橋梁設(shè)計計算實例_橋梁課程設(shè)計1

1、橋梁工 云玉貴 稱名號師級礪 名姓教年院 程生導(dǎo)業(yè)鰐 課學(xué)學(xué)指專所課程設(shè)計1200504047李積珍交通土建二班土木工程學(xué)院青海大學(xué)土木工程學(xué)院課程設(shè)計任務(wù)書專業(yè)土木工程專業(yè)（交通土建方向）班級2012 交通（1）、（2）班人數(shù)39+40=79 人一、設(shè)計題目鋼筋混凝土簡支梁上部結(jié)構(gòu)計算二、設(shè)計條件（基礎(chǔ)資料）第一組1標(biāo)準(zhǔn)跨徑：30.00m2計算跨徑：29.50m3主梁預(yù)制長度：29.80 m4橋面凈寬:?>7+2 x 1.0m學(xué)生名單：余亮 葉真王玉龍 晁增凱程蕓華王增斌馮宏建苗亞楠梅春 云玉貴 第二組1. 標(biāo)準(zhǔn)跨徑：30.00m2.計算跨徑：29.50m3主梁預(yù)制長度：29.80 m

2、4橋面凈寬:凈9+2 x 1.0m學(xué)生名單：趙和勝 尤國強 鄧海龍 王郁昌李占君 王開放 馬玉龍 馬吉祥 馬文杰 冶曉偉第三組1標(biāo)準(zhǔn)跨徑：20.00m2計算跨徑：19.50m3主梁預(yù)制長度:19.80 m4.橋面凈寬:凈9+2x 1.0m學(xué)生名單：秦忠瑞張磊李繼元彭齊祥秦發(fā)東馬福鑫喬鵬韓黑買馬成棟 李吉錄第四組1. 標(biāo)準(zhǔn)跨徑：20.00m3.主梁預(yù)制長度：19.80 m 學(xué)生名單：曹明宇閆國棟陳興祁生強馬成龍 韓文平第五組1.標(biāo)準(zhǔn)跨徑：25.00m3.主梁預(yù)制長度：24.80 m 學(xué)生名單： 陳以榮劉航陳生偉嚴(yán)得民何子文2. 計算跨徑:19.50m4橋面凈寬:凈7+2 x 1.0m魏俊超馬睿殷

3、富剛劉振斌2. 計算跨徑：24.50m4橋面凈寬:凈7+2 x 1.0m李斌云趙斌蔡占玉徐藏康璽忠第六組1標(biāo)準(zhǔn)跨徑：25.00m2計算跨徑：24.50m3主梁預(yù)制長度：24.80 m4橋面凈寬:凈9+2x1.0m學(xué)生名單：郭寒李月婷姚海波馬真馬爾沙楊占均王淞黃財安楊占棟相承棟 第七組1. 標(biāo)準(zhǔn)跨徑：35.00m2.計算跨徑：34.50m3. 主梁預(yù)制長度:34.80 m4. 橋面凈寬:凈9+2x 1.0m學(xué)生名單:陳紅維娜楊體凱呂志軍馬生福 林軍第八組1.標(biāo)準(zhǔn)跨徑：35.00m3. 主梁預(yù)制長度：34.80 m馬德俊馬龍甘滿春李生杰張文安2.計算跨徑：34.50m4. 橋面凈寬:凈7+2x 1

4、.0m學(xué)生名單: 楊長攀李吉珍劉山興三明林楊勇史爽王占全董吉明魏輝鑫 其他細(xì)部構(gòu)造.材料以及荷載由學(xué)生自行擬定。三、設(shè)計內(nèi)容1. 主梁的計算（包括部分配筋）2. 橫隔梁的計算（包括部分配筋）3 行車道板的計算（包括部分配筋）四、設(shè)計要求1設(shè)計計算過程條理清楚，內(nèi)容完整；2設(shè)計步驟合理，設(shè)計圖紙清晰；3 計算說明書一律用a4紙打印（統(tǒng)一采用五號仿宋字體，標(biāo)題用黑體）, 部分計算數(shù)據(jù)應(yīng)該用表格說明。五、工作計劃序號時間工作安排備注12015.11.30-2015.12.1初步尺寸擬定22015.12.2-2014.12.5橫向分布系數(shù)計算、主梁、橫隔梁、橋面板內(nèi)力計算32015.12.5-2014

5、.12.6結(jié)構(gòu)配筋計算，整理文本、圖紙°42015.12.7提交設(shè)計報告六、考核方法及成績評定標(biāo)準(zhǔn)考核方法主要以學(xué)牛提交的設(shè)計報告為主，成績評定方法如下：尺寸擬定（10%）；橫向分布計算（20%）；主梁內(nèi)力計算（20%）；橫隔梁內(nèi)力計算（20%）； 橋面板計算（10%）；配筋（10%）；圖紙及文本（10%）。七、附件及參考資料11中華人民共和國交通部.jtj 02189/jtgd60-2004.公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范s.北京，人民交通 岀版社，20042 中華人民共和國交通部.jtg d62-2004.公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范.北京, 人民交通出版社，2004 姚玲森.

6、橋梁工程m.北京：人民交通出版社，20084 邵旭東.橋梁工程m.北京：人民交通出版社，20075 林元培.橋梁設(shè)計工程師手冊m.北京：人民交通出版社，2007任務(wù)下達日期年月h完成日期年月日指導(dǎo)教師(簽名):教研室主任(簽名)：院長：學(xué)院蓋章一：基本資料:1 標(biāo)準(zhǔn)跨徑：30m2. 計算跨徑：29. 5m3. 主梁預(yù)制長度：29. 80m4. 橋面凈空：7+2x1.0m二:依據(jù)規(guī)范(1) 公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范(jtg d602004)，簡稱橋規(guī)。(2) 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范(jtgd62-2004)，筒稱公預(yù)規(guī)。(3) 公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(jtj 124-85)，簡

7、稱基規(guī)。三:尺寸擬定1主梁的詳細(xì)尺寸主梁間距：1.6m梁高與跨徑之比的經(jīng)濟范圍為1/11-11/6跨徑大的取用偏小的比值，所以梁高為1.3m主梁肋寬度：b=0. 2m主梁的根數(shù)：（7m+2x0. 75m） /i. 6=5橋面板厚為：8cm公路二級荷載2. 行車道板的內(nèi)力計算考慮到主梁翼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接和中間較 接的板計算。已知橋面鋪裝為2cm的瀝青表面處治（重力密度為23kn/m3 ）和平均9cm厚混泥土墊層 （重力密度為24kn/m3 ）, c30 t梁翼板的重力密度為25kn/m3 o3. 結(jié)構(gòu)自重及其內(nèi)力圖較接懸臂板計算圖示（尺寸單位：cm） 每米

8、延板上的恒載幻瀝青表面處治：匕=0. 02 x 1. 0x23=0. 46kn/mc25 號混凝土墊層：g2 =0. 09 x 1. 0 x 24=2. 16kn/mt 梁翼板自重：3= （0. 08+0. 14） /2x 1.0x25=2. 75kn/m 每延米板寬自重：g= g】+g2 + g3=046+2 16+2. 75=5. 37kn/m 每米寬板條的恒載內(nèi)力：1 2 1 2彎矩:mag=-x5. 37x0. 71- =-l. 35kn. m剪力:qag=g /0=5. 37x0. 71=3. 81kn4. 汽車車輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力公路ii級：以重車輪作用于較縫軸線上為最不利荷載布置，

9、此時兩邊的懸臂板各承受一半的車輪荷載下圖:圖2-2行車道板計算（尺寸單位：cm）后軸作用力140kn的著地長度為32=0. 2m,寬度&=0. 6m,鋪裝層的厚度h=0. 09+0. 02=0. 11m 垂直行車方向輪壓分布寬度為：心2也h=c. 20+2x0. 11=0. 4加。勺力開2畢0. 60+2x0. 11=0. 82mo最外兩個荷載的中心距離d=l. 40m,則荷載對于懸臂根部的有效分布寬度：5=引 + 於2人二0. 42+1. 4+2 x 0. 71=3. 24m沖擊系數(shù)取1 +u二1.292,則作用于每米寬板條上的彎矩為:map= - (1+ u) (/0 )4tz &

10、#176;4=-1.292x140" 24 3.24(0.71 0.821=-14. 09kn. m作用于每米寬板條上的剪力為：/、2p2x140q,p= (1+u) =1.292x=27. 92knap4a4x3.24所以由書上112頁得：行車道板的設(shè)計內(nèi)力為：ma=mag+map=-l. 35-14. 09=15. 44kn. mqa=qag+qap=3. 81+27. 92=31. 73kn二.主梁內(nèi)力的計算結(jié)構(gòu)自重效應(yīng)計算由計算跨徑l=29. 5,結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為1. 0,每側(cè)欄桿機人行道構(gòu)件重量的作用力為5 kn/m（1）結(jié)構(gòu)自重集度主 梁：gi = 0.2x1.30+ (

11、0. 08+0. 14) /2x (1.60-0.2) x2. 5=9. 64 kn/m 橫隔梁：、l、* fr /、，r “、0.15x0.1625,邊王梁：82=1.00-(0.08+0.14)/2(1.60-0.2)/ x5x=0.624kn/m圖簡支t梁主梁（尺寸單位：cm）2 號梁：g2=2xg2=1.248 kn/m中主梁：g；=2xg2=1.248 kn/m橋面鋪裝層：g,=0. 02x7. 00x23+- (0. 06+0. 12) x7x241/5=3. 57 kn/m 22 欄桿和人行道：g4=5.0x-=2. 00 kn/m5合計：邊主梁：g= g+ g2 +2. 00=

12、 9. 64+0. 624+3. 57+2. 00=15. 964 kn/m2 號梁：g1 =9. 64+1. 248+3. 57+2. 00=15. 458kn/m中主梁：g2=9. 64+1. 248+3. 57+2. 00=15. 458kn/m結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力計算：梁內(nèi)各截面的彎矩m和剪力q的計算式：x-gxq = -gx= （l-2x）2 2其中：l為計算跨徑x為計算截面到支點的距離表邊主梁自重產(chǎn)生的內(nèi)力內(nèi)力截面位亶剪力q (kn)彎矩 m (kn.m)x=o、q=157. 0m=0x=l/415,964 x (29. 5-2)=79. 0724m 15.964 29.5口 19.7、m

13、二x (29. 5-)244=584. 1x=l/20m=-x15. 964x29.52 =1736. 58 8表2-2 2號梁自重產(chǎn)生的內(nèi)力剪力q (kn)彎矩 m (kn.m)x=o15,458 x29. 5-164. 2820x=l/415.45( 29.5 2x 29,5 ) =82. 142415458 x 295 ( 29.5- 295)244=606. 8x=l/20-x15. 458x29. 52 =809. 078表中主梁自重產(chǎn)生的內(nèi)力剪力q (kn)彎矩 m (kn.m)x=o15.458 x29 5=164 2820x=l/415.458 x(29 5 2x295 )-8

14、2.142415.458x29.5(29.55)244=606. 8x=l/201 0-x15. 458x29. 52 =809. 0783汽車、人群荷載內(nèi)力計算(1)荷載橫向分布的計算荷載橫向分布系數(shù)m的計算公式：汽車： = sn/2人群：mr =用杠桿原理法計算荷載位于靠近主梁支點時的荷載橫向分布系數(shù)叫)。荷載位于指點時1號梁相應(yīng)汽車-11級和人群荷載的橫向分布系數(shù)，如圖。o圖杠桿原理法計算橫向分布系數(shù)(尺寸單位:1號梁:公路 ii 級 2z70(y = sn / 2=0.8752=0. 438人群荷載 2z?()r = 77r =1. 422同樣方法計算2、3號梁梁端橫向分布系數(shù)為: 2

15、號梁：公路 ii 級 =0. 500人群荷載 mqr = 7r= -0. 4223號梁：公路 ii 級刃0g 二(0. 938+0. 250) /2=0. 594人群荷載mqr = ?r=0當(dāng)荷載作用跨中時，1號邊主梁的橫向分布系數(shù):寬跨比色xi.60=0越vo 5.故用偏心壓力法計算橫向分布系數(shù)l 29.5fa) 求荷載橫向分布影響線豎標(biāo)n=5梁間距為1.60則：a, +aj = (2x1. 60) 2 +1. 602 +0+ (-1. 60) 2 +(-2x1. 60) 2 =25. 60m21號梁在2個邊主梁處的橫向影響線的豎標(biāo)值為：1711=- n+(2xl6o)=o.6o“525.6

16、0zti1z715=- n- =-0. 20 nztlb) 繪制荷載橫向分布影響線，并按最不利布載廠tjj i1號2號3號4號5號i n r- coojojcdojcd2 2oj<xjn66u"j1,如圖1-3所示。圖剛性橫梁法計算橫向分布系數(shù)圖示(尺寸單位：cm)c) 計算©1號梁：汽-ii：2z?r =(0. 522+0. 395+0. 177-0. 005) /2=0. 504人 群：acr=?r=0.620同樣方法計算2、3號梁的橫向分布系數(shù)為：2號梁：汽-ii： 0 疔0.455人群：/ncr=q. 3913號梁：汽-ii： mc(i =0. 409人 群:

17、mer=q. 171x2=0. 342(2) 均布荷載和內(nèi)力影響線的面積計算汽-ii均布 荷載 (kn/m)人群(kn/m)影響線面積(m 2或皿)影響線圖示恢10.5x0.75=7. 8753.0x0. 75=2. 251 0 1 °q = -/2 = -x29.52=108. 78 8 8ll/4-7. 8752. 25q = -x 丄 x29.5x 丄二2 2 24.917l-1/2at-j1/27. 8752. 250 = 3x1x29.5 =14. 751-l注：10. 5kn/m為公路-1級車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值；計算跨徑小于50m時，人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值為3. okn/mo

18、（3）公路ii級中集中荷載pk的計算計算彎矩效應(yīng)時：pk =0. 75180+ 3h8° （29.5-5） =208. 5kn50 5計算剪力效應(yīng)時：=1.2x208. 5=250. 2kn注：當(dāng)計算跨徑在5-50m之間時，用直線內(nèi)插求得。（4）計算沖擊系數(shù)啟0.3902m 2z,=0.066146m46=0.3902x25=9.76 kn/mg/g=9. 76/9. 81=0. 995kn. s2/m2c30 混凝土 e 取 3x10l（,n/m27i / elc _3.14 2xl9.723 xlolox 0.0661460.995 xlo3= 5.713hz 1.5hz<

19、f<14hz n =0. 17671nf-0. 0157=0. 292 則 1+/=1.292（5）跨中彎矩必/2的計算因雙車道不折減，故§二1。代入下式得:s汽二（1+“）xgx mc qk cl+inipk（6 ）支點剪力v（）的計算計算支點截面汽車荷載最大剪力繪制荷載橫向分布系數(shù)沿橋縱向的變化圖形和支點剪力影響線如圖7-4所示:梁 號 n1000060 寸6圖也沿跨長變化圖在橫行分布系數(shù)變化區(qū)段：加變化區(qū)荷載重心處的內(nèi)力影響線坐標(biāo)為：_ 11 號梁：y=lx (29. 5-x4.9) /29. 5=0.9173同理得2 號梁：y =0. 3333 號梁：y =0.168由

20、 0。均=（1+u） x qk ac + （©）-刃°）'0。集二（1+u）§ 訂"得：4 9(0. 438-0. 504) x 0.9171=49. 001 號梁：0,均=1.292x1x7. 875x 0. 504x9. 85+ knq點=1. 292x1x0. 438x214. 92x1. 0=121. 62 kn則，在公路-i級作用下，1號梁支點的最大剪力為(?0= 0。均 + 0別廣49. 00+121. 62=170. 62kn同理得:4 92 號梁：q( =1. 292x 1x7. 875x 0. 455 x9. 85+ (0. 5

21、-0. 455) x0. 333=45. 64 kn0理=1. 292 x1x 0. 5 x 214. 92 x1. 0=138. 84 kn°()= 0。均 + q 理=45. 64+138. 84=184. 48 kn3號梁：4 90旳-1.292x1 x7.875x 0.409x9. 85+ *(0. 594-0. 409) x0. 168=41. 76 knq。集=1.292x1x0. 594x214. 92x1. 0=164. 94 knq° = 0,均 + 0處二41.76+164. 94=206. 70 kn計算支點截面人群荷載最大剪力q”：-mc xr x+

22、 y(刃()5)s x y1號梁：4 9-0. 620x2. 25x9. 85+ '(1.442-0. 620) x2. 25x0. 91717. 90 kn° 22號梁：4 9-0. 391x2. 25x9. 85+(-0. 442-0. 391) x 2. 25x0. 333一7. 14 kn23號梁：4 9qnr =0. 342 x 2. 25 x 9. 85+ (0-0. 342) x 2. 25x0. 168=7.26 kn 2表剪力效應(yīng)組合表(kn)梁號效應(yīng)恒載人群汽車1%158. 1317.90170. 6244& 67匕203.482.48119. 2

23、82匕164. 287. 14184. 48463. 4002. 1474. 46106. 643164. 287. 26206. 70494. 6501.8866. 9395.81主梁配筋：預(yù)制鋼筋混凝土梁截面高度h=l. 6mo翼板有效寬度為2.0, c40混凝土，hrb335鋼筋。一類環(huán) 境。安全等級為二級。經(jīng)復(fù)核滿足要求。3.橫隔梁內(nèi)力計算對于具有多根內(nèi)橫梁的橋梁，由于主梁跨中處的橫梁受力最大，橫梁跨中截面受力最不利, 故通常只需計算跨中橫梁的內(nèi)力，其它橫梁可偏安全地訪此設(shè)計。下列計算橫梁在2號和3號主梁之間r-r截面上的彎矩需和靠近1號主梁處截面的剪力 呼。確定作用在中橫隔梁上的計算

24、荷載對于跨中橫隔梁的最不利荷載布置如圖7-7所示。179.1kn7.875kn/n公路-1級ijnnnwwmw;|1i1 i4.95.4.85-4.85-.4.85-圖橫隔梁上計算荷載的計算圖示縱向一列車輪對于中橫隔梁的計算荷載為：計算彎矩時：pt)q =丄(齊 q+pky) =丄(7.875 x 0.5 x 4.85 x 2 x 1.° +179 1 x 1.0) =108. 65 kn計算剪力時:冷(7.875 x0.5x4.85x 2x 1.0 + 1.2x 179x 1.0)=126. 56 kn繪制中橫隔梁的內(nèi)力影響線按偏心壓力法計算1、2號梁的橫向分布系數(shù)影響線豎坐標(biāo)值，

25、影響線以及剪力影響線如圖7-8所示。丨1 i 丄1 -丄1切u 仁inninn圖中橫隔梁內(nèi)力計算(尺寸單位：cm)p=1作用在1號梁軸上時(7/n =0.60,7,5 =-0.20)件=“11 x1.5d+7i2 x0 5d-lxl. 5d=0. 6x1. 5x1. 6+0. 4x0. 5x1. 6-1. 5x1. 6二一0. 64p=1作用在5號梁軸上時=77i5 xl 5d+25 x0. 5d=(-0. 20)x1.5x1.6+0x0.5xl. 6=-0. 48p二1作用在2號梁軸上時(72=0.40, ；722 =0. 30)律二“12 xl5卡22 x05丹xo. 5d=0. 40x1

26、.5x1. 6+0. 30x0.5x1. 6-0. 5x1. 6=0. 40截面內(nèi)力計算將求得的計算荷載p(>(/在相應(yīng)的影響線上按最不利荷載位置加載，對于汽車荷載并入沖擊影響力(1+“)，得：表截面內(nèi)力計算表公路-ii級彎矩ng2_3 =(1+“) © p“ 工=1292x1x1o& 65x(0. 92+0. 29)=169.85 kn剪力' = (1+“) § p(nj 工？； =1.292x1 x126. 56x (0. 575+0. 350+0. 188-0. 038) =175. 78 kn橫隔梁內(nèi)力組合由于橫隔梁的結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力甚小，計算中可略去不計。（1）承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合（基本組合）"杯=0+1. 4 x169. 85=237. 79 kn. m&：心=°+1 4x175. 78=246.09 knllld al（2）正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合（短期效應(yīng)組合）扯“廣