簡支梁橋課程設(shè)計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　課程設(shè)計任務(wù)書-------------------------------------------------2</p><p>　　設(shè)計基本資料---------------------------------------------------4</p><p>　　道路等級

2、的確定-------------------------------------------------4</p><p>　　荷載橫向分布系數(shù)計算書-----------------------------------------5</p><p>　　主梁內(nèi)力計算書------------------------------------------------11</p>

3、<p>　　行車道板內(nèi)力計算書--------------------------------------------23</p><p>　　橫隔梁內(nèi)力計算書----------------------------------------------25</p><p>　　參考文獻-----------------------------------------------

4、-------30</p><p>　　橋梁總體布置圖------------------------------------------------31</p><p>　　橋面構(gòu)造橫截面圖----------------------------------------------33</p><p>　　《橋梁工程》設(shè)計任務(wù)書</p><p&

5、gt;　　設(shè)計名稱：東河路簡支梁橋</p><p>　　橋梁所在位置、所在路段基本情況描述：</p><p>　　東河路簡支梁橋位于河南省杞縣東河路，該橋?qū)儆诳缇€橋，修建該橋主要是為了滿足當?shù)厝找娣敝氐慕煌亢徒?jīng)濟的發(fā)展。初步擬定該道路等級為公路Ⅱ級，經(jīng)過對多個方案進行比較，設(shè)計采用簡支梁橋比較合適。橋梁的標準跨徑為40m。該橋位于豫東平原西部土質(zhì)為沙性土質(zhì)，地質(zhì)狀況良好。</p&g

6、t;<p><b>　　設(shè)計資料：</b></p><p>　　設(shè)計荷載：見下表、人群3.0KN/m，每側(cè)欄桿及人行道的重量按4.5KN/m計算。</p><p>　　材料容重：水泥混凝土23KN/m3，鋼筋混凝土25KN/m3，瀝青混凝土21KN/m3。</p><p>　　橋梁縱坡為0.3%—0.5% 。</p>

7、<p>　　其他相關(guān)資料見下表，其他未涉及的數(shù)據(jù)查閱相關(guān)規(guī)范及國家標準。</p><p>　　現(xiàn)行交通量調(diào)查資料：在不利季節(jié)調(diào)查的雙向雙車道平均日交通量：</p><p>　　預(yù)計近來十年交通量年平均增長率為7% 。</p><p><b>　　設(shè)計內(nèi)容：</b></p><p>　　主梁的設(shè)計與計算

8、 2、行車道板的設(shè)計與計算</p><p>　　橫隔梁的設(shè)計與計算 4、鋪裝設(shè)計</p><p>　　要求完成的設(shè)計圖及設(shè)計任務(wù)書</p><p>　　1．橋梁總體布置圖，主梁縱、橫截面布置圖（CAD出圖）</p><p>　　2．橋面構(gòu)造橫截面圖（CAD出圖）</p><p>　　3．荷載橫向分布系數(shù)計算書

9、</p><p><b>　　4．主梁內(nèi)力計算書</b></p><p>　　5．行車道板內(nèi)力計算書</p><p>　　6．橫隔梁內(nèi)力計算書</p><p><b>　　參考資料 ：</b></p><p>　　1．《橋規(guī)》（最新版）；</p><p&g

10、t;　　2．《公預(yù)規(guī)》（最新版）；</p><p>　　3.《橋梁工程》（人民交通出版社，姚玲森版）； </p><p>　　4.《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》 （JTJ 014-97), 人民交通出版社， 1997. 北京 </p><p>　　5.《公路路基設(shè)計手冊》，人民交通出版社， 1996. 北京 </p><p>　　6.《公路水泥混凝

11、土路面設(shè)計規(guī)范》（ JTJ012-94 ）人民交通出版社 1996. 北京。 </p><p>　　7.《公路設(shè)計手冊 - 路面》人民交通出版社， 1999.. 北京。</p><p><b>　　八、課程設(shè)計時間</b></p><p>　　2周，即2012年4月16日（周一）至2012年4月26日（周五）。</p><p

12、>　　東河路簡支梁橋設(shè)計（跨徑40m）</p><p><b>　　設(shè)計基本資料</b></p><p>　　1、跨徑:標準跨徑 =40m，計算跨徑 L=39.50m。</p><p>　　2、設(shè)計荷載：公路一級荷載-Ⅱ級汽車荷載，人群荷載為，欄桿及人行道荷載為4.5 KN/m，結(jié)構(gòu)重要系數(shù)γ=1.0。</p><p

13、>　　3、橋面凈寬:凈-9＋2×1m，主梁全長為l=39.96m 。</p><p>　　4、材料：主梁采用C30混凝土，橋面鋪裝采用瀝青混凝土，主筋為HRB335級鋼筋。</p><p>　　5、縱橫斷面構(gòu)造：橫坡1.5％，采用五片主梁式，間距2.2m，9道橫隔梁，間距4.87m。</p><p>　　二、預(yù)計未來十年累計交通量的計算及道路等級的確

14、定：</p><p>　　計算預(yù)計近來十年交通量累計當量軸次，交通量年平均增長率為7% ,計算未來十年該橋梁的累計當量軸次見下表：</p><p>　　從計算未來十年的交通量得，該橋處于Ⅱ級公路區(qū)段，但該橋處于經(jīng)濟開規(guī)劃區(qū)未來幾年該橋的交通量會變的十分繁重，所以該橋設(shè)計過程中應(yīng)考慮未來因素的影響，以后的設(shè)計過程中采用公路一級荷載進行設(shè)計。</p><p>　　橋梁總

15、體布置圖、橋面構(gòu)造橫截面圖見設(shè)計末附圖。</p><p>　　三、主梁橫向分布系數(shù)的計算： </p><p><b>　　T形梁的截面形式</b></p><p><b>　　橫隔梁斷面圖</b></p><p>　　①、跨中橫向分布系數(shù)的計算</p><p>　　a.計算主

16、梁的抗彎及抗扭慣性矩Ix和ITx</p><p>　　計算荷載橫向分布系數(shù)。求主梁截面的形心位置ax。平均板厚為：</p><p>　　T形截面梁的抗扭慣性距計算：，其中Ci可查相關(guān)規(guī)范。</p><p><b>　　則：</b></p><p>　　單位抗彎及抗扭慣性矩：</p><p>　　b

17、、計算橫隔梁抗彎及抗扭慣性矩：</p><p>　　翼板有效寬度的計算，橫隔梁長度取為兩邊主梁的軸線間距，則</p><p>　　求橫隔梁截面重心的位置有</p><p>　　橫梁的抗彎及抗扭慣性矩為：</p><p>　　，查表得 但由于連續(xù)橋面板的單寬抗扭慣矩只有獨立寬扁板者的一半，可取</p><p>　　單位抗

18、彎及抗扭慣性矩為：</p><p>　　c、計算抗彎參數(shù)和扭彎參數(shù):</p><p>　　式中：——橋?qū)挼囊话耄?lt;/p><p><b>　　——計算跨徑。</b></p><p>　　查《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》，取，則：</p><p>　　d、計算荷載彎矩橫向分布影響線坐標：</p>

19、;<p>　　已知，查G-M圖表可得下表數(shù)據(jù):</p><p>　　經(jīng)校核,各梁的位置如下圖所示。</p><p>　　如所求主梁位置與以上9個點的位置不重合，可以用內(nèi)插法求解，列表計算各主梁的橫向影響線坐標值，計算結(jié)果見下表：</p><p><b>　　對1號梁： </b></p><p><b&

20、gt;　　對2號梁： </b></p><p><b>　　對3號梁：</b></p><p>　　e、繪制荷載分布系數(shù)影響線，求跨中截面荷載橫向分布系數(shù)：</p><p>　　①、按《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTG D60-2004）規(guī)定，汽車荷載據(jù)人行道邊緣的安全距離不小于0.5m。針對主梁進行最不利位置進行布載，可計算各主梁

21、荷載橫向分布系數(shù)見下圖：</p><p>　　各主梁橫向分布系數(shù)如下：</p><p><b>　　公路一級：</b></p><p>　　荷載分布系數(shù)沿橋垮方向的變化按下述方法進行：跨中部分采用不變的跨中荷載橫向分布系數(shù),從第一根橫隔梁向支點荷載橫向分布系數(shù)過渡。</p><p>　　在實際應(yīng)用中，當求跨中、1/4跨中

22、截面處的彎矩和剪力時，一般為了簡化計算，均采用不變的mc；在計算梁端剪力時，在在主要荷載所在端需考慮何在橫向分布系數(shù)沿橋垮的變化。而離主要荷載較短的一端，由于相應(yīng)影響線豎標值的顯著減小，則可近似地采用不變的mc簡化計算</p><p>　　1號主梁荷載橫向分布系數(shù)沿橋垮的變化見下圖：</p><p>　　②、支點截面處橫向分布系數(shù)的確定：</p><p>　　利用G

23、-M法所得的荷載橫向分布系數(shù)適用于跨中，因此采用杠桿原理法計算支點處荷載橫向分布系：</p><p>　　各主梁的荷載橫向分布系數(shù)匯總見下表：</p><p>　　三、主梁內(nèi)力的計算：</p><p>　　①、重力集度的計算：</p><p><b>　　主梁：</b></p><p><b

24、>　　邊橫隔梁：</b></p><p><b>　　中橫隔梁：</b></p><p><b>　　橋面鋪裝：</b></p><p><b>　　人行道及欄桿：</b></p><p>　　各梁重力集度匯總見下表：</p><p>

25、<b>　　由重力引起的內(nèi)力：</b></p><p>　　重力引起的內(nèi)力匯總見下表：</p><p>　　②、荷載內(nèi)力的計算：</p><p>　　可直接在內(nèi)力影響線上布置荷載來計算荷載內(nèi)力：</p><p>　　車道荷載為公路－級，根據(jù)《橋規(guī)》4.3.1－4條規(guī)定：</p><p>　　計算公

26、路一級汽車活載的跨中彎矩見下圖：</p><p>　　計算公路一級汽車荷載的跨中彎矩</p><p><b>　　橋梁結(jié)構(gòu)的基頻為：</b></p><p>　　查《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》，當<0.5時則汽車的沖擊系數(shù)：</p><p><b>　　，雙車道，不折減</b></p>

27、<p>　　計算人群荷載的跨中彎矩：（參見下圖），此時=0.571,且沒有集中力的作用，所以</p><p>　　計算跨中截面公路一級荷載最大剪力</p><p><b>　　跨中截面剪力計算圖</b></p><p>　　計算跨中截面人群最大荷載剪力</p><p>　　計算支點截面公路一級荷載最大剪力：

28、</p><p>　　計算支點截面公路一級荷載最大剪力</p><p>　　人群荷載剪力最大值：</p><p>　　計算支點截面人群荷載最大剪力</p><p>　　計算1/4跨截面公路一級荷載彎矩：</p><p>　　計算L/4跨截面公路一級荷載彎矩</p><p>　　計算1/4跨截面人

29、群荷載最大剪力：</p><p>　　計算1/4跨截面人群荷載最大剪力</p><p>　　計算1/4跨截面公路一級荷載最大剪力：</p><p>　　計算1/4跨截面公路一級荷載最大剪力</p><p>　　計算1/4跨截面人群荷載最大剪力</p><p>　　計算1/4跨截面人群荷載最大剪力</p>

30、<p>　　2、3號梁的內(nèi)力計算，方法與1號梁計算方法相同只是mc、mo的取值不同，故可借用1號梁的彎矩與剪力圖來計算2、3號梁的內(nèi)力。</p><p>　　計算公路一級汽車活載的跨中彎矩見下圖：</p><p><b>　　對2號梁：</b></p><p><b>　　對3號梁：</b></p>

31、<p>　　計算人群荷載的跨中彎矩：（參見下圖），此時=0.571,且沒有集中力的作用，所以</p><p><b>　　對2號梁：</b></p><p><b>　　對3號梁：</b></p><p>　　計算跨中截面公路一級荷載最大剪力</p><p><b>　　對3號

32、梁：</b></p><p><b>　　對3號梁：</b></p><p>　　計算跨中截面人群最大荷載剪力</p><p><b>　　對2號梁</b></p><p><b>　　對3號梁</b></p><p>　　計算支點截面公路一

33、級荷載最大剪力：</p><p><b>　　對2號梁</b></p><p><b>　　對3號梁</b></p><p>　　人群荷載剪力最大值：</p><p><b>　　對2號梁</b></p><p><b>　　對3號梁</

34、b></p><p>　　計算1/4跨截面公路一級荷載彎矩：</p><p><b>　　對2號梁</b></p><p><b>　　對3號梁</b></p><p>　　計算1/4跨截面人群荷載最大剪力：</p><p><b>　　對2號梁</b&

35、gt;</p><p><b>　　對3號梁</b></p><p>　　計算1/4跨截面公路一級荷載最大剪力</p><p><b>　　對2號梁</b></p><p><b>　　對3號梁</b></p><p>　　計算1/4跨截面人群荷載最大剪

36、力</p><p><b>　　對2號梁</b></p><p><b>　　對3號梁</b></p><p>　　將主梁活載內(nèi)力匯總于下表：</p><p>　　作應(yīng)效應(yīng)組合（內(nèi)力組合）</p><p>　　根據(jù)《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》，作應(yīng)效應(yīng)組合公式為：</p&g

37、t;<p>　　此處設(shè)計安全等級為二級，故結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取1.0。作應(yīng)效應(yīng)組合見下表：</p><p><b>　　彎矩組合</b></p><p><b>　　剪力組合</b></p><p>　　比較1、2、3號梁彎矩和剪力組合值，1號梁的組合值最大，故設(shè)計時按1號梁設(shè)計，將一號梁的彎矩和剪力組合值列與下

38、表：</p><p><b>　　主梁配筋計算：</b></p><p>　　簡支梁控制截面彎矩組合設(shè)計值和剪力組合設(shè)計值：（本設(shè)計過程中由于跨徑較大，梁肋150cm已不滿足工程要求所以此處配筋計算中梁肋采用180cm試算）</p><p><b>　　跨中彎矩： </b></p><p><

39、;b>　　L/4截面：</b></p><p><b>　　支點界面： </b></p><p>　　采用HRB335鋼，計算跨徑39.5m，主梁采用C30混凝土</p><p>　　跨中截面縱向受拉筋的計算：</p><p>　　T形截面梁受壓翼板的有效寬度計算</p><p

40、>　　受壓翼板的有效寬度取最小值為：2100mm</p><p><b>　　2、鋼筋計算：</b></p><p><b>　　彎矩的計算值：</b></p><p><b>　　采用焊接鋼筋骨架</b></p><p><b>　　截面的有效高度：</

41、b></p><p>　　故屬于第二類T形截面梁。</p><p>　　不存在x的值滿足條件即普通配筋已不能滿足該橋的內(nèi)力組合要求。</p><p><b>　　四、行車道板的計算</b></p><p>　　1）、每米板長恒載集度：</p><p><b>　　瀝青混凝土：<

42、;/b></p><p><b>　　防水混凝土：</b></p><p><b>　　T形翼板：</b></p><p><b>　　合計：</b></p><p>　　每米板條的結(jié)構(gòu)重力引起的內(nèi)力：</p><p><b>　　剪力：

43、</b></p><p><b>　　2）、活載內(nèi)力：</b></p><p><b>　　因車輪重疊分布：</b></p><p>　　-------------------沖擊系數(shù)</p><p>　　-------------------多個車輪時外輪中距</p>&

44、lt;p>　　-------------------垂直于板跨和平行于板跨方向車輪著地尺寸</p><p>　　-------------------車輪沿行車方向著地長度</p><p>　　-------------------鋪裝層厚度</p><p><b>　　3）、內(nèi)里組合：</b></p><p>&

45、lt;b>　　4)截面配筋設(shè)計：</b></p><p>　　結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)，主梁采用混凝土</p><p><b>　　取40mm </b></p><p><b>　　由得：</b></p><p><b>　　解得：</b></p>&l

46、t;p><b>　　；</b></p><p><b>　　所需鋼筋面積</b></p><p><b>　　取，鋼筋取</b></p><p><b>　　如果取平均板厚；</b></p><p><b>　?。?lt;/b><

47、;/p><p><b>　　取，鋼筋取</b></p><p>　　取凈保護層的厚度3cm，14鋼筋外徑16.2cm則，</p><p><b>　　></b></p><p><b>　　彎矩滿足設(shè)計要求；</b></p><p><b>

48、　　對剪力校核：</b></p><p><b>　　剪力滿足設(shè)計要求。</b></p><p>　　五、橫隔梁板的內(nèi)力計算</p><p>　　對于具有多根橫隔梁組成的橋梁，往往跨中橫隔梁受力最大，因此只要計算跨中橫隔梁內(nèi)力，其他區(qū)域橫隔梁可偏安全仿此設(shè)計。</p><p>　　1）、中橫隔梁的計算荷載如下

49、：</p><p><b>　　公路一級：</b></p><p>　　中橫隔梁最不利布載圖示</p><p><b>　　對人群荷載：</b></p><p>　　2)、繪制中橫隔梁影響線： </p><p>　　，因此可以用偏心壓力法來計算荷載橫向分布系數(shù)：</p&

50、gt;<p>　　求①號梁荷載橫向分布影響線：(e=4.4m)</p><p><b>　　由得：</b></p><p>　　求②號梁荷載橫向分布影響線：(e=2.2m)</p><p><b>　　求的豎向坐標：</b></p><p>　　P=1KN作用于①號梁時：</p&

51、gt;<p>　　P=1KN作用于⑤號梁時：</p><p>　　P=1KN作用于③號梁時：</p><p>　　由影響線得，影響線在②、③截面梁之間發(fā)生突變，根據(jù)、連線延伸至②、③截面，即為值，由此可繪出影響線圖。</p><p><b>　　剪力影響線</b></p><p>　　對于①號主梁處截面的影

52、響線計算如下：</p><p>　　P=1KN作用在計算截面以右時即：</p><p>　　P=1KN作用在計算截面以左時，。</p><p>　　繪制R1、R2橫向分布影響線、的影響</p><p><b>　　人群荷載：</b></p><p><b>　　剪力，公路一級：</

53、b></p><p><b>　　人群荷載：</b></p><p><b>　　內(nèi)力組合：</b></p><p><b>　　基本組合：</b></p><p><b>　　短期組合：</b></p><p><b&

54、gt;　　長期組合：</b></p><p>　　對橫隔梁進行配筋計算：</p><p>　　配筋計算用作用效應(yīng)的基本組合，把鋪裝層折算3cm計入截面厚度即截面厚19cm，橫隔梁翼板的有效L/3跨徑（橫向跨徑1100-101×2=898cm）：</p><p>　　按《公預(yù)規(guī)》5.2.2規(guī)定：</p><p><b

55、>　　即：</b></p><p><b>　　由</b></p><p>　　選用=24.63cm2</p><p><b>　　此時 </b></p><p><b>　　成立。</b></p><p>　　橋梁總體布置圖、橋

56、面構(gòu)造橫截面圖見設(shè)計末附圖。</p><p><b>　　參考資料 ：</b></p><p>　　1．《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》JTG-2011；</p><p>　　2．《公預(yù)規(guī)》（最新版）；</p><p>　　3.《橋梁工程》（人民交通出版社，姚玲森版）； </p><p>　　4.《公路瀝

57、青路面設(shè)計規(guī)范》 （JTJ 014-97), 人民交通出版社， 1997. 北京 ；</p><p>　　5.《公路路基設(shè)計手冊》，人民交通出版社， 1996. 北京 ；</p><p>　　6.《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》（ JTJ012-94 ）人民交通出版社 1996. 北京；</p><p>　　7.《公路設(shè)計手冊 - 路面》人民交通出版社， 1999.