桥梁工程课程设计-钢筋混凝土简支梁桥上部结构设计.doc.doc

目录桥梁工程课程设计任务书 -2桥梁设计说明 -3桥梁总体布置图 -4荷载横向分布计算书（杠杠原理法、偏心压力） -4主梁内力计算书 -9桥面构造横截面图 -9主梁纵、横截面布置图 -9行车道板内力计算书 -18横隔梁内力计算书 -19参考文献 -21（一）桥梁工程课程设计任务书一课程设计题目 钢筋混凝土简支梁桥上部结构设计（标准跨径为20米，计算跨径为19.5米，预制梁长为19.96米，桥面净空：净9+2×0.75米）（4人）二、设计基本资料1、设计荷载：公路级，人群3.0KN/m2，每侧栏杆及人行道的重量按4.5 KN/m计2、河床地面线为（从左到右）：0/0，3/5，4/12，3/17，2/22，2/27，0/35（分子为高程，分母为离第一点的距离，单位为米）；地质假定为微风化花岗岩。3、材料容重：水泥砼23 KN/m3，钢筋砼25 KN/m3，沥青砼21 KN/m34、桥梁纵坡为0.3%,桥梁中心处桥面设计高程为2.00米三、设计内容1、主梁的设计计算 2、行车道板的设计计算3、横隔梁设计计算 4、桥面铺装设计四、要求完成的设计图及计算书1、桥梁总体布置图，主梁纵、横截面布置图（CAD出图）2、荷载横向分布系数计算书（杠杆原理法、偏心压力法）3、主梁内力计算书4、行车道板内力计算书5、横隔梁内力计算书6、所有的计算书和图纸均须用计算机打印；计算书和图纸要装订成册，应独立完成课程设计,每人交1份，每份应有封面和目录五、参考文献（1）结构设计原理教材（2）桥梁工程教材（3） 公路桥梁设计手册 梁桥（上、下册） 人民交通出版社（4） 桥梁计算示例丛书 混凝土简支梁(板)桥(第二版) 易建国主编 人民交通出版社（5）交通部颁布标准JTG B01-2003公路工程技术标准（6）交通部颁布标准JTG D60-2004公路桥涵设计通用规范（7）交通部颁布标准JTG D62-2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（8）交通部颁布标准JTG D61-2005公路圬工桥涵设计规范人民交通出版社.六、课程设计学时1.5周（二）、桥梁设计说明桥梁设计包括纵，横断面设计和平面布置。1. 纵断面设计桥梁纵断面设计包括确定桥梁的总跨径，桥梁的分孔，桥道的标高，桥上和桥头引道的纵坡以及基础的埋置深度。（1） 本桥依题设。标准跨径为20m。本桥跨径较小，因此上部结构的造价较低，墩台的造价较高。为了结构受力合理和用材经济，分跨布置时要考虑合理的跨径比例。（2） 本桥为跨河桥梁，桥道的标高应保证桥下排洪和通航的需求，结合桥型，跨径等一起考虑，以确定本桥的中心桥面设计高程为2.00米。（3） 桥梁纵坡为0.3%，桥头引道纵坡不宜大于5%2. 横断面设计桥梁横断面的设计，主要是决定桥面的宽度和桥跨结构横断面的布置。桥面的宽度决定于行车和行人的交通需求。（1） 本桥桥面行车道净宽为: 净9+2×0.75米（2） 为了利于桥面排水，应根据不同类型的桥面铺装，设置桥面中央倾向两侧的1.5%-3.0%的横向坡度，本桥设置为1.5%。3. 平面布置（1） 桥梁的线形及桥头引道要保持平顺，使车辆能平稳地通过，小桥的线形及其公路的衔接，应符合路线布设的规定。（2） 从桥梁本身的经济性和施工方便来说，应尽可能避免桥梁与河流或桥下路线斜交。必要时通常不宜大于45°，在通航河流上不宜大于5°。4. 桥面铺装为了保护桥梁主体结构，在桥面的最上层设置桥面铺装。本桥设置3cm厚沥青混凝土和平均10cm厚水泥混凝土作垫层的桥面铺装。5. 桥面伸缩缝为了保证桥跨结构在气温变化，活载作用，混凝土收缩等影响下按静力图式自由地变形，在本桥桥面两梁端之间以及在梁端与桥台背墙之间设置横向伸缩缝。桥梁总体布置图（三）、荷载横向分布计算书（杠杠原理法、偏心压力）12345 61当荷载位于支点处，利用杠杆原理法计算横断面 1#梁 对于汽车荷载 对于人群荷载 2梁对于汽车荷载 0.500对于人群荷载 =0 （由于是出现负的，取零，出于安全考虑） 3梁对于汽车荷载 对于人群荷载 2.当荷载位于跨中时此桥在跨度内设有横隔板，具有强大的横向联结刚性，且承重结构的长度比为 可按刚性横梁法绘制影响线并计算横向分布系数，本桥各根主梁的横向截面均相等，梁数n=6, 梁间距为1.6米。1梁横向影响线的竖标值： 1梁影响线由、绘制1梁的横向影响线，如上图及最不利荷载位置对于汽车荷载 对于人群荷载2梁横向影响线的竖标值：2梁影响线由、绘制2梁的横向影响线，如上图及最不利荷载位置对于汽车荷载 对于人群荷载 3梁横向影响线的竖标值3梁影响线、对于汽车荷载 对于人群荷载 梁号荷载位置公路-直线人群荷载备注1跨中m0.6240.613支点m0.51.4222跨中m0.4990.428支点m0.503跨中m0.50.255支点m0.50（四）、 主梁内力计算12345 6主梁纵、横截面布置图1 恒载集度（1）主梁： （2）横隔梁对于边主梁：对于中主梁：（3）桥面铺装层：（4）栏杆和人行道：作用于边主梁的全部恒载强度：作用于中主梁的全部恒载强度：2 恒载内力的计算边跨弯矩剪力影响线1#及6#梁内力（边跨）跨中弯矩 跨中剪力 支点剪力 2#、3、4及5#梁内力（中间跨）跨中弯矩 跨中剪力 支点剪力 3 活载内力1 . 汽车荷载冲击系数主梁横截面图结构跨中处的单位长度量： 主梁截面形心到T梁上缘的距离： 跨中截面惯性矩：查表 E取 所以冲击系数： 2. 汽车荷载作用公路I级均布荷载 对于集中荷载，当时，；当时，当时，采用内插法公路为公路级的0.75倍则 当计算剪力时候 计算车道荷载的跨中弯矩、剪力的计算对于双车道，折减系数跨中弯矩影响线如下图3. 跨中弯矩的设计，由于跨中弯矩横向分布系数1、6梁最大，所以只需计算1、6梁的弯矩，计算如下：对于1#梁车道均布荷载作用下 车道集中荷载作用下 则跨中人群荷载最大弯矩人群荷载集度对于2#和5#梁计算公路级汽车活载的跨中弯矩：计算人群荷载的跨中弯矩：人群荷载集度： 对于3#梁计算公路级汽车活载的跨中弯矩：计算人群荷载的跨中弯矩：人群荷载集度： 4. 跨中剪力的计算跨中剪力影响线如下图：对于1和6#梁计算公路级汽车活载的跨中剪力：计算人群荷载的跨中剪力：对于2和5#梁计算公路级汽车活载的跨中剪力：计算人群荷载的跨中剪力：对于3#和4#梁计算公路级汽车活载的跨中剪力：计算人群荷载的跨中剪力：5. 支点截面剪力的计算剪力影响线如下图所示：横向分布系数变化区段的长度对于1和6#梁附加三角形重心影响线坐标 ： 计算人群荷载的支点剪力：对于2和5#梁计算公路级汽车活载的支点剪力（如下图所示）： 计算人群荷载的支点剪力：对于3#、4#梁计算公路级汽车活载的支点剪力（如下图所示）： 计算人群荷载的支点剪力：8. 荷载组合其中，跨中弯矩组合：梁恒载（KN/m）活载（KN/m）组合值（KN/m）汽车人群1、6774.0461006.4265.562411.2702、5803.99804.8145.772142.7843、4803.99806.4353.472145.121跨中剪力组合：梁恒载（KN/m）活载（KN/m）组合值（KN/m）汽车人群1、60102.143.36116.052、5081.682.35117.6423、4081.841.40116.536支点剪力组合：梁恒载（KN/m）活载（KN/m）组合值（KN/m）汽车人群1、6158.78198.0517.53487.442、5164.92188.267.223469.5583、4164.92188.564.31466.715（五）、 行车道板计算123456由于主梁是用现浇混凝土的，其有很大的刚度，所以按刚接的单向板进行行车道板的计算1.恒载内力的计算（1） 计算每延米板的恒载g沥青混凝土面层： 混凝土垫层： T梁翼板自重： 合计： （2）计算每延米板条的恒载内力弯矩： 剪力： 2.活载内力的计算根据轴距及轴重，应以重轴为主，取两后轴280kN计算。轮载分布：车轮着地尺寸，经铺装层按45角扩散后，在板顶的分布尺寸：经分析，车后轴两轮的有效分布宽度重叠，所以荷载对于悬臂根部的有效分布宽度为：作用在每延米板条上的弯矩： 作用在每延米板条上的剪力：3.内力组合安全等级二级，=1.2，=1.4按承载能力极限状态下作用基本组合弯矩和剪力的设计值分别为：（六）、 横隔梁的计算1.确定作用在中横隔梁的计算荷载：计算弯矩时：计算剪力时：2.内力计算3与4主梁间截面弯矩影响线：P=1作用在1梁时：P1作用在6梁时P1作用在2梁时：1主梁处右截面剪力影响线：P=1作用于1梁截面的右边时 既 P=1作用于1梁截面的左边时既 绘制的和的影响线如下图所示：弯矩的计算公路-II级：人群荷载：剪力的计算：人群荷载：3.内力基本组合：弯矩： 剪力： （七）、主要参考文献1房贞政. 桥梁工程（第一版）北京：中国建筑工业出版社，20042叶见曙. 结构设计原理（第二版）北京：人民交通出版社，20053. 彭大方. 桥梁工程（上册）北京：人民交通出版社,20074公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）北京：人民交通出版社，20045公路工程技术标准(JTG B01-2003) 北京：人民交通出版社 ，20046公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 . (JTG D62-2004) 北京：人民交通出版社 ，200421