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1、目录一桥梁工程课程设计任务书11. 设计题目普通钢筋混凝土简支空心板梁桥设计12. 设计条件及参数1二构造形式及尺寸要求2三空心板毛截面几个特性计算21 毛截面面积 A22 空心板毛截面对其重心轴的惯性矩 I 3四作用效应计算31 永久作用效应计算32 可变作用效应计算43 作用效应组合10五普通钢筋数量估算及布置121 普通钢筋数量的估算及布置12六换算截面几何特性计算141 换算截面面积 As142 换算截面重心位置143 换算截面惯性矩 I0144 换算截面弹性抵抗矩14七承载能力极限状态计算141 跨中截面正截面抗弯承载力计算142 截面抗剪承载力计算16八持久状况正常使用极限状态计算
2、171 持久状况正常使用极限状态下裂缝宽度验算172 持久状况正常使用极限状态下挠度验算18桥梁工程课程设计任务书1.设计题目普通钢筋混凝土简支空心板梁桥设计2. 设计条件及参数2.1 桥面净空净 9m。2.2主梁跨径和全长标准跨径：lb=30.00m (墩中心距离)；计算跨径：l=29.60m (支座中心线距离)；主梁全长：l全=29.96m (主梁预制长度)。2.3设计荷载公路一以I级，人群荷载3.0KN/m2。2.4材料钢筋：主筋用 HRB335 钢筋，其他的用 R235 钢筋；混凝土： C40；铰缝为C30细集料混凝土；桥面铺装采用C30沥青混凝土；栏杆及人行道板为 C25 混凝土。2
3、.5计算方法：极限状态法。2.6 结构尺寸根据桥面净宽自行确定。2.7 设计依据(1) 公路工程技术标准(JTG B01-2003)(2) 公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004),简称桥规；(3) 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004),简称公预规;(4) 公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ 024-85),简称基规参考文献：混凝土简支梁(板)桥第三版易建国编二构造形式及尺寸要求桥面净空为净1.5m+4.5m+4.5m+1.5m,全桥宽采用8块C40的预制预应力混凝土空心板， 每块空心板宽125cm，高105cm，空心板全长29.96m。采用后张法施工工
4、艺。C40混凝土空 心板的fck=26.8MPa, ftk=2.4MPa, ftd=1.65MPa。全桥空心板横断面布置如图2-1，每块空心板 截面及构造尺寸见图 2-2。97OZPr1三空心板毛截面几个特性计算1 毛截面面积 A由 CAD 查看截面特性功能可知，毛截面面积为：A=8524.2 (cm2) 铰缝面积为： A=87.5(cm2)2空心板毛截面对其重心轴的惯性矩I由CAD查看截面特性功能，查看图2-2可知，毛截面惯性矩为:1=1.0586 X107cm4)=1.0586X1011 (mm4)1 永久作用效应计算11空心板自重(第一阶段结构自重)备g1=AXr=8524.2X10-4
5、X25=21.311(KN/m)12 桥面系自重(第二阶段结构自重) g2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。 桥面铺装采用等厚度10cm的沥青混凝土，则全桥宽铺装每延米重力为：0.1X7X23=16.1(KN/m)上述自重效应应是在各空心板形成整体后，再加至桥板上的，精确地说由于桥梁横向弯 曲变形，各板分配到的自重效应应是不相同的，本例为计算方便近似按各板平均分担来考虑， 侧每块空心板分摊到的每延米桥面系自重为：g2=12x2+16-1 = 5.013 (KN/m)13 铰缝自重(第二段结构自重)8 g3g3=(87.5+1X105)X10-4X24=0.462
6、(KN/m)由此得空心板每延米总重力 g 为：g=gi=21.311KN/m (第一阶段结构自重)gd=g2+g3=5.013+0.462=5.475 (KN/m)(第二阶段结构自重)11g=：Egi=g+g=21.311+5.4752=26.786 (KN/m)由此可计算出简支空心板永久作用(自重)效应，计算结果见表 4-1空心板自重效应汇总 表 4-1项目 作用种类作用gi(KN/m)计算跨 径 l (m)作用效应M (KNm)作用效应V (KN)跨中(丄刃2 )81跨4(旦彳2)32支点(丄刃)2丄跨(丄刃)44跨中gI21.31119.601023.35767.52208.85104.
7、420gH5.47519.60262.91197.1853.6626.830g= gI+孙26.78619.601286.26964.70262.50131.2502可变作用效应计算在本课设设计中汽车荷载采用公路I级荷载，它由车道荷载及车辆荷载组成。桥规 规定桥梁机构整体计算采用车道荷载。公路I级的车道荷载由qk=7.875 (KN/m)的均布 荷载和Pk=l80 +(3618)(1965 ) x 0.75=178.8 (KN)的集中荷载两部分组成。按照规范在计算剪力效应时，集中荷载标准值Pk应乘以1.2的系数，即计算剪力时PJ =1.2Pk=1.2X178.8=214.56(KN)按桥规车道
8、荷载的均布荷载应满布于使结构产生最不利效应的同号影响线上，集中 荷载标准值只作用于相应影响线中一个最大影响线峰值处。多车道桥梁上还应考虑多车道折 减，双车道的折减系数为 1，并且不得小于双车道的荷载效应。2.1汽车荷载横向分布系数计算空心板跨中和 L/4 处的荷载横向分布系数按照交接法计算，支点处按杠杆原理法计算。 支点至 L/4 点之间的荷载横向分布系数按直线内插求得。2.1.1跨中及L/4处的横向分布系数计算 首先计算空心板的刚度参数Y：丫 =宓(耳25.8Z2公式4-14G/f I1丁 I1=1.0586X107 (cm4) =1.0586X1011 (mm4) It=9.8845 X
9、106(cm4)=9.8845 X 1010(cm4) b=100(cm)=1000(mm) l=19.60(m)=19600(mm) 将以上数据带入公式4-1，得：1.0586x 10111000Y = 5.8 xx ()2 = 0.01617r9.8845 x 1Oio 19600丿求得刚度参数Y后，即可按其查公路桥涵设计手册一梁桥(上册)(徐光辉版)第一篇 附录(二冲8块板的铰接板荷载横向分布影响线表，由Y = 0.01及Y = 0.02内插得Y = 0.01617 的 1 号至4号板在车道荷载作用下的荷载横向分布影响线值，计算结果列于表 4-2中。由表 4-2 画出各板的横向分布影响线
10、，并按横向最不利位置布载，求得两车道情况下的各板横向分所以布系数。各板的横向分布影响线及横向最不利布载见图 4-1。由于桥梁横断面结构对称 只需要计算 1 号至 4 号板的横向分布影响线坐标值。各板荷载横向分布影响线坐标值表表 4-2B1Or-lelow = - =fe.=rclo108口BHO6SSS3Im-匸BLTCIS3ICIHJ板号作用位置1234567810.2210.1860.1480.1190.0980.0840.0750.07020.1860.1820.1570.1270.1050.0900.0790.07530 1480 1570 1610 1430 1180 1010 09
11、00 08440.1190.1270.1430.1520.1390.1180.1050.098A.-i If一 900/2 一一 900/2 L0WBUil 皿些L#3-S310?图4-1各板横向分布影响线及横向最不利布载图（尺寸单位：m）各板荷载横向分布系数计算如下（参照图 4-1）1 号板： 两行汽车：m 尸12 汽=2（0.181+0.131+0.106+0.084） =0.251 汽2i汽 2人群荷载：m 人=2 仏人=0.22+0.07=0.292 号板：两行汽车：m =12V 汽=1(0.18+0.14+0.113+0.09) =0.262汽2 i汽 2人群荷载：m 人迈 兔人=0
12、.186+0.075=0.2613 号板：两行汽车：m =丄、”=丄(0.158+0.153+0.128+0.101)=0.27汽 2i汽 2人群荷载：m 人迈兔人=0.148+0.084=0.2324 号板：两行汽车：m =丄、”=丄(0.129+0.15+0.147+0.117)=0.272汽2汽2人群荷载：m 人=丫 兔人=0.119+0.098=0.217各板横向分布系数计算结果汇总于表4-3。由表4-3可知：两行汽车荷载作用时，4号板 的横向分布系数最不利。为设计和施工方便，各空心板设计成统一规格，同时考虑到人群荷 载与汽车荷载效应组合，因此，跨中和L/4处的荷载分布系数偏安全地取下
13、列数值：m =0.272汽m =0.290人 各板荷载横向分布期数汇总表 4-3横向分布系数1234m汽10.2520.2600.2720.27m人00.2910.2620.2370.212.1.2车道荷载作用于支点处的荷载横向分布系数计算支点处的荷载横向分布系数按杠杆原理法计算。由图4-2 ， 34号板的横向分布系数计算 如下：图4-2支点处荷载横向分布影响线及最不利布载图3?4号5#汽车荷载：m =丄X 1.0 = 0.5 汽2 人群荷载： m =02.1.3支点到L/4处的荷载横向分布系数 按直线内插法求得。空心板凳额荷载横向分布器书汇总于表 4-4。空心板的荷载横向分布系数表 4-4-
14、.总用位置作用种类跨中至L/4处支点汽车何载0.2720.500人群何载0.29002.2汽车荷载冲击系数计算桥规规定汽车荷载的冲击力标准值为汽车荷载标准值乘以冲击系数口。口按机构基 频f的不同而不同，对于简支板桥： 兀Ieif =：-当 fV1.5Hz 时，口 =0.5 ；当 f14Hz 时，口 =0.45 ；当 1.5HzWfW14Hz 时，口 =0.1767 In f-0.0157。式中：L结构的计算跨境（m）；E结构材料的弹性模量（N/m2 ）；Ic结构跨中截面的截面惯性矩（m4）；mc结构跨中的单位长度质量（KN/m，当换算为重力单位时为Ns2/m2）,叫=G/g；G结构跨中处每延米结构重力（N/m）
