桥梁计算书

一．设计资料与结构布置（一）.设计资料1.桥面跨径及桥宽标准跨径：该桥为三级公路上的一座简支梁桥，标准跨径为13m。主梁全长：根据当地温度统计资料。并参考以往设计值：主梁预制长度为25.96m.计算跨径：根据梁式桥计算跨径的取值方法，计算跨径取相邻支座中心间距为12.5m.桥面宽度：横向布置为0.5m（安全带）+7.5m（车行道）+0.5m（安全带）=8.5m2.设计荷载车道荷载qk=0.75×10.5N/m=7.875N/m集中荷载pk＝0.75×210N/m＝157.5N/m桥面宽度较小，不设置人行道，无人群荷载3.材料的确定混凝土：主梁采用C30，人行道、桥面铺装、栏杆C40钢筋：直径≥12mm采用HRB335级钢筋。直径12mm采用HPB235级热轧光面钢筋4.设计依据1、《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-20152、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-20123、《公路桥涵地基与基础设计规范》JTGD63-20074、《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50－2011（二）结构布置设置两套方案方案一：1．主梁高：以往的经济分析表明钢筋混凝土T形简支梁高跨比的经济范围大约在111－161之间，本桥取131，则梁高取1m.2.主梁间距：装配式钢筋混凝土T形简支梁的主梁间距一般选在1.6－2.2之间，桥宽8.5米，方案一采用五片主梁形式，主梁间距为1.7m。3.主梁梁肋宽：为保证主梁抗剪需要，梁肋受压时的稳定，以及混凝土的振捣质量，通常梁肋宽度为15cm－18cm，方案一采用16cm。4.横隔梁：为增强桥面系的横向刚度，在支点、跨中设置三道横梁，跨中和支点间再设置一道，梁高一般为主梁高的3/4左右，取0.8m，厚度取12－16之间，本设计横隔梁下为15cm，上缘16cm5.桥面铺装：混凝土铺装不宜小于80mm，本桥混凝土铺装采用80mm。图1.方案一桥梁横断面图图2.方案一桥梁纵断面图方案二：1．主梁高：以往的经济分析表明钢筋混凝土T形简支梁高跨比的经济范围大约在111－161之间，本桥取131，则梁高取1m.2.主梁间距：装配式钢筋混凝土T形简支梁的主梁间距一般选在1.6－2.2之间，桥宽8.5米，方案一采用四片主梁形式，主梁间距为2.125m。3.主梁梁肋宽：为保证主梁抗剪需要，梁肋受压时的稳定，以及混凝土的振捣质量，通常梁肋宽度为15cm－18cm，方案一采用18cm。4.横隔梁：为增强桥面系的横向刚度，在支点、跨中设置三道横梁，跨中和支点间再设置一道，梁高一般为主梁高的3/4左右，取0.8m，厚度取12－16之间，本设计横隔梁下为15cm，上缘16cm5.桥面铺装：混凝土铺装不宜小于80mm，本桥混凝土铺装采用80mm。图3.方案二桥梁横断面图图4.方案二桥梁纵断面图一、主梁内力计算（一）永久效应计算1.永久作用集度主梁：mKNg24.825)16.07.1)(212.01.0(116.01横隔梁：32.15.1252540216.015.0216.07.1)212.01.08.0(2g桥面铺装层：g3=mKNg88.25245.708.03栏杆和人行道：mKNg25254作用在主梁和边梁的全部永久作用集度：mKNggggg43.1400.288.232.124.843212.永久作用效应弯矩和剪力的力学计算模型如图所示xlgxxgxxglMx222xlggxglQx222图5.永久作用效应计算简图各计算截面的剪力和弯矩值计算如下弯矩M（KN·m）剪力Q（KN）内力截面位置x0x4lx2lx20.905.12243.14Q10.4545.122-5.12243.14）（Q00.0Q00.0M42.211450.12-50.12450.12243.12）（M89.281250.12-50.12250.12243.12）（M（二）可变作用效应计算1.分布系数计算（1）跨中横向分布系数计算(刚性横梁法计算)此桥在跨度内设有横梁，具有较大的横向连接刚性，故采用刚性横梁法来绘制横向影响线并计算横向分布系数cqm。方案一：各根主梁截面相等，梁数5n,梁间距为1.7m，则22222252423222151290.28)7.12()7.1(07.1)7.12(maaaaaaj一号梁横向影响线的竖标值为60.090.28)7.12(5112122111njjaan20.090.28)7.12(-51-12122111njjaan由11和12绘制1号梁影响线，按《公路桥规》规定确定车辆荷载最不利荷载位置图6.方案一一号梁影响线由11和12计算横向影响线零点位置，设零点至一号梁位的距离为x，则有mxxx10.52.07.1460.0设安全带路缘石至一号梁轴线的距离为，则有m35.027.14-50.7）（一号梁横向分布系数计算如下588.0)05.085.115.395.4(10.560.021)(21)(2121432111qqqqqqqqqcqxxxxxm方案二：各根主梁截面相等，梁数4n,梁间距为2.125m，则222222524222151258.227.15.0)7.15.1(7.15.0)7.15.1(maaaaaj）（）（一号梁横向影响线的竖标值为70.058.22)7.15.1(4112122111njjaan20.0-58.22)7.15.1(-41-12122111njjaan由11和12绘制1号梁影响线，按《公路桥规》规定确定车辆荷载最不利荷载位置图6.方案二一号梁影响线由11和12计算横向影响线零点位置，设零点至一号梁位的距离为x，则有mxxx96.42.0125.2370.0设安全带路缘石至一号梁轴线的距离为，则有m56.02125.23-50.7）（一号梁横向分布系数计算如下73.0)12.092.122.302.5(96.470.021)(21)(2121432111qqqqqqqqqcqxxxxxm（2）支点横向分布系数计算(杠杆原理法)采用杠杆原理法计算。绘制横向影响线图，在横向按最不利荷载布置，计算分布系数0m。方案一：依据杠杆原理法绘制影响线如下图7.方案一支点处横向分布系数图各梁支点处相应于公路—Ⅱ级横向分布系数计算梁号分布系数一号梁46.091.021211,0qqm二号梁50.0121211,0qqm三号梁62.000.124.021211,0）（qqm三号梁横向分布系数最大，取三号梁为支点剪力验算主梁。方案二：依据杠杆原理法绘制影响线如下图8.方案二支点处横向分布系数图各梁支点处相应于公路—Ⅱ级横向分布系数计算2.活载内力计算（1）横向分布系数汇总方案一梁号荷载位置公路-Ⅱ级备注边主梁跨中cm0.59按“刚性横梁法”计算支点0m0.62按“杠杆原理法”计算梁号分布系数一号梁61.018.003.121211,0）（qqm二号梁69.038.000.121211,0）（qqm方案二梁号荷载位置公路-Ⅱ级备注边主梁跨中cm0.73按“刚性横梁法”计算支点0m0.69按“杠杆原理法”计算（2）计算跨中截面汽车荷载引起的最大弯矩由设计资料，本简支梁桥基频Hzf8,且HzfHz145.1，则冲击系数：35.00157.08ln176.00157.0ln176.0fu双车道不折减：0.1计算弯矩时，由设计资料：KNPk5.157，mKNqk/875.7跨中弯矩影响线计算简图如下图9.跨中弯矩影响线由跨中弯矩影响线，计算得出弯矩影响线面积为：5313.1950.12818122l沿桥纵向与kP位置对应的内力影响线最大坐标值125.3450.124lyk方案一：mKNqmyPmuMkckkq·66.513)53.19875.759.0125.35.15759.0(0.135.1)()1(121，方案二：mKNqmyPmuMkckkq·85.633)53.19875.773.0125.35.15773.0(0.135.1)()1(121，（3）计算跨中截面汽车荷载引起的最大剪力计算剪力时：KNPk1895.1572.1跨中剪力影响线如下图10.跨中剪力影响线由跨中剪力影响线，计算得出剪力影响线面积为ml5625.15.128181方案一：mKNqmyPmuQkckkq·92.84)5625.1875.759.05.018959.0(0.135.1)()1(121，方案二：mKNqmyPmuQkckkq·80.104)5625.1875.773.05.018973.0(0.135.1)()1(121，（4）计算支点截面汽车荷载引起的最大剪力由桥梁整体布置图，方案一和方案二横向分布系数变化区段的长度ma25.3对应于支点剪力影响线的最不利车道荷载布置如图所示图11.支点剪力力学计算模型M变化区段内附加三角形荷载中心处的剪力影响线坐标为913.0)25.33150.12(1_y由支点处剪力影响线，计算得出影响线面积m25.6150.1221方案一：KNqmyPmuQkckkq951.157)25.6875.759.074.018959.0(0.135.1)()1(10方案二：KNqmyPmuQkckkq376.177)25.6875.773.074.018973.0(0.135.1)()1(121，3.主梁内力组合（1）内力计算结果汇总方案一：荷载类别弯矩（kN·m）剪力（kN）支点跨中支点跨中结构重力0.00281.8990.200.00车辆荷载0.00513.66157.9584.92不计冲击力的车辆荷载0.00380.00116.8562.83方案二：（2）作用效应组合结构重要性系数0.10①作用效应基本组合时跨中弯矩方案一：mkNMMMSSSMkQkQGkminjQjkQjckQQCikGid65.95166.5134.189.2812.10.14.18.04.12.10.121121100方案二：mkNMMMSSSMkQkQGkminjQjkQjckQQCikGid65.95166.5134.189.2812.10.14.18.04.12.10.121121100荷载类别弯矩（kN·m）剪力（kN）支点跨中支点跨中结构重力0.00360.08115.230.00车辆荷载0.00633.85177.38104.80不计冲击力的车辆荷载0.00468.92131.2277.53