橋梁工程課程設(shè)計(jì)

1、橋梁工程課程設(shè)計(jì)01819橋梁工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)題目：裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T梁橋計(jì)算1 .課程設(shè)計(jì)教學(xué)條件要求橋梁結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)是土木程專(zhuān)業(yè)（交通土建）橋梁工程實(shí)踐環(huán)節(jié)課，通過(guò)設(shè)計(jì)進(jìn)一步鞏固橋梁結(jié)構(gòu)基本原理和基本知識(shí)，以及橋梁構(gòu)造，培養(yǎng)設(shè)計(jì)動(dòng)手能力，初步學(xué)會(huì)運(yùn)用橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范，橋梁標(biāo)準(zhǔn)圖，估算工程材料數(shù)量，完成橋梁總體布置圖的技能。并為畢業(yè)設(shè)計(jì)以及今后專(zhuān)業(yè)工作中奠定必要基礎(chǔ)。本課程設(shè)計(jì)要求學(xué)生在一周的時(shí)間內(nèi)通過(guò)指導(dǎo)教師的指導(dǎo)，完成任務(wù)書(shū)中的全部?jī)?nèi)容，學(xué)生通過(guò)本課程的設(shè)計(jì)練習(xí)，使學(xué)生掌握鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T梁設(shè)計(jì)計(jì)算的步驟和方法，學(xué)會(huì)對(duì)T梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力計(jì)算、汽車(chē)荷載和人群荷載內(nèi)力計(jì)算、內(nèi)力組合；在汽

2、車(chē)和人群荷載內(nèi)力計(jì)算時(shí),學(xué)會(huì)用偏心受壓法和桿杠原理法求解荷教橫向分布系數(shù)。2 .課程設(shè)計(jì)任務(wù)3 .1設(shè)計(jì)資料1橋面凈寬凈-8+2X0.7而人行道2主梁跨徑及全長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)跨徑1尸20.00m（墩中心距離）1 / 22橋梁工程課程設(shè)計(jì)01819計(jì)算跨徑1二19.50m（支座中心距離）主梁全長(zhǎng)1行19.96m（主梁預(yù)制長(zhǎng)度）3設(shè)計(jì)荷載汽車(chē)II級(jí)；人群荷載3.OkW4材料m鋼筋：主筋用II級(jí)鋼筋，其他用I級(jí)鋼筋?；炷粒?5號(hào)5橋面鋪裝：瀝青表面處治厚2cm（重力密度為23KN/）,C25混凝土墊層厚612cm（重力密度為24KN/m3）,C30T梁的重力密度為25KX/m3。2 / 22正梁工程課程啊0

3、18 12c橫剖面縱剖面A=10cm,B=14,C=19cm2.2、計(jì)算內(nèi)容1行車(chē)道板的內(nèi)力計(jì)算和組合2計(jì)算主梁的荷載橫向分布系數(shù)用杠桿原理法求支點(diǎn)截面的橫向分布系數(shù)，用偏心壓力法求跨中截面的橫向分布系數(shù)。2 / 22橋梁工程課程設(shè)計(jì)018193主梁內(nèi)力計(jì)算4橫隔梁內(nèi)力計(jì)算5主梁配筋6主梁變形驗(yàn)算3 .課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)主要內(nèi)容計(jì)算說(shuō)明書(shū)包括:行車(chē)道板的內(nèi)力計(jì)算和組合；主梁的荷載橫向分布系數(shù)的計(jì)算;主梁內(nèi)力計(jì)算；橫隔梁內(nèi)力計(jì)算、配筋；主梁變形驗(yàn)算。鋼筋布置圖4 .課程設(shè)計(jì)要求（1）學(xué)生按時(shí)到課程設(shè)計(jì)指定地點(diǎn)簽到，遵守課程設(shè)計(jì)紀(jì)律。（2）學(xué)生獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)。指導(dǎo)教師分時(shí)段驗(yàn)收學(xué)生完成的階段任務(wù)

4、。（3）學(xué)生按時(shí)提交課程設(shè)計(jì)成果和打印的課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)。5 .課程設(shè)計(jì)參考資料1公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG-D60-2004）.人民交通出版社，20042公路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG-D60-2004）.人民交通出版社，20043姚玲森，橋梁工程.出版社：人民交通出版社，19934范立礎(chǔ)，橋梁工程（上、下冊(cè)）.出版社：人民交通出版社，1996撰寫(xiě)者：王曉琴指導(dǎo)教師:課程設(shè)計(jì)評(píng)分表評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：1 .學(xué)生是否嚴(yán)格遵守課程設(shè)計(jì)紀(jì)律,按照規(guī)定時(shí)間完成設(shè)計(jì)任務(wù)（占30%）2 .課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)質(zhì)量：（占40%）（1）是否采用了良好的設(shè)計(jì)方法，獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)。（2）課程設(shè)計(jì)各分段的

5、任務(wù)是否按時(shí)完成及完成的質(zhì)量。（3）是否完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)指定的全部要求。3 .課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)的撰寫(xiě)規(guī)范（占30%）課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)的撰寫(xiě)規(guī)范要求與畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的要求相同。教師評(píng)分：1 .學(xué)生出勤得分：2 .內(nèi)容質(zhì)量得分：3 .撰寫(xiě)規(guī)范得分：最終評(píng)定成績(jī)（以?xún)?yōu)、良、中、及格、不及格評(píng)定）：教師評(píng)語(yǔ):簽字日期;年月日11 / 22橋梁工程課程設(shè)計(jì)一設(shè)計(jì)資料1橋面凈寬凈-8+2X0.75m人行道2主梁跨徑及全長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)跨徑1戶(hù)20.00m（墩中心距離）計(jì)算跨徑1=19.50m（支座中心距離）主梁全長(zhǎng)1行19.96m（主梁預(yù)制長(zhǎng)度）3設(shè)計(jì)荷載（學(xué)號(hào)125號(hào)）汽車(chē)II級(jí)；人群荷載3.OkN學(xué)二（學(xué)號(hào)26

6、50號(hào)）汽車(chē)I級(jí)；人群荷載3.OkW4材料M鋼筋：主筋用I【級(jí)鋼筋，其他用【級(jí)鋼筋?；炷粒?5號(hào)5橋面鋪裝：瀝青表面處治用2cm（重力密度為23KN/m3）,C25混凝土墊層厚9cm（重力密度為24KN/）,C30T梁的重力密度為25KX/m:6T梁簡(jiǎn)圖如下：橫剖面縱剖面A=10cmB=14cmC=19cm二設(shè)計(jì)步驟與方法1、行車(chē)道板計(jì)算(1)結(jié)構(gòu)自重及其內(nèi)力1)每延米板上的結(jié)構(gòu)自重g瀝青表面處治0.02xl.0x21=0.42kN/mC25混凝土墊層0.06xl.0x23=1.38kN/mT梁翼板自重0.08+0.14ucreNT,xl.Ox25=2.75kN/m2合計(jì)4.552)每米寬板

7、條的恒載內(nèi)力=-1x4.55x0.82=-1.46kN-mQar=g/()=4.55x0.8=3.64kN(2)汽車(chē)車(chē)輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力將車(chē)輛荷載后輪作用于較縫軸線上，后釉作用力為140kN,輪壓分布寬度如圖，車(chē)輛荷載后輪著地長(zhǎng)度為。2=0-m,寬度b）=0.60m則+2”=0.2+2x0.08=0.367、,.,、1/荷載對(duì)于懸臂梁根部的有效分布寬1八="+2H=0.6+2x0.08=0.76/?度: = +" + 2/0 = 0.36 + 1.4 +1.6 = 3.36/n由于這是汽車(chē)荷載局部加載在T梁的翼緣板上，故沖擊系數(shù)取1 + = 1.3作用于每米寬板條上的彎矩為,

8、c 140=-1.3x4x3.36= -8,26kNm作用于每米寬板條上的剪力為:n140 x 2Q =（i + /）2_ = L3x= 27.08kN （3）內(nèi)力組合4a4x3.361）承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合計(jì)算Mud =1.2 +1.4M/u, =1.2x(-1.46) + 1.4x(-8.26) = -13.32kNmQlld = 1.2QA; +1 .4Qa? = 1.2x 3.64 +1.4x 27.08 = 42.28kN助以'Mul =13.32kNm 行車(chē)道板的設(shè)計(jì)內(nèi)力為udQud =42.28kN2）正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合計(jì)算Mud =加入 + 0.1MAc =

9、(-1.46) + 0.7 x (-8.26) = -7.24kN -mQud = Qa, + °7Q * = 3.64 + 0.7 x 27.08 = 22.60kN2、主梁內(nèi)力計(jì)算1）利用公式22 22=與一”卻-2”主梁©=0.18x1.3+°"X一°4(1.6-0.18)x25=9.76kN/m、2J_橫隔梁對(duì)于邊主梁g?=,=0.03f0.08+0.141f1.6-0.18u251-xB>x0.02x5xL2)I2)19.50，kN/m對(duì)于中主梁g；=2x0.8=1.6kN/m橋而鋪裝層g3=0.02xl0.5x21+。，&qu

10、ot;；。"x7x241&=4.19kN/m欄桿和人行道g4=5x2/5=2kN/m合計(jì)對(duì)于邊主梁g=Z&=ll+09+4.19+2=18.09kN/m對(duì)于中主梁g=11+1.8+4.19+2=18.99kN/m表表（2）剪力Q(kN)彎矩X(kN-m)x=0。=1122x19.50=176.42(185.2)M=0(0)1X=4八18.0919.5、scQ=-x(19.5-j)=132.3(138.9)A,18.0919.5fJO.19.5)M=x19.5-2414J=644.9(676.96)1x=2e=0（0）M=-xl8.09xl9.52=859.98(902

11、.6)2）計(jì)算活載（車(chē)道荷載）和人群荷載引起截而內(nèi)力（跨中彎矩、支點(diǎn)剪力和跨中剪力）。1號(hào)梁對(duì)于汽車(chē)荷載機(jī)0=Z=3X沖y=0.472對(duì)于人群荷載G=% =0.375 + 0.4 + 1.8L8= 1.432號(hào)梁對(duì)于汽車(chē)荷載=Z棗=:X（）+工+。,=0.611221.8對(duì)于人群荷教%=%=0（由于是出現(xiàn)負(fù)的，取零，出于安全考慮）run3號(hào)梁對(duì)于汽車(chē)荷教機(jī)勿=0.639對(duì)于人群荷載=。支點(diǎn)剪力15梁1x19.5x1x18.09=176.38234梁2=_Lxi9.5xlxl8.99=185.15kN注：括號(hào)()內(nèi)值為中主梁內(nèi)力。22.2計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)當(dāng)荷教位于跨中時(shí)此橋在跨度內(nèi)設(shè)有橫隔板

12、，具有強(qiáng)大的橫向聯(lián)結(jié)剛性，且承重結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度比為°=竺=2.17>2可按剛性橫梁法繪制影響線并計(jì)算橫向分布系數(shù)兒，B5x1.8Q本橋各根主梁的橫向截面均相等，梁數(shù)"5,梁間距為2米。5k22,2,2,2,2=ax+a3+4+asr-l=(2xl.8)2+1.82+0+(-1.8)2+(-2x1.8)2=32.4m2=T°jj橋梁工程課程設(shè)計(jì)01819_L£0J0UiD00uaUJ_112/221號(hào)梁=-0.201%2_1(2xl.8)2_nAn_1如=一十-=三十-=°6°75=-2532.4ni=l橋梁工程課程設(shè)計(jì)0181923

13、 / 22由九、九繪制1井梁的橫向影響線，如上圖及最不利荷載位置對(duì)于汽車(chē)荷載miql=(5.3+3.5+2.2+0.4)=0.633對(duì)于人群荷載225加=77r=xr=(5.4+0.4+0.375)=0.6862號(hào)梁x5.416.48=1532.416.48八=0。2532.4lll772P也繪制2#梁的橫向影響線，如上圖及最不利荷載位置對(duì)于汽車(chē)荷教?"2='上(53+3.5+2.2+0.4)=0.4222259對(duì)于人群荷載叫日=%=包巧=3(5.4+0.4+0.375)=0.457-x5.43號(hào)梁=+0=0.2735=，+""=1-0=0.25小G25由

14、八、7735繪制3#梁的橫向影響線，如上圖及最不利荷載位置對(duì)于汽車(chē)荷載33=，.（°.2x4）=0.422對(duì)于人群荷載*3=7=0.2+0.2=0.4橫向分布系數(shù)梁號(hào)荷載位置公路【級(jí)人群荷教1跨中叫.0.6330.686支點(diǎn)"7。0.4721.4312跨中心0.5170.443支點(diǎn)，%0.61103跨中叫.0.40.4支點(diǎn)，%0.63902.2.2計(jì)算控制裁面的跨中彎矩、支點(diǎn)剪力和跨中剪力1 .均布荷載和內(nèi)力影響線面積計(jì)算均布荷載和內(nèi)力影響線面積計(jì)算表公路-n級(jí)人群影響線面積影響線圖式M/210.5x0.75=7.8753.0x0.75=2.25Q=-/28=47.53m2

15、0/27.8752.25C=2.438m7.8752.25Q=9.75m2 .公路-n級(jí)中集中荷載匕計(jì)算3601RG計(jì)算彎矩效應(yīng)時(shí)”=。.75180+一(19.5-5)=178.5kN505計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)&=1.2x178.5=214.2kN3 .計(jì)算沖擊系數(shù)4結(jié)構(gòu)跨中處的單位長(zhǎng)度量：A=0.19x13+(1.8-0.19)x0j4-a19=0.44m2G0.44x25，,c=1.12kg/主梁截面形心到T梁上緣的距離：v=011x(1.8-0.19)x(0l/2)+L3x0/9x(L3/2)=04m跨中截面慣性矩：0.11x(1.8-0.19)+13x0.19z=(1.8-O.19)

16、xO.ll3+(18_019)x0.11x(0.4-)23122查表C25混凝土E取+().19xl.3+o.l9xl.3x(-0.4)2=0.07148m41222.8xl0I0Par4eT3.14J2.8xlOloxO.O71148cC1Uf=-|-=-Ai=5.51Hz21-in,2x19.5'1120=0.1767Inf-0.0157=0.2861 .則沖擊系數(shù)2 .1+=1.286因雙車(chē)道不折減，故彳=13 .跨中彎矩加“2計(jì)算由于跨中彎矩橫向分布系數(shù)1#、5#梁最大，所以只需計(jì)算1#、5井梁的彎矩，計(jì)算如下：(1)對(duì)于1#梁公路一II級(jí)汽車(chē)活載的跨中彎矩：s汽=m2=a+)

17、切。(-c+Pky)195=1.286x1x0.633x(7.875x47.53+178.5x)4=1013.06kNm人群荷載的跨中彎矩：S,=Mi/2=mcri-=0.686X3x47.53=97.82kNm(2)對(duì)于2#和4#梁公路一H級(jí)汽車(chē)活載的跨中彎矩：S汽=M2=(1+)切%2«kQ+PQ)=1.286xlx0.517X(7.875x47.53+178.5x)人群荷載的跨中彎矩:4=827.41kN-mS)=Mir=mcrl-qr£l=0.443x3x47.53=63.17kN-m(3)對(duì)于3#梁Lite上，1 .公路一H級(jí)汽車(chē)活教的跨中彎矩：5汽=M2=(1+

18、)切力3.(必。+&')19'2. =1.286xlx0.4x(7.875x47.53+178.5x)人群荷載的跨中彎矩：4=640.16kNm3. S人=M2=%73分C=0-4x3x47.53=57.04kN-m跨中剪力計(jì)算(1)對(duì)于1#和5#梁公路一II級(jí)汽車(chē)活教的跨中剪力：S汽=。2=(1+4)切1(cIkC+Pk、)=1.286x1x0.633x(7.875x2.438+214.2x0.5)人群荷載的跨中剪力：=102.81kNSk=Ql/2=incrl-q,.Q=0.686x3x2.438=5.02kN(2)對(duì)于2#和4#梁公路一II級(jí)汽車(chē)活載的跨中剪力：S

19、汽=0/2=(1+).夕.(夕kC+PQ)=1.286xlx0.517x(7.875x2.438+214.2x0.5)人群荷載的跨中剪力:=83.93kNS人=mcr2分。=0.443x3x2.438=3.24kN(3)對(duì)于3#梁4. 公路一H級(jí)汽車(chē)活教的跨中剪力：s汽=a+)夕.+pky)5. =1.286xlx0.4x(7.875x2.438+214.2x0.5)人群荷載的跨中剪力：=64.97kN1.S)、=mcr3%。=0.4x3x2.438=2.93kN支點(diǎn)剪力。計(jì)算橫向分布系數(shù)變化區(qū)段的長(zhǎng)度=9-4.85=4.9m2一，1A附加三角形重心影響線坐標(biāo)：y=x19.5-X4.9/19.

20、5=0.916<3,(1)對(duì)于1#和5#梁公路一II級(jí)汽車(chē)活載的支點(diǎn)剪力：Qo均=(1+")苫."一次即)'49=1.286x1x7.875x0.633x9.75+x(0.472-0.633)x0.916=58.71kN=(1+)JinOqPKy=1.286x1x0.472x214.2x1=130.02kN=Qo均+00集=58.71+130.02=188.73kN人群荷載的支點(diǎn)剪力：。,=*l,V4Q=0.686x3x9.75+x(1.431-0,686)x3x0.916=25.08kN(2)對(duì)于2#和4#梁公路一II級(jí)汽車(chē)活載的支點(diǎn)剪力：。均=(1+)&q

21、uot;夕J"。+3(“2一人g2)>149=1.286xlx7.875x0.517x9.75+x(0.6ll-0.517)x0.916=53.19kNQou：=(1+jli)PKy=1.283x1x0.611x214.2x1=167.91kNQo=&均+。0集=53.19+167.91=221.IkN人群荷載的支點(diǎn)剪力:Qor=°C+g(，0r2一%2)%4Q=0.443x3x9.75+x(0-0.443)x3x0.916(3)對(duì)于3#梁2=9.98kN公路一II級(jí)汽車(chē)活教的支點(diǎn)剪力：。0均=(1+)4.以%3c+5(腦3一小)y49=1.286xlx7.8

22、75x0.4x9.75+x(0.611-0.4)x0.9162=44.29kN。集=(1+)/=1.283Xlx0.639x214.2x1=175.61kNQ。=。均+。型=44.29+175.61=219.90kN人群荷教的支點(diǎn)剪力：<2or=.。5(加3一*3)分?4Q=0.4x3x9.75+x(0-0.4)x3x0.9162.4荷載組合2=9.0IkN=幾（2>尷筑+%人.+4Z/0s期）r-l；-2其中%=1,2，為=14，=1.4,=1.0,（f>c=0.8跨中彎矩組合梁#恒載(KN*m)活載（KNm）組合值（KNm）汽車(chē)人群1、5748.621013.0697.8

23、22394.92、4783.79827.463.172149.43783.79640.1657.041898.6跨中剪力組合梁#恒教（KN）活載（KN）組合值（KX）汽車(chē)人群1、50102.815.02149.22、4083.933.241213064.972.9394支點(diǎn)剪力組合梁#恒教（KN）活載（KN）組合值（KX）汽車(chē)人群1、5153.56188.7325.08476.22、4160.78221.19.98513.53160.78219.909.01510.84橫隔梁的計(jì)算4.1 確定作用在中橫隔梁的計(jì)算荷載:nrrTTrninrrTTirr縱向一列車(chē)輪對(duì)于中橫隔梁的計(jì)算荷載為：計(jì)算彎

24、矩時(shí)P叫=耳/。+Pky)=-(7.875x-x4.85x2xl+l78.5xl)=l08.35kN222Por=%。=2.25x4.85x2x；=10.9kN計(jì)算剪力時(shí)P=1(7.875x1x4.85x2x1+1.2x178.5x1)=126.2kN4.2繪制中恒隔梁的內(nèi)力/22影響線P=1作用在1#梁時(shí)：=如x1.5"+小x°.5"-1x1.5d=0.6xl.5xl.8+0.4x0.5xl.8-lxl.5xl.8P=l作用在5#梁時(shí):=-0.72力5"=；,5X1.56/+如x0.5"=-0.2xl.5xl.8+0=-0.54P=1作用在3#梁時(shí)：=i3xl.5d+如x054=0.2xl.5xl.8+0.2x0.5x1.8=0.