桥梁工程课程设计(完整版)

桥梁工程课程设计报告书

一、设计资料

1 桥面净宽净-7 +2×1.5m人行道

2 主梁跨径及全长

标准跨径

l=21.70m（墩中心距离）

计算跨径l=21.20m（支座中心距离）

主梁全长l

=21.66m（主梁预制长度）

全

3 设计荷载

公路—I级；人群荷载3.02

kN/

m

4 设计安全等级

二级

5 桥面铺装

沥青表面处厚5cm（重力密度为233

kN/），混凝土垫层厚6cm（重力密度为

m

243

m

m

kN/

kN/），T梁的重力密度为253

6 T梁简图如下图

主梁横截面图

二、 设计步骤与方法

Ⅰ. 行车道板的力计算和组合

（一）恒载及其力（以纵向 1m 宽的板条进行计算） 1）每延米板上的恒载 g 沥青表面 1g ： 0.05×1.0×23 1.15kN m / 混凝土垫层 2g ： 0.06×1.0 ×24

1.44kN m /

T 梁翼板自重3g ：30.080.14

g 1.025 2.752

+=⨯⨯=kN m / 合计：g=

g 5.34i =∑

kN m /

2）每米宽板条的恒载力

悬臂板长 ()0160180.712

l m -==

弯矩 2211

5.34(0.71) 1.3522

Ag M gl =-

=-⨯⨯=-·kN m 剪力 0 5.340.71 3.79Ag Q gl ==⨯=kN

（二）汽车车辆荷载产生的力

60

５0

1）将车辆荷载后轮作用于铰缝轴线上，后轴作用力为 140kN ，轮压分布宽度如图 5 所示，车辆荷载后轮着地长度为 a 2 0.20m ，宽度 b 2

0.60m ，

则得：

a 1 a 2 2H 0.2 2×0.11 0.42m

b 1

b 2

2H

0.6

2×

0.11

0.82m 荷载对于悬臂梁根部的有效分布宽度：

12l 0.421.420.71 3.24m o a a d =++=++⨯=

2）计算冲击系数μ

结构跨中截面的惯矩c I ： 翼板的换算平均高度：()1

814112

h =

⨯+=cm 主梁截面重心位置：()()11

130

1601811130182241.18160181113018

a -⨯⨯+⨯⨯

=

=-⨯+⨯cm

则得主梁抗弯惯矩：

()()2

2

326411111301601811160181141.2181813041.2 6.6310122122c I m ⎛⎫⎛⎫=⨯-⨯+-⨯⨯-+⨯⨯130+⨯⨯-=⨯ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭

结构跨中处单位长度质量c m ：

3

315.4510 1.577109.8

c G m g ⨯==

=⨯ 22/Ns m 混凝土弹性模量E ：

取102.8010E =⨯ 2/N m 由以上数据可得简支梁桥的基频：

3.790f ===Hz 按照《桥规规定》f 介于1.5Hz 和14Hz 之间，冲击系数按照下式计算： ()()110.1767ln 0.0157 1.22f -μ=+-=

由于这是汽车荷载局部加载在 T 梁的翼缘板上，故冲击系数取 1+μ=1.22

3）作用于每米宽板条上的弯距为：

()

114020.821 1.30.7114.18444 3.244Ap o b P M l a ⨯⎛⎫⎛⎫=-+μ-=-⨯⨯-=- ⎪ ⎪⨯⎝⎭

⎝⎭·kN m 作用于每米宽板条上的剪力为：

()

1402

1 1.328.5244 3.24

Ap P Q a ⨯=-+μ=⨯=⨯kN （三）力组合

1）承载能力极限状态力组合计算

ud g 1.2 1.4 1.2( 1.35) 1.4(14.18)21.47A AP M M M =+=⨯-+⨯-=-·kN m ud g 1.2 1.4 1.2 3.79 1.428.5244.48A AP Q Q Q =+=⨯+⨯=kN

2）正常使用极限状态力组合计算

ud g 0.7 1.350.7(14.18)11.28A AP M M M =+=-+⨯-=-·kN m ud g 0.7 3.790.728.5223.75A AP Q Q Q =+=+⨯=kN

Ⅱ. 主梁荷载横向分布系数计算

（一）当荷载位于支点处时（应按杠杆原理法计算）

根据《公路桥涵设计通用规》JTGD60-2004）规定，在横向影响线上确定荷载沿横向最不利的布置位置。例如，对于车辆荷载，规定的车轮横向轮距为1.8m ，两列汽车车轮的横向最小间距为 1.3m ，车轮矩离人行道缘石最少为 0.5m 。

1#梁

车辆荷载

1max 0.4382q

q q

q P A P =

η

=∑

人群荷载

1max 0.75 1.656r r or A P P =η⨯=

由此可得1号梁在车辆荷载和人群荷载作用下的最不利荷载横向分布系数分别为 10.438oq m =和1 1.656or m =（5号同1号）

同理可得 2 号梁在车辆荷载和人群荷载作用下的最不利荷载横向分布系数分别为：

2＃梁

20.5oq m =和20or m =（4号同2号）

同理可得 3 号梁在车辆荷载和人群荷载作用下的最不利荷载横向分布系数分别为