鋼筋混凝土簡支梁橋設(shè)計任務(wù)書

1 鋼筋混凝土簡支梁橋設(shè)計任務(wù)書 一、 課程設(shè)計題目 1、 鋼筋混凝土簡支梁橋上部結(jié)構(gòu)設(shè)計（標(biāo)準(zhǔn)跨徑為 22 米。計算跨徑為 ，預(yù)制梁長為 面凈空：凈 9+2 ）（ 1 5 號） 2、 鋼筋混凝土簡支梁橋上部結(jié)構(gòu)設(shè)計（標(biāo)準(zhǔn)跨徑為 22 米。計算跨徑為 ，預(yù)制梁長為 面凈空：凈 ）（ 6 11 號） 3、 鋼筋混凝土簡支梁橋上部結(jié)構(gòu)設(shè)計（標(biāo)準(zhǔn)跨徑為 22 米。計算跨徑為 ，預(yù)制梁長為 面凈空：凈 8+2 ）（ 12 16 號） 4、 鋼筋混凝土簡支梁橋上部結(jié)構(gòu) 設(shè)計（標(biāo)準(zhǔn)跨徑為 20 米。計算跨徑為 ，預(yù)制梁長為 面凈空：凈 9+2 ）（ 17 22 號） 5、 鋼筋混凝土簡支梁橋上部結(jié)構(gòu)設(shè)計（標(biāo)準(zhǔn)跨徑為 20 米。計算跨徑為 ，預(yù)制梁長為 面凈空：凈 ）（ 23 27 號） 6、 鋼筋混凝土簡支梁橋上部結(jié)構(gòu)設(shè)計（標(biāo)準(zhǔn)跨徑為 20 米。計算跨徑為 ，預(yù)制梁長為 面凈空：凈 8+2 ）（ 28 31 號） 7、 鋼筋混凝土簡支梁橋上部結(jié)構(gòu)設(shè)計（標(biāo)準(zhǔn)跨徑為 19 米。計算跨徑為 ，預(yù)制梁長為 面凈空：凈 9+2 ）（ 32 35 號） 8、 鋼筋混凝土簡支梁橋上部結(jié)構(gòu)設(shè)計（標(biāo)準(zhǔn)跨徑為 19 米。計算跨徑為 ，預(yù)制梁長為 面凈空：凈 ）（ 36 39 號） 9、 鋼筋混凝土簡支梁橋上部結(jié)構(gòu)設(shè)計（標(biāo)準(zhǔn)跨徑為 19 米。計算跨徑為 ，預(yù)制梁長為 面凈空：凈 8+2 ）（ 40 43 號） 二、 設(shè)計基本資料 1、 設(shè)計荷載：公路 級。人群 側(cè)欄桿及人行道的重量按 N/m 計。 2、 河床地面線為（從左到右）： 0/0， ， 2， 7， 2， 7， 0/35（分子為高程，分母為離第一點的距離，單位為米）：地址假定為微風(fēng)化花崗巖。 3、 材料容重：水泥混凝土 23 KN/筋混凝土 25 KN/青混凝土 21 2 KN/ 4、 橋梁縱坡為 橋梁中心處橋面設(shè)計高程 。 三、 設(shè)計內(nèi)容 1、 主梁的設(shè)計計算 2、 行車道板的設(shè)計計算 3、 橋面鋪裝設(shè)計 4、橋臺設(shè)計 四、 要求完成的設(shè)計圖及計算書 1、 橋梁總體布置圖，主梁縱、橫截面布置圖（ 圖） 2、 荷載橫向分布系數(shù)計算書（杠桿原理法、偏心壓力法） 3、 主梁內(nèi)力計算書 4、 行車道板內(nèi)力計算書 5、 所有計算書（ 圖紙（ 須用計算機(jī)打印；計算書和圖紙要裝訂成冊，應(yīng)獨立完成課程設(shè)計，每人交 1 份，每份應(yīng)有封面和目錄。 五、 參考文獻(xiàn) （ 1）、結(jié)構(gòu)設(shè)計原理教材 （ 2）、橋梁工程教材 （ 3）、公路橋梁設(shè)計手冊梁橋（上、下冊） 人民交通出版社 （ 4）、橋梁計算示例叢書混凝土簡支梁（板）橋（第二版）易建國主編 人民交通出版社 （ 5）、交通部頒布標(biāo)準(zhǔn) 01公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) （ 6）、交通部頒布標(biāo)準(zhǔn) 60公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范 （ 7）、交通部頒布標(biāo)準(zhǔn) 62公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范 （ 8）、交通部頒布標(biāo)準(zhǔn) 61公路圬工橋涵設(shè)計規(guī)范 人民交通出版社 六、 課程設(shè)計學(xué)時 1 周（ 17 周） 3 2、橋梁設(shè)計說明 橋梁設(shè)計包括縱、橫斷面設(shè)計和平面布置。 1、 縱斷面設(shè)計 橋梁縱斷面設(shè)計包括確定橋梁的總跨徑、橋梁的分孔、橋道的標(biāo)高、橋上和橋頭引道的縱坡以及基礎(chǔ)的埋置深度。 （ 1）本梁橋根據(jù)水文計算來確定。標(biāo)準(zhǔn)跨徑為 墩中心距離）。本橋的跨徑較小，因此上部結(jié)構(gòu)的造價較低，墩臺的造價 較高。為了結(jié)構(gòu)受力合理和用材經(jīng)濟(jì)，分跨布置時要考慮合理的跨徑比例。 （ 2）本梁橋為跨河橋梁，橋道的標(biāo)高應(yīng)保證橋下排洪和通航的需要，結(jié)合橋型 確定合理的橋道標(biāo)高。 （ 3）橋上縱坡不大于 4%，橋頭引道縱坡不宜大于 5%。 2、橫斷面設(shè)計 橋梁橫斷面的設(shè)計，主要是決定橋面的寬度和橋跨結(jié)構(gòu)橫截面的布置。橋面的寬度決定于行車和行人的交通需要。 （ 1） 本梁橋橋面行車道凈寬為： 凈 （ 2） 為了利于橋面排水，應(yīng)根據(jù)不同類型的橋面鋪裝，設(shè)置從橋面中央傾向兩側(cè)的 橫向坡度，本橋設(shè)置為 3、平面布置 （ 1） 橋梁的線形及橋頭引道要保持平順，使車輛能平穩(wěn)地通過，小橋的線形及其公路的銜接，應(yīng)符合路線布設(shè)的規(guī)定。 （ 2） 從橋梁本身的經(jīng)濟(jì)性和施工方便來說，應(yīng)盡可能避免橋梁與河流或與橋下路線斜交。必要時通常不宜大于 45o ，在通航河流上則不宜大于 5o 。 4、橋面鋪裝 為了保護(hù)橋梁主體結(jié)構(gòu)，在橋面的最上層設(shè)置橋面鋪裝。本橋設(shè)置 6瀝青混凝土和 10 墊層的橋面鋪裝。 5、橋面伸縮縫 4 為了保證橋跨結(jié)構(gòu)在氣溫變化、活栽作用、混凝土收縮與徐變等影響下按靜力圖式自由地變形，在本梁橋橋面兩梁端之間以及在梁端與橋臺背墻之間設(shè)置橫向伸縮縫。 6、橋臺的設(shè)計 橋臺設(shè)計各個尺寸及施工說明全在圖紙 003 號。并參照施工規(guī)范施工。 5 3、計算書 裝配式鋼筋混凝土簡支 3 1 設(shè)計基本資料 1. 橋面凈 空 凈 ( 8 . 5 2 1 . 0 0 m ）人行道。 2. 主梁跨徑和全長 標(biāo)準(zhǔn)跨徑： 墩中心距離）； 計算跨徑： （支座中心距離）； 主梁全長： =梁預(yù)制長度）。 3. 設(shè)計荷載 公路 級和人群荷載 N m 。 4. 材料 橋面鋪裝為 6青表面處治（重度為 21 3KN m ）和平均 10力密度為 24 3KN m ）， 梁翼板重度為 25 3KN m 。 5、結(jié)構(gòu)尺寸 結(jié)構(gòu)尺寸如圖 1 所示。 6、已知力 每側(cè)欄桿及人行道質(zhì)量的作用力為 6 瀝青表面處治厚6c 混 凝土墊層厚6- 14 寸單位 : 3 2 行車道板計算 考慮到主梁翼緣板在接縫處沿縱向全長設(shè)置連接鋼筋，故行車道板可按兩端固結(jié)和中間 鉸接的板計算。 1. 結(jié)構(gòu)自重及內(nèi)力（按縱向 1 1) 每平方米板上的結(jié)構(gòu)自重 g 瀝青表面處治： 1 0 . 0 6 1 . 0 2 1 1 . 2 6g K N m 2 0 . 1 0 1 . 0 2 3 2 . 3g K N m 3 ( 0 . 0 6 0 . 1 4 ) 2 1 . 0 2 5 2 . 5g K N m 6 . 0 6ig g K N m2) 每米寬板條的 恒載內(nèi)力 7 22011= - g l - 6 . 0 6 0 . 8 6 = - 2 . 2 422M K N m恒 0= 6 . 0 6 0 . 8 6 5 . 2 1Q g l K N 恒2. 汽車車輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力 將車輛荷載后輪作用于鉸縫軸線上，如圖 2 所示。后輪軸重力標(biāo)準(zhǔn)值為P=140壓分布寬度如圖 3所示。車輛荷載后輪著地長度為2 寬度為2 則： p/ 2 (單 輪)圖 2 梁橫截面圖（尺寸單位： 圖 3 汽車車輛荷載的 計算圖示（尺寸單位： 12 2 0 . 2 0 2 0 . 1 6 0 . 5 2a a H m 12 2 0 . 6 0 2 0 . 1 6 0 . 9 2b b H m 荷載對于懸臂根部的有效分布寬度 10 2 0 . 5 2 1 . 4 2 0 . 8 6 3 . 6 4a a d l m 由于這是汽車荷載局部加載在 沖擊系數(shù) 1 作用于每米寬板條上的彎 矩為： 011 + ) ( 4 ) 4M p l b a 總 =- （1 . 3 2 1 4 0 ( 0 . 8 6 0 . 9 2 4 ) 4 3 . 6 4 1 5 ( )K N m 8 作用于每米寬板條上的剪力為 = 1 + ) 4Q p a 剪 （1 . 3 2 1 4 0 ( 4 3 . 6 4 ) 25( ) 3. 內(nèi)力組合 承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合計算 基本組合： = 1 . 2 + 1 . 4M M 1 . 2 ( 2 . 2 4 ) 1 . 4 ( 1 5 . 7 5 ) 2 4 ( )K N m = 1 . 2 Q 1 . 4總 恒1 . 2 5 . 2 1 1 . 4 2 5 ) 3 3 主梁計算 假定橋面構(gòu)造各部分重力平均分配給各根主梁承擔(dān)，以此計算作用于主梁的每延米恒載強(qiáng)度，計算見表 1和表 2。 9 表 1 結(jié)構(gòu)自重集計算表 主梁 1 0 . 1 8 1 . 4 0 ( 0 . 0 6 0 . 1 4 ) 2 1 . 9 0 . 1 8 2 5g 1 0 N m 橫隔梁 對于邊主梁 2 1 . 0 5 0 . 0 6 0 . 1 4 2 1 . 9 0 0 . 1 8 20 . 1 6 0 . 1 7 2 5 2 5 1 8 . 5 0g 0 KN m 對于中主梁 2 2 0 . 9 1 1 . 8 2 N m 橋面鋪裝層 3 0 . 0 6 8 . 5 2 1 0 . 1 8 . 5 2 3 5g 6 KN m 欄桿和人行道 4 4 . 5 2 5 1 . 8g K N m 合計 對于邊主梁 1 0 . 6 0 . 9 1 6 . 0 5 1 . 8 1 9 K N m 對于中主兩 1 0 . 6 8 2 6 . 0 5 1 . 8 2 0 K N m 表 2 主梁自重產(chǎn)生的內(nèi)力 內(nèi)力 截面位置 X 剪力 22K gQ l x 彎矩 M KN m 2x l x 邊 主梁 中主梁 邊主梁 中主梁 0X 0 4 10 2 0 0 . 計算橫向分布系數(shù) 1）主梁的荷載橫向分布系數(shù) （ 1）荷載位于支點時，按杠桿原理法計算荷載橫向分布分布系數(shù)。如圖 4 所示1號梁、 2號梁、 3號梁的橫向分布影響線。 （b ) 1 號梁公路- - （c ）2 號梁 公路- - 公路- - （d ）3 號梁圖 4 杠桿原理法計算橫向分 布系數(shù)（尺寸單位： 1號梁 12121 . 8 5 0 . 0 50 . 9 7 4 ; 0 . 0 2 61 1 . 9 0 1 1 . 9 0 11 12 0 . 9 7 4 0 . 0 2 6 0 . 522 1 1 9 0 1 . 5 ; 1 . 5 0 01 9 0 9 5 r o r rr m 2號梁 312 1 2 30 . 0 5 1 . 8 5 0 . 6 50 . 0 2 6 ; 0 . 9 7 4 ; 0 . 3 4 21 1 . 9 1 1 . 9 1 1 . 9 最大位置1 2 3 0 . 0 2 6 0 . 9 7 4 0 . 3 4 2 0 . 6 7 12y y y 2號梁人行道荷載 引起負(fù)反力，不考慮布載。 3號梁 12121 . 2 5 0 . 7 50 . 6 5 8 ; 0 . 3 9 51 1 . 9 1 1 . 9 0 . 6 5 8 0 . 3 9 5 0 . 5 2 620（ 2）荷載位于跨中時，按偏心壓力法計算 1 號梁、 2號梁、 3號梁的荷載橫向分布系數(shù)，如圖 5所示。 12 （b ) 1 號梁Pr（d ）3 號梁（c ）2 號梁公路- - - - 2 級公路- - - - 2 級公路- - - - 2 級圖 5 偏心壓力法計算橫向分布圖示 此橋設(shè)有剛度強(qiáng)大的橫隔梁，且承重結(jié)構(gòu)的跨度比為 1 8 25 1 故可按偏心壓力法來計算橫向分布系數(shù)數(shù) n=5,梁間距為 5 2 2 2 2 2 21 2 3 4 51 ii a a a a a a 2 2 222 1 . 9 0 1 . 9 0 0 1 . 9 0 2 1 . 9 0 1 4 . 4 4 3 . 6 1 3 . 6 1 1 4 . 4 4 m 13 1號梁在兩個邊主梁處的橫向影響線的緊標(biāo)值為： 22111 212 1 . 9 01 1 1 4 . 4 40 . 2 0 . 6 05 3 6 . 1 0 3 6 . 1 1515211 3 . 8 3 . 80 . 2 0 . 2 0 0 . 4 0 0 . 23 6 . 1 0a 2號梁在兩個邊主梁處的橫向影響線的豎標(biāo)值為： 1221212 1 . 9 0 1 . 9 011 0 . 4 05 3 6 . 1 0a 1225212 1 . 9 0 1 . 9 011 05 3 6 . 1 0a 3號梁在兩個邊主梁處的橫向影響線的豎標(biāo)值為均為 ，并按最不利位置布載，其中人行道緣石 1 號梁軸線的距離 為 1 . 4 5 1 . 0 0 0 . 4 5 m 荷載橫向分布影響線的零點至 1號梁位的距離為 4 1 6 0 5 并據(jù)此計算出對應(yīng)各荷載的影響線緊標(biāo)r1號梁的活載橫向分布系數(shù) 汽車荷載 1 2 3 41122ic q q q q q 1 0 . 65 . 6 5 3 . 8 5 2 . 5 5 0 . 7 52 5 . 7 人群荷載 11 0 . 6 0 5 . 7 0 . 4 5 0 . 5 0 . 7 05 . 7 0c r r x 14 2號梁的活載橫向分布系數(shù) 汽車荷載 1 2 3 41122c q q i q q q 1 0 . 47 . 5 5 5 . 7 5 4 . 4 5 2 . 6 52 7 . 6 人群荷載 21 0 . 4 7 . 6 0 . 4 5 0 . 57 . 6c r r x 3號梁的活載橫向分布系數(shù) 汽車荷載 1 2 3 41122c q q i q q q 1 0 . 2 0 . 2 0 . 2 0 . 22 人群荷載 0 . 2 0 . 2 0 . 4c r 2) 公路 級均布荷載和集中荷載的計算 公路 級均布荷載 1 0 . 5 0 . 7 5 7 . 8 7 5 K N m公路 級 集中荷載： 計算彎矩效應(yīng)時 3 6 0 1 8 00 . 7 5 1 8 0 1 8 . 5 5 0 . 7 5 2 3 8 1 7 5 . 55 0 5 N 計算剪力效應(yīng)時 1 . 2 1 7 5 . 5 2 1 0 . 6 N 人群荷載 3 . 0 1 . 0 3 . 0 K N m 15 3)計算沖擊系數(shù) 簡支橋梁： 24;21 . 0 6 1 0 N m 4 3 2 21 . 0 6 1 0 1 . 0 8 1 1 09 . 8 s 0 23 1 0E N m 1 8 8 1 8 1 0 1 4 01 0 1 4 0 1 8 02 2 21 8 8 1 8 1 1 2 1 4 0 1 82 43.8 23321 1 0 11 8 8 1 8 1 0 1 7 0 1 0 4 3 . 8 1 8 1 4 01 2 2 1 21401 8 1 4 0 4 3 . 82 48 4 1 9 2 4 3 ( ) 40 4 1 9 2 4 3 m 則 10233 . 1 4 3 1 0 0 . 0 8 4 1 9 2 4 32 1 8 . 5 1 . 0 8 1 1 0f 0 . 1 7 6 7 l n 0 . 0 1 5 7 0 . 1 7 6 7 l n 7 . 0 0 2 0 . 0 1 5 7f 所以 1 16 4)影響現(xiàn)面積計算 影響線的面積計算見表 3。 表 3 影響線面積計算 類型 截面 影響線面積 2m 影響線圖式 21m 2 2 211 1 8 . 5 4 2 . 7 888 41m 2 2 233 1 8 . 5 3 2 . 0 93 2 3 2 621Q 11 1 8 . 5 0 . 5 2 . 3 1 322 m 0Q 1 1 8 . 5 1 9 . 2 52 m 中、 41 截面彎矩及跨中剪力計算 因為雙車道不折減，所以 1 。內(nèi)力計算表 4。 17 表 4 跨中、 41 截面彎矩及跨中剪力計算表 梁號 截面 荷載類型 r 1 1號 21 2. 78 群 3 1 群 3 1 群 3 號 21 群 3 1 群 3 1 群 3 號 21 群 3 1 群 3 1Q 公路 群 3 18 6）計算支點截面汽車荷載最大剪力 繪制荷載截面橫向分布系數(shù)沿橋縱向的變化圖形和支點剪力影響線，如圖 6所示。 公路- - 2 級人群響線a ）1 號梁0000公路- - 2 級人群響線響線人群公路- - 2 級00b ）2 號梁（c ）3 號梁y= 支點剪力計算圖示（尺寸單位： m） 橫向分布系數(shù)變化區(qū)段的長度： 標(biāo)為： 11 1 8 . 5 4 . 6 5 1 8 . 5 0 . 9 1 63y 19 1號梁支點的最大剪力為： 121 001 4 . 6 51 . 3 2 8 1 7 . 8 7 5 0 . 6 7 4 9 . 2 5 ( 0 . 5 0 . 6 7 4 ) 0 . 9 1 6 21 . 3 2 8 1 0 . 6 7 4 2 1 . 0 6 1 . 06 1 . 3 3 1 8 8 . 5 02 4 9 . 8 3 2號梁支點的最大剪力為： 121 002 4 . 6 51 . 3 2 8 1 7 . 8 7 5 0 . 5 3 7 9 . 2 5 0 . 6 7 1 0 . 5 3 7 0 . 9