桥梁工程课程设计98074

3广东工业大学课程设计任务书题目名称钢筋混凝土简支梁桥上部结构设计学生学院专业班级姓名学号一、课程设计的内容1、教学目的：学生通过桥梁工程设计的训练，可以进一步掌握在桥梁工程课本中所学到理论知识，并经过亲自做桥梁工程设计来熟悉设计方法、计算理论、计算公式，熟悉在桥梁设计中如何运用桥梁规范，为今后的毕业设计及走上工作岗位打下一个良好的专业基础。2、设计基本资料：说明：学生共分为四个小组，每个小组基本资料不同，简支梁主梁高H分别取为：130CM、133CM、135CM、139CM，见图1。1）桥面净宽：净7+2×0.75M2）设计荷载：汽车“公路—Ⅰ级，人群荷载：3KN/M23）材料：主筋：Ⅱ级，构造筋：Ⅰ级混凝土：桥面铺装：C25，主梁：C304）结构尺寸：详见图1、图24主梁：计算跨径：L=1950cm全长：L=1996cm人行道、栏杆每延米（两侧）重2.0KN/m（为每片主梁分到的值）。3、设计计算内容：1）计算行车道板内力，并据此计算和配置翼板主筋。行车道板按铰接板计算;汽车荷载：按车辆荷载计算。2）主梁设计计算：①、计算主梁1＃、2＃、3＃在汽车、人群荷载作用下的横向分布系数。支点用杠杆法，跨中用G—M法。②、桥梁沿跨长纵向按IL(影响线)布载求活载内力。③、计算活载跨中弯矩时，不考虑横向分布系数沿桥长方向的变化，计算支点活载剪力时，要计入横向分布系数沿跨长方向的变化的影响。④、主梁控制截面：M中、M1/4、Q支点⑤、主梁跨中截面受拉主筋计算（其余钢筋不算）。1.5%图1沥青混凝土厚2cmC25混凝土垫层6～12cm1.5%图25⑥、计算活载挠度及预拱度。参见教材第172页公式。3）横隔梁内力计算，并据此计算配置主筋（按T形截面配置下缘受拉主筋）。说明：①、横隔梁内力计算采用“偏心法”，取中横隔梁计算。②、控制截面：M3、M2-3、Q1右、Q1-2右4、绘图内容：1）上部构造纵、横剖面图（纵断面只画主梁，参见教材第152页，图2-5-55，但尺寸要改变）。2）主梁配筋图（参考教材第81页，图2-4-15绘制，但主筋按自己计算值配制，梁高按各组的H值计）。二、课程设计的要求与数据1、必须严格执行各桥梁设计规范，每一设计步骤都必须按规范的要求进行，要训练会查规范、会用规范。2、设计中多参阅有关资料，特别是对于没有设计经验的初学者来讲，更应多借鉴前人的设计经验和实例。3、绘制桥梁设计图时必须按桥梁设计图纸的规定进行绘制，从线形、布置、到标注方式都力求准确无误，不得自行、随意设定图中的各项参数。4、养成科学的求真务实态度，要求计算准确，计算说明书格式要规范，计算中所取各种参数要有根有据。三、课程设计应完成的工作1、计算行车道板内力，并据此计算和配置板主筋。2、主梁设计计算，并据此计算配置主筋。3、横隔梁内力计算，并据此计算配置主筋4、绘图内容：上部构造纵、横剖面图主梁配筋图四、课程设计进程安排6序号设计各阶段内容地点起止日期周一布置任务、收集设计资料、借阅参考资料周一上午9：00在教2-424布置任务第二周周二计算桥面行车道板内力及配筋教第二周周三主梁设计计算：主梁横向分布计算（G-M法）教第二周周四杠杆法计算横向分布系数求主梁活载内力教第二周周五主梁内力组合、计算教第二周周一主梁配筋设计、计算教第三周周二横隔梁内力计算、配筋教第三周周三绘制设计图：主桥上部构造纵、横断面图、主梁配筋图教第三周周四教第三周周五整理设计计算书,待上交教第三周五、应收集的资料及主要参考文献1、王序森等.桥梁工程.北京：中国铁道出版社，19952、公路桥涵施工技术规范实施手册(JTJ041-2000)3、姚玲森.桥梁工程.北京：人民交通出版社，20054、凌治平等.基础工程.北京：人民交通出版社，20045、公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ024-85）.北京：人民交通出版社19866、金成棣.预应力混凝土梁拱组合桥梁-设计研究与实践.北京：人民交通出版社，200177、马保林.高墩大跨连续刚构桥.北京：人民交通出版社，20018、吴胜东等.斜拉桥-润扬长江公路大桥建设.北京：人民交通出版社，20059、公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004）.北京：人民交通出版社，200410、雒文生.水文学.北京：中国建筑工业出版社，200411、易建国.混凝土简支梁(板)桥.北京：人民交通出版社，201212、Man-ChungTang.Cable-StayedBridges.2000byCRCPressLLC13、KennethJ.Fridley.TimberBridges.2000byCRCPressLLC14、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥函设计规范.（JTGD62-2004）北京：人民交通出版社，2004发出任务书日期：2014年9月12日指导教师签名：计划完成日期：2014年9月26日基层教学单位责任人签章：主管院长签章计算书(梁高139cm)一.荷载及其效应（一）每延米板上的恒载g沥青混凝土层面：10.021.0230.46(/)gkNm8C25混凝土垫层：20.060.12g1.0242.16/2kNmT梁翼缘板自重：30.111.0252.75(/)gkNm合计：5.37(/)iggkNm（二）永久荷载产生的效应弯矩：220115.370.711.35()22AgMglkNm剪力：05.370.713.81()AgQglkN（三）车辆荷载产生的效应将后轮作用于铰缝轴线上，如1图所示：后轮轴载为140PkN，轮压分布宽度如1图所示：对于车轮荷载中后轮的着地长度为20.20am，宽度为20.60bm[由《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）查得].则得:1220.2020.110.42()aaHm1220.6020.110.82()bbHm荷载对于悬臂根部的有效分布宽度：1020.4220.711.43.24()aaldm冲击系数取：11.3作用于每米宽板条上的弯矩为：10111400.82(1)2()1.32(0.71)14.18()443.2444ApbPMlkNma作用于每米宽板条上的剪力为：图1911140(1)21.3228.09()43.244ApPQkNa（四）荷载组合恒+汽：1.21.41.2(1.35)1.4(14.18)21.47()AAgApMMMkNm1.21.41.23.811.428.0943.90()AAgApQQQkN所以，行车道板的设计内力为：21.47AMkNm43.90AQkN二．主梁计算（一）主梁的荷载横向分布系数1跨中荷载弯矩横向分布系数（按G-M法）（1）主梁的抗弯及抗扭惯矩xI和TxI①求主梁截面的重心位置xa因桥面铺装层最厚与最薄处的厚度分别为8cm和14cm。故平均板厚：11(814)11()2hcm截面重心位置：1113914211139182244.9()1421113918xacm②主梁抗弯惯矩xI323242411111391421114211(44.9)1813918139(44.9)1221227983075()7.983110()xIcmm图210③主梁抗扭惯矩TxI主梁抗扭惯矩近似等于各个矩形截面的抗扭惯矩之和，即：3TxiiiIcbtic，矩形截面抗扭惯矩刚度系数；ib，it，相应各矩形的宽度与厚度。查课本《桥梁工程》P126表2-5-2可知：11/b11/1600.069t，11/3c22/b18/(13911)0.141t，20.303c故333411.60.110.3031.280.1832.9710()TxIm④单位宽度抗弯及抗扭惯矩：244/7.983110/1604.98910(/)xxJIbmcm354/2.9710/1601.8610(/)TxTxJIbmcm（2）横隔梁抗弯及抗扭惯矩①翼板有效宽度计算：441.66.4()lbm1(4.850.15)2.35()2cm'100hcm，b'15cm/2.35/6.400.367cl根据/cl比值可查附表，求得：/0.548l，所以：0.5480.5482.351.29()cm②求横隔梁截面重心位置ya：图31111122'2''222''0.11121.290.151.02221.290.110.151.00.21()yhbhhbahhbm③横隔梁的抗弯惯矩yI323211132322411'22()'''h'()12212210.1111.021.290.1121.290.11(0.21)0.151.00.151.0(0.21)1221223.2210()yyyhhIhhabhbam④横隔梁的抗扭惯矩TyI3TyiiiIcbh11/11/4850.0310.1hb，查表得11/3c，但由于连续桥面的单宽抗扭惯矩只有独立宽扁板者的翼板，可取11/6c。22/15/(10011)0.17hb，查表得20.298c。故333410.114.850.2980.890.151.97110()6TyIm⑤单位抗弯及抗扭惯矩yJ、TyJ25413.2210/'6.6410(/)485yyJIbmcm36411.97110/'4.0610(/)485TyTyJIbmcm（3）计算抗弯参数和扭弯参数4445'4.04.989100.34019.56.6410xyJBlJ'B，桥宽一半；l，计算跨径。12()/2TxTycxyGJJEJJ（因为混凝土收缩系数很小，式中未计入横向收缩的影响。）按《公预规》3.1.6条，取0.4ccGE，则：5450.4(1.860.406)100.02524.989106.64100.158（4）计算荷载弯矩横向分布影响线坐标①已求出0.340；查G-M图表，可得下表。表1系数梁位荷载位置,θ=0.340校核B3B/4B/2B/40-B/4-B/2-3B/4-BK100.950.971.001.041.061.041.000.970.958.03B/41.061.071.081.091.030.980.920.870.807.97B/21.251.201.181.101.000.920.830.750.707.963B/41.431.331.201.030.950.850.800.750.687.97B1.621.441.231.070.930.830.750.680.588.03K000.800.930.981.101.131.100.980.930.807.95B/41.681.531.331.231.100.900.600.380.208.01B/22.602.301.751.401.000.570.20-0.23-0.558.023B/43.302.752.101.500.920.38-0.18-0.58-1.098.00B4.203.302.441.640.830.18-0.53-1.09-1.708.02②用内插法求实际梁位处1K和0K值实际梁位与表列梁位的关系如图4所示。13因此：对于1号梁：33344420'()0.20.8100BBBBBKKKKKK对于2号梁：111114242460'()0.60.4100BBBBBKKKKKK对于3号梁：0'KK③列表计算各梁的横向分布影响线坐标值（见表2.2）各梁的横向分布影响线坐标值表2梁号计算式荷