橋梁工程課程設計

1、<p>　　橋梁工程課程設計任務書</p><p><b>　　設計資料</b></p><p><b>　　公路等級：二級公路</b></p><p>　　設計荷載：公路—II級,人群2.5KN/m2，欄桿及人行道的重量按4.0KN/m計；</p><p>　　橋面凈空：2車道+2

2、15;1.5m人行道；</p><p>　　設計時速：根據規(guī)范取值</p><p>　　地質水文情況：河床地面線為（從左到右）：0/0，－1.1/4，－1.6/8，－2.4/14，－3/18，-3.5/22，－4.1/28，－4.6/38，-2.9/42，－1.6/47，－1.3/53，0 /60，（分子為高程，分母為離第一點的距離，單位為米）；地質假定為花崗巖；</p>&

3、lt;p>　　設計洪水位-2.4m，非通航河流。</p><p>　　材料容重：水泥砼23 KN/m3，鋼筋砼25 KN/m3，瀝青砼21 KN/m3 </p><p><b>　　課程設計任務</b></p><p><b>　　縱斷面設計</b></p><p>　　包括橋梁分孔、計算跨徑

4、的確定；橋梁高程的確定；縱坡（豎曲線半徑）以及橋梁下部結構布置；繪制橋梁縱斷面圖（CAD圖）。</p><p><b>　　橫斷面設計</b></p><p>　　主梁形式選擇；橫隔梁布置；人行道設計；欄桿設計；橋面鋪裝設計（包括鋪裝層厚度、橋面橫坡等），繪制橋梁橫斷面圖（CAD圖）。</p><p><b>　　設計計算內容<

5、/b></p><p>　　主梁的設計計算、行車道板的設計計算、橫隔梁設計計算、橋面鋪裝設計、橋臺設計。</p><p>　　要求完成的設計圖及計算書</p><p>　　橋梁總體布置圖，主梁縱、橫截面布置圖(CAD圖)；</p><p>　　荷載橫向分布系數(shù)計算書</p><p><b>　　主梁內力

6、計算書</b></p><p><b>　　行車道板內力計算書</b></p><p><b>　　橫隔梁內力計算書</b></p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　《橋梁工程》，姚玲森，2008，人民交通出版社</p>&l

7、t;p>　　《梁橋》（公路設計手冊），2005，人民交通出版社</p><p>　　《橋梁計算示例集》(砼簡支梁（板）橋)，2002，人民交通出版社</p><p>　　中華人名共和國行業(yè)標準，《公路工程技術標準》（JTG B01-2003），北京：人民交通出版社，2004。</p><p>　　中華人名共和國行業(yè)標準，《公路工程技術標準》（JTG B01-2

8、003），北京：人民交通出版社，2004。</p><p>　　中華人民共和國行業(yè)標準，《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》（JTG D62-2004）含條文說明。</p><p><b>　　橋梁設計說明</b></p><p>　　橋梁設計包括縱.橫斷面設計和平面布置。</p><p><b>　　

9、縱斷面設計</b></p><p>　　橋梁縱斷面設計包括確定橋梁的總跨徑.橋梁的分孔.橋道的標高.橋上和橋頭引道的縱坡以及基礎的埋置深度。</p><p>　　（1）本梁橋根據水文計算來確定。標準跨徑為22.00m（墩中心距離），計算跨徑21.50m。本橋的跨徑較小，因此上部結構的造價較低，墩臺的造價較高。為了結構受力合理和用材經濟，分跨布置時要考慮合理的跨徑比例。</

10、p><p>　　（2）本梁橋為跨河橋梁，橋道的標高應保證橋下排洪和通航的需要，結合橋型.跨徑等一起考慮，以確定合理的橋道標高。此橋梁無通航要求，不是跨線橋。假設橋位無流冰，無泥石流，洪水期無大漂流物。</p><p>　　橋道最低高程按下式確定：</p><p>　　——計算水位， —2.4m</p><p>　　——橋下凈空安全值，

11、 查表知為0.5米</p><p>　　——上部結構建筑高度（包括鋪裝高度） 1.5+0.11=1.61m</p><p>　　故此橋橋道高程取0.11m（主梁面高程為0m）。</p><p>　　（3）橋上縱坡不大于4%，橋頭引道縱坡不宜大于5%。</p><p><b>　　2.橫斷面設計</b></p

12、><p>　　橋梁橫斷面的設計，主要是決定橋面的寬度和橋跨結構橫截面的布置。橋面的寬度決定于行車和行人的交通需要。</p><p>　　本梁橋橋面行車道凈寬為：2車道+2×1.5m人行道（取7+2×1.5m），設計時速為60km/m，雙向兩車道。</p><p>　　為了利于橋面排水，應根據不同類型的橋面鋪裝，設置從橋面中央傾向兩側的1.5%-3.0

13、%的橫向坡度，本橋設置為1.5%。</p><p><b>　　3.平面布置</b></p><p>　　橋梁的線形及橋頭引道要保持平順，使車輛能平穩(wěn)地通過，小橋的線形及其公路的銜接，應符合路線布設的規(guī)定。</p><p>　　從橋梁本身的經濟性和施工方便來說，應盡可能避免橋梁與河流或與橋下路線斜交。必要時通常不宜大于，在通航河流上則不宜大于。

14、</p><p><b>　　4.橋面鋪裝</b></p><p>　　為了保護橋梁主體結構，在橋面的最上層設置橋面鋪裝。本橋設置3cm厚瀝青混凝土和8cm厚C25混凝土作墊層（4cm保護層+1cm防水層+3cm貧混凝土）的橋面鋪裝。</p><p><b>　　5.橋面伸縮縫</b></p><p&g

15、t;　　為了保證橋跨結構在氣溫變化.活栽作用.混凝土收縮與徐變等影響下按靜力圖式自由地變形，在本梁橋橋面兩梁端之間以及在梁端與橋臺背墻之間設置橫向伸縮縫。</p><p><b>　　6.主梁尺寸說明</b></p><p>　　根據經驗數(shù)據：主梁間距取2.0m，主梁高度取1.5m，主梁肋寬取0.2m，翼緣板端取0.14m，邊緣板端取0.08m。</p>

16、<p>　　橫隔梁尺寸：高度取1.3m，上緣厚取0.16m，下緣厚取0.16m。</p><p>　　一、計算荷載橫向分布系數(shù)[1][2][3][4][5]</p><p>　　1.當荷載位于支點處，利用杠桿原理法計算</p><p><b>　　橫斷面</b></p><p><b>　　1#梁&

17、lt;/b></p><p><b>　　對于汽車荷載 </b></p><p>　　對于人群荷載 </p><p><b>　　2＃梁</b></p><p>　　對于汽車荷載 </p><p>　　對于人群荷載 = </p>&l

18、t;p><b>　　3＃梁</b></p><p>　　對于汽車荷載 </p><p><b>　　對于人群荷載 </b></p><p>　　2.當荷載位于跨中時</p><p>　　此橋在跨度內設有橫隔板，具有強大的橫向聯(lián)結剛性，且承重結構的長度比為 </p>

19、<p>　　可按剛性橫梁法繪制影響線并計算橫向分布系數(shù)，本橋各根主梁的橫向截面均相等，梁數(shù)n=5, 梁間距為2米。</p><p>　　1＃梁橫向影響線的豎標值：</p><p><b>　　1＃梁影響線</b></p><p>　　由、繪制1＃梁的橫向影響線，如上圖及最不利荷載位置</p><p><b

20、>　　對于汽車荷載 </b></p><p><b>　　對于人群荷載</b></p><p>　　2＃梁橫向影響線的豎標值：</p><p><b>　　2＃梁影響線</b></p><p>　　由、繪制2＃梁的橫向影響線，如上圖及最不利荷載位置</p><

21、;p><b>　　對于汽車荷載 </b></p><p><b>　　對于人群荷載 </b></p><p>　　3＃梁橫向影響線的豎標值</p><p><b>　　3＃梁影響線</b></p><p><b>　　、</b></p>

22、;<p><b>　　對于汽車荷載 </b></p><p><b>　　對于人群荷載 </b></p><p>　　二、主梁內力計算[1][2][3][4][5]</p><p><b>　　1.恒載集度</b></p><p><b>　?。?）

23、主梁：</b></p><p><b>　?。?）橫隔梁</b></p><p><b>　　對于邊主梁：</b></p><p><b>　　對于中主梁：</b></p><p><b>　?。?）橋面鋪裝層：</b></p>

24、<p>　?。?）欄桿和人行道：</p><p>　　作用于邊主梁的全部恒載強度：</p><p>　　作用于中主梁的全部恒載強度：</p><p><b>　　2.恒載內力的計算</b></p><p><b>　　邊跨彎矩剪力影響線</b></p><p>　　

25、1#及5#梁內力（邊跨）</p><p><b>　　跨中彎矩 </b></p><p><b>　　跨中剪力 </b></p><p><b>　　支點剪力 </b></p><p><b>　　1/4跨處彎矩：</b></p>&l

26、t;p><b>　　1/4跨處剪力：</b></p><p>　　2#、3＃及4#梁內力（中間跨）</p><p><b>　　跨中彎矩 </b></p><p><b>　　跨中剪力 </b></p><p><b>　　支點剪力 </b>&

27、lt;/p><p><b>　　1/4跨處彎矩： </b></p><p><b>　　1/4跨處剪力：</b></p><p><b>　　3.活載內力</b></p><p>　　(1)汽車荷載沖擊系數(shù)</p><p><b>　　主梁橫截面圖

28、</b></p><p>　　主梁截面形心到T梁上緣的距離：</p><p><b>　　跨中截面慣性矩：</b></p><p>　　查表 E取(C30混凝土)</p><p><b>　　所以沖擊系數(shù)： </b></p><p><b>　　(2)汽

29、車荷載作用</b></p><p>　　公路—Ⅰ級均布荷載 </p><p>　　對于集中荷載，當時，；當時，</p><p><b>　　當時，采用內插法</b></p><p>　　公路—Ⅱ為公路—Ⅰ級的0.75倍</p><p><b>　　則</b>

30、;</p><p>　　當計算剪力時候 </p><p>　　計算車道荷載的跨中彎矩、剪力的計算對于雙車道，折減系數(shù)</p><p>　　跨中彎矩影響線如下圖</p><p>　　(3)跨中彎矩的計算</p><p>　　由于跨中彎矩橫向分布系數(shù)1＃、5＃梁最大，所以只需計算1＃、5＃梁的彎矩，計算如下：</

31、p><p><b>　　對于1#梁</b></p><p><b>　　車道均布荷載作用下</b></p><p><b>　　車道集中荷載作用下</b></p><p><b>　　則</b></p><p>　　跨中人群荷載最大彎矩

32、</p><p><b>　　,</b></p><p><b>　　對于2#和4#梁</b></p><p>　　計算公路—Ⅱ級汽車活載的跨中彎矩：</p><p>　　計算人群荷載的跨中彎矩： </p><p><b>　　對于3#梁</b>

33、</p><p>　　計算公路—Ⅱ級汽車活載的跨中彎矩：</p><p>　　計算人群荷載的跨中彎矩：</p><p>　　(4)跨中剪力的計算</p><p>　　跨中剪力影響線如下圖：</p><p><b>　　對于1＃和5#梁</b></p><p>　　計算公

34、路—Ⅱ級汽車活載的跨中剪力：</p><p>　　計算人群荷載的跨中剪力：</p><p><b>　　對于2＃和4#梁</b></p><p>　　計算公路—Ⅱ級汽車活載的跨中剪力：</p><p>　　計算人群荷載的跨中剪力：</p><p><b>　　對于3#梁</

35、b></p><p>　　計算公路—Ⅱ級汽車活載的跨中剪力：</p><p>　　計算人群荷載的跨中剪力：</p><p>　　(5)支點截面剪力的計算</p><p>　　剪力影響線如下圖所示：</p><p>　　橫向分布系數(shù)變化區(qū)段的長度</p><p><b>　　對

36、于1＃和5#梁</b></p><p>　　附加三角形重心影響線坐標 ： </p><p>　　計算汽車荷載的支點剪力</p><p>　　計算人群荷載的支點剪力：</p><p><b>　　對于2＃和4#梁</b></p><p>　　計算公路—Ⅱ級汽車活載的支點剪力（如下圖所

37、示）：</p><p>　　計算人群荷載的支點剪力：</p><p><b>　　對于3#梁</b></p><p>　　計算公路—Ⅱ級汽車活載的支點剪力（如下圖所示）：</p><p>　　計算人群荷載的支點剪力：</p><p>　　(6)1/4跨彎矩的計算</p><

38、p>　　1/4跨彎矩的影響線如下圖</p><p><b>　　對于1#和5#梁</b></p><p>　　計算公路—Ⅱ級汽車活載的1/4跨彎矩：</p><p>　　計算人群荷載的1/4跨彎矩：</p><p><b>　　對于2#和4#梁</b></p><p&g

39、t;　　計算公路—Ⅱ級汽車活載的1/4跨彎矩：</p><p>　　計算人群荷載的1/4跨彎矩：</p><p><b>　　對于3#梁</b></p><p>　　計算公路—Ⅱ級汽車活載的1/4跨彎矩：</p><p>　　計算人群荷載的1/4跨彎矩：</p><p>　　(7)1/4跨

40、剪力的計算</p><p>　　1/4跨剪力影響線如下圖：</p><p><b>　　對于1＃和5#梁</b></p><p>　　計算公路—Ⅱ級汽車活載的1/4跨剪力：</p><p>　　計算人群荷載的1/4跨剪力：</p><p><b>　　對于2＃和4#梁</b&g

41、t;</p><p>　　計算公路—Ⅱ級汽車活載的1/4跨剪力：</p><p>　　計算人群荷載的1/4跨剪力：</p><p><b>　　對于3#梁</b></p><p>　　計算公路—Ⅱ級汽車活載的1/4跨剪力：</p><p>　　計算人群荷載的1/4跨剪力：</p>

42、;<p><b>　　(8)荷載組合</b></p><p><b>　　其中，，，，</b></p><p><b>　　跨中彎矩組合：</b></p><p><b>　　跨中剪力組合：</b></p><p><b>　　支點

43、剪力組合：</b></p><p><b>　　1/4跨彎矩組合：</b></p><p><b>　　1/4跨剪力組合：</b></p><p>　　三、行車道板計算[1][2][3][4][5]</p><p>　　由于主梁是用現(xiàn)澆混凝土的，其有很大的剛度，所以按剛接的單向板進行行車

44、道板的計算</p><p><b>　　1.恒載內力的計算</b></p><p>　?。?）計算每延米板的恒載g</p><p>　　瀝青混凝土面層： </p><p>　　C混凝土墊層： </p><p>　　T梁翼板自重： </p><p>

45、;　　合計： </p><p>　?。?）計算每延米板條的恒載內力</p><p>　　彎矩： </p><p>　　剪力：　 </p><p><b>　　2.活載內力的計算</b></p><p>　　根據軸距及軸重

46、，應以重軸為主，取兩后軸＝280kN計算。輪載分布：車輪著地尺寸，經鋪裝層按45角擴散后，在板頂?shù)姆植汲叽纾?lt;/p><p>　　經分析，車后軸兩輪的有效分布寬度重疊，所以荷載對于懸臂根部的有效分布寬度為：</p><p>　　作用在每延米板條上的彎矩：</p><p>　　作用在每延米板條上的剪力：</p><p><b>　　3

47、.內力組合</b></p><p><b>　　安全等級二級，，，</b></p><p>　　按承載能力極限狀態(tài)下作用基本組合彎矩和剪力的設計值分別為：</p><p><b>　　四、橫隔梁的計算</b></p><p>　　1.確定作用在中橫隔梁的計算荷載</p>&

48、lt;p>　　縱向一列車輪對于中橫隔梁的計算荷載</p><p><b>　　計算彎矩時: </b></p><p><b>　　計算剪力時：</b></p><p><b>　　人群荷載： </b></p><p><b>　　2.內力計算</b>

49、;</p><p>　　2＃與3＃主梁間截面彎矩影響線：</p><p>　　P=1作用在1＃梁時：</p><p>　　P＝1作用在5＃梁時</p><p>　　P＝1作用在3＃梁時：</p><p>　　1＃主梁處右截面剪力影響線：</p><p>　　P=1作用于1＃梁截面的右邊時<

50、/p><p><b>　　即 </b></p><p>　　P=1作用于1＃梁截面的左邊時</p><p><b>　　即 </b></p><p>　　繪制的和的影響線如下圖所示：</p><p><b>　　彎矩的計算</b></p>&l

51、t;p><b>　　公路-II級：</b></p><p><b>　　人群荷載：</b></p><p><b>　　剪力計算</b></p><p><b>　　公路-II級 </b></p><p><b>　　人群荷載：</b

52、></p><p><b>　　3.內力基本組合：</b></p><p>　　彎矩： </p><p>　　剪力： </p><p><b>　　主要參考文獻</b></p><p>　　[1]．房貞政. 橋梁工程（第一版）北京

53、：中國建筑工業(yè)出版社，2004</p><p>　　[2]．葉見曙. 結構設計原理（第二版）北京：人民交通出版社，2005</p><p>　　[3]. 彭大方. 橋梁工程（上冊）北京：人民交通出版社,2007</p><p>　　[4]．公路橋涵設計通用規(guī)范（JTG D60-2004）北京：人民交通出版社，2004</p><p>