校區(qū)橋梁工程課程設(shè)計

1、<p><b>　　一、設(shè)計資料</b></p><p><b>　　1、計算跨徑：</b></p><p>　　2、設(shè)計荷載：公路Ⅱ級荷載；人群荷載；人行道重力：</p><p>　　預(yù)制橫隔梁的重力密度為</p><p>　　3、主要寬度尺寸：行車道寬度為 8.5m，人行道寬度為 0.

2、75m，</p><p>　　每片梁行車道板寬2.00m</p><p>　　4、行車道板間連接形式：剛性連接</p><p>　　5、鋪裝層及其各項指標(biāo)：橋面鋪裝層外邊緣處為2cm的瀝青表面處治（重力密度為23kN /m3）和6cm厚的混凝土三角墊層（重力密度為25kN/m3 ），橋面橫坡1.5%</p><p>　　6、其他數(shù)據(jù)：彈性模量

3、</p><p>　　7、設(shè)計依據(jù)： 《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTG D60—2004）</p><p>　　《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計規(guī)范》（JTG D62—2004）</p><p>　　8、設(shè)計方法：承載能力極限狀態(tài)法 </p><p><b>　　二、主要尺寸擬定</b></p>&l

4、t;p><b>　　1、主梁高度</b></p><p>　　公路普通鋼筋混凝土梁高跨比的經(jīng)濟(jì)范圍約為1/11～1/16；預(yù)應(yīng)力混凝土梁的高跨比為1/15～1/25，隨跨度增大而取較小值,本課程設(shè)計采用1150mm的主梁高度</p><p><b>　　2、梁肋厚度</b></p><p>　　常用的梁肋厚度為15c

5、m - 18cm，視梁內(nèi)主筋的直徑和鋼筋骨架的片數(shù)而定。當(dāng)腹板內(nèi)有預(yù)應(yīng)力箍筋時，厚度不得小于腹板高度的1/20，無預(yù)應(yīng)力箍筋時，不得小于1/15，經(jīng)綜合考慮，本課程設(shè)計采用梁肋厚度160mm。</p><p><b>　　3、翼緣板的厚度</b></p><p>　　根據(jù)受力特點，翼緣板的厚度通常都做成變厚度的，即端部較薄,向根部逐漸加厚，為了保證翼緣板與梁肋聯(lián)結(jié)的整

6、體性，翼緣板與梁肋銜接處的厚度不應(yīng)小于主梁高度的1/12。對鐵路橋梁，板與梗腋相交處厚度不得小于梁高的1/10</p><p>　　本課程設(shè)計中，翼緣板厚度已給定。</p><p><b>　　4、馬蹄尺寸</b></p><p>　　馬蹄尺寸基本由布置預(yù)應(yīng)力鋼束的需要確定的，設(shè)計實踐表明，馬蹄的總面積占總面積的10%-20%為宜。根據(jù)《公路鋼

7、筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》對鋼束凈距及預(yù)留管道的構(gòu)造要求，初步擬定馬蹄寬度為400mm，高度為200mm，馬蹄與腹板交接處作三角過渡，高度120mm，以減小局部預(yù)應(yīng)力，截面形式如下圖所示</p><p>　　5、橫隔梁間距及厚度</p><p>　　《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定兩橫隔梁之間間距不得大于10m,且設(shè)計要求沿主梁縱向每 4-5m布置1道橫隔梁，本

8、設(shè)計中采用的橫隔板間距為3250mm,故應(yīng)該設(shè)置5道橫隔梁，橫隔梁的厚度擬定為150mm，橫隔梁的結(jié)構(gòu)形式如下圖：</p><p>　　三、 行車道板的計算</p><p>　　本設(shè)計中行車道板的計算按鉸接板計算</p><p>　　恒載及內(nèi)力計算（按縱向1m寬的板條計算）</p><p>　　1、人行道重力集度：</p>&l

9、t;p>　　2、橋面鋪裝重力集度：瀝青 </p><p>　　混凝土三角墊層 </p><p><b>　　3、T梁翼板自重：</b></p><p><b>　　因而有：</b></p><p>　　每米寬板條的恒載內(nèi)力為：</p><p>　　二、橋面板車輛

10、荷載產(chǎn)生的內(nèi)力</p><p>　　將后輪作用于鉸接縫上，后軸作用力為P=140KN，輪壓分布寬度如圖，通過查詢 《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計規(guī)范》（JTG D62—2004），可得車輪荷載后輪著地長度為，寬度為，鋪裝層厚度為，則：</p><p>　　荷載對于懸臂根部的有效分布寬度</p><p>　　則重車后軸兩輪的郵箱分布寬度重疊，則鉸接處的兩個車輪

11、對于懸臂根部的有效分布寬度為</p><p>　　由于，所以沖擊系數(shù)采用</p><p>　　作用于每米寬板條上的彎矩：</p><p>　　作用于每米寬板條上的剪力為：</p><p><b>　　荷載組合</b></p><p>　　恒載與活載產(chǎn)生同號內(nèi)力時，組合一：；</p>

12、<p>　　恒載與活載產(chǎn)生異號內(nèi)力時，組合二：；</p><p>　　故行車道板的設(shè)計內(nèi)力：</p><p><b>　　彎矩：</b></p><p><b>　　剪力：</b></p><p><b>　　四、主梁內(nèi)力計算</b></p><p

13、>　　一、橫向分布系數(shù)計算</p><p>　　因結(jié)構(gòu)對稱，故只須計算①號梁，②號梁，③號梁的內(nèi)力，④號梁的內(nèi)力與②號梁的相同，⑤號梁的內(nèi)力同①號梁的相同。</p><p>　　1、杠桿原理法計算支點處的橫向分布系數(shù)</p><p>　　根據(jù)《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTG D60—2004）規(guī)定，在橫向影響線上確定荷載沿橫向最不利的布置位置，對于汽車橫向輪距

14、為180cm,兩輛汽車車輪的橫向最小間距為130cm, 車輪距離人行道緣石最少為50cm.。由此，求出相應(yīng)于荷載位置的影響線豎標(biāo)后，可求得梁的橫向分布系數(shù)。計算結(jié)果及其示意圖如下所示</p><p>　　杠桿原理法計算梁的橫向分布系數(shù)圖式(尺寸單位： cm ）</p><p>　　各支座的橫向分布系數(shù)：</p><p>　　利用偏心受壓法計算各主梁的跨中汽車荷載橫向

15、分布系數(shù)</p><p>　　由設(shè)計資料及圖可知，本設(shè)計的橋梁設(shè)計有剛度較大的橫隔梁，另外寬跨比為：</p><p>　　,易知本設(shè)計中橋梁為寬橋，但是我們使用修正偏心壓力法計算各主梁的跨中汽車荷載橫向分布系數(shù)。</p><p>　　繪出荷載橫向分布影響線，并按最不利位置加載，并求其相對應(yīng)的影響線坐標(biāo)值，計算結(jié)果如下所示</p><p>　　

16、計算各梁荷載橫向分布系數(shù)（由于是寬梁故需要在偏心壓力法的基礎(chǔ)上乘以0.9）：</p><p>　　各梁橫向分布系數(shù)匯總表</p><p><b>　　二、內(nèi)力計算</b></p><p><b>　　1、恒載內(nèi)力計算</b></p><p>　　經(jīng)過CAD計算可知跨中處邊梁截面面積為0.5686，中

17、梁截面面積為0.5686（此處為簡化設(shè)計運(yùn)算按要求T梁不設(shè)置變截面）跨中截面慣性矩為，中間橫隔梁的面積為0.7058，故中間橫隔梁體積為0.106，端橫隔梁面積為0.6176，故端橫隔梁的體積為0.0926</p><p><b>　　恒載集度計算表</b></p><p>　　主梁恒載內(nèi)力計算公式為：</p><p>　　其中 簡支梁的計算

18、跨徑</p><p>　　計算截面到支點的距離</p><p>　　主梁恒載內(nèi)力計算結(jié)果</p><p><b>　　2、活載內(nèi)力計算</b></p><p><b>　　1）、計算基頻</b></p><p>　　簡支梁的基頻可采用下列公式計算</p><

19、;p>　　結(jié)構(gòu)的計算跨徑；混凝土彈性模量為；；</p><p><b>　　邊主梁 </b></p><p><b>　　中主梁 </b></p><p>　　代入以上數(shù)據(jù)可以算出：</p><p><b>　　2）、計算沖擊系數(shù)</b></p><

20、p>　　根據(jù)橋梁規(guī)范，本橋的基頻滿足：，可計算出汽車荷載的沖擊系數(shù)為：</p><p>　　橋面車行道為8.5m寬，雙車道不折減。</p><p>　　3）求①、②、③號梁跨中截面的最大彎矩和最大剪力</p><p>　　根據(jù)《橋規(guī)》，公路—II級的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：</p><p>　　，計算彎矩時（按《公路橋涵設(shè)計通

21、用規(guī)范》（JTG D60—2004）內(nèi)插求的），則在計算剪力時,.</p><p>　　截面彎矩計算的一般公式：</p><p>　　式中：——所求截面的彎矩或剪力；</p><p>　　——汽車荷載的沖擊系數(shù)，對于人群荷載不計沖擊系數(shù)；</p><p>　　——多車道橋涵的汽車荷載折減系數(shù)；</p><p>　　——

22、車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值；</p><p>　　——使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號影響線面積；</p><p>　　——車道荷載的集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值；</p><p>　　——所加載影響線中一個最大影響線峰值；</p><p><b>　?、偬柫旱膬?nèi)力計算</b></p><p>　　跨中彎矩最大，畫出彎

23、矩和剪力影響線如圖:</p><p>　　影響線面積：彎矩圖面積：，</p><p><b>　　剪力圖面積：，</b></p><p><b>　　最大影響線峰值：</b></p><p>　　支座剪力影響線面積：</p><p>　　附加三角形荷載重心處的影響線坐標(biāo)：&l

24、t;/p><p>　　車道荷載引起的最大彎矩：</p><p>　　人群荷載引起的最大彎矩：</p><p>　　計算車道荷載跨中最大剪力：</p><p>　　計算人群荷載跨中剪力：</p><p>　　計算支點截面車道荷載最大剪力</p><p>　　由前面的計算簡圖可以知道：</p>

25、;<p><b>　　,而有</b></p><p><b>　　則：</b></p><p>　　支點截面人群荷載最大剪力：</p><p><b>　　②號梁的內(nèi)力計算</b></p><p>　　畫出彎矩和剪力影響線如圖:</p><p&

26、gt;　　車道荷載引起的最大彎矩：</p><p>　　人群荷載引起的最大彎矩</p><p>　　車道荷載跨中截面最大剪力：</p><p>　　人群荷載跨中最大剪力：</p><p>　　計算支點截面車道荷載最大剪力</p><p><b>　　而有</b></p><p&

27、gt;<b>　　則有</b></p><p>　　支點截面人群荷載的最大剪力：</p><p><b>　?、厶柫旱膬?nèi)力計算</b></p><p>　　畫出彎矩和剪力影響線如圖:</p><p>　　車道荷載引起的最大彎矩：</p><p>　　人群荷載引起的最大彎矩&l

28、t;/p><p>　　車道荷載引起跨中截面最大剪力：</p><p>　　人群荷載引起的跨中最大剪力：</p><p>　　支點截面車道荷載最大剪力：</p><p><b>　　而又</b></p><p><b>　　則</b></p><p>　　支