橋梁工程簡支梁課程設(shè)計(jì).

1、橋梁工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)題目1. 鋼筋混凝土簡支梁橋上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)基本資料1標(biāo)準(zhǔn)跨徑（計(jì)算跨徑） ：20m（19.5m）、25m（24.5m）、30m（29.5m）。2 .橋面凈空：凈-0.5m （欄桿）+8m（車道）+0.5m （欄桿）、凈-8.5+2 x 1.0m （人行道）、凈-9.25+2 x 1.0m （人行道）+2X 0.5m （欄桿）。3 .設(shè)計(jì)荷載：公路-I級，人群3.5KN/m2;公路-U級，人群3.0KN/m2。4. 截面形式：空心板、 T 型截面、箱型截面。5. 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)： 1.0。6. 材料：鋼筋：主筋采用川級鋼筋（HRB400,其他鋼筋采用U級鋼筋

2、（HRB335）; 混凝土： C40。7 .材料容重：水泥砼24 KN/m3，鋼筋砼25 KN/m3，瀝青砼21 KN/m3三、設(shè)計(jì)內(nèi)容1. 荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算2. 主梁的設(shè)計(jì)計(jì)算（恒載、活載及人群）3. 行車道板的設(shè)計(jì)計(jì)算（懸臂板、鉸接懸臂板、單向板）4. 橫隔梁設(shè)計(jì)計(jì)算5. 橋面鋪裝設(shè)計(jì)四、要求完成的設(shè)計(jì)圖及計(jì)算書1. 鋼筋混凝土簡支梁橋上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（可手工制圖或CAD出圖）2. 橋面構(gòu)造橫截面圖（可手工制圖或 CAD出圖）3. 荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算書4. 主梁內(nèi)力計(jì)算書5. 行車道板內(nèi)力計(jì)算書6橫隔梁內(nèi)力計(jì)算書五、參考文獻(xiàn)1橋梁工程（第 3 版），邵旭東、金曉勤主編， 2012，武漢理

3、工出版社。2梁橋（公路設(shè)計(jì)手冊），2005，人民交通出版社。3橋梁計(jì)算示例集（砼簡支梁（板）橋），易建國主編， 2002，人民交通 出版社。4. 中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTGB01-2003）.北京:人民交通出版社， 2004。5. 中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) . 公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范 （JTG D60-2004） 含條文說明 . 北京:人民交通出版社， 2004。6. 中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) .公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 （JTG D62-2004） 。六、課程設(shè)計(jì)學(xué)時(shí)1 .學(xué)時(shí)安排: 1周（第9周）。七、附注1. 課程設(shè)計(jì)可 2人一組。2. 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)跨徑、 凈寬

4、、設(shè)計(jì)荷載和截面形式可隨機(jī)組合， 但每組不準(zhǔn)重合。設(shè)計(jì)基本資料1. 標(biāo)準(zhǔn)跨徑（計(jì)算跨徑） : 20m（ 19.5m）2. 橋面凈空：凈-0.5m （欄桿）+8m（車道）+0.5m （欄桿）3. 設(shè)計(jì)荷載：公路-U級，人群3.0KN/m。4. 截面形式：T型截面5. 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)： 1.0。6 .材料：鋼筋：主筋采用川級鋼筋（HRB400,其他鋼筋采用U級鋼筋（HRB335；混凝土： C4O7 .材料容重：水泥砼24 KN/m3，鋼筋砼25 KN/m3，瀝青砼21 KN/m3橋梁設(shè)計(jì)說明橋梁設(shè)計(jì)包括縱 .橫斷面設(shè)計(jì)和平面布置。1. 縱斷面設(shè)計(jì)橋梁縱斷面設(shè)計(jì)包括確定橋梁的總跨徑 .橋梁的分孔 .

5、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) 本梁橋標(biāo)準(zhǔn)跨徑為25m(24.5m)(墩中心距離)。本橋的跨徑較小，因此上 部結(jié)構(gòu)的造價(jià)較低， 墩臺的造價(jià)較高。 為了結(jié)構(gòu)受力合理和用材經(jīng)濟(jì)， 分跨布置 時(shí)要考慮合理的跨徑比例。( 2)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(jì) 橋梁橫斷面的設(shè)計(jì)，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-8.0+2 x 0.5m (欄桿)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 1.5%-3.0%的橫 向坡度，本橋設(shè)

6、置為 1.5%。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(shí)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 5cm厚瀝青 混凝土和 8cm 厚 C40 混凝土作墊層的橋面鋪裝。5. 橋面伸縮縫為了保證橋跨結(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。一

7、.計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)1 當(dāng)荷載位于支點(diǎn)處，利用杠桿原理法計(jì)算50800、1901勺0L 1?.190橫斷面1#梁對于汽車荷載對于人群荷載m oq1=q=0.448m on= =1.2892#梁對于汽車荷載m卿=0.5對于人群荷載mor2 =0.2893#梁對于汽車荷載m oq2=0.5對于人群荷載m or2=n r=02. 當(dāng)荷載位于跨中時(shí)此橋在跨度內(nèi)設(shè)有橫隔板，具有強(qiáng)大的橫向聯(lián)結(jié)剛性，且承重結(jié)構(gòu)的長度比為 L/B=24.5/9=2.722可按剛性橫梁法繪制影響線并計(jì)算橫向分布系數(shù)mcq，本橋各根主梁的橫向截面均相等，梁數(shù)n=5,梁間距為1.9米。22222 cc a 2a1 +a2 +a3

8、 +a4 +a5 =36.1m1 #梁橫向影響線的豎標(biāo)值：20ISC1801#梁影響線ii =0.615 =-0.2由11、15繪制1#梁的橫向影響線，如上圖及最不利荷載位置對于汽車荷載mcp1065.5 3.7 2.4 0.6 A0.6422 5.7對于人群荷載0.60.5men = ri(5.7 亠 0.3) = 0.6585.722#梁橫向影響線的豎標(biāo)值：2#梁影響線n 2i = 0.425 =0汽車荷載1 04meq2(7.4 5.64.3 2.5) = 0.5212 7.6對于人群荷載mer2二r2 =0.658主梁內(nèi)力計(jì)算一水洗混歩土墊嘗Gizm20L 180 J130一 180

9、II111. 恒載集度(1) 主梁：gi 二 0.18 1.30。.篤014 (1.90_0.18)25 = 10.58kN(2) 橫隔梁對于邊主梁：二 CC 0.08+0.14 1.9-0.18： 0.15 + 0.16 匕 一cf g2 =1.00 疋汽x 5沁 25/24.5= 0.72kN /mJ 22 ：2對于中主梁：g2 =2 0.72 = 1.44kN/m(3) 橋面鋪裝層：_ 1 1g3 二 0.02 8 21(0.06 0.12)8 24 /5 =4.13kN/m(4) 欄桿和人行道：g2.00kN/m作用于邊主梁的全部恒載強(qiáng)度：g 八 gi =10.58 0.72 4.13

10、 2.00 = 17043kN / m作用于中主梁的全部恒載強(qiáng)度：g =10.58 1.44 4.13 2.00 =18.15kN/m2. 恒載內(nèi)力的計(jì)算跨中彎矩影響線0.753L/41/4跨彎矩影 響線1/4跨剪力影支點(diǎn)剪力影響線0.15響線截面位置內(nèi)力剪力Q (kN)彎矩M ( kN - mx=0213.250x=l/4106.76980.85x=l/201307.8計(jì)算公式：M =少x-gx2 2Q =9(1 -2x)23. 活載內(nèi)力1 .汽車荷載沖擊系數(shù)主梁橫截面圖結(jié)構(gòu)跨中處的單位長度量：G 19 18103口。=空=_= 1955.148kg /mg 9.81主梁截面形心到T梁上緣的

11、距離：10 (250-16) 10/2+90 16 4510 (250-16)+9016二 20.23cm 二 0.2023m跨中截面慣性矩:13213Ic (2.5 -0.16) 0.13 (2.5 -0.16) 0.1 (0.2023 -0.1)20.16 0.93 0.16 0.9 (0.45 -C12 124= 0.0212m查表 E 取 2.8x1O10par 兀El?3.14|3.25x1010 x0.0212f 2， c26.57 Hz21；譏 2 7.52 1955.148 -0.45所以沖擊系數(shù)：110.45 =1.452.汽車荷載作用公路一U級均布荷載 qk -10.5KN

12、 /m對于集中荷載，當(dāng)I乞5時(shí)，R=180KN/m ；當(dāng)丨_ 50時(shí)，耳= 360KN/m當(dāng)5 I : 50時(shí)，采用內(nèi)插法公路一U為公路一I級的0.75倍則qk =0.75 10.5 = 7.875KN /mPk= 0 75 辺！|180 十360 -18.(19.5 5 J =178.5kN50 -5當(dāng)計(jì)算剪力時(shí)候Pk九2 178.5 =214.2kN計(jì)算車道荷載的跨中彎矩、剪力的計(jì)算對于雙車道，折減系數(shù)=1.0跨中彎矩影響線如下圖3. 跨中彎矩的設(shè)計(jì)，門=16m2由于跨中彎矩橫向分布系數(shù)1#、4#梁最大，所以只需計(jì)算1#、4#梁的彎 矩，計(jì)算如下：對于1#梁車道均布荷載作用下l2，qk=(

13、1W y）1.45 1 0.6427.875 7 0.916 16 =64.37kNm車道集中荷載作用下M丄廠（仆）站叔山2, Pk7.5 -1.45 1 0.8571 143333.224KN m4跨中人群荷載最大彎矩M i 十上。=0.85 3 0.9375 =2.39KN m 尹對于2#和3#梁計(jì)算公路一u級汽車活載的跨中彎矩：M Qik,廠（1+卩山+（1+卩）上_吆2九山7.5 = 1.45 1 0.755 1431.45 1 0.755 7.875 7.03 = 354.136KN m4計(jì)算人群荷載的跨中彎矩：人群荷載集度：監(jiān)=3 1 -3KNM 1 二 口說巳 八 0.755 3

14、 7.03 = 15.92KN mQ2 k24. 跨中剪力的計(jì)算跨中剪力影響線如下圖:二 0.9375m2對于1 #和4#梁計(jì)算公路一U級汽車活載的跨中剪力:QQ1k,0 =（1h；）L EcqlPkJk （二）-hcqhk- 17 5-1.45 1 0.8571 1431.45 1 0.8571 7.875 7.03 =402.027 KN4計(jì)算人群荷載的跨中剪力：Q 丨二譏罷卩。0.8571 3 7.03 7.926KNQ2k,丄2對于2 #和3#梁計(jì)算公路一U級汽車活載的跨中剪力：QQ1k,0 二（1）L mcq2LPkk - （j-mcqqj-1-17 5 -1.45 1 0.755

15、1431.45 1 0.755 7.875 7.03 =354.136KN m4計(jì)算人群荷載的跨中剪力：Q 丨二 mcr2LFOr0.4375 3 7.03 = 9.23KNQ2k丄2 支點(diǎn)截面剪力的計(jì)算剪力影響線如下圖所示：1121 l 7.5 = 3.75m= 0.85 3 7.03 - 對于2 #和3#梁 計(jì)算公路一U級汽車活載的支點(diǎn)剪力（如下圖所示）：227 5橫向分布系數(shù)變化區(qū)段的長度a二一5-1.875= 1.875m2對于1 #和4#梁附加三角形重心影響線坐標(biāo)y i7.51.875 /7.5 =0.917I 3丿4水,0 =（1）L mcm 說從（1）L 一去（1 叫 _|_ 叫

16、5 - mcqi q_ y=1.45 1 0.8571143 7.5/4 1.451 0.85717.875 7.031.4511.875x2(0.740.8571)7.875 0.917 263.24KN計(jì)算人群荷載的支點(diǎn)剪力:aQQ2k,0二 mcr1 FOr 門 2 mr1 -mcr1FOr Y1.5-0.85 3 0.2023 =18.29KNd 07G./ Il IQC斗 75QQik,o=(i 嘰 mCq2_RLyk(3113漢7 52“1 I 1 7.5二 5.273m2)L_mq2_q(i 忙_2叫申-電41 O7c=1.451 0.755143 7.5M 1.451 0.75

17、5 7.875 7.03 1.451(0.740.755)7.8750.20232=353.41KN6. 1/4 跨彎矩的計(jì)算1/4跨彎矩的影響線如下圖計(jì)算人群荷載的跨中彎矩:人群荷載集度：P, = 3仁3KNMQ2k 丄4mCrlF0丄0.675 3 43.336 =87.756 KN m對于2#和4#梁計(jì)算公路一I級汽車活載的1/4跨彎矩:MQ1k,1=(1+卩出 mcq2Lpkik +(1 + 4)&九42蛻厲= 1.234 1 0.53 184.5 4.031 1.234 1 0.53 7.875 43.336 = 709.605KN m計(jì)算人群荷載的跨中彎矩:人群荷載集度：FOr =

18、 3 1 = 3KNM 1 二 mcr2LPor0.4375 3 43.336 = 56.879 KN mQ2k,7對于3#梁:If1 1/ .H / 7 1 F 1 3l1 3 21.520.750.75 二 6.047m 422對于1 #和5#梁計(jì)算公路一I級汽車活載的1/4跨剪力：L LJ 1 11* 1 1 11 l：:r/ r計(jì)算公路一I級汽車活載的MQ1k廠0 +嘰呱3卩+ （仆）了嘰3山腫= 1.234 1 0.4 184.5 4.031 1.234 1 0.4 7.875 43.336 = 535.551KN m計(jì)算人群荷載的跨中彎矩:人群荷載集度:M 1 二=0.4 3 43

19、.336 = 52.003KN mQ2k，47. 1/4 跨剪力的計(jì)算1/4跨剪力影響線如下圖：187.5KNQ1/4影響線10.5.5KN/m人群荷載Q1/4影響線3KN/mI lh Mj Lnm公路-II級Qq%。=（=） L mcqi_PkLyk - （JL Lmcq/kZ=1.234 1 0.66 221.4 0.75 1.234 1 0.66 7.875 6.047 =174.021KN計(jì)算人群荷載的跨中剪力：Q l -mcrJ_Po;0.675 3 6.047 =12.245KNQ2k,-對于2 #和4#梁計(jì)算公路一I級汽車活載的1/4跨剪力：Qq%0 =（1）L mcq2 _Pk

20、 |_Yk （1）_ LmcqqJ1=1.234 1 0.53 221.4 0.75 1.234 1 0.53 7.875 6.047 =139.745KN計(jì)算人群荷載的跨中剪力：Q i =mcr2LRrLl0.4375 3 6.047 =7.933KNQ2k,2對于3#梁計(jì)算公路一I級汽車活載的跨中剪力：QQ1k,0 =（1 川丄）L mq3l_Pk_yk （1 川丄）L cq3_qk= 1.234 1 0.4 221.4 0.751.234 1 0.4 7.875 6.047 = 105.468KN計(jì)算人群荷載的跨中剪力：Q 丨=mcr3LFO=0.4 3 6.047 =7.253KNQ2

21、k丄cr3 Or28.荷載組合rSudn-ro （ 一 rGi SGiki =1nrQ1Sq1k c 二rQj SQJK ）其中Gi = 1 . 0,j =2rQj “2 ,ro =1.0 ,c =0.8跨中彎矩組合:梁#恒載（KN/m活載（KN/m組合值（KN/m汽車人群1、4134.859402.20717.927744.7472、3141.820351.7919.491673.321跨中剪力組合:梁#恒載(KN/m)活載（KN/m）組合值（KN/m汽車人群1、40115.8072.391164.8082、30101.3361.266143.288支點(diǎn)剪力組合:梁#恒載（KN/m活載（KN

22、/m組合值（KN/m汽車人群1、5228.203244.37627.439646.70172、4239.134204.95110.565585.7253239.134159.5889.932521.50781/4跨彎矩組合:梁#恒載（KN/m活載（KN/m組合值（KN/m汽車人群1、5922.362883.66087.7562442.2452、4964.008709.60556.8792213.9613964.008535.55152.0021964.8231/4跨剪力組合:梁#恒載（KN/m活載（KN/m組合值（KN/m汽車人群1、5114.402174.2112.245394.89082、

23、4119.567139.7547.933348.0213119.567105.4687.253299.259三、行車道板計(jì)算由于主梁是用現(xiàn)澆混凝土的，其有很大的剛度，所以按剛接的單向板進(jìn)行行車 道板的計(jì)算1.恒載內(nèi)力的計(jì)算(1)計(jì)算每延米板的恒載g瀝青混凝土面層：g1 =0.05 1.0 21 =1.05KN /mC25混凝土墊層：g2 =0.08 1.0 23 =1.84KN /mT梁翼板自重：0.08 0.14g31.0 25= 2.75KN/mU32合計(jì)：3g 八 g1 g2 g3 =5.64 kn /mi =1(2)計(jì)算每延米板條的恒載內(nèi)力1 1 202彎矩：Moggl025.64 (

24、)2 = 2.284KNLm剪力：Qog 二 gh：=5.64 0.9 = 5.076KN2.活載內(nèi)力的計(jì)算根據(jù)軸距及軸重，應(yīng)以重軸為主，取兩后軸 2 P = 280kN計(jì)算。輪載分布：車輪著地尺寸a2 b =0.2 0.6m，經(jīng)鋪裝層按45角擴(kuò)散后，在板頂?shù)姆植汲叽纾篴1 =a2 2H =0.22 0.13=0.46md = b2 2H = 0.6 2 0.13 = 0.86m經(jīng)分析，車后軸兩輪的有效分布寬度重疊，所以荷載對于懸臂根部的有效分布寬 度為：a = ay d 210 = 0.46 1.4 2 0.9 二 3.66 m作用在每延米板條上的彎矩：Msp二（1 柑仏-號）,CC, 2x140/CC 0.86、=1.234(0.9)4x3.664= 16.167KNLm作用在每延米板條上的剪力：P2x140Qsp=(1)1.23423.601KNp4a4 3.663內(nèi)力組合安全等級二級，=1.0, g1=1.2， p1=1.4按承載能力極限狀態(tài)下作用基本組合彎矩和剪力的設(shè)計(jì)值分別為：Mud 二認(rèn) g1Mg p1Msp）八 1.2 2.284-1.4 16.167= 25.375KN mQud 二認(rèn) g1Qogp1Qsp）=1.2 5.