桥梁工程课程设计1

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1、塔城大桥计算说明书第一部分 桥梁计算第一章 方案比选（一）设计资料公路级，人群3.0kN/桥面宽度：净7.0m+21.0m人行道,20.5m防撞墙表层为2-3m不等厚强风化泥岩，下为中分化泥岩，可作为基础的持力层，容许承载力为1.0MPa桥位处为干沟，常年无水桥面纵坡：0.5%桥面采用沥青混凝土桥面铺装，厚6cm。防水层，C40钢筋水泥混凝土，厚度为14cm8cm。混凝土桥面设双向横坡，坡度为1.5%。为了排除桥面积水，桥面设置预制混凝土集水井和10cm铸铁泄水管，每20m设置一处。方案一：3跨40m预应力钢筋混凝土先简支后连续T梁（详细见总体布置图（推荐方案）1、方案简介 本方案为钢筋混凝土

2、土先简支后连续T梁。全桥分3跨，每跨均采用标准跨径40m。桥墩为桩基桥墩，桥台为埋置式桥台。桥墩直径为150cm，桩基直径为180cm。桥台桩基直径为180cm。2、尺寸拟定 本桥拟用T梁，净跨径为40m。T梁顶宽为170cm，高为250cm，由5块T梁组成。方案二： 20+80+20米预应力钢筋混凝土连续钢构桥（详细见总体布置图（比较方案）1、方案简介 本方案为钢筋混凝土连续钢构桥。全桥分3不等跨，桥墩为双薄壁桥墩，桥台为埋置式桥台，桩基直径为120cm，承台厚度为300cm。2、尺寸拟定 本桥拟用连续箱梁，桥面行车道宽7.5m，人行道两边为1.0米，两边各设0.5m的栏杆，箱中部高为300

3、cm，底部最高为500cm，底宽为550cm。（三）技术经济比较和最优方案的选定对编制方案：从施工工艺上比较：T梁施工技术比较成熟，而连续钢构的施工工艺比较先进，而且施工难度较大；从施工的合理性和可行性比较：由于本项目为公路级，为减小项目的投资以及加快施工的进度,40米T梁比连续钢构更适用于本次设计；从养护和管理的费用上比较， T梁养护的养护和管理比连续钢构的养护和管理简单且费用少。从工程数量以及费用上来讲T梁主梁、基础钢筋、混凝土的用量比连续钢构节省。综上所述，采用编制方案（一），即3跨40m预应力混凝土先简支后连续T梁为推荐方案（实施方案）。第二章 预应力T梁的计算一、资料及构造布置（一）

4、设计资料 1、桥梁跨径及桥宽标准跨径：40m（墩中心距），全桥共：120米，分3跨，主梁预制长度：39.96m，桥面净空：净7.5米，21.0栏杆，20.5米防撞墙计算跨径：38.88m。2、设计荷载公路级，人群荷载3.0kN/m，栏杆重量7.718 kN/m，防撞墙重11.680kN/m3、材料及工艺本桥为预应力钢筋混凝土T型梁桥，锥形锚具；按后张法制作主梁预留预应力钢丝孔道，由=50mm抽拔橡胶管形成。预应力钢铰线：预应力钢筋采用17股钢绞线，其技术见表2-1。表2-1种类直径弹性模量抗拉设计强度抗压设计强度标准强度15.215.20mm1.95MPa1260MPa390MPa1860MP

5、a2）非预应力钢筋：R235和HRB335 表2-2钢筋种类弹性模量抗拉设计强度抗压设计强度标准强度R2352.110 MPa195MPa195 MPa235 MPaHRB3352.010 MPa280 MPa280 MPa335 MPa3）混凝土：T梁C50、桥面混凝土铺装层C40；栏杆、人行道为C25；桥面面层为沥青混凝土。混凝土技术指标见表2-3。 混凝土技术指标 表2-3种 类设 计 强 度标 准 强 度弹 性 模 量（MPa）轴心抗压（MPa）轴心抗拉（MPa）轴心抗压（MPa）轴心抗拉（MPa）C2511.51.2316.71.782.8C4018.41.6526.82.403.2

6、5C5022.41.8332.42.653.554、设计规范1、 中华人民共和国行业标准.公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）2、 中华人民共和国行业标准.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）3、 中华人民共和国行业标准.公路圬工桥涵设计规范（JTG D61-2005）4、 中华人民共和国交通部颁标准.公路地基与基础设计规范.（JTJ024-86）5、 中华人民共和国交通部颁标准.公路桥涵施工技术规范.（JTJ041-2000）（二）横截面布置本设计采用公路桥涵标准40米跨径的定型设计，根据经验，主要尺寸大致定下，下图为本桥横断面布置图以及截面尺寸图

7、2-1。1、主梁间距与主梁片数全桥宽10.5米，主梁间距1.50米,因此共设5片主梁，根据一些资料，主梁的梁高选用2.50米详细布置见下图2-2： 2-2 中梁横断面 边梁横断面2、横截面沿跨长的变化，该梁的翼板厚度不变，马蹄部分逐渐抬高，梁端处腹板加厚到与马蹄等宽。3、计算截面几何特性(中梁)分块名称分块面积分块面积形心至上缘距离分块面积对上缘静矩分块面积的自身惯矩分块面积对截面形心的惯矩123=21456=17=4+6上翼板3400103400012000093.429660104 29780104上承托600251500036545678.43687936 4053392腹板390011

8、745630015362540-13.6721344 16083884下三角375202.575937.517864-99.13682804 3700667.75马蹄2100232.5488250214375-129.135000301 3521467610375106948888832723.75其中截面形心至上缘距离：4、检验截面效率指标（希望在0.5以上）上核心距：下核心距：截面效率指标：表明以上初拟的主梁跨中截面是合理的。（三）横隔梁的布置由于主梁很长，为了减小跨中弯矩的影响，全梁共设了9道横隔梁，分别布置在跨中截面、两个四分点、两个八分之一点、两个八分之三及梁端。考虑施工方便和钢筋布

9、置，横隔梁厚度上端为16cm，下端为15cm。二、作用效应计算作用效应的计算包括永久作用计算和可变作用效应的计算。（一）永久作用效应计算1、T梁自重（第一阶段结构自重）g12、桥面系自重（第二阶段结构自重）g2人行道及防撞墙重力单侧：7.718+11.6819.398（kN/m)桥面铺装：每延米自重：0.1757.52330.188(kN/m)由此得空心板每延米总重力g为：g=g1=25.938(kN/m) （第一阶段结构自重）g=g2=13.394(kN/m) （第二阶段结构自重）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2-4。永久作用效应汇总表 表2-4 项目作用种类作用g

10、i(KN/m)计算跨径l(m)作用效应M(KNm)作用效应V(KN)跨中()跨()支点()跨()跨中g25.39838.884799.125 3599.344 493.737 246.869 0g13.79638.882606.848 1955.136 268.194 134.097 0g= g+ g39.19438.887405.973 5554.480 761.931 380.966 0（二）可变作用效应计算1、冲击系数和车道折减系数对公路级为1+u,其他活载不计。以下为荷载横向分布系数的计算： （1）跨中截面的荷载横向分布系数mc 本桥跨内有三道横隔梁，具有可靠的横向联结，且承重结构的长

11、宽比为： 所以可选用偏心压力法来绘制横向影响线和计算横向分布系数m。a. 计算主梁抗扭惯矩求主梁截面重心位置翼板的换算平均高度： 对于T梁截面式中bi和ti相应为单个矩形截面的宽度和厚度； ci矩形截面抗扭刚度系数mi梁截面划分成单个矩形截面的块数。主梁抗扭惯矩计算查表： 对于翼板 0.1，查表得对于梁肋 0.1，查表得由公式得b.计算抗扭修正系数其中，与主梁n有关的系数，查表，n=5时，=1.042，并取G=0.4E c.按偏心压力法计算横向影响线竖标值 求出1号梁在两个边主梁的横向分布影响线竖标值为： 计算荷载横向分布系数。 因为本工程为T型主梁，采用偏心压力法，由此可得1号梁的横向分布系

12、数最大，故只需计算1号梁的横向分布系数，主梁共设7片主梁，为了施工方便，所以边跨和中跨采用的配筋相同，即为都采用1号梁的配筋。设零点至1号梁位的距离为x，则，解得x=7.52m。公路级： 汽车荷载 人群荷载2、活载作用内力计算内力1）弯矩由汽车作用在一块板上的内力数值，可以按截面内力一般公式计算，即：式中：1+冲击系数，与桥梁自振频率有关,式中：l结构计算跨径（m）； E结构材料弹性模量（N/m2）； Ic结构跨中截面截面惯矩（m4）； mc结构跨中处的单位长度质量（kg/m，当换算为重力单位时为Ns2/m2），mc=G/g； G结构跨中处每延米结构重力（N/m）； g重力加速度，g=9.81

13、m/s2。有前面得则f=2.40HZ，由1.5 HZ15 HZ,得=0.1767f-0.0157=0.125,因此1+=1.139； 多车道桥涵汽车荷载折减系数，按公路桥涵设计通用规范规定两行车队取1.0，四行取0.67，本设计取两行车道； m沿桥跨纵向与荷载位置对应的横向分布系数； P公路级车道荷载；汽车荷载采用公路荷载，它由车道荷载和车辆荷载组成。桥规规定桥梁结构整体计算采用车道荷载。由公路荷载由qk=7.875(KN/m)的均布荷载和Pk=236.6(KN)的集中荷载两部分组成。而计算剪力效应时，均布荷载Pk=1.2236.6=284.0KN。公路级汽车作用下弯矩：跨中弯矩（见图2-3）为：不计冲击系数计入冲击系数图2-3四分之一点处的弯矩（见图2-4）为：不计冲击系数：计入冲击系数：图2-4公路级汽车作用下剪力：跨中剪力（见图2-5）图2-5不计冲击系数：计入冲击系数：由公路级作用下四分之一点处的剪力（见图2-6） 图2-6不计冲击系数：计入