桥梁工程课程设计说明书

1、1. 设 计 资 料 与 结 构 布 置1.1设计资料1.1.1跨径标准跨径：一丨计算跨径：卜一-:主梁全长： =1.1.2桥面净宽净7m （行车道）+ 2X0.75 （人行道）。1.1.4设计荷载公路I级，人群荷载3.0kN/m2，结构重要性系数ro 1.0。1.1.5桥面铺装4cm厚沥青混凝土面层，其下为C25的混凝土垫层，设双向横坡，坡度 为1.5%。两侧人行道外侧桥面铺装厚10cm （4cm厚沥青面层和6cm厚混 凝土垫层）。1.1.6材料混凝土：主梁C40,钢筋混凝土重度为25kN/m3; 沥青混凝土面层，重度为23kN/m3;C25混凝土垫层，重度为24kN/m31.1.7主梁数及

2、横隔梁数主梁数：5;横隔梁数：5。1.2结构布置根据设计资料及装配式简支梁桥的构造要求，现拟定结构尺寸如下：主梁高 1.3m，主梁间距为1.6m，梁肋宽为18cm，T形梁翼缘板与腹板交接处厚14cm， 翼缘悬臂端厚8cm。设置五根横隔梁，横隔梁上缘16cm，下缘14cm。7001=1.5%996图1-1主梁横截面布置图匚dQH厶匚/#/ /上/ 厶产丿/事萤门LLH*萤宣萤畫“尹尹/丿書童JL貞畫車扌上/事更董壬丄蛮# / /上/上/厦厂/ -.-/ / 广/d8SRi4851l485血Ld昭l1trh16Ml4图1-2横隔梁布置图2. 主梁恒载内力计算:2.1恒载集度计算:主梁：0.08 +

3、 GJ4A .1= 0.18 X 1.3 十X2S =7)C16-13)1横隔梁:对于边主梁:(one + a.14)219.5对于中主梁：- 一 -桥面铺装层:0.04X7X 23 +(山+生峪斗 *5)x yx 24 /5 = 4.19frJVM栏杆和人行道：g4 5 2/5 2KN/m合计：对于边主梁：.- ： - 一：二一一对于中主梁：:-一一 -一一一.-2.2、恒载内力计算计算内梁与边梁的恒载内力。2.2.1支点截面：x=0M=0边梁gl195Q = = 16.6 X =16L.46：V2 2内梁gl193Q = N = 17,16 X = 167.31fcir2.2.2 1/4

4、截面:x= l/4边梁3gl23 X 16.56 X 19_53M 32 =二32- 5赵 WVgl19.5Q = = 16.56 X= 60.73fc?V44内梁3232Q= 17.16 X= 8366麻理44223跨中截面Q=0x= l/2边梁16.56 X 19.5*787.12fc/V - m3内梁2匚817.16 X 19.52=一i一+说叔w表2-1主梁恒载内力、内力截面位置剪力Q (kN)弯矩 M (kN.m)x=0164.79(170.63)Ox=l/480.75(83.66)59034(611.73)x=l/20787.12(315.64)注：括号（）内值为中主梁内力3. 主

5、梁活载内力计算3.1 支点处荷载横向分布系数按桥规规定：汽车荷载距人行道边缘不小于 0.5m。在横向影响线上确定荷载横向最不利的布置位置。采用杠杆原理法计算。图3-1支点处各主梁横向分布情况支点处各主梁横向分布情况如下表:表3-1支点横向分布系数梁号车道何载人群何载1 (5)号梁0.875肌沁-1A222（ 4）号梁1恥”2 =亍=占血昭=3号梁1 + Q.188叫 =2= 05陀3.2跨中荷载横向分布系数此桥在跨度内设有横隔梁，具有强大的横向连接刚性，且承重结构的长宽比为：I 19.55 5X 1.6可按偏心压力法来绘制横向影响线并计算横向分布系数me。3.2.1求荷载横向分布影响线坐标本桥

6、各根主梁的横截面均相等，梁数n=5，梁间距为1.6m，贝U:a： = (21.6) (4)号梁在两边主梁处得横向影响线竖标值:+(1.6)2+( 1.6)2+( 2 1.6)2 =25.601号梁在两边主梁处得横向影响线竖标值:ii1=+n2a1521 ai1 + (26)2525.60=0.6021=1 + a?a1n1=一 +53.2 1.625.60=0.401ai125 =na2a551.6 ( 3.2)25.60=01 _0 =丄0.40=-0.20 n 525aii 1i1ai3号梁在两边主梁处得横向影响线竖标值:13135=0.2n3.2.2画出各主梁的横向分布影响线，并按最不利

7、位置布置荷载:. 75 ；700105L160_ lJ60l160iJ60#.105fTT2i1P,502180L 13018011 111|k 3号變”二：-P- .50*4J 180亍 130 j宁ISOz !占hllfl JiR. 502 ISOLl30L1S0! Iti j r图3-2跨中各主梁横向分布情况3.2.3计算荷载横向分布系数1、5号梁:确定0点位置x 4 X 160 x0.2解得 x=480cm车辆荷载mcqX080 X (460+280+150-30)=0.538人群荷载mcr0.60rX (480+30+ 75 )=0.68448022、4号梁:确定0点位置mcq =1

8、0.40=2 % 顾 x (620+440+310+130)=04690.4075mcr =x (640+30+)=0.4426.4023号梁：1mcq = = x (0.2+0.2+0.2+0.2) =0.4 mcr =0.2+0.2=0.43.3荷载横向分布系数汇总表3-2荷载横向分布系数梁号何载位置公路-I级人群何载备注1 (5)号梁跨中me0.5380.684偏心压力法支点m。1_422杠杆原理法2 (4)号梁跨中me0.4690.442偏心压力法支点m。050杠杆原理法3号梁跨中me0.40.4偏心压力法支点m。0杠杆原理法3.4各梁弯矩二、二和剪力、计算Z424，3.4.1汽车荷载

9、作用公路-1级均布荷载：qk=10.5kN/m对于集中荷载，采用内插法：360180Pk = 180+X19.5-5)=238kN50 5342主梁抗弯惯性矩求计算主梁截面重心位置图3-3主梁截面尺寸翼板的换算平均高度：8-14-= llom130C40混凝土E=3.25X 10* * 7 * * 10N/m 2单位长度梁重G=15.53X 103N/m主梁几何特征lc=0.06626m 4（160 - 13 X 11X%警+ 130X 13 X简支梁桥的基频15.53 x 10F_圧网 飽J _ 亦肓 _ 2 x 19.52冲击系数 卩L： ：二.一二一二 一一：_3.4.4均布荷载和内力影

10、响线面积计算表3-3均布荷载和内力影响线面积计算345计算弯矩加.、泓和剪力：、:以1号（5）号梁为例进行详细计算，其余值见表 3-4。对于双车道不折减=-0公路-1级车道荷载的跨中弯矩：刃為=:1 ft.) s - ca Pk* y) = 1.262 XIX 0.538 X10.5 K 47.53 + 238 X 4=.875) = L126-6fc/V.m人群荷载的跨中弯矩:M爲=皿盯 * 亞畑=0.648 X 3 X 47.53 = 97.5kN. rn公路-1级车道荷载的跨中剪力:= 1.262 X 1X4)33& X (10.5 X 2L44 + 28S.6 X 03) =114.3

11、4fcjV.人群荷载的跨中剪力:Q. = m . . 氐踮=0.648 X 5 X 2.44 = bkN. m公路-1级车道荷载的1/4跨弯矩:M丄_ = :,1 亠 /tj - m (如 a P/ y) = 1.262 X 1 X 0.538 X(10.5 X 43.45 + 238 X 3.66 = 901.22人群荷载的1/4跨弯矩:e =张皿=0.648 X 3 X 43A5 = 39.1kN. m 2r公路-1级车道荷载的1/4跨剪力：= (1一旳“仆 佃住仞*玖刃*-=1.262X1 X0.53S M (10.5 XX44+285.6 X 05)=人群荷载的1/4跨剪力：氐 y =

12、 0,648 X 5 X 丄44 = 11.25jV. m表3-4跨中弯矩M丄，剪力Qi，四分点弯矩M丄，剪力Q计算表2244序 号截面荷载类型qk或 qrP k1+ 1me3或ySSiS1#5#M l2公路-I级10.52381.2620.53847.53338.81126.6y = 1/4 = 4875787.8人群何载3/0.68447.5397.5Qi2公路-I级10.5285.61.2620.5382.4417.39114.340.596.95人群何载:3/0.6842.445M l4公路-I级10.52381.2620.53843.45309.76901.22y = 3f/16=

13、3.66591.46人群何载3/0.68443.4589.16Qi4公路-I级10.5285.61.2620.5385.48439.09184.52y = 0.75145.43人群何载3/0.6845.48411.252#4#M i2公路-I级10.52381.2620.46947.53295.38982.114.875686.73人群何载3/0.44247.5363Qi2公路-I级10.5285.61.2620.4692.4415.1699.680.584.52人群何载3/0.4422.443.23M i4公路-I级10.52381.2620.46943.45270785.63.656515

14、.6人群何载3/0.44243.4557.61Qi4公路-I级10.5285.61.2620.4695.48434.08160.860.75126.78人群何载3/0.4425.4847.273#M i2公路-I级10.52381.2620.447.53251.9837.594.875585.69人群何载3/0.447.5357.04Qi2公路-I级10.5285.61.2620.42.4412.9280.040.567.12人群何载3/0.42.442.92M i4公路-I级10.52381.2620.443.45230.31670.053.656439.74人群何载3/0.443.4552

15、.14Qi公路-I级10.5285.61.2620.45.48429.07138.0740.75108人群何载3/0.45.4846.583.5计算支点截面剪力3.5.1 1 号及5号梁绘制荷载横向分布系数沿桥纵向的变化图形和支点剪力影响线如图豪WJrW書#II1*29丿J.rZ= 19,50285.6KN/m1G5KN/mI川1丨11川1山1丨11川1【而1川111川川丨1111111?公路I皱血=心3- _卜二豆匸二m. =0.6M人聆y =0.916图3-4支点剪力计算图式横向分布系数变化区段长度：二二4.能二43审m变化区荷载重心处的内力影响线坐标为195-19.5 = U在均布荷载q

16、k作用下剪力:影响线面积为：血洒之mFq托叫划+寸叫_叫)貝=1.262 M 1 X 10.EX o.53S X 9.75 -(0.436-0.538) X 0.917 = 6fi.531N在集中荷载Pk作用下剪力:血十 |1) 7 刚由耳琴=1.262 XIX 0.438 X 235,6 X 1=157.07fcN则公路-I级作用下,1号及5号梁支点的最大剪力为:66.53 + 157.87 = 224.4kN计算支点截面人群荷载最大剪力: o-b-p?.(FiD-mF)y0.6S4 X 9.75 X 3 + X 3X (l.*ZZ 一 C-684)X 0-917=24.9 7kN3.5.2

17、 2 号及4号梁绘制荷载横向分布系数沿桥纵向的变化图形和支点剪力影响线如图2856KN/R111a=4.9Z|k/=19.504_M4.S54.85lO.SKNmILL丨IHIHI川丨丨川HI川1丨丨川HHHIIH丨山在集中荷载Pk作用下剪力:m, r 0.469公路T级=0.442人群一 Q影吗缆y 0.9J7图3-5支点剪力计算图式在均布荷载qk作用下剪力:诀三+心心亦叫血十诊叫血=1.262 X 1 X 10.5fl.4figx9.75-0.469) X 0.917j = 57.12M在集中荷载Pk作用下剪力:吐 沖=(14 町 f Fg P$ = 1262 X 1X 0.5 X 285

18、.6 X 1 = 18021 臣N T3 *! 则公路-I级作用下,1号及5号梁支点的最大剪力为：0吗=色葩 + 尙卓=5 + 180.21 = 237.5kNQq. =如丹十=a.442 X 9.75 X3 + X3X(0- 0.442)X 0.917=9.95kN3.5.3 3号梁公豁T级y=(L9l7Q影响线图3-6支点剪力计算图式绘制荷载横向分布系数沿桥纵向的变化图形和支点剪力影响线如图=3-r#-1II-JJLT/=19.5Q*严 5 点 KNFm10,5KN/m、二二1一丄 i,ninv = 0.4在均布荷载qk作用下剪力:血備十心“血叫2十尹叫-叫呵=1.262 X 1 X 10

19、.Er4 91X 0.4 X9.75 + 0.594- 0.4) X 0.917 = 57.44BJQiq案5 十 lO 心* y = 1.262 X 1 X 0.594 X 285 X 124则公路-I级作用下,1号及5号梁支点的最大剪力为：?临=血鸥一乞承=57* + 214X)9 = 271.5UN计算支点截面人群荷载最大剪力：L = %血阵十扌买如衍网oJtF4 9=0,4 X 9.75 X 3 4- X3X (0-14 x 0.916 =4. 主梁内力组合依桥通规采用基本组合：%，池=枪吒无+人 +轧护小永久荷载分项系数7, -1；汽车荷载分项系数:运儿从；人群荷载分项系数-；对人群

20、嗥电庞结构重要性系数严r表4-1 1号及5号梁弯矩剪力组合表序号荷载类开【弯矩剪力何载类型跨中四分点梁端跨中四分点梁端结构自重7S7.12590340080.73164.7B(2)汽车荷载1126.6901.220114.34184.52224.4(3)人群何载97.589.160511.2524-97(4)1.2X (1)944.54708.410096.88197.741.4 X (2)1577.241261.710160.07258.33314.160.8X 1.4X (3)109.299.8605.612.627.97Sud=(4)+(5)+(6)2630.982069.980165.67367.81539.87表4-2 2号及4号梁弯矩剪力组合表序号持曲*开【J弯矩剪力何载类型跨中四分点梁端跨中四分点梁端(8)结构自重315.