桥梁工程课程设计6根梁.doc

广西*学院课程设计报告课题名称：钢筋混凝土简支梁桥上部结构设计课程名称：桥梁工程指导教师：胡 强班 级：交通土建091班姓 名：* 学 号：2009* 成绩评定： 指导教师签字： 年 月 日目录桥梁工程课程设计任务书- 桥梁设计说明书- 荷载横向分布计算- 主梁内力计算- 行车道板计算- 横隔梁计算- 纵筋及箍筋配筋计算- 挠度、裂缝与预拱度验算- 参考文献- - 桥梁总体布置图- 主梁纵、横截面布置图- 桥面构造横截面图- 横截面配筋图-桥梁工程课程设计任务书一、课程设计题目1、该课程设计为钢筋混凝土简支梁桥上部结构设计，上部结构为T 型梁，双向行车。二、设计基本资料1、跨径：标准跨径为Lb，计算跨径为L，预制梁长为Lc 米，A4： Lb=16m L=15.5m Lc=15.96m桥面净空：净W +21.0 米，其中W 及主梁T 型梁间距b 取值如下：B6： W=13.5m b=2.5m横隔梁内力计算方法C1： 偏压法2、设计荷载：汽车荷载：D1： 公路级人群荷载：3.0KN/m2每侧栏杆及人行道的重量：4.5 KN/m3、材料容重：水泥砼23 KN/m3，钢筋砼25 KN/m3，沥青砼21 KN/m34、结构尺寸：参考原有标准图尺寸，或参照附图，根据所给条件确定梁的片数及细部尺寸。5、根据附表确定课程设计具体内容。6、荷载横向分布系数：mo 按杠杆原理法、mc 按偏心受压法计算三、设计内容1、主梁的设计计算2、行车道板的设计计算3、横隔梁设计计算4、桥面铺装设计5、纵筋及箍筋计算6、挠度、预拱度及裂缝验算四、要求完成的设计图及计算书1、桥梁总体布置图，主梁纵、横截面布置图（CAD 出图）2、桥面构造横截面图（CAD 出图）3、横截面配筋图（CAD 出图）4、荷载横向分布系数计算书5、主梁内力计算书6、行车道板内力计算书7、横隔梁内力计算书8、纵筋及箍筋计算9、挠度、预拱度及裂缝验算桥梁设计说明桥梁设计包括纵.横断面设计和平面布置。1. 纵断面设计桥梁纵断面设计包括确定桥梁的总跨径.桥梁的分孔.桥道的标高.桥上和桥头引道的纵坡以及基础的埋置深度。（1）本梁桥根据水文计算来确定。标准跨径为16.00m（墩中心距离）。本桥的跨径较小，因此上部结构的造价较低，墩台的造价较高。为了结构受力合理和用材经济，分跨布置时要考虑合理的跨径比例。（2）本梁桥为跨河桥梁，桥道的标高应保证桥下排洪和通航的需要，结合桥型.跨径等一起考虑，以确定合理的桥道标高。（3）桥上纵坡不大于4%，桥头引道纵坡不宜大于5%。2.横断面设计桥梁横断面的设计，主要是决定桥面的宽度和桥跨结构横截面的布置。桥面的宽度决定于行车和行人的交通需要。（1） 本梁桥桥面行车道净宽为：净-人行道（2） 为了利于桥面排水，应根据不同类型的桥面铺装，设置从桥面中央倾向两侧的1.5%-3.0%的横向坡度，本桥设置为1.5%。3.平面布置（1） 桥梁的线形及桥头引道要保持平顺，使车辆能平稳地通过，小桥的线形及其公路的衔接，应符合路线布设的规定。（2） 从桥梁本身的经济性和施工方便来说，应尽可能避免桥梁与河流或与桥下路线斜交。必要时通常不宜大于，在通航河流上则不宜大于。4.桥面铺装为了保护桥梁主体结构，在桥面的最上层设置桥面铺装。本桥设置2cm厚沥青混凝土和10cm厚C40混凝土作垫层的桥面铺装。5.桥面伸缩缝为了保证桥跨结构在气温变化.活栽作用.混凝土收缩与徐变等影响下按静力图式自由地变形，在本梁桥桥面两梁端之间以及在梁端与桥台背墙之间设置横向伸缩缝。一 计算荷载横向分布系数123451 当荷载位于支点处，利用杠杆原理法计算 横断面 1#梁 对于汽车荷载 对于人群荷载 2#梁 对于汽车荷载 对于人群荷载 （由于是出现负的，取零，出于安全考虑） 3#梁 对于汽车荷载 对于人群荷载 2. 当荷载位于跨中时 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=6, 梁间距为2.5米,则： 1#梁横向影响线的竖标值: 1#梁影响线由计算横向影响线的零点位置，设零点至1号梁位的距离为x，则： 由绘制1梁的横向影响线，如上图及最不利荷载位置及零点位置对于汽车荷载 对于人群荷载 2梁横向影响线的竖标值： 2#梁影响线由计算横向影响线的零点位置，设零点至1号梁位的距离为x，则： 由绘制2梁的横向影响线，如上图及最不利荷载位置及零点位置对于汽车荷载 对于人群荷载 3梁横向影响线的竖标值 3#梁影响线由计算横向影响线的零点位置，设零点至1号梁位的距离为x，则： 由绘制3梁的横向影响线，如上图及最不利荷载位置及零点位置对于汽车荷载 对于人群荷载 表3-5 荷载横向分布系数 梁号 荷载位置 汽车荷载 人群荷载 边主梁 1、6号梁 跨中0.88 0.58 支点0.64 1.4 2、5号梁 跨中 0.76 0.41 支点0.88 0 3、4号梁 跨中0.710.34 支点0.88 0 二、 主梁内力计算12345 横剖面 纵剖图1 恒载集度（1）主梁：（2）横隔梁对于边主梁：对于中主梁：（3）桥面铺装层：（4）栏杆和人行道：作用于边主梁的全部恒载强度：作用于中主梁的全部恒载强度：2 恒载内力的计算计算边主梁距离支座为的横截面弯矩和剪力： 1#及6#梁内力（边跨）跨中弯矩 跨中剪力 支点剪力 支点弯矩 跨处弯矩： 跨处剪力：2#、3、4#及5#梁内力（中间跨）跨中弯矩 跨中剪力 支点剪力 支点剪力 跨处弯矩： ;跨处剪力：3 活载内力1 . 汽车荷载冲击系数 主梁用混凝土，查表可得弹性模量，结构计算跨径，重力加速度， 结构跨中处的单位长度质量 翼板的换算平均高度： 主梁截面重心位置 : 主梁抗弯惯距:结构基频 所以冲击系数： 人群荷载 （为人行道宽）2.25简支梁内力影响线面积表3-4 简支梁内力影响线面积内力影响线图形影响线面积（或） 2. 汽车荷载作用 公路I级均布荷载 对于集中荷载，当时，；当时，当时，采用内插法公路为公路级的0.75倍则 当计算剪力时候 计算车道荷载的跨中弯矩、剪力的计算对于双车道，折减系数跨中弯矩影响线如下图 3. 跨中弯矩的设计表3-6 主梁车道荷载弯矩活载截面位置梁号mcKN/mM2KN弯矩车道荷载0.881.3317.87522.52166.51.938585.5680.761.3317.87522.52166.51.938505.7180.711.3317.87522.52166.51.938472.4470.881.3317.87530.03166.53.8751032.6870.761.3317.87530.03166.53.875891.8660.711.3317.87530.03166.53.875833.19100.641.3317.8750166.5000.881.3317.8750166.5000.881.3317.8750166.500 表3-7 主梁人群荷载弯矩活载截面位置梁号KN/mM2弯矩人群荷载0.582.2522.5229.3890.412.2522.5220.7750.342.2522.5217.2280.582.2530.0339.1890.412.2530.0327.7030.342.2530.0322.97301.42.25094.59502.250002.25004.计算主梁跨中截面活载剪力表3-8 主梁跨中活载剪力 活载截面位置梁号mcKN/mM2KN剪力车道荷载人群荷载0.881.3317.8754.359199.80.75215.7380.761.3317.8754.359199.80.75186.3060.711.3317.8754.359199.80.75156.0320.881.3317.8751.938199.80.5134.8870.761.3317.8751.938199.80.5116.4930.711.3317.8751.938199.80.5108.8290.581.3317.8754.359199.80.75142.1810.411.3317.8754.359199.80.75100.5070.341.3317.8754.359199.80.7583.3480.581.3317.8751.938199.80.588.9030.411.3317.8751.938199.80.562.8450.341.3317.8751.938199.80.552.1155. 支点截面剪力的计算1 )计算支点截面汽车荷载最大剪力作荷载横向分布系数沿桥跨方向的变化图形和支点剪力影响线图3-3 各梁支点简历计算图示横向分布系数变化区段的长度，影响线面积车道均布荷载作用下（时）：附加三角形荷载重心的影响线坐标为附加车道均布荷载剪力为故车道均布荷载作用下的剪力为车道集中荷载作用下：车道荷载作用下的支点剪力为表3-9 主梁支点截面车道荷载剪力活载截面位置梁号KN/mM2KN车道荷载00.880.641.3317.8757.75199.810.9160.760.881.3317.8757.75199.810.9160.710.881.3317.8757.75199.810.916活载截面位置梁号车道荷载0301.013266.093249.671表3-10 主梁支点截面人群荷载剪力活载截面位置梁号KN/m人群荷载00.581.42.257.750.9163.913.4090.4102.257.750.9163.95.5020.3402.257.750.9163.94.5624. 荷载组合 根据桥规（JTG D60）有关规定，本设计采用以下作用效应组合。（1）基本组合 弯矩 剪力 （2）短期效应组合弯矩 剪力 （3）长期效应组合弯矩 剪力 表3-11 主梁弯矩组合 项目组合弯矩M KN.m四分点截面跨中截面梁梁梁梁梁梁恒载464.523493.601493.601619.365658.135658.135车道荷载585.568505.718472.4471032.687891.866833.191人群荷载29.38920.77517.22839.18927.70322.973 1.3311.3311.3311.3311.3311.331439.946379.953354.956775.873670.072625.989基本组合1269.1251191.2351145.7382009.6021862.4621783.763短期组合801.874780.343759.2981201.6651154.8881119.300长期组合652.257653.892642.475945.390937.245917.720 3-12 主梁剪力组合 项目组合剪力Q KN梁端截面跨中截面梁梁梁梁梁梁恒载159.836169.841169.841000车道荷载301.013263.846249.671134.887116.493108.829人群荷载13.4095.5024.56288.903 62.84552.115 1.3311.3311.3311.3311.331 1.331226.156198.231187.582101.34387.523 81.765基本组合565.416521.420502.612259.572210.129189.656短期组合331.554314.105305.710159.843124.111109.351长期组合255.662251.334246.69976.09860.14753.552表3-13 主梁组合相关系数项目组合剪力Q KNl/4截面梁梁梁恒载79.91884.92184.921车道荷载215.738186.306156.032人群荷载142.181100.50783.3481.3311.3311.331162.087139.974117.229基本组合501.460427.771372.330短期组合335.560283.410250.329长期组合201.625181.113165.152四 横隔梁的计算1.确定作用在中横隔梁的计算荷载：2.内力计算3与4主梁间截面弯矩影响线：P=1作用在1梁时： P1作用在6梁时P1作用在3梁时： 1主梁处右截面剪力影响线：P=1作用于1梁截面的右边时 既 P=1作用于1梁截面的左边时既 绘制的和的影响线如下图所示：弯矩的计算公路-II级：人群荷载：剪力的计算: 人群荷载：3.内力基本组合：弯矩： 剪力： 行车道板计算 计算如图所示的T梁翼板，荷载为公路二级，桥面铺装为2cm的沥青混凝土和10cm的C40混凝土垫层。 1.恒载内力的计算（1） 计算每延米板的恒载g沥青混凝土面层： C40混凝土垫层： T梁翼板自重： 合计： （2）计算每延米板条的恒载内力弯矩： 剪力： 2. 车辆荷载产生的内力 车轮荷载的计算图式 尺寸：CM将车的后轮置于图中位置，后轴作用力为P=140kN,轮压分布宽度如图所示。对于车轮荷载中后轮的着地长度为，宽度为有桥通规（JTG D60-2004)查得，则有：荷载对于悬臂根部的有效分布宽度：，冲击系数作用于每米宽板条上的弯矩为：作用于每米宽板条上的剪力为：3. 荷载组合恒+汽：所以，行车道板的设计内力为： 纵筋的计算假设环境类别为一类，混凝土强度等级C40，纵筋采用HRB400钢筋。由附表查得：因C40C50，则=1.0,梁弯矩设计值为，=(80+140)/2=110mm1） 截面设计采用焊接钢筋骨架，故可设，则截面有效高度。翼缘的有效宽度为：按计算跨度按翼缘厚度（1） 判定T形截面类型 所以是第一类截面。（2）求受压区高度，可得整理后，可得出