1、橋梁工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告書一 、設(shè)計(jì)資料1橋面凈寬凈-7 +2 X.5m人行道2 主梁跨徑及全長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)跨徑l0 =21.70m （墩中心距離）計(jì)算跨徑l =21.20m （支座中心距離）主梁全長(zhǎng)l全=21.66m （主梁預(yù)制長(zhǎng)度）3 設(shè)計(jì)荷載公路 I 級(jí)；人群荷載 3.0 kN m24 設(shè)計(jì)安全等級(jí)二級(jí)5 橋面鋪裝瀝青表面處厚5cm （重力密度為23kN m3）,混凝土墊層厚6cm （重力密度 為24 kN m3） , T梁的重力密度為25 kN m36 T 梁簡(jiǎn)圖如下圖瀝青混凝土 50mm"水泥混凝土墊層60mm主梁橫截面圖二、設(shè)計(jì)步驟與方法I.行車道板的內(nèi)力計(jì)算和組合（一）包載及其內(nèi)力

2、（以縱向1m寬的板條進(jìn)行計(jì)算）1）每延米板上的恒載g瀝青表面 g1 : 0.05 X1.0 X23 1.15 kN m混凝土墊層 g2： 0.06 X1.0 X24 1.44 kN mT 梁翼板自重 g3: g3 0.08 0.14 1.0 25 2.75 kN m2合計(jì)：g=gi5.34 kN m2)每米寬板條的包載內(nèi)力懸臂板長(zhǎng) 10也 0.71m2一一1919彎矩 MAg 1g121 5.34 (0.71)翼板的換算平均身度：h 8 14 11cm 1.35kNm剪力 QAg g10 5.34 0.71 3.79 kN（二）汽車車輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力1）將車輛荷載后輪作用于較縫軸線上，后軸作用

3、力為 140kN,輪壓分布寬度 如圖5所示，車輛荷載后輪著地長(zhǎng)度為a2 0.20m ,寬度b 2 0.60m ,則得:a1 a2 2H 0.2 2x0.11 0.42 mb1 b2 2H 0.6 2x 0.110.82 m荷載對(duì)于懸臂梁根部的有效分布寬度：a a1 d 21o 0.42 1.4 2 0.71 3.24m2）計(jì)算沖擊系數(shù)結(jié)構(gòu)跨中截面的慣矩Ic: c11130160 18 11130 18 -主梁截面重心位置:41.18 cm22160 18 11 130 18則得主梁抗彎慣矩:,13Ic 160 18 1116012181141.221122.12181812130213041.

4、226.63 106m4結(jié)構(gòu)跨中處單位長(zhǎng)度質(zhì)量mcmcG 15.45 1039.81.57710322Ns /m混凝土彈性模量E:一10< E 2.80 1010 N /由以上數(shù)據(jù)可得簡(jiǎn)支梁橋的基頻:_ _102.800.066300031.577 103.790 Hz按照橋規(guī)規(guī)定f介于1.5Hz和14Hz之間，沖擊系數(shù)按照下式計(jì)算:10.1767ln f 0.0157 1.22由于這是汽車荷載局部加載在T梁的翼緣板上，故沖擊系數(shù)取 1 +=1.223）作用于每米寬板條上的彎距為:MapPb1lo4a41.3140 20.820.71 14.18 kN m4 3.24作用于每米寬板條上的

5、剪力為:P 1401.3 -28.52 kN4a4 3.2414.18)21.47 kN m44.48 kN（三）內(nèi)力組合1）承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合計(jì)算Mud 1.2MAg 1.4M ap 1.2 ( 1.35) 1.4 (Qud 1.2QAg 1.4Qap 1.2 3.79 1.4 28.522）正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合計(jì)算Mud MAg 0.7M ap 1.35 0.7 （ 14.18）11.28 kN mQud QAg 0.7QAP 3.79 0.7 28.52 23.75 kNn.主梁荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算（一）當(dāng)荷載位于支點(diǎn)處時(shí)（應(yīng)按杠桿原理法計(jì)算）根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTGD6

6、0-2004）規(guī)定，在橫向影響線上確定荷 載沿橫向最不利的布置位置。例如，對(duì)于車輛荷載，規(guī)定的車輪橫向輪距為1.8m, 兩列汽車車輪的橫向最小間距為1.3m,車輪矩離人行道緣石最少為0.5m。2 ijj1#梁車輛荷載PqmaxA1q-J q 0.438Pq人群荷載maxA1rPT 0.75 1.656Por由此可得1號(hào)梁在車輛荷載和人群荷載作用下的最不利荷載橫向分布系數(shù)分別為moq1 0.438和 mor1 1.656 （5號(hào)同 1 號(hào)）同理可得2號(hào)梁在車輛荷載和人群荷載作用下的最不利荷載橫向分布系數(shù)分 別為：mOq2同理可得 別為0.5和mor2 0 （4號(hào)同2號(hào)）2#梁3號(hào)梁在車輛荷載和人

7、群荷載作用下的最不利荷載橫向分布系數(shù)分3#梁moq30.594 和 mor301#梁影響線（二）當(dāng)荷載位于跨中時(shí)（考慮用修正偏心壓力法計(jì)算） 對(duì)抗扭修正系數(shù)的計(jì)算：由于Itncbt311.402l 21.22.65B 5 1.60.85EI B本橋各根主梁的橫向截面均相等，梁數(shù) n=5,梁間距為1.6米，則5222345aiaa2a3a4a5i 125.6m21號(hào)梁橫向影響線的豎標(biāo)值為111-n2-Ta0.2 0.852a1i 10.4 0.54115n2ai0.2 0.852a1i 10.40.1411、15繪制1號(hào)梁橫向影響線，如下圖示 最不利荷載位置1 1.6 0.113 0.300 1

8、.19 0.183 2.79 10 3m4 3于是，1號(hào)（5號(hào)同1號(hào)）梁荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算如下（以Xqi和4分別表示影響線零點(diǎn)至汽車車輪和人群荷載集度的橫坐標(biāo)距離）：車輛荷載:1mcr1= 一21 ,.1 11 ,q ( q1 q2 q3 q4)(xq1xq 2xq3xq4)0.4552 2 x人群荷載:mcr1 xr0.564x同理可得2號(hào)、4號(hào)梁的荷載橫向分布系數(shù):2#梁影響線-=0.285 ；n，2aii 1=0.115 n2aii 1車輛荷載:mcq2 =0.115 ;人群荷載:mcr2=0.313同理可得3號(hào)梁的荷載橫向分布系數(shù):3#梁影響線312a3n2ai 102 35 -20

9、3n20ii 10.2車輛荷載：mcq3=0.4 ；人群荷載：mcr3 =0.2（三）主梁荷載橫向分布系數(shù)匯總梁號(hào)何栽位置公路-I級(jí)人群荷載1,5跨中0.4550.564支點(diǎn)0.4381.6562,4跨中0.1150.313支點(diǎn)0.503跨中0.40.2支點(diǎn)0.5940m.主梁內(nèi)力計(jì)算（一）恒力內(nèi)力計(jì)算1 .恒載集度主梁:g10.18 1.30.08 0.141.6 0.1825 9.76 kN/m橫隔梁:對(duì)于邊主梁:0.08 0.141.001.60 0.18 0.15 5 25g221.200.056kN /m對(duì)于中主梁:1g22 0.056 0.112 kN/m橋面鋪裝層:g30.05

10、7 23 0.06 7 243.63kN/m欄桿和人行道:g42 kN/m作用于邊主梁全部恒載g為:gi 9.76 0.0563.63 2 15.45 kN/m作用于中主梁的恒載集度為:gi 9.76 0.1123.63 2 15.50 kN/m2 .恒載內(nèi)力l/4跨中考矩影 響線0.753L/41支點(diǎn)剪力影0.25響線1/4跨彎矩影響線1/4跨剪力影 響線邊跨彎矩剪力影響線計(jì)算主梁的彎矩和剪力,一1.1 , 2M x-qlx-qlx;22-1 ,Qxql qx;主梁個(gè)計(jì)算截面的恒載剪力和彎矩值，列于下表中剪力Q (kN)彎矩M(kN m)x 015.45Q 21.2 163.8(164.3)

11、M 0(0)1 x4c 15.45c 21.2Q 21.2 2 2481.9(82.2)一 15.45 21.2 c 21.2M 21.2 244651.0(653.1)1x -2Q 0(0)12M - 15.452 868.0(870.8)注：表中算式所得結(jié)果為邊主梁恒載內(nèi)力，括號(hào)內(nèi)為中主梁恒載內(nèi)力（二）活載內(nèi)力計(jì)算1 .公路-I級(jí)中集中荷載Pk計(jì)算計(jì)算彎矩效應(yīng)時(shí)Pk計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)Pk公路-I級(jí)中均布荷載qk21.2 51801 246 kN50 51.2 238 295.2 kN10.5 kN/m2 .沖擊系數(shù)科110.17671n f 0.01571.22因雙車道不折減，故E =13 .

12、跨中彎矩M l計(jì)算2跨中彎矩影響線如下圖,一1 2122 l影響線面積：l221.2256.18 m2; y 5.3884由于跨中彎矩橫向分布系數(shù)1號(hào)，5號(hào)梁最大，所以只需計(jì)算1號(hào)，5號(hào)梁的彎矩，計(jì)算如下：對(duì)于1號(hào)梁公路-I級(jí)汽車活載的跨中彎矩：M11 mcq1 qkpky 1.22 1 0.455 10.5 56.18 246 5.31051.19kN m2q人群荷載的跨中彎矩：M1mcr1 Pr0.564 3 1.5 56.18 142.58kN mr2(2) 對(duì)于2號(hào)和4號(hào)梁公路-I級(jí)汽車活載的跨中彎矩：M11 mcq2 qkPky1.22 1 0.115 10.5 56.18 246

13、5.3265.68kN m2q人群荷載的跨中彎矩M1mcr2 Pr0.313 3 1.5 56.18 79.13 kN mr2(3) 對(duì)于3號(hào)梁公路-I級(jí)汽車活載的跨中彎矩:Ml 1mcq3 qkPky1.22 1 0.4 10.5 56.18 246 5.3 924.12kN m2q人群荷載的跨中彎矩M1mcr3pr0.2 3 1.5 56.18 50.56 kN m_r 2(4) 跨中剪力Qi計(jì)算 2跨中剪力影響線如下圖：鑒于跨中剪力Qi影響線的較大坐標(biāo)位于跨中部分，故也采用全跨統(tǒng)一的荷載橫向分布2系數(shù)mcq來計(jì)算。1 12影響線面積為：21.2 0.5 2.688 m ; y 0.52

14、2(1) 對(duì)于1號(hào)和5號(hào)梁公路-I級(jí)汽車活載的跨中剪力：Q11mca1 qkpky 1.22 1 0.455 10.5 2.688 295.2 5.3 97.60kN2qq人群荷載的跨中剪力：Q1mcrM0.564 3 1.5 2.688 6.82kNr2(2) 對(duì)于2號(hào)和4號(hào)梁公路-I級(jí)汽車活載的跨中剪力：Qimcq2 qkPky 1.22 1 0.115 10.5 2.688 295.2 5.324.67kN人群荷載的跨中剪力：Q1mcr2qr0.313 3 1.5 2.688 3.79 kN一 r 2(3) 對(duì)于3號(hào)梁公路-I級(jí)汽車活載的跨中剪力：Q11mcq3 qkpky1.22 1

15、0.4 10.5 2.688 295.2 5.385.80kN-q 2人群荷載的跨中剪力：Ql mcr3.qr.0.2 3 1.5 2.688 2.42 KNr25.支點(diǎn)剪力Q°算剪力影響線如下圖所示:1 2影響線面積為： 21.2 1 10.6m2; y=12一“、21.2橫向分布系數(shù)變化區(qū)段的長(zhǎng)度：a=4.85 5.75m2121.2 5.75附加三角形重心影響線坐標(biāo)：Y 130.91021.2(1) 對(duì)于1#和5#梁公路一一I級(jí)汽車活載的支點(diǎn)剪力Q0均aqk mcq1 2 moq1mcql y1.225.7510.5 0.455 10.6 0.43820.455 0.910 6

16、1.21KNQ。集m0q1Pky=1.22 1 0.438 295.2157.74kNQ0qo均Q0 集 61.21 157.74 218.95kN人群荷載支點(diǎn)剪力：Q0r mcrKror1 -m cr1(2) 對(duì)于2#和4#梁564 3 1.510.65 75(1.656 0.564) 3 1.5 0.910=39.76kN公路一一I級(jí)汽車活載的支點(diǎn)剪力:Q0均1aqk mcq2 2 m0q2mcq2=1.22X1 X10.5 x0.115 X10.6+5.752x (0.5-0.115 ) X0.910=28.52kNQ0集1m0q2Pky =1.22 X1 X0.5X295.2 X1=1

17、80.07kNQ0 Q0均Q0集 =208.59kN人群荷載的支點(diǎn)剪力:八a-Q0r mcr2qr 2 mor2-mcr2 Y=0.313 X4.5 X10.6+ 575 (0-0.313) X4.5X0.910 2=11.25kN(3) 對(duì)于3#梁 公路一一I級(jí)汽車活載的支點(diǎn)剪力：a -Q。均1 qk mcq3 2 m0q3 mCq3 '=1.22 X1 X10.5 X0.4 X10.6+ 575 X (0.594 0.4) X0.9102=60.82kNQ0集1m0q3Pky =1.22 X1 X0.594 X295.2 X1=213.92kNQ0Q0 均 Qo 集=274.74k

18、N人群荷載的支點(diǎn)剪力：a -Qormcr3qrmor3-m cr3 丫2=0.2 X4.5X10.6+ 575 x (0 0.2) X4.5X0.910 2=7.19kN1 一,，一6. 對(duì)于1#梁:跨彎矩計(jì)算413觸響線面積=X Xl2=31.74m 22 163y= X18.4=3.4516按公路一一I級(jí)汽車荷載：M q = (1+w) Mcql (qk + Pky)4=1.22 X0.455 X (10.5 X42.135+246 X3.975 )=788.39kN m人群荷載的跨中彎矩：M r =0.564 X4.5 X42.135=106.94kN m4按公路一一I級(jí)汽車荷載:M a

19、 =1.22 X1 X0.115 X (10.5 X42.135 + 246 X3.975 ) =199.26kN m人群荷載的跨中彎矩:Mr =0.313 X4.5 X42.135=59.35KN m4按公路一級(jí)汽車荷載：Mq 1.22 0.4 (10.5 42.135 + 246 3.975) 693.09 kN m 4人群荷載的跨中彎矩：M r=0.2 X4.5X42.135=37.92kN m 41 一7.跨截面的剪力41/4跨剪力影響線如下圖：287.04KN10.50KN/m公路-II級(jí)Q1/4影響線，1-L -人群荷載3.0KN/m|_ 一Q1/4影響線 133影響線面積 =x

20、xix=5.96m 2; y=0.75m244(1) 對(duì)于1#梁：a ,一Qq= (1+w) - qk mcqi - + (m0qi-mcqi) y42=1.22 X0.498 X (10.5 X5.18+233.6 X0.75)=139.49KNQr =0.713 X4.5 X5.18=16.62KN 4(2) 對(duì)于2#梁：a、一一Qq= (1+w) qk mcq1 - + - (m°q1-mcq1)y 42=1.22 X0.132 X (10.5 X5.18+233.6 X0.75)=36.97KNQr =0.322 X4.5 X5.18=7.51KN 4(3) 對(duì)于3#梁：a、

21、一Qq= (1+w) qk mcq1 - + - (m0qmcq1)y(4) 2=1.22 X0.4 ( 10.5 X5.18 + 233.6 X0.75 )=112.04KNQr =0.2 X4.5 X5.18=4.66KN4(三)荷載組合永久作用的設(shè)計(jì)值效應(yīng)與可變作用設(shè)計(jì)值效應(yīng)相結(jié)合，其效應(yīng)組合表達(dá)式為如下:mm0sud0GiSGikQ1 SQ1kcQi SQ1k總結(jié)為:當(dāng)恒載為最大時(shí)：組合值 =1.35 X恒荷載+1.4 X汽車荷載+0.8 X1.4X人群荷載當(dāng)汽車荷載最大：組合值=1.2 X怛荷載+1.4 X汽車荷載+0.8 X1.4X人群荷載主梁內(nèi)力計(jì)算組合值如下表跨中彎矩組合梁號(hào)恒

22、載組合值汽車人群1,5868.01051.19142.582,4870.8265.6879.133870.8924.1250.56跨中剪力組合梁號(hào)恒載組合值汽車人群1,5097.606.822,4024.673.793085.802.42支點(diǎn)剪力組合梁號(hào)恒載組合值汽車人群1,5163.8218.9539.762,4164.3208.5911.253164.3274.747.191/4跨彎矩組合梁號(hào)恒載組合值汽車人群1,5651.0788.39106.942,4653.1199.2659.353653.1693.0937.921/4跨剪力組合梁號(hào)恒載組合值汽車人群1,581.9157.6415.

23、132,482.239.848.39382.2138.585.36IV.橫隔梁內(nèi)力計(jì)算1、確定作用在中橫隔梁上的計(jì)算荷載：對(duì)于跨中橫隔梁的最不利荷載布置如圖縱向一列車輪對(duì)于中橫隔梁的計(jì)算荷載為：，一 ,11計(jì)算彎矩時(shí)：P0q=-Fkyk+-qk k2211=-X238 X1+ X10.5 X4.85=144.463kN22POr= qor 0r =4.5 X4.85=21.825KN2、繪制中橫隔梁內(nèi)力影響線按偏心壓力法算得1、2、3號(hào)梁的荷載橫向分布影響線豎坐標(biāo)值，則 Mr的影響線豎 標(biāo)可計(jì)算如下：11=0.54 ,15= - 0.14 ;21 =0.285 ,25 =0.115 ;13=0.2 ?23=0.2P=1作用在1號(hào)梁軸上時(shí)：M.一. . _ .r1 = 11x1.5d+ 21 x0.5d 1 X1.5d=0.54 X1.5X1.6+0.285 X0.5 X1.6 1 X1.5 X1.6= -0.88P=1作用在5號(hào)梁軸上時(shí)：M.一.r5 = 15 X1.5d + 25 X0.5d=(-0.14) X1.5 X1.6+0.115 X0.5X1.6= -0.24P=1作用在3號(hào)梁軸上時(shí)：Mr3 = 13*1.5d + 23 x0.5d=0.2 X1.5X1.6+0.20X0.5X1.6=0.64有了此三個(gè)豎標(biāo)值和已知影響線折點(diǎn)位置，就可