桥梁工程简支梁课程设计

1、桥梁工程?课程设计任务书一、设计题目二、设计根本资料1标准跨径计算跨径 ： 20m19.5m、25m24.5m、 30m29.5m。2 .桥面净空：净-0.5m栏杆+8m车道+0.5m栏杆、净-8.5+2x 1.0m人行道、净-9.25+2 x 1.0m人行道+2X 0.5m栏杆。3. 设计荷载：公路-"2。4. 截面形式：空心板、 T 型截面、箱型截面。5. 结构重要性系数： 1.0。6. 材料：钢筋：主筋采用川级钢筋HRB400,其他钢筋采用U级钢筋HRB335;混凝土： C4O7 .材料容重：水泥砼24 KN/m3，钢筋砼25 KN/m3，沥青砼21 KN/m3三、设计内容1.

2、 荷载横向分布系数计算2. 主梁的设计计算恒载、活载及人群3. 行车道板的设计计算悬臂板、铰接悬臂板、单向板4. 横隔梁设计计算5. 桥面铺装设计四、要求完成的设计图及计算书1. 钢筋混凝土简支梁桥上部结构设计可手工制图或CAD出图2. 桥面构造横截面图可手工制图或 CAD出图3. 荷载横向分布系数计算书4. 主梁内力计算书5. 行车道板内力计算书6横隔梁内力计算书五、参考文献1?桥梁工程?第 3 版，邵旭东、金晓勤主编， 2022，武汉理工出版社。2?梁桥?公路设计手册，2005，人民交通出版社。3?桥梁计算例如集?砼简支梁板桥，易建国主编， 2002，人民交通 出版社。4. 中华人民共和国

3、行业标准?公路工程技术标准?JTGB01-2003.北京:人民交通出版社， 2004。5. 中华人民共和国行业标准 . ?公路桥涵设计通用标准? (JTG D60-2004) 含条文说明 . 北京:人民交通出版社， 2004。6. 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标准? (JTG D62-2004) 。六、课程设计学时1 .学时安排: 1 周(第9周)。七、附注1. 课程设计可 2人一组。2. 设计标准跨径、 净宽、设计荷载和截面形式可随机组合， 但每组不准重合。设计根本资料1.标准跨径计算跨径 : 20m19.5m2 .桥面净空：净-0.5m栏杆+8m车道+0

4、.5m栏杆3 .设计荷载：公路-U：4. 截面形式：T型截面5. 结构重要性系数： 1.0。6 .材料：钢筋：主筋采用川级钢筋HRB400,其他钢筋采用U级钢筋HRB335;混凝土： C4O7 .材料容重：水泥砼24 KN/m3，钢筋砼25 KN/m3，沥青砼21 KN/m3桥梁设计说明桥梁设计包括纵 .横断面设计和平面布置。1. 纵断面设计桥梁纵断面设计包括确定桥梁的总跨径 .桥梁的分孔 .桥道的标高 .桥上和桥头引 道的纵坡以及根底的埋置深度。1本梁桥标准跨径为25m24.5m墩中心距离。本桥的跨径较小，因此上 部结构的造价较低， 墩台的造价较高。 为了结构受力合理和用材经济， 分跨布置

5、时要考虑合理的跨径比例。 2桥上纵坡不大于 4%，桥头引道纵坡不宜大于 5%。桥梁横断面的设计，主要是决定桥面的宽度和桥跨结构横截面的布置。桥面的 宽度决定于行车和行人的交通需要。(1)本梁桥桥面行车道净宽为：净-8.0+2 x 0.5m栏杆为了利于桥面排水， 应根据不同类型的桥面铺装， 设置从桥面中央倾向两侧的 1.5%-3.0%的横 向坡度，本桥设置为 1.5%。(1) 桥梁的线形及桥头引道要保持平顺，使车辆能平稳地通过，小桥的线形 及其公路的衔接，应符合路线布设的规定。(2) 从桥梁本身的经济性和施工方便来说，应尽可能防止桥梁与河流或与桥 下路线斜交。必要时通常不宜大于 45o ，在通航

6、河流上那么不宜大于 5o。为了保护桥梁主体结构，在桥面的最上层设置桥面铺装。本桥设置 5cm厚沥青 混凝土和 8cm 厚 C40 混凝土作垫层的桥面铺装。为了保证桥跨结构在气温变化 .活栽作用 .混凝土收缩与徐变等影响下按静力图 式自由地变形，在本梁桥桥面两梁端之间以及在梁端与桥台背墙之间设置横向 伸缩缝。一.计算荷载横向分布系数1 当荷载位于支点处，利用杠杆原理法计算对于汽车荷载对于人群荷载oq1or1 一 r1#梁q800fTrriip©JJ119011 横断面2#梁对于汽车荷载m oq2对于人群荷载mor 23#梁对于汽车荷载m oq2对于人群荷载m or2=n r=0此桥在跨

7、度内设有横隔板，具有强大的横向联结刚性，且承重结构的长度比为 L/B=24.5/9=2.72>2可按刚性横梁法绘制影响线并计算横向分布系数mcq，本桥各根主梁的横向截面均相等，梁数n=5,梁间距为1.9米。2 2 2 2 22a i +a2 +a3 +a4 +a51#梁影响线i5 -0.2由ii、15绘制1#梁的横向影响线，如上图及最不利荷载位置对于汽车荷载mcpi15.5 3.7 2.4 0.60.64225.7对于人群荷载0.60.5、mcri ri(5.7 0.3)0.6585.722#梁横向影响线的竖标值：2CL. 190.130L ：30_1! f 'III;1LJ1-

8、一2#梁影响线2i 0.4250汽车荷载mcq2 - 04 (7.4 5.64.3 2.5)0.52127.6对于人群荷载mcr2 r2 0.658主梁内力计算疋害虔歩土 5心 朮泥虞歩土望粵E24900*4900490049001. 恒载集度1主梁：g10.18 1.300.08 0.14 (1.90 0.18)25 10.58kN2横隔梁对于边主梁:g21.000.08 0.1421.9 0.1820.15 0.16 5 25/24.5 0.72kN/m2对于中主梁:g220.721.44kN / m3桥面铺装层:g30.028211 ( 0.060.12)8224 154.13kN/m4

9、栏杆和人行道:g42.00kN / m作用于边主梁的全部恒载强度:g gi 10.58 0.72 4.13 2.00 17043kN/m作用于中主梁的全部恒载强度:g'10.58 1.44 4.13 2.00 18.15kN/m2. 恒载内力的计算跨中弯矩影响线0.753L/41/4跨弯矩影 响线1/4跨剪力影支点剪力影响线0.15响线截面位置内力剪力Q kN弯矩M kN - mx=00x=l/4x=l/20计算公式：M gl?x gx?X2 2Q -(l 2x)23. 活载内力1 .汽车荷载冲击系数主梁横截面图结构跨中处的单位长度量:G 19.18 103 m g 9.811955.

10、148kg / m主梁截面形心到T梁上缘的距离:10(25°-16)T 16 4520.23cm0.2023m10 (250-16)+9016跨中截面惯性矩：(0.45 013213Ic (2.5 0.16) 0.1(2.5 0.16) 0.1 (0.2023 0.1)0.16 0.90.16 0.912 1240.0212m查表 E 取 2.8 1010parEl?3.14/3.25 1010 0.0212 f 2 ；c 2、6.57 Hz2l ； mc2 7.52 I 1955.1480.45所以冲击系数：110.451.452. 汽车荷载作用公路一U级均布荷载 qk 10.5K

11、N / m对于集中荷载，当I 5时，R 180KN/m ;当丨50时，R 360KN / m当5 l 50时，采用内插法公路一U为公路一I那么 qk 0.75 10.5 7.875KN / mPk0.75180360 18050 519.5 5178.5kN当计算剪力时候PK1.2 178.5 214.2kN计算车道荷载的跨中弯矩、剪力的计算对于双车道，折减系数1.0跨中弯矩影响线如以下图Hi3. 跨中弯矩的设计，16m2由于跨中弯矩横向分布系数1#、4#梁最大，所以只需计算1#、4#梁的弯 矩，计算如下：对于1#梁车道均布荷载作用下M l (1? *mcq(qk W y )2，qk1.45

12、1 0.6427.875 7 0.916 1664.37kN?m车道集中荷载作用下Ml p (1cq/P/Yk7 51.45 1 0.8571 143333.224 KN m4跨中人群荷载最大弯矩Mimir/FO/0.85 3 0.9375 2.39KN m7对于2#和3#梁计算公路一u级汽车活载的跨中弯矩:MQ1k,L (1)mcq2*Pk*yk(1叫q2*7.51.45 1 0.755143 -41.45 1 0.7557.8757.03354.136 KN m计算人群荷载的跨中弯矩:人群荷载集度：FOr 3 1 3KN0.755 3 7.03 15.92KN m4. 跨中剪力的计算跨中剪

13、力影响线如以下图:17.5120.9375 m对于1 #和4#梁计算公路一U级汽车活载的跨中剪力：Qq1 k,0 (1) Fcql 呪 M (1)*miqiqk7 51.45 1 0.8571 1431.45 1 0.8571 7.875 7.03402.027 KN4计算人群荷载的跨中剪力：Q lmcr/F0/0.8571 3 7.03 17.926KNQ2kg对于2 #和3#梁计算公路一U级汽车活载的跨中剪力：Qlk,0 (1 X 竹cq2Pk*yk (1)忡。429厂7 51.45 1 0.755 1431.45 1 0.755 7.875 7.03 354.136 KN m4计算人群荷

14、载的跨中剪力：Q lmbr2POr0.4375 3 7.03 9.23KNq2勺5. 支点截面剪力的计算 剪力影响线如以下图所示：Q.4 735丨巾1. 1111 7.53.75m2227.5a1.8751.875m2横向分布系数变化区段的长度对于1 #和4#梁附加三角形重心影响线坐标1y 17.51.875 / 7.50.9173aQw) (1 ? mcqi-PkVk (1 )一叫昇呼(1 ) *2 m)q1 mcq/qy1.8751.45 1 0.8571143 7.5/4 1.451 0.85717.875 7.03 1.45 1(0.74 0.8571)7.8750.917 263.2

15、4KN计算人群荷载的支点剪力:QQ2k,00.85 3 7.03mcr1Por辱1.5a20.85mor1 mcr1 Por y3 0.202318.29 KN对于2 #和3#梁 计算公路一U级汽车活载的支点剪力如以下图所示：aQw) (1? mcq2,pk7k (1 卜叫沁"(1> *2 moq2 rnqy1.875353.41KN6. 1/4跨弯矩的计算1/4跨弯矩的影响线如以下图l对于1#和4#梁 计算公路一I级汽车活载的1/4跨弯矩：MQ1kl (1 r 叫q1yk (1"%1叩1.234 1 0.66 184.5 4.0311.34 1 0.66 7.875

16、 43.336883.660 KN m计算人群荷载的跨中弯矩:人群荷载集度：巳3 1 3KNM .Q2k丄40.675 3 43.336 87.756KN m对于2#和4#梁-.1r/.tj /r k 1 1 1 1t j Ir ill l' r11*1 1? a iI 1/ 131/1(0.4375计算公路一I级汽车活载的1/4跨弯矩：M i (1) mPk*yk (1) *m q. Qik,4cq2 k kcq2 S1.234 1 0.53 184.5 4.031 1.234 1 0.53 7.875 43.336709.605KN计算人群荷载的跨中弯矩：人群荷载集度：巳 3 1

17、3KNM 1 mcr2FO0.4375 3 43.336 56.879KN mQ2k,4对于3#梁计算公路一I级汽车活载的1/4跨弯矩:(1卜叫q3lk (1叫q3q1.234 1 0.4 184.5 4.0311.234 1 0.4 7.875 43.336535.551 KN计算人群荷载的跨中弯矩:人群荷载集度：Por 3 1 3KNMQ2q叫1 2吧0.4 3 43.336 52.003KN m7. 1/4 跨剪力的计算1/4跨剪力影响线如以下图:公路-II级Q1/4影响线187.5KNQ1/4影响线3 21.5人群荷载Qq%0 (1 h ecqlPk*yk (1) mcqi9k1.23

18、4 1 0.66 221.4 0.75 1.234 1 0.66 7.875 6.047174.021KN计算人群荷载的跨中剪力：Q lmc十巳厂0.675 3 6.047 12.245KNQ2k,.2对于2 #和4#梁计算公路一I级汽车活载的1/4跨剪力：QQ1k,0 (1?讥42忆呗(1) mcqqk*1.234 1 0.53 221.4 0.75 1.234 1 0.53 7.875 6.047139.745KN计算人群荷载的跨中剪力：Q imcrFOr 0.4375 3 6.047 7.933KNQ2%对于3#梁计算公路一I级汽车活载的跨中剪力：QQ1k,0(1) mcq3Pkyk (

19、1)cq3qk1.234 1 0.4 221.4 0.751.234 1 0.4 7.875 6.047105.468 KN计算人群荷载的跨中剪力:Q lmcrFO/0.4 3 6.047 7.253KNQ2k丄 cr3 Or28. 荷载组合ro Sudro (rGi SGiki 1rQ 1Sq1 kncrQj Sqjk )其中 rGi1.0 ,rQ11.2 ,j 2rQj1.2, ro1.0 , c 0.8跨中弯矩组合:梁#恒载KN/m活载KN/m组合值KN/m汽车人群1、42、3跨中剪力组合:梁#恒载KN/m活载KN/m组合值KN/m汽车人群1、402、30支点剪力组合:梁#恒载KN/m活

20、载KN/m组合值KN/m汽车人群1、52、431/4跨弯矩组合:梁#恒载KN/m活载KN/m组合值KN/m汽车人群1、52、431/4跨剪力组合:梁#恒载KN/m活载KN/m组合值KN/m汽车人群1、52、43三、行车道板计算由于主梁是用现浇混凝土的，其有很大的刚度，所以按刚接的单向板进行行车 道板的计算(1)计算每延米板的恒载g沥青混凝土面层：gi0.051.0211.05KN / mC25混凝土垫层：g20.081.0231.84KN/mT梁翼板自重：g30.080.141.0 252.75KN /m2合计：g3gii 1g2g35.64 KN / m2计算每延米板条的恒载内力弯矩：M o

21、g1.21 gi。2 25.642 0 2()22.284 K Nm2剪力：Qogg| 5.640.95.076KN根据轴距及轴重，应以重轴为主，取两后轴 2 P = 280kN计算。轮载分布：车轮着地尺寸a2 b2 0.2 0.6m，经铺装层按45角扩散后，在板顶的分布尺寸：a1 a2 2H 0.2 2 0.13 0.46mb 鸟 2H 0.6 2 0.13 0.86m经分析，度为：车后轴两轮的有效分布宽度重叠，所以荷载对于悬臂根部的有效分布宽a a1 d 2l00.46 1.4 2 0.9 3.66m作用在每延米板条上的弯矩：bp1.234 3(0.94 3.660.864Msp (116.167 KNm作用在每延米板条上的剪力:)1.2342 14023.601KN4a4 3.66平安等级二级， 1.0 , g1=1.2 , p1按承载能力极限状态下作用根本组合弯矩和剪力的设计值分别为：Mud ( g1Mogp1Msp)1.2 2.284 1.4 16.167 25.375KN mQud (