西南交大桥梁工程课程设计

课程名称：桥梁工程院系：专业：学号：姓名：指导教师：西南交通大学峨眉校区年月日2《桥梁工程B》课程设计任务书一、设计资料1、结构形式及基本尺寸某公路装配式简支梁桥，由五片T梁组成，在L/4、L/2处设置横隔梁，桥梁横截面布置见图1。支点截面跨中截面图1桥梁横截面（单位：cm）计算跨径L=20.0+0.3*(x-1)，式中x为选课序号，梁高、主梁中心距及其它细部结构尺寸根据计算跨径自拟。2、桥面布置桥梁位于直线上，双侧人行道宽100cm，桥面净宽度B=b×5-200cm，设双面横坡，坡度为1.5%，桥面铺装为8cm防水混凝土铺装层+5cm沥青混凝土铺装层。3、材料主梁及横隔板：C40混凝土（25kN/m3），主筋为Ⅱ级钢筋，构造钢筋为Ⅰ级钢筋；桥面铺装：C40混凝土（24kN/m3），沥青混凝土（23kN/m3）；人行道及栏杆：6kN/m。4、设计荷载汽车荷载采用公路—Ⅱ级，人群荷载采用23.0/kNm。5、设计规范（1）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60—2014）；（2）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范》（JTGD62—2004）。二、设计内容1、计算桥面板单位板宽的恒载、活载内力并进行组合；2、计算各主梁（跨中、L/4处、支座处）的恒载、活载内力并进行组合。三、要求1、按教务对课程设计的格式要求排版，仅提交pdf格式电子文档；2、第16周上课时必须交，迟交与不交者均无相应成绩。3形式及基本尺寸计算跨径L=20.0+0.3*(x-1)，式中x为选课序号，梁高、主梁中心距及其它细部结构尺寸根据计算跨径自拟。X=29，计算跨径L=20.0+0.3*(x-1)=20.0+0.3*(29-1)=28.4m拟定T梁的腹板宽20cm，梁高h1=150cm。梁顶到横隔板距离h2=120cm主梁中心距b=200cm,净距2Lo=180cm,则Lo=90cm,桥面净宽度B=8m计算桥面板单位板宽的恒载、活载内力并进行组合恒载内力（以纵向1m宽的板条进行计算）①、每延米板上的恒载集度防水混凝土铺装层：1g=mkN/92.124108.0沥青混凝土铺装层：2g=mkN/15.123105.0T梁翼板自重：3g=mkN/4251220.012.0合计：mkNggi/07.7415.192.1②、每米宽板条的恒载内力弯矩：mkNglMsg/863.29.007.72121220剪力：kNglQsg363.69.007.70公路—Ⅱ级车辆荷载产生的内力将公路—Ⅱ级车辆荷载的两个140KN轴重的后轮（轴间距1.4m）沿桥梁的纵向，作用于铰缝轴线上为最不利荷载。由《桥规》查的重车后轮的着地长度2a=0.2m，着地宽度2b=0.6m，车轮在板上的布置及其压力分布图形如图所示：4铺装层总厚度：H=0.08+0.05=0.13m，则板上荷载压力面的边长为：mHaa46.013.0220.0221mHbb86.013.0260.0221重车后轴两轮的有效分布宽度重叠，重叠的长度为：（0.23+0.9）2—1.4=0.860则铰缝处纵向两个车轮对于悬臂根部的有效分布宽度为：mdlaa66.340.19.0246.0201冲击系数1=1.3作用在每米宽板条上的弯矩为：mkNblaPspM/03.17486.09.066.321403.14102)1(作用于每米宽板条上的剪力为：kNaPspQ86.2466.321403.12)1(恒载、活载内力组合①承载能力极限状态：弯矩：mkNMMMspsg/28.2703.174.1863.22.14.12.1剪力：kNQQQspsg44.4286.244.1363.62.14.12.1②正常使用极限状态：短期效应组合mkNMMMspsg/03.123.1/03.177.0863.2)1/(7.0kNQQQspsg75.193.1/86.247.0363.6)1/(7.05长期效应组合mkNMMMspsg/1.83.1/03.174.0863.2)1/(4.0kNQQQspsg01.143.1/86.244.0363.6)1/(4.0计算各主梁（跨中、L/4处、支座处）的恒载、活载内力并进行组合恒载内力计算计算结构自重集度：主梁：mkNg/22.825)]2.00.2()220.012.0(5.12.0[1横隔梁：对于边主梁：mkNg/721.04.28255)218.017.0()22.00.2()]220.012.0(20.1[2对于中主梁：mkNg/442.1721.0212桥面铺装层：mkNg/912.4523805.024808.03栏杆和人行道：mkNg/4.25264作用于边主梁的全部恒载g为：mkNggi/253.164.2912.4721.022.86作用于中主梁的恒载强度为：mkNg/974.164.2912.4442.122.81计算结构自重内力边主梁自重产生的内力截面位置x内力剪力Q（kN）弯矩M(kN•m)0x8.2304.282253.16Q0M4lx4.115)44.2824.28(2253.16Q1229)44.284.28(44.282253.16M2lx0Q6.16384.28253.16812M中主梁自重产生的内力截面位置x内力剪力Q（kN）弯矩M(kN•m)0x03.2414.282974.16Q0M4lx5.120)44.2824.28(2974.16Q5.1283)44.284.28(44.282974.16M2lx0Q3.17114.28974.16812M利用杠杆原理法求各主梁支点截面处的荷载横向分布系数oqm，orm①做出1号梁的横向分布影响线，并确定荷载的横向最不利的位置如图所示：75.0125.11车辆荷载：375.075.02121qoqm人群荷载：25.1125.02orm7②做出2号梁的横向分布影响线，并确定荷载的横向最不利的位置如图所示：25.0125.0185.0127.12车辆荷载：65.0)2.085.025.0(2121qoqm人群荷载：0orm③做出3号梁的横向分布影响线，并确定荷载的横向最不利的位置如图所示：9.0128.1145.0129.02车辆荷载：675.0)45.09.0(2121qoqm人群荷载：0orm利用刚性横梁法求各主梁跨中截面处的荷载横向分布系数cqm，crm设各根主梁的横截面均相等，梁数5n，梁间距为200cm，则：2524232221512aaaaaaii222224042024m2.0124.0385121iiiiaeanR①1号梁横向影响线的竖标值为：6.04.02.0404451151211iiiaeanR2.04.02.040)4(451151215iiiaeanR由11和15绘制1号梁的横向影响线，并确定荷载的横向最不利的位置如图所示：55.06.065.06137.06.068.15.06224.06.063.18.15.06306.06.068.13.18.15.064车辆荷载：61.006.024.037.055.02121qcqm人群荷载：65.04045.451crm②2号梁横向影响线的竖标值为：3.01.02.0402251151222iiiaeanR02.02.040)4(251151225iiiaeanR由22R和25R绘制1号梁的横向影响线，并确定荷载的横向最不利的位置如图所示：9375.03.065.081285.03.063.06222.03.063.13.06313.03.068.13.13.064车辆荷载：505.013.022.0285.0375.02121qcqm人群荷载：425.04025.451crm③3号梁横向影响线的竖标值为：2.051151233iiiaeanR2.051151235iiiaeanR由33R和35R绘制1号梁的横向影响线，并确定荷载的横向最不利的位置如图所示：2.04321车辆荷载：4.08.02121qcqm人群荷载：4.0512crm活载内力计算汽车车道荷载标准值公路—Ⅰ级车道荷载：计算跨径L=28.4m,位于5—50m之间，集中荷载标10准值，均布荷载标准值mkNqk/5.10。公路—Ⅱ级车道荷载为公路—Ⅰ级车道荷载的75﹪，则。计算剪力效应时，集中荷载标准值应乘以1.2的系数，则计算剪力时，集中荷载标准值=237.6*1.2=285.12KN计算跨中截面的弯矩和剪力mly1.744.284，弯矩影响线面积：22282.1004.288181ml21y剪力影响线面积：m55.35.024.2821①计算由汽车荷载引起的1号梁的弯矩和剪力)()1(yPqmMkkcq中)1.76.23782.100875.7(61.013.1mkN4.1967)()1(yPqmQkkcq中)5.012.28555.3875.7(61.013.1kN2.135计算由人群荷载引起的1号梁弯矩和剪力人群荷载集度：rq=3×1=3KN/mmkNqmMrcr6.19682.100365.0中kNqmQrcr9.655.3365.0中11②计算由汽车荷载引起的2号梁的弯矩和剪力)()1(yPqmMkkcq中)1.76.23782.100875.7(505.013.1mkN7.1628)()1(yPqmQkkcq中)5.012.28555.3875.7(505.013.1kN9.111计算由人群荷载引起的2号梁弯矩和剪力人群荷载集度：rq=3×1=3KN/mmkNqmMrcr5.12882.1003425.0中kNqmQrcr53.455.33425.0中③计算由汽车荷载引起的3号梁的弯矩和剪力)()1(yPqmMkkcq中)1.76.23782.100875.7(4.013.1mkN1.1290)()1(yPqmQkkcq中)5.012.28555.3875.7(4.013.1kN7.88计算由人群荷载引起的3号梁弯矩和剪力人群荷载集度：rq=3×1=3KN/mmkNqmMrcr12182.10034.0中kNqmQrcr26.455.334.0中计算L/4处截面的弯矩和剪力12mly325.5164.283163，弯矩影响线面积：222615.754.2832316321ml43y剪力影响线面积：mll9875.7329434321①计算由汽车荷载引起的1号梁的弯矩和剪力)()1(4/yPqmMkkcql)325.56.237615.75875.7(61.013.1mkN2.1053)()1(4/yPqmQkkcql)75.012.28