桥梁工程计算书

1、理工学院本科课程设计桥梁工程课程设计学院：土木工程学院专业：班级：学生姓名：学号:指导教师：王付洲完成日期：第14页设计目的设计题目设计内容3.1行车道板的内力计算3.2主梁内力计算3.3横隔梁计算设计资料4.1桥面净空主梁跨径和全长材料结构尺寸（如图4-1，图4-2，图4-3所示）恒载及其内力（按纵向1m宽的板条计算） 5.1.1每延米板条上恒载g的计算5.1.2每延米板条的恒载内力计算 车辆荷载产生的内力 内力组合5.3.1承载能力极限状态内力组合（用于验算强度）5.3.2正常使用极限状态内力组合（用于验算裂缝宽度）6、主梁内力计算6.14.24.34.45.15.25.36.2活载产生的

2、主梁内力 6.1.4荷载位于支座处时的横向分布系数计算如下:荷载位于主梁中部的横向力分布系数 6.2.110101111126.36.46.56.2.26.2.3计算抗扭修正系数P . 计算横向影响线竖标值 计算荷载横向分布系数12136.2.4荷载横向分布系数沿桥跨方向的变化 主梁恒载内力计算6.4.1计算恒载集度6.4.2恒载计算表6.4.3恒载内力表活载内力计算14161717181920257横隔梁内力计算7.17.2确定作用在横隔梁上的计算荷载 绘制中横隔梁的内力影响线7.2.1对于号梁上的截面弯矩 M的影响线可计算如下:2526267.2.2对于1号梁和2号梁之间的截面的弯矩Mi/

3、 ,影响线计算如下:277.2.3对于2号梁的截面弯矩的影响线可计算如下：7.2.4对于2号梁和3号梁之间的截面的弯矩影响线计算如下:29317.2.5对于3号梁截面的弯矩M3影响线计算如下:337.38结束语.9参考文献判断弯矩和剪力最不利的截面35错误！未定义书签。351设计目的运用荷载横向分布系数的计算方法，最不利荷载的确定方法及受弯构件正截 面、斜截面配筋的理论进行分析计算，从而进一步掌握有关设计计算方法。装配式钢筋混凝土简支T型梁设计3.1行车道板的内力计算3.2主梁内力计算3.3横隔梁计算4设计资料4.1桥面净空净-7+2*1.0m人行道4.2主梁跨径和全长主梁:标准跨径:L 25

4、m （墩中心的距离）L= 24.50m （支座中心距离）24.95m （主梁预制长度）4.3材料计算跨径：预制长度：横隔梁5根，肋宽15cm.材料规格内容钢筋HRB335（原n级）主梁主筋、弯起钢筋和架立钢筋R235（原 I 级）箍筋混凝C25主梁桥面铺装C30防水4.4结构尺寸（如图4-1，图4-2，图4-3所示）图4-1桥梁横断面图（单位:cm)16096091 6091 609 IIf Z245oJ2495图牛3桥梁纵断面图（单位：cm）5行车道板的内力计算对于la /lb 32的装配式T型梁，采用不承担弯矩的铰接缝连接时，则可以简化为铰接悬臂5.1恒载及其内力（按纵向1m宽的板条计算）

5、计算铰接悬臂板的设计内力，车辆荷载的布置如图所示（见图5-1）1if160W0图5-1铰接悬臂板计算图示（单位:cm)5.1.1每延米板条上恒载g的计算C30混凝土桥面铺装g1 :gj =1.0 J2 +8咒10冬25 =2.5KN2C25混凝土 T形梁翼板自重g2d d +4 o cg2 =13咒10工咒24 =2.94KN2每延米板条上恒载gg=W gi = gi + g2 =5.44kN/m每延米板条上恒载g的计算表桥面铺装g2.5KNT形梁翼板自重g22.94KN合计5.44kN / m5.1.2每延米板条的恒载内力计算每米宽板的恒载弯矩MmingMmin,g 如。2 =十5.44 天

6、 0.82 =-1.741(KN.m)每米板宽的恒载剪力VAgVAg =g.lo =5.44X0.8 =4.352KN5.2车辆荷载产生的内力将车辆荷载的后轮作用于铰缝轴线上（见图5-1所示），后轴作用力标准值为P=140kN轮压分布宽度如图5-2所示，后轮着地宽度为b2=6m。着地长度为a2 =0.2m，则6 p +2H =0.20+2咒0.1 =0.4ma “2 +2H =0.60 + 2X0.1 =0.8m图5-2车辆荷载的计算图式 （单位:cm)荷载对于悬臂根部的有效分布宽度为:a =6 +d +2lo =0.4 +1.4 +1.6 = 3.4m由规范可知：汽车荷载的局部加载及在T梁，

7、箱梁悬臂板上的冲击系数采用1.3。作用于每米宽板条上的弯矩为：“ PX2 b1M min, p = T1 7）石（l。-寸）=-16.059KN作用于每米宽板条上的剪力为：P X 2Mmin,p =（1 + 門=26.765KN4a5.3内力组合5.3.1承载能力极限状态内力组合（用于验算强度）Mud =r0(1.2SG1k +1.4SQ1k) = 24.572KN.mVud =ro(1.2SGik +1.4SQik) =42.693KN5.3.2正常使用极限状态内力组合（用于验算裂缝宽度） 短期效应：Mud =SGi0.7SQi-10.388KN.mVud =SGik +0.7SQik =1

8、8.764KN长期效应:Mud =SG1k +0.4SQ1k = 6.682KN.mVud =SG1k +0.4SQ1k =12.587KN6、主梁内力计算6.1活载产生的主梁内力6.1.1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，如图6-1b）、C）、d）所示，绘制1号梁、2号梁和3号梁的横向分布系数影响线。100700100180180180180a)b)50,!TP/2P/20.6671.227 1.000P2P/21.000P2I P/2c)图6-1支点处横向分布系数计算图示（单位：cm）6.1.2在影响线上确定荷载沿横向最不利的布置位置规范规定：对于汽车荷载，规定的汽车

9、横向轮距为1.80 m,两列汽车轮的横向最小间距为1.30 m,车轮距离人行道缘石的最小距离为0.50 m。人群荷载应在人行道宽度范围内满布。6.1.3求出相应于荷载位置的影响线竖标值：在影响线上确定荷载沿横向最不利的荷载布置，如图6-1所示。mo1q1201.000 1805 =0.667%1r% =1.2272201.000 1806.1.4荷载位于支座处时的横向分布系数计算如下:号和号主梁活载横向分布系数公路一I级：mo1q=四=0.3352 2rnioir =1.227号和号主梁活载横向分布系数公路一I级：m02q =竺=0.5002m02r =0号主梁活载横向分布系数公路I级：m+Y

10、.64mo3r 06.2荷载位于主梁中部的横向力分布系数此桥在跨度内设有多个横隔梁，具有强大的横向连接刚度，且承重结构的宽 跨比为 B/L =5X1.8/24.5 =0.37 C0.5。且为了更加准确的计算，故可按偏心压力法来计算横向分布系数mc ,其步 骤如下：T形主梁的细部尺寸如图6-2所示V1805干弓3-图6-2 T型梁尺寸图(单位：cm)6.2.1计算I和二翼板的换算平均高度：h = B1 +b2 = 12.25cm2求主梁截面的重心位置:12.25130(18020)M2.25x+130X20X a X =2j =39.7 cm(180 -20)x12.25+130x20主梁抗弯惯

11、性矩:I =右(180-20)心2.253 +(180-20)x12.25x(39.7-1225)2 +23032 0 +13020咒130咒(宁-39.7)2= 7.395x106cm4对于翼板:1 小=12.25/180 =0.06805图6-5主梁和横隔梁截面图6.4.1计算恒载集度第21页跨中边梁面积：(1800-200)x110；135x10- =0.196m2中梁截面面积:(1300-110；135)x200x106 =0.2555m2中间横隔梁面积：C1000 135+1000110 1600CTCC 32X150XXX10= 0.2106m2梁截面面积:0.196+0.2555

12、=0.4515 m26.4.2恒载计算表恒载计算表期恒载主梁自重边主梁91边=0.4515x24 = 10.836(KN /m)中 主梁9仲=0.4515x24 = 10.836(KN / m)横 隔梁折 算荷载边 主梁= 0.2106x5x24x0.5/ 24.95 = 0.506(KN /m)中 主梁g/1 中=0.2106X5X24/24.95 = 1.013(KN /m)期恒载桥面铺装g； =0.1x25x7/5 = 3.51(KN /m)栏杆和人行 道g： =5.5X2/5 = 2.2(KN /m)合边主梁g边=10.836+ 0.506 +3.5 +2.2 = 17.024(KN

13、/m)中主梁9中=10.836 + 1.013 + 3.5 + 2.2 =17.549(KN /m)当 X=0时，边主梁 M0=0 V0=g- -g边 X 0 =208.544KN2中主梁 M0=0 V0 = g中1 -g中 X0 =214.975KNV,/4当X=l/4时，边主梁M/4 =g2Xg边4r957.999KN詈一g 边 X=104.289KN中主梁gll1/4=边-x-g中 X-X =987.543KN2 82-g中-107.488KN当X=l/2时，边主梁M/2二釧X-g边2XXX= 1277.332 KN2Vi/2=罟g 边 X= 0KN中主梁M,2欝V/2=06.4.3恒载

14、内力表恒载内力表内力边主梁中主梁截面位置弯矩剪力弯矩剪力XM(kN m)V(KN)M(kN，m)V(KN)x=00208.5440214.975X=l/4957.999104.289987.543107.488第23页X=I/21277.33201316.72306.5活载内力计算公路一I级 均布荷载qk =10.5kN/m集中荷载二计算规范规定：5ml50m Pk值采用180 360kN直线内插。其中，I为桥梁的计算跨径。计算剪力效应时，集中荷载的标准值Pk应乘以1.2的系数。冲击系数采用规范给定的取值：1 +卩=1.3,人群荷载的标准值：3kN/m 计算弯矩效应时：R 二36口80咒(24

15、.5 -5)+180 =258kN50 5计算剪力效应时：R =1.2x258 = 309.6kN在活载内力计算中，本设计对于横向分布系数的取值作如下考虑： 计算主梁 活载弯距时，均米用统一的横向分布系数 mc，鉴于跨中和四分点剪力影响线的较大坐标位于桥跨中部，故也按不变化的 mc来计算。求支点和变化点截面活载剪力时，由于主要荷重集中在支点附近而考虑支撑条件的影响，按横向分布系数沿桥跨的变化曲线取值(如图3-4)，即从支点到1/4之间，横向分布系数用mo与me值用直线内插法，期于区段取 me值。计算跨中截面最大弯距及相应荷载位置的剪力和最大剪力及相应荷载位置 的弯距采用直接加载求活载内力的方法

16、计算。计算公式为：对于汽车荷载：0气=(1 +卩厂 (mcqk0+ mi Pk y)对于人群荷载：8人=巴(me qO )作用效应基本组合时:mnSud =%(艺 Gi Soik + Yq1 SQ1k + 送 Lj Sjk )i =1j =2第20页作用短期效应组合:mSsd=无SGikn+ 2屮S1 j fjk作用长期效应组合:mSd =无SGiki ztn+无屮 SJ 1 j OQjk号梁活载内力组合计算汽车荷载mc =0.503 人群荷载第26页rnic =0.571支座处:弯矩为0剪力：恒载Vo,g=1 g 边 I =1x17.156x24.5 =208.544kN2 2恒载Wq =

17、1.3X 1.0X (0.335X 309.6X 1 + 0.503咒 10.5% 12.25) = 218.771kNVv =0.571 咒 3x12.25 = 20.837kN作用效应基本组合时:Vo =% 1.2V0,g +1.4Vo,q +1.4x0.82o,r=579.870kN作用短期效应组合时:v。=V0,g +0.7V0,q/(1 + P) + 1.0V0,r =347.181kN作用长期效应组合时:v。=V0,g +0.4/0,q/(1+ 卩)+0.4/0,=284.193kN-处:4弯矩：恒载 Mi/4 g边l2 =2x17.156 X24.52 =957.999kN e3

18、232Ml/4,q “0X503x258x2停色+0.503X10.5x56.27 = 891.581kN -mdx75.03 = 127.628kN作用效应基本组合时:M|/2 =丫0 1.2M|/2,g+1.4(1+A)M|/2,q+1.4x0.8M|/2,r = 3839.312kN -m作用短期效应组合时：M|/2= M -g +0.7Mi/2，q rOM =2237.103kN ml/2 ,gl/2 ,q作用长期效应组合时：“2= M“g +0+0/Mr =1803.893kN m1/2 ,g1/2 ,q号梁活载内力组合计算9中=17.549kN / m汽车荷载 叫=0.426人群荷

19、载me =0.413支座处：弯矩为0剪力：恒载V0,g=丄咒17.549咒24.5 =214.976kN2活载V0,q=1.0X (0.5X 309.6X 1 + 0.426咒 10.512.25) = 209.594kNVo,r=0.408好 12.25 = 15.178kN作用效应基本组合时:1.2V0,g +1.4(1 +4 jV0,q +1.4X0.8XV0,r = 656.432kN作用短期效应组合时：V。=V0,g +0.7V0,q +1.0V0,r =376.870kN作用长期效应组合时：V0 = V0,g +0.4V0,q + 0.4V0,r = 304.885kN二处：由于此

20、处的等截面的剪力小于支点截面，故剪力不用计算4弯矩：恒载 M討，即仃.5494.5-987.5活载第27页Ml/1.00.42625824.5洛+0.426M0I56.27L756.601kNMl/4,r =0.413x3x1x56.27 = 69.723kN作用效应基本组合时:M1/4 =Yo 1.2Mi/4,g+1.4(1+A)Mi/4,q +1.4x0.8Mi/4,r=2640.155kN、m作用短期效应组合时:Ml/Ml/4,0.7Ml/4,1.0Ml/4,1586.887kN m作用长期效应组合时:MM +0.4M+0.4M r =1318.073kN -m1 4l/4 ,gl/4

21、,ql/4 , r1/4 ,g1/4 ,q-跨中处:2剪力为0弯矩：恒载Ml/2,g_1一82 1 2g中，訂7.692沢 24.5 =1316.723kN -活载M =1.0x|0.426x258x24.5x+0.426X10.5X75.03 =1008.801kN -mV4丿M1/2,r =0.408咒 3咒 75.03=92.964kN作用效应基本组合时:Ml/To L1.2Ml/2,g +1.4(1 tMq +1.4x0.8Ml/2,r = 3520.205kN -m作用短期效应组合时:1/2 =M +0.7M+1.0M r =2115.848kN ml /2l/2 ,gl/2 ,ql

22、/2 ,作用长期效应组合时:mi/2=Ml/2,g +0.4Ml/2，q+0.4Ml/2，r 二1757.42*m号梁活载内力组合计算9中=17.549kN /m汽车荷载mc =0.4人群荷载me =0.4支座处:弯矩为0剪力：恒载V0,g=1g 中I =丄勺7.69224.5 =214.975kN2 2活载V0,q=1.0X (0.5咒 309.6X 1 + 0.4X 10.5咒 12.25) = 249.594kNVv =0.4 咒 312.25 = 29.4kN作用效应基本组合时:Vo=% 卩.2Vo,g +1.4Vo,q +1.4 咒 O.8xVo,r=745.159kN作用短期效应组

23、合时:V0=V0,g +O.7V0,q +1.0Vv =419.091kN作用长期效应组合时:Vo =Vo,g +O.4Vo,q +O.4Vo,r =326.573kN才处：由于此处的等截面的剪力小于支点截面，故剪力不用计算弯矩：恒载 M|/4,g=32g 中 I3/17.5424.5987.543kN -活载M 1/4, q= 1.o 咒 o.4x258x 24.5x2+o.4x1o.5咒56.27 =71o.423kN -m16 Ml/4,o.3C1.0X 186.772( 0.482+0.345+0.183+0.046 )198.531kN由于人群荷载的影响线为负值，对结构是有利的，可以

24、忽略不计。7.2.2对于1号梁和2号梁之间的截面的弯矩 Mjj ,影响线计算如下:P=1作用在 号主梁轴上时:n M勿胪0 -1% 0.5d = -0.423P=1作用在 号主梁轴上时:呻/)3 =*3 咒 0.5d = 0.180P=1作用在号主梁轴上时:(M胡5 存0耳一0.117有了此三个竖标值和已知影响线折点位置，就可绘出M-2影响线，如下图所示:-0.42-0 12- 11 - 1 二4-一 d26 一0-0.003.15,1_1 )设零点的位置距离-影响线3号梁中心的距离为X尺寸单位：mm0.41则吐二X=21820.123.6-X按最不利的位置布置车辆荷载后对应的影响线竖标值计算

25、如下:匕1=(2182 +2700).18=0.4032182=(2182+900)“.18=0.25432182=(2182-400)“.18=0.14742182_(2200 -2182)x(7.12) _。代3600 -2182(1 +)POqn =1.31.0160.97(0.403+0.254+0.147-0.016164.9CIc2d +5 咒 d -2d = -1.183P=1作用在号主梁轴上时:吧13佃讥天d =1.08P=1作用在号主梁轴上时:吧15%2d +n25xd =-0.257有了此三个竖标值和已知影响线折点位置，就可绘出Ms影响线，如下图所示:=4-1.183-0.2571.08m3影响线 尺寸单位:mm3号梁中心的距离为X设零点的位置距离X=2908则X0.2573.6 -X将汽车荷载在M影响线上按最不利的情况布置匕1 =1.08%2