 号梁横向分布系数对应相等 根据文献，荷载横向分布系数沿跨长变化对于主梁有多根内横隔梁的情况，从第一根内横隔梁起向直线过渡。 cm0m图 2.12：1#梁汽车荷载横向分布系数沿跨长变化图图 2.13：1#梁人群荷载横向分布系数沿跨长变化图图 2.14：3#梁汽车荷载横向分布系数沿跨长变化图图 2.15：3#梁人群荷载横向分布系数沿跨长变化图2.3、冲击系数和车道
14、折减系数的确定2.3.1、冲击系数的确定：砼强度 C40，43.25 10EMpa截面形心的确定：24 16202hcm20200(180 18) 20200 182257.4(180 18) 20 18 200ecm 主梁抗弯惯性矩确定：32120(180 18) 20(180 18) 20 (57.4)122I 32120018 20018 200 (57.4)12240.2592m(1)汽车荷载冲击系数简支梁的自振频率为：22ccEIflm介于 和之间， 桥规规定 冲击系数按下式计算：1.5ZH14zH0.17670.0157Inf式中：计算跨径，m；l混凝土弹性模量，；EPa梁跨中截面
15、惯性矩，；cI4m结构跨处的单位长度质量，；cm/Kg m/cmG g结构跨中处延米结构重力，；G/N m重力加速度，。g29.81/gm s、边主梁：3 3(17.100.8063.472 1.80) 102.363 109.81cGmg102233.143.25 100.25953.4322 29.42.363 10ccEIflm冲击系数：0.1767ln0.01570.2017f、中主梁 3 3(17.10 1.6123.472 1.80) 102.445 109.81cGmg102233.143.25 100.25953.37322 29.42.445 10ccEIflm冲击系数： 0.1767ln0.01570.1991f计算结果如表 2.4 所示表 2.4：主梁冲击
