桥梁课程设计计算书

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1、桥桥 梁梁 课课 程程 设设 计计 计计 算算 书书，设计资料，设计资料 桥梁设计荷载为公路级，人群荷载 3.5KN/M，标准跨径 15m，桥面净空 9+21.5m。预制板采用 C40 混凝土，铰接缝采用 C40 细集料混凝土（） ，桥面铺装采用 C30 沥青混凝土，栏杆及MpafMpafMpafMpaftdtkcdck65. 1,4 . 2,4 .18,8 .26预制人行道板采用 C30 混凝土（） 。预应MpafMpafMpafMpaftdtkcdck39. 1,01. 2,8 .13,1 .20力钢筋采用股，直径 12.7mm，截面面积为 98.7mm2，71。非预应力钢筋采用 HRB3

2、35(12mm)或MpaEMpafMpafPpdpk51095. 1,1260,1860R235(12mm)，吊环必须用 R235 钢筋。空心板构造如图 1 所示： 图 1 空心板截面构造（尺寸单位 cm），设计依据及参考书，设计依据及参考书 1.桥涵设计通用规范（JTJ D602004） ； 2.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTJ D622004） ； 3.公路桥涵施工技术规范（JTJ0412000） ； 4.公路工程抗震设计规范（JTJ00489） ； 5.公路桥涵设计手册：梁桥（上册） ，人民交通出版社； 6.桥梁工程（上册）：范立础，人民交通出版社； 7.桥梁工程：姚玲森

3、，人民交通出版社；8.结构设计原理：叶见曙，人民交通出版社； 9. 桥梁计算示例集：易建国，梁桥，人民交通出版社；，设计过程，设计过程 全桥宽采用 9 块预制预应力混凝土空心板，每块空心板宽 99cm，标准跨径 15m，计算跨径 14.6m。 用先张法施工工艺，预应力钢筋采用 12.7 钢铰线，沿跨长直线配筋。 一毛截面几何特性计算（参见图 1） 1.毛截面面积Ah=9980-2（5+10）5/2-2(5+10) 60/2-2510/2-3.14312=3877.46cm2 2. 对该截面求静矩：对称部分均消法 即只计算铰及下部结构静矩S=25657.5+1/255(40-5/3)+1/256

4、0(40-5-60/3)+1/2510(65+5/3-40)=11647.5cm3毛截面中心离重心的距离d=3cm AhS 46.38775 .11647铰截面中心对该线的距离A 铰=2（565+55/2+560/2+510/2）=512.5cm2D 铰=22.7cm绞铰 As5 .5125 .11647(三)毛截面对重心的惯矩每个挖空的圆面积 A1=3.14312=3017.54cm2重心 y=3cm 圆对自身的惯性矩I1 =I11A1y2 =3.14/8314 3017.5432 =335324.13cm3 由此得截面的惯矩：I h=1/1299803+998032 335324.13=3

5、959955.87cm4二、内力计算 （一） 恒载计算 1， 桥面系（护栏）： 人行道及栏杆重力参照其他桥梁设计资料，单侧按 12.0KN/M 计算。桥面铺装为 10cm 厚的 C混凝土30全桥宽每延米的荷载为 0.11523=34.5KN/m则以上重量均分给 9 块板 g =（122+34.5）/9=6.5KN/m12、铰和接缝：g =(99+199)1025=0.47KM/m243、行车道板：g =A r=46161025=11.54KM/m3h4恒载总重：g=g1+g2+g3=2.69+0.47+11.5=14.7KM/m 荷载内力计算见下表（二） ，活载作用下 1 荷载横向分配系数 跨

6、中和四分点的横向分配系数按铰接板法计算，支点按杠杆法计算荷载横向分配系数，支 点到四分点间按直线内插法求得。 （1）跨中和四分点的荷载横向分配系数： 先将图 1 所示截面简化成下图所示，并略去中间肋板，按单筋计算板截面抗扭刚度I ： T4222122 98.63119001389 1189 1078278894224cmtb th tbhbIT 刚度系数：014. 0)56.171(98.631190046003048 . 5)(8 . 522Lb IITM(KN/m)Q（KN）荷载G (KM/m)L (m)跨中 1/8gL21/4 点3/32gL2Q 支点 1/2gLQ1/4 点 1/4gL

7、单块板重11.5417.56444.8333.6101.3250.66全部恒载14.7017.56566.6424.95129.0764.531 号板 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 130.011761531251038571595043383431300.022331911441088262473628221816150.014199168133105846754443732282524按查表得各板的横向分配影响线竖坐标值根据各板块的横向分配影响线竖坐标值，作出各板块的横向分配影响线（见图 2）再由各板块的横向分配影响线计算在荷载作用下的横下分布系数：m =（0.01

8、83+0.0125+0.0092+0.0062）=0.0231121m =（0.0166+0.0139+0.0107+0.0056）=0.02342212 号板 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 130.011531491311088974625245393533310.021911861551778867513930242017160.0141681651411368871584739332927253 号板 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 130.011251371311169680675648423835340.02144155159135102

9、77594535282320180.0141331411421249779645243363229284 号板 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 130.0110310811611910789746354474239380.0210811713514412494725543342824220.01410511212412911491736050423633315 号板 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 130.01858996107112102857262544845430.028288102124136119906954433530280.014848

10、998114122109877159504339376 号板 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 130.0171748089102108998472635652500.02626777941191321168969554539360.014677179911091181068671605247447 号板 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 130.015962677485991079985746762590.02475159729011613111690725951470.01454586473871061171068773645854m =（0.010

11、4+0.0077+0.0053+0.0142）=0.0188321m =（0.0129+0.0096+0.0072+0.0051）=0.0174421m =（0.0088+0.0109+0.0091+0.0122）=0.0205521m =（0.0078+0.0104+0.0118+0.0090）=0.0230621m =（0.0072+0.010+0.0117+0.0091）=0.019721由以上计算可知，2 号板的横向分布系数最大，为设计和施工简便，各板设计成同一规格，并以 2 号板进行设计，即=0.0234cm（2）支点的荷载横向分布系数 按杠杆法计算得 2 号板支点荷载横向分布系数如

12、下：m=0.5=0.2521支点到四分点的荷载横向分布系数按直线内插进行。2，活载内力计算 （1）弯矩冲击系数；cc mEI Lf22其中E=3.3，L=17.56m，=G/g=2510 46161021010mN44600304cmIccm349.81=1176.35kg/mHZf78. 535.1176104600304103 . 3 56.17214. 38102 因为 1.5HZHZHZ1478. 5所以 =0.2941767. 00157. 078. 5ln荷载计算（公路 I级）mKNqk/5 .10KNpk24.23016056.174折减系数0 . 10 . 1纵横，弯矩计算按以

13、下公式计算)1 (M)(ikikcypwqm纵横弯矩的具体计算见下表荷载1+横纵cm)/(mKNqk)/(mKNpkiwiyM（)mKN ）跨 中公 路 I 级1.2941.01.00.23410.5230.2438.544.39428.58四 分 点公 路 I 级1.2941.01.00.23410.5230.2428.893.29321.22(2).剪力计算 a， 跨中剪力5 . 01y195. 22/56.175 . 05 . 02/5 . 05 . 02Lwyb， L/4 处剪力75. 01y94. 48/356.1775. 08/375. 02Lwyc， 支点剪力11y087. 21

14、2115 . 0456.17)234. 025. 0(5 . 056.17234. 02wy剪力计算按以下公式计算（其中计算支点处剪力时，用 m 乘，而不是）12 . 1ypkcm)1 (Q)2 . 1(12ypwyqmkkc纵横剪力具体计算见下表荷载 1+横纵cm1y2wy2wyqk12 . 1ypk)(KNQ跨中公路 I 级1.2941.01.00.2340.52.19523.05138.1448.81四分 点处公路 I 级1.2941.01.00.2340.754.9447.15207.2277.02支点 处公路 I 级1.2941.01.00.23412.08721.9169.0711

15、7.73（3）内力组合 内力组合按“公预规”第 4.1.2 条规定进行，当恒载产生的效应与活载产生的效应 同号时，则荷载组合； 14 . 12 . 1QGjSSS弯矩（KN.m）剪力（KN）荷载类别跨中点4L支点跨中点4L恒载（ GS）566.6424.95129.07064.53公路级（） QS428.58321.22117.7348.8177.021.2恒载679.92509.94154.88077.441.4公路 级600.01449.71164.8268.33107.83控制设计内 力1279.93959.65319.768.33185.27三.预应力钢筋的设计 (一) 预应力钢筋截面积的估算 按承载能力极限状态来估算,这时预应力钢筋达到抗拉设计强度,混凝土达到抗压设计强度. 先张法预应力混凝土空心板可近似地简化按下列公式来估算预应力钢筋的面积:yAyjc hRMr由得取设计经验系数,则=yAyjc hRMrhMrNjc y76. 0yNhMrjc KN05.233910