橋梁工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

1 橋梁工程課程設(shè)計(jì) 任務(wù) 書 主梁細(xì)部尺寸 單片主梁的梁寬為 細(xì)部尺寸如圖所示。 橋梁凈空 凈 9+2 主梁跨徑和全長(zhǎng) 標(biāo)準(zhǔn)跨徑 =算跨徑 l=制全長(zhǎng) =上部結(jié)構(gòu)主梁布置圖 圖 1 主梁一般構(gòu)造圖 2 圖 2 上部結(jié)構(gòu)橫斷面構(gòu)造圖 圖 3 主上部結(jié)構(gòu)縱斷面構(gòu)造圖 設(shè)計(jì)荷載 公路 級(jí)，人群荷載 材料 主梁：混凝土強(qiáng)度等級(jí) 重 26；橋梁鋪裝為 凝土墊層厚 16重 24，瀝青混凝土厚 3重 24 設(shè)計(jì)方法 杠桿原理法、偏心壓力法、極限狀態(tài)法 3 設(shè)計(jì)依據(jù) 公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（ 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（ 50010 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范（ 面板內(nèi)力計(jì)算 計(jì)算 梁內(nèi)力計(jì)算 算各主梁的荷載橫向分布系數(shù)。 算主梁在荷載作用下跨中截面的彎矩、支點(diǎn)和跨中截面的剪力。 行主梁內(nèi)力組合，并畫出主梁彎矩包絡(luò)圖和剪力包絡(luò)圖。 梁內(nèi)力計(jì)算 度、預(yù)拱度計(jì)算 計(jì)算主梁跨中的撓度，并考慮是否需要設(shè)置預(yù)拱度 紙繪制（利用 件繪制 3張 (1) 橋梁總體布置圖：繪出平、縱、橫三視圖。（已知 6垮簡(jiǎn)支梁橋連續(xù)，采用柱式橋墩、重力式 垮主梁橫斷面和縱斷面布置圖如圖所示，橋墩、橋臺(tái)和基礎(chǔ)尺寸自擬） (2) 主梁一般構(gòu)造圖：主梁各部分的構(gòu)造 種參數(shù)計(jì)算 梁自重 主梁截面面積： S=梁重力集度： g=S =26=m 隔梁 橫隔梁截面面積： S=積： V=量： 總重量： 4 桿與人行道 面積： 重量： 梁翼緣板平均厚度 面三角墊層面積與平均厚度 層瀝青平均重度 面板內(nèi)力計(jì)算 懸臂板內(nèi)力計(jì)算 1）恒載計(jì)算 2）活載計(jì)算 3）內(nèi)力組合 接懸臂板內(nèi)力計(jì)算 1）恒載計(jì)算 A、每延米恒載 g 圖 5 瀝青： ： 混凝土墊層 ： 翼緣板自重 所以： g=+米 寬板的恒載內(nèi)力 2）車輛荷載計(jì)算 公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（ 可知后輪著地： = A、 單個(gè)車輪作用時(shí)有： b=+2h=（ =a=+2h+2= 用在每米寬板條上的彎矩為： =m 作用在每米寬板條上的剪力為： =：公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范規(guī)定在設(shè)計(jì) B、 兩個(gè)車輪同時(shí)作用時(shí)有： b=+2h=（ =a=+2h+d+2= 用在每米寬板條上的彎矩為： =m 作用在每米寬板條上的剪力為： =計(jì)算分析，當(dāng)兩個(gè)后輪同時(shí)作用在鉸接懸臂板上時(shí)活載內(nèi)力最大。 圖 6 3）內(nèi)力組合 = = 梁內(nèi)力計(jì)算 構(gòu)重力集度 分別考慮預(yù)制自重和橋面鋪裝、人行道欄桿重力集度。 1） 按跨中截面計(jì)算預(yù)制梁每延米重力集度： = 2） 橫隔梁、橋面鋪裝、欄桿、人行道等分?jǐn)偨o 5片梁的荷載集度： = 構(gòu)自重產(chǎn)生的內(nèi)力 跨中彎矩： 支點(diǎn)剪力： = 擊系數(shù)計(jì)算 1）簡(jiǎn)支梁基頻： 經(jīng)計(jì)算得 =G=N/m，查表得 E=入其他相關(guān)數(shù)據(jù)，從而計(jì)算出 = ） 1+ =1+ 各主梁的跨中荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算： 本橋的寬跨比為： B/L=9/ 屬于窄橋 橋的橫向連接剛度比較大，跨中處按偏心壓力法計(jì)算，其中： n=5 =、 第一片梁的影響線豎標(biāo)值 7 B、 第二片梁的影響線豎標(biāo)值 C、 第三片梁的影響線豎標(biāo)值 從而繪制出 1、 2、 3、 4、 5號(hào)梁的橫向影響線如圖所示，按橫向最不利布置車輪荷載得出 1、 2、3、 4、 5號(hào)梁跨中位置處汽車、人群荷載作用下的橫向分布系數(shù)如下： A、第一片梁的跨中橫向分布系數(shù) B、第二片梁的跨中橫向分布系數(shù) C、第三片梁的跨中橫向分布系數(shù) 8 圖 點(diǎn)的荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算（注：采用杠桿原理法進(jìn)行計(jì)算，見(jiàn)圖） A、 第一片梁的支點(diǎn)橫向分布系數(shù) ， B、 第二片梁的支點(diǎn)橫向分布系數(shù) ， C、 第三片梁的支點(diǎn)橫向分布系數(shù) ， 9 圖 表 荷載類別 1號(hào)梁 2號(hào)梁 3號(hào)梁 車輛荷載 群荷載 算汽車、人群荷載內(nèi)力 通過(guò)以上計(jì)算分析可知，第一片梁的橫向分布系數(shù)最大，說(shuō)明第一片梁在按最不利荷載情況下， 10 最危險(xiǎn)。又因各片主梁的特性一致，所以只需對(duì)第一片梁進(jìn)行彎矩、剪力計(jì)算。 在內(nèi)力計(jì)算時(shí)，對(duì)于橫向分布系數(shù)得取值做以下考慮：計(jì)算彎矩時(shí)，均采用全跨統(tǒng)一的荷載橫向分布系數(shù)；求支點(diǎn)截面剪力時(shí)，由于主要荷載集中在支點(diǎn)附近而應(yīng)考慮支承條件的影響，考慮橫向分布系數(shù)沿橋垮的變化影響 公路 級(jí)， ) 跨中彎矩 2） 支點(diǎn)剪力 , 因，則 由 =0，得： x= a= 內(nèi)力組合 1） 彎矩組合 2） 剪力組合 梁彎矩與剪力包絡(luò)圖 主梁跨中的最大彎矩見(jiàn)前述內(nèi)容，要繪制主梁彎矩包絡(luò)圖和剪力包絡(luò)圖，還需要計(jì)算主梁 1/4跨處的最大彎矩、剪力和主梁跨中剪力等。 11 1） 跨中剪力計(jì)算（最不利位置在荷載只滿布半跨結(jié)構(gòu)上） 內(nèi)力組合： 2） 1/4跨彎矩計(jì)算 A、恒載彎矩計(jì)算： B、 活載彎矩計(jì)算： 內(nèi)力組合： 3） 1/4跨處剪力計(jì)算 A、恒載剪力計(jì)算： B、活載剪力計(jì)算： 內(nèi)力組合： 簡(jiǎn)支梁彎矩包絡(luò)圖和剪力包絡(luò)圖 12 ， 支點(diǎn)： M=0 V 1/4跨： V 跨中： V 圖 隔梁內(nèi)力計(jì)算 13 橫隔梁自重較小，此處不計(jì)算，僅計(jì)算活載作用下橫隔梁的內(nèi)力。 計(jì)算過(guò)程如圖所示，則有： 彎矩的影響線豎標(biāo) 力的影響線豎標(biāo) 隔梁跨中荷載布置圖如圖所示，則有： 14 則橫隔梁最大剪力和彎矩： 15 度、預(yù)拱度計(jì)算 主梁結(jié)構(gòu)自重最大彎矩為 m，汽車作用最大彎矩（不計(jì)算沖擊）為 m,人群作用最大彎矩為 m 公橋規(guī)規(guī)定：驗(yàn)算主梁變形時(shí)，不計(jì)入結(jié)構(gòu)自重的長(zhǎng)期撓度，汽車不計(jì)沖擊。則由可變荷載頻遇值產(chǎn)生的跨中長(zhǎng)期撓度為： 按全預(yù)應(yīng)力混凝土，取 B= 公橋規(guī)規(guī)定：荷載短期效應(yīng)組合并考慮荷載長(zhǎng)期效應(yīng)影響，產(chǎn)生的長(zhǎng)期撓度超過(guò)計(jì)算跨徑1/1600 時(shí)，應(yīng)設(shè)置預(yù)拱度。 預(yù)拱度值等于結(jié)構(gòu)自重和 1/2可變荷載頻遇值所 產(chǎn)生的長(zhǎng)期撓度 （ 1） 沈蒲生主編 北京：高等教育出版社， 2005 （ 2） 王麗榮主編 北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社， 2005 （ 3） 公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（ 60京：中華人民共和國(guó)交通部， 2004 （ 4） 公路鋼筋混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土