橋梁課程設計--裝配式鋼筋混凝土簡支梁橋上部結構的設計計算

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1設計說明2</b></p><p><b>　　1.1設計項目2</b></p><p>　　1.2主要技術規(guī)范和參考文件2</p><p><b>　　2截面設計3</b&

2、gt;</p><p>　　3.主梁內力計算4</p><p>　　3.1結構自重效應計算4</p><p>　　3.2汽車人群荷載內力計算5</p><p>　　3.3主梁內力組合13</p><p>　　4.橫隔梁內力的計算14</p><p>　　4.1偏心壓力法計算橫隔梁內力（

3、公式）14</p><p>　　4.2繪制橫隔梁的彎矩影響線16</p><p>　　4.3繪制中橫隔梁的剪力影響線17</p><p>　　4.4截面內力計算17</p><p>　　5.行車道板的計算18</p><p>　　5.1力學模型（采用懸臂板）18</p><p>　　

4、5.2結構自重及其內力（按縱向1m寬的板條計算）18</p><p>　　5.3汽車車輛荷載產(chǎn)生的內力18</p><p>　　5.4內力組合19</p><p><b>　　6.結語19</b></p><p>　　裝配式鋼筋混凝土簡支梁橋上部結構的設計計算</p><p><b&

5、gt;　　1設計說明</b></p><p><b>　　1.1設計項目</b></p><p><b>　　1.1.1主要尺寸</b></p><p>　　跨 徑：30m 計算跨徑：29.16m 梁全長：29.96m 主梁高：2.0m</p><p>　　橋面凈空：凈—7

6、m 人行道寬：2×1.5m 梁 數(shù)：5</p><p><b>　　1.1.2荷載</b></p><p><b>　　汽車：公路－Ⅱ級</b></p><p>　　人群荷載：3KN/m2</p><p>　　欄桿：每側1.52KN/m</p><p>　

7、　人行道：3.6KN/m</p><p>　　橋面鋪裝采用底層為25號混凝土，緣石邊處厚4cm，橫坡1.5%，面層采用4cm等厚瀝青混凝土。</p><p>　　1.1.3主要材料及工藝</p><p>　?。?）混凝土：主梁用50號，人行道、欄行、橋面均25號。</p><p>　?。?）鋼筋：凡直徑大于或等于12毫米者用Ⅱ級鋼筋：直徑小于

8、12毫米者一律Ⅰ級鋼筋。</p><p>　?。?）材料容重按《公路橋涵設計通用規(guī)范》采用。鋼材特性及基本數(shù)據(jù)見《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》各條。</p><p>　　1.2主要技術規(guī)范和參考文件</p><p>　?。?）《公路工程技術標準》（JTGB001-2003）</p><p>　　（2）《公路橋涵設計通用規(guī)范》（J

9、TGD60-2004）</p><p>　?。?）《公路圬工橋涵橋涵設計規(guī)范》（JTGD61-2005）</p><p>　?。?）《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》（JTGD62-2004）</p><p>　?。?）邵旭東主編.橋梁工程.人民交通出版社.2007</p><p><b>　　2截面設計</b>

10、;</p><p>　　T梁橫截面圖（尺寸單位：cm）</p><p>　　橫斷圖（尺寸單位：cm）</p><p>　　縱斷圖（尺寸單位：cm）</p><p><b>　　3.主梁內力計算</b></p><p>　　3.1結構自重效應計算</p><p>　　3.1.

11、1計算結構自重集度表</p><p><b>　　結構自重集度計算表</b></p><p>　　3.1.2結構自重內力計算</p><p>　　邊主梁自重產(chǎn)生的內力</p><p>　　中主梁自重產(chǎn)生的內力</p><p>　　3.2汽車人群荷載內力計算</p><p>

12、　　3.2.1荷載位于支點處各梁的汽車、人群荷載分布系數(shù)</p><p>　　當荷載靠近主梁支點時，按杠桿原理法計算荷載橫向分布系數(shù)。</p><p>　　首先繪制1號梁、2號梁和3號梁的荷載橫向影響線如圖所示。</p><p>　　杠桿原理法計算橫向分布系數(shù)圖（尺寸單位：cm）</p><p>　　再根據(jù)《橋規(guī)》規(guī)定，在橫向影響線上確定荷載

13、沿橫向最不利的位置。例如：對汽車荷載，汽車橫向輪距為1.8m，兩列汽車車輪的橫向最小間距為1.3m，車輪距離人行道緣石最少為0.5m。由此，求出相應于荷載位置的影響線豎標值后，應用公式可求出各號梁的荷載橫向分布系數(shù)。</p><p>　　對于汽車、人群荷載的橫向分布系數(shù)m的計算公式如下：</p><p><b>　　1號梁和5號梁：</b></p>&l

14、t;p><b>　　2號梁和4號梁：</b></p><p><b>　　3號梁：</b></p><p>　　3.2.2荷載位于跨中各主梁的人群、汽車荷載橫向分布系數(shù)（偏心壓力法）</p><p>　　3.2.2.1求荷載橫向分布影響線豎標</p><p>　　本橋各根主梁的橫截面均相等，梁

15、數(shù)n=5，梁間距為1.90m則</p><p>　　1號梁在兩個邊主梁處的的橫向影響線的豎標值為</p><p>　　2號梁在兩個邊主梁處的的橫向影響線的豎標值為</p><p>　　3號梁在兩個邊主梁處的的橫向影響線的豎標值為</p><p>　　3.2.2.2繪出荷載橫向分布影響線，并按最不利位置布載如圖所示。</p>&l

16、t;p>　　剛性橫梁法計算橫向分布系數(shù)圖示（尺寸單位：cm）</p><p>　　人行道緣石至1號梁軸線的距離X為</p><p>　　1號梁荷載橫向分布影響線的零點到1號梁位距離為，可按比例關系求得</p><p><b>　??；解得</b></p><p>　　2號梁荷載橫向分布影響線的零點到1號梁位距離為，可

17、按比例關系求得</p><p><b>　??；解得</b></p><p>　　并據(jù)此計算出對應各荷載點的影響線豎標</p><p>　　3.2.2.3計算荷載橫向分布系數(shù)</p><p>　　1號梁的活載橫向分布系數(shù)分別計算如下</p><p><b>　　汽車荷載</b>

18、</p><p><b>　　人群荷載</b></p><p>　　2號梁的活載橫向分布系數(shù)分別計算如下</p><p><b>　　汽車荷載</b></p><p><b>　　人群荷載</b></p><p>　　3號梁的活載橫向分布系數(shù)分別計算如下

19、</p><p><b>　　汽車荷載</b></p><p><b>　　人群荷載</b></p><p><b>　　荷載橫向分布系數(shù)</b></p><p>　　3.2.3汽車人群作用效應的計算</p><p>　　截面汽車、人群作用效應一般計算公

20、式如下：</p><p>　　對于汽車荷載，將集中荷載直接布置在內力影響線數(shù)值最大的位置，其計算公式為：</p><p>　　對于人群荷載，公式為：</p><p><b>　　上述式中：</b></p><p>　　——所示截面的彎矩或剪力；</p><p>　　——汽車荷載的沖擊系數(shù)；<

21、/p><p>　　——汽車荷載橫向折減系數(shù)（雙車道不折減 ）；</p><p>　　——沿橋跨縱向與荷載位置對應的橫向分布系數(shù)；</p><p>　　——汽車車道荷載中，每延米均布荷載標準值；</p><p>　　——彎矩，剪力影響線的面積；</p><p>　　——沿橋跨縱向與集中荷載位置對應的橫向分布系數(shù)；</

22、p><p>　　——車道荷載中的集中荷載標準值；</p><p>　　——沿橋跨縱向與荷載位置對應得內力影響線坐標值；</p><p>　　——縱向每延米人群荷載標準值。</p><p>　　計算：簡支梁單根主梁：</p><p><b>　　計算截面參數(shù)：</b></p><p&

23、gt;<b>　　翼緣平厚度：</b></p><p>　　中性軸到上頂面的距離：</p><p><b>　　截面的抗彎慣性矩：</b></p><p><b>　　C50混凝土E取</b></p><p><b>　　因為：</b></p>

24、<p><b>　　所以：</b></p><p>　　(1+)=1.266。</p><p>　　均布荷載和內力影響線面積計算：</p><p>　　公路—Ⅱ級中集中荷載的計算：</p><p><b>　　計算彎矩效應時：</b></p><p><b

25、>　　計算剪力效應時：</b></p><p>　　跨中、四分之一處的彎矩、剪力計算</p><p>　　繪制荷載橫向分布系數(shù)沿橋縱向的變化圖形和支點剪力影響線如圖所示</p><p>　　1號主梁支點剪力計算圖（尺寸單位：m）</p><p>　　2號主梁支點剪力計算圖（尺寸單位：m）</p><p&g

26、t;　　3號主梁支點剪力計算圖（尺寸單位：m）</p><p>　　計算支點截面汽車、人群荷載最大剪力</p><p><b>　　3.3主梁內力組合</b></p><p><b>　　效應組合表</b></p><p><b>　　內力組合表</b></p>

27、<p>　　4.橫隔梁內力的計算</p><p>　　4.1偏心壓力法計算橫隔梁內力（公式）</p><p>　　縱向一列汽車車道荷載輪重分布給該橫隔梁的計算荷載為</p><p><b>　　同理人群：</b></p><p>　　上式中：——按杠桿原理計算的縱向荷載影響線面積；</p><

28、;p><b>　　——橫隔梁的間距</b></p><p>　　——布置在中橫隔梁上時，所對應的按杠桿原理計算的縱向荷載影響線豎坐標值，為1。</p><p>　　橫隔梁任意截面處的內力計算公式：</p><p>　　荷載P=1位于截面左側時</p><p>　　荷載P=1位于截面右側時</p>&l

29、t;p>　　上式中：——橫隔梁任意截面處的彎矩和剪力</p><p>　　e——荷載P=1至所求截面的距離；</p><p>　　——支承反力至所求截面的距離；</p><p>　　——表示涉及所求截面以左的全部支承反力的總和。</p><p>　　用上述的計算荷載在橫隔梁某截面的內力影響線上按最不利位置加載，就可以得橫隔梁在該截面上的

30、最大（最?。﹥攘χ担?lt;/p><p>　　上式中：——橫隔梁內力影響線豎標；</p><p>　　——通常可近似地取用主梁的沖擊系數(shù)=0.200和=1值。</p><p>　　確定作用在中橫隔梁上的計算荷載</p><p>　　對于跨中橫隔梁的最不利布置如圖所示</p><p>　　跨中橫隔梁的受載示圖（尺寸單位：cm

31、）</p><p>　　縱向一列車輪對于橫隔梁的計算荷載為：</p><p><b>　　計算彎矩時：</b></p><p><b>　　計算剪力時：</b></p><p>　　4.2繪制橫隔梁的彎矩影響線</p><p>　　用偏心壓力法可算得1、2、3號梁的荷載橫向分

32、布影響線豎坐標值如圖所示</p><p>　　則的影響線豎標可計算如下：</p><p>　　計算（1號和2號梁中間截面）</p><p>　　P=1作用在1號梁軸上時（；）</p><p>　　P=1作用在4號梁軸上時</p><p>　　P=1作用在1號2號梁中間軸時</p><p>　　計

33、算（2號和3號梁中間截面）</p><p>　　P=1作用在1號梁軸上時（；）</p><p>　　P=1作用在5號梁軸上時</p><p>　　P=1作用在2號3號梁中間軸時</p><p>　　4.3繪制中橫隔梁的剪力影響線</p><p>　　： P=1作用在計算截面右時</p><p>

34、　　P=1作用在計算截面左時</p><p>　?。?P=1作用在計算截面右時</p><p>　　P=1作用在計算截面左時</p><p>　?。篜=1作用在計算截面右時</p><p>　　P=1作用在計算截面右時</p><p>　　P=1作用在計算截面左時</p><p>　　中橫隔梁內

35、力計算（尺寸單位：m）</p><p><b>　　4.4截面內力計算</b></p><p><b>　　截面內力計算表</b></p><p><b>　　5.行車道板的計算</b></p><p>　　5.1力學模型（采用懸臂板）</p><p>

36、　　5.2結構自重及其內力（按縱向1m寬的板條計算）</p><p>　　5.2.1每延米上結構自重g</p><p>　　橋面鋪裝為4cm的瀝青表面處治，平均6.625cm厚的砼墊層。</p><p><b>　　板的結構自重g</b></p><p>　　5.2.2每米寬板條的恒載內力</p><

37、p>　　5.3汽車車輛荷載產(chǎn)生的內力</p><p>　　將車輛荷載后輪作用于鉸縫軸線上，后輪軸作用力，，輪壓分布寬度如圖，車輛荷后輪著地長度為，寬度為，則</p><p>　　荷載對于懸臂根部的有效分布寬度： </p><p>　　由于這是汽車荷載局部加載在T梁的翼板上，故沖擊系數(shù)。</p><p>　　作用于每米寬板上的彎矩為：&l

38、t;/p><p>　　作用于每米寬板條上的剪力：</p><p>　　5.4內力組合 汽車車輛荷載的計算示圖（尺寸單位：m）</p><p>　　5.4.1承載力極限狀態(tài)內力組合計算 </p><p>　　所以行車道板的設計內力為：</p><p>　　5.4.2正常使用極限狀態(tài)內力組合計算&l

39、t;/p><p><b>　　6.結語</b></p><p>　　通過此次課程設計，我復習和掌握了橋梁工程設計的相關基礎理論和專業(yè)知識，并把這些應用于設計當中，做到了理論與實踐的相結合；我也進一步熟悉了設計流程和計算步驟，為即將進行的畢業(yè)論文或畢業(yè)設計做準備，為將要到來的專業(yè)技術工作，進一步打下良好的基礎；同時，我也在此次課程設計中對橋梁設計有了較大的興趣，對整個設計計