桥梁工程课程设计计算书

1、桥梁工程课程设计专 业：土木工程（道桥方向）班 级： 2011 班学生姓名： 周欣树_学 号：_指导教师：_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：净一7 2 1.0荷载：公路一级人群一3.0 kN m2人行道和栏杆自重线密度-5.0kN；m2.跨径及梁长：标准跨径Lb- 13m计算跨径L =12.40m主梁全长L= 12.96m3.材料钢筋：主筋用 HRB400 级钢筋，其他用 HPB335 级钢筋混凝土： C40,容重25kN . m3；桥面铺装采用沥青混凝土；容重23kN m34.构造形式及截面尺寸梁高:h =1.0m梁间距：采用 5 片主梁，间距 1.8

2、m。米用三片横隔梁，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）二、确定主梁的计算内力（二）计算自重集度产生的内力（如下表）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。（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：mq十=0.333人群何载：mr = r=1.222（四）跨中处（修正刚醒横梁法）1主梁的抗弯惯性矩lx平均板厚：H冷10 12 =11cm= 3291237.5&

3、m4= 0.03291m4主梁的抗扭惯性矩lTi对于 T 形梁截面，抗扭惯性矩计算如下：见下表3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P =_1_? ? ?GI2瓦I.1 1 12E a2ih其中：刀 It -全截面抗扭惯距li?-主梁抗弯惯距？ ？L-计算跨径G-剪切模量 G=0.4Eai-主梁 I 至桥轴线的距离计算得2=0.946 1满足4采用修正后的刚醒横梁法计算跨中荷载横向分布系数右162 113162 11 27.86-11 18 100318 100-27.862 12 22、此桥有刚度强大的横隔梁，且承重结构的跨宽比为：故可近似按偏心压力法来计算横向分布系数

4、m，其步骤如下:计算剪力效应时：Pk1.2 157.188.64kN(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：按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值j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， 计算如下表梁号10.57840.3892(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：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

5、积计算值如表:6计算公路-U级中集中荷载Pk计算弯矩效应时：Pk=0.75 180360-18012.4 -5=157.2kN_50-57取冲击力系数二-0.158计算跨中弯矩和四分点弯矩因双车道不折减，故匸-1，计算结果如下表：9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 竖标即：10计算支点截面人群荷载最大剪力（五）主梁内力组合计算结果见下表：三、确定横隔梁的计算弯矩（一）确定作用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：纵向一列车轮对于中横隔梁上的计算荷载为：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

6、、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：P=1 作用于 1 号梁轴上时 卄0.5784,15=0.1784P=1 作用于 2 号梁轴上时12=0.3892,22=0.2946P=1 作用于 5 号梁轴上时150.1784有已学的影响线只是可知Mr的影响线必定在计算截面处有突变， 绘出影响线。（三） 截面内力计算将求得的计算荷载Poq在相应的影响线上按最不利布载，对于汽车荷载并计入冲击力系数1：（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：Mmax=0 1.4 169.4 =237.16kN.m四、

7、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：g1=3.67 kN mT 梁翼缘自重：g4.46kN m总计：g =g1g2=8.13kN m所以，行车道板的设计内力为:MA一-25.60kN.mQA= 44.94kN2.每米宽板条的恒载内力(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。车辆荷载后轮着地长度为 a2=0.20m，宽度为 b2=0.60m，则ai=a2+2H=0.20+2X(0.02+0.09)=0.42mbi=b?+2H=0.60+2X(0.02+0.09)=0.82m

8、荷载对于悬臂根部的有效分布宽度：a=ai+d+2io=O.48+1.4+2 x0.81=3.5m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：作用于每米宽板条上的剪力为：所以，行车道板的设计内力为:MA一-25.60kN.mQA= 44.94kN(三)内力组合根据作用效应组合的规定，基本组合计算如下：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：Rck=245.05kN，其中结构自重引起的支座 反力标准值忍=97. kN,公路-级汽车荷载引起的反力标准值Rck43

9、.1kN,人群荷载引起的反力标准值为也=7.44kN,汽车荷载和人群荷载作用下产生的跨中挠度f = 0.74cm，温差t =36 C。（一）.确定支座平面尺寸选定支座的平面尺寸为a b=18 2360cm2，采用中间层橡胶片厚度t = 0.5cm1.计算支座的平面形状系数S2.计算其弹性模量3.验算其承压强度一一6807kPa=10000kPa（合格）0.18 0.20 -j（二）.确定支座厚度1.主梁的计算温差为t=36 C温度变形由两端的支座均摊，则每一支座承受的水平位移爲为a b222.为了计算汽车荷载引起的水平位移 S，先要确定每一支座上的制动 力HT，对于 12.4m 的桥跨，一个设

10、计车道上公路-H 级车道荷载总重为：7.875 12.4 157.2 =254.85kN，其制动力标准值为254.85 10%=25.5kN；按桥规，不得小于90kN。经比较，取总的制动力为90kN参与计算，5 根梁总共有 10 个支座，每个支座的水平力为103.确定需要的橡胶片总厚度te不计汽车制动力:te_2. ：g =2 0.354 = 0.708cm计入汽车制动力:te-0.616cm0.7一 瓦2Geab桥规的其他规定：te_ 0.2a = 3.6cm选用 4 层钢板和 5 层橡胶片组成的支座，上下橡胶片厚0.25cm,中间层厚 0.5cm,薄钢板厚 0.2cm,则：橡胶片总厚度：t

11、e=3 0.5 2 0.25 = 2cm 0.708cm并乞3.6cm4.支座总厚：h =te4 0.2 =2.8cm（三）.验算支座的偏转情况1. 支座的平均压缩变形为：按桥规的规定，尚应满足Q.m兰0.7te，即0.0347cm岂0.7t0.14cm（合格）2. 计算梁端转角二设子结构自重作用下，主梁处于水平状态。已知汽车及人群22即:0.0347 cm18 0.0019= 0.0171（合格）荷载作用下跨中挠度f二0.74cm，3.验算偏转情况（四）验算抗滑稳定性1.支计算温度变化引起的水平力2验算稳定性贝 U：50.625kN 17.92kN（合格）以及: 讥=0.3 97.2 =29

12、.16kN 1.4HT=8.92kN（合格）结果表明，支座不会发生滑动。（五）.支座选配选用GJZ 300 400 47（CR）六、计算配筋（一）.主梁计算配筋1 号梁 Md 值最大，考虑到设计施工方便，并留有一定的俺去储 备，故按1 号梁计算弯矩进行配筋。设钢筋的保护层为 3cm,钢筋重心至底边距离为 a=18cm 则主梁 的有效高度为h。二h-a=82cm。已知边主梁跨中弯矩Md= 919.111kN.m。翼 缘计算宽度bf= 180cm。1.判断截面类型故为第一类 T 形截面。2.计算受拉钢筋截面面积As解得：X =0.034m ： bh0=0.46m米用 8 根直径为 28mm 的钢筋，As二4926mm2钢筋布置见图。故配筋率满足要求。3.主梁斜截面承载力计算根据桥规，在钢筋混凝土梁的支点处，至少有两根并不少于总根 数 20%的下层受拉钢筋通过。初步拟定梁底两根钢筋通过。经验算，需通过配置腹筋来抗剪，计算结果见下表：（二）横隔板计算配筋1经验可知，跨中 2、3 号梁接头处，弯矩最大。以其为标准进行计 算配筋。取as=80mm h0= 8 0 08 0 7r2r0设计弯矩为：Mu =237.16kN.m近似以b =0.16 0.1 =0.155m22.计算受拉钢筋面积As解得：:s=0