桥梁工程课程设计--30m钢筋混凝土简支T梁设计

1、桥梁的设计一、设计资料桥面网宽：网-负荷：道路-级人群3.0KN/m人行道的重点是3.6KN/m扶手两侧1.52KN/m2 .跨度和波束长度：标准跨度计算跨度。主梁全长3 .材料钢筋：反直径在12mm以上者使用级钢筋，直径不到12mm者一律使用级钢筋。混凝土：混凝土。主梁： 50#人行道和扶手： 25#桥面铺装： 25#4 .技术规范： 公路桥涵设计通用规范 (JTGD602004 )公路钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范 (GTGD622004 )2、桥梁尺寸的制定1 .主梁高度： h=1.00m梁的间隔：采用主梁5片，间隔为1.6m。2 .横隔梁：采用横隔梁5片，间隔为7.25m3 .梁

2、肋：厚度18cm4 .桥面铺装：分上下二层，下层25#砚，边缘石边厚4.0cm的上层用沥青混凝土厚度4.0厘米。 桥面采用1.5%的斜面。5 .桥梁的横截面和具体尺寸：(参见制图)主梁横截面主梁纵剖面三、桥梁计算一、主梁的计算1、主梁的弯曲惯性矩Ix求出主梁界面的重心位置ax (图1-1 )图1-1 (尺寸单位： cm )平均板厚：h=1/2(10 14 )=12 (厘米)ax=28.6Ix=3215111.04(cm4)=3.2151(cm4 )。2 .计算结构自重集度(表1-1 )结构自重集度计算表1-1主梁G1=0.181.00 () (1.60-0.18 ) 26=9.11kn/m横隔

3、梁边梁G2= (0.75-() ) 526/29.16=0.29 kn/m相对于中主梁g2=20.29=0.58KN/m桥面铺装层g3=【0.047.0023 (0. 040.0925 )7. 0024】/5=3. 51kn/m扶手和人行道g4=(1.52 3.60)2/5=2.05KN/m合计边梁g=9.11 0.29 3.51 2.05=14.96KN/m相对于中主梁g=9.11 0.58 3.51 2.05=15.25KN/m3 .结构自重内力计算(表1-2 )边中主梁自重引起的内力表1-2截面位置x内力剪切力Q(KN )力矩(KNm )X=0Q=24.16=180.7 (222.3 )

4、M=0 (0)X=Q=(24.16-2)=90.4 (111.2 )M=(24.16-)=1192.6 (1215.7 )X=Q=0 (0)M=14.9629.162=1590.1 (1620.9 )主：括号()内的值为中主梁内力4 .汽车、人群载荷内力的计算(1)支点处的负荷横向分布系数(杠杆原理法)根据桥规 4.3.1条和4.3.5条的规定，汽车的负荷距人行道边缘0.5m以上，人群的负荷为3KN/m。 在横向影响线上确定载荷横向最不利的配置位置(图1-2 )图(1-2)支点处各主梁的横向分布状况各梁的支点对应道路-级和人群负荷的横向分布系数的计算(表1-3 )。表1-3梁号道路-级拥挤的负

5、荷一(五)号梁m0q1=0.875/2=0.438mor1=1.656二(四)号梁m0q2=1.000/2=0.500mor2=0三号波束m0q3=0.594mor3=0(2)、中负荷横向分布系数(偏心压力法)这座桥没有刚性强的横隔梁，承重结构的跨度比如下2因此，可以用偏心压力法计算横分布系数mc，其步骤如下1 .求出载荷横向分布影响线坐标本桥梁各主梁的横截面相等，梁数n=5，梁的间隔为1.60m，如下=(21.6 )2(1.6 ) 20 (-1.6 )2(-21.6 )2=25.6 m21号梁两侧主梁上横向影响线的纵向坐标值如下=2(4)号梁两侧主梁上横向影响线的纵坐标值如下3号梁两侧主梁上

6、横向影响线的纵向坐标值如下2 .画出各主梁的横向分布影响线，在最不利的位置放置载荷(图1-3 )。图1图33 .计算载荷横向分布系数mc (表1-4 )梁号汽车负荷拥挤的负荷一(五)号梁mcq=(0. 5750.3500.188-0.038 )=0.538Mcr=0.731二(四)号梁mcq=(0. 3880.2750.1940.181 )=0.469Mcr=0.466三号波束mcq=(0.2000.2000.200)=0.400Mcr=0.2002=0.400(3)、负荷横向分布系数的总结(表1-5 )负荷横向分布系数表1-5梁号负荷位置道路-级拥挤的负荷备注一(五)号梁中部PS0.5380

7、.731用“偏心压力法”计算支点mo0.4381.656用杠杆法计算二(四)号梁中部PS0.4690.466用“偏心压力法”计算支点mo0.5000用杠杆法计算三号光束中部PS0.4000.400用“偏心压力法”计算支点mo0.5940用杠杆法计算(4)、平均布载荷和内力影响线面积的计算(表1-6 )平均布载荷和内力影响线面积计算表1-6断面类型道路-级平均分布载荷(KN/m )人群(KN/m )影响线的面积(m2或m )影响线图线M1/210.50.75=7.8753.00.75=2.25=2=29.162=106.29m2M1/47.8752.25=79.72Q1/27.8752.25=3

8、.645Q07.8752.25=1=14.58(5)、道路-级集中负荷Pk计算计算力矩效果时： PK=0.75【180 (29.16-5 )】=0. 75276.64=207.48 kn计算剪切力效果时： Pk=1.2207.48=248.976(6)、计算冲击系数a=0.3504 m2ic=3.215110-2m2g=0.350426=9.1104 kn/mMC=g/g=9. 1104/9.81=0. 929 kns2/m 2C50混凝土e取3.451010 N/m2f=2.018(Hz )在1.5Hz和14Hz之间，根据桥规 2.3.4条的规定，冲击系数按下式计算=0.1767lnf-0.

9、0157=0.10841=1.1084(7)、各梁的弯曲力矩M1/2、M1/4和剪切力Q1/2的计算两条车道不会减少，所以=1。 例如(表1-7 )梁号断面载荷类型qk或qr(KN/m )PS1美联储或ys (PS或PS )s蒸汽=(1 )(mcqk miPkyi )s人=mcqks一号梁或五号梁M1/2道路-级7.875207.481.10840.538106.29499.141401.09y=7.29901.95人群2.25/0.731106.29174.82M1/4道路-级7.875207.481.10840.53879.72374.371050.89y=5.468676.52人群2.2

10、5/0.73179.72131.12Q1/2道路-级7.875248.9761.10840.5383.64517.1291.350.574.23人群2.25/0.7313.6456.00二号梁或四号梁M1/2道路-级7.875207.481.10840.469106.29435.121221.39y=7.29786.27人群2.25/0.466106.29111.45M1/4道路-级7.875207.481.10840.46979.72326.35916.11y=5.468589.76人群2.25/0.46679.7283.77Q1/2道路-级7.875248.9761.10840.4693.

11、64514.9279.630.564.71人群2.25/0.4663.6453.82三号波束M1/2道路-级7.875207.481.10840.400106.29371.061041.65y=7.29670.59人群2.25/0.400106.2995.66M1/4道路-级7.875207.481.10840.40079.72278.34781.33y=5.468502.99人群2.25/0.40079.7271.75Q1/2道路-级7.875248.9761.10840.4003.64512.7367.920.555.19人群2.25/0.4003.6453.28(8)，计算支点截面的汽车

12、载荷最大剪切力图1-4a )、b )、c )显示了沿桥的纵向绘制各梁的负荷横向分布系数的变化模式和支点剪切力影响线(a) (b) (c )。图1-4各梁支点计算图(尺寸单位： m )其中，a )图表示1和5号梁，b )图表示2和4号梁，c )图表示3号梁。一号梁和五号梁Q0全部=(1)毫米(m0-毫米)=1. 108417.875=65.54KNQ0集=1. 108410.438248.9761=120.87 kn在道路级的作用下，1号和5号梁支点的最大剪切力如下Q0=Q0都是Q0组=186.41KN支点断面的人的负荷的最大剪切力如下q0r=mcqr=0. 7312.2514.58 (1.656-0.731 ) 2.250.916=23.98 6.99=30.97KN二号梁和四号梁Q0全部=(1)毫米(m0-毫米)=1. 108417.875=60.60KNQ0集=1. 108410.500248.9761=137.98 kn在道路级的作用下，1号和5号梁支点的最大剪切力如下Q0=Q0都是Q0组=198.58KN支点断面的人的负荷的最大剪切力如下q0r=mcqr=0. 4662.2514.58 (0- 0.466 ) 2.250.916=15.29-3.52=11.77KN梁三号Q0全部=(1)毫米(m0-毫米)=1. 108