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1、桥梁工程课程设计 桥梁工程课程设计第1章 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）21.5（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按5.0 KN/m计，结构重要性系数为。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：直径时采用HRB335钢筋。 直径时采用Q235钢筋。1.1.4设计规范公
2、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，本桥取，则梁高为2.0m，并按照2.0m计算。1.2.2 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：腹板交接处通常取不小于主梁高的，即=0.1667m，本设计取0.24m，翼缘悬臂端取0.16m。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
3、左右，即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)1.3 设计概述在进行桥梁设计时，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
4、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/m横隔梁边主梁=1.50()()625/29.4=0.806kN/m中主梁=20.806=1.61
5、2kN/m桥面铺装层(含防水层)=0.047.0023+0.5（0.10+0.03）7.0024/5=3.472kN/m栏杆和人行道=4.52/5=1.80kN/m合计边主梁=23.178kN/m中主梁=23.984kN/m2.1.2、恒载内力：中主梁恒载集度为边主梁恒载集度为在恒载作用下，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，图2.2：控制截面图示、 中主梁： ： ： ：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： ： ： ： ：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
6、截面面积内力剪力Q(kN)弯矩m(kNm)x=0边主梁340.710中主梁325.570x=边主梁255.541095.62中主梁264.421133.71x=边主梁170.361878.20中主梁176.281943.51x=边主梁85.182347.75中主梁88.142429.39x=边主梁02504.27中主梁02591.35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=0.361=1.486图2.8：2#梁支点处横向影响线及布载图=1=0.5 =0图2.8：3#梁
7、支点处横向影响线及布载图=（+）=0.558 =02.2.2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：=3.272 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n=5,梁间距为1.80m,则：1#粱的横向影响线竖标值为： =+=0.60=0.40=-0.20=(4.90+3.10+1.80)=0.544=(5.40+)=0.697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： =+=0.40 =0=(6.70+4.90+3.60+1.80)=0.472=(7.20+)=0.449图2.10：2#梁中垮横向影响线及布载图3#粱的横向影响
8、线竖标值为： =+0=0.20 =0=0.2=4)=0.4=0.2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1# 5#跨中mc0.5440.697按“偏心压力法”梁端mo0.3611.486按“杠杆原理法”2# 4#跨中mc0.4720.449按“偏心压力法”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。
9、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、冲击系数和车道折减系数的确定2.3.1、冲击系数的确定：砼强度C40， 截面形心的确定： 主梁抗弯惯性矩确定： (1)汽车荷载冲击系数 简支梁的自振频率为：介于 和之间，桥规规定 冲击系数按下式计算： 式中：计算跨径，m；混凝土弹性模量，；梁跨中截面惯性矩，；结构跨处的单位长度质量，；结构跨中处延米结构重力，；重力加速度，。、边主梁： 冲击系数：、中主梁 冲击系数： 计算结果如表2.4所示
10、表2.4：主梁冲击系数梁边主梁0.2017中主梁0.19912.3.2、车道折减系数的确定：根据文献2，车道折减系数取值如表2.5所示：表2.5：横向折减系数车道数2345678折减系数1.000.780.670.600.550.520.502.4、控制截面活载内力计算：设计荷载：公路级,人群3.5KN/m2，则 =1.502.4.1、影响线计算：本设计取1号梁为计算对象，主要控制截面为梁跨支点、跨中及四分点。主要控制截面内力影响线由桥梁电算软件计算所得，因为所得影响线是曲线，为简化计算，用直线代替曲线，所得控制截面影响线如图5.11图2.6所示：表2.6：均布荷载和内力影响线面积计算类型截面
11、公路-级(kN/m)人群(kN/m)影响线图式10.50.75=7.8753.51.5=5.257.8755.257.8755.257.8755.257.8755.257.8755.257.8755.257.8755.257.8755.257.8755.252.5、车道荷载内力计算：2.5.1、弯矩计算：（取为计算范例）1#梁跨中:将以上数据代入下式得人群荷载(max)：1#梁处:将以上数据代入下式得人群荷载(max)：1#梁处:将以上数据代入下式得人群荷载(max)：1#梁处：将以上数据代入下式得人群荷载(max)：1#梁支点处将以上数据代入下式得人群荷载(max)：2#梁跨中：公路-II级
12、车道荷载：人群荷载(max)：2#梁处将以上数据代入下式得人群荷载(max)：2#梁处将以上数据代入下式得人群荷载(max)：2#梁处将以上数据代入下式得人群荷载(max)：2#梁支点处将以上数据代入下式得人群荷载(max)：3#梁跨中：公路-II级车道荷载：人群荷载(max)：3#梁处将以上数据代入下式得人群荷载(max)：3#梁处将以上数据代入下式得人群荷载(max)：3#梁处将以上数据代入下式得人群荷载(max)：3#梁支点处将以上数据代入下式得人群荷载(max)： 2.5.2、计算支点截面汽车荷载最大剪力1#梁跨中处：车道荷载剪力计算： 人群荷载剪力计算： 1#梁处：车道荷载剪力计算： 人群荷载剪力计算： 1#梁处：车道荷
