桥梁工程设计

1、目录1设计资料22设计内容43设计计算43.1各种参数计算 43.2桥面板内力计算 5单悬臂板内力计算5铰接悬臂板内力计算 63.3主梁内力计算 73.4横隔梁内力计算 143.5挠度、预拱度计算 64参考文献175致谢186图纸196.1桥梁总体布置图196.2横断面图206.3 一般构造图216.4墩台构造图221. 设计资料1.1主梁细部尺寸单片主梁的梁宽为2.02m,其细部尺寸如图所示。1.2桥梁净空净 9+2 X 1.00m1.3主梁跨径和全长标准跨径 =30.00m；计算跨径l=29.14m ;预制全长 全=29.96m1.4上部结构主梁布置图. 220 220. 220 220

2、8i00- -009O10O%才O%才图2上部结构横断面构造图154-Pr1541515 2=7.52 射 $2=1498图3主上部结构纵断面构造图1.5设计荷载公路一I级，人群荷载3.01.6材料主梁：混凝土强度等级 C45,容重26;桥梁铺装为C30混凝土垫层厚7.016cm,容重24，沥青混凝土厚3cm容重241.7设计方法杠杆原理法、偏心压力法、极限状态法1.8设计依据公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)混凝土结构设计规范(GB 50010-2002 )公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范(JTG D62-2004)2. 设计内容2.1桥面板内力计算计算T梁翼板所构成的

3、铰接悬臂板的设计内力2.2主梁内力计算2.2.1 计算各主梁的荷载横向分布系数。2.2.2 计算主梁在荷载作用下跨中截面的弯矩、支点和跨中截面的剪力。2.2.3 进行主梁内力组合，并画出主梁弯矩包络图和剪力包络图。2.3横梁内力计算2.4挠度、预拱度计算计算主梁跨中的挠度，并考虑是否需要设置预拱度2.5图纸绘制(利用AutoCAD软件绘制3张A4图纸)(1) 桥梁总体布置图：绘出平、纵、横三视图。(已知6垮简支梁桥连续，采用柱式桥墩、重力 式U形桥台，各垮主梁横断面和纵断面布置图如图所示，桥墩、桥台和基础尺寸自拟)(2) 主梁一般构造图：主梁各部分的构造3. 设计计算3.1各种参数计算3.1.

4、1 主梁自重主梁截面面积：S=0.6935主梁重力集度：g=SX 丫 =0.6935 x 26=18.031kN/m横隔梁横隔梁截面面积：S=1.3468体积：V=Sh=0.15X 1.3073=0.2020重量：总重量：总总、3.1.3 栏杆与人行道面积：重量：3.1.4 主梁翼缘板平均厚度( )3.1.5 桥面三角垫层面积与平均厚度3.1.6 面层沥青平均重度3.2桥面板内力计算单悬臂板内力计算1 )恒载计算(2) 活载计算人人3) 内力组合悬悬人(322铰接悬臂板内力计算1恒载计算A、每延米恒载g沥青：混凝土垫层：翼缘板自重：所以:g= + +0.72+2.76+4.16=7.64KN/

5、mB、每米宽板的恒载内力2)车辆荷载计算公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)可知后轮着地：=0.2m；=0.6m；A、单个车轮作用时有：b= +2h=0.6+2X( 0.115+0.03 ) =0.89ma= +2h+2 =0.2+2 X 0.145+2 X 1.01=2.51m作用在每米宽板条上的弯矩为：图5铰接悬臂板内力计算图KN- m作用在每米宽板条上的剪力为:KN注：公路桥涵设计通用规范规定在设计 T梁悬臂板时冲击系数 取0.3B两个车轮同时作用时有：b= +2h=0.6+2X( 0.115+0.03 ) =0.89ma= +2h+d+2 =0.2+2 x 0.145+1.

6、4+2 x 1.0仁3.91m作用在每米宽板条上的弯矩为：KN- m作用在每米宽板条上的剪力为:KN经计算分析，当两个后轮同时作用在铰接悬臂板上时活载内力最大。3）内力组合悬=xx悬=xx3.3主梁内力计算结构重力集度分别考虑预制自重和桥面铺装、人行道栏杆重力集度。1） 按跨中截面计算预制梁每延米重力集度：=2） 横隔梁、桥面铺装、栏杆、人行道等分摊给5片梁的荷载集度:结构自重产生的内力跨中弯矩：-支点剪力：亠（=-冲击系数计算1）简支梁基频：经计算得 =0.261655637997, G= =31.5498 xN/m,查表得 E=3.35MPa，代入其他相关数据，从而计算出=3.0524且

7、1.5HZ f=3.0524 14HZ2) 1 + 卩=1+0.17670.0157 1.18HZ各主梁的跨中荷载横向分布系数计算：本桥的宽跨比为：B/L=9/29.14=0.30890.5属于窄桥桥的横向连接刚度比较大，跨中处按偏心压力法计算，其中:n=5=48.4A、第一片梁的影响线竖标值B、第二片梁的影响线竖标值C、第三片梁的影响线竖标值1、2、从而绘制出1、2、3、4、5号梁的横向影响线如图所示，按横向最不利布置车轮荷载得出3、4、5号梁跨中位置处汽车、人群荷载作用下的横向分布系数如下：A、第一片梁的跨中横向分布系数B第二片梁的跨中横向分布系数C第三片梁的跨中横向分布系数130ISO1

8、30ISOAq 1365011801号契跨中影响线2号梁跨中影响线00. 427B 0-.381&24043号婺跨中影响线I:.20图6.偏心压力法计算荷载横向分布系数简图335支点的荷载横向分布系数计算（注：采用杠杆原理法进行计算，见图）A、第一片梁的支点横向分布系数B、第二片梁的支点横向分布系数C、第三片梁的支点横向分布系数n-S8PO130180130图7.杠杆原理法计算荷载横向分布系数简图表1.横向分布系数汇总表何载1号梁2号梁3号梁类别车辆何载0.60.40910.59080.79540.60.7955人群何载0.65451.27270.427300.40计算汽车、人群荷载内

9、力通过以上计算分析可知，第一片梁的横向分布系数最大，说明第一片梁在按最不利荷载情况下,最危险。又因各片主梁的特性一致，所以只需对第一片梁进行弯矩、剪力计算。在内力计算时，对于横向分布系数得取值做以下考虑：计算弯矩时，均采用全跨统一的荷载横 向分布系数 ；求支点截面剪力时，由于主要荷载集中在支点附近而应考虑支承条件的影响，考 虑横向分布系数沿桥垮的变化影响公路一I级，10.51) 跨中弯矩2) 支点剪力因，贝UE-由一=0，得：x=6.948m a=4.85m,取 a=4.85m=0.9445内力组合1)弯矩组合2）剪力组合主梁弯矩与剪力包络图主梁跨中的最大弯矩见前述内容，要绘制主梁弯矩包络图和

10、剪力包络图，还需要计算主梁1/4跨处的最大弯矩、剪力和主梁跨中剪力等。1）跨中剪力计算（最不利位置在荷载只满布半跨结构上）内力组合:2）1/4跨弯矩计算A、恒载弯矩计算:B、 活载弯矩计算:内力组合:3) 1/4跨处剪力计算A、恒载剪力计算：B活载剪力计算：E(内力组合：简支梁弯矩包络图和剪力包络图支点：M=0V1/4 跨：V跨中：V3.4横隔梁内力计算横隔梁自重较小，此处不计算，仅计算活载作用下横隔梁的内力 计算过程如图所示，则有：弯矩的影响线竖标1.8699剪力的影响线竖标1.355横隔梁跨中荷载布置图如图所示，则有：（）（）30 kZ30ISOfc Hi301'7tt I则横隔梁

11、最大剪力和弯矩：E ()3.5挠度、预拱度计算主梁结构自重最大弯矩为3348.7688KNm汽车作用最大弯矩（不计算冲击）为1877.5413KNm,人群作用最大弯矩为208.4107KN- m公桥规规定：验算主梁变形时，不计入结构自重的长期挠度，汽车不计冲击。则由可变荷 载频遇值产生的跨中长期挠度为：C50混凝土，取。按全预应力混凝土，取 B=0.95EI。公桥规规定：荷载短期效应组合并考虑荷载长期效应影响，产生的长期挠度超过计算跨径1/1600时，应设置预拱度。预拱度值等于结构自重和1/2可变荷载频遇值所产生的长期挠度4参考资料(1) 沈蒲生主编.混凝土结构设计原理北京：高等教育出版社，2005(2) 王丽荣主编.桥梁工程.北京：中国建材工业出版社，20052004中华人民共和国(3) 公路桥涵设