桥梁工程课程设计.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： 目录 第一部分一 简支梁桥设计界面要求二 设计说明书(详见任务书) 第二部分一 拟定结构尺寸二 桥面板计算三 单向板剪力计算四 计算荷载横向分布系数五 主梁内力计算六 预应力钢筋估算和布置第二部分一 拟定结构尺寸 1 桥梁标准跨径 L=20+0.5*26=33m 梁长L1=L-0.04=32.96m 2 跨中梁肋厚度b=18cm 支座处梁肋厚度b=60cm 高跨比为 h=160cm二 桥面板计算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 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/m3 恒载弯矩 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P5 汽车及冲击弯矩 （取1+u=1.3） 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1 板的计算跨径 2 恒载集度 （沿顺桥方向取一米计算）3 恒载剪力 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5 考虑冲击系数时板的剪力计算 （取1+u=1.3） 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 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粱端部面积/m2跨中面积端部长度/m变截面长度跨中长度一半梁长体积/m3梁容重KN/m半梁自重/KN/m3整梁自重/KN单独荷载集度1.241720.82891.62.512.414.8533926386.1881772.376123.40534横隔板计算端横隔板面积中横隔板面积端横隔板输中横隔板数横隔板厚端横隔板体积中横隔板体积横隔板容重横隔板自重/KN2.31072.7231250.20.924282.72312694.831882.873693中主梁铺装层面积铺装层容重/KN/m3铺装层体积铺装层自重/KN铺装层总重1、C40混凝土铺装：75.9256.072151.8239.0857.2452、沥青混凝土铺装：75.9233.79587.2852.645全梁自重：1106.293全梁集度（KN/m）33.52403边主梁0.924282.72312647.415940.462141.36155铺装层面积铺装层容重/KN/m3铺装层体积铺装层自重/KN铺装层总重1、C40混凝土铺装：54.45254.356108.9171.51752、沥青混凝土铺装：54.45232.722562.6175全梁自重：991.3096全梁集度（KN/m）30.03968边主梁除去一半湿接缝751.7841kn1 恒载集度 （1）主梁自重 （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 是中主梁梁端处横隔板面积 是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) 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 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 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