橋梁工程設(shè)計(jì)

1、目錄1設(shè)計(jì)資料22設(shè)計(jì)內(nèi)容43設(shè)計(jì)計(jì)算43.1各種參數(shù)計(jì)算 43.2橋面板內(nèi)力計(jì)算 5單懸臂板內(nèi)力計(jì)算5鉸接懸臂板內(nèi)力計(jì)算 63.3主梁內(nèi)力計(jì)算 73.4橫隔梁內(nèi)力計(jì)算 143.5撓度、預(yù)拱度計(jì)算 64參考文獻(xiàn)175致謝186圖紙196.1橋梁總體布置圖196.2橫斷面圖206.3 一般構(gòu)造圖216.4墩臺(tái)構(gòu)造圖221. 設(shè)計(jì)資料1.1主梁細(xì)部尺寸單片主梁的梁寬為2.02m,其細(xì)部尺寸如圖所示。1.2橋梁凈空凈 9+2 X 1.00m1.3主梁跨徑和全長標(biāo)準(zhǔn)跨徑 =30.00m；計(jì)算跨徑l=29.14m ;預(yù)制全長 全=29.96m1.4上部結(jié)構(gòu)主梁布置圖. 220 220. 220 220

2、8i00- -009O10O%才O%才圖2上部結(jié)構(gòu)橫斷面構(gòu)造圖154-Pr1541515 2=7.52 射 $2=1498圖3主上部結(jié)構(gòu)縱斷面構(gòu)造圖1.5設(shè)計(jì)荷載公路一I級，人群荷載3.01.6材料主梁：混凝土強(qiáng)度等級 C45,容重26;橋梁鋪裝為C30混凝土墊層厚7.016cm,容重24，瀝青混凝土厚3cm容重241.7設(shè)計(jì)方法杠桿原理法、偏心壓力法、極限狀態(tài)法1.8設(shè)計(jì)依據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D60-2004)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50010-2002 )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)2. 設(shè)計(jì)內(nèi)容2.1橋面板內(nèi)力計(jì)算計(jì)算T梁翼板所構(gòu)成的

3、鉸接懸臂板的設(shè)計(jì)內(nèi)力2.2主梁內(nèi)力計(jì)算2.2.1 計(jì)算各主梁的荷載橫向分布系數(shù)。2.2.2 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。2.2.3 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。2.3橫梁內(nèi)力計(jì)算2.4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2.5圖紙繪制(利用AutoCAD軟件繪制3張A4圖紙)(1) 橋梁總體布置圖：繪出平、縱、橫三視圖。(已知6垮簡支梁橋連續(xù)，采用柱式橋墩、重力 式U形橋臺(tái)，各垮主梁橫斷面和縱斷面布置圖如圖所示，橋墩、橋臺(tái)和基礎(chǔ)尺寸自擬)(2) 主梁一般構(gòu)造圖：主梁各部分的構(gòu)造3. 設(shè)計(jì)計(jì)算3.1各種參數(shù)計(jì)算3.1.

4、1 主梁自重主梁截面面積：S=0.6935主梁重力集度：g=SX 丫 =0.6935 x 26=18.031kN/m橫隔梁橫隔梁截面面積：S=1.3468體積：V=Sh=0.15X 1.3073=0.2020重量：總重量：總總、3.1.3 欄桿與人行道面積：重量：3.1.4 主梁翼緣板平均厚度( )3.1.5 橋面三角墊層面積與平均厚度3.1.6 面層瀝青平均重度3.2橋面板內(nèi)力計(jì)算單懸臂板內(nèi)力計(jì)算1 )恒載計(jì)算(2) 活載計(jì)算人人3) 內(nèi)力組合懸懸人(322鉸接懸臂板內(nèi)力計(jì)算1恒載計(jì)算A、每延米恒載g瀝青：混凝土墊層：翼緣板自重：所以:g= + +0.72+2.76+4.16=7.64KN/

5、mB、每米寬板的恒載內(nèi)力2)車輛荷載計(jì)算公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D60-2004)可知后輪著地：=0.2m；=0.6m；A、單個(gè)車輪作用時(shí)有：b= +2h=0.6+2X( 0.115+0.03 ) =0.89ma= +2h+2 =0.2+2 X 0.145+2 X 1.01=2.51m作用在每米寬板條上的彎矩為：圖5鉸接懸臂板內(nèi)力計(jì)算圖KN- m作用在每米寬板條上的剪力為:KN注：公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范規(guī)定在設(shè)計(jì) T梁懸臂板時(shí)沖擊系數(shù) 取0.3B兩個(gè)車輪同時(shí)作用時(shí)有：b= +2h=0.6+2X( 0.115+0.03 ) =0.89ma= +2h+d+2 =0.2+2 x 0.145+1.

6、4+2 x 1.0仁3.91m作用在每米寬板條上的彎矩為：KN- m作用在每米寬板條上的剪力為:KN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)力組合懸=xx懸=xx3.3主梁內(nèi)力計(jì)算結(jié)構(gòu)重力集度分別考慮預(yù)制自重和橋面鋪裝、人行道欄桿重力集度。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o5片梁的荷載集度:結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的內(nèi)力跨中彎矩：-支點(diǎn)剪力：亠（=-沖擊系數(shù)計(jì)算1）簡支梁基頻：經(jīng)計(jì)算得 =0.261655637997, G= =31.5498 xN/m,查表得 E=3.35MPa，代入其他相關(guān)數(shù)據(jù)，從而計(jì)算出=3.0524且

7、1.5HZ f=3.0524 14HZ2) 1 + 卩=1+0.17670.0157 1.18HZ各主梁的跨中荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算：本橋的寬跨比為：B/L=9/29.14=0.30890.5屬于窄橋橋的橫向連接剛度比較大，跨中處按偏心壓力法計(jì)算，其中:n=5=48.4A、第一片梁的影響線豎標(biāo)值B、第二片梁的影響線豎標(biāo)值C、第三片梁的影響線豎標(biāo)值1、2、從而繪制出1、2、3、4、5號梁的橫向影響線如圖所示，按橫向最不利布置車輪荷載得出3、4、5號梁跨中位置處汽車、人群荷載作用下的橫向分布系數(shù)如下：A、第一片梁的跨中橫向分布系數(shù)B第二片梁的跨中橫向分布系數(shù)C第三片梁的跨中橫向分布系數(shù)130ISO1

8、30ISOAq 1365011801號契跨中影響線2號梁跨中影響線00. 427B 0-.381&24043號婺跨中影響線I:.20圖6.偏心壓力法計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)簡圖335支點(diǎn)的荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算（注：采用杠桿原理法進(jìn)行計(jì)算，見圖）A、第一片梁的支點(diǎn)橫向分布系數(shù)B、第二片梁的支點(diǎn)橫向分布系數(shù)C、第三片梁的支點(diǎn)橫向分布系數(shù)n-S8PO130180130圖7.杠桿原理法計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)簡圖表1.橫向分布系數(shù)匯總表何載1號梁2號梁3號梁類別車輛何載0.60.40910.59080.79540.60.7955人群何載0.65451.27270.427300.40計(jì)算汽車、人群荷載內(nèi)

9、力通過以上計(jì)算分析可知，第一片梁的橫向分布系數(shù)最大，說明第一片梁在按最不利荷載情況下,最危險(xiǎn)。又因各片主梁的特性一致，所以只需對第一片梁進(jìn)行彎矩、剪力計(jì)算。在內(nèi)力計(jì)算時(shí)，對于橫向分布系數(shù)得取值做以下考慮：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)附近而應(yīng)考慮支承條件的影響，考 慮橫向分布系數(shù)沿橋垮的變化影響公路一I級，10.51) 跨中彎矩2) 支點(diǎn)剪力因，貝UE-由一=0，得：x=6.948m a=4.85m,取 a=4.85m=0.9445內(nèi)力組合1)彎矩組合2）剪力組合主梁彎矩與剪力包絡(luò)圖主梁跨中的最大彎矩見前述內(nèi)容，要繪制主梁彎矩包絡(luò)圖和

10、剪力包絡(luò)圖，還需要計(jì)算主梁1/4跨處的最大彎矩、剪力和主梁跨中剪力等。1）跨中剪力計(jì)算（最不利位置在荷載只滿布半跨結(jié)構(gòu)上）內(nèi)力組合:2）1/4跨彎矩計(jì)算A、恒載彎矩計(jì)算:B、 活載彎矩計(jì)算:內(nèi)力組合:3) 1/4跨處剪力計(jì)算A、恒載剪力計(jì)算：B活載剪力計(jì)算：E(內(nèi)力組合：簡支梁彎矩包絡(luò)圖和剪力包絡(luò)圖支點(diǎn)：M=0V1/4 跨：V跨中：V3.4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 計(jì)算過程如圖所示，則有：彎矩的影響線豎標(biāo)1.8699剪力的影響線豎標(biāo)1.355橫隔梁跨中荷載布置圖如圖所示，則有：（）（）30 kZ30ISOfc Hi301'7tt I則橫隔梁

11、最大剪力和彎矩：E ()3.5撓度、預(yù)拱度計(jì)算主梁結(jié)構(gòu)自重最大彎矩為3348.7688KNm汽車作用最大彎矩（不計(jì)算沖擊）為1877.5413KNm,人群作用最大彎矩為208.4107KN- m公橋規(guī)規(guī)定：驗(yàn)算主梁變形時(shí)，不計(jì)入結(jié)構(gòu)自重的長期撓度，汽車不計(jì)沖擊。則由可變荷 載頻遇值產(chǎn)生的跨中長期撓度為：C50混凝土，取。按全預(yù)應(yīng)力混凝土，取 B=0.95EI。公橋規(guī)規(guī)定：荷載短期效應(yīng)組合并考慮荷載長期效應(yīng)影響，產(chǎn)生的長期撓度超過計(jì)算跨徑1/1600時(shí)，應(yīng)設(shè)置預(yù)拱度。預(yù)拱度值等于結(jié)構(gòu)自重和1/2可變荷載頻遇值所產(chǎn)生的長期撓度4參考資料(1) 沈蒲生主編.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理北京：高等教育出版社，2005(2) 王麗榮主編.橋梁工程.北京：中國建材工業(yè)出版社，20052004中華人民共和國(3) 公路橋涵設(shè)