《桥梁工程》课程设计

1、桥梁工程课程设计学生姓名学号教学院系专业年级指导教师职称单位2017年7月目录1.设计资料11.1题目11.2设计资料11.3设计内容11.4参考资料1计算说明书12.1各种参数计算12.2桥面板内力计算11设计资料1.1题目1. 装配式预应力混凝土简支T形梁桥计算1.2设计资料主梁细部尺寸2. 单片主梁的梁宽为1.78m,其细部尺寸如图11所示图1-1单片主索示意图桥梁净空3. 一净14+2米（如图12所示）图1-2桥梁横断面示意图跨径和全长（如图13所示）图1-3主梁iZ面图标准跨径主梁收加；计算跨径295om；预制全长1全29.96m；上部结构主梁布置图（如图1-4所示）（单位：cm）1

2、804020404020顷图1Y主梁布置图设计荷载2公路1级，人群30KNm。4. 材料5. 主梁：混凝土强度等级C50,容重26KN/m3；桥梁铺装为C25混凝土垫层厚6.5*17cm，容重25KN/m*沥青混凝土厚2cm容重24KN/m。3设计方法杠杆原理法、偏心压力法和极限状态设计法等。6. 设计依据(1) 公路桥涵设计通用规范(JTGD602015)；(2) 混凝土结构设计规范(GB50010-2010):1. 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范(JTGD62-2004)1.3设计内容桥面板内力计算2. 计算T梁翼板所构成的皎接悬曹板和悬皆板的设计内力主梁内力计算1) 计算各主梁

3、的荷载横向分布系数；2) 计算主梁在荷载作用下跨中截面的弯矩、支点和蹬中截面的剪力：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。4. 横隔梁内力计算挠度、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。5. 图纸绘制（利用AutoCAD软件绘制至少3张A4图纸，可以从以下几个方面考虑）。1. 1.4参考资料姜福香主编.桥梁工程.北京：机械工业出版社，2016姚玲森主编.桥梁工程北京：人民交通出版社，2013刘立新主编.混凝土结构设计原理.武汉：武汉理工大学出版社，2011叶见罟主编.结构设计原理.北京：人民交通出版社，2017黄侨主编.桥梁混凝土结构设计原理计算示例.北京

4、：人民交通出版社，2006贺金打编着.桥梁工程设计计算方法及应用.北京：中国建筑工业出版社，20101. 计算说明书2.1各种参数计算主梁自重主梁截面面积：S8099cm30.8099nP主梁重力集度:gS260.809921.0574kN/m横隔梁横隔梁截面面积：s10050.5cm21.00505m3体积：VSh1.005050.180.18909m3总重量：M1=4.703634752=329.25438kN;重量:MV260.189094.703634kN3. 栏杆与人行道面积:S0.1010.301.6=0.58m2重虽:M0.5829.14225845.0&N4. 主梁翼缘

5、板平均厚度5. 桥面三角垫层面积与平均厚度6. 面层沥者平均重度2.2桥面板内力计算2.2.1单悬骨板内力计单悬骨板内力计算图示如图2-1所示(1) 恒载计算(以纵向1m宽板进行计算)Qg何1)柜Qg(154.624)0.806.252-1单悬曾板活载计算(3)内力组合222钗接悬皆板内力计算铉接悬骨板内力计算图示如图2-2所示(1)恒载计算(以纵向1m宽板进行计算) 每延米恒载g：车辆荷载计算根据车辆桥涵设计通用规范(JTGD60-2015)可知，后轮着地:ai0.2m;b0.6m; 单个车辆作用时有作用在每米宽板条上的弯矩为作用在每米觅板条上的剪力为 两个车辆同时作用有作用在每米宽板条上的

6、弯矩为作用在每米宽板条上的剪力为经计算分析，当两个后轮同时作用在跤接悬皆板上时活载内力最大。(3)内力组合2.2.3主梁内力计算结构重力集度分别考虑预制梁自重和桥面铺装、人行道栏杆和重力集度、(1)按跨中截面计算预制梁每延米重力集度:g.21.0574kN/m横隔梁、桥面铺装、栏杆、人行道等分摊给6片梁的荷载集度：结构自重产生的内力跨中弯矩：Mgg2)l(2A(14.133221.0574)29.1$3735.2165cNgm支点简历：Vg11©g2)Io(14.133221.0574)29.14512.7270kN冲击系数计算(1)简支梁基频：经计算得lc=0.39358201m4

7、$表得E=3.45104Mpa，代入相关数据，从而计算出且1.5HZf3.5991HZ14HZ(2)1=10.17671nf0.015710.17671n3.59910.01571.224各主梁的跨中荷载横向分布系数m计算B10本桥的蜜跨比为：0.34320.5属于窄桥129.14抗扭修正系数的计算：主梁截面相同，梁间距相等，则由于主梁数等于6.则=1.028根据公预规，可取G=0.4E代入数据得：10.94350.4E0.4870211.0280.94352桥的横向连接刚度比较大，跨中按偏心压力法计算，其中：(1) 第一片梁的影响线竖标值第二片梁的影响线竖标值第三片梁的影响线竖标值从而绘制出

8、1、2、3、4、5号梁的横向影响线如图2-3所示，按横向最不利布置车轮荷载得到1、2、3、4、5号梁跨中位置处汽车、人群荷载作用的横向分布系数如下：第一片梁的跨中横向分布系数第二片梁的跨中横向分布系数第三片梁的跨中横向分布系数图23修正偏心任力法计算荷我横向分布系数简图5支点的荷载横向分布系数支点的荷载横向分布系数m。计算支座处的荷载横向分布系数采用杠杆原理法进行计算，计算图示如图24所示 第一片梁的跨中横向分布系数moq0.3755，m1.3775 第二片梁的跨中横向分布系数moq0.6634，mor0 第三片梁的跨中横向分布系数mq0.625，0图24修正偏心压力法计算荷载横问分布系数简图

9、横向分布系数汇总表如表21所示表21横向分布系数汇总表如表所示6计算人群荷通计算分第一片1号梁1号梁1号梁汽车、载内力过以上析可知，梁的横荷载类别车辆何载0.59760.3750.59340.66340.5210.625人群何载0.5661.3750.372200.24660向分布系数醉倒，说明第一片梁在按最不利布载情况下最危险。又因各主梁的特性一致，所以只需对第一片主梁进行弯矩、剪力的计算。在内力计算中，对于横向分布系数的取值做如下考虑：计算弯矩时，均采用全跨统一的荷载横向分布系数n】=；求支点截面剪力时，由于主要荷载集中在支点附加而考虑支承条件的影响，考虑横向分布系数沿桥胯的变化影响(即从

10、支点到第一根内横梁之间的变化)。公路一I级，q，10.5kN/m,Pk2(1301.)2(13029.14)318.28kN跨中弯矩(荷载横向分布系数取第一片梁值进行计算，采用如图所示的计算如2-5图示)图2-5跨中弯矩计算图(1) 支点剪力支点剪力计算时荷载横向分布系数在远端因剪力值变化不大，通常取不变的横向分布系数me而近端剪力值变化较大，不能忽视，因此采用变化的荷载横向分布系数，即从支点到第一根内横隔梁按m到me之间变化，计算图示如图2-6所示图2书支点剪力计算图1.2Pk1.2319382.8kN;qk10.5kN/mxIx因mqmg，则vi(1)1.2Rgq(mCq%)_aI由-10

11、,得x10.50a4.8267,取x=4.83dx内力组合弯矩组合剪力组合8主梁弯矩包络图与剪力包络图的绘制主梁跨中的最大弯矩见描述内容，要绘制主梁弯矩包络图和剪力包络图，还需要计算主梁1/4跨中处的最大弯矩、剪力和主梁跨中剪力等。(1)跨中剪力计算如图2-7所示，从图中可以看出，恒载作用下跨中剪力值为零，活载作用时最不利位置在荷载只满布半跨结构上时，在支座范围内，傍中剪力影响线图中的剪力值变化不大。因此，为简化起见，横向分布系数全部按不变的me来计算跨中剪力值。 恒载剪力计算：VgO活载剪力计算： 内力组合：图2-7跨牛乾力计算图(2)1/4跨剪力计算从1/4跨弯矩图可以看出，位于支座范围内

12、，弯矩值的变化值不大。因此，为简化起见横向分布系数全部按不变的me来计算跨中剪力值，具体计算图示如图28所示。 恒载弯矩计算： 活载弯矩计算： 内力组合：=1.0(1.2256.36351.4(256.220.823.01)692.1NN响线图281/4奶力计算修将计算所得的弯矩和剪力按承载能力极限状态进行组合，即可得到简支梁弯矩包络图与剪力包络图如图29所示。It-29无矩包络为和剪力包路图2.2.4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。横隔梁跨中荷载布置图210所I*210横隔梁荷载秋向布置图P1作用在1号梁上时P1作用在6号梁上时P1作用在2号梁上时P1作用在5号梁上时横隔梁内力计算过程如图2-11所示则有：弯矩的影响线竖标Mi6.4192；则有：弯矩的影响线竖标a0.9557；则横隔梁的最大剪力与弯矩为：2.2.5挠度、预拱度计算W2.11横闸梁荷载纵向布置图主梁结构自重最大弯矩为3735.2165kNgm，汽车作用最大弯矩（不计冲击）为2503.02/1.22=2051.66kNgm，人群作用的最大弯矩