桥梁工程课程设计

1一、题目：装配式钢筋混凝土简支T梁桥计算二、设计资料1.桥面净空：净－9+2×0.75m（人行道）2.主梁跨径及全长标准跨径:13.00m(墩中心距离)主梁全长:12.50m(支座中心距离)计算跨径:12.96m(主梁预制长度)3.设计荷载：公路—II级，人群3.0KN/m2。4.材料:钢筋：主筋用HRB335级钢筋，其他用R235级钢筋。混凝土：C50，容重26kN/m3；桥面铺装采用沥青混凝土：容重23kN/m3；桥面铺装混凝土垫层：容重24kN/m3。5.设计依据⑴《公路桥涵设计通用规范》（JTJD60—2004），简称“桥规”⑵《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJD62—2004），简称“公预规”⑶城市桥梁设计规范（CJJ11-2011)6.参考资料⑴结构设计原理：叶见曙，人民交通出版社；⑵桥梁工程：姚玲森，人民交通出版社；⑶桥梁计算示例丛书《混凝土简支梁(板)桥》(第三版)易建国主编.人民交通出版社三、计算1.主梁截面设计2图1-1桥梁横断面和主梁纵断面图（单位：cm）2.计算主梁的荷载横向分布系数本次设计跨内设有三道横隔梁，具有可靠的横向联系，且承重结构的宽跨比为：B/l=5×200/1250=10.80.5,故不可以用偏心压力法绘制影响线和计算横向分布系数cm。如前所述具有可靠的横向联系，故可采用比拟正交异性板法（或G-M法）绘制影响线和计算横向分布系数cm。2.1计算几何特性（1）主梁的抗弯惯矩xI和比拟单宽抗弯惯矩xJ①求主梁界面的重心位置x(见图2-1):翼缘板厚按平均厚度计算，其平均板厚为：cmh12)1410(211则cmx3.291811012)18200(551811021212)18200(图2-1（单位：cm）②抗弯惯性矩xI为：423234516150)3.292110(1101811018121)2123.29(1218212182121cmIX主梁的比拟单宽抗弯刚度：cmmbIJxx/10258.22004516150443（2）横隔梁抗弯惯矩yI和比拟单宽抗弯惯矩yJ翼缘板有效宽度的计算计算图示如图2-2所示图2-2横隔梁截面特性计算示意图（单位：cm）①横隔梁的尺寸取两边主梁的轴线间距，即mbl84'mc03.32/)14.02.6(cmh70'379.00.803.3/'lccmb14'根据'/lc的比值查表可得翼板的有效工作宽度379.0'/lc时，534.0/cmc62.1534.003.3534.0②求横隔梁的截面重心位置y：cm228014121622218014212121622y2③横隔梁的抗弯惯矩为：3238014121)21222(121622121622121yI422100.2)22280(8014m则横隔梁的比拟单宽抗弯惯矩为：cmmaIJyy/1023.3620102452（3）主梁和横梁的抗扭惯矩对于主梁梁肋:主梁翼板的平均厚度：cmh121由295.0,18.01211018/cbt查表得则：43-33m1084.28.1098.0295.03/12.02TxIcmmbIJTxTx/1042.1200/00284.0/45对于横隔梁梁肋；41.0019.02.6/12.01132223111bhhbchbcITy查表得311c，但由于连续桥面板的单宽抗扭惯矩只有独立宽扁板者的一半，可取1c=1/6；22bh=0.14/(0.8-0.12)=0.206,查表得2c=0.290433310434.114.068.090.02.612.061mITycmmbIJTYTY/10231.062010434.146312.2计算抗弯参数和抗扭参数650.010237.310258.25.1254544YXJJLB046.0100231258.2210)231.042.1(4.02)(45EEJJEJJGyxcTyTx则21.02.3计算各主梁横向影响线坐标（1）跨中荷载横向分布系数①已知650.0，查“G—M”图表得影响系数1K和0K值如下表所示；表2-1影响系数1K和值0K梁位荷载位置b3b/4b/2b/40-b/4-b/2-3b/4-b校核K100.760.871.01.131.231.131.00.870.767.99b/41.091.171.231.281.150.970.730.650.578.01b/21.51.531.461.2710.740.580.470.387.993b/42.091.801.51.170.860.630.50.400.318.06b2.652.031.411.070.750.570.400.310.267.99K000.150.611.041.471.631.471.040.610.158.02b/40.971.251.511.621.451.050.810.13-o.77.96b/22.172.101.921.551.050.620.21-0.21-0.518.073b/43.892.932.091.250.560.18-0.19-0.43-0.678.0b4.974.302.130.810-0.37-0.5-0.59-0.617.965用内插法求各梁位处横向影响线坐标值如图所示:图2-3梁位关系图（尺寸单位：cm）对于1号、5号梁：412/'4.06.0BBKKK对于2号、4号梁：2/'BKK对于3号号梁：0'KK(0K表示梁位在0点的位置)②列表计算各梁的横向分布系数6表2-2各主梁横向分布影响线坐标值梁号算式荷载位置b3b/4b/2b/40-b/4-b/2-b3/4-b1BBKKK14/13'12.08.02.2021.8461.4821.150.8380.6180.480.3820.3BBKKK04/03'02.08.04.1063.2042.0981.1620.4480.07-0.252-0.462-0.658'0'1KK-1.904-1.358-0.616-0.0120.390.5480.7320.8440.958)('0'1KK-0.39984-0.28518-0.12936-0.002520.08190.115080.153720.177240.20118)('0'1'0KKKKa3.706162.918821.968641.159480.52990.18508-0.09828-0.28476-0.456825/1aiK0.7412320.5837640.3937280.2318960.105980.037016-0.01966-0.05695-0.0913624112114.06.0'BBKKK1.3361.3861.3681.2741.060.8320.640.5420.456402104.06.0'BBKKK1.691.761.7561.5781.210.7920.45-0.074-0.586'0'1KK-0.354-0.374-0.388-0.304-0.150.040.190.6161.042)('0'1KK-0.07434-0.07854-0.08148-0.06384-0.03150.00840.03990.129360.21882)('0'1'0KKKKa1.615661.681461.674521.514161.17850.80040.48990.05536-0.367185/2aiK0.3362920.3349040.3028320.23570.160080.097980.011072-0.073443101'KK0.760.8711.131.231.1310.870.76000'KK0.150.611.041.471.631.471.040.610.15'0'1KK0.610.26-0.04-0.34-0.4-0.34-0.040.260.61)('0'1KK0.12810.0546-0.0084-0.0714-0.084-0.0714-0.00840.05460.1281)('0'1'0KKKKa0.27810.66461.03161.39861.5461.39861.03160.66460.27815/3aiK0.055620.132920.206320.279720.30920.279720.206320.132920.055627绘制横向分布影响图：图2-4荷载横向分布系数计算（单位：cm）汽车荷载距人行道边缘距离不小于50cm，人行荷载取2/0.3mKN，人行道板以单侧mKN/6的线荷载作用在人行道上。8各梁的横向分布系数：公路II级：612.0)056.0355.0615.0(211qm627.0)284.0327.0333.0(212qm630.02)228.0224.0118.0(213qm人群荷载：725.01r324.02r128.0064.023r人行道板：637.0088.0725.01b316.0008.0324.02b128.02064.03b(2)梁端剪力横向分布系数（按杠杆原理法）9图2-5梁端荷载横向分布系数计算图示（单位：cm）公路II级55.0)1.01(21'1q725.0)35.01.01(21'2q725.0)35.01.01(21'3q人群荷载438.1'1r438.0'2r0'3r3.主梁内力计算103.1作用效应计算（1）永久作用效应①永久荷载假定桥面板构造各部分重力平均分配给主梁承担，则计算结果见下表：表3-1桥面构造各部分重力构件名构件尺寸/cm单位长度体积)(3m重度)/(3mKN每延米重力)/(mKN主梁0.41642610.826横隔板中梁0.0532261.382边梁0.0266260.691桥面铺装沥青混凝土（3cm）0.054231.242混凝土垫层（取平均厚度9cm）0.189244.536∑3.186人行道部分2.4按人行道横向分布系数分摊给主梁的板重为：1号、5号梁:637.01b;mKNbq/5288.14.2637.012号、4号梁：316.02b；mKNbq/7584.04.2316.023号梁：128.03b；mKNbq/3072.06128.03各梁的永久荷载汇总表见下：（单位mKN/）表3-2○2永久作用计算梁号主梁横梁人行道铺装层合计1（5）8.84520.62794.1885.77819.43912（4）8.84521.25551.4765.77817.354738.84521.25551.3145.77817.192711影响线面积计算见下表；表3-3项目计算图示影响线面积0M1/253.198142120lllM1/465.14323216320lllV1/200（5625.1212212/01l）V025.6210l永久作用效应计算见下表;表3-4粱号mKNM/2/1mKNM/4/1KN/V0qw0Qw0qw0qw0qw0qw01（5）17.0719.53333.37717.0714.65250.07617.076.25106.6882（4）17.7819.53343.24317.7814.65260.47717.786.25111.125317.7819.53343.24317.7814.65260.47717.786.25111.125（2）可变作用效应1）汽车荷载冲击系