桥梁工程课程设计--简支梁桥计算说明书.doc

课程设计课程名称： 桥梁工程 设计题目： 姓 名： 学 号： 院 系： 班 级： 指导教师： 完成日期： 成 绩： 简支梁桥计算说明书简介及上部结构的主要尺寸本桥是某汽车专用公路上的一座四梁式后张法预应力混凝土简支t梁桥，该桥按上下行左右两幅分离式布置，梁全长38.5m，计算跨径为37.3m，梁高2.2m，主梁中心距2.3m，t梁混凝土设计标号为c50，设计安全等级为二级。单幅桥面的行车道宽度为7.9m，桥面的总宽度为8.9m，防撞护栏的宽度为0.5m，t梁之间用湿接缝连接，湿接缝的宽度为30cm。桥面铺装为8cmc40防水混凝土铺装层加5cm沥青混凝土铺装层。设计荷载采用公路级，单幅桥按双车道设计。本次设计中自重和一些截面的几何性质借助了cad计算。详细尺寸见下面的图： 桥梁半立面图（cm） 单幅桥横截面（cm）一 拟定结构尺寸 1.1 桥梁标准跨径 l=20+0.5*6=23m 梁长l1=l-0.04=22.96m 1.2 跨中梁肋厚度b=18cm 支座处梁肋厚度b=60cm 设高跨比为h=145cm 此时， 二 桥面板计算2.1 板的计算跨径l=230-b+t=230-18+16=228cm都不不大于主梁肋间距230cm2.2 恒载集度（取行车方向一米） 铺装层自重 恒载集度q=（g（铺）+ g（板）=17.8524kn/m2.3 恒载弯矩 2.4 汽车荷载 （1）采用车辆荷载（2）轮载分布 经铺装层按照45度扩散后 （3）板的有效工作宽度 a 单个车轮位于版跨中间 桥梁规范中规定 所以取a=1.52m 对于多个车轮位于跨中作用时，当荷载有效工作宽度发生重叠时，按所有车轮一起计算有效宽度 取d=1.4m 而规范要求 所以取a=2.92m 此时荷载作用范围发生重叠。 b 车轮位于支点处 因为即有效工作宽度在支点处不发生重叠。 c 车轮位于板的支承附近，距离支点为x （4）车轮荷载集度 车轮位于跨中，分布范围a=2.92m其中 在靠近左边处l2x=2.28-2*0.45=1.380.86m 则车轮荷载集度 由于a=2.92m故有两个p2.5 汽车及冲击弯矩 （取1+u=1.3） 2.6 弯矩效应组合 a 承载能力极限状态下的效应组合 因为 属于中桥，安全等级为二级，取 b 一般情况下组合 c 正常使用极限状态下短期效应组合d正常使用极限状态下长期效应组合2.7 板厚与梁高之比 a 承载能力极限状态下 跨中弯矩m中 支点弯矩m支b 正常使用极限状态下短期效应 跨中弯矩m中支点弯矩m支三 单向板剪力计算3.1 板的计算跨径 3.2 恒载集度 （沿顺桥方向取一米计算）3.3 恒载剪力 3.4 汽车荷载（1）采用车辆荷载（2）轮载分布 经铺装层按照45度扩散后 （3）板的有效工作宽度 a 单个车轮位于版跨中间 桥梁规范中规定 所以取a=1.413m 对于多个车轮位于跨中作用时，当荷载有效工作宽度发生重叠时，按所有车轮一起计算有效宽度 取d=1.4m 而规范要求 所以取a=2.813m b 车轮位于支点处 因为即有效工作宽度在支点处不发生重叠。 c 车轮位于板的支承附近，距离支点为x （4）车轮荷载集度 车轮荷载布置如上图左侧车轮在支点处的荷载集度左侧车轮在支点附近处荷载集度右侧车轮在支点附近处：x=0.32m有效工作宽度右侧车轮在支点附近处荷载集度右侧车轮在支点处的荷载集度3.5 考虑冲击系数时板的剪力计算 （取1+u=1.3） 3.6剪力效应组合 a）承载能力极限状态下的效应组合 因为 属于中桥，安全等级为二级，取b）一般情况下组合 c）正常使用极限状态下短期效应组合d）正常使用极限状态下长期效应组合四 计算荷载横向分布系数4.1 梁端横向分布系采用杠杆原理法求解 (1)对一号梁求解1#梁横断面对于汽车荷载 （2）对二号梁求解2梁横断面对于汽车荷载 4.2梁跨中横向分布系数采用刚性横梁法求解此桥在跨度内设有横隔板，具有强大的横向联结刚性，且承重结构的长度比为宽跨比小于0.5，称为窄桥，中间横隔梁像一根刚度无穷大的刚性梁一样保持直线的形状，所以满足采用刚性横梁法求解横向分布系数的条件，可按刚性横梁法绘制影响线并计算横向分布系数，本桥各根主梁的横向截面均相等，梁数n=4, 梁间距为2.3米。（1）对边主梁一号梁求跨中横向分布系数 e=3.45 1梁横向影响线的竖标值由绘制1梁的横向影响线，如上图及最不利荷载位置 对于汽车荷载 （2）对中主梁2号梁求跨中横向分布系数 e=1.15 2梁横向影响线的竖标值 由绘制1梁的横向影响线，如上图及最不利荷载位置 对于汽车荷载 由于对称性，1号和4号边主梁有相同的横向分布系数，2号和4号有相同的横向分布系数。五 主梁内力计算桥梁部分尺寸以及计算数据a)梁、横隔板（湿接缝）计算:b)跨中铺装层计算：由a），b）得边主梁横隔板（湿接缝）计算： （为跨中的一半）边主梁铺装层计算：边主梁减去一半湿接缝（0.15*0.168*23*25）=517.579kn综上，得全梁自重，660.9155kn；全梁集度，28.735kn/m5.1 恒载集度 （1）主梁自重 a1梁端面积，a2跨中面积 （2）中主梁处湿接缝重 边主梁处湿接缝重 (3) 横隔板重 对于边主梁处所有横隔板重 中主梁梁端处横隔板面积 中主梁跨中处横隔板面积 对于中主梁处所有横隔板重（4）桥面铺装层重 边梁处铺装层 中梁处铺装层 (5) 5.2 恒载内力计算 恒载图示弯矩和剪力影响线图（1）边主梁一号梁和四号梁 （2）中主梁二号梁和三号梁 5.3 活载内力计算（1）边主梁一号梁和四号梁 荷载分布记横向分布系数变化图 a 活载弯矩计算 b 活载剪力计算 （2）中主梁二号和三号梁 a 活载弯矩计算 b 活载剪力计算 5.4 作用效应基本组合对边主梁1和4a）承载能力极限状态下的效应组合 因为 属于中桥，安全等级为二级，取b）一般情况下组合 c）正常使用极限状态下短期效应组合d）正常使用极限状态下长期效应组合 对中主梁2和3a）承载能力极限状态下的效应