桥梁工程课程设计任务书

1 桥梁工程课程设计 任务 书 主梁细部尺寸 单片主梁的梁宽为 细部尺寸如图所示。 桥梁净空 净 9+2 主梁跨径和全长 标准跨径 =算跨径 l=制全长 =上部结构主梁布置图 图 1 主梁一般构造图 2 图 2 上部结构横断面构造图 图 3 主上部结构纵断面构造图 设计荷载 公路 级，人群荷载 材料 主梁：混凝土强度等级 重 26；桥梁铺装为 凝土垫层厚 16重 24，沥青混凝土厚 3重 24 设计方法 杠杆原理法、偏心压力法、极限状态法 3 设计依据 公路桥涵设计通用规范（ 混凝土结构设计规范（ 50010 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范（ 面板内力计算 计算 梁内力计算 算各主梁的荷载横向分布系数。 算主梁在荷载作用下跨中截面的弯矩、支点和跨中截面的剪力。 行主梁内力组合，并画出主梁弯矩包络图和剪力包络图。 梁内力计算 度、预拱度计算 计算主梁跨中的挠度，并考虑是否需要设置预拱度 纸绘制（利用 件绘制 3张 (1) 桥梁总体布置图：绘出平、纵、横三视图。（已知 6垮简支梁桥连续，采用柱式桥墩、重力式 垮主梁横断面和纵断面布置图如图所示，桥墩、桥台和基础尺寸自拟） (2) 主梁一般构造图：主梁各部分的构造 种参数计算 梁自重 主梁截面面积： S=梁重力集度： g=S =26=m 隔梁 横隔梁截面面积： S=积： V=量： 总重量： 4 杆与人行道 面积： 重量： 梁翼缘板平均厚度 面三角垫层面积与平均厚度 层沥青平均重度 面板内力计算 悬臂板内力计算 1）恒载计算 2）活载计算 3）内力组合 接悬臂板内力计算 1）恒载计算 A、每延米恒载 g 图 5 沥青： ： 混凝土垫层 ： 翼缘板自重 所以： g=+米 宽板的恒载内力 2）车辆荷载计算 公路桥涵设计通用规范（ 可知后轮着地： = A、 单个车轮作用时有： b=+2h=（ =a=+2h+2= 用在每米宽板条上的弯矩为： =m 作用在每米宽板条上的剪力为： =：公路桥涵设计通用规范规定在设计 B、 两个车轮同时作用时有： b=+2h=（ =a=+2h+d+2= 用在每米宽板条上的弯矩为： =m 作用在每米宽板条上的剪力为： =计算分析，当两个后轮同时作用在铰接悬臂板上时活载内力最大。 图 6 3）内力组合 = = 梁内力计算 构重力集度 分别考虑预制自重和桥面铺装、人行道栏杆重力集度。 1） 按跨中截面计算预制梁每延米重力集度： = 2） 横隔梁、桥面铺装、栏杆、人行道等分摊给 5片梁的荷载集度： = 构自重产生的内力 跨中弯矩： 支点剪力： = 击系数计算 1）简支梁基频： 经计算得 =G=N/m，查表得 E=入其他相关数据，从而计算出 = ） 1+ =1+ 各主梁的跨中荷载横向分布系数计算： 本桥的宽跨比为： B/L=9/ 属于窄桥 桥的横向连接刚度比较大，跨中处按偏心压力法计算，其中： n=5 =、 第一片梁的影响线竖标值 7 B、 第二片梁的影响线竖标值 C、 第三片梁的影响线竖标值 从而绘制出 1、 2、 3、 4、 5号梁的横向影响线如图所示，按横向最不利布置车轮荷载得出 1、 2、3、 4、 5号梁跨中位置处汽车、人群荷载作用下的横向分布系数如下： A、第一片梁的跨中横向分布系数 B、第二片梁的跨中横向分布系数 C、第三片梁的跨中横向分布系数 8 图 点的荷载横向分布系数计算（注：采用杠杆原理法进行计算，见图） A、 第一片梁的支点横向分布系数 ， B、 第二片梁的支点横向分布系数 ， C、 第三片梁的支点横向分布系数 ， 9 图 表 荷载类别 1号梁 2号梁 3号梁 车辆荷载 群荷载 算汽车、人群荷载内力 通过以上计算分析可知，第一片梁的横向分布系数最大，说明第一片梁在按最不利荷载情况下， 10 最危险。又因各片主梁的特性一致，所以只需对第一片梁进行弯矩、剪力计算。 在内力计算时，对于横向分布系数得取值做以下考虑：计算弯矩时，均采用全跨统一的荷载横向分布系数；求支点截面剪力时，由于主要荷载集中在支点附近而应考虑支承条件的影响，考虑横向分布系数沿桥垮的变化影响 公路 级， ) 跨中弯矩 2） 支点剪力 , 因，则 由 =0，得： x= a= 内力组合 1） 弯矩组合 2） 剪力组合 梁弯矩与剪力包络图 主梁跨中的最大弯矩见前述内容，要绘制主梁弯矩包络图和剪力包络图，还需要计算主梁 1/4跨处的最大弯矩、剪力和主梁跨中剪力等。 11 1） 跨中剪力计算（最不利位置在荷载只满布半跨结构上） 内力组合： 2） 1/4跨弯矩计算 A、恒载弯矩计算： B、 活载弯矩计算： 内力组合： 3） 1/4跨处剪力计算 A、恒载剪力计算： B、活载剪力计算： 内力组合： 简支梁弯矩包络图和剪力包络图 12 ， 支点： M=0 V 1/4跨： V 跨中： V 图 隔梁内力计算 13 横隔梁自重较小，此处不计算，仅计算活载作用下横隔梁的内力。 计算过程如图所示，则有： 弯矩的影响线竖标 力的影响线竖标 隔梁跨中荷载布置图如图所示，则有： 14 则横隔梁最大剪力和弯矩： 15 度、预拱度计算 主梁结构自重最大弯矩为 m，汽车作用最大弯矩（不计算冲击）为 m,人群作用最大弯矩为 m 公桥规规定：验算主梁变形时，不计入结构自重的长期挠度，汽车不计冲击。则由可变荷载频遇值产生的跨中长期挠度为： 按全预应力混凝土，取 B= 公桥规规定：荷载短期效应组合并考虑荷载长期效应影响，产生的长期挠度超过计算跨径1/1600 时，应设置预拱度。 预拱度值等于结构自重和 1/2可变荷载频遇值所 产生的长期挠度 （ 1） 沈蒲生主编 北京：高等教育出版社， 2005 （ 2） 王丽荣主编 北京：中国建材工业出版社， 2005 （ 3） 公路桥涵设计通用规范（ 60京：中华人民共和国交通部， 2004 （ 4） 公路钢筋混凝土与预应力混凝土