《橋梁工程》課程設(shè)計(jì)

橋梁工程課程設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)教學(xué)院系專業(yè)年級(jí) 指導(dǎo)教師職稱單位2017年7月目錄1.設(shè)計(jì)資料11.1題目11.2設(shè)計(jì)資料11.3設(shè)計(jì)內(nèi)容11.4參考資料12.計(jì)算說(shuō)明書(shū)12.1各種參數(shù)計(jì)算12.2橋面板內(nèi)力計(jì)算12.2.1單懸臂板內(nèi)力計(jì)12.2.2鉸接懸臂板內(nèi)力計(jì)算12.2.3主梁內(nèi)力計(jì)算12.2.4橫隔梁內(nèi)力計(jì)算12.2.5撓度、預(yù)拱度計(jì)算1橋梁工程課程設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)資料1.1題目裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T形梁橋計(jì)算1.2設(shè)計(jì)資料1. 主梁細(xì)部尺寸單片主梁的梁寬為1.78m，其細(xì)部尺寸如圖1-1所示圖1-1單片主梁示意圖2. 橋梁凈空一凈14+2米（如圖1-2所示）圖1-2橋梁橫斷面示意圖3. 跨徑和全長(zhǎng)（如圖1-3所示）圖1-3主梁立面圖標(biāo)準(zhǔn)跨徑主梁；計(jì)算跨徑；預(yù)制全長(zhǎng)；4. 上部結(jié)構(gòu)主梁布置圖（如圖1-4所示）（單位：cm） 圖1-4主梁布置圖5. 設(shè)計(jì)荷載公路-級(jí)，人群。6. 材料主梁：混凝土強(qiáng)度等級(jí)C50，容重26；橋梁鋪裝為C25混凝土墊層厚6.517cm，容重25，瀝青混凝土厚2cm；容重24。7. 設(shè)計(jì)方法杠桿原理法、偏心壓力法和極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法等。8. 設(shè)計(jì)依據(jù)(1)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2015）；(2)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50010-2010）；(3)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（JTG D62-2004）。1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容1. 橋面板內(nèi)力計(jì)算計(jì)算T梁翼板所構(gòu)成的鉸接懸臂板和懸臂板的設(shè)計(jì)內(nèi)力。2. 主梁內(nèi)力計(jì)算1) 計(jì)算各主梁的荷載橫向分布系數(shù)；2) 計(jì)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；3. 進(jìn)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。4. 橫隔梁內(nèi)力計(jì)算5. 撓度、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。6. 圖紙繪制（利用AutoCAD軟件繪制至少3張A4圖紙，可以從以下幾個(gè)方面考慮）。1.4參考資料1.姜福香主編.橋梁工程.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20162.姚玲森主編.橋梁工程.北京：人民交通出版社，20133.劉立新主編.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.武漢：武漢理工大學(xué)出版社，20114.葉見(jiàn)署主編.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.北京：人民交通出版社，20175.黃僑主編.橋梁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理計(jì)算示例.北京：人民交通出版社，20066.賈金青編著.橋梁工程設(shè)計(jì)計(jì)算方法及應(yīng)用.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010192.計(jì)算說(shuō)明書(shū)2.1各種參數(shù)計(jì)算1.主梁自重主梁截面面積：主梁重力集度：2.橫隔梁橫隔梁截面面積： 體積： 重量： 總重量： 3.欄桿與人行道面積： 重量： 4.主梁翼緣板平均厚度 5.橋面三角墊層面積與平均厚度 6.面層瀝青平均重度 2.2橋面板內(nèi)力計(jì)算2.2.1單懸臂板內(nèi)力計(jì)單懸臂板內(nèi)力計(jì)算圖示如圖2-1所示（1）恒載計(jì)算（以縱向1m寬板進(jìn)行計(jì)算） 圖2-1單懸臂板（2）活載計(jì)算 （3）內(nèi)力組合 2.2.2鉸接懸臂板內(nèi)力計(jì)算鉸接懸臂板內(nèi)力計(jì)算圖示如圖2-2所示（1）恒載計(jì)算（以縱向1m寬板進(jìn)行計(jì)算）每延米恒載瀝青: C25混凝土墊層:翼緣板自重:所以：g= 每米寬板的恒載內(nèi)力 圖2-2鉸接懸臂板示意圖 （2）車輛荷載計(jì)算根據(jù)車輛橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2015）可知，后輪著地： 單個(gè)車輛作用時(shí)有 作用在每米寬板條上的彎矩為 作用在每米寬板條上的剪力為 兩個(gè)車輛同時(shí)作用有作用在每米寬板條上的彎矩為作用在每米寬板條上的剪力為經(jīng)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。（3）內(nèi)力組合 2.2.3主梁內(nèi)力計(jì)算2.2.3.1結(jié)構(gòu)重力集度分別考慮預(yù)制梁自重和橋面鋪裝、人行道欄桿和重力集度。（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o6片梁的荷載集度：2.2.3.2結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的內(nèi)力跨中彎矩： 支點(diǎn)簡(jiǎn)歷：2.2.3.3沖擊系數(shù)計(jì)算（1）簡(jiǎn)支梁基頻： 經(jīng)計(jì)算得 查表得，代入相關(guān)數(shù)據(jù)，從而計(jì)算出且1.5 （2） 2.2.3.4各主梁的跨中荷載橫向分布系數(shù)mc計(jì)算本橋的寬跨比為： 屬于窄橋抗扭修正系數(shù)的計(jì)算：主梁截面相同，梁間距相等，則由于主梁數(shù)等于6，則根據(jù)公預(yù)規(guī)，可取G=0.4E 代入數(shù)據(jù)得：橋的橫向連接剛度比較大，跨中按偏心壓力法計(jì)算，其中： （1） 第一片梁的影響線豎標(biāo)值 （2） 第二片梁的影響線豎標(biāo)值 （3） 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2-3所示，按橫向最不利布置車輪荷載得到1、2、3、4、5號(hào)梁跨中位置處汽車、人群荷載作用的橫向分布系數(shù)如下： 第一片梁的跨中橫向分布系數(shù) 第二片梁的跨中橫向分布系數(shù) 第三片梁的跨中橫向分布系數(shù) 圖2-3 修正偏心壓力法計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)簡(jiǎn)圖2.2.3.5支點(diǎn)的荷載橫向分布系數(shù)支點(diǎn)的荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算支座處的荷載橫向分布系數(shù)采用杠桿原理法進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算圖示如圖2-4所示 第一片梁的跨中橫向分布系數(shù) ， 第二片梁的跨中橫向分布系數(shù) ， 第三片梁的跨中橫向分布系數(shù) ，圖2-4 修正偏心壓力法計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)簡(jiǎn)圖橫向分布系數(shù)匯總表如表2-1所示荷載類別1號(hào)梁1號(hào)梁1號(hào)梁車輛荷載0.59760.3750.59340.66340.5210.625人群荷載0.5661.3750.372200.24660表2-1橫向分布系數(shù)匯總表如表所示2.2.3.6計(jì)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)醉倒，說(shuō)明第一片梁在按最不利布載情況下最危險(xiǎn)。又因各主梁的特性一致，所以只需對(duì)第一片主梁進(jìn)行彎矩、剪力的計(jì)算。在內(nèi)力計(jì)算中，對(duì)于橫向分布系數(shù)的取值做如下考慮：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)附加而考慮支承條件的影響，考慮橫向分布系數(shù)沿橋跨的變化影響（即從支點(diǎn)到第一根內(nèi)橫梁之間的變化）。公路一級(jí)，（1）跨中彎矩（荷載橫向分布系數(shù)取第一片梁值進(jìn)行計(jì)算，采用如圖所示的計(jì)算如2-5圖示） 圖2-5 跨中彎矩計(jì)算圖（2）支點(diǎn)剪力支點(diǎn)剪力計(jì)算時(shí)，荷載橫向分布系數(shù)在遠(yuǎn)端因剪力值變化不大，通常取不變的橫向分布系數(shù)。而近端剪力值變化較大，不能忽視，因此采用變化的荷載橫向分布系數(shù)，即從支點(diǎn)到第一根內(nèi)橫隔梁按到之間變化，計(jì)算圖示如圖2-6所示圖2-6 支點(diǎn)剪力計(jì)算圖1.2 因，則 由 得 2.2.3.7內(nèi)力組合（1）彎矩組合 （2）剪力組合2.2.3.8主梁彎矩包絡(luò)圖與剪力包絡(luò)圖的繪制主梁跨中的最大彎矩見(jiàn)描述內(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跨中處的最大彎矩、剪力和主梁跨中剪力等。（1） 跨中剪力計(jì)算如圖2-7所示，從圖中可以看出，恒載作用下跨中剪力值為零，活載作用時(shí)最不利位置在荷載只滿布半跨結(jié)構(gòu)上時(shí)，在支座范圍內(nèi)，跨中剪力影響線圖中的剪力值變化不大。因此，為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，橫向分布系數(shù)全部按不變的來(lái)計(jì)算跨中剪力值。 恒載剪力計(jì)算： 活載剪力計(jì)算： 內(nèi)力組合：圖2-7 跨中剪力計(jì)算圖（2）1/4跨剪力計(jì)算從1/4跨彎矩圖可以看出，位于支座范圍內(nèi)，彎矩值的變化值不大。因此，為簡(jiǎn)化起見(jiàn)橫向分布系數(shù)全部按不變的來(lái)計(jì)算跨中剪力值。具體計(jì)算圖示如圖2-8所示。 恒載彎矩計(jì)算： 活載彎矩計(jì)算： 內(nèi)力組合：圖2-8 1/4剪力計(jì)算圖將計(jì)算所得的彎矩和剪力按承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行組合，即可得到簡(jiǎn)支梁彎矩包絡(luò)圖與剪力包絡(luò)圖如圖2-9所示。圖2-9 彎矩包絡(luò)圖和剪力包絡(luò)圖2.2.4橫隔梁內(nèi)力計(jì)算橫隔梁自重較小，此處不計(jì)算，僅計(jì)算活載作用下橫隔梁的內(nèi)力。橫隔梁跨中荷載布置圖2-10所示，則有： 圖2-10 橫隔梁荷載縱向布置圖1作用在1號(hào)梁上時(shí) 1作用在6號(hào)梁上時(shí) 1作用在2號(hào)梁上時(shí) 1作用在5號(hào)梁上時(shí) 橫隔梁內(nèi)力計(jì)算過(guò)程如圖2-11所示則有：彎矩的影響線豎標(biāo)；則有：彎矩的影響線豎標(biāo)；則橫隔梁的最大剪力與彎矩為：圖2-11 橫隔梁荷載縱向布置圖2.2.5撓度、預(yù)拱度計(jì)算主梁結(jié)構(gòu)自重最大彎矩為3735.2165，汽車作用最大彎矩（不計(jì)沖擊）為2503.02/1.22=2051.66，人群作用的最大彎矩為270.34。公路