桥梁工程课程设计

本科桥梁工程课程设计预力钢筋混凝土T梁桥设计净11+2×

姓名：

:教师：

燕大课设（文任书院（系建筑工程与力学学院学号080107030011

学生姓名

王薇

专业（班级)08道桥设计题目设计技术参数设计要求工作量工作计划

20+55+20m预力钢筋混凝土T梁桥计净—。0+2×1.0某20+55+20m预应力混凝土连续梁桥设计桥面净空：净-×1.0m.、全结构计算图式、箱梁截面尺寸拟定、一恒载、二恒载．封面．设计任务书．目录．正文．设计总结及改进意见参文献图或附表第一周：—2熟相关知识并资料调研；—5完恒载计算第二周：—3完可变作用计算文汇总及图纸打印装订答

一设计资料.............................................................................................................二构造布置.............................................................................................................2。1截面布置...................................................................................................2.1。1主梁间距与主梁片数....................................................................42.1.2主梁跨中截面主要尺寸拟定.........................................................2.2横截面沿跨长的变化.................................................................................2。3横隔梁的设置...........................................................................................9三．主梁作用效应计算...........................................................................................93.1永久作用效应计算.....................................................................................93。1。1永久作用集度..............................................................................3.1。2永久作用计算..............................................................................103。2可变作用效应计算.................................................................................123.2。1冲击系数和车道折减系数.........................................................3.2.2计算主梁的荷载横向分布系数...................................................123.2。3计算可变作用效应.....................................................................173.3主梁作用效应组合...................................................................................四。参考文献.........................................................................................................24

燕山大学课程设计说书一设计料1。桥梁类型：预应力混凝土连续梁桥2.桥梁跨径:20+55+20m主跨：标准跨:55梁全长：算跨径：54.50m3.桥面净空：净—7。0m+1.0m×2=94.设计荷载:公路—Ⅰ级根《公路桥涵设计通用规范布荷载标准值为5kN/m；集中荷载取Pk=360kN。计算剪力效应时，上述集中荷载标准值应乘以1。2的系数。人群载荷标准值3kN/m2。每侧人行柱防撞栏重力作用分别为1kN/m和kN/m二构造置2。1截面布置2。1主梁距主片主梁间距通常应随梁高与跨径的增大而加宽为经济。同时加宽翼板对提高主梁截面效率指标很有效,故在许可条件下应适当加宽梁翼板上翼缘宽度一般为1.6。4m更宽。本设计拟取翼板宽为2250考虑桥面宽度)。由于宽度较大为保证桥梁的整体受力性能，桥面板采用现浇混凝土刚性接头，因此主梁的工作截面有两种:预施应力、运输、吊装阶段的小截面(b=1550mm和运营阶段的大截面（bmm），-7.0m+2×1i

im桥宽选用四片主梁，如图2示。共24

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燕山大学课程设计说书1000

10001.5%1.5%现浇部分350

1550700155070015507001550

350支座中心线90009125

9125230A2302370

6630

180160

180160半纵剖面18250

跨径中线

A

230

27250A-A图2.1结构尺寸图（尺寸单位：）2.1主跨截主尺拟(1)主梁高度预应力简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在设计中高跨比约在～1/19。在一般中等跨径中可取～1/18当建筑高度不受限制时，增大梁高往往是较经济的方案，而混凝土用量增加不多。综上所述，本设计取用3000mm的主梁高是较合适的。共24

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燕山大学课程设计说书（）梁截面细部尺寸T梁翼板的厚度主要取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求，还应考虑能否满足主梁受弯时上翼板受压的强度要求。本设计预制

T梁的翼板厚度取用，由于翼缘板根部厚度宜不小于梁高的1/12故翼板根部加厚到300以抵抗翼缘根部较大的弯矩。在预应力混凝土梁中腹板内主拉应力较小,

腹板的厚度一般由布置孔管的构造决定,同时从腹板本身稳定条件出发。本设计腹板厚度取200。

,

腹板厚度不宜小于其高度的马蹄尺寸基本由布置预应力钢筋束的需要确定，设计表明，马蹄面积占截面总面积的~为合

马蹄宽为肋厚的2~4倍。马蹄宽度为梁高的0～倍。本设计初拟马蹄宽度为600mm，高度300mm,马蹄与腹板交接处作三角过渡，高度200mm，以减小局部应力。按以上要求就可绘出预制梁跨中截面图。（见图）（3)计算截面几何特性将主梁跨中截面划分成五个规则图形的小单元，截面几何特性列表计算见表21

现浇部分

001

0020003

002003图跨截面尺寸图（尺寸单位：）共24

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燕山大学课程设计说书表—1跨截面几何特性计算表分块

分块面

分块面积

分面积分块名称

面积i/cm

积形心至上缘距离icm

对上缘静距Syiii/3

分块面积的自身惯矩I/cmi

disicm

对面形心惯矩I2ii/4

II+Ii/cm（1)

）

（3）=（

（4）

）=

(7)=（4）+(6）大毛截面翼板三角托腹板

10。

2777.78

-30。

下三角

。

—

8839295马蹄

285.00

表2分块

分块面积i

分块面积形心至上缘距离i

分块面积对上缘静距Syiii

分块面积的自身惯矩Ii

dyi—i

s

分面积对面形心惯矩I2ii

I=I+Ii/cm4

x名称

/

2

/

/cm

3

/cm

4

/

/cm

4(3）=）（）（×(2）小毛截面

（(1（5

（）翼板

。00

10333311843406166共24

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燕山大学课程设计说书三角托腹板下三角

145。00263。33

2777。。

-16.67-135.00

马蹄

-156.6744181880

注：大毛截面形心至上缘离

s

Sii

1399997114.75cm12200小毛截面形心至上缘距离

s

Sii

138599710800

128.33（）验截面效率指标（希望在0。5)上核心距：K

145472504)

下核心距：K

12200

截面效率指标：

64.37xh300

0.5610.5表明以上初拟的主梁跨中截面是合理的2.2横截面沿跨长的化如图所示，本设计主梁采用等高形式，横截面的T梁翼板厚度沿跨长不变。梁端部区段由于锚头集中力的作用而引起较大局部应力，也为布置锚具的需要在距梁端2480mm范围内将腹板加厚到与马蹄同宽

马蹄部分为配合钢束弯起而从六分点附近（第一道横梁处）开始向支点逐渐抬高

在马蹄抬高的同时腹板宽度亦开始变化。共24

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燕山大学课程设计说书2。3横隔梁的置模型试验结果表明在荷载作用处的主梁弯矩横向分布，当该处有横隔梁时比较均匀,

否则直线在荷载作用下的主梁弯矩很大，为减小对主梁设计起主要作用的跨中弯矩，在主梁跨中截面设计一道中横隔梁，当跨度较大时应该设置多横隔梁本设计在支点、支点处以及跨中每间隔0m处共设置七道横隔梁。详见图所示。三．梁作用应计3。1久作用效应算3.1永作集(1）预制梁自重①跨中截面段主梁自重（六分点截面至跨中截面，长G1.0818.5499.5kN②马蹄抬高与腹板变宽段梁的自重(长6。）

m)G(1.082.008)2250.9③支点段梁的自重（长48）

kNG

2.48124.5④边主梁的横隔梁中横隔梁体积:

m端横隔梁体:

0.6

0.31m3故半跨内横梁重力为：G(2.52525.2⑤预制梁永久作用集度

kN共24

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燕山大学课程设计说书(499.5124.5/27.48(2)二期永久作用①现浇翼板集度

0.725kN/m②边梁现浇部分横隔梁一片中横隔梁(现浇部分）体积：0.352.50.14875m

一片端横隔梁（现浇部分积：0.250.352.80.28

故

25/54.96kN/m③铺装混凝土铺装：0.08kNm沥青铺装：238.05kN/m若将桥面铺装均摊给四片主梁,

则：(14.00④栏杆一侧人行栏：1.52kN/m一侧防撞栏：kN/m若将两侧人行栏、防撞栏均摊给四片主梁，则：

(1.524.99)/4⑤二期永久作用集度kN/m3.1永作计如图所,

设

为计算截面离左支座的距离

并x/l

。共24

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2燕山大学课程设计说书254.50图。1永效应计算图主梁弯矩和剪力的计算公式分别为：1M2g1Q()lg2永久作用计算见表。表—11号永久作用效应

）(2-2）作用效应

跨中

0.5

四分点

支点

0.0一期二期

弯矩/剪力弯矩/剪力弯矩/剪力

kN/kNkN/kNkN/kN

。4774.68。

9119.603581。175。22。61

42。88

共24

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c燕山大学课程设计说书c3。2变作用效应算3冲击系数和车道折减系数按《桥规》4.3。条规构的冲击系数与结构的基频有关，因此要先计算结构的基频。简支梁桥的基频可采用下列公式估算:f

2

EI3.14cm254.5c

1.4547

其中：1.22kg/mg9.81由桥规

114Hz时，

lnf根据本桥的基频，可计算出汽车荷载的冲击系数为：式中l-结构计算跨度(m)

0.1767lnf0.01570.117—结构材料弹性模量（I

—结构跨中截面惯性矩(m

）—结构跨中处的单位长度质量

(

)结构跨中处延米结构重力（）g—重力加速度(9.81m/s)按照《桥规》。3。条,

当车道大于两条时，需要进行车道折减，本设计按两车道设计,

因

在计算可变作用效应时不需进行车道折减.3.2.2计主的载向布数（）中的荷载横向分布系数

如前所述，本设计桥跨内设七道横隔梁。具有可靠的横向联系，且承共24

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燕山大学课程设计说书重结构的长宽比为：l9.00所以可按修正的刚性横梁法来绘制横向影响线和计算横向分布系数

c

.①计算主梁抗扭惯性矩

I

T对于梁截面，抗扭惯性矩可近似的按下式计算:IT

bt3iii

(2—i式:，t—相应为单个矩形截面的宽度和高度；iii

—-矩形截面抗扭刚度系数;—梁截面划分成单个矩形截面的个数对于跨中截面，翼缘板的换算平均厚度：t

205

22.4马蹄部分的换算平均厚度：30t402图3.2给出了

I

T

的计算图示，

I

T

的计算见表。b=2250

=t200

500t=200

=图。2

I

T

=tb=600计算图示（尺寸单位mm）共24

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iiiiij4燕山大学课程设计说书iiiiij4表

I

T

计算表分块名称

/cmi

t/i

btii

C

i

ICbtTiii

/()翼缘板腹板马蹄

10。11。

1/31/3

8.429576.3360052640

②计算抗扭修正系数

对于本设计主梁的间距相同，并将主梁近似看成等截面，则得：

1

1Gl122Ii

i

（2-4）i式中：E；l；I40.08916788mTi

4

；3.375m

；

1.125m

；

1.125m；a3.375m4

；I1.454725041

4

。计算得：

0.81。③按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值公式：aei5ii式:n2(3.3751.125225.3125m2。ii计算所得的

ij

值列于表内。共24

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人群6.9.7.5.8.9.3.4.4.8.1.6.-燕山大学课程设计说书人群6.9.7.5.8.9.3.4.4.8.1.6.-表—3值ij

i

7000

i

i

750

i4250

。3715

37152905

250—01285④计算荷载横向分布系数1231梁的横向影响线和最不利布载图式如图3.3所示

41125500180013001800

汽车

1125人群960030

450830

030320

920620

500210

110

810

1号梁2号梁图跨截面的横向分布系数m计图示尺寸单位：mm)可变作用（汽车公路—Ⅰ级）双车:①号梁横向分布系数1m(0.5742②号梁横向分布系数共24

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燕山大学课程设计说书10.182)0.5402故可变作用（汽车）的横向分布系数为：①号梁②号梁

可变作用（人群)：①号梁横向分布系数mcr1

0.669②号梁横向分布系数cr2

0.390(2)支点截面的荷载横向分布系数m

在支点

按杠杆原理法绘制荷载横向分布影响线并进行布载，如图

3。4所示：

222.1

338.0

330.0

761.0

769.0

654.0

图。4支截面横向分布系数m计算图示（尺寸单位：）共24

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o燕山大学课程设计说书o①～②号梁可变作用的横向分布系数可计算如下:①号梁可变作用（汽车）:oq

12

②号梁可变作用（汽车）：2

12

(0.1670.9670.795可变作用（人群）①号可变作用(人群）：mor②号可变作用（人群)：mor(3）横向分布系数汇总（见表）表3-4横分布系数汇总m（跨中）

m(支)①号梁②号梁

汽车公路—Ⅰ级人群汽车公路-Ⅰ级人群

619540

汽车公路-级人群汽车公路-级人群

222795(4)车道荷载取值根据《桥规》，公路级的均布荷载标准值qkN/m和集中荷k载线性插值=360kN在计算剪力作用效应时，集中载标准值应乘1.2.k即计算剪力时P。k3计可作效在可变效应计算中，本设计对于横向分布系数的作如下考虑：支点处横向分布系数取m从支点至第一根横梁段，横向分布系数从m直线过渡到0余梁段均取m。c①求跨中截面的最大弯矩和最大剪力计算公式为：共24

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..0500512.1513.3.2.2.9.9.燕山大学课程设计说书Smq..0500512.1513.3.2.2.9.9.k式中：S--所求截面汽车标准荷载的弯矩或剪力；--车道均布荷载标准值

P

-车集中荷载标准值；-—影响线上同号区段的面积；y

—影响线上最大坐标值;m-横向分布系数。人)50

5)

05.0.

563

0.

影响线340

340

梁m

221

221m1

570

570

梁m

梁m图跨截面作用效应计算图式共24

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2燕山大学课程设计说书21号梁可变作(汽车）标准效应：

max

0.6199.00Vmax

10.61927.25-9.002432177.47kN1梁可变作用（汽车）冲击效应：M

M

.1175421.52.kN

0.11720.76kN1梁可变作用（人群）效应：3.0kN/mM

0.66913.62527.250.5532.25606.59kN

0.6692.250.5532.2510.47kN2梁可变作用（汽车）标准效应：1M0.2559.001.500.5403604787.51kNVmax

0.54027.259.0010.50.540432155.69kN2号梁可变作用（汽车）冲击效应：M

.1174787.5114

11722kN2号梁可变作用（人群）效应:3.0kN/m共24

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70205002271.1703.3.2.2.9.9.70205002271.1703.3.2.2.9.9.

max

燕山大学课程设计说书0.3902.2513.6259.00313.3kNVmax

10.3900.05525.83kN②求四分点截面的最大弯矩和最大剪力图3。6为四分点截面作用效应的计算图示l=54.50mqk(q人P5.

5.

q(q)

05.

剪力影响线

5.

P

5820

5.

弯矩影响线0.619

0.619340

340

1梁m

221

0.669

0.669

221号梁1

570

0.540

0.540

570

2梁m

0.390

0.3902梁m图3.6四分点截面作用效应计算图示共24

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燕山大学课程设计说书1号梁可变作用（汽车）标准效应:M

0.750.18610.50.61936010.21875kN

10.6190.750.1869.0010.50.619299.84kN1梁可变作用（汽)冲击效应：M

.474.93kN

117.841梁可变作(人群)效应kN/mM

2.2510.218752.252.25kN

10.6690.7540.8750.5532.250.055223.29kN2号梁可变作用（汽车）标准效应：

10.5410.540.8759.002kNM

2.253603.54kN2号梁可变作用(汽车)冲击效应：M

.11736035442161kN

..2号梁可变作用（人群）效应：共24

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燕山大学课程设计说书

max

10.3954.5-2

9.002.25231.85kN112.2540.8750.399.0013.322③求支点截面的最大剪力图3.7示出支点截面的最大剪力计算图示1号梁可