桥梁课程设计

1、桥梁课程设计沥青混凝土厚2250号混凝土垫层612141.5% 18图 1图2一行车道板内力计算行车道板按铰接计算，汽车I 级，车轮着地面积 ab=0.20.6m ，桥面铺装为 2cm沥青混凝土，面层的容重为 21kg/m ,25#混凝土垫层的容重为 23kN/m ,T 梁翼板材料容重为25kN/m 。a1=a2+2H=0.2+20.110.42mb1=b2+2H=0.6+20.110.82m荷载对于悬臂根部的有效分布宽度：a=a1 +2l0=0.42+20.711.84m1.4m(轴距)，有重叠(P=2*140)所以a=a1+d+2l0=0.42+1.4+20.713.24m（一）恒载及内力

2、（垫层取平均值（6+12）/211cm1每延米板上的恒载沥青层：g1=0.021.021=0.42B KN/M垫层：g20.091.023=2.07 KN/MT 梁自重 g31.025（0.08+0.14）/22.75 KN/M合计：gi=5.24 KN/M14 b=182每延米板上的恒载0弯矩 MAg-gl 2/2=-5.240.712 -1.32KN/M剪力 QAg = gl0= 5.240.71=3.72 KN(二)活载内力冲击系数11.3作用于每延米宽板条上的活载弯矩和剪力为： MAP（1）P(l0-b/4)/4a图3铰接悬臂行车道板1.31402(0.71-0.82/4)/(43.2

3、4)= -14.2 kN.mQAP =（1）P/4a = 1.31402/（43.24)=28.1kN3荷载组合恒加汽MA MAg+ MAP-1.32-14.2 =-15.5 kN.m， QAP = QAg +QAP = 3.72+28.1 =31.8 kN4.按单筋矩形截面配筋30 号砼Ra17.5MPa主筋级 Rg=340 MPa jg=0.55截面 1401000mm设 a40mm 则 h0100mm1）.求受压区高度 X把数据代入公式 Mj=RabX(h0-x/2)/rc15.5X106=17.51000X(100-X/2)/1.25整理得 X2-200X+3522.73=0解得：x=

4、188140 舍去x=1230mm（且d=14mm） 实际配筋率770/(1000102)=0.755%min=0.15%富余（770-618）/618=24%偏安全，截面不验算。二 主梁设计（一）计算主梁 1，2，3 号梁在汽车人群下横向分布系数1支点处12345 Pq/2汽车I级POR汽车I级汽车I级1 号梁：汽车maxA1q=Paq/2=0.438 PqM1Oq=0.438人群maxA1q=Pr q 0.75=1.422PorM1Or=1.4222 号梁：汽车maxA2q= Pa 图5-1q/2=0.5 PqM1Oq=0.51.4221.0000.8751#人群maxA2q=01.000

5、M1Or=02#1.0003 号梁：汽车maxA3q= Pa 3#q/2=0.5 PqM1Oq=0.5图 5人群 maxA3q=0M1Or=02.跨中1）。主梁抗弯惯性矩h=11cmax=(160-18)1111/2+13518135/2)/(160-18)11+13518)=43.24cm Ix=(160-18) 113/12+(160-18) 11 (43.24-11/2)2+18 1352/12+18 135(135/2-43.24)2=7361103cm4单宽抗弯JX=IX/b=7361103/160=46006 cm4/cm2)横隔梁抗弯惯性矩c/L=235/640=0.368得/c

6、=0.547 =0.547235=128cmB3B/4 B/2B/40-B/4 -B/2 -3B/4 -B12345图6截面重心ay=(21281111/2+15100100/2)/(128211+15100)=21.0cm Iy=2 128 113/12+2 128 11 12345汽 车 I 级-0.0060.622 0.5290.3140.1741#0.100.2670.1980.388 0.352#0.336(21-11/2)2+151003/12+15100 (11/2-21)2=3220103cm4JX= Iy/a=3220103/485=6640 cm4/cm3)主梁和横隔梁得抗

7、弯惯性矩主梁肋 t/b=18/(135-11)=0.145,得c=0.300 则 ITx=cbt3=0.300 (135-11) 183=217 103cm4横隔梁 t/b=15/(100-11)=0.167 得c=0.295 ITy=0.296(100-11)153=88.61103cm40.1810.2120.226图 70.2023#JTX+ JTY=h13/3+ ITx/b+ ITy/a=113/3+217000/160+88610/485=1983 cm4/cm2)计算参数和 =B/LJx/Jy=0.333=G( Jx+Jy)/(2E Jx/Jy)=0.425E1983/（2E0.0

8、2411460066640）=0.02411=0.15534）计算各主梁横向影响线主标影响系数 K1 和 K0 计算（表 1）系数梁位荷载位置校核B3B/4B/2B/40-B/4-B/2-3B/4-BK100.930.971.001.041.061.041.000.970.938.01B/41.051.061.071.071.030.970.930.870.827.94B/21.231.191.151.071.000.920.860.790.747.973B/41.421.321.201.080.970.870.780.710.667.97B1.681.431.241.080.930.820.

9、730.680.598.05K000.810.900.991.101.141.100.990.900.817.93B/41.631.501.351.261.070.880.630.390.177.98B/22.442.101.741.380.980.650.23-0.17-0.547.863B/43.332.752.101.500.940.39-0.16-0.61-1.138.01B4.123.412.431.630.800.17-0.54-1.12-1.757.97对 1 号梁K,=K3B/4+(KB-K3B/4)20/100=0.2KB+0.8K3B/4,同理2 号梁 K,= 0.6KB/

10、2+0.4KB/43 号梁 K,= K0ki值计算（表 2）梁号算式荷载位置B3B/4B/2B/40-B/4-B/2-3B/4-B1K1 =0.2K10+0.8K13B/41.5061.3241.191.0840.9720.8760.7820.7240.634K0 =0.2K00+0.8K03B/43.2962.7281.9441.3040.640.136-0.432-0.896-1.41i=(K0+(K1-K0)a）/50.6040.5020.3650.2540.1380.050-0.049-0.129-0.2172K1 =0.6K11B/2+0.4K11B/41.1581.1381.118

11、1.071.0120.940.8880.8220.772K0 =0.6K01B/2+0.4K01B/42.1161.861.5841.3321.0160.7420.390.054-0.2562i=(K0+(K1-K0)a）/50.3930.3500.3020.2580.2030.1550.0930.035-0.0193K1 =K100.930.9711.041.061.0410.970.93K0 =K000.810.90.991.11.141.10.990.90.813i=(K0+(K1-K0)a）/50.1660.1820.1980.2180.2260.2180.1980.1820.1665

12、）主梁跨中横向分布系数用表 2 数据绘制横向影响线如图，并按最不利荷载布置求横向分布系数。跨中横向分布系数 M0.5 表3 梁号荷载跨中横向分布系数 M0.51汽车M0.5=（0.529+0.313+0.174-0.006）/2=0.505人群M0.5=0.6222汽车M0.5=（0.350+0.267+0.198+0.099）/2=0.457人群M0.5=0.3883汽车M0.5=（0.181+0.212+0.226+0.202）/2=0.410人群M0.5=0.1682=0.336（二）桥梁沿跨长纵向按 IL 布载求活载内力1由于边主梁（1 号梁）的横向分布系数最大，故只计算 1 号梁的弯

13、矩11+（1.30-1.00）(45-19.5)/（45-5）=1.191M1q=0.505 M1r=0.622=1.0pr=3 kN /m3L/8L/4L/8L/4 L/215L/643L/16 243,757L/64L/2截面 1950-0.50.5 19503L/8截面L/4截面L/8截面L/2截面支点1图8-2纵向各截面处剪力影响线图8-1纵向各截面处弯矩影响线qk=10.5 kN /mpk=180+(360-180)( 19.5-5)/(50-5)=238 kN活载弯矩(kN .m) 表 4汽车人群截面（m2）yM=(1mcq(qk+ pk y)M=mcrqkL/247.5314.8

14、799788.693L/844.564.5793683.15L/435.6483.656748.566.52L/820.7952.133436.738.802各截面的活载剪力，计算支点截面剪力时，计入m 沿跨长方向的变化影响，QA=QA +Q1）。全跨不变的m0.5 计算剪力QAq，=(1m0.5(qk+ pk y)，QAr =m0.5qk表 5汽车人群mQA，mQA， 10.5052.43886.97 10.6222.43815.9220.4572.43878.7020.3882.4389.9330.412.43870.6130.3362.4388.60 10.5059.75158.54 1

15、0.6229.7563.6820.4579.75185.2620.3889.7539.7230.419.75166.2130.3369.7534.402）支点剪力修正值Q，QAq =(1（m0-m0.5）(qk+ pk y)，QAr =a（m0-m0.5）Pory支点活载剪力修正值 表 6m m. 汽10.4380.505-22.620.50.45714.530.50.4130.3人11.4220.6225.39200.388-2.61300.336-2.263）各截面活载剪力活载剪力计算 表 7（KN ）汽车人群梁号截面1 86.9715.92 158.5-22.6135.963.683.3

16、967.072 78.7.9.93 185.314.5199.839.72-2.2637.463 70.618.6 166.230.3196.534.4-2.2632.14（四）。主梁控制截面计算 M 中，M1/4，Q 支点1恒载计算1）恒载集度主梁： g1=(0.181.35+(0.08+0.14)/2(1.60-0.18)2.5=9.98 kN /m横隔梁：边主梁 g2=（1-（0.08+0.14）/2）（1.60-0.18）/20.1552.5）/19.5=0.61 kN /m中主梁：g2，=20.61=1.22 kN /m桥面层铺装：g3=（0.027.002.30+（0.06+0.1

17、125）7.002.4/2）/5=3.71kN /m栏杆和人行道：g4=2.00 kN /m合计：边主梁 g=gi=9.98+0.61+3.71+2.00=16.3 kN /m 中主梁g1=gi=9.98+1.22+3.71+2.00=16.91 kN /m2）恒载内力梁号M 中(KN.M)M1/4(KN.M)Q 支点(KN)1774.76581.07158.932164.873164.87Mx=gx(l-x)/2Qx= gx(l-2x)/2表8 2）活载组合活载组合表 9弯矩组合 KN.m截面恒载汽车人群. ,+1.4S ,GQ1汽车占%提高 1.03l774.7699788.692449.

18、6840.702523.2l581.07748.566.521838.3140.721893.5剪力组合Q0(KN)梁号1158.93135.967.07474.8728.62489.12164.87199.834.26525.5338.02541.33164.87196.532.14517.9437.94533.5控制截面：M 中=2523.2 kN . m ，M1/4=1893.5 kN . m ，Q 支点=541.3 kN1608135（五）主梁跨中截面受拉主筋设计30 号砼 Ra 17.5MPa， 主筋 级Rg=340 MPa ，jg=0.55 ，rc=rs=1.252211为方便计算，将 T 形换算成下图计算截18i面h ,=（80+140）/2=110mm图91截面设计1）因用焊接钢筋骨架，故设a=30+0.07h=125mm 则h0=1350-125=1225mm,bi L/3=1950/3=650cm, bi b1=160cm, bi b+2c+12h=18+1211=150cm 取用值2） 判断 T 形梁类型,Ra bi hi (h0- hi /2)/ rc=17.51500110(1225-110/2)/1.25=2702.7 kN . mMj=2523.2 kN . m故属于第一种类型T 形截面3） 求受压区高度 X,由 公 式 Mj= Ra bi x (h