《橋梁工程》課程設(shè)計

1、橋梁工程課程設(shè)計海鄱石油大修橋梁工程課程設(shè)計學(xué)生姓名學(xué)號教學(xué)院系專業(yè)年級指導(dǎo)教師職稱單位2017年7月目錄L設(shè)計資料1.1題目1.2設(shè)計資料.1.3設(shè)計內(nèi)容.L4參考資料.2.計算說明書2. 1各種參數(shù)計算2.2橋面板內(nèi)力計算22.1單懸臂板內(nèi)力計222錢接懸臂板內(nèi)力計算2.2.3主梁內(nèi)力計算.2.2.4橫隔梁內(nèi)力計算2.2.5撓度、預(yù)拱度計算3“3“4“4555“716191.設(shè)計資料1.1裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T形梁橋計算1. 2設(shè)計資料1 .主梁細部尺寸單片主梁的梁寬為L78m,其細部尺寸如圖L1所示圖1單片主梁示意圖2 .橋梁凈空一凈14+2米（如圖12所示）圖12橋梁橫斷面示意圖3

2、.跨徑和全長（如圖L3所示）圖13主梁立面圖標(biāo)準(zhǔn)跨徑主梁4=30.0。機；計算跨徑'=29.50？；預(yù)制全長/全=29.96/w.4 .上部結(jié)構(gòu)主梁布置圖（如圖14所示）（單位：cm）180一4040 20 404046圖14主梁布置圖5 .設(shè)計荷載公路-I級，人群3.0KN/J6 .材料主梁：混凝土強度等級C50,容重26KN/加；橋梁鋪裝為C25混凝土墊層厚6.5-17cm,容重25KN/m',瀝青混凝土厚2cm；容重24KN/W。7 .設(shè)計方法杠桿原理法、偏心壓力法和極限狀態(tài)設(shè)計法等。8 .設(shè)計依據(jù)(1)公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范(JTGD60-2015)；(2)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計

3、規(guī)范(GB50010-2010)；(3)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計規(guī)范(JTGD62-2004)o1.3設(shè)計內(nèi)容1 .橋面板內(nèi)力計算計算T梁翼板所構(gòu)成的較接懸臂板和懸臂板的設(shè)計內(nèi)力。2 .主梁內(nèi)力計算1)計算各主梁的荷載橫向分布系數(shù)；2)計算主梁在荷載作用下跨中截面的彎矩、支點和跨中截面的剪力;3 .進行主梁內(nèi)力組合，并畫出主梁彎矩包絡(luò)圖和剪力包絡(luò)圖。4 .橫隔梁內(nèi)力計算5 .撓度、預(yù)拱度計算計算主梁跨中的撓度，并考慮是否需要設(shè)置預(yù)拱度。6 .圖紙繪制(利用AutoCAD軟件繪制至少3張A4圖紙，可以從以下幾個方面考慮)。1.4參考資料1 .姜福香主編.橋梁工程.北京：機械工業(yè)出版社

4、，20162 .姚玲森主編.橋梁工程.北京：人民交通出版社，20133 .劉立新主編.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理.武漢：武漢理工大學(xué)出版社，20114 .葉見署主編.結(jié)構(gòu)設(shè)計原理.北京：人民交通出版社，20175 .黃僑主編.橋梁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理計算示例.北京：人民交通出版社，20066 .賈金青編著.橋梁工程設(shè)計計算方法及應(yīng)用.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T形梁橋計算2.計算說明書2.1各種參數(shù)計算L主梁自重主梁截面面積：S=8099677/=0.8099，主梁重力集度：g=yS=26x0.8099=21.0574kA</m2 .橫隔梁橫隔梁截面面積：s=1005

5、0.5c/n2=1.00505m3體積：v=Sh=.00505x0.18=0.18909/n3重量：M=/V=26x0.18909=4.703634W總重量：M.=4.703634x7x5x2=329.25438;g=''生=L8832kN/?29.14x63 .欄桿與人行道面積：s=O.lOx1+0.30x1.6=0.58/重量：M=0.58x29.14x2x25=845.06)UVMg=4.8333M/in29.14x64 .主梁翼緣板平均厚度/=吧2=20.5cm=0.205/n/翼緣805 .橋面三角墊層面積與平均厚度S=-(0.08+0.18)x5=0.65/h220

6、.5/7=0.13/7/3.0xL6xl(X8=6.0AN / m6 .面層瀝青平均重度2x5x24x0.05個,g=2kN/in62. 2橋面板內(nèi)力計算3. 2.1單懸臂板內(nèi)力計單懸臂板內(nèi)力計算圖示如圖2-1所示(1)恒載計算(以縱向1m寬板進行計算)欄桿：G,=25x0.10x1x1=6.25Wa一25xl.6xlx0.30人行道板：/=15kN/in0.8x1翼緣板：%=26x0.80x1x0.205=4.264KN/m&=(0+%)x，o+G&=(15+4.624)x0.80+6.25=21.9492W(2)活載計算=-O.5x6xO.8O2=-1.92kNm。人=3.

7、0xl.6=4.8kN(3)內(nèi)力組合M懸二Ko(七Mg+Zg8cM人)=-1.0x(1.2x15.22698+1.4x0.8x1.92)=-20.42kN機。懸二人)=1.0x(1.2x21.9492+1.4x0.8x4.8)=31.72W2.2.2較接懸臂板內(nèi)力計算較接懸臂板內(nèi)力計算圖示如圖2-2所示(1)恒載計算(以縱向1m寬板進行計算)每延米恒載g:瀝青:&=0.05x1.0x24=L2AN/mC25混凝土墊層:g2=0.13x1.0x25=3.25ZN/翼緣板自重：心=0.205x1.0x26=533kN/m所以：g=gt+g2+&3=12+3.25+5.33=9.78

8、%N每米寬板的恒載內(nèi)力圖2.2釵接懸臂板示意圖Mg=-0.5g/：=-0.5x9.78x0.82=3.1296W/wQg=g/°=9.78x0.8=7.824W(2)車輛荷載計算根據(jù)車輛橋涵設(shè)計通用規(guī)范(JTGD60-2015)可知，后輪著地:單個車輛作用時有b=b1+2/1=0.6+2x(0.13+0.05)=0.96ma=(q+2力)+2，0=0.2+2x(0.13+0.05)+2x0.8=2.16m作用在每米寬板條上的彎矩為MspPb=-(l+A)-(/o-)=-(l+O.3)x作用在每米寬板條上的剪力為= 21.06kNP140Qi+蛛+。3)，4x2.16兩個車輛同時作用有

9、=4+2/?=0.6+2x(0.13+0.05)=0.96/?。=(q4-2/?)+2/0=0.2+2x(0.13+0.05)+1.4+2x0.8=3.56？作用在每米寬板條上的彎矩為Msp=-(1+/)(/0-)=_(1+0.3)x2x140(0,80-)=-14.3lkN，m4a44x3.564作用在每米寬板條上的剪力為2P?x140Qsp=(1+4)=一(1+0.3)x=25.56AN4。4x3.56經(jīng)計算分析，當(dāng)兩個后輪同時作用在較接懸臂板上時活載內(nèi)力最大。(3)內(nèi)力組合M懸二%(%也(;十幾，4戶)=1.0x(1.2x3.1296+1.4x14.31)=-23.79加。杜=/o(，c

10、2g+/qQsp)=1.0x(1.2x7.84+1.4x25.56)=45.19W2.2.3主梁內(nèi)力計算2.2.3.1結(jié)構(gòu)重力集度分別考慮預(yù)制梁自重和橋面鋪裝、人行道欄桿和重力集度。(1) 按跨中截面計算預(yù)制梁每延米重力集度：g.=21,0574/(2) 橫隔梁、橋面鋪裝、欄桿、人行道等分攤給6片梁的荷載集度:g2=1.8832+4,8333+5.4167+2=14.1332M/m2.2.3.2結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的內(nèi)力跨中彎矩：以=-(1+)/o=-(14.1332+21.0574)x29.142=3735.2165W./z?88支點簡歷：=1(1+g2)/0=1(14.1332+21.0574)x

11、29.14=512.7270W2.2.3.3沖擊系數(shù)計算(1)簡支梁基頻：f一四二二山=35.1906x1。'=3.872x1032/2山叫.，gg9.81經(jīng)計算得4=0.39358201/查表得E=3.45xWMpa,代入相關(guān)數(shù)據(jù)，從而計算出3.143.45xlOloxO.393582Olr* 41). jyy 1 ii iLj2x29.143.5872x10且 L5 HZ 工 / = 35991HZ W 14Hz(2) 1 + /=1 + 0.1767 In / - 0.0157 = 1 + 0.1767 In 3.5991 - 0.0157 1.222. 2. 3. 4各主梁的跨

12、中荷載橫向分布系數(shù)。計算D 1 A本橋的寬跨比為：y = 0.3432 <0.5屬于窄橋抗扭修正系數(shù)少的計算：主梁截面相同，梁間距相等，則/3=!由于主梁數(shù)等于6,貝必=1.028根據(jù)公預(yù)規(guī)，可取G=0.4EIT = In =I+L = 39358201 + 9345090 = 48703291cm4 * 6 = 0.4870329bn4代入數(shù)據(jù)得：p=1 + 1.0280.4Ex 0.4870=0.9435Ex 0.3936x 0.94352橋的橫向連接剛度比較大，跨中按偏心壓力法計算，其中:=6=2x(12+3。+55-0.9435 X= -0.1802668(2)第二片梁的影響線豎

13、標(biāo)值)=68/7?2(1)第一片梁的影響線豎標(biāo)值15"-+0.9435X=0.51361%；/22 = - + /? - 66813-0.9435X=0.0418668(3)第三片梁的影響線豎標(biāo)值=-+0.9435X=0.1806fa；6681i2如二-=-0.9435X=0.1528，4，入；668從而繪制出1、2、3、4、5號梁的橫向影響線如圖2-3所示，按橫向最不利布置車輪荷載得到1、2、3、4、5號梁跨中位置處汽車、人群荷載作用的橫向分布系數(shù)如下:第一片梁的跨中橫向分布系數(shù)%=；£仇=05976加=0.566第二片梁的跨中橫向分布系數(shù)mu=0.3772第三片梁的跨中

14、橫向分布系數(shù)mcq=0521mcr=0.2466圖23修正偏心壓力法計算荷較橫向分布系數(shù)簡圖橋梁工程課程設(shè)計2.2.3.5支點的荷載橫向分布系數(shù)支點的荷載橫向分布系數(shù)?。計算支座處的荷載橫向分布系數(shù)采用杠桿原理法進行計算，計算圖示如圖2-4所示第一片梁的跨中橫向分布系數(shù)%=0.3755,mor=1.3775第二片梁的跨中橫向分布系數(shù)%=0.6634,mor=0第三片梁的跨中橫向分布系數(shù)%=0625,mor=01號梁支點2號集支點3號集支點圖24修正偏心壓力法計算荷載橫向分布系數(shù)簡圖橫向分布系數(shù)匯總表如表2-1所示表2-1橫向分布系數(shù)匯總表如表所示荷載類別1號梁1號梁1號梁mc%mc叫10車輛荷

15、載0.59760.3750.59340.66340.5210.625人群荷載0.5661.3750.372200.246602.2.3.6計算汽車、人群荷載內(nèi)力通過以上計算分析可知，第一片梁的橫向分布系數(shù)醉倒，說明第一片梁在按最不利布載情況下最危險。又因各主梁的特性一致，所以只需對第一片主梁進行彎矩、剪力的計算。在內(nèi)力計算中，對于橫向分布系數(shù)的取值做如下考慮：計算彎矩時，均采用全跨統(tǒng)一的荷影響，考慮橫向分布系數(shù)沿橋跨的變化影響（即從支點到第一根內(nèi)橫梁之間的變化）。;橫向分布系數(shù);求支點截面剪力時，由于主要荷載集中在支點附加而考慮支承條件的公路一I級,%=0.5kN/m.Pk=2x(130+幻=

16、2x(130+29.14)=318.28舊V（1）跨中彎矩（荷載橫向分布系數(shù)取第一片梁值進行計算，采用如圖所示的計算如25圖示）=(1+)2%(/c+4”)=1.22x1.0x0.5976x(10.5x1x29.142+318.28x1x29.14)=2503.02kNm84Pk廿1H-廿廿T響線圖2-5跨中彎矩計算圖Mr=w-Q=0.566x3x1.5xix29.142=270.34r“r8<2）支點剪力支點剪力計算時，荷載橫向分布系數(shù)在遠端因剪力值變化不大，通常取不變的橫向分布系數(shù)叫.°而近端剪力值變化較大，不能忽視，因此采用變化的荷載橫向分布系數(shù)，即從支點到第一根內(nèi)橫隔梁

17、按必到此之間變化，計算圖示如圖26所示仟廿廿廿廿廿i廿U 1廿H廿廿4V影響線產(chǎn)圖圖2-6支點剪力計算圖L2R = 1.2x319 = 382.8AN;% = 0.5kN / mx - x因 <，%，則 乂 =(1 + 4)x 1 .2 x 匕+ - (%-恤11 29 14-x=1.22x1x381.96x(0.375 + 0.046lx)x二.1Jdv由L = o,得了=10.50>=4.8267,取*二4.83 dx, a i 4.83 ”一y = 1 =1= 0.94473/3x29.14匕=（1 + ），叫12然+/。+4.83（加“7%）弘川=383.49kNV=mir

18、x%xQ+；x4.86(加”一7“)x0.9447=45.4154kN2.2.3.7內(nèi)力組合（1）彎矩組合+%(1%+%K)=1.0x(1.2x3735.2165+1.4x(2503.02+0.8x270.34)=8289.27AN加（2）剪力組合V=/O(/CV+yQ(V+WcV)=1.0x(1.2x512.727+1.4x(383.49+0.8x45.42)=1203.03W2.2.3.8主梁彎矩包絡(luò)圖與剪力包絡(luò)圖的繪制主梁跨中的最大彎矩見描述內(nèi)容，要繪制主梁彎矩包絡(luò)圖和剪力包絡(luò)圖，還需要計算主梁1/4跨中處的最大彎矩、剪力和主梁跨中剪力等。(1)跨中剪力計算如圖2-7所示，從圖中可以看出

19、，恒載作用下跨中剪力值為零，活載作用時最不利位置在荷載只滿布半跨結(jié)構(gòu)上時，在支座范圍內(nèi)，跨中剪力影響線圖中的剪力值變化不大。因此，為簡化起見，橫向分布系數(shù)全部按不變的或來計算跨中剪力值。恒載剪力計算：V=0活載剪力計算：匕=。+)，%(%+&K)=1.22xlx0.5976X10.5x1x29.14+381.93x-82=167.1內(nèi)力組合：V寸)(%匕+為(匕+以丫)=1.0x(1.2x0+1.4x(167.1l+0.8x9.28)=244.35雨P(guān)k廿一廿廿廿廿1耳：/Q影響線一"(t?I產(chǎn)圖I產(chǎn)圖(2)1/4跨剪力計算從1/4跨彎矩圖可以看出，位于支座范圍內(nèi)，彎矩值的變

20、化值不大。因此，為簡化起見橫向分布系數(shù)全部按不變的“來計算跨中剪力值。具體計算圖示如圖2-8所示。恒載彎矩計算：=(g+g2)/；=x(2L0574+14.1332)x29.142=2801.4124&N加3232活載彎矩計算：=(1+)一磯弋v)33=1.2xlx0.5976x(10.5xx29.142+318.28xx29.14)=l877.27&N/M，=，叫"43=0.566x3xl.5xx29.142=202.76AN加32內(nèi)力組合：丫二汨仇匕+汽化+匕丫)=1.0X(1.2X256.3635+1.4x(256.22+0.8x23.01)=692.12kN圖

21、2-81/4剪力計算圖將計算所得的彎矩和剪力按承載能力極限狀態(tài)進行組合，即可得到簡支梁彎矩包絡(luò)圖與剪力包絡(luò)圖如圖2-9所示。2801.41242801.41243735.21651203.03圖2-9彎矩包絡(luò)圖和剪力包絡(luò)圖2.2.4橫隔梁內(nèi)力計算橫隔梁自重較小，此處不計算，僅計算活載作用下橫隔梁的內(nèi)力。橫隔梁跨中荷載布置圖210所示，則有：P：=1(140x0.9128+140x0.9128)=121.19kN.niP/(s=；(140X0.9128+140X0.9128)=121.19kN.rn140出橫隔梁內(nèi)力計算過程如圖2-11所示則有：彎矩的影響線豎標(biāo)64192；則有：彎矩的影響線豎標(biāo)

22、=09557；則橫隔梁的最大剪力與彎矩為：M=(1+片匕.T力x1x127.79x6.4192=1000.78kN.m2=(1+巫P«sZ%T22x1x127.79x0.9557=149.0kN近 1801301801凳：對-Ek .012'oowo二9.0J-L之禽<=> 0二.3圖2-11橫隔梁荷載縱向布置圖2.2.5撓度、預(yù)拱度計算主梁結(jié)構(gòu)自重最大彎矩為3735.2165車作用最大彎矩（不計沖擊）為2503.02/1.22=2051.66,人群作用的最大彎矩為J270.34kNnio公路規(guī)規(guī)定：驗算主梁變形時，不計入結(jié)構(gòu)自重的長期撓度，汽車不計入沖擊。則由可變荷載頻遇值產(chǎn)生的跨中長期撓度為:C50混凝土，取廿L425。按全預(yù)應(yīng)力混凝土,取B=0.95EIo/.425x1x等5(10.7x2051.66+270.34)x103x29.142=1.423XX480.95x0.39358201x3.45xlO102I29140=1.667x10-機=16.667”<=48.57/wn600600公路規(guī)規(guī)定：荷載短期