桥梁工程课程设计说明书

1、桥梁工程课程设计说明书板）1. 设计资料与结构布置1.1设计资料跨径标准跨径：%尸錮穗计算跨径： 刖诂帝主梁全长:丄诃溺耘桥面净宽净7m （行车道）+ 2 >0.75 （人行道）。设计荷载公路I级，人群荷载3.0kN/m 2，结构重要性系数r° =1.0。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）。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;3C25混凝土垫层，重度为24kN/m主梁数及横隔梁数主梁数：5;横

2、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。沥靑混凝土用4cmC25混凝土热层厚612cm77字& 160 l 160 l 160 l 160图1-1主梁横截面布置图l斗85l485l4砖i4«5l1T1111-16HI4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：8i 二0.18X1.3-0.08 + 0141.6-0.18)X 25 - 9.

3、76LV/m横隔梁:对于边主梁：(0.03 + 014)、 2 r215对于中主梁：1人0;92 =咛垄)冥5*25=0.61kN/m桥面铺装层:弱=0.04X7X23 + 卩血°皿X357.06)%了其二4A9kN/m栏杆和人行道：g4=5 2/5=2KN/m合计:对于边主梁：.对于中主梁： 悲二-二'-:二：一八 -2.2、恒载内力计算计算内梁与边梁的恒载内力。支点截面:x=0M=0边梁Q= = 16.56 X = 161.46肪2 2内梁Q= = 1746 X= 167.314JV2 21/4 截面:x= 1/4边梁3gl2 3 X 16.56 X 19.52M = 5

4、90>34iN m3232gl19.5Q - 一 = 16.56 X二 80.73fcjV44内梁3gl2 3 X 17,16 X 19.52乂 = 6L1.73/cAP -汛323219,5223跨中截面=83,66VQ=0x= 1/2边梁gl2 16.56 X 1曲=78L12fcjV m8 8内梁gl2 1716 X 19.5"J J =815,64fcjV 哦8 8表2-1主梁恒载内力内力截面位置x剪力Q (kN)弯矩 M (kN.m)x=0164J8(170.3)0x=l/480.73(83.66)590-34H-73)x=l/20787A2(815.64)注：括号（

5、）内值为中主梁内力3. 主梁活载内力计算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。iso130.ISO-11 11 1注【 113号梁图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叫現 _:_0 438沪"1 =| 14222（ 4）号梁13号梁1 + 0488叫灵=、=心5943.2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:195可按偏心压力法来绘制

6、横向影响线并计算横向分布系数me。2a15實 2、aii a” 1=15 =naia55v 2aii d1 - 0.40=-0.205求荷载横向分布影响线坐标本桥各根主梁的横截面均相等，梁数n=5，梁间距为1.6m，则:5'a： = (2 1.6)2 + (1.6)2 + (-1.6)2 + (-2 1.6)2 =25.60i 11号梁在两边主梁处得横向影响线竖标值:21 (2><1 6)-+ (2 丿=0.60525.602（4）号梁在两边主梁处得横向影响线竖标值:n 1 , a a 13.2X16 ”21 = + a2a1 = + =0.40n2 525.60瓦aii

7、=125 =- n妙=1 _ 16汇(-3.2)=0J 2 = 525.60=aii 33号梁在两边主梁处得横向影响线竖标值:131 = 35 =丄=0.2n322画出各主梁的横向分布影响线，并按最不利位置布置荷载:70010516016016010550/ 1802 130/18Q,1|i| i-T5吐.R&E .502 ISO2 1302 1802ffl1ft; 1甘厂iiiii二11_5Br"*:且忆.50,2 180130 18022、4号梁3号梁图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 4X 160 - x0602解得

8、x=480cm车辆荷载mcq = = 2 X080 X (460+280+150-30)=0.538人群荷载0.60480X (480+30+ 75 )=0.6842、4号梁：确定0点位置工二 4 X160 二 640cemcq =1 0.402 X X(620+440+310+130)=04690.40赢75(640+30+ 75)=0.4423号梁:mcq1 X (0.2+0.2+0.2+0.2) =0.4mcr =0.2+0.2=0.43.3荷载横向分布系数汇总表3-2荷载横向分布系梁号何载位置公路-1级人群何载备注1（ 5）号梁跨中me0.5380.684偏心压力法支点mo0.4381

9、.422杠杆原理法2（ 4）号梁跨中me0.4690.442偏心压力法支点mo0.50杠杆原理法3号梁跨中me0.40.4偏心压力法支点mo05940杠杆原理法3.4各梁弯矩、和剪力.、计算汽车荷载作用对于集中荷载，采用内插法:Pk = 180+36° 一18° 佃5-5)=238kN505计算剪力效应时：Pk =1.2 X 238=285.6kN342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 + 14h =二 11cm2u 1(160- X llX+BOXlBXn = = 41x(160-18)X 11 + 130X 18主梁抗弯惯矩

10、：J* 1a£f = X(160- 18) X ll3 4 (160 -18)X11X(41>2 + XIS-/130 f©X 1303 十 130 X 18X- 41.2) = 0.06626ni'冲击系数C40 混凝土E=3.25X 1010N/m 2单位长度梁重G=15.53X 103N/mlc=0.06626m 4主梁几何特征简支梁桥的基频32SxlO1Dx 0.06626:=431711553 x10sW冲击系数二二二二二二344均布荷载和内力影响线面积计算表3-3均布荷载和内力影响线面积计算类型 截面'、公路-I级qk (kN/m)人群qr

11、 (kN/m)影响线面积卅影响线图式M l210.53.01 I19.52e= X = 47,532 48ll/4M i410.53.03；3 X 19.513 = -X=益216.323 l/16Qi210.53.01 119.5w = -X- = 2.442 2405ql410.53.0332 9X 19.5to = -X=二 5,4?34323/4一Q010.53.019.5to = -X 1 = 9,752 21计算弯矩、讪和剪力".、二24:i心1。公路-1级车道荷载的跨中弯矩:Mi =(1 + )£叫丿抵 *«+ 1.262 X 1 X 0.538 X

12、 'vw q；：- 238 X 4.875) = 1126.6fcAT.?i人群荷载的跨中弯矩：Mi =m.:r斑如二 0.648X3X4753 = 公路-1级车道荷载的跨中剪力：Q± = (1 + ©“ 叫冷/他+加刃=1.262 X 1X 0538 X (10.5 X 2.44 + 285.6 X 05)=11434kN.m人群荷载的跨中剪力：Qi二叫厂曲=0.648X 3X2.44 = 5则血2r公路-1级车道荷载的1/4跨弯矩:Mi =(l+(i)曹1匕a+兀/)= 1262 X 1 X 0.538 XJlX 3.66)= 901.22kA?i人群荷载的1/

13、4跨弯矩:冬曲二 0.648 X 3X 4345 二 39.16RM 用公路-1级车道荷载的1/4跨剪力：Qi - (1 +小£ 叫罷如他+加刃=1.262 X 1X 0538 X (10.5 X 2.44 + 285.6 X 05)=4O431iJV.nl人群荷载的1/4跨剪力：Qi0.648X3X244 =1125y(m表3-4跨中弯矩M 1剪力Qi，四分点弯矩M 1剪力Qi2244计算表序 号截面何载类型qk 或qrP k1 +口me3或ySSiS公路10.231.20.547.53338.81126.6M i2-1586238y = 74 = 4.075787.81人群何载3

14、/0.68447.5397.5#5公路10.281.20.52.4417.39114.34#Qi2-155.662380.596.95人群何载3/0.6842.445M i4公路 -1级10.52381.2620.53843.45309.76901.227=3/16=3.66591.46人群何载3/0.68443.4589.16公路10.281.20.55.48439.09184.52Qi4-1级55.66238y=0.75145.43人群何载3/0.6845.48411.25公路10.231.20.447.53295.38982.11M l2-1级5862694.875686.732#人群何

15、载3/0.44247.53634#公路10.281.20.42.4415.1699.68Qi2-1级55.662690.584.52人群何载3/0.4422.443.23M i4公路 -1级10.52381.2620.46943.45270785.63.656515.6人群何载3/0.44243.4557.61公路10.281.20.45.48434.08160.86Qi4-1级55.662690.75126.78人群何载3/0.4425.4847.27公路10.231.20.447.53251.9837.59M l2-1级58624.875585.693人群何载3/0.447.5357.04

16、#公路10.281.20.42.4412.9280.04Qi2-1级55.6620.567.12人群3/0.42.442.92何载公路10.231.20.443.45230.31670.05M i4-1级58623.656439.74人群何载3/0.443.4552.14公路 -1级10.500 91.2620.45.48429.07138.07Qi40.75108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：4.85”4,85 l 4P85>4,85J4rrifra=42/=19.502

17、S5.6KN/m10 5KN/mm<=0.5jSmL =0,6X4人群-I1一 Q 影响线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：.【二-二二二：m变化区荷载重心处的内力影响线坐标为：/4i9y = J19.5 - y 1/195 = 0.917m影响线面积为：妙:二-二二-:在均布荷载qk作用下剪力：rfitQtu壇=(1 + D E 徐- w- my一-=1*262 X 1 X 10549iX 0538X 9.75 + 一(0A38 - 0.538) X 0,917 = 66.53kN- -在集中荷载Pk作用下剪力:点= (1 + |Q ina 比y = 1.

18、262 X1X 0.438 X 285.6 X 157 37kN则公路-I级作用下,1号及5号梁支点的最大剪力为:=0+157=224®计算支点截面人群荷载最大剪力:a% 帕"+ 2_ 叫庁=0.684 X 975 X + X 3 X 1.422 - 0.684)X 0.917=24.97kN3.5.2 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：4.85卜b4.85-,4.85z' 1 ' 1 '11 1 1ja=4*9IT芒K19.50mc=D.469公路T级m =0.442人群v=0,917-Q感响线图3-5支点

19、剪力计算图式在均布荷载qk作用下剪力:Q(u垢=(i + Qe他權a_=1.262 XIX 10.5491X 0469 X 975 +一(0.5 - 0.469) X 0,917 = 57.32kN>.在集中荷载Pk作用下剪力:则公路-I级作用下,1号及5号梁支点的最大剪力为:= 5732+13021 = 237®二 L252 Xl X 0.5 X 285.6 M - *oO,21L+%旗计算支点截面人群荷载最大剪力：aQ 礎=0.442 - 9.75 h 弓+芋 X 孑 X(0 - 0 442)X 0>917=9-9SkN3.5.3 3号梁绘制荷载横向分布系数沿桥纵向的

20、变化图形和支点剪力影响线如图y4.85>丄#/4.85>4.S51 1*a=4 一勺f=19.50”丿 扌285.6KN/m10,5KN/mI=0.4公路T级皿=0.4图3-6支点剪力计算图式在均布荷载qk作用下剪力:=1.262X IX 10.549X 0.4 X 9.75 *(0.594 04)X 0517j = 57.44kN在集中荷载Pk作用下剪力:Pk-y = 1262 XIX 0.594 X 285.6 X 1&甬=(1 +砧£ 叫T=214 Q9瞰则公路-I级作用下,1号及5号梁支点的最大剪力为:= 5Z44+21W = 27L5kN计算支点截面人群

21、荷载最大剪力:aQcr = 曲斗-齐Os -49= 0.4X975 X3 +X3X（0-0,4）X （k9W = 9kN4. 主梁内力组合依桥通规采用基本组合：傀咄魁+橫+桃Ai)永久荷载分项系数聽f 汽车荷载分项系数一.；人群荷载分项系数 私 门皿；对人群臥二0：5,结构重要性系数.表4-1 1号及5号梁弯矩剪力组合表序号荷载类型弯矩剪力跨中四分点梁端跨中四分点梁端结构自重737.125903400S0.73164,7S112901.0114.184.52224.4汽车荷载6.62234人群荷载97.589.160511.2524.971.2X (1)944.54708.410096.88197.74(5)1.4X (2)1577.241261.710160.07258.33314.16(6)0.8X 1.4