橋梁課程設(shè)計橋梁課程設(shè)計橋梁課程設(shè)計一、設(shè)計基本資料....................................錯誤!不決義書簽。.設(shè)計跨徑及橋?qū)?................................錯誤!不決義書簽。.設(shè)計荷載.......................................錯誤!不決義書簽。.主要資料.......................................錯誤!不決義書簽。.設(shè)計依據(jù).......................................錯誤!不決義書簽。二、結(jié)構(gòu)部署........................................錯誤!不決義書簽。.主梁高度.......................................錯誤!不決義書簽。.主梁間距.......................................錯誤!不決義書簽。.主梁梁肋寬.....................................錯誤!不決義書簽。.翼緣板尺寸.....................................錯誤!不決義書簽。.橫隔梁.........................................錯誤!不決義書簽。.橋面鋪裝.......................................錯誤!不決義書簽。三、行車道板的計算..................................錯誤!不決義書簽。恒載及其內(nèi)力...................................錯誤!不決義書簽。車輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力.............................錯誤!不決義書簽。荷載組合.......................................錯誤!不決義書簽。四、主梁的內(nèi)力計算..................................錯誤!不決義書簽。.橫載內(nèi)力計算...................................錯誤!不決義書簽。荷載橫向散布系數(shù)計算............................錯誤!不決義書簽。用杠桿原理法計算湊近主梁支點處的荷載橫向散布系數(shù)錯誤!不決義書簽。用修正剛性橫梁求跨中荷載橫向散布系數(shù)........錯誤!不決義書簽。活載內(nèi)力計算................................錯誤!不決義書簽。五、橫隔梁的內(nèi)力計算................................錯誤!不決義書簽。確立作用在中橫隔梁上的計算荷載..................錯誤!不決義書簽。繪制中橫隔梁的內(nèi)力影響線........................錯誤!不決義書簽。六、主梁變形的計算..................................錯誤!不決義書簽。七、支座計算(采納板式橡膠支座)......................錯誤!不決義書簽。.選定支座平面尺寸...............................錯誤!不決義書簽。.確立支座的厚度.................................錯誤!不決義書簽。.確立支座偏轉(zhuǎn)狀況...............................錯誤!不決義書簽。.驗算抗滑堅固性.................................錯誤!不決義書簽。一、設(shè)計基本資料.設(shè)計跨徑及橋?qū)捁返燃墸憾壒分髁盒问剑轰摻罨炷罷形簡支梁標準跨徑：該橋為二級公路上的一座簡支梁橋，依據(jù)橋下凈空和方案的經(jīng)濟比較，依據(jù)規(guī)定，跨徑在50m以下時，宜采納標準跨徑，查橋涵標準跨徑表，聯(lián)合鋼筋混凝土T形梁跨徑不大于20m,確立主梁跨徑采納標準跨徑為20m的裝置式鋼筋混凝土簡支梁橋。計算跨徑：依據(jù)梁式橋計算跨徑的取值方法，計算跨徑取相鄰支座中心間距為標準跨徑，計算跨徑取。實質(zhì)梁長：依據(jù)標準跨徑-（）m計算，依據(jù)當?shù)販囟冉y(tǒng)計資料。并參照以往設(shè)計值，取=,主梁預(yù)制長度為。車道數(shù)：依據(jù)所選公路等級自行確立，查問《公路工程技術(shù)標準》二級公路為雙車道。取60kmh為設(shè)計速度，車道寬度為。橋面凈空：凈－7（行車道）＋2×（人行道）＋2×（欄桿）.設(shè)計荷載設(shè)計荷載：公路二級人群荷載m由公路-Ⅰ級車道荷載乘算出均布荷載標準值：qk0.7510.57.875KNm由內(nèi)插法算出集中荷載標準值：pk0.7518018019.65/505193.4KN.主要資料依據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》中資料的規(guī)定，取資料以下：混凝土：主梁采納C40，人行道、橋面鋪裝、欄桿C25鋼筋：直徑≥12mm采納HRB335級鋼筋。直徑<12mm采納HPB235級熱軋光面鋼筋.設(shè)計依據(jù)（1）《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTGD60-2004）（2）《公路鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTGD62-2004）（3）《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范實行手冊》（4）《橋梁工程》（華南理工大學(xué)第一版社）（5）《JTGB01-2003公路工程技術(shù)標準(附條則說明)》二、結(jié)構(gòu)部署.主梁高度聯(lián)合過去的經(jīng)濟分析表示鋼筋混凝土T形簡支梁高跨比的經(jīng)濟范圍大概在1－1之間，本橋取1，則梁高取.111816.主梁間距裝置式鋼筋混凝土T形簡支梁的主梁間距一般選在－之間，本橋采納。.主梁梁肋寬為保證主梁抗剪需要，梁肋受壓時的堅固，以及混凝土的振搗質(zhì)量，平常梁肋寬度為15cm－18cm，基于本橋跨度16m按較大取18cm。.翼緣板尺寸因為橋面寬度是給定的，主梁間距確立后，翼緣板寬即可獲得。因為翼緣板同時又是橋面板,依據(jù)受力特色,一般設(shè)計成變厚度與腹板交接處較厚,平常取不小于主梁高的1,本設(shè)計取15cm，翼緣板的懸臂端可薄些，本設(shè)計取10cm。T10梁翼板資料的重度為25KN/m3。.橫隔梁為加強橋面系的橫向剛度，本橋除支座處設(shè)置端橫隔梁外，橫隔梁間距在跨中等間距取部署3根中間橫隔梁，間距3495cm,梁高一般為主梁高的3左右，4取，厚度取12－20cm之間，本設(shè)計橫隔梁下為16cm，上緣18cm。.橋面鋪裝采納2cm厚的瀝青混凝土面層，9cm的25號混凝土墊層瀝青砼厚2cm75700C25防水砼墊層厚9cm75i=1.5%i=1.5%500010115181160160160160圖1.橋跨結(jié)構(gòu)橫斷面縱剖面圖2.橋跨結(jié)構(gòu)縱斷面三、行車道板的計算恒載及其內(nèi)力橋面鋪裝采納2cm厚的瀝青混凝土面層(21KN/m3)，9cm厚的25號混凝土33墊層（23KN/m）。T梁翼板資料和梁混凝土的重度為25KN/m。瀝青混凝土面層:g1=×1×21=m混凝土墊層:g2=×1×23=KN/mT梁翼板自重:g3=+/2×1×25=KN/m橫載共計:g=gi=KN/m（2）每米寬板條的恒載內(nèi)力懸臂板懸挑長度：lo=彎矩:MAg12glo2124.990.7121.26KN?m=剪力:QAggl04.990.713.54KN車輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力依據(jù)《公路工程技術(shù)標準》車輛荷載的取值標準：關(guān)于懸臂鉸接板，荷載最不利的地點是車輪作用于交縫軸線上（圖示如上），將車輛荷載的最大軸重140KN的后輪作用于該地點。有《橋規(guī)》查得，后輪著地長度,寬度,后輪最大作使勁140KN后輪著地長度a=寬度b=45°45°45°45°14045°45°b145°45°2l0=1.42

42.3=a圖梁翼板所構(gòu)成的鉸接懸臂板a1=a+2H=+2×=b1=b+2H=+2×=關(guān)于懸臂根部的有效散布寬度:a=a1+d+2l0=++2×=沖擊系數(shù):依據(jù)《橋規(guī)》，汽車荷載的局部加載及T梁、箱形梁上的懸臂板上的沖擊系數(shù)，則作用于每米寬板條上的彎矩為：MAp1p4alob141.3214043.240.710.82414.18KN?m作用于每米寬板條上的剪力為:QAp=(1+μ)×P/4a=×2×140/(4×=KN荷載組合依據(jù)《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》查得各個分項系數(shù)進行內(nèi)力組合,查表知道該橋?qū)儆谛?，重要小橋，安全等級二級，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)（1）承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力基本組共計算M1.2Msg1.4Msp1.21.261.414.1821.36KNQ1.2Qsg1.4Qpg1.23.541.428.0943.57KN（2）正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力短期效應(yīng)組共計算MMsg0.7Msp1.260.714.1811.19KNQQsg0.7Qsp3.540.728.0923.20KN（3）正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力標準組共計算MMsgMsp1.2614.1815.44KNQQsgQsp3.5428.0931.63KN四、主梁的內(nèi)力計算.橫載內(nèi)力計算主梁：g1=0.181.5(0.100.15)(1.60.18)2511.2KNm2橫隔梁0.150.100.160.181.60.18251.2224邊主梁：g220.66KNm19.6中主梁：g12==KNm橋面鋪裝層：g0.027210.097233.49KNm35欄桿和人行道：g4=（4+1）×2/5=2KNm作用于邊主梁的所有恒載：g=+++2=KNm作用于中主梁的所有恒載：g=+++2=KNm主梁橫隔邊主梁梁中主梁橋面鋪裝層欄桿和人道合邊主梁計中主梁

10.100.15)(1.60.18)2511.2KNm20.150.100.160.181.60.18251.2224g220.66KNm19.6g12==KNm0.027210.09723g353.49KNmg=（4+1）×2/5=2KNm4g=+++2=KNmg=+++2=KNm計算橫載在主梁中產(chǎn)生的剪力和彎矩如圖Mx=glxgxxgxlx222Qx=glgx=gl2x22圖4.橫載內(nèi)力計算簡圖表1.橫載內(nèi)力剪力QX=0X=lX=4邊主梁0

l2

彎矩MX=0X=lX=l420中主梁00荷載橫向散布系數(shù)計算用杠桿原理法計算湊近主梁支點處的荷載橫向散布系數(shù)依據(jù)杠桿原理繪制1、2.、3號主梁的影響線，依據(jù)以以下圖，對橫向影響線部署車輛荷載，求荷載的橫向散布系數(shù)。關(guān)于車輛荷載，橫向輪距為，兩輛汽車車輪的橫向最小間距為，車輪距人行道緣石最少為，所以在橫向影響線上確立荷載最不利的部署地點，求出相應(yīng)于荷載地點的影響線后豎標后，即可獲得所有橫向荷載散布給所求橫梁的最大荷載值。圖5.支點處橫向散布系數(shù)圖散布系數(shù)：1號梁公路Ⅱ級：mqq0.8750.438人群荷載：mr1.422222號梁公路Ⅱ級：mqq1.0人群荷載：mr0（影響線為負故20.52不布載）3號梁公路Ⅱ級：q1.00.188人群荷載：mr0mq0.59422用修正剛性橫梁求跨中荷載橫向散布系數(shù)寬跨比B/l==，湊近于，且擁有靠譜橫向連結(jié)，該橋可按修正偏愛壓力法計算橫向散布系數(shù)。五根主梁的橫截面均同樣，故它們的抗彎慣性矩相等，故n221.62201.622ai1.621.625.6m1（1）計算抗彎慣性矩I和抗扭慣性矩IT16001ax181510翼板換算均勻高度：h112.5cm截面面積：A1001816018151023575cm2截面對上面緣的靜距：S1601812.512.52181501502213594cm3則主梁截面重心地點ax213594357559.7cm

51主梁的抗彎慣性矩：I116012.5316012.559.712.5/2211815012.531815012.57512124611728cm4m3，此中ti、bi相應(yīng)為單個矩形截面的寬度和厚度；主梁的抗扭慣性矩ITi1cibitici為矩形截面的抗扭剛度系數(shù)，依據(jù)t/b依據(jù)下面的表格計算，m為梁截面區(qū)分成單個矩形截面的塊數(shù)。t/b1c<t/b1/3c矩形截面抗扭剛度系數(shù)關(guān)于翼板：t/b=160=<,查表得c=關(guān)于梁肋：t/b=18/=,查表得c=IT0.3331601030.2911890314703468cm4計算抗扭修正系數(shù)由下個表格4567n當n=5時，取，并取G=,代入11120.425E147034680.2311GITl14.3221.0424611728EIBE用修正剛性橫梁法，求出1號梁橫向影響線豎標值為：1115

1a12121.62n0.2310.292na2525.61i1a12121.62n0.2310.108nai2525.61同理求出2號梁橫向影響線豎標值為：211a2a110.2311.621.60.246nn525.62ai1251a2a110.2311.621.60.154nn525.62ai1求出3號梁橫向影響線豎標值為：311a3a11021.60.2nn525.62ai1351a3a11021.60.2nn525.62ai1號梁號梁汽車荷載：m1110.2860.2350.1970.1450.432cq2q2q1q2q3q421號梁人群荷載荷載：mcrr0.311號梁2號梁汽車荷載：mcq1q1q1q2q3q4q52210.2430.2170.1990.1730.1540.49322號梁人群荷載：mcrr0.356號梁號梁汽車荷載：mcq

12

1q2q1q2q3q4q510.20.20.20.20.20.5002號梁人群荷載：mcrr0.200荷載橫向散布系數(shù)匯總梁號截面地點汽車荷載人群荷載備注1號梁跨中mc按“修正剛性梁法”計算支點mo按“杠桿原理法”計算2號梁跨中mc按“修正剛性梁法”計算支點mo0按“杠桿原理法”計算3號梁跨中mc按“修正剛性梁法”計算支點mo0按“杠桿原理法”計算活載內(nèi)力計算表2.影響線面積計算表項目計算圖示影響線面積ΩM1/2M2×=MΩ=1/8×L=1/82ΩM=3/32×L=3/32×=M1/4Q1/2ΩM=0Q0ΩM=1/2×L=1/2×=圖4截面彎矩圖7.跨中截面彎距圖8.跨中截面剪力圖4截面剪力10.支點處剪力車輛荷載集中荷載作用下的計算公式為：S(1)(miPyii)車道荷載作用下的計算公式為：S(1)mk(1)mPYqcckkk關(guān)于人群荷載計算公式為：mcpor查問《公路工程技術(shù)標準》雙車道折減系數(shù)ξ=12）計算汽車荷載的沖擊系數(shù)依據(jù)《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》關(guān)于簡支梁橋，橋梁的自振頻次為f1EIc2mc2l由前文計算Ic4611728cm44.611728102m4A3575cm20.3575m2鋼筋混凝土重力密度25KNm3，則mcA250000.3575911.06Ns2m2g9.81查《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝橋涵設(shè)計規(guī)范》鋼筋混凝土標號C40的彈性模量為：E3.25104Mpa3.251010Nm2則f13.143.2510104.6117281025.24Hz215.62911.06由《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》,知道，當f1Hz荷載的沖擊系數(shù)為：0.1767lnf10.01570.277則1+10.2771.2771則關(guān)于1號梁：車道荷載:跨中彎矩：M=L彎矩：M=跨中剪力：Q=L剪力：Q=44支點剪力：Q=人群：qr=3KNm2跨中彎矩

M=

KN·mL

彎矩:M=

KN·m4跨中剪力：Q=L

剪力：Q=

支點剪力：

Q=

則關(guān)于

2號梁：4車道荷載:跨中彎矩：M=

L4

彎矩：M=

跨中剪力：Q=

L4

剪力：

Q=支點剪力：Q=

人群：qr=3

KN

m2跨中彎矩M=L彎矩:M=

KN·mKN·m4跨中剪力：Q=L

剪力：Q=

支點剪力：

Q=04則關(guān)于3號梁：車道荷載:跨中彎矩：M=

L4

彎矩：M=

跨中剪力：Q=

L4

剪力：

Q=支點剪力：Q=

人群：qr=3

KN

m2跨中彎矩

M=L

彎矩:M=

KN·m4跨中剪力：Q=L

剪力：Q=

支點剪力：

Q=04綜上所述：1號主梁內(nèi)力組合彎矩M（kN）剪力（kN）序號荷載種類梁跨中梁端跨中四分點端（1）恒載0（2）汽車荷載0（3）人群荷載0（）（1）040（5）（2）0（6）（3）0（7）02號主梁內(nèi)力組合彎矩M（kN）剪力（）kN序號荷載種類梁跨中梁端跨中四分點端（1）恒載0（2）汽車荷載0（3）人群荷載0（4）（1）00（5）（2）0（）（3）06（7）03號主梁內(nèi)力組合彎矩M（kN）剪力（kN）序號荷載種類梁跨中梁端跨中四分點端（1）恒載0（2）汽車荷載0（3）人群荷載0（4）（1）00（5）（2）0（6）（3）0（7）0五、橫隔梁的內(nèi)力計算確立作用在中橫隔梁上的計算荷載本設(shè)計跨徑內(nèi)3根橫隔梁,基于橋梁跨中處的橫隔梁受力最大,平常可只計算跨中橫隔梁的內(nèi)力,其他橫隔梁可偏安全的采納同樣的截面尺寸和配筋。關(guān)于跨中橫隔梁的最不利荷載部署?？v向一列車道荷載對中橫隔梁的計算荷載為：汽車荷載：Poq1yiPi21(14011400.667)2116.69kN繪制中橫隔梁的內(nèi)力影響線已經(jīng)算得1號梁2號梁和3號梁的橫向影響線豎坐標值：0.292，150.1080.246，250.1540.2，350.2關(guān)于2號和3號主梁之間截面的彎矩M2-3影響線可計算以下：P=1作用在1號梁軸上時：M1.5d0.5d(23)111210.2921.51.60.2460.51.60.9P=1作用在5號梁軸上時：M1.5d0.5d(23)515250.1081.51.60.1540.51.60.38P=1作用在3號梁軸上時：M1.5d0.5d(23)313230.201.51.60.200.51.60.64有了這三個豎標值和已知影響線折點地點，即可繪出M2-3影響線關(guān)于1號主梁處截面的Q1右影響線可計算以下：P=1作用在計算截面以右時：右R1即Q右Q11i1iP=1作用在計算截面以左時：右R11即Q右1i1Q11i六、主梁變形的計算B=EcIc=3.4510100.1575.15109N?m2短期荷載效應(yīng)作用下的跨中截面撓度5msl2fB48由已知數(shù)據(jù)可知，汽車產(chǎn)生的最大彎矩為KNm，人群產(chǎn)生的最大彎矩KNm。按《橋規(guī)》規(guī)定，驗算主梁的變形時，不計入結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的長久撓度，汽車不計入沖擊力，則fs5103864.8433.619.626.9810-3485.15109fslfsl19600.698cm3.27cm600600所以撓度知足要求七、支座計算(采納板式橡膠支座).選定支座平面尺寸由橡膠支座板的抗壓強度和梁端或墩臺頂混凝土的局部承壓強度來確立。對橡膠支座應(yīng)知足：j=N≤[σj]ab2若選定支座平面尺寸ab=20×18=3600cm，則支座形狀系數(shù)S為：ab=2018S=20.5=[2t(ab)](2018)式中：t—為中間層橡膠片厚度，取t=S＞8時，橡膠板的均勻贊同壓應(yīng)力[σj]=10MPa，橡膠支座的彈性模量Ej為：Ej=530S-418=MPa計算最大支反力，3號