跨径20m钢筋混凝土简支梁桥课程设计计算书

桥梁工程课程设计计算书题目：跨径20m钢筋混凝土简支梁桥设计院（系）：土木建筑工程学院专业班级：学号：学生姓名：指导教师：辽宁工业大学课程设计计算书1目录一．选择结构尺寸-------------------------------1二．主梁翼缘板计算-----------------------------2三．活载横向分布系数的计算---------------------2四．主梁内力计算-------------------------------4五．横隔梁内力计算-----------------------------7六．挠度计算-----------------------------------9七．支座设计-----------------------------------10辽宁工业大学课程设计计算书2一.选择结构尺寸1.桥梁的跨径及桥宽主梁全长：19.96m（标准跨径为30m）计算跨径：19.5m桥宽：9+21.0m人行道2.主梁尺寸的确定（梁肋）主梁间距1.8m～2.5m，取1.8m六根主梁高跨比1/14～1/25梁高取h=1.5m3.横隔梁尺寸的确定中横隔梁的高度可作成主梁高的3/4左右,取1.0m横隔梁的肋宽通常取15～18cm，上宽下窄，上取16cm，下取15cm4.主梁肋板尺寸翼板厚度根部不小于梁高1/10，取18cm；边缘厚度不小于10cm，取14cm腹板厚度b=15cm图1横断面图（单位：cm）图2纵断面图（单位：cm）辽宁工业大学课程设计计算书3图3T梁横断面（单位：cm）二.主梁作用效应计算1.恒载及内力桥面铺装为3cm厚的沥青表面处治（容重23kN/m3）和平均厚9cm的混凝土垫层（容重24kN/m3），T板材料容重25kN/m3①每延米板上的恒载g：沥青表面处治：1g=0.031.023=0.69kN/m防水混凝土面层：2g=16.2240.109.0kN/mT梁翼板自重：g3=75.2250.1214.008.0kN/m合计：6.5iggkN/m②每延米板条的恒载内力弯矩mkNglMAg06.38.06.5212122剪力48.48.06.5glQAgkN2.公路Ⅰ级汽车荷载产生的内力将加重车后轮作用于铰缝轴线上，后轴作用力140PkN，着地长度ma2.02着地宽度mb6.02，则板上荷载压力面的边长为：maa44.012.022.0221，图4汽车荷载计算图式（单位：cm）mbb84.012.026.0221荷载作用于悬臂根部的有效分布宽度双轮时mldaa64.321冲击系数3.11作用于每米宽板条上的弯矩为：辽宁工业大学课程设计计算书4mkNblaPMAp75.14484.0164.3414023.1441212564.3414023.14212aPQApkN3.荷载组合mkNMMMApAgA804.2275.144.1792.12.14.12.1376.40254.148.42.14.12.1ApAgAQQQkN三.活载横向分布系数的计算1.杠杆原理法计算1#梁，2#梁，3#梁支点位置的汽车、人群荷载横向分布系数，并列表表示，如下图所示，相应于荷载位置的影响线1#梁汽车36.072.02121qoqm人群2.1rorm2#梁汽车5.0)722.0278.0(2121qoqm人群0rorm3#梁汽车63.0)63.063.0(2121qoqm人群0rorm一号梁二号梁三号梁图5杠杆原理法计算横向分布系数（单位：cm）表2荷载位于支点的横向分布系数1#2#3#moq0.360.50.63mor1.2700辽宁工业大学课程设计计算书52.偏心压力法此桥在跨度内设有横隔梁，具有强大的横向连接刚性，承重结构的长宽比为229.28.165.19Bl故按刚性横梁法来绘制横向影响线，并计算横向分布系数，本桥各梁横截面均相等，梁数n=5，梁间距为2.2m22222625242322212517.56)90270450(maaaaaaaii1#梁影响线竖标值19.07.565.46112212116iniaan由11和15计算横向影响线的零点位置19.08.15524.0xx解得x=6.61m5805.0239.0342.04.0484.02121qcqm564.0rcrm图6偏心压力法计算横向分布系数（单位：cm）2#梁影响线竖标值381.07.567.25.4611212121iniaaan048.07.56450270611212125iniaaan524.07.565.46112212111iniaan辽宁工业大学课程设计计算书6477.012.012.0207.027.0357.02121qcqm405.0rcrm3#梁影响线竖标值195.01213131iniaaan195.01213135iniaaan195.021qcqm195.0rcrm表3荷载位于跨中的横向分布系数分布系数梁号cqmcrm1#0.58050.5642#0.4770.4053#0.1950.195四．主梁内力计算1.恒载内力计算（1）恒载集度主梁5.172520.02.2220.018.06.12.01gkN/m横隔梁对于边主梁12.216.25257218.016.0220.02.2220.018.06.12gkN/m对于中主梁24.412.22'2gkN/m桥面铺装层4.72523902.02409.093gkN/m栏杆和人行道2.2525.54gkN/m作用于边主梁的全部恒载强度为：54.26iggkN/m作用于中主梁的全部恒载强度为：56.28'gkN/m（2）恒载内力计算边主梁的弯矩和剪力xlgxMx2xlgQx22辽宁工业大学课程设计计算书7表4恒载内力内力截面1号梁2号梁（3号梁）x=0Q=333.87kNM=0Q=354.3kNM=0x=L/4Q=166.94kNM=1575kN·mQ=179.6kNM=1694.9kN·mX=L/2Q=0M=2100kN·mQ=0M=4519.8kN·m2.活载内力计算取=1（双车道不折减）取冲击系数（1+u）=1.3公路Ⅰ级qk=10.5kN/m，人群荷载3.5kN/m2计算弯矩效应：KNpk238计算剪力效应：KNpk6.2852382.1一号梁（1）2l处弯矩：cqqmM121（kkkkqyp）=mkN213.125253.475.1045.192385805.00.13.1mkNpmMorcrr827.9353.475.3564.021图7支点剪力计算图示（单位cm）辽宁工业大学课程设计计算书8（2）4l处弯矩：cqqmM141（kkkkqyp）=mkN317.10335.19815.10165.1932385805.00.13.12mkNpmMorcrr19.975.193235.3564.0241二号梁与三号梁计算方法同上，略。表5一号梁，二号梁，三号梁活载内力梁号荷载M（kN·m）V（kN）跨中1/4跨中支点1汽车1252.2131033.317231.5177.082人群93.82770.375.1526.402汽车1734.141300.62132.97331.67人群84.4763.363.3618.163汽车1284.55963.4398.49415.07人群39.5729.681.5712.143.梁内力组合人群荷载活恒4.18.04.12.1udS1号梁mkNMl35.5731827.934.18.0213.12524.1175.2662.121kNV576.397082.74.18.0517.2314.16.542.102号梁和3号梁方法同上计算结果如下表表61号梁2号梁和3号梁内力组合计算结果梁号1.2恒+1.4活+0.8×1.4人1#梁M2L5731.35KN·mM4L4298.55KN·mM00Q2L240.87KNQ0766.8KN2#梁M2L7946.16KN·mM4L3925.71KN·mM00Q2L189.92KNQ0835.98KN辽宁工业大学课程设计计算书93#梁M2L7266.44KN·mM4L3415.92KN·mM00Q2L139.64KNQ0835.98KN五.横隔梁内力计算确定作用在中横隔梁的计算荷载，对于跨中横隔梁的最不利荷载布置见下图：10.5kN/m238kN1.0纵向一列车轮对于中横隔梁的计算荷载为：计算弯矩时：111()10.57.2521.0296.641.0186.91222oqKKpqPykN计算剪力时：1.2186.91224.29oqpkNP=1作用在1号梁上:Mr1dd5.15.221119252.05.215.031ddP=1作用在6号梁上:7704.05.05.15.23626166dddMrP=1作用在3号梁上:8675.15.05.15.23323133dddMr辽宁工业大学课程设计计算书10图8中横隔梁内力影响线（单位cm）3.内力计算1+μ=1.3公路Ⅰ级kNQr71.100)03121.0643.0786.0(35.1730.13.12mkNM26.255)32.0823.0(255.850.13.132六.挠度计算跨中截面主梁结构自重产生的最大弯矩2100为GKMkN•m,汽车产生最大弯矩为1734kN•m，人群产生的最大弯矩为93.827kN•m经CAD图式计算36102496.11cmIhmNEIBh1164105314.3102496.111045.385.095.01.验算主梁的变形cmlcmBlMMfGKs2.46001950600042.0105314.3485.1910)827.933.117347.0(56.148)(56.111232符合规定2.判断是否设置预拱度当由荷载短期效应组合并考虑荷载长期效应影响产生的长期挠度超过计算跨径的l/600时，应设置预拱度。cmlmBlMfs56.1160019501600﹤0011247.0105314.3485.1910)827.933.117347.02100(56.14856.111232所以不设预拱度。七.支座设计1.采用等厚度的板式橡胶支座①恒载kNd87.333辽宁工业大学课程设计计算书11汽车+人群kNrq82.26640.2642.402②kNNNrqdI69.60082.26687.3332.①选2960cm3032ba②t=0.5㎝则815.4830235.02bas取aj10000MPaSGEej129448.150.14.54.522③验算承压强度aabaNj100006257.190.3032.0600.693