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1、桥梁工程课程设计1. 设计资料桥梁地理位置为佛山南庄（行人密集）1.1 桥面净空 净 10.5+21.0m人行道1.2 主梁跨径和全长标准跨径 =20.00m(墩中心距离)计算跨径 =19.50m(支座中心距离)主梁全长 L=19.96m(主梁预制长度)1.3 设计荷载 公路级荷载 ，人群荷载标准值为3kN/ 1.4 材料C30混凝土，主筋用热轧钢筋，；其他用热轧R235钢筋。材料容重取值：沥青混凝土面层容重21kN/m3 水泥混凝土垫层容重23kN/ m3 钢筋混凝土T梁及其翼板的容重25kN/ m31.5 桥面铺装边缘最小厚度共8cm，其中水泥混凝土垫层6cm，沥青混凝土表处2cm。桥面横
2、坡为2%，又水泥混凝土垫层调整。1.6 计算方法极限状态法（承载能力极限状态；正常使用极限状态）1.7 结构尺寸 参考原有标准图纸尺寸，选用如图（1.1）所示，其中横梁用七根 图（1.1）T型梁桥纵段面及横断面图（单位cm）一、行车道板计算计算如图所示的T梁翼板，荷载为公路二级，桥面铺装为13.25cm，其中水泥混凝土垫层11.25cm，沥青混凝土2cm。1.恒载及其内力（1）每延米上的恒载g：沥青混凝土面层： 0.021.021= 0.42C30号混凝土垫层：（0.06+0.06+5.250.02）/21.023=2.5875T梁翼板：恒载合计为：5.76（2）每延米宽板条的恒载弯矩悬臂板的
3、悬挑长度：弯矩：剪力：2、公路-II级汽车荷载产生的内力（1）铰接板的有效分布宽度公路级：以重车后轮作用于铰缝轴线上为最不利荷载布置，此时两边的悬臂板各承受一半的车轮荷载，按铰接板计算行车道板的有效宽度如图（2.2）所示由桥规得a2=0.2m，b2 =0.8m，桥面铺装厚度为13.25cm，则有： （2）每延米板条的活载弯矩依据桥规，汽车荷载的局部加载及在T梁、箱梁悬臂板上的冲击系数采用0.3，既=0.3。则作用于每米宽板条上的弯矩为：作用于每米宽板条上的剪力为：3、设计弯矩计算按承载能力极限状态进行内力组合弯矩： 剪力： 按正常使用极限状态进行内力组合作用短期效应组合：弯矩： 剪力： 作用长
4、期效应组合：弯矩： 剪力： 所以，行车道板的设计内力为：-20.89kN*m VG=44.976KN4、配筋计算（1）基本参数C30水泥混凝土：；热轧HRB335：假设钢筋截面重心到截面受拉边缘距离：有效高度为：相对界限受压区高度：（2）求受压区高度x由式 （2-1）代入数据得 解得 （3）求所需的钢筋面积As 由式 （2-2） 代入数据可得 （4）选择并布置钢筋 取板的受力钢筋为10，可得10钢筋间距=100mm时，单位板宽的钢筋。悬臂板钢筋布置如图2-3。混凝土保护层厚度取30mm，则,。截面实际配筋率为 根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTJ D62-2004规定，对行车道板
5、布置分布钢筋6，间距=200mm。二、主梁内力计算1 荷载横向分布计算 （1）计算几何特性 计算主梁抗弯惯距和抗扭惯距截面面积：A=0.3902m2； 形心位置（距底边缘）：ax=0.412m抗弯惯距： 抗扭惯距：.计算横隔梁抗弯惯距和抗扭惯距横隔梁长取两边主梁轴线距离，即 根据理论分析结果，值可按之比值由表可查计算得：，所以： 截面面积A=0.5028m2形心位置(距底边缘)：ax = 0.222m抗弯惯距： 抗扭惯距：按G-M法利用计算机程式输入相关数据电算得出各主梁荷载横向影响线坐标值，如下表：荷载横向影响线（G-M法）坐标值主梁号单位荷载作用位置（梁中线）合计1#2#3#4#5#6#7
6、#8#1#0.4280.3200.2210.1340.061-0.001-0.057-0.1091.02#0.3200.2660.2060.1460.0900.038-0.010-0.0571.03#0.2210.2060.1860.1550.1180.0780.038-0.0011.04#0.1340.1460.1550.1550.1410.1180.0900.0611.0绘制横向分布影响线（如下图），求横向分布系数。按公路-级和人群荷载标准值设计，计算各梁的横向分布系数：汽车荷载：1号梁 2号梁 3号梁 4号梁 人群荷载： 1号梁 2号梁 3号梁 4号梁 （2）梁端剪力横向分布系数计算（按
7、杠杆法）公路级 m1汽=1/20.43=0.215 m2汽=1/21=0.5 m3汽=1/2（1+0.2）=0.6 m4汽=1/2（1+0.2）=0.6人群荷载 m1人=1.422 m2人=0 m3人=0 m4人=02.恒载内力计算(1)恒载：假定桥面构造各部分重量平均分配给各土梁承担，计算如下。主梁：横隔梁：对于边主梁： 对于中主梁：桥面铺装层：沥青混凝土：0.021.621=0.67（KN/m）混凝土垫层：0.11251.623=4.14（KN/m）所以人行道每延米长的重力：作用于边主梁的全部恒载g为：g=9.76+0.71+0.25+4.81=15.53(KN/m)作用于中主梁的全部恒载
8、为：=9.76+1.42+4.81=15.99(KN/m)计算边主梁弯矩和剪力，有： 边主梁恒载内力内力截面位置x剪力Q（KN）弯矩M（KNm）X=0151.420X=l/475.71553.62X=l/20738.16中主梁恒载内力内力截面位置x剪力Q（KN）弯矩M（KNm）X=0155.900X=l/477.95570.02X=l/20760.02（2）活载内力计算a.荷载横向分布系数汇总梁号荷载位置公路级人群荷载备注边主梁跨中支点0.450.2150.451.422G-M法计算杠杆法计算中主梁2跨中支点0.4450.5000.330G-M法计算杠杆法计算中主梁3跨中支点0.430.60.
9、220G-M法计算杠杆法计算中主梁4跨中支点0.4850.60.280G-M法计算杠杆法计算b.计算边主梁公路级荷载的跨中弯矩和l/4处弯矩。简支梁的基频： 式中：结构的计算跨径，=19.5m E混凝土弹性模量，E=3.0 结构跨中截面的惯矩，=0.06627 结构跨中处单位长度质量（=G/g），=15.539.81=1. 58将以上数值代入公式，可得：=4.634Hz根据公路桥涵设计通用规范（JTG D602004），当1.5Hzf14Hz时，则可得： =1，双车道不折减。公路级车道荷载的值和值按公路级相应值=0.7510.5KN/m=7.88 KN/m， =0.75180（1+）=166.
10、5KN。 跨中：=1/819.519.5=45.7 y=l/4=4.875m1/4跨：=319.519.5/32=35.6 y=l/16=1.22m故得： =1.2610.45（7.8845.7+166.54.875） =664.41KN m =1.2610.45（7.8835.6+166.51.22） =274.23KN m c.计算边主梁人群荷载的跨中弯矩和l/4处弯矩。 =0.45（30.75）45.7=46.27KN m =0.45（30.75）35.6=36.05KN md.计算中主梁2公路级荷载的跨中弯矩和l/4处弯矩。 =1.2610.445（7.8845.7+166.54.87
11、5）=657.03KN m =1.2610.445（7.8835.6+166.51.22）=271.19KN me.计算中主梁2人群荷载的跨中弯矩和l/4处弯矩。 =0.33（30.75）45.7=33.93KN m =0.33（30.75）35.6=26.43KN mf.计算中主梁3人群荷载的跨中弯矩和l/4处弯矩。 =1.2610.43（7.8845.7+166.54.875）=634.88KN m =1.2610.43（7.8845.7+166.51.22）=305.17KN mg.计算中主梁3人群荷载的跨中弯矩和l/4处弯矩。 =0.22（30.75）45.7=22.62KN m =0
12、.22（30.75）35.6=17.62KN mh.计算中主梁4人群荷载的跨中弯矩和l/4处弯矩。 =1.2610.485（7.8845.7+166.54.875）=716.09KN m =1.2610.485（7.8845.7+166.51.22）=344.20KN mi计算中主梁4人群荷载的跨中弯矩和l/4处弯矩。 =0.28（30.75）45.7=28.79KN m =0.28（30.75）35.6=22.43KN m弯矩组合表（单位：KNm）梁号内力恒载人群汽车1.2恒+1.4（汽+人）1738.1646.27664.411880.744553.6236.05274.231098.7362760.0233.93657.03
