橋梁工程課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　橋梁工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p><b>　　設(shè)計(jì)資料</b></p><p><b>　　公路等級(jí)：二級(jí)公路</b></p><p>　　設(shè)計(jì)荷載：公路—II級(jí),人群2.5KN/m2，欄桿及人行道的重量按4.0KN/m計(jì)；</p><p>　　橋面凈空：2車道+2

2、15;1.5m人行道；</p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)速：根據(jù)規(guī)范取值</p><p>　　地質(zhì)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(diǎn)的距離，單位為米）；地質(zhì)假定為花崗巖；</p>&

3、lt;p>　　設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p><b>　　縱斷面設(shè)計(jì)</b></p><p>　　包括橋梁分孔、計(jì)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(jié)構(gòu)布置；繪制橋梁縱斷面圖（CAD圖）。</p><p><b>　　橫斷面設(shè)計(jì)</b></p><p>　　主梁形式選擇；橫隔梁布置；人行道設(shè)計(jì)；欄桿設(shè)計(jì)；橋面鋪裝設(shè)計(jì)（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(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容<

5、/b></p><p>　　主梁的設(shè)計(jì)計(jì)算、行車道板的設(shè)計(jì)計(jì)算、橫隔梁設(shè)計(jì)計(jì)算、橋面鋪裝設(shè)計(jì)、橋臺(tái)設(shè)計(jì)。</p><p>　　要求完成的設(shè)計(jì)圖及計(jì)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(jì)算書</p><p><b>　　主梁內(nèi)力

6、計(jì)算書</b></p><p><b>　　行車道板內(nèi)力計(jì)算書</b></p><p><b>　　橫隔梁內(nèi)力計(jì)算書</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</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(shè)計(jì)手冊(cè)），2005，人民交通出版社</p><p>　　《橋梁計(jì)算示例集》(砼簡(jiǎn)支梁（板）橋)，2002，人民交通出版社</p><p>　　中華人名共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01-2003），北京：人民交通出版社，2004。</p><p>　　中華人名共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01-2

8、003），北京：人民交通出版社，2004。</p><p>　　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）含條文說明。</p><p><b>　　橋梁設(shè)計(jì)說明</b></p><p>　　橋梁設(shè)計(jì)包括縱.橫斷面設(shè)計(jì)和平面布置。</p><p><b>　　

9、縱斷面設(shè)計(jì)</b></p><p>　　橋梁縱斷面設(shè)計(jì)包括確定橋梁的總跨徑.橋梁的分孔.橋道的標(biāo)高.橋上和橋頭引道的縱坡以及基礎(chǔ)的埋置深度。</p><p>　?。?）本梁橋根據(jù)水文計(jì)算來確定。標(biāo)準(zhǔn)跨徑為22.00m（墩中心距離），計(jì)算跨徑21.50m。本橋的跨徑較小，因此上部結(jié)構(gòu)的造價(jià)較低，墩臺(tái)的造價(jià)較高。為了結(jié)構(gòu)受力合理和用材經(jīng)濟(jì)，分跨布置時(shí)要考慮合理的跨徑比例。</

10、p><p>　?。?）本梁橋?yàn)榭绾訕蛄?，橋道的?biāo)高應(yīng)保證橋下排洪和通航的需要，結(jié)合橋型.跨徑等一起考慮，以確定合理的橋道標(biāo)高。此橋梁無通航要求，不是跨線橋。假設(shè)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(jì)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(jié)構(gòu)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>　?。?）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(shè)計(jì)</b></p

12、><p>　　橋梁橫斷面的設(shè)計(jì)，主要是決定橋面的寬度和橋跨結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)時(shí)速為60km/m，雙向兩車道。</p><p>　　為了利于橋面排水，應(yīng)根據(jù)不同類型的橋面鋪裝，設(shè)置從橋面中央傾向兩側(cè)的1.5%-3.0

13、%的橫向坡度，本橋設(shè)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(yīng)符合路線布設(shè)的規(guī)定。</p><p>　　從橋梁本身的經(jīng)濟(jì)性和施工方便來說，應(yīng)盡可能避免橋梁與河流或與橋下路線斜交。必要時(shí)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(hù)橋梁主體結(jié)構(gòu)，在橋面的最上層設(shè)置橋面鋪裝。本橋設(shè)置3cm厚瀝青混凝土和8cm厚C25混凝土作墊層（4cm保護(hù)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(jié)構(gòu)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(tái)背墻之間設(shè)置橫向伸縮縫。</p><p><b>　　6.主梁尺寸說明</b></p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)：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(jì)算荷載橫向分布系數(shù)[1][2][3][4][5]</p><p>　　1.當(dāng)荷載位于支點(diǎn)處，利用杠桿原理法計(jì)算</p><p><b>　　橫斷面</b></p><p><b>　　1#梁&

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

18、t;p><b>　　3＃梁</b></p><p>　　對(duì)于汽車荷載 </p><p><b>　　對(duì)于人群荷載 </b></p><p>　　2.當(dāng)荷載位于跨中時(shí)</p><p>　　此橋在跨度內(nèi)設(shè)有橫隔板，具有強(qiáng)大的橫向聯(lián)結(jié)剛性，且承重結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度比為 </p>

19、<p>　　可按剛性橫梁法繪制影響線并計(jì)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(biāo)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(duì)于汽車荷載 </b></p><p><b>　　對(duì)于人群荷載</b></p><p>　　2＃梁橫向影響線的豎標(biāo)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(duì)于汽車荷載 </b></p><p><b>　　對(duì)于人群荷載 </b></p><p>　　3＃梁橫向影響線的豎標(biāo)值</p><p><b>　　3＃梁影響線</b></p><p><b>　　、</b></p>

22、;<p><b>　　對(duì)于汽車荷載 </b></p><p><b>　　對(duì)于人群荷載 </b></p><p>　　二、主梁內(nèi)力計(jì)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(duì)于邊主梁：</b></p><p><b>　　對(duì)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(qiáng)度：</p><p>　　作用于中主梁的全部恒載強(qiáng)度：</p><p><b>　　2.恒載內(nèi)力的計(jì)算</b></p><p><b>　　邊跨彎矩剪力影響線</b></p><p>　　

25、1#及5#梁內(nèi)力（邊跨）</p><p><b>　　跨中彎矩 </b></p><p><b>　　跨中剪力 </b></p><p><b>　　支點(diǎn)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(nèi)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(diǎn)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(nèi)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(jí)均布荷載 </p><p>　　對(duì)于集中荷載，當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，</p><p><b>　　當(dāng)時(shí)，采用內(nèi)插法</b></p><p>　　公路—Ⅱ?yàn)楣?—Ⅰ級(jí)的0.75倍</p><p><b>　　則</b>

30、;</p><p>　　當(dāng)計(jì)算剪力時(shí)候 </p><p>　　計(jì)算車道荷載的跨中彎矩、剪力的計(jì)算對(duì)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(jì)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(jì)算1＃、5＃梁的彎矩，計(jì)算如下：</

31、p><p><b>　　對(duì)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(duì)于2#和4#梁</b></p><p>　　計(jì)算公路—Ⅱ級(jí)汽車活載的跨中彎矩：</p><p>　　計(jì)算人群荷載的跨中彎矩： </p><p><b>　　對(duì)于3#梁</b>

33、</p><p>　　計(jì)算公路—Ⅱ級(jí)汽車活載的跨中彎矩：</p><p>　　計(jì)算人群荷載的跨中彎矩：</p><p>　　(4)跨中剪力的計(jì)算</p><p>　　跨中剪力影響線如下圖：</p><p><b>　　對(duì)于1＃和5#梁</b></p><p>　　計(jì)算公

34、路—Ⅱ級(jí)汽車活載的跨中剪力：</p><p>　　計(jì)算人群荷載的跨中剪力：</p><p><b>　　對(duì)于2＃和4#梁</b></p><p>　　計(jì)算公路—Ⅱ級(jí)汽車活載的跨中剪力：</p><p>　　計(jì)算人群荷載的跨中剪力：</p><p><b>　　對(duì)于3#梁</

35、b></p><p>　　計(jì)算公路—Ⅱ級(jí)汽車活載的跨中剪力：</p><p>　　計(jì)算人群荷載的跨中剪力：</p><p>　　(5)支點(diǎn)截面剪力的計(jì)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(zhǎng)度</p><p><b>　　對(duì)

36、于1＃和5#梁</b></p><p>　　附加三角形重心影響線坐標(biāo) ： </p><p>　　計(jì)算汽車荷載的支點(diǎn)剪力</p><p>　　計(jì)算人群荷載的支點(diǎn)剪力：</p><p><b>　　對(duì)于2＃和4#梁</b></p><p>　　計(jì)算公路—Ⅱ級(jí)汽車活載的支點(diǎn)剪力（如下圖所

37、示）：</p><p>　　計(jì)算人群荷載的支點(diǎn)剪力：</p><p><b>　　對(duì)于3#梁</b></p><p>　　計(jì)算公路—Ⅱ級(jí)汽車活載的支點(diǎn)剪力（如下圖所示）：</p><p>　　計(jì)算人群荷載的支點(diǎn)剪力：</p><p>　　(6)1/4跨彎矩的計(jì)算</p><

38、p>　　1/4跨彎矩的影響線如下圖</p><p><b>　　對(duì)于1#和5#梁</b></p><p>　　計(jì)算公路—Ⅱ級(jí)汽車活載的1/4跨彎矩：</p><p>　　計(jì)算人群荷載的1/4跨彎矩：</p><p><b>　　對(duì)于2#和4#梁</b></p><p&g

39、t;　　計(jì)算公路—Ⅱ級(jí)汽車活載的1/4跨彎矩：</p><p>　　計(jì)算人群荷載的1/4跨彎矩：</p><p><b>　　對(duì)于3#梁</b></p><p>　　計(jì)算公路—Ⅱ級(jí)汽車活載的1/4跨彎矩：</p><p>　　計(jì)算人群荷載的1/4跨彎矩：</p><p>　　(7)1/4跨

40、剪力的計(jì)算</p><p>　　1/4跨剪力影響線如下圖：</p><p><b>　　對(duì)于1＃和5#梁</b></p><p>　　計(jì)算公路—Ⅱ級(jí)汽車活載的1/4跨剪力：</p><p>　　計(jì)算人群荷載的1/4跨剪力：</p><p><b>　　對(duì)于2＃和4#梁</b&g

41、t;</p><p>　　計(jì)算公路—Ⅱ級(jí)汽車活載的1/4跨剪力：</p><p>　　計(jì)算人群荷載的1/4跨剪力：</p><p><b>　　對(duì)于3#梁</b></p><p>　　計(jì)算公路—Ⅱ級(jí)汽車活載的1/4跨剪力：</p><p>　　計(jì)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(diǎn)

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(jì)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(jìn)行行車

44、道板的計(jì)算</p><p><b>　　1.恒載內(nèi)力的計(jì)算</b></p><p>　?。?）計(jì)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(jì)： </p><p>　?。?）計(jì)算每延米板條的恒載內(nèi)力</p><p>　　彎矩： </p><p>　　剪力：　 </p><p><b>　　2.活載內(nèi)力的計(jì)算</b></p><p>　　根據(jù)軸距及軸重

46、，應(yīng)以重軸為主，取兩后軸＝280kN計(jì)算。輪載分布：車輪著地尺寸，經(jīng)鋪裝層按45角擴(kuò)散后，在板頂?shù)姆植汲叽纾?lt;/p><p>　　經(jīng)分析，車后軸兩輪的有效分布寬度重疊，所以荷載對(duì)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(nèi)力組合</b></p><p><b>　　安全等級(jí)二級(jí)，，，</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(shè)計(jì)值分別為：</p><p><b>　　四、橫隔梁的計(jì)算</b></p><p>　　1.確定作用在中橫隔梁的計(jì)算荷載</p>&

48、lt;p>　　縱向一列車輪對(duì)于中橫隔梁的計(jì)算荷載</p><p><b>　　計(jì)算彎矩時(shí): </b></p><p><b>　　計(jì)算剪力時(shí)：</b></p><p><b>　　人群荷載： </b></p><p><b>　　2.內(nèi)力計(jì)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(shí)：</p><p>　　P＝1作用在5＃梁時(shí)</p><p>　　P＝1作用在3＃梁時(shí)：</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(shí)<

50、/p><p><b>　　即 </b></p><p>　　P=1作用于1＃梁截面的左邊時(shí)</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(jì)算</b></p>&l

51、t;p><b>　　公路-II級(jí)：</b></p><p><b>　　人群荷載：</b></p><p><b>　　剪力計(jì)算</b></p><p><b>　　公路-II級(jí) </b></p><p><b>　　人群荷載：</b

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

53、：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2004</p><p>　　[2]．葉見曙. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(cè)）北京：人民交通出版社,2007</p><p>　　[4]．公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2004）北京：人民交通出版社，2004</p><p>