简支梁桥设计计算

1、精选文档T 形简支梁桥1设计名称：天河简支梁设计2. 设计资料及构造布置2.1. 桥面跨径及桥宽标准跨径：该桥为二级公路上的一座简支梁桥，根据桥下净空和方案的经济比较，确定主梁采用标准跨径为20m的装配式钢筋混凝土简支梁桥。计算跨径：根据梁式桥计算跨径的取值方法，计算跨径取相邻支座中心间距为19.5m.桥面宽度：横向布置为净 7（行车道） 2×0.75m（人行道） 2×0.25 （栏杆）桥下净空 : 4m混凝土：主梁采用C25主梁高：取 1.5m.主梁梁肋宽：为保证主梁抗剪需要，梁肋受压时的稳定，以及混凝土的振捣质量，通常梁肋宽度为 15cm 18cm，鉴于本桥跨度 16m

2、按较大取 18cm 2.2. 设计依据（ 1）公路桥涵设计通用规范 （JTGD60-2004）（ 2）公路钢筋混凝土预应力混凝土桥涵设计规范（ JTGD62-2004）（ 3）桥梁工程（ 4）桥梁工程设计方法及应用3 荷载横向分布系数计算书3.1 主梁荷载横向分布系数计算跨中荷载横向分布系数a.计算主梁的抗弯及抗扭惯性矩IX 和 ITX利用 G M 法计算荷载横向分布系数，求主梁截面的形心位置aX 平均板厚为：精选文档1h1=(h 薄h 厚)=0.5×（ 13+8）=10.5cm2则 aX =（ 180-15）× 10.5×（ 10.5÷ 2） +15&

3、#215;150×（ 150÷2） /(180-15) ×10.5+15×150=44.7cm1×(180-15)3××10.521× ×3×I=×10.5+(180-15)(44.7-) +10.515150 +15X12212150× (44.7-150 )2=4.99× 106 cm42T 形截面抗扭惯性矩 ITX =1.15× 1 × (1.8-0.15) × 0.1053+1.5×0.153=2.67×31

4、0-3 m4则单位抗弯及抗扭惯性矩：JX = I x= 4.99 10 2= 2.77×10-4 m4/cmb180I TX=2.67 10-3-54/cmJTX =b180=1.48×10mb.计算横梁的抗弯及抗扭惯性矩Iy 和 ITyl=4b=4×180=720 cmc= 1 ×(480-15)=232.5 cm2h=150× 3 =112.5cm 取整 110 cm4b=15 cm由 c/l=232.5/720=0.32 查得 /c=0.608则 =0.608×232.5=141.4 cm=1.41m求横隔梁截面重心位置：ay=

5、141× 10.52(1÷ 2) ×15×1102/2 ×141×10.5+110× 15=23.1cm横梁抗弯惯性矩：Iy= 1×2×141×10.532×141× 10.5×(23.1- 10.5 )2 1 ×15× 110315×12212110× (23.1-110/2)2=4.31×106 cm4=4.31× 10-2 m4ITy =1.15× 1 × (2×141.

6、4×103 +110×153)=2.6×105 cm33单位抗弯惯性矩和抗扭惯性矩为：b1精选文档Jy= Iy =4.31106480=0.9×104 cm4/cmb1I T y5= 2.610 =542 cm4/cmITy =b1480c.计算抗弯参数和抗扭参数 = B4JX =3.642.77104=0.245lJ y19.50.9410取 G=0.43E，则：G(JTXJTy )30.43(1.48 10542) =0.027=JX J y=2E2 2.77 1040.9 104=0.027 =0.164d.计算荷载弯矩横向分布影响线坐标已知 =0

7、.245，查 GM 法图表下表数值精选文档K 0K 1荷载位置梁位校B3B/4B/2B/40-B/4-B/2-3B/4-B核00.900.960.991.061.081.060.990.960.908B/41.71.531.321.21.040.860.630.430.227.97B/22.482.111.731.380.990.650.27-0.15-0.527.963B/43.282.712.11.530.970.41-0.14-0.62-1.818.01B43.32.481.70.90.22-0.53-1.18-1.857.9700.970.9811.031.041.0310.980.9

8、78.03B/41.041.051.061.061.010.980.950.900.887.97B/21.171.141.11.0510.970.910.860.828.033B/41.31.251.151.060.990.90.850.780.727.99B1.481.31.191.050.960.880.810.750.708.03实际梁位与表列梁位关系图精选文档对于号梁来说：K'= K 3B4对于号梁来说：K'= KB4列表计算各主梁荷载横向分布影响线坐标值：荷载位置梁计算式号-B3B/4 B/2B/40-B/4 -B/2-B3B/4K' 1= K13B1.31.

9、251.151.060.990.90.850.780.724K' 0= K03B3.282.712.11.530.970.41-0.14-0.62-1.184号=K' 1-K' 0-1.98-1.46-0.95-0.470.020.490.991.41.9-0.32-0.24-0.16-0.08-0.080.160.230.310.00精选文档3K'=K' 0 +2.962.471.941.450.970.490.02-0.39-0.871i =K' /40.740.620.490.360.240.120.00-0.1-0.225K'1=

10、K1B1.041.051.061.061.010.980.950.90.884K' 0=K0B1.71.531.321.21.040.860.630.430.224=K' 1-K' 0-0.66-0.48-0.26-0.14-0.030.120.320.470.66-号-0.11-0.08-0.04-0.020.000.020.050.080.115K =K' 0 +1.591.451.281.181.040.880.680.510.332i =K /40.400.360.320.290.260.220.170.130.085精选文档e.绘制荷载横向分布影响线，

11、求跨中截面的荷载截面的荷载横向分布系数根据公路桥涵设计通用规范（ JTG D60 2004）规定，汽车荷载距人行道边缘距离不小于 0.5m。针对各主梁进行荷载最不利位置布置，计算各主梁荷载横向分布系数见下图各梁横向分布系数如下：m1 汽=（0.66 0.403 ）+（ 0.2270.007 ）=0.64222m2 汽=（0.3730.303 ）+（ 0.2560.166 ） =0.64222人群荷载：精选文档m1 人=0.783m2 人=0.432支点处荷载横向分布系数计算利用杠杆法计算靠近支点处的横向分布系数对于号梁 M 汽=1ik = 11.167 0.167 =0.63122M 人=1.

12、653精选文档对于号梁 M 汽= 1ik =11=0.522M 人=0将计算结果列表于下：荷载跨中 1/4 跨 mc支点 m0号梁号梁号梁号梁公路I 级0.6420.5490.6310.5人群荷载0.7830.4321.6530荷载横向分布系数沿桥跨方向的变化按下述方法进行：由于本设计仅有一根中横隔梁，故跨中部分采用不变的跨中荷载横向分布系数mc。从离支点 1 l 处起至支4点的区段内， m( x) 呈直线型过渡至支点截面处的横向分布系数m0 如下图（暂略）4 主梁内力计算书4.1 桥面铺装设计交通量计算车型前轴后轴C1C2niN1解放 CA-10B60； 1； 11170； 1268黄河 J

13、N-15049101.61； 16.4；1688197.8；737.2日野 KB-21147.551001； 16.4；1518130.7； 518精选文档东风 EQ-14069.3； 1； 11339； 271.6黄河 JN362631271； 16.4；12824； 79.2跃进 23033.3； 1； 1455； 3.8N1 =2089.1设计年限为 10 年，交通增长率 =7%，查的 =1.0（t- 1365 N110）=（10.07） -1 365 2089.11=10275564 辆/日则 Ne = 10.07由设计年限累计交通量查的为二级公路，沥青混凝土面层选取厚度10cm4.2

14、 主梁内力计算4.2.1 重力内力计算a.重力集度见下表（单位： KN/m -1）梁号主梁横梁栏杆及人行道铺装层合计（）9.960.472.253.6816.36（）9.960.942.253.6816.83b.重力引起的内力见下表主g/（KN/m-1） l/mM/(KN/m)Q/KN梁M 1/2(KN/m)M 1/4(KN/m)Q0/KNQ1/4/KN16.3619.5777.6583.2159.579.816.8319.5799.9599.9164.182荷载内力计算a.计算公路 I 级汽车活载的跨中弯矩精选文档桥梁结构的基频：F= 2l 2EI c=3.78 Hzmc由于 1.5f 14

15、Hz =0.1767lnf-0.0175=0.1767×ln 3.78-0.0175=0.22 则：1+ =1+0.22=1.22=1，双车道，不折减M Q/K,l/2 =(1+)·Pk·mk·yk +(1+ )·qk·mc·c=1192.73 (KN·m)精选文档b.计算人群荷载的跨中弯矩此时 mc=mcr=0.783,且无集中力作用故 MQ2K,l/2r · c·19.5 4.875·=q m =0.783× 3×2=111.65KN mc.计算跨中截面公路 I

16、 级荷载的最大剪力计算图如下：Qq1K,l/2 =（1） m c1.2 Pkyk(1)mc qc=178.87 KNd.计算跨中截面人群荷载最大剪力QQ2K,l/2 =qr ·mcr ·=5.5 KNe.计算支点截面公路 I 级荷载最大剪力精选文档QQ/K,0= (mc - mo )a 0.873(mc m0 ) a 0.127（1） 1.2 Pk mc yk (1 )qk mc(1 )qk22=227.909 KNf.计算支点截面人群荷载最大剪力精选文档QQ2K,0 = qr mcm0mc am0mc aqr0.8730.127 =29.36 KN22g.计算 1/4 跨

17、截面公路 I 级荷载弯矩精选文档MQ/K,l/4= (1 ) 1.2Pk mk yk (1 ) qc mc=1015.9 KN m·h. 计算 1/4 跨截面的人群荷载弯矩精选文档M Q2K,l/4 = m r,l/4 qr=83.82 KN·mi.计算 1/4 跨截面公路 I 级荷载最大剪力精选文档QQ/K,l/4 = 11.2Pk mkyk(1)qc mc=193.14 KNj. 计算 1/4 跨截面人群荷载的最大剪力精选文档QQ2K,l/4 = qc mc=12.88 KN其它梁内力计算方法同上，主梁荷载内力汇总表如下弯矩剪力梁号荷载类别跨中1/4支点跨中1/4 跨公

18、路I级192.731015.9277.909178.87193.14人群荷载111.6583.8229.365.512.88公路I级1073.24936.4214.86169.34133.41人群荷载60.3154.2715.723.36.43精选文档5 行车道板内力计算书5.1 结构重力及其内力（取纵向1 米计算）沥青混凝土面层： g1=0.1× 1×21=2.1 KN/mT 形梁翼缘板自重： g2=0.105×1×25=2.625 KN/m合计： g=4.725 KN/m5.2 公路 I 级车辆荷载产生的内力规范查得a2 =0.2m,b2=0.6m;铺装层总厚度 H=0.1m则：a1 =a2+2H=0.4mb2=b2+2H=0.8m故 a=a1+d+2l0=3.45m作用于每米宽板条上的弯矩为MSP= 1P l0b1 =-15.47 KN/m4a4作用于每米宽板条的剪力为QSP= 1P =213.54a5.3 内力组合按承载能力极限状态下作用基本组合弯矩和剪力的设