桥梁工程课程设计计算书

《桥梁工程》课程设计

专 业：土木工程（道桥方向）

班 级： 2011班

学生姓名： 周欣树

学 号：

指导教师：

一、确定纵断面、横断面形式，选择截面尺寸以及基本设计资料

1． 桥面净宽：净—72 1.0+⨯

荷载： 公路—Ⅱ级

人群—23.0kN m

人行道和栏杆自重线密度-5.0kN

m 2． 跨径及梁长：标准跨径13b L m =

计算跨径12.40L m =

主梁全长 '

12.96L m =

3． 材料

钢筋：主筋用HRB400级钢筋，其他用HPB335级钢筋

混凝土：C40，容重325kN m ; 桥面铺装采用沥青混凝土；容重323kN m

4.构造形式及截面尺寸

梁高: 1.0h m =

梁间距：采用5片主梁，间距。

采用三片横隔梁，间距为

梁肋：厚度为18cm

桥面铺装：分为上下两层，下层为C25砼，路缘石边处厚 ；上层为沥青砼，。桥面采用%横坡。 桥梁横断面及具体尺寸：（见作图）

二、确定主梁的计算内力

(一)计算结构自重集度（如下表）

（二）计算自重集度产生的内力（如下表）

注：括号（）内值为中主梁内力值

根据计算经验，边梁荷载横向分布系数大于中梁，故取边梁进行计算分析。

（三）支点处（杠杆原理法）

由图可求得荷载横向分布系数： 汽车荷载：1

0.3332oq m η==∑

人群荷载： 1.222or r m η==

（四）跨中处（修正刚醒横梁法）

1、主梁的抗弯惯性矩I x 平均板厚：()1

1012112H cm =+=

22

3344

1111100

162111621127.86181001810027.861221223291237.580.03291x I cm m ⎛⎫⎛⎫

=⨯⨯+⨯⨯-+⨯⨯+⨯⨯- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭

==

2、主梁的抗扭惯性矩Ti I

对于T 形梁截面，抗扭惯性矩计算如下：见下表.

3.计算抗扭修正系数

主梁的间距相等，将主梁近似看成等截面，则得

其中：∑It ---全截面抗扭惯距

Ii??---主梁抗弯惯距? ???L---计算跨径

G---剪切模量 G=

i a --主梁I 至桥轴线的距离

计算得0.9461β=< 满足

4.采用修正后的刚醒横梁法计算跨中荷载横向分布系数

此桥有刚度强大的横隔梁，且承重结构的跨宽比为：

故可近似按偏心压力法来计算横向分布系数m c ，其步骤如下：

（1）、求荷载横向分布影响线竖标

本桥梁各根主梁的横截面均相等，梁数n=5，梁间距为，则：

按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值

ij η表示单位荷载P=1 作用于j 号梁轴上时，i 号梁轴上所受的作用，计算如下表

（2）、画出边主梁的横向分布影响线，并按最不利位置布置荷载，如图计算荷载横向分布系数：绘制横向分布系数影响线图，然后求横向分布系数。

由公式可以求出边主梁跨中横向分布系数：

据分析可知，边主梁四分点处的横向分布系数与跨中横向分布系数相同。

5.计算均布荷载和内力影响线面积

计算值如表：

6.计算公路-Ⅱ级中集中荷载k P

计算弯矩效应时：()3601800.7518012.45157.2505k P kN -⎡

⎤=+-=⎢⎥-⎣

⎦ 计算剪力效应时： 1.2157.2188.64k P kN =⨯=

7.取冲击力系数0.15μ=

8.计算跨中弯矩和四分点弯矩

因双车道不折减，故1ξ=，计算结果如下表：

9.计算支点截面汽车荷载最大剪力

横向分布系数变化区段长度为，变化区段荷载重心处影响线竖标

即：

10.计算支点截面人群荷载最大剪力

（五）主梁内力组合

计算结果见下表：

三、确定横隔梁的计算弯矩

（一）确定作用在跨中横隔梁上的计算荷载

对于跨中横隔梁的最不利布载如图所示：

纵向一列车轮对于中横隔梁上的计算荷载为：

根据经验可知：2、3号主梁间横隔梁间的横隔梁弯矩最大，故取2、3号梁间的横隔梁中间的截面为计算截面。

（二）绘制中横隔梁的弯矩影响线

按修正偏心压力法求，计算横向分布影响线图如下：

P=1作用于1号梁轴上时

()11150.5784,0.1784ηη== P=1作用于2号梁轴上时

()12220.3892,0.2946ηη== P=1作用于5号梁轴上时()150.1784η=-

有已学的影响线只是可知r M 的影响线必定在计算截面处有突变，绘出影响线。

（三）截面内力计算

将求得的计算荷载oq P 在相应的影响线上按最不利布载，对于汽车荷载并计入冲击力系数()1μ+：

（四）内力组合（鉴于横隔梁的自重很小，计算时忽略不计）

基本组合：max 0 1.4169.4237.16.M kN m =+⨯=

四、行车道板的内力计算

（一）结构自重及其内力（按纵向1m 宽的板条计算）

1.每延米板上的结构自重g 桥面铺装层：1 3.67g kN m =

T 梁翼缘自重：2 4.46g kN m = 总计：128.13g g g kN m =+=

2.每米宽板条的恒载内力

（二）可变荷载效应

将车辆荷载后轮作用于铰缝轴线上，后轴作用力为P=140KN ，轮压分布宽度如图所示。

车辆荷载后轮着地长度为a 2=，宽度为b 2=，则

a 1=a 2+2H=+2×+=

b 1=b 2+2H=+2×+=

荷载对于悬臂根部的有效分布宽度：

a=a 1+d+2l 0=++2×=

由于这是汽车荷载局部加载在T 梁的翼板上，故冲击系数取1+μ=。

作用于每米宽板条上的弯矩为：

作用于每米宽板条上的剪力为：