《橋梁工程》課程設(shè)計

1、<p><b>　　1.設(shè)計資料</b></p><p><b>　　1.1題目</b></p><p>　　裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T形梁橋計算</p><p><b>　　1.2設(shè)計資料</b></p><p><b>　　主梁細部尺寸</b>

2、</p><p>　　單片主梁的梁寬為1.78m，其細部尺寸如圖1-1所示</p><p>　　圖1-1單片主梁示意圖</p><p><b>　　橋梁凈空</b></p><p>　　一凈14+2米（如圖1-2所示）</p><p>　　圖1-2橋梁橫斷面示意圖</p><p

3、>　　跨徑和全長（如圖1-3所示）</p><p><b>　　圖1-3主梁立面圖</b></p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)跨徑主梁；計算跨徑；預(yù)制全長；</p><p>　　上部結(jié)構(gòu)主梁布置圖（如圖1-4所示）（單位：cm）</p><p><b>　　圖1-4主梁布置圖</b></p>

4、<p><b>　　設(shè)計荷載</b></p><p><b>　　公路-Ⅰ級，人群。</b></p><p><b>　　材料</b></p><p>　　主梁：混凝土強度等級C50，容重26；橋梁鋪裝為C25混凝土墊層厚6.5~17cm，容重25，瀝青混凝土厚2cm；容重24。<

5、/p><p><b>　　設(shè)計方法</b></p><p>　　杠桿原理法、偏心壓力法和極限狀態(tài)設(shè)計法等。</p><p><b>　　設(shè)計依據(jù)</b></p><p>　　(1)《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTG D60-2015）；</p><p>　　(2)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)

6、范》（GB 50010-2010）；</p><p>　　(3)《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><b>　　1.3設(shè)計內(nèi)容</b></p><p><b>　　橋面板內(nèi)力計算</b></p><p>　　計算T梁翼板所構(gòu)成的鉸接懸臂板和懸臂

7、板的設(shè)計內(nèi)力。</p><p><b>　　主梁內(nèi)力計算</b></p><p>　　計算各主梁的荷載橫向分布系數(shù)；</p><p>　　計算主梁在荷載作用下跨中截面的彎矩、支點和跨中截面的剪力；</p><p>　　進行主梁內(nèi)力組合，并畫出主梁彎矩包絡(luò)圖和剪力包絡(luò)圖。</p><p><b

8、>　　橫隔梁內(nèi)力計算</b></p><p><b>　　撓度、預(yù)拱度計算</b></p><p>　　計算主梁跨中的撓度，并考慮是否需要設(shè)置預(yù)拱度。</p><p>　　圖紙繪制（利用AutoCAD軟件繪制至少3張A4圖紙，可以從以下幾個方面考慮）。</p><p><b>　　1.4參考資

9、料</b></p><p>　　1.姜福香主編.橋梁工程.北京：機械工業(yè)出版社，2016</p><p>　　2.姚玲森主編.橋梁工程.北京：人民交通出版社，2013</p><p>　　3.劉立新主編.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理.武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2011</p><p>　　4.葉見署主編.結(jié)構(gòu)設(shè)計原理.北京：人民交通出版社，

10、2017</p><p>　　5.黃僑主編.橋梁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理計算示例.北京：人民交通出版社，2006</p><p>　　6.賈金青編著.橋梁工程設(shè)計計算方法及應(yīng)用.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010</p><p><b>　　2.計算說明書</b></p><p><b>　　2.1各種參數(shù)計算<

11、;/b></p><p><b>　　1.主梁自重</b></p><p><b>　　主梁截面面積：</b></p><p><b>　　主梁重力集度：</b></p><p><b>　　2.橫隔梁</b></p><p>

12、;<b>　　橫隔梁截面面積： </b></p><p><b>　　體積： </b></p><p><b>　　重量： </b></p><p><b>　　總重量： </b></p><p><b>　　3.欄桿與人行道</b>

13、</p><p><b>　　面積： </b></p><p><b>　　重量： </b></p><p>　　4.主梁翼緣板平均厚度</p><p>　　5.橋面三角墊層面積與平均厚度</p><p>　　6.面層瀝青平均重度</p><p>　　

14、2.2橋面板內(nèi)力計算</p><p>　　2.2.1單懸臂板內(nèi)力計</p><p>　　單懸臂板內(nèi)力計算圖示如圖2-1所示</p><p>　?。?）恒載計算（以縱向1m寬板進行計算）</p><p><b>　　圖2-1單懸臂板</b></p><p><b>　　（2）活載計算<

15、;/b></p><p><b>　　（3）內(nèi)力組合</b></p><p>　　2.2.2鉸接懸臂板內(nèi)力計算</p><p>　　鉸接懸臂板內(nèi)力計算圖示如圖2-2所示</p><p>　?。?）恒載計算（以縱向1m寬板進行計算）</p><p><b>　　①每延米恒載</

16、b></p><p><b>　　瀝青: </b></p><p><b>　　C25混凝土墊層:</b></p><p><b>　　翼緣板自重:</b></p><p><b>　　所以：g= </b></p><p>

17、;　　②每米寬板的恒載內(nèi)力 圖2-2鉸接懸臂板示意圖</p><p><b>　?。?）車輛荷載計算</b></p><p>　　根據(jù)《車輛橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTG D60-2015）可知，后輪著地：</p><p><b>　　單個車輛作用時有</b></p

18、><p>　　作用在每米寬板條上的彎矩為</p><p>　　作用在每米寬板條上的剪力為</p><p><b>　　兩個車輛同時作用有</b></p><p>　　作用在每米寬板條上的彎矩為</p><p>　　作用在每米寬板條上的剪力為</p><p>　　經(jīng)計算分析，當(dāng)兩

19、個后輪同時作用在鉸接懸臂板上時活載內(nèi)力最大。</p><p><b>　　（3）內(nèi)力組合</b></p><p>　　2.2.3主梁內(nèi)力計算</p><p>　　2.2.3.1結(jié)構(gòu)重力集度</p><p>　　分別考慮預(yù)制梁自重和橋面鋪裝、人行道欄桿和重力集度。</p><p>　　按跨中截面計算

20、預(yù)制梁每延米重力集度： </p><p>　　橫隔梁、橋面鋪裝、欄桿、人行道等分?jǐn)偨o6片梁的荷載集度：</p><p>　　2.2.3.2結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的內(nèi)力</p><p><b>　　跨中彎矩： </b></p><p><b>　　支點簡歷：</b></p><p>　　

21、2.2.3.3沖擊系數(shù)計算</p><p><b>　　（1）簡支梁基頻：</b></p><p>　　經(jīng)計算得 查表得，代入相關(guān)數(shù)據(jù)，從而計算出</p><p><b>　　且1.5 </b></p><p><b>　?。?） </b></p><p&g

22、t;　　2.2.3.4各主梁的跨中荷載橫向分布系數(shù)mc計算</p><p>　　本橋的寬跨比為： 屬于窄橋</p><p>　　抗扭修正系數(shù)的計算：</p><p>　　主梁截面相同，梁間距相等，則</p><p>　　由于主梁數(shù)等于6，則</p><p>　　根據(jù)《公預(yù)規(guī)》，可取G=0.4E</p>

23、<p><b>　　代入數(shù)據(jù)得：</b></p><p>　　橋的橫向連接剛度比較大，跨中按偏心壓力法計算，其中：</p><p>　　第一片梁的影響線豎標(biāo)值</p><p>　　第二片梁的影響線豎標(biāo)值</p><p>　　第三片梁的影響線豎標(biāo)值</p><p>　　從而繪制出1、2、

24、3、4、5號梁的橫向影響線如圖2-3所示，按橫向最不利布置車輪荷載得到1、2、3、4、5號梁跨中位置處汽車、人群荷載作用的橫向分布系數(shù)如下：</p><p>　　第一片梁的跨中橫向分布系數(shù)</p><p>　　第二片梁的跨中橫向分布系數(shù)</p><p>　　第三片梁的跨中橫向分布系數(shù)</p><p>　　圖2-3 修正偏心壓力法計算荷載橫向分

25、布系數(shù)簡圖</p><p>　　2.2.3.5支點的荷載橫向分布系數(shù)</p><p>　　支點的荷載橫向分布系數(shù)計算支座處的荷載橫向分布系數(shù)采用杠桿原理法進行計算，計算圖示如圖2-4所示</p><p>　　第一片梁的跨中橫向分布系數(shù)</p><p><b>　　， </b></p><p>　　

26、第二片梁的跨中橫向分布系數(shù)</p><p><b>　　， </b></p><p>　　第三片梁的跨中橫向分布系數(shù)</p><p><b>　　，</b></p><p>　　圖2-4 修正偏心壓力法計算荷載橫向分布系數(shù)簡圖</p><p>　　橫向分布系數(shù)匯總表如表2-1

27、所示</p><p>　　表2-1橫向分布系數(shù)匯總表如表所示</p><p>　　2.2.3.6計算汽車、人群荷載內(nèi)力</p><p>　　通過以上計算分析可知，第一片梁的橫向分布系數(shù)醉倒，說明第一片梁在按最不利布載情況下最危險。又因各主梁的特性一致，所以只需對第一片主梁進行彎矩、剪力的計算。</p><p>　　在內(nèi)力計算中，對于橫向分布系

28、數(shù)的取值做如下考慮：計算彎矩時，均采用全跨統(tǒng)一的荷載橫向分布系數(shù)；求支點截面剪力時，由于主要荷載集中在支點附加而考慮支承條件的影響，考慮橫向分布系數(shù)沿橋跨的變化影響（即從支點到第一根內(nèi)橫梁之間的變化）。</p><p><b>　　公路一Ⅰ級，</b></p><p>　?。?）跨中彎矩（荷載橫向分布系數(shù)取第一片梁值進行計算，采用如圖所示的計算如2-5圖示）</

29、p><p>　　圖2-5 跨中彎矩計算圖</p><p><b>　　（2）支點剪力</b></p><p>　　支點剪力計算時，荷載橫向分布系數(shù)在遠端因剪力值變化不大，通常取不變的橫向分布系數(shù)。而近端剪力值變化較大，不能忽視，因此采用變化的荷載橫向分布系數(shù)，即從支點到第一根內(nèi)橫隔梁按到之間變化，計算圖示如圖2-6所示</p><

30、;p>　　圖2-6 支點剪力計算圖</p><p><b>　　1.2 </b></p><p><b>　　因，則</b></p><p><b>　　由 得</b></p><p>　　2.2.3.7內(nèi)力組合</p><p><b>

31、　?。?）彎矩組合</b></p><p><b>　　（2）剪力組合</b></p><p>　　2.2.3.8主梁彎矩包絡(luò)圖與剪力包絡(luò)圖的繪制</p><p>　　主梁跨中的最大彎矩見描述內(nèi)容，要繪制主梁彎矩包絡(luò)圖和剪力包絡(luò)圖，還需要計算主梁1/4跨中處的最大彎矩、剪力和主梁跨中剪力等。</p><p>

32、<b>　　跨中剪力計算</b></p><p>　　如圖2-7所示，從圖中可以看出，恒載作用下跨中剪力值為零，活載作用時最不利位置在荷載只滿布半跨結(jié)構(gòu)上時，在支座范圍內(nèi)，跨中剪力影響線圖中的剪力值變化不大。因此，為簡化起見，橫向分布系數(shù)全部按不變的來計算跨中剪力值。</p><p><b>　　恒載剪力計算：</b></p>&l

33、t;p><b>　　活載剪力計算：</b></p><p><b>　　內(nèi)力組合：</b></p><p>　　圖2-7 跨中剪力計算圖</p><p>　?。?）1/4跨剪力計算</p><p>　　從1/4跨彎矩圖可以看出，位于支座范圍內(nèi)，彎矩值的變化值不大。因此，為簡化起見橫向分布系數(shù)全

34、部按不變的來計算跨中剪力值。具體計算圖示如圖2-8所示。</p><p><b>　　恒載彎矩計算：</b></p><p><b>　　活載彎矩計算：</b></p><p><b>　　內(nèi)力組合：</b></p><p>　　圖2-8 1/4剪力計算圖</p>

35、<p>　　將計算所得的彎矩和剪力按承載能力極限狀態(tài)進行組合，即可得到簡支梁彎矩包絡(luò)圖與剪力包絡(luò)圖如圖2-9所示。</p><p>　　圖2-9 彎矩包絡(luò)圖和剪力包絡(luò)圖</p><p>　　2.2.4橫隔梁內(nèi)力計算</p><p>　　橫隔梁自重較小，此處不計算，僅計算活載作用下橫隔梁的內(nèi)力。橫隔梁跨中荷載布置圖2-10所示，則有：</p>

36、<p>　　圖2-10 橫隔梁荷載縱向布置圖</p><p><b>　　1作用在1號梁上時</b></p><p><b>　　1作用在6號梁上時</b></p><p><b>　　1作用在2號梁上時</b></p><p><b>　　1作用在5號梁

37、上時</b></p><p>　　橫隔梁內(nèi)力計算過程如圖2-11所示</p><p>　　則有：彎矩的影響線豎標(biāo)；則有：彎矩的影響線豎標(biāo)；</p><p>　　則橫隔梁的最大剪力與彎矩為：</p><p>　　圖2-11 橫隔梁荷載縱向布置圖</p><p>　　2.2.5撓度、預(yù)拱度計算</p>

38、;<p>　　主梁結(jié)構(gòu)自重最大彎矩為3735.2165，汽車作用最大彎矩（不計沖擊）為2503.02/1.22=2051.66，人群作用的最大彎矩為270.34。</p><p>　　《公路規(guī)》規(guī)定：驗算主梁變形時，不計入結(jié)構(gòu)自重的長期撓度，汽車不計入沖擊。則由可變荷載頻遇值產(chǎn)生的跨中長期撓度為：</p><p>　　C50混凝土，取。按全預(yù)應(yīng)力混凝土，取B=0.95EI。&