橋梁工程課程設(shè)計(jì)--預(yù)制裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支t型梁橋設(shè)計(jì)

1、<p>　　《橋梁工程》課程設(shè)計(jì)</p><p>　　預(yù)制裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T型梁橋設(shè)計(jì)</p><p><b>　　學(xué)生姓名： </b></p><p><b>　　班 級(jí)： </b></p><p><b>　　學(xué) 號(hào)： </b></p>

2、;<p><b>　　指導(dǎo)教師: </b></p><p>　　。。。。。學(xué)院土木工程教研室</p><p>　　2013 年 6 月 </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　設(shè)計(jì)資料………………………………3</p><p>　　橋梁

3、尺寸擬定…………………………3</p><p>　　橋梁計(jì)算………………………………3</p><p>　　I、主梁的計(jì)算………………………………… 4</p><p>　　II、橫隔梁的計(jì)算………………………………14</p><p>　　III、行車道板的計(jì)算…………………………… 17</p><p>　　四、參

4、考文獻(xiàn)………………………………19</p><p>　　五、設(shè)計(jì)圖…………………附圖<一>，<二></p><p><b>　　橋梁工程課程設(shè)計(jì) </b></p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)資料 </b></p><p><b>　　橋面凈寬：凈—</b&g

5、t;</p><p><b>　　荷載： 公路—Ⅱ級(jí)</b></p><p>　　人群—2.5KN/m</p><p>　　人行道及欄桿每側(cè)重10KN/m</p><p>　　跨徑及梁長(zhǎng)：標(biāo)準(zhǔn)跨徑</p><p><b>　　計(jì)算跨徑</b></p><p

6、><b>　　主梁全長(zhǎng) </b></p><p><b>　　材料</b></p><p>　　鋼筋：反直徑大于或等于12毫米者用Ⅱ級(jí)鋼筋，直徑小于12毫米者一律用 </p><p><b>　?、窦?jí)鋼筋。</b></p><p><

7、b>　　混凝土：</b></p><p><b>　　主梁：50#</b></p><p>　　人行道及欄桿：25#</p><p><b>　　橋面鋪裝：25#</b></p><p>　　技術(shù)規(guī)范：《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60—2004）</p><

8、;p>　　《公路鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（GTGD62—2004）</p><p><b>　　橋梁尺寸擬定</b></p><p>　　主梁高度：h=1.00m</p><p>　　梁間距：采用5片主梁，間距2.1m。</p><p>　　橫隔梁：采用五片橫隔梁，間距為3.85m</p>

9、<p>　　梁肋：厚度為18cm</p><p>　　橋面鋪裝：分為上下兩層，下層為25#砼，路緣石邊處厚4.0cm ；上層為瀝青砼，</p><p>　　厚4.0cm。橋面采用1.5%橫坡。</p><p>　　橋梁橫斷面及具體尺寸：（見(jiàn)作圖）</p><p>　　主梁橫剖面主梁縱剖面</p><p>

10、<b>　　三、橋梁計(jì)算</b></p><p><b>　　一、主梁的計(jì)算</b></p><p>　　1、主梁的抗彎慣性矩Ix</p><p>　　求主梁界面的重心位置ax（圖1-1） </p><p>　　圖1-1（尺寸單位：cm）</p><p><b&

11、gt;　　平均板厚：</b></p><p>　　H=1/2（10+14）=12（cm）</p><p><b>　　ax==25.3</b></p><p>　　Ix==3484026.96（cm4）=3.484（m4）</p><p>　　計(jì)算結(jié)構(gòu)自重集度（表1-1）</p><p&g

12、t;　　結(jié)構(gòu)自重集度計(jì)算表 表1-1</p><p>　　.結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力計(jì)算（表1-2）</p><p>　　邊中主梁自重產(chǎn)生的內(nèi)力 表1-2</p><p>　　主：括號(hào)（）內(nèi)值為中主梁內(nèi)力</p><p>　　汽車、人群荷載內(nèi)力計(jì)算</p><p>　

13、?。?）支點(diǎn)處荷載橫向分布系數(shù)（杠桿原理法）</p><p>　　按《橋規(guī)》4.3.1條和4.3.5條規(guī)定：汽車荷載距人行道邊緣不小于0.5m，人群荷載取2.5KN/m。在橫向影響線上確定荷載橫向最不利的布置位置（圖1-2） </p><p>　　圖（1-2） 支點(diǎn)處各主梁的橫向分布情況</p><p>　　各梁支點(diǎn)處相應(yīng)于公路—Ⅱ級(jí)和人群荷載的橫向分布系數(shù)計(jì)算（表

14、1—3）</p><p><b>　　表1—3</b></p><p>　　、跨中荷載橫向分布系數(shù)（偏心壓力法） </p><p>　　此橋沒(méi)有剛度強(qiáng)大的橫隔梁，且承重結(jié)構(gòu)的跨寬比為：</p><p><b>　　>2</b></p><p>　　故不可按偏心壓力法來(lái)計(jì)

15、算橫向分布系數(shù)mc，其步驟如下：</p><p>　　1>、求荷載橫向分布影響線坐標(biāo)</p><p>　　本橋梁各根主梁的橫截面均相等，梁數(shù)n=5，梁間距為2.10m，則：</p><p>　　=（2×2.1）2+（2.1）2+0+（-2.1）2+（-2×2.1）2=44.1m2</p><p>　　1號(hào)梁在兩邊主梁

16、處的橫向影響線豎標(biāo)值為：</p><p><b>　　=</b></p><p>　　2（4）號(hào)梁在兩邊主梁處的橫向影響線的豎標(biāo)值為：</p><p>　　3號(hào)梁在兩邊主梁處的橫向影響線的豎標(biāo)值為：</p><p>　　2>、畫出各主梁的橫向分布影響線，并按最不利位置布置荷載，如（圖1-3）</p>

17、<p><b>　　圖1-3</b></p><p>　　3>、計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)mc（表1-4）</p><p>　　、荷載橫向分布系數(shù)匯總（表1-5） </p><p>　　荷載橫向分布系數(shù) </p><p><b>　

18、　表1-5</b></p><p>　　、均布荷載和內(nèi)力影響線面積計(jì)算（表1-6）</p><p>　　均布荷載和內(nèi)力影響線面積計(jì)算表 表1-6</p><p>　　、公路—Ⅱ級(jí)集中荷載Pk計(jì)算</p><p>　　計(jì)算彎矩效應(yīng)時(shí)：Pk=0.75【180+（15.56-5）】=0.75×222.24=1

19、66.68KN</p><p>　　計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí): Pk=1.2×207.48=200.016</p><p>　　(6)、計(jì)算沖擊系數(shù)</p><p>　　A=0.3504 m2 Ic=3.484（m2） G=0.3504×26=9.1104 KN/m </p><p>　　mc=G/g=9.11

20、04/9.81=0.929 KNs2/m2</p><p>　　C50混凝土E取3.45×1010 N/m2</p><p>　　f===7.376（Hz）</p><p>　　介于1.5Hz和14Hz之間，按《橋規(guī)》2.3.4條規(guī)定，沖擊系數(shù)按照下式計(jì)算：</p><p>　　=0.1767lnf-0.0157=0.3374<

21、;/p><p><b>　　1+=1.3374</b></p><p>　　、各梁的彎矩M1/2、M1/4和剪力Q1/2計(jì)算</p><p>　　因雙車道不折減，故=1。如（表1-7）</p><p>　　、計(jì)算支點(diǎn)截面汽車荷載最大剪力</p><p>　　繪制各梁的荷載橫向分布系數(shù)沿橋縱向的變化圖形

22、和支點(diǎn)剪力影響線如圖1-4a）、b）、c）</p><p>　　(a) (b) (c)</p><p>　　圖1-4 各梁支點(diǎn)計(jì)算簡(jiǎn)圖（尺寸單位：m）</p><p>　　其中a) 圖表示1和5號(hào)梁，b）圖表示2和4號(hào)梁，c）圖表示3號(hào)梁。</p&

23、gt;<p><b>　　1> 1和5號(hào)梁</b></p><p>　　Q0均=（1+）mc+（m0-mc）=1.3374×1×7.875× </p><p><b>　　=47.47KN</b></p><p>　　Q0集==1.3374&

24、#215;1×0.477×200.016×1=127.6KN</p><p>　　則公路—Ⅱ級(jí)作用下，1和5號(hào)梁支點(diǎn)的最大剪力為：</p><p>　　Q0=Q0均+Q0集=175.07KN</p><p>　　則支點(diǎn)截面人群荷載最大剪力為：</p><p>　　Q0r=mcqr+=0.7×1.875&

25、#215;7.78+×（1.5-0.7）×1.875 </p><p>　　×0.916=10.21+5.04=15.25KN</p><p><b>　　2> 2和4號(hào)梁</b></p><p>　　Q0均=（1+）mc+（m0-mc）=1..3374×1×

26、7.875×</p><p><b>　　=4.26KN</b></p><p>　　Q0集==1.3374×1×0.572×200.016×1=153.01KN</p><p>　　則公路—Ⅱ級(jí)作用下，1和5號(hào)梁支點(diǎn)的最大剪力為：</p><p>　　Q0=Q0均+Q0

27、集=157.27KN</p><p>　　則支點(diǎn)截面人群荷載最大剪力為：</p><p>　　Q0r=mcqr+=0.483×1.875×7.78+×（0-0.483）×1.875 </p><p>　　×0.916=7.05-3.04=4.01KN</p><p>

28、<b>　　3> 3號(hào)梁</b></p><p>　　Q0均=（1+）mc+（m0-mc）=1.3374×1×7.875×</p><p><b>　　=5.4KN</b></p><p>　　Q0集==1.3374×1×0.762×200.016

29、5;1=254.13KN</p><p>　　則公路—Ⅱ級(jí)作用下，1和5號(hào)梁支點(diǎn)的最大剪力為：</p><p>　　Q0=Q0均+Q0集=259.53KN</p><p>　　則支點(diǎn)截面人群荷載最大剪力為：</p><p>　　Q0r=mcqr+=0.400×1.875×7.78+×（0-0.400）×

30、1.875 </p><p>　　×0.916=5.84-2.52=3.32KN</p><p><b>　?。?）、內(nèi)力組合</b></p><p>　　1> 承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合計(jì)算（表1-8）</p><p>　　永久荷載作用分項(xiàng)系數(shù): =1.2</p>

31、<p>　　汽車荷載作用分項(xiàng)系數(shù)：=1.4</p><p>　　人群荷載作用分項(xiàng)系數(shù)：=1.4</p><p>　　彎矩（KN·m）剪力（KN）組合表 表1-8</p><p>　　注：——橋梁結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，本例取為0.9</p><p>　　——與其它可變荷載作用效應(yīng)組合系數(shù)，本例取為0.8&

32、lt;/p><p><b>　　橫隔梁的計(jì)算</b></p><p>　　對(duì)于具有多根內(nèi)橫隔梁的橋梁，由于主梁跨中處的橫梁受力最大，橫梁跨中截 面受力最不利，故通常只要計(jì)算跨中橫隔梁中間的內(nèi)力，其它橫梁可偏安全的仿此設(shè)計(jì)。</p><p>　　1、確定作用在中橫隔梁上的計(jì)算荷載：對(duì)于跨中橫隔梁的最不利荷載布置如圖2-1所示。&

33、lt;/p><p>　　2-1 跨中橫隔梁的受載圖示（尺寸單位：m） </p><p>　　縱向一列車輪對(duì)于中橫隔梁的計(jì)算荷載為：</p><p>　　計(jì)算彎矩時(shí)： Poq=</p><p>　　計(jì)算剪力時(shí)：Poq=1.2×98.50=118.2</p><p>　　繪制中橫隔梁中間的內(nèi)力影響線<

34、;/p><p>　　由前面偏心壓力法可計(jì)算得1、2號(hào)梁的荷載橫向分布影響線豎坐標(biāo)值如圖2-2a，</p><p>　　則Mr的影響線豎標(biāo)可計(jì)算如下：</p><p>　　P=1作用在1號(hào)梁軸上時(shí)（）：</p><p>　　=0.600×2×2.1+0.400×1×2.1-1×2×<

35、/p><p><b>　　2.1= </b></p><p>　　P=1作用在5號(hào)粱軸上時(shí)：</p><p>　　=（）×2×2.1+0×1×2.1=</p><p>　　Mr的影響線豎標(biāo)可計(jì)算如下：</p><p>　　p=作用在2號(hào)粱軸上時(shí)（）：</

36、p><p>　　=0.400×2×2.1+0.300×1.0× 2.11×1×2.1=0.21</p><p>　　由已學(xué)影響線的知識(shí)可知，Mr影響線必在r-r截面處有突變，根據(jù)和連線延伸至r-r截面，即為值（0.96），由此可繪出Mr影響線如圖2-2

37、b所示。</p><p>　　圖2-2 中橫隔梁內(nèi)力計(jì)算（尺寸單位：m）</p><p>　　3.)繪制剪力影響線</p><p>　　剪力最不利位置位于靠近1號(hào)梁的右邊（或靠近5號(hào)梁的左邊）。對(duì)于1號(hào)梁處截面的影響線可計(jì)算如下：</p><p>　　P=1作用在計(jì)算截面以右時(shí)：</p><p><b>　　

38、=R1即</b></p><p>　　P=1作用在計(jì)算截面以左時(shí)：</p><p><b>　　=R11即</b></p><p>　　繪成影響線如圖2-2c所示</p><p><b>　　4、截面內(nèi)力計(jì)算</b></p><p>　　將求得的計(jì)算荷載Poq在相

39、應(yīng)的影響線上按最不利位置加載，對(duì)汽車荷載并計(jì)入沖擊 影響()，則得到表2-1所示結(jié)果。</p><p><b>　　表2-1</b></p><p>　　內(nèi)力組合（鑒于橫隔梁的結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力甚小，計(jì)算中可略去不計(jì)）：</p><p>　?、佟⒊休d能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合（見(jiàn)表2-2）</p><p><b>　

40、　表2-2</b></p><p>　?、?、正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合（見(jiàn)表2-3）</p><p><b>　　表2-3</b></p><p><b>　　三、行車道板的計(jì)算</b></p><p>　　T梁橫截面如圖3-1所示</p><p>　　圖3-1

41、T梁橫截面圖（尺寸單位：m）</p><p>　　(一) 結(jié)構(gòu)自重及其內(nèi)力（按縱向1m寬板條計(jì)算）</p><p>　　1、每延米板上的結(jié)構(gòu)自重g（表3-1）</p><p>　　板的結(jié)構(gòu)自重g </p><p><b>　　表3-1</b></p><p>　　2

42、、每米寬板的恒載內(nèi)力</p><p>　?。ǘ┢囓囕v荷載產(chǎn)生的內(nèi)力</p><p>　　將車輛荷載后輪作用于鉸縫軸線上（圖3-1），后軸作用力為P=140KN，輪壓分布寬度如圖3-2所示。車輛荷載后輪著地長(zhǎng)度為a2=0.20m，寬度為b2=0.60m，則</p><p>　　a1=a2+2H=0.20+2×0.11=0.42m</p>&

43、lt;p>　　b1=b2+2H=0.60+2×0.11=0.82m</p><p>　　荷載對(duì)于懸臂根部的有效分布寬度：</p><p>　　a=a1+d+20=0.42+1.4+2×0.71=3.24m</p><p>　　由于這是汽車荷載局部加載在T梁的翼板上，故沖擊系數(shù)取1+=1.3。</p><p>　　作用

44、于每米寬板條上的彎矩為：</p><p><b>　　KN·m</b></p><p>　　作用于每米寬板條上的剪力為：</p><p>　　圖3-2 汽車車輛荷載的計(jì)算圖式（尺寸單位：m）</p><p><b>　?。ㄈ﹥?nèi)力組合</b></p><p>　　

45、①承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合計(jì)算（表3-2）：</p><p><b>　　表3-2</b></p><p>　?、谡Ｊ褂脴O限狀態(tài)內(nèi)力組合計(jì)算（3-3）</p><p><b>　　表3-3</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><

46、p>　　1、中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路橋涵設(shè)計(jì)通用設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D60--2004）.北京：人民交通出版社，2004年9月</p><p>　　2、葛俊穎.橋梁工程.北京：中國(guó)鐵道出版社，2011年</p><p>　　3、公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)（梁橋）.北京：人民交通出版社</p><p>　　4、姚玲森，橋梁工程.北京:人民交通出版社，1985年12月&l

47、t;/p><p>　　5、中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D62--2004）.北京：人民交通出版社，2004年11月</p><p>　　6 劉夏平，于天來(lái)，王嵐.橋梁工程. 北京：科學(xué)出版社，2005年9月</p><p>　　7 范立礎(chǔ).橋梁工程. 北京：人民交通出版社，2003年1

48、月</p><p>　　8 張樹(shù)仁，鄭紹珪，黃僑，鮑衛(wèi)剛. 鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理. 北京：人民交通出版社，2004年9月</p><p>　　9 賈艷敏，高力.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理. 北京：人民交通出版社，2004年8月</p><p>　　10胡兆同，陳萬(wàn)春.橋梁通用構(gòu)造及簡(jiǎn)支梁橋. 北京：人

49、民交通出版社，2001年3月</p><p>　　6 劉夏平，于天來(lái)，王嵐.橋梁工程. 北京：科學(xué)出版社，2005年9月</p><p>　　7 范立礎(chǔ).橋梁工程. 北京：人民交通出版社，2003年1月</p><p>　　8 張樹(shù)仁，鄭紹珪，黃僑，鮑衛(wèi)剛. 鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.