桥梁 课程设计

1、成 绩 桥梁工程课程设计科目名称 桥梁工程 学生姓名 学生学号 24 所在院系 土木工程学院 任课教师 徐州工程学院印制目录一·设计资料3二·主梁的计算4 1·横向分布系数计算.4 2·恒载内力计算7 3·活载内力计算.10 4.荷载组合14三·横隔梁内力计算.19四·行车道板内力计算22五·设计依据与参考书24六·小结.25一、设计资料1、设计荷载：公路II级，人群荷载3KN/2、桥面净空：净人行道；3、主梁跨径和全长：标准跨径LB=16m计算跨径LP=15.5m主梁全长L全=15.96m4、材料混凝土

2、：C25钢筋：主钢筋，弯起钢筋和架立钢筋用级，其它用I级。桥面铺装：沥青混凝土6cm，C40防水混凝土10cm；5、桥梁纵横断面及主梁构造 横断面共5片主梁，间距1.6m。纵断面共5道横梁，间距3.875m。尺寸拟定见图，T梁的尺寸见下表：T形梁尺寸表（单位：m）主梁计算主梁梁肋横隔梁横隔梁横隔梁翼板翼板长度跨径高度宽度高度宽度间距厚度宽度15.9615.501.300.181.000.150.163.8750.080.141.60桥梁横断面图桥梁纵断面图主梁断面图 横梁断面图二、主梁的计算（一）横向分布计算1、当荷载位于支点处时，应按杠杆原理法计算荷载横向分布系数。首先绘制1号梁和2号梁的荷

3、载横向影响线，如图所示。再根据公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004）规定，再横向影响线上确定荷载沿横向最不利的布置位置。例如，对于车辆荷载，规定的车轮横向轮距为1.8m，两列汽车车轮的横向最小间距为1.3m，车轮矩离人行道缘石最少为0.5m。如图所示：所以：车辆荷载 人群荷载 由此可得1号梁在车辆荷载和人群荷载作用下的最不利荷载横向分布系数分别为：（5号梁和1号梁等同）同理可得2号梁在车辆荷载和人群荷载作用下的最不利荷载横向分布系数分别为：（4号梁和2号梁等同）同理可得3号梁在车辆荷载和人群荷载作用下的最不利荷载横向分布系数分别为：2、当荷载位于跨中时，因此可按偏心压力法计算荷载横向分

4、布系数。本桥各根主梁的横截面积均相等，梁数n=5根，梁间距为1.6m，则：1号梁横向影响线的竖标值为：由和绘制1号梁横向影响线，如图所示，图中按公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004）规定确定了汽车荷载的最不利荷载位置。进而由和计算横向影响线的零点位置，在本题中，设零点至1号梁位的距离为x，则：零点位置已知后，就可求出各类荷载相应于各个荷载位置的横向影响线竖标值。设人行道缘石至1号梁轴线的距离为，则：于是，1号梁的荷载横向分布系数可计算如下（以分别表示影响线零点至汽车车轮和人群荷载集度的横坐标距离）：车辆荷载：人群荷载：同理可得2号梁的荷载横向分布系数：车辆荷载：人群荷载：同理可得3号梁

5、的荷载横向分布系数：车辆荷载：人群荷载：同理可得4号梁的荷载横向分布系数：车辆荷载：人群荷载：同理可得5号梁的荷载横向分布系数：车辆荷载：人群荷载：（二）恒载内力计算1、恒载集度假定桥面构造各部分重力平均分配给主梁承担，计算如下。一、主梁：单元构件体积：每延米重力：二、横隔梁（中梁边梁）单元构件体积：每延米重力：三、桥面铺装单元构件体积：每延米重力：四、人行道部分单元构件体积：缘石： 支撑梁： 人行道梁A： 人行道梁B： 人行道板： 镶面跕： 栏杆柱： 扶手：每延米重力：。作用于边主梁的全部恒载g为：作用于中主梁的恒载强度为：2、恒载内力各计算截面的剪力和弯矩值，列于下表内。梁号1（5）2（4

6、）321.5422.3322.3330.0330.0330.03646.85670.57670.5721.5422.3322.3322.5222.5222.52485.08502.87502.8721.5422.3322.337.757.757.75166.94173.06173.06（三）活载内力计算1、荷载横向分布系数汇总梁号荷载位置公路-II级人群荷载备注边主梁跨中支点0.5380.4380.6481.422按偏心压力法计算得按杠杆法计算得2、公路-II级均布荷载，集中荷载及影响线面积（下表）项目顶点位置7.8757.8757.8757.87522222222222230.0322.52

7、7.751.94按照桥规条规定，公路-II级车道荷载按照公路-I级车道荷载的0.75倍采用，即均布荷载，。可变作用（人群）（每延米）：3、计算冲击系数简支梁的自振频率为：C25混凝土E取介于1.5HZ和14HZ之间，按桥规条规定，冲击系数按照下式计算：则： 4、计算公路-II级荷载的跨中弯矩因双车道不折减，故。故得： 5、计算人群荷载的跨中弯矩6、计算跨中截面车道活载最大剪力鉴于跨中剪力影响线的较大坐标位于跨中部分（如图），故也采用全跨统一的荷载横向分布系数来计算。的影响线面积：故得：7、计算跨中截面人群荷载最大剪力8、计算支点截面车道荷载最大剪力作荷载横向分布系数沿桥跨方向的变化图形和支点剪

8、力影响线，如图所示。横向分布系数变化区段长度：对应于支点剪力影响线的荷载布置，如上图所示。影响线面积为因此，按式得：附加三角形荷载重心处的影响线坐标为：因此，按式得：故公路-II级荷载的支点剪力为：9、计算支点截面人群荷载最大剪力人群荷载的横向分布系数，如图上图所示。则可得人群荷载的支点剪力为：（四）荷载组合1、可变荷载弯矩效应计算公路-II级产生的弯矩（单位kn·m）梁号内力1或50.4380.4381.3717.87530.0322.522223.8752.906658.59 493.902或40.5000.50030.0322.523.8752.906751.81563.813

9、0.5940.59430.0322.523.8752.906893.15619.06人群产生的弯矩（单位kn·m）梁号内力1或51.4221.4222.252.2530.0322.5296.0872.052或4002.252.2530.0322.52003002.252.2530.0322.5200基本荷载组合：按桥规条规定，永久作用设计值效应与可变作用设计值效应的分项系数为：永久荷载分项系数：汽车荷载分项系数：人群荷载分项系数：弯矩基本组合见表弯矩基本组合表（单位kn·m）梁 号内力永久荷载人群荷载汽车荷载1或5646.85485.0896.0872.05658.5949

10、3.901805.861354.262或4670.57502.8700751.81563.811857.211392.773670.57502.8700893.15619.062055.091470.13注：桥梁结构重要性系数，本题取 与其他可变荷载作用效应的组合系数，本题取2、可变荷载剪力效应计算计算可变荷载剪力效应应计入横向分布系数沿桥跨变化的影响。通常分两步进行，先按跨中的由等代荷载计算跨中剪力效应；再用支点剪力荷载横向分布系数并考虑支点至为直线变化来计算支点剪力效应。剪力计算时，按照桥规条规定，集中荷载标准值需乘以1.2的系数。一、跨中剪力的计算（见表）公路-II级产生的跨中剪力（单位

11、：kn）梁号内力1或52或430.4380.5000.5941.3717.8751.942220.589.16101.78120.92人群荷载产生的跨中剪力（单位：kn）梁号内力1或52或431.422002.252.252.25 1.946.2100二、支点剪力的计算计算支点剪力效应的横向分布系数的取值为：A支点处按杠杆法计算的B按跨中弯矩的横向分布系数（同前）C处在和之间按照直线变化(如图)支点剪力效应计算式为：式中：相应于某均布活载作用处的横向分布系图纵坐标相应于某均布活载作用处的数值相应的某集中活载的数值人群均布荷载产生的支点剪力效应计算式为：式中：跨中横向分布系数支点处横向分布系数梁

12、端剪力效应计算：汽车荷载作用下如上图所示，计算结果如下表所示。公路-II级产生的支点剪力效应计算表（单位：kn）梁号1231.371196.62224.46266.65人群荷载作用如图所示，计算结果如表所示。人群荷载作用产生的支点剪力计算表（单位：KN）梁号123公式 计算值00三、剪力效应基本组合由上可知，剪力效应以3号梁（最大）控制设计。剪力效应组合表（单位kn·m）梁 号内力永久荷载人群荷载汽车荷载1或5166.94024.806.21196.6289.16503.37131.782或4173.06000224.46101.78521.92142.493 173.0600026

13、6.65120.92580.98169.29注：桥梁结构重要性系数，本题取 与其他可变荷载作用效应的组合系数，本题取三、横隔梁内力计算1、作用在中横隔梁上的计算荷载：对于跨中横隔梁的最不利荷载布置如图所示。纵向一列车轮对于中横隔梁的计算荷载为：计算弯矩时：计算剪力时：2、绘制中横隔梁的内力影响线按偏心压力法可算得1、2号梁的荷载横向分布影响线竖坐标值如图，则的影响线竖标可计算如下：P=1作用在1号梁轴上时：P=1作用在5号梁轴上时：P=1作用在2号梁轴上时：由已学影响线的知识可知，影响线必在r-r截面处有突变，根据和连线延伸至r-r截面，即为值（0.90），由此即可绘出影响线如图所示。3、绘制

14、剪力影响线对于1号主梁处截面的影响线可计算如下：P=1作用在计算截面以右时：P=1作用在计算截面以左时：绘成影响线如图所示。4、截面内力计算将求得的计算荷载在相应的影响线上按最不利荷载位置加载，对于汽车荷载并计入冲击影响力，则得到表所示结果。公路-II级弯矩剪力5、内力组合（鉴于横隔梁的结构自重内力甚小，计算中可略去不计）：承载能力极限状态内力组合（见表）基本组合正常使用极限状态内力组合（见表）短期效应组合四、行车道板内力计算1、恒载及其内力（以纵向1m宽的板条进行计算）每延米板上的恒载g：合计：每米宽板条的恒载内力弯矩：剪力：2、车辆荷载产生的内力将后轮作用于铰缝轴线上，后轴作用力为P=14

15、0kn，轮压分布宽度如图所示。对于车轮荷载中后轮的着地长度为，宽度为，由公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004）查得，则得：荷载对于悬臂根部的有效分布宽度：冲击系数：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、荷载组合恒+汽：所以，行车道板的设计内力为： 五、设计依据与参考书公路桥涵设计规范（合订本）(JTJ021-2004)人民交通出版社公路砖石及混凝土桥涵设计规范（JTJ022-2006）结构设计原理叶见曙主编，人民交通出版社桥梁计算示例集（梁桥）易建国主编，人民交通出版社桥梁工程姚玲森主编，人民交通出版社桥梁工程邵旭东主编，人民交通出版社公路桥涵标准图公路桥涵标准图编制组，人民交通出版社公路桥梁设计手册 梁桥（上、下册） 人民交通出版社桥梁计算示例丛书 混凝土简支梁(板)桥(第三版) 易建国主编 人民交通出版社六、小结课程设计是整个教学中不可缺少的而又相当重要的环节，在学完桥梁工程后，我通过综合运用基础理论，在专业知识与技能在老师的指导下，独立地较系统而又全面地完成一般复杂程度的设计内容。通过本课程设计，我基本掌握了设计计算装配式16m和20mT型简支梁的基本过程，进一步巩固了已学过的课程与专业知识，进一步掌握和理解了