桥梁工程课程方案计算书

1、桥梁工程课程设计一、设计资料1、桥面净空：净 8.5+21.0m 人行道；2、主梁跨径和全长：主梁：标准跨径 :Lb =22m计算跨径 :L=21.50m( 支座中心距离 )预制长度： L=21.96 （主梁预制长度）3、设计荷载：公路 - 级，人群3.0KN/m2 ，每侧栏杆及人行道的重量按4.5KN/m计，安全等级为二级，本桥设置 5cm 厚的沥青混凝土和8cm 厚的 C25混凝土作垫层的桥面铺装。4.结构尺寸见 五、设计图纸二、行车道板内力计算1桥梁工程课程设计1 、恒载及其内力（以纵向1m 宽的板进行计算）（ 1）、每延米上的恒载 g 的计算 ：沥青混凝土面层 g1 ：0.05 1.0

2、 21=1.05KN/mC25 防水混凝土面层 g2 ：0.081.023=1.84KN/mT 形梁翼板自重 g3： 0.090.141.0252.875KN / m2合计： ggi5.765.KN / m(2)、每米宽板条的恒载内力为弯矩 M A, g1gl 0215.7650.9022.335 KN m22剪力 QAgg l 05.7650.90 5.189KN2、车辆荷载产生的内力将车辆荷载的后轮作用于铰逢轴线上，后轴作用力标准值P=140KN ，轮压分布宽度如图所示，后轮着地着地长度为a20.2m, 宽度为 b20.6m, 则得：a1a22H0.220.130.46mb1b22H0.6

3、20.130.86m荷载对于悬臂根部的有效宽度为：aa1d2l00.461.420.903.66m由规范：汽车荷载的局部加载及在T 梁，箱梁悬臂板上的冲击系数采用1+u=1.3作用于每米宽板条上的弯矩为：M A, p(1)2P (l 0b1 )1.32140 (0.900.86 )17.031KN m4a443.664作用于每米宽板条上的剪力为：Q Ap(1 )2P1.3140 224.863KN4a43.663、荷载组合：2桥梁工程课程设计恒 + 汽M AM A , gM A , p2.335 ( 17.031) 19.366KN mQAQA ,gQA, p5.189 24.863 30.0

4、52KN所以，行车道板的设计内力为：M A19.366 KNmQA30.052KN三、 主梁横向分布系数计算：（1 ）计算支点主梁横向分布系数当荷载位于支点处时，应按杠杆原理法计算荷载横向分布系数。 绘制梁的荷载横向分布影响线，如图所示。 在影响线上确定荷载沿横向最不利的布置位置。并求出相应于荷载位置的影响线竖标值。 求荷载横向分布系数求出相应于荷载位置的影响线竖标值后， 就可得到横向所有荷载分布给1号梁的最大荷载值为：1、1 号梁荷载横向分布系数Pqq0.875汽车荷载 max A1 qqPqPq 0.4375 Pq222人群荷载： max A1rr Pr 1.001.375Pq故汽车荷载：

5、 moq10.4375人群荷载： mor 11.375同理可算出2 号梁荷载横向分布系数3桥梁工程课程设计汽车荷载： moq20.55 ，人群荷载不考虑3 号梁荷载横向分布系数汽车荷载： moq0.5625 ，人群荷载： mor 304桥梁工程课程设计（ 2）、计算跨中主梁横向分布系数宽跨比 B/l=21.5/10.5=0.4880.5故用偏心压力发来绘制各号梁的横向影响线，并计算横向分布系数m本桥各根主梁的横截面相等， n=5 ，主梁间距为2m ，则，nai2a12a22a32a42a521(22.0)22.020( 2.0)2( 22.0)240m21、1 号梁横向影响线的竖标值为：1a1

6、21 (2 2.0)2由公式得：11nn5400 .62aii 11a121(2 2.0)215n5400.2n2aii1绘制 1 号， 5 号梁影响线如图所示：进而由11 和15 计算横向影响线的零点位置，设零点到1 号梁位的距离为 x，则x4 2.0 x则： x=6m0.60.2所以车辆荷载：mcq11q 4 )q( q1q 2q 32210.63.952.650.85)0.662(5.756人群荷载： mcr0.6 (60.250.5)0.6756.0同理算2 号， 4 号梁横向影响线的竖标值为：5桥梁工程课程设计由公式得：211a1a2122.0 2.00.4nnai2540i 11a

7、1a2122.02.025nn25400i 1ai影响线如图所示：所以车辆荷载：mcq11q 4 )2q( q1q 2q 3210.4 (7.755.954.652.85)0.5328人群荷载： mcr0.4(80.250.5)0.437583 号梁横向影响线的竖标值为：由公式得：1 a1 a30.231nn2ai11a1 a20.235nnai21影响线如图所示：所以车辆荷载：11mcqq(0.2 4) 0.422人群荷载： mcr0.20.2 0.46桥梁工程课程设计四、主梁内力计算1 、恒载内力计算 ：（1）恒载集度：主梁： g1 0.20 1.300.090.14(2.0 0.20)

8、25 11.675KN / m2横隔梁：对于边主梁1.00(0.090.14)(2.0 0.20) 0.155 25g2220.695KN / m21.5对于中主梁： g12 20.6951.39KN / m桥面铺装层： g30.088.5210.098.52356.375KN / m栏杆和人行道： g44.521.8KN / m5作用于边主梁的全部恒载g 为：g =gi 11.6750.6956.375 1.820.545KN / m作用于中主梁的恒载强度为：g 111.6751.396.3751.821.24KN / m（2）恒载内力计算边主梁的弯矩和剪力，计算图式如图M xgxx)(l2

9、Qxg (l2 x)2各计算截面的剪力和弯矩值，列于表内7桥梁工程课程设计截面位置 x剪力弯矩内力边主梁中主梁边主梁中主梁X=0220.859228.3300X=L/4165.644114.165890.337920.455X=L/2001187.1161227.2742 、活载内力计算（ 1）荷载横向分布系数见三 主梁横向分布系数计算(1) 汽车荷载的冲击系数E：查表 C25 混凝土 E 取 3.0 1010 PaI c ：主梁截面重心位置：( 20020)11.511.513020130ax2238.74cm(200 20) 11.5 130 20结构跨中截面的惯矩：I c1( 20020

10、) 11.53(20020)11.5 (38.74 11.5) 2120130 (130 38.74) 227.730 10 2 m4查表 C25混凝土 E 取 3.0 1010 Pa结构跨中处单位长度质量：mc G20.545 1032.094 103 NS2 / m2g9.818桥梁工程课程设计简支梁桥的基频：f1EI c3.143.0 10100.07733.574 Hz2l 2mc2 21.522094当 1.5Hz f1 14Hz=0.1767 lnf -0.0157=0.1767 ln 3.574 - 0.0157 =0.209所以冲击系数： 1+ =1.

11、209=1 ，双车道不折减公路级， qk 10.5KN / m集中荷载 Pk ， 计算跨径 L 5m 时， Pk =180KN， L50m 时， Pk =360KN ，5L 50采用直线内插求的公路级为公路级的0.75 倍qk10.5 0.757.875KN / mPk0.75 18021.5 - 5 （360 -180） 184.5KN50-5当计算剪力效应时， Pk , 1.2184.5 221.4KN人群级Pr3KN / m人群级Pr2.25KN / m（ 2）内力影响线面积计算 (表 ) 截面面面截面影响线面积 影响线图面面类型M l1l21257.78821.5289桥梁工程课程设计

12、M l32321.5243.34l32432Ql1121.50.52.6875222Ql1321.50.756.05424Q01121.510.7521）跨中弯矩 M l / 2 计算对 1 号，5 号梁公路级汽车活载的跨中弯矩：M l / 2 ,q(1)m cq1 （ q kp k y）1.20910.66 （7.875 57.78 184.521.5）41154 .38 KNM人群荷载的跨中弯矩： M lM cr 1Pr0.67530.7557.7887.75KNm, r2对于 2 号梁和 4 号梁公路级汽车活载的跨中弯矩：M l / 2 ,q(1)m cq2 （ qk wpk y）1.2

13、0910.53 （7.875 57.78 184.521.5）4927 .01KNM人群荷载的跨中弯矩： M l ,rM cr 2Pr0.437530.7557.7856.88KNm2对于 3 号梁公路级汽车活载的跨中弯矩：10桥梁工程课程设计M l / 2, q(1)m cq3（ qk wpk y）1.20910.40 （7.875 57.78 184.521.5）4699.63KNM人群荷载的跨中弯矩： M l , rM cr 3Pr0.430.7557.78 52.00KN m22）跨中剪力 Ql / 2 计算对 1 号，5 号梁公路级汽车活载的跨中剪力：Ql / 2 ,q(1mcq1（

14、qk1.2p k y）)1.20910.66（7.8752.68751.2184.5）0.5105.22KN人群荷载的跨中剪力： Ql ,rM cr1Pr0.65730.752.67853.96KN2对于 2 号梁和 4 号梁公路级汽车活载的跨中剪力：Ql / 2 ,q(1mcq2（qk w）)1.2pk y1.22810.53（7.8752.6875184.51.2）0.585.82KN人群荷载的跨中剪力： Ql ,rM cr 2Pr0.4375312.67853.53KN2对于 3 号梁公路级汽车活载的跨中剪力：Ql / 2 ,q(1mcq3（q k w1.2pk y）)1.20910.4

15、0（7.8752.68751.2184.5）0.563.77 KN人群荷载的跨中剪力： Ql ,rM cr 3Pr0.4030.752.67852.41KN23） 1 跨弯矩 M l /4 计算4对 1 号，5 号梁11桥梁工程课程设计公路级汽车荷载的1 跨弯矩：4M l / 4 ,q(1)m cq1（ q kpk y）1.20910.66 （7.87543.34 184.5321.5）16865.82KN M人群荷载的 1 跨弯矩： M lM cr 1 Pr0.675 3 0.75 43.34 65.82KN m44, r对于 2 号梁和 4 号梁公路级汽车荷载的1 跨弯矩：4M l / 4

16、 ,q(1 )m cq2 （ q kpk y）31.20910.53 （7.87543.34184.521.5）16695 .28KNM人群荷载的 1 跨弯矩：M4l ,rM cr 2 Pr0.4375 3 0.75 43.34 42.66 KN m4对于 3 号梁公路级汽车荷载的1 跨弯矩：4M l / 4 ,q(1 )m cq3（ qkpk y）1.20910.40 （7.87543.34321.5）184.516524 .74KNM人群荷载的1 跨弯矩：M l , rM cr 3Pr0.4 3 0.75 43.34 39.014KN m44） 1 跨剪力 Ql / 4 计算4对 1 号，

17、5 号梁公路级汽车荷载的1 跨剪力4Ql / 4 ,q(1mcq1（q k1.2pk y）)1.20910.66（7.8756.051.2184.5）0.75170.51KN12桥梁工程课程设计人群荷载的 1 跨剪力： Q lM cr1Pr0.675 30.75 6.05 9.19KN4, r4对于 2 号梁和 4 号梁公路级汽车荷载的1 跨剪力4Ql / 4 ,q(1mcq2（qk1.2pk y）)1.20910.53（7.8756.051.2184.5）0.75136.94KN人群荷载的 1 跨剪力： QlMcr 2P0.4375KN4r3 0.75 6.05 5.964,r对于 3 号梁

18、公路级汽车荷载的1 跨剪力4Ql / 4 ,q(1mcq3（qk）)1.2pk y1.20910.40（7.8756.051.2184.5）0.75103.34KN人群荷载的 1 跨剪力4Ql ,rM cr 2Pr0.403 0.75 6.05 5.45KN45）支点截面剪力的计算：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，如图13桥梁工程课程设计横向分布系数变化区段的长度1a21.5 5.35 5.4m2对应支点剪力影响线的荷载分布，如图所示影响线面积 121 .5 1 10.75m 22附加三角形荷载重心处影响线坐标为：1 (21.5 15.4)y30.91621.5汽车荷载

19、的支点剪力：Q A(1 )m（c qk1.2Pk y）Q AQA(1 )a（ m o - mc ) 1.2Pk y） （ m o - mc )q k y2对 1 号，5 号梁公路级汽车活载的支点剪力：QA(1amo- mc )q ky（m o- mc ) 1.2p k y） （)21.209 15.4 （）7.8750.916（）20.4375 - 0.660.4375- 0.66 1.2184.5 1-64.80KNQo ,q(1 )m c （ qk1.2p k y）Qo ,q1.209 10.66 （7.87510.75 1.2184.5 1）Qo, q244.21KNQo ,q14桥梁工

20、程课程设计Qo ,q 244.2164.80 159.41KN人群荷载的支点剪力：Qormc pra（mo - mc )pr y20.67530.7510.755.4(1.3750.675)30.750.91618.22KN2对于 2 号梁和 4 号梁公路级汽车活载的支点剪力：Qo , q (1 )m c（ qk1.2pk y）Qo, q1.20910.53 （7.87510.751.2184.5 1）Qo,q196.11KNQo, qaQA(1 ) （ mo - mc )q ky （ mo - mc) 1.2pk y）25.41.2091 （0.55 - 0.53） 7.8750.916 （

21、0.55 - 0.53） 184.51.215.82KNQo , q 199.19 5.82 205.01KN人群荷载的支点剪力：a- mc)p r yQor mc pr w （ mo25.40.437530.7510.75(00.4375)30.750.91628.15KN对于 3 号梁公路级汽车活载的支点剪力：Qo , q (1 )m c（ qk1.2pk y）Qo, q1.2091 0.40 （7.87510.751.2184.51）Qo, q148.01KNQo, qQA (1amo - mc )q ky（mo - mc) 1.2pk y） （)21.20915.4 （）7.875 0.916（）0.563 - 0.40.563 - 0.4 1.2184.5 1247.47KN15桥梁工程课程设计Qo , q 148.01 47.47 195.48KN人群荷载的支点剪力：Qormc pray（mo - mc )pr20.4030.7510.755.4(00.40)30.750.9168.85KN2（ 3）主梁内力组合（表）恒载汽车活载人群活载内力组合梁号内力1 号2 号3 号