桥梁工程课程设计

1、桥梁工程课程设计01819桥梁工程课程设计任务书题目：装配式钢筋混凝土简支T梁桥计算1 .课程设计教学条件要求桥梁结构课程设计是土木程专业（交通土建）桥梁工程实践环节课，通过设计进一步巩固桥梁结构基本原理和基本知识，以及桥梁构造，培养设计动手能力，初步学会运用桥梁设计规范，桥梁标准图，估算工程材料数量，完成桥梁总体布置图的技能。并为毕业设计以及今后专业工作中奠定必要基础。本课程设计要求学生在一周的时间内通过指导教师的指导，完成任务书中的全部内容，学生通过本课程的设计练习，使学生掌握钢筋混凝土简支T梁设计计算的步骤和方法，学会对T梁进行结构自重内力计算、汽车荷载和人群荷载内力计算、内力组合；在汽

2、车和人群荷载内力计算时,学会用偏心受压法和杆杠原理法求解荷教横向分布系数。2 .课程设计任务3 .1设计资料1桥面净宽净-8+2X0.7而人行道2主梁跨径及全长标准跨径1尸20.00m（墩中心距离）1 / 22桥梁工程课程设计01819计算跨径1二19.50m（支座中心距离）主梁全长1行19.96m（主梁预制长度）3设计荷载汽车II级；人群荷载3.OkW4材料m钢筋：主筋用II级钢筋，其他用I级钢筋。混凝土：25号5桥面铺装：沥青表面处治厚2cm（重力密度为23KN/）,C25混凝土垫层厚612cm（重力密度为24KN/m3）,C30T梁的重力密度为25KX/m3。2 / 22正梁工程课程啊0

3、18 12c横剖面纵剖面A=10cm,B=14,C=19cm2.2、计算内容1行车道板的内力计算和组合2计算主梁的荷载横向分布系数用杠杆原理法求支点截面的横向分布系数，用偏心压力法求跨中截面的横向分布系数。2 / 22桥梁工程课程设计018193主梁内力计算4横隔梁内力计算5主梁配筋6主梁变形验算3 .课程设计报告书主要内容计算说明书包括:行车道板的内力计算和组合；主梁的荷载横向分布系数的计算;主梁内力计算；横隔梁内力计算、配筋；主梁变形验算。钢筋布置图4 .课程设计要求（1）学生按时到课程设计指定地点签到，遵守课程设计纪律。（2）学生独立完成课程设计任务。指导教师分时段验收学生完成的阶段任务

4、。（3）学生按时提交课程设计成果和打印的课程设计报告书。5 .课程设计参考资料1公路桥涵设计通用规范（JTG-D60-2004）.人民交通出版社，20042公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范（JTG-D60-2004）.人民交通出版社，20043姚玲森，桥梁工程.出版社：人民交通出版社，19934范立础，桥梁工程（上、下册）.出版社：人民交通出版社，1996撰写者：王晓琴指导教师:课程设计评分表评分标准：1 .学生是否严格遵守课程设计纪律,按照规定时间完成设计任务（占30%）2 .课程设计报告书质量：（占40%）（1）是否采用了良好的设计方法，独立完成课程设计。（2）课程设计各分段的

5、任务是否按时完成及完成的质量。（3）是否完成课程设计任务书指定的全部要求。3 .课程设计报告书的撰写规范（占30%）课程设计报告书的撰写规范要求与毕业设计（论文）的要求相同。教师评分：1 .学生出勤得分：2 .内容质量得分：3 .撰写规范得分：最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）：教师评语:签字日期;年月日11 / 22桥梁工程课程设计一设计资料1桥面净宽净-8+2X0.75m人行道2主梁跨径及全长标准跨径1户20.00m（墩中心距离）计算跨径1=19.50m（支座中心距离）主梁全长1行19.96m（主梁预制长度）3设计荷载（学号125号）汽车II级；人群荷载3.OkN学二（学号26

6、50号）汽车I级；人群荷载3.OkW4材料M钢筋：主筋用I【级钢筋，其他用【级钢筋。混凝土：25号5桥面铺装：沥青表面处治用2cm（重力密度为23KN/m3）,C25混凝土垫层厚9cm（重力密度为24KN/）,C30T梁的重力密度为25KX/m:6T梁简图如下：横剖面纵剖面A=10cmB=14cmC=19cm二设计步骤与方法1、行车道板计算(1)结构自重及其内力1)每延米板上的结构自重g沥青表面处治0.02xl.0x21=0.42kN/mC25混凝土垫层0.06xl.0x23=1.38kN/mT梁翼板自重0.08+0.14ucreNT,xl.Ox25=2.75kN/m2合计4.552)每米宽板

7、条的恒载内力=-1x4.55x0.82=-1.46kN-mQar=g/()=4.55x0.8=3.64kN(2)汽车车辆荷载产生的内力将车辆荷载后轮作用于较缝轴线上，后釉作用力为140kN,轮压分布宽度如图，车辆荷载后轮着地长度为。2=0-m,宽度b）=0.60m则+2”=0.2+2x0.08=0.367、,.,、1/荷载对于悬臂梁根部的有效分布宽1八="+2H=0.6+2x0.08=0.76/?度: = +" + 2/0 = 0.36 + 1.4 +1.6 = 3.36/n由于这是汽车荷载局部加载在T梁的翼缘板上，故冲击系数取1 + = 1.3作用于每米宽板条上的弯矩为,

8、c 140=-1.3x4x3.36= -8,26kNm作用于每米宽板条上的剪力为:n140 x 2Q =（i + /）2_ = L3x= 27.08kN （3）内力组合4a4x3.361）承载能力极限状态内力组合计算Mud =1.2 +1.4M/u, =1.2x(-1.46) + 1.4x(-8.26) = -13.32kNmQlld = 1.2QA; +1 .4Qa? = 1.2x 3.64 +1.4x 27.08 = 42.28kN助以'Mul =13.32kNm 行车道板的设计内力为udQud =42.28kN2）正常使用极限状态内力组合计算Mud =加入 + 0.1MAc =

9、(-1.46) + 0.7 x (-8.26) = -7.24kN -mQud = Qa, + °7Q * = 3.64 + 0.7 x 27.08 = 22.60kN2、主梁内力计算1）利用公式22 22=与一”却-2”主梁©=0.18x1.3+°"X一°4(1.6-0.18)x25=9.76kN/m、2J_横隔梁对于边主梁g?=,=0.03f0.08+0.141f1.6-0.18u251-xB>x0.02x5xL2)I2)19.50，kN/m对于中主梁g；=2x0.8=1.6kN/m桥而铺装层g3=0.02xl0.5x21+。，&qu

10、ot;；。"x7x241&=4.19kN/m栏杆和人行道g4=5x2/5=2kN/m合计对于边主梁g=Z&=ll+09+4.19+2=18.09kN/m对于中主梁g=11+1.8+4.19+2=18.99kN/m表表（2）剪力Q(kN)弯矩X(kN-m)x=0。=1122x19.50=176.42(185.2)M=0(0)1X=4八18.0919.5、scQ=-x(19.5-j)=132.3(138.9)A,18.0919.5fJO.19.5)M=x19.5-2414J=644.9(676.96)1x=2e=0（0）M=-xl8.09xl9.52=859.98(902

11、.6)2）计算活载（车道荷载）和人群荷载引起截而内力（跨中弯矩、支点剪力和跨中剪力）。1号梁对于汽车荷载机0=Z=3X冲y=0.472对于人群荷载G=% =0.375 + 0.4 + 1.8L8= 1.432号梁对于汽车荷载=Z枣=:X（）+工+。,=0.611221.8对于人群荷教%=%=0（由于是出现负的，取零，出于安全考虑）run3号梁对于汽车荷教机勿=0.639对于人群荷载=。支点剪力15梁1x19.5x1x18.09=176.38234梁2=_Lxi9.5xlxl8.99=185.15kN注：括号()内值为中主梁内力。22.2计算荷载横向分布系数当荷教位于跨中时此桥在跨度内设有横隔板

12、，具有强大的横向联结刚性，且承重结构的长度比为°=竺=2.17>2可按刚性横梁法绘制影响线并计算横向分布系数儿，B5x1.8Q本桥各根主梁的横向截面均相等，梁数"5,梁间距为2米。5k22,2,2,2,2=ax+a3+4+asr-l=(2xl.8)2+1.82+0+(-1.8)2+(-2x1.8)2=32.4m2=T°jj桥梁工程课程设计01819_L£0J0UiD00uaUJ_112/221号梁=-0.201%2_1(2xl.8)2_nAn_1如=一十-=三十-=°6°75=-2532.4ni=l桥梁工程课程设计0181923

13、 / 22由九、九绘制1井梁的横向影响线，如上图及最不利荷载位置对于汽车荷载miql=(5.3+3.5+2.2+0.4)=0.633对于人群荷载225加=77r=xr=(5.4+0.4+0.375)=0.6862号梁x5.416.48=1532.416.48八=0。2532.4lll772P也绘制2#梁的横向影响线，如上图及最不利荷载位置对于汽车荷教?"2='上(53+3.5+2.2+0.4)=0.4222259对于人群荷载叫日=%=包巧=3(5.4+0.4+0.375)=0.457-x5.43号梁=+0=0.2735=，+""=1-0=0.25小G25由

14、八、7735绘制3#梁的横向影响线，如上图及最不利荷载位置对于汽车荷载33=，.（°.2x4）=0.422对于人群荷载*3=7=0.2+0.2=0.4横向分布系数梁号荷载位置公路【级人群荷教1跨中叫.0.6330.686支点"7。0.4721.4312跨中心0.5170.443支点，%0.61103跨中叫.0.40.4支点，%0.63902.2.2计算控制裁面的跨中弯矩、支点剪力和跨中剪力1 .均布荷载和内力影响线面积计算均布荷载和内力影响线面积计算表公路-n级人群影响线面积影响线图式M/210.5x0.75=7.8753.0x0.75=2.25Q=-/28=47.53m2

15、0/27.8752.25C=2.438m7.8752.25Q=9.75m2 .公路-n级中集中荷载匕计算3601RG计算弯矩效应时”=。.75180+一(19.5-5)=178.5kN505计算剪力效应时&=1.2x178.5=214.2kN3 .计算冲击系数4结构跨中处的单位长度量：A=0.19x13+(1.8-0.19)x0j4-a19=0.44m2G0.44x25，,c=1.12kg/主梁截面形心到T梁上缘的距离：v=011x(1.8-0.19)x(0l/2)+L3x0/9x(L3/2)=04m跨中截面惯性矩：0.11x(1.8-0.19)+13x0.19z=(1.8-O.19)

16、xO.ll3+(18_019)x0.11x(0.4-)23122查表C25混凝土E取+().19xl.3+o.l9xl.3x(-0.4)2=0.07148m41222.8xl0I0Par4eT3.14J2.8xlOloxO.O71148cC1Uf=-|-=-Ai=5.51Hz21-in,2x19.5'1120=0.1767Inf-0.0157=0.2861 .则冲击系数2 .1+=1.286因双车道不折减，故彳=13 .跨中弯矩加“2计算由于跨中弯矩横向分布系数1#、5#梁最大，所以只需计算1#、5井梁的弯矩，计算如下：(1)对于1#梁公路一II级汽车活载的跨中弯矩：s汽=m2=a+)

17、切。(-c+Pky)195=1.286x1x0.633x(7.875x47.53+178.5x)4=1013.06kNm人群荷载的跨中弯矩：S,=Mi/2=mcri-=0.686X3x47.53=97.82kNm(2)对于2#和4#梁公路一H级汽车活载的跨中弯矩：S汽=M2=(1+)切%2«kQ+PQ)=1.286xlx0.517X(7.875x47.53+178.5x)人群荷载的跨中弯矩:4=827.41kN-mS)=Mir=mcrl-qr£l=0.443x3x47.53=63.17kN-m(3)对于3#梁Lite上，1 .公路一H级汽车活教的跨中弯矩：5汽=M2=(1+

18、)切力3.(必。+&')19'2. =1.286xlx0.4x(7.875x47.53+178.5x)人群荷载的跨中弯矩：4=640.16kNm3. S人=M2=%73分C=0-4x3x47.53=57.04kN-m跨中剪力计算(1)对于1#和5#梁公路一II级汽车活教的跨中剪力：S汽=。2=(1+4)切1(cIkC+Pk、)=1.286x1x0.633x(7.875x2.438+214.2x0.5)人群荷载的跨中剪力：=102.81kNSk=Ql/2=incrl-q,.Q=0.686x3x2.438=5.02kN(2)对于2#和4#梁公路一II级汽车活载的跨中剪力：S

19、汽=0/2=(1+).夕.(夕kC+PQ)=1.286xlx0.517x(7.875x2.438+214.2x0.5)人群荷载的跨中剪力:=83.93kNS人=mcr2分。=0.443x3x2.438=3.24kN(3)对于3#梁4. 公路一H级汽车活教的跨中剪力：s汽=a+)夕.+pky)5. =1.286xlx0.4x(7.875x2.438+214.2x0.5)人群荷载的跨中剪力：=64.97kN1.S)、=mcr3%。=0.4x3x2.438=2.93kN支点剪力。计算横向分布系数变化区段的长度=9-4.85=4.9m2一，1A附加三角形重心影响线坐标：y=x19.5-X4.9/19.

20、5=0.916<3,(1)对于1#和5#梁公路一II级汽车活载的支点剪力：Qo均=(1+")苫."一次即)'49=1.286x1x7.875x0.633x9.75+x(0.472-0.633)x0.916=58.71kN=(1+)JinOqPKy=1.286x1x0.472x214.2x1=130.02kN=Qo均+00集=58.71+130.02=188.73kN人群荷载的支点剪力：。,=*l,V4Q=0.686x3x9.75+x(1.431-0,686)x3x0.916=25.08kN(2)对于2#和4#梁公路一II级汽车活载的支点剪力：。均=(1+)&q

21、uot;夕J"。+3(“2一人g2)>149=1.286xlx7.875x0.517x9.75+x(0.6ll-0.517)x0.916=53.19kNQou：=(1+jli)PKy=1.283x1x0.611x214.2x1=167.91kNQo=&均+。0集=53.19+167.91=221.IkN人群荷载的支点剪力:Qor=°C+g(，0r2一%2)%4Q=0.443x3x9.75+x(0-0.443)x3x0.916(3)对于3#梁2=9.98kN公路一II级汽车活教的支点剪力：。0均=(1+)4.以%3c+5(脑3一小)y49=1.286xlx7.8

22、75x0.4x9.75+x(0.611-0.4)x0.9162=44.29kN。集=(1+)/=1.283Xlx0.639x214.2x1=175.61kNQ。=。均+。型=44.29+175.61=219.90kN人群荷教的支点剪力：<2or=.。5(加3一*3)分?4Q=0.4x3x9.75+x(0-0.4)x3x0.9162.4荷载组合2=9.0IkN=几（2>尴筑+%人.+4Z/0s期）r-l；-2其中%=1,2，为=14，=1.4,=1.0,（f>c=0.8跨中弯矩组合梁#恒载(KN*m)活载（KNm）组合值（KNm）汽车人群1、5748.621013.0697.8

23、22394.92、4783.79827.463.172149.43783.79640.1657.041898.6跨中剪力组合梁#恒教（KN）活载（KN）组合值（KX）汽车人群1、50102.815.02149.22、4083.933.241213064.972.9394支点剪力组合梁#恒教（KN）活载（KN）组合值（KX）汽车人群1、5153.56188.7325.08476.22、4160.78221.19.98513.53160.78219.909.01510.84横隔梁的计算4.1 确定作用在中横隔梁的计算荷载:nrrTTrninrrTTirr纵向一列车轮对于中横隔梁的计算荷载为：计算弯

24、矩时P叫=耳/。+Pky)=-(7.875x-x4.85x2xl+l78.5xl)=l08.35kN222Por=%。=2.25x4.85x2x；=10.9kN计算剪力时P=1(7.875x1x4.85x2x1+1.2x178.5x1)=126.2kN4.2绘制中恒隔梁的内力/22影响线P=1作用在1#梁时：=如x1.5"+小x°.5"-1x1.5d=0.6xl.5xl.8+0.4x0.5xl.8-lxl.5xl.8P=l作用在5#梁时:=-0.72力5"=；,5X1.56/+如x0.5"=-0.2xl.5xl.8+0=-0.54P=1作用在3#梁时：=i3xl.5d+如x054=0.2xl.5xl.8+0.2x0.5x1.8=0.