四川大學(xué)簡(jiǎn)支梁橋設(shè)計(jì)范例

1、第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)書1.1 基本設(shè)計(jì)資料跨度和橋?qū)?） 標(biāo)準(zhǔn)跨徑：20.00（墩中心距離）=2.6=22.6m2）計(jì)算跨徑：19.50（支座中心距離）+2.6=22.1m3）主梁全長(zhǎng)：19.96（主梁預(yù)制長(zhǎng)度）+2.6=22.56m4）橋面凈空： 凈7m （行車道）+ 2 X1m人行道1. 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1）設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)：公路-U級(jí)，人行道和欄桿自重線密度按單側(cè)6kN/m 計(jì)算，人群荷載 3kN/m 22）環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)：1類環(huán)境3）設(shè)計(jì)安全等級(jí)：二級(jí)2. 主要材料1） 混凝土： 混凝土簡(jiǎn)支 T 梁與橫梁采用 C40 混凝土； 橋面鋪裝上 層采用0.03m瀝青混凝土，下層為0.060.13m的C30混凝 土

2、，瀝青混凝土重度按 23kN/m3, 混凝土重度按 25kN/m3 計(jì)。3. 鋼筋：主筋用 HRB400 ，其它用 HPB300 。構(gòu)造形式與截面尺寸，-18一1-L23487.5487.51996>/2圖1 橋梁橫斷面和主梁縱斷面圖(單位：cm )Hh2%-=3cn厚瀝青混凝土613cmC3混凝土Ha-H1 ；工.IL1 - -.-A4518180如圖1所示，全橋共由5片T形梁組成，單片T形梁高為1.4m , 寬1.8m ；橋上的橫坡為雙向2%，坡度由C30混凝土混凝土橋 面鋪裝控制；設(shè)有5根橫梁。第二章主梁的荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算2.1主梁荷載橫向分布系數(shù)的計(jì)算剛性橫梁法計(jì)算橫向分布系

3、數(shù)因?yàn)槊恳黄琓型梁的截面形式完全一樣，所以：式中，n=5，=2 x(3.62+1.8 2 ) m 2 =32.4 m 2表1耳值計(jì)算表梁號(hào)i1i2i3i4i510.60.40.20-0.220.40.30.20.1030.20.20.20.20.2計(jì)算橫向分布系數(shù)：根據(jù)最不利荷載位置分別布置荷載。 布置荷載時(shí)，汽車荷載距人行 道邊緣距離不小于0.5m，人群荷載取3KN/m 2，欄桿與人行道板每延米重 取6.0KN/m，人行道板重以橫向分布系數(shù)的方式分配到各主梁上。18001800 I 3600e-1#架計(jì)算能500. l<1000 1 1800 ' 1300，1800-T Z律律

4、j“ML1 1L帖L-0.644豈一0.4O.S34：l T F JO3J30J89P 0.01A一號(hào)梁橫向分布系數(shù)計(jì)算圖示(單位：mm )汽車荷載：m i汽=0.5 X人群荷載：m i人=0.645人行道板：m i板=0.6492-0.25=0.4005001000C.4500.4221800180036000.3671800fl.32#梁計(jì)能圖130018002t00190.K5二號(hào)梁橫向分布系數(shù)計(jì)算圖示（單位:mm )汽車荷載：m 借=0.5 X(0.367+0.267+0.195+0.095)=0.462人群荷載：m i人=0.422人行道板：m i板=0.45-0.049=0.401

5、L 1800 L 1800136004HrITIF 3#紗算網(wǎng)人群荷載：m i人=0.2+0.2=0.4人行道板：m i板=0.4綜上：各梁在不同荷載作用下的分布系數(shù)如下:表 各梁在不同荷載作用下的分布系數(shù)荷載類型梁號(hào)1#2#3#4#5#汽車荷載0.5230.4620.40.4620.523人群荷載0.6450.4220.40.4220.645人行道板0.4000.4010.40.4010.400杠桿原理法計(jì)算梁端剪力橫向分布系數(shù)圖500AAAA1.00圖汽車荷載:人群荷載:mm )m /汽 =0.5 X0.666=0.333m /人=1.2222#梁端剪力橫向分布系數(shù)計(jì)算圖式（尺寸單位:mm

6、 )汽車荷載:人群荷載:m 2汽=0.5 X(0.333+0.667 ) =0.500m 2人 =-0.222500 j jJOOOi - 180018002#梁端掰線iiiiiliiin 彳1 1a0.66&1x1,0001.2221#架端辦線1#梁端剪力橫向分布系數(shù)計(jì)算圖式（尺寸單位:500靜J000 .1800 1300 1800 jib0.501111 1憫1 ! 1 11Z5S (X3331.(KX嚴(yán)3#架端咖圖3#梁端剪力橫向分布系數(shù)計(jì)算圖式（尺寸單位：mm ）汽車荷載：m 3汽=0.5 X(0.333+0.955 ) =0.639人群荷載：m 3人=0表梁端剪力橫向分布系

7、數(shù)荷載類型梁號(hào)1#2#3#4#5#汽車荷載0.3330.5000.6390.5000.333人群荷載1.222-0.2220-0.2221.222第三章 主梁的內(nèi)力計(jì)算3.1永久作用效應(yīng)永久荷載：假定橋面構(gòu)造各部分重力平均分配給主梁承擔(dān)，則永久荷載計(jì)算結(jié)果如下 表所示表鋼筋混凝土 T形梁永久荷載計(jì)算表構(gòu)建名構(gòu)件尺寸（mm ）單位長(zhǎng)度體積 重 KN/m0.46262511.5650.18 X(0.94+0.03)+4.875=0.0358250.8952 X0.0358=0.072251.8瀝青混凝土(3cm )0.03 X1.8=0.054231.242混凝土墊層 (平均厚度9.5cm)0.0

8、95 X1.8=0.171254.275總計(jì)5.517sOOF omO8JI00三09 一 存0寸6 一 W/F Jn Jn JrZJ i£-二一Frr一i枷 0014中梁橫隔梁00二一 09Z-LJ-V-/9QC-00寸L邊梁欄桿與人行道6人行道重力按人行道板橫向分布系數(shù)分配至各梁的板重為：1 號(hào)梁 m i板 q=0.400 X6=2.400KN/m2 號(hào)梁 m 2板 q=0.401 X6=2.406KN/m3號(hào)梁 m3板q=0.4 X6=2.4KN/m;其中4號(hào)、5號(hào)梁對(duì)稱于 2號(hào)、1號(hào)梁。各梁的永久荷載值（單位（KN/m ）梁號(hào)主梁橫隔梁欄桿與人行道橋面鋪裝層總計(jì)1(5)11.

9、5650.8952.4005.51720.3772(4)11.5651.8002.4065.51724.377311.5651.8002.48.51728.377永久作用效應(yīng)計(jì)算表影響線面積計(jì)算表項(xiàng)目計(jì)算面積影響線面積M 1/2l(l=22.1m)=61.05 ,14M 1/4(l=22.1m)=45.7961 /l3V1/ 22 /1(00,l=22.1m)=2.7632 /1V110丨一22.111.052213.2可變作用效應(yīng)汽車荷載沖擊系數(shù)計(jì)算:結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)和結(jié)構(gòu)的基頻f相關(guān)，計(jì)算公式為G主梁04626 25 103 kg/m 1178.899kg/m9.81截面慣性矩：bh3121

10、3=x(180-18)X13 3+(180-18)x(41.09-13+ X18 X140 +18 X140 X( 12由于1.5Hz13、22)4cm罟-41.09) 2=8771607 cm 43.25 1010 0.087716 Hz 1178.899EIc212 ； mef 14Hz ,那么：0.1767I nf 0.0157 0.3132 19.526.424Hz由此可得：1+=1+0.313=1.313公路-U級(jí)均布荷載qK（對(duì)公路-U車道荷載，其均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值 q K與集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值Pk均按 公路-I級(jí)車道荷載的0.75倍考慮。）q k =10.5 X0.75KN/m=7.875

11、KN/m計(jì)算彎矩時(shí)：Pk采用線性差值得 Pk =178.5KN/m計(jì)算剪力時(shí)：Pk =178.5 X1.2=214.2KN/m表5公路-U級(jí)車道荷載與其影響線面積計(jì)算表項(xiàng)目頂點(diǎn)位置q kPk0M 1/21/2處7.875178.561.05M 1/41/4處7.875178.545.79V1/21/2處7.875214.22.763V。支點(diǎn)處7.875214.211.05每延米人群荷載：q人=3 X1KN/m=3KN/m可變作用彎矩效應(yīng)計(jì)算彎矩計(jì)算公式：M 1 qK 0 PK yk ,由于只能布置兩車道，則車道 荷載橫向折減系數(shù) 為1，荷載橫向分布系數(shù)沿主梁縱向均勻變化，因此 沿主梁的縱向相同

12、。表6 公路-U級(jí)車道荷載產(chǎn)生的彎矩計(jì)算表梁號(hào)內(nèi)力n1 +q k0PkykM1M 1 /20.52361.054.3751609.449M 1 /40.5231.3137.87545.79178.53.65625905.3642M 1 /20.46261.054.3751421.731M 1 /40.46245.793.65625799.7673M 1 /20.461.054.3751230.936M 1 /40.445.793.65625692.439表7人群荷載產(chǎn)生的彎矩計(jì)算表梁號(hào)內(nèi)力nq人0M1M 1/20.523361.0595.787M 1/40.52345.7971.8442M 1

13、/20.46261.0584.615M 1/40.46245.7963.4643M 1/20.461.0573.260M 1/40.445.7954.948永久荷載作用分項(xiàng)系數(shù)：Gi 1.2汽車荷載作用分項(xiàng)系數(shù)：Q! 1.4人群荷載作用分項(xiàng)系數(shù)：Qj 1.4基本組合公式如下:gi SgikQ1 ElkQj SQjk(c 0.8)可變作用剪力效應(yīng)計(jì)算ik在進(jìn)行可變作用的剪力計(jì)算時(shí)，應(yīng)計(jì)入橫向分布系數(shù) 沿主梁縱向橋跨 方向的影響。通常按如下方法處理：先按跨中的 由等代荷載計(jì)算跨中剪 力效應(yīng)；再用支點(diǎn)剪力荷載分布系數(shù) /并考慮支點(diǎn)至1/4為直線變化來計(jì) 算剪力效應(yīng)。表8永久作用效應(yīng)計(jì)算表梁號(hào)M 1/

14、2M 1/4V。q0q 0q0q 0q0q 0120.3761.01244.20.345.7933.020.311.0225.1(575779775)0156265224.3761.01488.24.345.71116.24.311.0269.3(475779775)21522265328.3761.01732.28.345.71299.28.311.0313.57541577938277565m梁號(hào)內(nèi)力永久荷載人群荷載汽車荷載彎矩組合值1M 1/21244.01595.7871609.4493853.328M 1/4933.06271.844905.3642467.650M 1/21488.

15、21584.6151421.7313871.050由公式。氐QlSaik0gii 1nc Qj Sjk可得如下計(jì)算表:j 2表9 彎矩基本組合計(jì)算表2M 1/41116.22263.464799.7672530.2193M 1/21732.41573.2601230.9363884.259M 1/41299.38254.948692.4392590.2141 ）跨中截面剪力V1/2的計(jì)算公式為：V mlqk 0 Ryk表9公路-U級(jí)車道荷載產(chǎn)生的跨中剪力計(jì)算表Vi/2梁號(hào)內(nèi)力m1 +q k0PkykV1V| /20.5231.3137.87511.05214.20.5133.3012V| /2

16、0.4621.3137.87511.05214.20.5117.7533Vl /20.41.3137.87511.05214.20.5101.951表10人群荷載產(chǎn)生的剪力計(jì)算表梁號(hào)內(nèi)力mq人0剪力效應(yīng)1Vl/20.64532.7635.3462Vl/20.42232.7633.4973Vl/20.432.7633.3152）支點(diǎn)處剪力V0的計(jì)算汽車解產(chǎn)生的支戰(zhàn)力廿朝q=7.875KN/mllllllllll Illi III Illi IIIIIII0.5000.500552.51105552.50.4620.4624000.400”552.51105k552.53傑ri圖4汽車荷載產(chǎn)生的支

17、點(diǎn)剪力效應(yīng)計(jì)算圖式22 111V0=214.2 X1.0 X0.333+7.875 X0.523 -0.523 0.333 X21222.111122.1KN=112.706KNX丄0.5230.3334212242號(hào)梁：V。二 214.2X1.0 X0.5+7.875 X22.1110.4620.5 0.462 X21222.111122.1KN=148.129KNX-0.5 0.4624212243號(hào)梁：22 1V0=214.2 X1.0 X0.639+7.875 X0.400 0.750.639 0.4 X222 1 1 1 1 22 1 2X1 丄 1 亠 0.639 0.4 2KN=

18、174.37KN424243人曲翳生斷支射力計(jì)軀q 二 3KN/rnuLI!亠 JJJ uULL JL LLb LUL L1.222 1.2220.6450.64E552.5J1105iJ552.54上< 141Rw-0.222552.51105 552.5、3#架552.5552.5圖5人群荷載產(chǎn)生的支點(diǎn)剪力計(jì)算圖式（單位：cm ）在人群荷載作用下，橫向分布系數(shù)如圖5所示，支點(diǎn)處剪力計(jì)算如下:1號(hào)梁：22 111Vo人二 0.5 X22.1 X0.645 X3+0.5 X 1.222 0.6453+0.5 X41222 112211.222 0.645 3 丄 KN=26.164KN4

19、122號(hào)梁:V0 人二(0.5 X3.62 X0.422 X3 X0.8038+22.120.422 0.5 3-3.62 0.4222X3 X0.1962 ) KN=9.286KN3號(hào)梁：22 11122 1V。人二(0.5 X22.1 X0.4 X3-0.5 X，X0.4 X3 X， -0.5 X-X0.441241X3 X 丄)KN=9.669KN123）剪力效應(yīng)基本組合基本組合公式為:Q1k SqikQj SQjkn0Gi Ssiki 1各分項(xiàng)系數(shù)和彎矩基本組合相同表11剪力效應(yīng)基本組合表（單位：KN）梁號(hào)內(nèi)力永久荷載人群汽車荷載基本組合值1V。225.16526.164112.7068457.291V1/205.346133.301192.6082V。269.3659.286148.129541.018V1/203.497117.753168.7703V0313.56