桥梁工程设计结果

1、学学 号：号： 20101003938中国地质大学中国地质大学课课 程程 设设 计计题题 目目30 米跨简支梁桥设计学学 院院工程学院专专 业业土木工程（地建与道桥）班班 级级052105d姓姓 名名汤武丰指导教师指导教师李丽平2013 年6月26日桥 梁 工 程 课 程 设 计 052105 汤 武 丰 20101003938 1目 录1. 设计说明.21.1 设计项目.21.2 主要技术规范和参考文件 .22. 截面设计.33. 主梁内力计算.43.1 恒载内力计算.43.1.1 结构自重集度计算表 .43.1.2 恒载内力计算 .43.2 汽车人群荷载内力计算： .53.3 主梁内力组合

2、： .134. 横隔梁内力的计算.144.2.1 确定作用在中横隔梁上的计算荷载 .154.2.2 绘制横隔梁的弯矩影响线 .154.3 绘制中横隔梁的剪力影响线： .174.4 截面内力计算（公式同前） 。 .175. 行车道板的计算.18桥 梁 工 程 课 程 设 计 052105 汤 武 丰 20101003938 21. 设计说明设计说明1.11.1 设计项目设计项目装配式钢筋混凝土简支梁桥上部结构（不含人行道和栏杆）的设计计算。1、跨径：30m 计算跨径：29.16m 梁全长：29.96m 主梁高：2m 桥面净空：净7m 人行道宽：21.0m 梁 数：42、荷载汽车：公路级人群荷载：

3、3.5 KN/m2栏杆：每侧 1.52KN/m人行道：3.6KN/m桥面铺装采用底层为 25 号混凝土，缘石边处厚 4cm，横坡 1.5%，面层采用4cm 等厚沥青混凝土。3、主要材料及工艺1） 混凝土：主梁用 50 号，人行道、栏行、桥面均 25 号。2） 钢筋：凡直径大于或等于 12 毫米者用级钢筋：直径小于 12 毫米者一律级钢筋。3） 材料容重按公路桥涵设计通用规范采用。钢材特性及基本数据见公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范各条。1.21.2 主要技术规范和参考文件主要技术规范和参考文件（1） 公路工程技术标准 （JTGB001-2003）（2） 公路桥涵设计通用规范 （JTGD

4、60-2004）（3） 公路圬工桥涵桥涵设计规范 （JTGD61-2005）（4） 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTGD62-2004）（5） 公路桥涵地基与基础设计规范 （JTGD63-2007）（6）邵旭东主编.桥梁工程.人民交通出版社.2007桥 梁 工 程 课 程 设 计 052105 汤 武 丰 20101003938 32. 截面设计截面设计ZCT 梁横截面图ZC纵断面图ZC横断面图桥 梁 工 程 课 程 设 计 052105 汤 武 丰 20101003938 43. 主梁内力计算主梁内力计算3.13.1 恒载内力计算恒载内力计算3.1.13.1.1 结构自重集度

5、计算表：结构自重集度计算表：主梁mKNg/88.162525. 2)216. 012. 0(0 . 218. 01对于边主梁mKNg/89. 016.29/255216. 018. 05 . 01218. 025. 2)216. 012. 0(8 . 12横隔梁对于中主梁mKNg/78. 189. 0212桥面铺装层30.050.1025(0.04 7 237 24)/ 44.81/2gKN m 栏杆和人行道mKNg/56. 24/ )26 . 3252. 1 (对于边主梁16.880.894.812.5625.14/gKN m合计对于中主梁16.88 1.784.812.5626.03/gK

6、N m3.1.23.1.2 恒载内力计算：恒载内力计算：0 x 2lx 4lx 剪力()Q kN025.14229.16366.54Q 120Q6 .1712/04/1 QQ边主梁弯矩(/)M kN m00M1/22125.14829.162672.09M1/4129.1625.142429.16(29.16)1876.54M中主梁剪力()Q kN026.03229.16379.51Q 120Q1 .1782/04/1 QQ桥 梁 工 程 课 程 设 计 052105 汤 武 丰 20101003938 5弯矩(/)M kN m00M 1/22126.03829.162766.68M1/412

7、9.1626.032429.16(29.16)1947.44M3.23.2 汽车人群荷载内力计算：汽车人群荷载内力计算：3.2.13.2.1 荷载位于支点处各梁的汽车、人群荷载分布系数：荷载位于支点处各梁的汽车、人群荷载分布系数：在横向影响线上按最不利位置布载汽车横向轮距为 1.8 米，两列汽车车轮的横向最小间距为 1.3m，车轮距人行道缘石最少为 0.5m。 ZC杠杆原理法计算横向分布系数（单位：cm）、梁433. 0)033. 0833. 0(2120qqm28. 10rm、梁、梁、梁桥 梁 工 程 课 程 设 计 052105 汤 武 丰 20101003938 6 6 . 0)2 .

8、00 . 1 (2120qqm00rm3.2.23.2.2 荷载作用于跨中时的人群、汽车荷载横向分布系数：荷载作用于跨中时的人群、汽车荷载横向分布系数：（俢正偏心压力法）（俢正偏心压力法）计算截面参数：翼缘平厚度： 1421612中性轴到上顶面的距离：52.58186181422510718618714225截面的抗弯惯性矩：47223cm105882. 27-52.582251452.58-1071861818618121）（）（xI截面的抗扭惯性矩：T 形截面的抗扭惯性矩近似为各矩形截面抗扭惯性矩之和，即： 31mTii iiIcbt式中：和相应为单个矩形截面的宽度和厚度； 矩形截面抗扭刚

9、度系数，根据 t/b 比值按表计算； t/b10.90.80.70.60.50.40.30.20.10.1c0.1410.1550.1710.1890.2090.2290.2500.2700.2910.3121/3 梁截面划分成单个矩形截面的块数。翼缘： 查表得：062. 0225/14/bt1 3c 腹板： 查表得：097. 0186/18/bt1 3c 桥 梁 工 程 课 程 设 计 052105 汤 武 丰 20101003938 7453310071. 2181863/1142253/1cmIT横向影响线竖标值公式： 其中：211iiiienniiiiiIea IIa I2121111

10、2inTiiniiGlIEa I由于各主梁截面相同，主梁间距相同，公式化为： 其中：211iieniieana211TGIlEIB：主梁根数； 桥宽与主梁根数有关的系数，如表所示。n45671.0671.0421.0281.021查表得： 取 G=0.425E。得：067. 13125.252)2/25. 2()31 (22212niia 号梁在两个边主梁位置处的横向影响线的竖标值：669. 03125.25375. 3375. 393. 04111169. 03125.25375. 3375. 393. 04114 号梁在两个边主梁位置处的横向影响线的竖标值：389. 03125.25375

11、. 3125. 193. 041212411.125 3.3750.930.111425.31250.930桥 梁 工 程 课 程 设 计 052105 汤 武 丰 20101003938 8绘出荷载横向分布影响线，并按最不利位置布载：汽车横向轮距为 1.8 米，两列汽车车轮的横向最小间距为 1.3m，车轮距人行道缘石最少为0.5m。计算荷载的横向分布系数： 号主梁：汽车荷载：桥 梁 工 程 课 程 设 计 052105 汤 武 丰 20101003938 9 623. 0)022. 0239. 0369. 0615. 0(2121qcqnm人群荷载：740. 0rcqm 号主梁：汽车荷载：

12、358. 0)001. 0132. 0226. 0356. 0(2121qcqnm人群荷载：432. 0rcqm3.2.33.2.3 汽车人群作用效应的计算：汽车人群作用效应的计算：公式：(1)iiSm Py 对于汽车荷载，将集中荷载直接布置在内力影响线数值最大的位置，其计算公式为：(1) ()ckikiSm qm P y 汽对于人群荷载，公式为： =crSm q 人汽车荷载冲击系数。计算：简支梁单根主梁： 20.6752Am40.25882cIm0.6725 2516.88/GN m322/16.88/9.811.721 10/G gNsmC50 混凝土 E 取1025 10/N m 102

13、33.145 100.258825.062 29.161.721 10fHz 因为：1.514HzfHz 所以：0.1767ln0.01570.1767ln5.060.01570.271f桥 梁 工 程 课 程 设 计 052105 汤 武 丰 20101003938 10 (1+)=1.271。车道折减系数。 双车道 查表得：1跨中横向分布系数；cm汽车车道荷载中，每延米均布荷载标准值；kq弯矩，剪力影响线的面积；沿桥跨纵向与集中荷载位置对应的横向分布系数；im车道荷载中的集中荷载标准值；kP沿桥跨纵向与荷载位置对应得内力影响线坐标值；iy纵向每延米人群荷载标准值。rq均布荷载和内力影响线面

14、积计算：公路I级均布荷载（kN/m）人群(kN/m)影响线面积（或 m）2m影响线图式12M10.53.52221129.1688106.29lm 14M10.53.522233323229.1679.72lm 12Q10.53.51129.16220.53.65m 14Q10.53.513124429.162.73m 桥 梁 工 程 课 程 设 计 052105 汤 武 丰 20101003938 110Q10.53.511 29.16214.58m 公路级中集中荷载的计算：kP计算弯矩效应时：360 18018029.165276.64505kPkN计算剪力效应时：1.2 276.6433

15、1.97kPkN跨中，四分之一处的弯矩，剪力计算：()S kNmkN或梁号截面荷载类型或kqrqKN/mkP()kN(1)cm或 yiSS106.290883.72公路I 级10.5276.6401.2710.6237.2801594.702478.4212M人群3.50.740106.290275.2979.720672.39公路I 级10.5276.6401.2710.6235.4601213.311885.7014M人群3.50.74079.720206.473.65030.79公路I 级10.5331.9701.2710.6230.500133.33164.1212Q人群3.50.74

16、03.6507.542.73018.65公路I 级10.5331.9701.2710.6230.750138.38157.0314Q人群3.50.7402.7307.07106.290507.82公路I 级10.5276.6401.2710.3587.280916.381424.2012M人群3.50.432106.290160.7179.720386.38公路I 级10.5276.6401.2710.3585.460697.221083.6014M人群3.50.43279.720120.543.65017.69公路I 级10.5331.9701.2710.3580.50076.62108.2

17、412Q人群3.50.4323.6505.522.73010.72公路I 级10.5331.9701.2710.3580.75079.5290.2414Q人群3.50.4322.7304.13支点处截面剪力计算：桥 梁 工 程 课 程 设 计 052105 汤 武 丰 20101003938 12ZC1 号主梁支点剪力计算图ZC2 号主梁支点剪力计算图桥 梁 工 程 课 程 设 计 052105 汤 武 丰 20101003938 13梁号荷载类型或kqrq(/)kN mkP()kN(1)cm0ma或 y0Q均()kN0Q集()kN0rQ()kN0Q()kN14.580115.24公路I 级1

18、0.5276.6401.2710.6230.4330.916152.25267.49人群3.50.7401.2807.3300.91644.1214.58080.50公路I 级10.5276.6401.2710.3580.6000.916210.97291.47人群3.50.4320.0007.3300.91616.973.33.3 主梁内力组合：主梁内力组合：承载力极限状态结构重力对结构不利1.21.40.8 1.4adSSSS人自重汽正常使用极限状态短期效应组合0.71.0adSSSS人自重汽（不计冲击力）正常使用极限状态长期效应组合0.40.4adSSSS人自重汽（不计冲击力）梁号荷载类

19、别弯矩()kNm剪力()kN四分点跨中梁端四分点跨中结构自重1876.52672.10.0171.60.0汽车荷载1885.72478.40.0157.0164.1人群荷载206.5275.30.07.17.5Sud5123.06984.60.0433.7238.2Ssd3121.54312.40.0265.297.9Sld2552.53562.20.0223.854.7结构自重3277.92766.70.0178.10.0汽车荷载1083.61424.20.090.2108.2人群荷载120.5160.70.04.15.5Sud5585.55493.90.0344.7157.7Ssd3995

20、.23711.80.0231.965.1桥 梁 工 程 课 程 设 计 052105 汤 武 丰 20101003938 14Sld3667.13279.20.0208.236.34. 横隔梁内力的计算横隔梁内力的计算4.1 偏心压力法计算横隔梁内力：（公式）偏心压力法计算横隔梁内力：（公式） 纵向一列汽车车道荷载轮重分布给该横隔梁的计算荷载： 1111()22oqkkkkPqP yqP y 上式中：按杠杆原理计算的纵向荷载影响线面积。 布置在中横隔梁上时，所对应的按杠杆原理计算的纵向1ykP荷载影响线竖坐标值，为 1。 横隔梁任意截面处的内力计算公式：1、荷载 P=1 位于截面左侧时 111

21、211R1riiriMR beRbeQRR 左左2、荷载 P=1 位于截面右侧时 112212RriiriMR bRbRbQRR左左 上式中：横隔梁任意截面处的弯矩和剪力。rMr和Q e荷载 P=1 至所求截面的距离。 支承反力至所求截面的距离。ibiR 表示涉及所求截面以左的全部支承反力的总和。Ri左用上述的计算荷载在横隔梁某截面的内力影响线上按最不利位置加载，就可以得横隔梁在该截面上的最大（最小）内力值：桥 梁 工 程 课 程 设 计 052105 汤 武 丰 20101003938 15 (1)oqSP 上式中：横隔梁内力影响线竖标： 通常可近似地取用主梁的冲击系数=0.200 和=1

22、值。、4.2 横隔梁内力计算：横隔梁内力计算： 4.2.14.2.1 确定作用在中横隔梁上的计算荷载：对于跨中横隔梁确定作用在中横隔梁上的计算荷载：对于跨中横隔梁的最不利布置如图所示的最不利布置如图所示：纵向一列车轮对于横隔梁的计算荷载为：计算弯矩时：11(10.57.25 2 1.0276.64 1.0)176.3822oqPkN 计算剪力时：11(10.57.25 2 1.0 1.2 276.64 1.0)204.0522oqPkN 4.2.24.2.2 绘制横隔梁的弯矩影响线绘制横隔梁的弯矩影响线桥 梁 工 程 课 程 设 计 052105 汤 武 丰 20101003938 16： P

23、=1 作用在 1 号梁轴上时 1 2M10.475Mr P=1 作用在 4 号梁轴上时 40.165Mr P=1 作用在 2 号梁轴上时 20.173Mr：P=1 作用在 1 号梁轴上时 2 3M11.075Mr P=1 作用在 6 号梁上时 40.474Mr P=1 作用在 5 号梁上时 50.489Mr桥 梁 工 程 课 程 设 计 052105 汤 武 丰 20101003938 174.34.3 绘制中横隔梁的剪力影响线：绘制中横隔梁的剪力影响线： P=1 作用在计算截面右时1Q右11ii右P=1 作用在计算截面左时111ii右： P=1 作用在计算截面右时2Q右212iii右P=1

24、作用在计算截面左时2121iii右4.44.4 截面内力计算（公式同前）截面内力计算（公式同前） 。 内力组合()kN m或kN(1)oqP()kN或ijM1Q右()kN m或kN承载力极限状态正常使用极限状态1 2M1.2711176.381.042233.59327.03128.652 3M1.2711176.382.4538.03753.24296.321Q右1.2711204.051.043270.50378.70148.982Q右1.2711204.051.763457.23640.12251.82桥 梁 工 程 课 程 设 计 052105 汤 武 丰 20101003938 185. 行车道板的计算行车道板的计算5.1 力学模型力学模型由于主梁翼缘之间采用铰接缝连结，可将其简化为铰接悬臂板；5.2 结构自重及其内力（按纵向结构自重及其内力（按纵向 1m 宽的板条计算）宽的板条计算）桥面铺装为 4cm 的沥青表面处治，平均 7.625cm 厚的砼垫层。 1、每延米