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1、桥梁工程课程设计 2017-8-181桥梁工程课程设计专 业：土木工程（道桥方向）班 级： 20111042 班 学生姓名： 文双庆 学 号： 2011104227 指导教师：汪 峰 桥梁工程课程设计 2017-8-182一、确定纵断面、横断面形式，选择截面尺寸以及基本设计资料1 桥面净宽：净 721.0荷载： 公路级人群 23.kNm人行道和栏杆自重线密度- 5.0kNm2 跨径及梁长：标准跨径 13bL计算跨径 2.4主梁全长 963 材料钢筋：主筋用 HRB400 级钢筋，其他用 HPB335 级钢筋混凝土：C40，容重 ;325kNm桥面铺装采用沥青混凝土；容重 32k4.构造形式及截
2、面尺寸梁高: 1.0hm梁间距：采用 5 片主梁，间距 1.8m。采用三片横隔梁，间距为 6.2m梁肋：厚度为 18cm桥面铺装：分为上下两层，下层为 C25 砼，路缘石边处厚 6.0cm ；上层为沥青砼，5.0cm。桥面采用 1.6%横坡。桥梁横断面及具体尺寸：（见作图）桥梁工程课程设计 2017-8-183二、确定主梁的计算内力(一)计算结构自重集度（如下表）边 主 梁中 主 梁边 主 梁中 主 梁主 梁横 隔 梁桥 面 铺 装 层栏 杆 和 人 行 道合 计10.12.8.85.96gkNm2 01. 325.40k054kNm31.73.627.4.67g 428.905.5i k61
3、43726igNm（二）计算自重集度产生的内力（如下表）内 力截 面 位 置 剪 力 Q（ kN） 弯 矩 M（ kN.m）0x4l215.2493.715.648.0015.241.28.4598.67注：括号（）内值为中主梁内力值根据计算经验，边梁荷载横向分布系数大于中梁，故取边梁进行计算分析。桥梁工程课程设计 2017-8-184（三）支点处（杠杆原理法）由图可求得荷载横向分布系数：汽车荷载： 10.32oqm人群荷载： r（四）跨中处（修正刚醒横梁法）1、主梁的抗弯惯性矩 Ix平均板厚： 1021Hcm08827.61xa c桥梁工程课程设计 2017-8-1852 23 344111
4、06217.868107.86397.580.9xIcm2、主梁的抗扭惯性矩 TiI对于 T 形梁截面，抗扭惯性矩计算如下：见下表. 3i iiIcbt分 块 名 称翼 缘 板 180 11 0.0007986腹 板 89 18 0.303 0.001573 0.0023716iiicTiI3.计算抗扭修正系数主梁的间距相等，将主梁近似看成等截面，则得% o7 z . k 21TiGlIEa其中：It-全截面抗扭惯距Ii -主梁抗弯惯距 , s8 ?$ K r4 v- y) L-计算跨径G-剪切模量 G=0.4E -主梁 I 至桥轴线的距离ia计算得 满足 0.94614.采用修正后的刚醒横梁
5、法计算跨中荷载横向分布系数 此桥有刚度强大的横隔梁，且承重结构的跨宽比为：12.96.4258lB故可近似按偏心压力法来计算横向分布系数 mc，其步骤如下：（1） 、求荷载横向分布影响线竖标本桥梁各根主梁的横截面均相等，梁数 n=5，梁间距为 1.80m，则：桥梁工程课程设计 2017-8-1865222213451 3.iaam按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值521iijiena表示单位荷载 P=1 作用于 j 号梁轴上时，i 号梁轴上所受的作用，计ij算如下表 梁号 1121 0.5784 0.3892（2） 、画出边主梁的横向分布影响线，并按最不利位置布置荷载，如图计算荷载横向分
6、布系数：绘制横向分布系数影响线图，然后求横向分布系数。由公式可以求出边主梁跨中横向分布系数：0.51oqm62r据分析可知，边主梁四分点处的横向分布系数与跨中横向分布系数相同。5.计算均布荷载和内力影响线面积计算值如表：333类 型截 面 公 路 - 级 均 布 荷 载（ kN） 人 群 （ kN） 影 响 线 面 积 （ m或 平方 米 ） 影 响 线 图 示2lM4l0Q1.57.8. 219.8l23456.l桥梁工程课程设计 2017-8-1876.计算公路-级中集中荷载 kP计算弯矩效应时： 360180.752.4517.2k kN计算剪力效应时： 1.2.kPkN7.取冲击力系数
7、 0.58.计算跨中弯矩和四分点弯矩因双车道不折减，故 ，计算结果如下表：1截 面 荷 载 类 型汽 车 7.875 157.2 1.15 0.51519.22（ 3.1） 378.26人 群 3 0.621 19.22 35.81汽 车 7.875 157.2 1.15 0.51514.415（ 2.325） 283.69人 群 3 0.621 14.415 26.85跨 中四 分 点()krqNm或 (kP)cmy或 ()SkNm9.计算支点截面汽车荷载最大剪力横向分布系数变化区段长度为 6.2m，变化区段荷载重心处影响线竖标0.83y即：桥梁工程课程设计 2017-8-18800=1+2
8、6.578.551.30.8246kccaQqmykN均 （ ）k0=1+.5.38.6417iPy集 （ ）02.7.=9.QkN均 集10.计算支点截面人群荷载最大剪力 0026.6131.6230.8rcrcramqqykN（五）主梁内力组合计算结果见下表：剪 力 （ kN）四 分 点 跨 中 梁 端1 自 重 218.4 291.2 93.932 汽 车 283.69 378.26 96.93 人 群 26.85 35.81 16.24 689.318 919.111 266.52弯 矩 （ kN.m）荷 载 类 别序 号 .(1).420.()S三、确定横隔梁的计算弯矩（一）确定作用
9、在跨中横隔梁上的计算荷载对于跨中横隔梁的最不利布载如图所示：桥梁工程课程设计 2017-8-189纵向一列车轮对于中横隔梁上的计算荷载为：11(qPy)(7.856.2157.2)2203.kNok根据经验可知：2、3 号主梁间横隔梁间的横隔梁弯矩最大，故取 2、3 号梁间的横隔梁中间的截面为计算截面。（二）绘制中横隔梁的弯矩影响线按修正偏心压力法求，计算横向分布影响线图如下：桥梁工程课程设计 2017-8-1810P=1 作用于 1 号梁轴上时 1150.784,.2.5.9ddP=1 作用于 2 号梁轴上时 122.3,0.61.0.54P=1 作用于 5 号梁轴上时 1.7812.d有已
10、学的影响线只是可知 的影响线必定在计算截面处有突变，绘出影响rM线。（三）截面内力计算将求得的计算荷载 在相应的影响线上按最不利布载，对于汽车荷载并计oqP入冲击力系数 ：11.503.042694oqMkNm（四）内力组合（鉴于横隔梁的自重很小，计算时忽略不计）基本组合： max01.469.237.1MkNm四、行车道板的内力计算（一）结构自重及其内力（按纵向 1m 宽的板条计算）1.每延米板上的结构自重 g桥面铺装层： 13.67kNmT 梁翼缘自重： 24g桥梁工程课程设计 2017-8-1811总计： 128.3gkNm2.每米宽板条的恒载内力 22018.130.67gMl kNm
11、.59AQ（二）可变荷载效应将车辆荷载后轮作用于铰缝轴线上，后轴作用力为 P=140KN，轮压分布宽度如图所示。桥梁工程课程设计 2017-8-1812车辆荷载后轮着地长度为 a2=0.20m，宽度为 b2=0.60m，则a1=a2+2H=0.20+2(0.02+0.09)=0.42mb1=b2+2H=0.60+2(0.02+0.09)=0.82m荷载对于悬臂根部的有效分布宽度：a=a1+d+2 0=0.48+1.4+20.81=3.5ml由于这是汽车荷载局部加载在 T 梁的翼板上，故冲击系数取1+ =1.3。作用于每米宽板条上的弯矩为：1min, 0(1)()4pbPMla2.8.3.416
12、0kNm作用于每米宽板条上的剪力为： 2().36.454.ApPQkNa（三）.内力组合根据作用效应组合的规定，基本组合计算如下： 1.2.4(1.267.410)25.6AgApMkNm599Q桥梁工程课程设计 2017-8-1813所以，行车道板的设计内力为： 25.60AMkNm4.9AQkN五、支座选择、支座尺寸的拟定及验算主梁采用 C40 混凝土，支座处梁肋宽度为 30cm，梁两端采用等厚的橡胶支座。支座反力为： ，其中结构自重引起的支座反力标准值245.0ckRN，公路-级汽车荷载引起的反力标准值 ，人群荷载97.2ckRN 143.ckRN引起的反力标准值为 ，汽车荷载和人群荷载作用下产生的跨中挠度7.ck，温差 。0.4fcm36tC（一）.确定支座平面尺寸选定支座的平面尺寸为 ，采用中间层橡胶片厚度218036abcm0.5tcm1.计算支座的平面形状系数 S3609.582.5182abSt2.计算其弹性模量 225.4.109.5487.3jeEGSMPa3.验算其承压强度
