《桥梁工程》毕业课程设计定稿.doc

1、( 此文档为 word 格式，下载后您可任意编辑修改！)目录桥梁工程课程设计任务书桥梁设计说明计算书 -4参考文献 24桥梁总体布置图 -25主梁纵、横截面布置图桥面构造横截面图71桥梁工程课程设计任务书一、课程设计题目(10 人以下为一组)1、 钢筋混凝土简支梁桥上部结构设计（标准跨径为22 米，计算跨径为21.5 米，预制梁长为 21.96 米，桥面净空：净 8.5+2 × 1.00 米）二、设计基本资料1、 设计荷载：公路级，人群3.0KNm 2，每侧栏杆及人行道的重量按4.5 KNm 计2、 河床地面线为（从左到右） ： 00， 35， 412， 317， 222， 227，

2、 035（分子为高程，分母为离第一点的距离，单位为米） ；地质假定为微风化花岗岩。3、 材料容重：水泥砼23 KNm 3，钢筋砼 25 KNm 3 ，沥青砼 21 KNm 34、 桥梁纵坡为 0.3%, 桥梁中心处桥面设计高程为2.00 米三、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

3、算书7、 横隔梁内力计算书8、 纵筋及箍筋计算9、 挠度、预拱度及裂缝验算五、参考文献1、桥梁工程 ，姚玲森， 2005，人民交通出版社.2、梁桥（公路设计手册） ， 2005 ，人民交通出版社.3、桥梁计算示例集 （砼简支梁（板）桥） ， 2002，人民交通出版社.4、中华人民共和国行业标准公路工程技术标准（5、中华人民共和国行业标准公路桥涵设计通用规范JTG B ） .北京 :人民交通出版社,2004(JTG D) 含条文说明 .北京 :人民交通出版社 ,20046、中华人民共和国行业标准公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTGD) 含条文说明六、课程设计学时2 周桥梁设计说明桥梁

4、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22.00m（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

5、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 -m 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 5cm 厚沥青混凝土和 8cm 厚 C25 混凝土作垫层的

6、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123451对于汽车荷载moq12对于人群荷载横断面1#梁12.50.75q0.3522.51对于汽车荷载moq 222梁10.251.552.150.35q1.752.52.50.7422.5对于人群荷载=0（由于是出现负的，取零，出于安全考虑）2. 当荷载位于跨中时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可按刚性横梁法绘制影

7、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 2.5米。4222ai2a12a22a32a421.25 23.751.253.7531.25i 11梁横向影响线的竖标值：1梁影响线1a1212.522.511n440.7231.3aii11a1 a412.527.514n440.2231.3aii1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mcq112q15.830.250.75.831.50.75.832.850.75.834.650.70.85725.835.835.835.83对于人群荷载mcr 10.7r5.83 0.75 0.5 0

8、.855.832梁横向影响线的竖标值：2梁影响线211a1 a213.750.4n4431.3ai2i 1m cq 21q19.251.50.370.79.253.10.370.1229.259.259.254.60.370.19.56.49.257.70.370.119.259.50.39.259.259.50.371.10.7559.25对于人群荷载mcr 2r0.48 0.25 0.5 0.43758二、主梁内力计算 12345沥青混凝土 50mm水泥混凝土垫层 80mm1恒载集度（1）主梁： g1 0.160.9(0.08 0.12 ) (2.5 0.16) 259.45KN / m2

9、（2）横隔梁对于边主梁：g2(0.90.080.12 ) ( 2.5 0.16) 0.14 2.53 3 / 21.50.9828KN / m22对于中主梁： g2'20.98281.9656KN / m（3）桥面铺装层：g30.05 2.1 210.08 2.1 236.069KN / m（4）栏杆和人行道：作用于边主梁的全部恒载强度：ggi9.450.98286.50252.2519.1853KN / m作用于中主梁的全部恒载强度：g gi 9.45 1.9656 6.5025 2.25 20.1681KN / m 2 恒载内力的计算跨中弯矩影3L/41/4 跨弯矩影l/4响线响线

10、0.751/4 跨剪力影1支点剪力影0.15响线响线边跨弯矩剪力影响线1#及 4#梁内力（边跨）跨中弯矩 M lgx lxgx119.18 7.5 7.5 134.859KN m2228跨中剪力支点剪力14 跨处弯矩：M1l3 l g19.187.5 (7.57.5) 101.145KN m21624414 跨处剪力：2#、3梁内力（中间跨）跨中弯矩M l2跨中剪力支点剪力14 跨处弯矩：120.177.57.5141.82 KN m820.177.5(7.57.5M4) 106.365 KN m2414 跨处剪力：Ql /420.177.5(7.52) 37.819KN243活载内力1 .汽

11、车荷载冲击系数主梁横截面图结构跨中处的单位长度量：mcG19.18 103g1955.148kg / m9.81主梁截面形心到T 梁上缘的距离：10 (250-16) 10/2+9016 45y20.23cm 0.2023m10 (250-16)+9016跨中截面惯性矩：I c1(2.5 0.16) 0.13(2.5 0.16) 0.1 (0.2023 0.1)210.16 0.930.16 0.9 (0.45 012120.0212m4查表E取fEI c3.143.25 1010 0.02122mc2 7.526.57 Hz2l1955.148所以冲击系数：2. 汽车荷载作用公路级均布荷载对

12、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 qk0.7510.5 7.875KN / mPk0.757.55180360 180143KN505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，1 ll17.57.57.03m22424由于跨中弯矩横向分布系数1、 4梁最大，所以只需计算1、 4梁的弯矩，计算如下：对于 1#梁车道均布荷载作用下M l ,q(1 )mcq1 (qkWy)2k1.451 0.8571 (7.875 7.01431.875) 748.085 KN m车道集中荷载作用下M l,P

13、(1)mcq1Pk yk2k1.45 10.8571 1437.5333.224 KNm4跨中人群荷载最大弯矩M l ,rmcr1Por0.853 0.93752.39KNm2对于 2#和 3#梁计算公路级汽车活载的跨中弯矩：M1(1)mcq 2Pk yk(1)mcq 2qkQ 1k ,21.4510.7551437.51.45 1 0.7557.8757.03354.136 KN m4计算人群荷载的跨中弯矩：人群荷载集度：M1mcr 2 Por0.755 37.0315.92KN mQ2 k,24. 跨中剪力的计算跨中剪力影响线如下图：1l17.510.9375 m222222对于 1和 4

14、#梁计算公路级汽车活载的跨中剪力：QQ1k,0(1)mcq1 Pkyk(1)mcq1 qk1.4510.85711437.51.4510.85717.8757.03402.027 KN4计算人群荷载的跨中剪力：Qlmcr 1 Por0.8571 3 7.03 17.926KNQ 2k,2对于 2和 3#梁计算公路级汽车活载的跨中剪力：QQ 1k ,0(1 ) mcq 2 Pk yk(1) mcq 2 qk1.451 0.755 143 7.51.451 0.755 7.875 7.03 354.136KN m4计算人群荷载的跨中剪力：QQ2 k, lmcr 2 Por0.4375 3 7.03

15、 9.23KN25. 支点截面剪力的计算剪力影响线如下图所示：11 l1 7.5 3.75m222横向分布系数变化区段的长度对于 1和 4#梁附加三角形重心影响线坐标：1y 1 7.51.875 / 7.5 0.9173QQ1k,0(1 ) mcq1 Pk yk(1 )cq1k(1 )amoq1mcq1 qk ymq21.8751.45 10.8571143 7.5/41.45 10.85717.875 7.03 1.45 1(0.74 0.8571)7.875 0.917 263.241KN2计算人群荷载的支点剪力：QmPammP yQ2k ,0cr1or2or 1cr1or1.8750.8

16、537.031.50.8530.202318.29 KN2对于 2和 3#梁计算公路级汽车活载的支点剪力（如下图所示）：QQ1k,0 (1 ) mcq2 Pkyk(1cq2k(1 )amoq2 mcq2 qk y) mq21.8751.45 10.755143 7.5/ 41.4510.755 7.875 7.03 1.45 1(0.74 0.755) 7.875 0.20232353.411KN6. 14 跨弯矩的计算14跨弯矩的影响线如下图1l3l17.5 3 7.55.273m2216216对于 1#和 4#梁计算公路级汽车活载的14 跨弯矩：M Q1k ,14(1)mcq1 Pk yk

17、 (1 ) mcq1 qk1.23410.66184.54.0311.3410.667.87543.336883.660KNm计算人群荷载的跨中弯矩：人群荷载集度：M Q 2 k,1mcr 1 Por0.675 3 43.33687.756KN m4对于 2#和 4#梁计算公路级汽车活载的14 跨弯矩：M1(1 ) mPk yk(1 ) mqkQ1k ,4cq2cq21.234 1 0.53 184.54.0311.234 1 0.537.875 43.336 709.605 KN m计算人群荷载的跨中弯矩：人群荷载集度：M 1 mcr 2 Por0.4375 3 43.336 56.879K

18、N mQ 2 k,4对于 3#梁计算公路级汽车活载的14 跨弯矩：MQ1k ,1(1 ) mPk yk(1 ) m qk4cq3cq31.23410.4184.54.0311.23410.47.87543.336535.551KNm计算人群荷载的跨中弯矩：人群荷载集度：M Q 2k , 1mcr 2 Por0.4 3 43.336 52.003KN m47. 14 跨剪力的计算14 跨剪力影响线如下图：187.5KN10.5.5KN/m公路 -II 级Q1/4影响线3KN/m人群荷载Q1/4影响线13l0.7513 21.50.75 6.047m22422对于 1和 5#梁计算公路级汽车活载的

19、14 跨剪力：QQ1k ,0(1)mcq1 Pkyk (1)mcq1 qk1.23410.66221.40.751.23410.667.8756.047174.021KN计算人群荷载的跨中剪力：Qlmcr 1 Por0.675 3 6.047 12.245KNQ 2k ,2对于 2和 4#梁计算公路级汽车活载的14 跨剪力：QQ1k ,0(1)mcq2 Pk yk(1)mcq 2 qk1.23410.53221.40.751.23410.537.8756.047139.745KN计算人群荷载的跨中剪力：Qlmcr 2 Por0.4375 3 6.047 7.933KNQ 2k ,2对于 3#梁

20、计算公路级汽车活载的跨中剪力：QQ1k ,0(1)mcq3 Pk yk(1 )mcq 3 qk1.23410.4221.40.751.23410.47.8756.047105.468 KN计算人群荷载的跨中剪力：Qlmcr 3 Por0.4 3 6.047 7.253KNQ 2k ,28. 荷载组合nnro sudr o (rGi sGikrQ 1 sq 1 kcrQj sQJK ) 其中，i1j2跨中弯矩组合：梁恒载（ KNm）活载（ KNm）组合值（ KNm）汽车人群1、4134.859402.20717.927744.7472、3141.820351.7919.491673.321跨中剪

21、力组合：梁恒载（ KNm）活载（ KNm）组合值（ KNm）汽车人群1、40115.8072.391164.8082、30101.3361.266143.288支点剪力组合：梁恒载（ KNm）活载（ KNm）组合值（ KNm）汽车人群1、5228.203244.37627.439646.70172、4239.134204.95110.565585.7253239.134159.5889.932521.507814 跨弯矩组合：梁恒载（ KNm）活载（ KNm）组合值（ KNm）汽车人群1、5922.362883.66087.7562442.2452、4964.008709.60556.8792

22、213.9613964.008535.55152.0021964.82314 跨剪力组合：梁恒载（ KNm）活载（ KNm）组合值（ KNm）汽车人群1、5114.402174.2112.245394.89082、4119.567139.7547.933348.0213119.567105.4687.253299.259三、行车道板计算12345由于主梁是用现浇混凝土的，其有很大的刚度，所以按刚接的单向板进行行车道板的计算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：g10.05 1.0211.05KN / mC混凝土垫层：g20.08 1.0231.84KN / mT 梁

23、翼板自重：g30.080.14252.75 KN / m21.0合计：（ 2）计算每延米板条的恒载内力弯矩：M og1gl 0215.64(20.2)22.284KN m222剪力：Qoggl5.640.95.076KN2. 活载内力的计算根据轴距及轴重，应以重轴为主，取两后轴280kN计算。轮载分布：车轮着地尺寸，经铺装层按45 角扩散后，在板顶的分布尺寸：a1a22H0.220.130.46mb1b22H0.620.130.86m经分析，车后轴两轮的有效分布宽度重叠，所以荷载对于悬臂根部的有效分布宽度为：aa1d2l 00.461.420.93.66m作用在每延米板条上的弯矩：1.2342140 (0.90.86 )43.664作用在每延米板条上的剪力：Qsp(1 )P1.234214023.601KN4a43.663.内力组合安全等级二级， =1.2 ， =1.4按承载能力极限状态下作用基本组合弯矩和剪力的设计值分别为：M ud( g1M ogp1M sp)1.2 2.284 1.4 16.16725.375KN mQud( g1Qogp1Qsp)1.2 5.076 1.4 23.60139.133KN四横隔梁的计算1.确定作用在中横隔梁的计算荷载：Poq