桥梁工程课程设计说明书

1、桥梁工程课程设计(25cm预应力混凝土简支T 形梁设计)设计资料1 桥面净宽：净 9.0 2 1.0m2 荷载：汽车超 20 级挂车 120人群 3.5kN /m2人行道每侧重 4.1kN / m3. 跨径及梁长：标准跨径Lb25m计算跨径L24.5m主梁全长L24.96m4. 材料(1)钢筋及钢材：预应力筋：采用j 15.24mm 钢绞线标准强度 Ryb 1860Mpa设计强度 Ry 1480Mpa普通钢筋： I 、II 级钢筋钢板：16Mn或A3钢锚具：锚具为夹片锚群（ 2） 混凝土：主梁： 50# 人行道及栏杆： 30# 桥面铺装： 30#5 施工工艺：预应力筋采用后法施工6 技术规：公

2、路桥涵设计通用规 （ JTJ021 89） 公路钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规 （ JTJ02385） 二桥梁尺寸拟定1 主梁高度： h 1.75m2. 梁间距：采用5片主梁，间距2.2m。预制时中梁宽1.6m，留0.6m后浇缝以减轻吊装重量，并能加强横向整体性，桥面板按连续板设计。3. 横隔梁：采用六片横隔梁，间距为 4.6m 3 5.0m 4.6m。4. 梁肋：跨中厚度为16cm,在梁端一个横隔梁间距逐渐加厚，由16cm加厚至40cm5. 桥面铺装：分为上下两层，下层为30#砼，中厚8.7cm，边厚2.0cm;上层为沥青砼,厚4.0cm。桥面采用1.5%横坡。6. 桥梁横断面及具体尺寸

3、： （见作图） 三.截面特性计算1. 截面几何特性预制时翼板宽度为1.6m，使用时为2.2m （或2.5m）,分别计算二者的截面特性，采 用分块面积计算。毛截面面积： AmAi毛截面中心至梁顶的距离：ysSiA毛截面惯性矩计算用移轴公式：|m Ii人（ ys）2主梁跨中毛截面（预制）几何特性如下图所示主梁跨中毛截面（预制）几何特性表分块号A (cm2)yi(cm)S(cm3)ys(cm)Ii(cm4)I x( cm4)124007.518000450007387272.9622240851904003658666.61086132.1380016513200026666.78326464.32

4、4228173876456482028.5751441512174411521115642.945812366020633731941.318397540.89注：I IiA (% ys)2 22129482.19cm4支座截面成桥阶段跨中横截面汇入下表:分块号A (cm2)yi(cm)S(cm3)ys(cm)Ii(cm4)I x( cm4)133007.524750618757615877.322240851904003658666.61944077.2380016513200026666.79585193.284228173876456338655.65144151217441152131

5、2216.1617237277055.53748816.320796019.48注：I Ii A® ys)224544835.7&m4同理可以计算不同截面的几何特性，汇总入下表截面A (cm2)S(cm3)ys(cm)106 Im(cm4)跨中中主梁预制阶段58123660206322.13边主梁预制阶段62603693405923.4使用阶段671237277055.524.54L/8中主梁预制阶段7066.247723667.524.9边主梁预制阶段74904793606427.8使用阶段7966.2483984.860.827.5支点中主梁预制阶段89566286527

6、0.227.51边主梁预制阶段94106304706729.2使用阶段985663540264.530.74距支点h/2处中主梁预制阶段8538.4599436.6670.227.04边主梁预制阶段90106036706728.8使用阶段9438.4606186.6664.230.262.检验截面效率指数Im22.13 106上核心矩：Ks34.0cmAys5812 (175 62.977)Im22 13 106下核心矩：Kxm60.5cmAys5812 62.977截面效率指标Ks Kx34.0 60.50.540.5h175对预应力混凝土T形梁，取0.450.55，表明初拟截面合理四主梁恒

7、载力计算1.主梁预制时的自重g1 （第一期恒载）此时翼板宽1.6m。（1）按跨中截面计算，主梁每延米自重（先按等截面计算）0.5 (0.60.8) 0.610.14 0.06229.052kN端横隔梁重 2 （两侧）22 25 2 0.89 1.40.5 0.26 0.014 0.5 (0.60.8) 0.61(4)g424.5每延米自重总和0.14 0.06212.2kN29.05 12.224.51.684kN / m中主梁：g10.5812 25 14.53kN/m边梁：g,0.6260 25 15.65kN/m(2) 由马蹄增高与梁端加宽所增加的重量折成每延米重：V 12 134 44

8、5715560 cm3113VI 104 445 12 92560cm33 21 1 3 V2(134 122) 445 12 227840cm33 21 3V3 12 445 12 32040cm33 23V1 V V1 V2 V3363120 cm3V2 134 12 45.5 0.5 12 12 45.5 69888cmV 4 V1 4 V2 1452980 279552 1732032 cmg2 g31732032 10 6 25/ 24.96 1.735kN/m（3）横隔梁折算成每延米重量中间横隔梁重量 1 （两侧）14 25 2 1.4 1.010.5 0.38 0.06 0.5

9、0.12 0.124中主梁：g1 gii 13边梁：g1 gi 0.5g4i 114.53 1.735 1.68417.949kN /m15.65 1.735 0.5 1.68418.227 kN /m中主梁：g20.6 0.15 252.25kN/m边梁：g20.5 2.251.125kN /m栏杆、人行道、桥面铺装（第二期恒载）g3人行道重：4.1kN/m，栏杆每侧重：1.5kN/m边梁分担：g34.1 1.5 0.5 (0.020.087) 0.04 23 1.28.18kN /m中梁分担：g3 2.2 0.5 (0.02 0.087) 0.04 23 4.73kN / m3.主梁恒载总

10、和第一期恒载g1第二期恒载g2第三期恒载g3总和g边梁18.2271.1258.1827.532中主梁17.9492.254.7324.4744.主梁恒载里计算项目Mgg MQg g QL/2L/4L/8L/4L/8支点;m(1)L2/275.0356.2732.83Q (1 2 )L/26.1259.18812.25g1中主梁13471010589110165220边梁13681026598112167223g2中主梁16912774142128边梁84633771014g3中主梁355266155294358边梁6144602685075100g中主梁1836137780315022530

11、0边梁20661549903169252337五.桥面板力计算桥面板按单向连续板计算（边梁按悬壁板计算）1悬壁板的力计算（1）荷载：恒载：翼板（取平均厚度）g1 25 1.1 （0.11 0.21）/2 4.4kN/m活载：g33.5kN / m （人行道宽1.0m）（2 ）力（支撑端，弯矩及剪力最大）Mmax 0.5© g2 g3)l20.25g3(l 0.25/2)0.5 (4.45.623.5) 1.023.5 0.25 (1.02 0.25/ 2)6.24kN mQmax(g1g2 )lg3(l0.25)(4.4 5.6)1.023.5(1.020.25)12.9kN m2.

12、主梁肋板间的力计算恒载力g （每延米）沥青混凝土桥面铺装：g0.04 1.0230.92kN /m混凝土桥面铺装：g20.02 0.0871.0 23 1.23kN/m2T 梁翼缘板：g3015021 1.0 25 4.5kN/mg g1 g2 g30.92 1.23 4.56.65kN / m该T形梁属窄肋T形梁，故取I 2.2m(1)汽一超20作用下的力计算：查规得a20.2m， b20.6m铺装层厚 H 0.04 0.02 0.087 0.0935m2a1 a2 2H 0.387m， b| b2 2H 0.787m轮载在跨径的中心时，a a1 I /30.387 2.2/3 1.12m2

13、I/3 1.467m，取 a 1.467m轮载在板的支承处时，aa1 t 0.387 0.15 0.537m l /3 0.73m，取 a 0.73mA .跨中弯矩(即最大弯矩)计算Mop (1) (l “)2.8kN m8a 2Mog gl2/84.023kN mM 1.2M og 1.4M°p 44kN m0.75M030.8kN mQt/h 1/4, M 中 0.5M 0 22kN m, M 支1Q支 1.2 qgi。)1.4(1)(Ayi 阴2 Ay Z 113氷N(2)挂车一120力计算挂车一120车轮的轴重P300kN查规得a20.2mb20.5m，又H 0.0935m得

14、a1a22H0.220.09350.387mb1b22H0.520.09350.687m轮载在跨径中间时 a a1 l /30.3872.2/31.12m1.2m又 a 2l /31.46m，故取 a 1.46ma a1 t 0.387 0.150.537 l /30.73m，故取 a 0.73mA 跨中弯矩计算(共有三个车轮进入板的计算跨径，并对称)M°p 2(Ay1 A2y2 A3 y3)66.462kN mMo 1.2Mog 1.4Mop 77.996kN m73 10894%60%，故系数提高3%77.996Mo 1.2 4.073 1.13 66.46279.99kN m由

15、于 t/h 1/4，故 M 中 0.5M。39.995kN mM支 0.7M。-55.993kN mB 支点剪力计算(共有三个车轮进入板的计算跨径)跨径：Q支p 59.079kN , Q支g ql0/26.783kNQ支 1.2Q支g 1.1Q支p 1.2 6.783 1.1 59.07973.126kN11 59 079 89%60%，故系数提高3%73.126Q支 1.2Q支g 1.13Q支p 1.2 6.783 1.13 59.07974.9kN力汇总：最大弯矩为挂车荷载控制M中39.995kN m , M支-55.993kN最大剪力为汽车荷载控制Q支113.5kN六主梁荷载横向分布系数

16、计算按刚性横梁法计算荷载横向分布系数，绘制各主梁的横向分布影响系数。丨1 1 1APPPr2.T匚-A-号梁IL-丄A号梁1 . 1 1 -技 c.'； C.P ”号梁UJ? 0.-O._U 上1 对于1号梁0.4680.4681汽一超20：按三道布载 mcq0.6，折减后mCq0.78 0.6按两道布载m：q22 0.341 0.6818故按两道布载mcq0.6818挂一100： mcg 0.3954人群：mcr0.65452 .对于2号梁1汽一超20:按三道布载ircq0.6，折减后mcq0.78 0.6按两道布载m：q20.5409故按两道布载mcq0.5409挂一100： mc

17、g 0.2977人群：mcr0.42733. 对于 3 号梁：mcq0.468 ,mcg0.2, mcr 0.24. 对于 4 号梁：mcq0.5409 ,mcg0.2977 ,mcr0.4273横向分布系数汇总表荷载类别12345mem°mem°mem°mem°mem°汽一超200.68180.40910.54090.79540.46080.79540.54090.79540.68180.4091挂一1200.39540.19320.29770.59100.20.59100.29770.59100.39540.1932人群0.65451.27

18、270.427300.200.427300.65451.2727七.主梁活载力计算1.各主梁跨中截面活载力表1号梁2号梁3号梁4号梁5号梁汽一超20M max(kN m)17101400122514001710Qmax(kN)12510592105125挂一100M max(kN m)22771714115217142277Qmax(kN)212159107159212人群M max(kN m)17411152111174Qmax(kN)7.44.32.04.37.42.梁L/4截面活载力1号梁2号梁3号梁4号梁5号梁汽一超20M max(kN m)1300114497511441300Qma

19、x(kN)236187159187236挂一100M max(kN m)20191520102115202019Qmax(kN)329248166248329人群M max(kN m)135934193135Qmax(kN)11737113 梁L/8截面活载力1号梁2号梁3号梁4号梁5号梁汽一超20M max(kN m)839750660750839Qmax(kN)274245215245274挂一100M max(kN m)1118100474510041118Qmax(kN)365328243328365人群M max(kN m)7437173774Qmax(kN)21146.514214

20、支座处剪力计算1号梁2号梁3号梁4号梁5号梁汽一超20Qmax(kN)276234329234276挂一100Qmax(kN)344491428491344人群Qmax(kN)231571523八主梁力组合1 按极限承载能力状态设计时序号荷载类别弯矩剪力L/8L/4L/2梁端L/8L/4（1）恒载90315492066337252174（2）汽车荷载83913001710276274236（3）挂车荷载111820192277344365329（4）人群荷载74135174232111（5）汽+人91314351884299295247（6）1.2恒载108418592479404302209

21、（7）1.4 （汽+人）127820092638419413346（8）1.1挂123022212505378402362（9）（6）+（7）236238685117812715555（10）（6）+（8）231440804984782704571（11）（7）/（9）54%52%52%51%58%62%（12）（8） / （10）53%54%50%48%57%63%（13）提咼后的（9）236238685117823715555（14）提咼后的（10）233641205029789711581控制设计的计算力236241205117823715581其他各主梁力组合表1号梁提咼后的（9）23

22、6238685117823715555提咼后的（10）2336412050297897115811号梁控制设计的计算力2362412051178237155812号梁提咼后的（9）208634164405723638456提咼后的210633864165917642462(10)2号梁控制设计的计算力2106341644059176424623号梁提咼后的(9)195031374071837585318提咼后的(10)1816280735128465473023号梁控制设计的计算力1950313740718465853184号梁提咼后的(9)208634164405723638456提咼后的(

23、10)2106338641659176424624号梁控制设计的计算力2106341644059176424625号梁提咼后的(9)236238685117823715555提咼后的(10)2336412050297897115815号梁控制设计的计算力236241205117823715581控制设计的计算力236241205117917715581九主粮挠度计算1短期荷载作用下主梁挠度计算(1)汽车荷载引起的主梁挠度弯矩M P1空 1481.8kN m1.154挠度fp1482450020.85 3.5 1041481也 11.8mm(10426.35)盍 40.8mm(2)挂车荷载引起的

24、主梁挠度fP2224500227748 0.85 3.5 10426.35 10418.2mm()49 mm500(3)梁自重与二期、三期恒载作用引起的挠度5g 4824500240.85 3.5 102066426.35 1016.5mm()预拱度通常取(fgif)(16.5 - 18.2)25.6mm225.6mm十.支座设计1 初选支座平面尺寸根据容许应力法的设计原则，设计控制支座反力应取如下两种情况的较大者，即:Nmax maxN0 Nq r,( ND Ng)/1.25max247203,(247208)/1.25450kN初选GJZ180 250h系列支座，该支座的容许承载力为450

25、kN，取180mm为横桥向，纵桥向长250mm2 初选支座高度主梁的计算温差为35 C，伸缩变形为两端支座的均摊，则每一支座承担的水平位115移为 Dt l 1.0 10 5 35 25 4.4mm2 225m梁上作用的车队重 620kN，制动力为620 0.162kN<550 0.3 165kN。故取制动力为165kN。165由重车制动力控制，每支座分担的水平力为Ht 16.5kN5 2t 2 D 2 4.48.8mm支座橡胶层总厚必须满足:0.7Ht8.75mm2Gabt 0.2a0.2 250 50mm8.8mm t 50mm成品板式橡胶上、下层橡胶片厚度为2.5mm，中间层厚 5

26、mm，钢板厚2mm，取h 28mm，含四层钢板，橡胶层总厚度t 2 2.5 3 35 50mm的支座，满足以上条件，故初选支座高度 h 28m m,同时支座最大平均压缩变形N tEAE (530s 4181(530 10.47 418)盘 513.1Mpa，其中sab2t(a b)200 1802 5 (250 180)10.47，0.39mm，S 0.05 t 0.05 20 1.0mm则有 s 450 103 20513.1 250 180满足要求。3 制作偏移验算汽车与人群加上部结构恒载反力引起的反应平均压缩变形N tEA450 103 20513.1 250 1800.39mm由梁的挠度与梁端转角的关系得4理2墮 3385 EI 16 24EI 16挠度f中13.2mm，贝U1S>S a 0.392满足要求，即支座不会脱落。4支座抗滑移验算16 13.25 24.5 1031-0.00172 25020.00172rad0.175mm在无活载作用时，NdP1.4GA，又 t0.3