河南理工桥梁工程课程设计说明书

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1、 桥梁工程课程设计说明书桥梁工程课程设计说明书作 者 姓 名： 专业、班级 ： 道桥 学 号 ： 指 导 教 师： 设 计 时 间： 河 南 理 工 大 学Henan Polytechnic University目 录40m 跨径分离式预应力混凝土简支梁桥设计1.1 设计资料及构造布置11.1.1 设计资料11.1.2 横截面布置11.1.3 横截面沿跨长的变化41.1.4 横隔梁的设置41.2 主梁作用效应计算.51.2.1 永久作用效应计算51.2.2 可变作用效应计算71.2.3 主梁作用效应组合161.3 横隔梁计算181.3.1 确定作用在跨中横隔梁上的可变作用181.3.2 跨中横

2、隔梁的作用效应影响线181.3.3 截面作用效应计算221.4 行车道板计算241.4.1 悬臂板荷载效应计算241.4.2 连续板荷载效应计算251.5 支座计算301.5.1 选定支座的平面尺寸301.5.2 确定支座的厚度311.5.3 验算支座的偏转311.5.4 验算支座的抗滑稳定性3240m 跨径分离式预应力混凝土简支梁桥设计1.1 设计资料及构造布置1.1.1 设计资料1.桥梁跨径及桥宽标准跨径：40m(墩中心距离)；主梁全长：39.96m计算跨径：39.00m桥面净空：净11.25m+0.5m+0.75m+20.5m=13.5m2.设计荷载公路I 级，每侧防撞护栏的重力作用为

3、4.99kN/m。3.材料及工艺混凝土：主梁 C50，桥面铺装用 C30； 预应力钢筋采用公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范（JTG D622004的15.2 钢绞线，每束 6 根，全梁配 7 束，。 s1860pkfMPa普通钢筋直径大于和等于 12mm 的采用 HRB335 钢筋；直径小于 12mm 的均采用R235 钢筋。按后张法工艺制作主梁，采用内径 77mm 的预埋波纹管和夹片锚具。4.设计依据（1）交通部颁公路工程技术标准（JTG B012003），简称规范；（2）交通部颁公路桥涵设计通用规范（JTG D602004），简称桥规；（3）交通部颁公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵

4、设计规范（JTG D622004），简称公预规。（4）姚玲森主编，桥梁工程（第二版)，人民交通出版社，2008 年。（5）易建国主编，混凝土简支梁（板）桥，人民交通出版社，2006 年。1.1.2 横截面布置1.主梁间距与主梁片数主梁间距通常随梁高与跨径的增大而加宽为经济，同时，加宽翼板对提高主梁截面效率指标很有效，故在许可条件下可适当加宽 T 梁翼板。取主梁翼板为 2700mm,由于宽度较大，为保证桥梁的整体受力性能，桥面板采用现浇混凝土刚性接头，因此主梁的工作截面有两种：预施应力、运输。吊装阶段的小截面（）和运营阶段的大1800ibmm截面（）。净11.25m+0.5m+0.75m+20.

5、5m 的桥宽选用 5 片主梁，如图 1-12700ibmm所示图 1-1 结构尺寸图 （尺寸单位：mm）2.主梁跨中截面主要尺寸拟定（1）主梁高度预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在，标准设计中高115 1 25跨比约在，当建筑高度不受限制是，增大梁高往往是较经济的方案。故取主118 119梁高度为 2400mm。（2）主梁截面细部尺寸T 梁翼板的厚度主要取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求，还应考虑能否满足主梁受弯时上翼板受压的强度要求。故 T 梁的翼板厚度取 150mm,翼板根部加厚到 250mm以抵抗翼缘根部较大的弯矩。在预应力混凝土梁中腹板内主拉应力较小，腹板厚度翼板由布置预

6、制孔管的构造决定，同时，腹板厚度不宜小于其高度的 1/15，故取腹板厚度为 200mm。马蹄尺寸基本由布置预应力钢束的需要确定，设计实践，马蹄面积占截面总面积的10%20%为合适。因此，初拟马蹄宽度为 550mm，高度 300mm,马蹄与腹板交接处作三角过度，高度 150mm，以减小局部应力。按照以上拟定的外形尺寸，就可绘制出预制梁的跨中截面图（图 1-2）图 1-2 跨中截面尺寸图 （尺寸单位：mm）（3）计算截面几何特性将主梁跨中截面划分成五个规则图形的小单元，截面几何特性列表计算，见表 1-1跨中截面几何特性计算表跨中截面几何特性计算表 表表 1-1注：大毛截面形心至上缘距离：86616

7、6.585.02()10187.5i s iSycmA 小毛截面形心至上缘距离：8556041.586.86()8837.5i s iSycmA （4）检验截面效率指标（希望在 0.5 以上）上核心矩： 7333559147.72()10187.5 (24085.02)s xIkcmA y 下核心矩： 7333559186.98()10187.5 85.02x sIkcmA y 截面效率指标：47.7286.980.560.5240sxkk h表明以上初拟的主梁跨中截面时合理的。1.1.3 横截面沿跨长的变化如图 1-1 所示，本设计主梁采用等高形式，横截面的 T 梁翼板厚度沿跨长不变。梁端部

8、区段由于锚头集中力的作用而引起较大的局部应力，也为布置锚具的需要，在距梁端 1980mm 范围内将腹板加厚到与马蹄同宽。马蹄部分为配合钢束弯起而从六分点附近（第一道横隔梁处）开始向支点逐渐抬高，在马蹄抬高的同时腹板宽度亦开始变化。1.1.4 横隔梁的设置为减小对主梁设计起主要控制作用的跨中弯矩，在跨中设置一道横隔梁；当跨度较大时，应设置较多的横隔梁。本设计在桥跨中点和三分点、六分点、支点处设置七道横隔梁，其间距为 6.5m。端横隔梁的高度与主梁同高，厚度为上部 260mm，下部 240mm；中横隔梁高度为 2150mm，厚度为上部 180mm，下部 160mm。详见图 1-1 所示。1.2 主

9、梁作用效应计算根据上述梁跨结构纵、横截面的布置，并通过可变荷载作用下的梁桥荷载横向分布计算，可分别求得各主梁控制截面（一般取跨中、四分点、变化点截面和支点截面）的永久作用和最大可变作用效应，然后再进行主梁作用效应组合。考虑篇幅所限，仅列出边主梁的具体计算，另外两跨中主梁仅列出最终计算结果。1.2.1 永久作用效应计算1.永久作用集度（1）预制梁自重跨中截面段主梁的自重（六分点截面至跨中截面，长 13m）10.88375 25 13287.22()GkN马蹄抬高与腹板变宽段梁的自重（长 5m）2(0.88375 1.493625) 25/ 2 5148.59()GkN支点段梁的自重（长 1.98

10、m）31.493625 25 1.9873.93()GkN边主梁横隔梁中横隔梁体积：30.17 (2.0 1.70.5 1 0.50.5 0.15 0.175)0.2315()m 端横隔梁体积：30.25 (2.15 0.5250.5 0.065 0.325)0.2926()m故半跨内横隔梁重力：4(2.5 0.2315 1 0.2926) 2521.78()GkN 预制梁永久作用集度1(287.22 148.5973.9321.78)/19.9826.60(/)gkN m注：另两跨中梁的永久作用集度1(287.22 148.5973.9321.78 2)/19.9827.69(/)gkN m

11、（2）二期永久作用现浇 T 梁翼板集度50.15 0.9 253.38(/)GkN m边梁现浇部分横隔梁一片中横隔梁（现浇部分）体积：30.17 0.45 2.00.15300()m一片端横隔梁（现浇部分）体积：30.25 0.45 2.250.253125()m故： 6(5 0.153002 0.253125) 25/39.960.79(/)GkN m 铺装8cm 混凝土铺装：0.08 14 2528.00(/)kN m5cm 沥青混凝土铺装：0.05 14 2316.10(/)kN m若将桥面铺装均摊给七片主梁，则：7(28.00 16.10)/76.30(/)GkN m栏杆两侧防撞护栏：

12、4.99/kN m若将其均摊给七片主梁，则：8(4.994.99) 2/72.85(/)GkN m边梁二期永久作用集度：23.380.796.302.8513.32(/)gkN m2.永久作用效应设为计算截面离左支座的距离，并令，主梁弯矩和剪力的计算公式分别为：x/x l21(1)2Ml g1(1 2 )2Qlg永久作用效应见表 2-1（边主梁）、表 2-2（跨中主梁） 1 1 号梁永久作用效应号梁永久作用效应 表表 2-12-1作 用 效 应跨中 0.5四分点 0.25锚固点7N 0.03704支点 0.0弯矩()kN m5057.333793.00721.540 一 期 剪力()kN025

13、9.35480.27518.70弯矩()kN m2532.471899.35361.310 二 期 剪力()kN0129.87240.50259.74弯矩()kN m7589.805692.351082.850剪力()kN0389.22747.50778.442 2、3 3 号梁永久作用效应号梁永久作用效应 表表 2-22-2作 用 效 应跨中 0.5四分点 0.25锚固点7N 0.03704支点 0.0弯矩()kN m5264.563948.42751.110 一 期 剪力()kN0269.98499.96539.96弯矩()kN m2682.662012.00382.740 二 期 剪力(

14、)kN0137.57254.76275.15弯矩()kN m7947.225960.421133.850剪力()kN0407.55754.72815.111.2.2 可变作用效应计算（修正刚性横梁法）1.冲击系数和车道折减系数按桥规4.3.2 条规定，结构的冲击系数与结构的基频有关因此要先计算结构的基频。简支梁桥的基频可采用下列公式估算：10223.143.45 100.75333.27()22 392596.20ccEIfHzlm其中： 31.01875 25 102596.20(/)9.81cGmkg mg根据本桥的基频可计算出汽车荷载的冲击系数：0.17670.01570.194Inf按桥规4.3.1 条规定，当车道大于两车道时，需要进行车道折减 ，三车道折减22%，所以在进行可变作用效应计算时需要进行车道折减。2.计算主梁的荷载横向分布系数（1）跨中的荷载横向分布系数cm本设计桥跨内设五道横隔梁，具有可靠的横向联系，且承重结构的长宽比为：39.002.9213.5l B所以可按修正的刚性横梁法来绘制横向影响线和计算横向分布系数。 cm计算主梁抗扭惯矩 TI对于 T 形梁截面，抗扭惯矩可近似按下式计算：31mTii i iIcbt其中：、相应为单个矩形截面的