毕业设计桥梁

1、第1章 绪论1.1课程设计的目的和意义通过一学期的理论课学习我们对?桥梁工程?这门课程有了深刻的印象，为了更好地总结所学到的知识，减少理论在今后实践中会遇到的问题，我们使用?桥梁工程?的标准，进行了本次设计。其意义在于，通过设计，我们使知识更加系统化，大大加深了知识在头脑中的印象，并从提高将知识转化为实践的能力，在设计中我锻炼了制图的根本技能，学会了应用设计标准进行设计桥梁，为今后的毕业设计打下了根底，学到了很多知识。1.2设计概况某高速公路跨越平原区次稳定性河段拟建一坐桥梁。此公路桥梁跨越一平原河流，桥位河段根本顺直，上游有河湾，河床平坦，高程450.80-499.7m。两岸较为整齐，无坍塌

2、现象。河槽土质为沙砾，河滩为耕地，表层为沙和淤泥。水位受季节影响很大，河流形成过程主要表现为水流的堆积作用，形成深厚的冲击层，抗冲刷内力差，河床欠稳定。上游水文站具有长系列的观测资料，又有近年洪水资料可供参考，水文资料较多。因此，可以作为本设计的设计洪水流量及其相应的水位、流速等水文资料的主要依据。此桥的建造是因为当地经济开展的需要，急需解决通行问题。因此要在此处架一座桥，以满足两岸人民出行和经济开展的需要。1.3 技术资料1 桥面净空 净9+21.5m2 设计荷载 公路I级，人群荷载3.0KN/m ，汽车均布荷载为10.5 KN/m，汽车集中荷载按公路I级荷载规定内插取用。3 设计水位 21

3、2.8m4设计依据与参考书a?桥梁工程?b?公路桥涵通用技术标准? JTG D602004c?桥梁计算例如集?混凝土简支梁桥 易建国 人民交通出版社1.4设计任务与内容1.构造尺寸拟定2.行车道板的内力计算3.主梁内力计算4.横隔板计算选做5.支座拟定及验算选做6.选择下部构造形式，拟定墩台尺寸：7.绘制总体布置图，绘制主梁一般构造图第2章 上部结构设计2.1结构尺寸拟定 纵向截面尺寸如附图所示。横截面尺寸图如下：图2.12.2行车道板内力计算板的长宽比4.6/2.2=2.092,所以主梁肋之间的板为支撑在主梁肋上的单向板，边主梁外翼缘为嵌固在主梁梁肋上的悬臂板。涉及的荷载有：恒载为结构自重；

4、可变荷载汽车荷载和汽车冲击力。 单向板的弯矩计算板的平均厚度t=0.151.02+0.50.380.06/1.02=0.16m板的计算跨径按照?桥规?规定：L=L+t=2.2m1.恒载集度沿顺桥方向取1m 板宽计算 铺装层自重 G铺=12.20.103525 板的自重： G=12.20.1625铺装层和板共重：G1=G铺+G恒载集度： q=G/L=6.48KN/m2.恒载弯矩： 3.汽车荷载：按?桥规?选用如下图的车辆荷载进行计算。图2.2a.选取荷栽 根据轴距及轴重，应该以重轴为主,取用两后轴2P=140KN计算。横桥向轮距1.8m小于板的计算跨径2.04m。故在板的横桥向布置一个以上的车轮

5、。b.轮载分布 重轴车轮着地尺寸0.20.6m，经过铺装层按45度扩散后在板顶的分布尺寸c.板的有效工作宽度a)单个车轮居于板跨中a=+L/3=0.41+2.2/3=1.14m规定a不小于2L/3=1.47所以a=1.47m车辆荷载的轴距如下图,分析说明两中轴两后轴各自的有效工作宽度相互重叠,应按两后轴车轮居于板跨中计即可。b)多个车轮居于板跨中a=+L/3+d=0.41+1.4+2.2/3=2.54m?桥规?规定a不小于2L/3+d=2.87m所以a=2.87mc)车轮居于支点中=+t=0.41+0.16=0.57m小于轴距1.4m,所以有效工作宽度在支点处不重叠,以单轮计d)板的有效工作宽

6、度如下图 图2.3d.车轮荷载居跨中分布范围车轮荷载居跨中分布范围:a=2.87m b=0.81mm车轮荷载集度e.汽车及冲击力弯矩(1+=1.28) =28.024、弯矩组合400L=40150为大桥 此桥属于大桥,平安等级为二级M=1.01.23.92+1.428.02=43.93KN/m5、支点、中点的弯矩板厚与梁高之比=0.16/2.51/4M= M=2.2.2单向板剪力计算板的计算跨径按照?桥规?规定1.恒载集度：(沿横桥方向取1m计算) 铺装层自重： G铺 =1l0.013524 板的平均厚度： t=0.16m 板的自重： G板 =1l0.1625 恒载集度： q=G/L=10.0

7、13524+10.1625=6.48KN/m2.恒载剪力：3.汽车荷载：a.选取荷载参照单向板弯矩的计算结果，应取用2p=140KN。横桥向轮距1.8m小于板的计算跨径2.04m，故在板的横桥向可布置一个以上的车轮。b.轮载的分布重轴车轮着地尺寸0.20.6，经过铺装层按45度扩散后在板顶的分布尺寸c.板的有效工作宽度a)单个车轮居于板跨中a=+L/3=0.41+2.04/3=1.09m规定a不小于2L/3=1.36 所以a=1.36m小于轴距。分析说明两中轴两后轴各自的有效工作宽度不重叠,取用单个车轮的有效工作宽度即可。b车轮居于支点中=+t=0.41+0.15=0.57m小于轴距1.4m,

8、所以有效工作宽度在支点处不重叠,以单轮计。c)板的有效工作宽度如下图,车轮荷载如下图 图2.4d.车轮荷载集度：左侧车轮支点处荷载集度左侧车轮支点处荷载集度右侧车轮边缘D-D处的有效工作宽度=0.41+20.4=1.21m右侧车轮支点处荷载集度右侧车轮支点处荷载集度e.汽车及冲击力剪力= = = = 4.剪力组合=1.01.26.61+1.475.44=113.55KN2.2.3悬臂板弯矩剪力计算板的计算跨径取净跨径L=1.02m1.恒载集度沿顺桥方向取1m板宽计算，铺装层作为均布荷载，防撞护栏作为集中力铺装层自重及人行横道自重：G=2.8l1.024/2401.5板平均厚度 ： t=0.15

9、m 板的自重： G板=110.1525分布荷载集度 ：q=2.8l1.024/2401.525+10.1525=4.31KN/m防撞护栏自重 ： =5.01=5.0KN/m防撞护栏自重作用点： l=1.52+0.25/2=1.645m2.恒载弯矩剪力M=0.54.311.02+51.645=10.47KN/mV=4.311.02+5=9.40KN/m3.汽车荷载因为布载后，汽车荷载在梁肋内，不位于悬臂端，所以不考虑。4.人群荷载集度 3.0KN/m MG2K=1.5KN/M QG2K=3.0KN/M5.内力组合M=1.01.210.47=12.56 V=1.01.29.40=11.28KN2.

10、3主梁内力计算注：1、5号梁为边梁，2、3、4号梁为中梁；.恒载内力计算.恒载集度a.中主梁恒载集度含二期现浇湿接缝60cma)按跨中截面计算主梁的恒载集度：g1=0.734825=18.60kN/m b)湿接缝的荷载集度.:g2=0.60.15242=2.16kN/mc)第一阶段的恒载集度: g=g=18.6+2.16=20.76kN/md)第二阶段的恒载集度(栏杆+人行道+桥面铺装):桥面铺装采用防水混凝土，厚度为70-137mm，每侧人行道及栏杆的重力集度为7.525KN/m将其均分给五片T梁；g2=1/527.525+5.45=4.1kN/mb.边主梁恒载集度含二期现浇湿接缝60cm:

11、a)第一阶段的恒载集度:g=g=20.76kN/mb)第二阶段的恒载集度(栏杆+人行道+桥面铺装):g=4.1kN/m表.恒载集度汇总列表梁号一期恒载集度二期恒载集度恒载集度汇总外梁1、5号19.684.123.78内梁2、3、4号20.764.124.86.恒载内力计算设X为计算截面离左支座的距离，并令a=X/L。L=38.86qX=al(1-a)lQxMxa(1-a)lM影响线1aaQ影响线-图.主梁恒载内力计算图主梁弯矩和剪力的计算公式分别为：Ma=a(1-a)l2g/2;Qa=(1-2a)/2lg恒载内力计算见下表：表. 1、5号梁恒载内力 跨 中L/4一半梁高支 点一期弯矩KN*m1

12、857.42139307445.560剪力KN0191.19357.91382.38二期弯矩KN*m386.96290.2292.820剪力KN039.8374.5679.66累计弯矩KN*m2244.381683.29538.380剪力KN0231.02432.47462.04表. 2、3、4号梁恒载内力跨 中L/4一半梁高支 点一期弯矩KN*m1959.351469.51470.010剪力KN0201.68377.55403.37二期弯矩KN*m386.96290.2292.820剪力KN039.8374.5679.66累计弯矩KN*m2346.311759.73562.830剪力KN02

13、41.51452.11483.03汽车、人群活载内力计算：1.冲击系数和车道折减系数a.冲击系数计算a简支梁结构基频 G=+=24.63KNE=3.25采用的混凝土b1+=b.由于等级为公路-I级，按高速公路四车道设计，车道系数=0.672.计算主梁的荷载横向分布系数a.跨中截面的荷载横向分布系数的计算 如下图计算截面抗扭惯性距：图2.6a)计算主梁抗扭弯矩对于跨中截面，翼缘板的换算平均厚度： 腹板的换算平均厚度： 马蹄局部的换算平均厚度： 表2.4 分块名称翼缘板1.600.180.11250.3090.0029腹板1.880.160.08511/30.0026马蹄0.400.441.10.

14、1270.0033b)主梁抗扭修正系数的计算主梁间距是相同的，并将主梁近似看成等截面，那么得：n=5时=1.042 ；B=12m； G=0.43E=0.433.25=1.3975 c)按修正的刚性横隔梁法计算横向影响线竖标值。1号梁： 2号梁 3号梁 如下列图绘制1、2、3号梁荷载横向影响线,进行最不利布载： 图.d)求得跨中荷载横向分布系数;1号梁：汽车荷载 人群荷载 2号梁：汽车荷载 人群荷载 3号梁：汽车荷载 人群荷载 b.支点截面的荷载横向分布系数的计算按杠杆法原理绘制1、2、3号梁荷载横向影响线,进行最不利布载,求得横向分布系数图2.8 梁支点横向影响线1号梁: 汽车荷载 m=1/2

15、0.8182=0.4091 人群荷载 mor =1.38642号梁: 汽车荷载 m=1/2(0.4091+1+0.1818)=0.7599 人群荷载 mor =03号梁: 汽车荷载 m=1/2(0.4091+1+0.1818)=0.7599 人群荷载 mor =0c.横向分布系数汇总表2.5 横向分布系数汇总表梁号荷载位置汽车荷载人群荷载1、5跨中0.68180.6733支点0.40911.38642、4跨中0.35330.3497支点0.759903跨中0.60.4支点0.795503.计算活载内力计算说明：下面分别计算1号梁，2号梁3号梁的跨中截面，截面变化点截面，距支点h/2处，支点截面

16、的汽车荷载，人群荷载的弯距值，剪力值。说明：在内力计算时，对于横向分布系数的取值做如下考虑：在计算弯矩时，均采用统一的横向分布系数；求支点截面剪力时，由于主要荷载集中在支点附近，而考虑支承条件的影响，考虑横向分布系数沿桥跨的变化影响。a.计算1号梁汽车荷载，人群荷载的弯距值，剪力值。a跨中截面： 图2.9 170.31 bL/4截面 图2.10 c距支点h/2截面图2.11 =51.86KNd)支点截面 图2.12 ; b.计算2号梁汽车荷载，人群荷载的弯距值，剪力值。a跨中截面：图2.13 b L/4截面 图2.14 =120.79KNc距支点h/2截面图2.15 d支点截面 ； 图2.16

17、c.计算3号梁汽车荷载，人群荷载的弯距值，剪力值。a跨中截面：图2.17 b L/4截面 图2.18 =150.43KNc距支点h/2截面(图见页)图. KNd支点截面(图见5页 图2.20) ; 图2.20c.各号梁梁汽车荷载，人群荷载的弯距值，剪力值汇总表.、号梁 表. 、号梁表.号梁2.4主梁内力组合将计算所得的内力组合值列于下1.根本组合：表2.9 1、5号梁全部截面根本组合承载能力极限状态组合表2.10 2、4号梁全部截面根本组合承载能力极限状态组合表2.11 3号梁全部截面根本组合承载能力极限状态组合2.短期组合表2.12 1、5号梁作用短期效应组合表2.13 2、4号梁作用短期效应组合表2.14