四川大学简支梁桥设计范例

1、第一章设计任务书1.1 基本设计资料跨度和桥宽1）标准跨径：20.00（墩中心距离）=2.6=22.6m2）计算跨径：19.50（支座中心距离）+2.6=22.1m3）主梁全长：19.96（主梁预制长度）+2.6=22.56m4）桥面净空：净7m（行车道）+2X1m人行道1 .技术标准1）设计荷载标准：公路-R级，人行道和栏杆自重线密度按单侧6kN/m计算，人群荷载3kN/m2）环境标准：I类环境3）设计安全等级：二级2 .主要材料1）混凝土：混凝土简支T梁及横梁采用C40混凝土；桥面铺装上层采用0.03m沥青混凝土，下层为0.060.13m的C30混凝土，沥青混凝土重度按23kN/m3,混凝

2、土重度按25kN/m3计。3 .车冈筋：主筋用HRB400其它用HPB3001.1.4构造形式及截面尺寸100700100'3cnB沥青混凝土613cmC3馄凝土2%1u-2u18023487.5487.51996/2图1桥梁横断面和主梁纵断面图（单位：cm）如图1所示，全桥共由5片T形梁组成，单片T形梁高为1.4m,宽1.8m;桥上的横坡为双向2%,坡度由C30混凝土混凝土桥面铺装控制；设有5根横梁。第二章主梁的荷载横向分布系数计算2.1 主梁荷载横向分布系数的计算2.1.1 刚性横梁法计算横向分布系数因为每一片T型梁的截面形式完全一样，所以：a.e5式中，n=5,222、“a2=2

3、X(3.6+1.8)m2=32.4mi1表1j值计算表梁号ndi1ni2ni3n4i4ni510.60.40.20-0.220.40.30.20.1030.20.20.20.20.2计算横向分布系数：根据最不利荷载位置分别布置荷载。布置荷载时，汽车荷载距人行道边缘距离不小于0.5m,人群荷载取3KN/M,栏杆及人行道板每延米重取6.0KN/m,人行道板重以横向分布系数的方式分配到各主梁上。180018003600>f<Z!AZS2A1#耕算解500>>00011800-13001800rf4-”,“*1#噪影响线号梁横向分布系数计算图示（单位：mm汽车荷载：用汽=0.5

4、X(0.0.534+0.333+0.189-0.01)=0.523人群荷载：用人=0.645人行道板：用板=0.6492-0.25=0.4001800,1800,3600ZiZiZiZiF2#梁影懒二号梁横向分布系数计算图示50。#,ilODO-1800'13001800r-/-+-t（单位：mm汽车荷载：色汽=0.5X(0.367+0.267+0.195+0.095)=0.462人群荷载：色人=0.422人行道板：m1板=0.45-0.049=0.4011800180036003#集影跑线号梁横向分布系数计算图示(单位：mm汽车荷载：m1汽=0.5X(0.2+0.2)X2=0.4人群

5、荷载：mi人=0.2+0.2=0.4人行道板：mi板=0.4综上：各梁在不同荷载作用下的分布系数如下:表各梁在不同荷载作用下的分布系数梁号1#2#3#4#5#汽车荷载0.5230.4620.40.4620.523人群福栽0.6450.4220.40.4220.645人行道板0.4000.4010.40.4010.4002.1.2杠杆原理法计算梁端剪力横向分布系数5%110003#梁端影桃1800州州1图1#梁端剪力横向分布系数计算图式（尺寸单位：mm汽车荷载：m/涔=0.5X0.666=0.33314飞人群荷载：m；人=1.222500-z1800z2#股影做图2#梁端剪力横向分布系数计算图式

6、（尺寸单位：mm0.6661#集端影械口曰33汽车荷载：m2汽=0.5x人群荷载：m2人=-0.222(0.333+0.667)=0.50010001800-1300'1800图3#梁端剪力横向分布系数计算图式（尺寸单位:mm汽车荷载：m3汽=0.5X(0.333+0.955)=0.639人群荷载：m3人=0表梁端剪力横向分布系数梁号1#2#3#4#5#汽车荷载0.3330.5000.6390.5000.333人群福栽1.222-0.2220-0.2221.222第三章主梁的内力计算3.1 永久作用效应3.1.1 永久荷载：假定桥面构造各部分重力平均分配给主梁承担，则永久荷载计算结果如

7、下表所示表钢筋混凝土T形梁永久荷载计算表构建名构件尺寸（mm单位长度体积重度KN/m主梁Ob,18001率rn；80斗gfo90.46262511.565横隔梁中梁一OO十口三转与将二厂：SII!1L34-1ff80r10.18X(0.94+0.03)+4.875=0.0358250.895边梁桥面铺装栏杆及人行道Hoo寸YI62X0.0358=0.072251.8沥青混凝土(3cm)0.03X1.8=0.054231.242混凝土垫层（平均厚度9.5cm）0.095X1.8=0.171254.275总计5.5176人行道重力按人行道板横向分布系数分配至各梁的板重为：1号梁mi板q=0.400

8、乂6=2.400KN/m2号梁m2板q=0.401乂6=2.406KN/m3号梁3q=0.4X6=2.4KN/m；其中4号、5号梁对称于2号、1号梁。梁号主梁横隔梁栏杆及人行道桥面铺装层总计1(5)11.5650.8952.4005.51720.3772(4)11.5651.8002.4065.51724.377311.5651.8002.48.51728.377各梁的永久荷载值（单位（KN/m）3.1.2永久作用效应计算表影响线面积计算表al计算面积影响线面积项目计算面积影响线面积M1/2lL4(l=22.1m)1 l1200=-XM|=|=61.052 4844M1/4(l=22.1m)1

9、3l3200=X一Xl=一l=45.792163261/l3V1/22/1(©0=0,l=22.1m)1l1101=-x-x-=_l=2.7630222282/1V01.1cooMl=一父22.1=11.052211P3.2 可变作用效应3.2.1 汽车荷载冲击系数计算：结构的冲击系数R和结构的基频f相关，计算公式为mcG主梁0.4626251039.81kg/m=1178.899kg/m截面惯性矩：bh3IC=L12X(180-18)X133+(180-18)X(41.09-)2122+X18X1403+18X140X(12140-41.09)21cm42=8771607cm4EI

10、c2l2；mc冗x219.52-10-一3.25100.087716,八，一Hz=6.424Hz1178.899由于1.5Hz«fE14Hz,那么：J=0.1767Inf-0.0157=0.313由此可得：1+=1+0.313=1.3133.2.2 公路-II级均布荷载qK（对公路-R车道荷载，其均布荷载标准值qK与集中荷载标准值Pk均按公路-I级车道荷载的0.75倍考虑。）qK=10.5义0.75KN/m=7.875KN/m计算弯矩时：PK采用线性差值得PK=178.5KN/m计算剪力时：PK=178.5X1.2=214.2KN/m表5公路-n级车道荷载及其影响线面积计算表项目顶点

11、位置qKPk«0M1/2l/2处7.875178.561.05Mi/4l/4处7.875178.545.79V1/2l/2处7.875214.22.763V0支点处7.875214.211.05每延米人群荷载：q人=3X1KN/m=3KN/m3.2.3 可变作用弯矩效应计算弯矩计算公式：M=%(1+N)(qK60+PKyk),由于只能布置两车道，则车道荷载横向折减系数口为1,荷载横向分布系数沿主梁纵向均匀变化，因此沿主梁的纵向外相同。表6公路-n级车道荷载产生的弯矩计算表梁号内力刀1+NqKCO0PkykM1M1/20.5231.3137.87561.05178.54.3751609

12、.449M1/40.52345.793.65625905.3642M1/20.46261.054.3751421.731M1/40.46245.793.65625799.7673M1/20.461.054.3751230.936M1/40.445.793.65625692.439表7人群荷载产生的弯矩计算表梁号内力刀q人%M1M1/20.523361.0595.787M1/40.52345.7971.8442M1/20.46261.0584.615M1/40.46245.7963.4643M1/20.461.0573.260M1/40.445.7954.948永久荷载作用分项系数：丁Gi=1.

13、2汽车荷载作用分项系数：¥Q1=1.4人群荷载作用分项系数：Qj=1.4QJ基本组合公式如下：mn0SUd=0Z'giSgik*r；Q1SQ1kcQjSQjk("c=0.8)'idj=2./3.2.4 可变作用剪力效应计算在进行可变作用的剪力计算时，应计入横向分布系数沿主梁纵向桥跨方向的影响。通常按如下方法处理：先按跨中的“由等代荷载计算跨中剪力效应；再用支点剪力荷载分布系数m并考虑支点至l/4为直线变化来计算剪力效应。表8永久作用效应计算表梁号M1/2M1/4V0q%q0q0。q0q80q®01(5)20.37761.051244.01520.3

14、7745.79933.06220.37711.05225.1652(4)24.37761.051488.21524.37745.791116.22224.37711.05269.365328.37761.051732.41528.37745.791299.38228.37711.05313.565mmn、由公式为Sud=%ZYgiSgik+%lSQik视c£YQjSQjk可得如下计算表:i=1j=2,表9弯矩基本组合计算表梁号内力永久何载人群荷载汽车荷载弯矩组合值1M1/21244.01595.7871609.4493853.328M1/4933.06271.844905.36424

15、67.6502M1/21488.21584.6151421.7313871.050M1/41116.22263.464799.7672530.2193M1/21732.41573.2601230.9363884.259M1/41299.38254.948692.4392590.2141）跨中截面剪力V1/2的计算公式为：V=m（1+N依阳0+PkYk）表9公路-n级车道荷载产生的跨中剪力计算表vl/2梁号内力m1+NqK«0PkYkV1vl/20.5231.3137.87511.05214.20.5133.3012Vl/20.4621.3137.87511.05214.20.5117

16、.7533vl/20.41.3137.87511.05214.20.5101.951表10人群荷载产生的剪力计算表梁号内力mq人00剪力效应1vl/20.64532.7635.3462vl/20.42232.7633.4973vl/20.432.7633.3152）支点处剪力V0的计算融触产生的支籍力计算图o/32a/30.5000.500552.51105552.5JiJki0.4620.4620.5000,50055251105552.5才d2糕552.51105552.5守1!1t3#累图4汽车荷载产生的支点剪力效应计算图式:.22,111V0=214,2X1,0X0.333+7.875

17、XI父0,523父0,523-0.333X212221xl_1-字0.523-0.333匚'KN=112,706KN4212242号梁：:122111V0=-214,2X1,0X0,5+7,875义20,4620.5-0,462义212221111221一_1X0,5-0,4621JKN=148,129KN4212243号梁：:.221V0=1214,2X1,0X0,639+7,875XI0,4000,750,639-0,4X2经X111型0.639-0.4-)KN=174,37KN424243人拜髓产生的to力计算困q=3KN/mH1111III1111111111111IIIIII

18、。/32a/3552.51105552.51I0.4000.400f70Sud='02'GiSGikQ1kSqikQjSQjk图5人群荷载产生的支点剪力计算图式（单位：cni）在人群荷载作用下，横向分布系数如图5所示，支点处剪力计算如下：1号梁：,22.111V0人=0.5X22.1X0.645X3+0.5Xx(1.222-0.645)<3+0.5X2211.222-0.6453】KN=26.164KN4122号梁：22.1_1_V,=(0.5X3.62X0.422X3X0.8038+父0.422父0.5父3十一父3.62父0.422人22X3X0.1962)KN=9.286KN3号梁：一一一22111221V0人=(0.5X22.1X0.4X3-0.5义亍X0.4X3X、X3X)KN=9.669KN123)剪力效应基本组合基本组合公式为:-0.5X亍X0.4各分项系数和弯矩基本组合相同。j=2表11剪力效应基本组合表（单位：KN）梁号内力永久何载人群汽车柿载基本组合值1V。225.16526.164112.7068457.291V1/205.346133.301192.6082V0269.3659.286148.129541.018V1/203.497117.753168.7703