桥梁课程设计计算书-例子

桥梁课程设计计算书

Ⅰ，设计资料

江苏境内某一级公路k15+022处建公路桥一座，上部结构采用了三跨先张法预应力混凝土空心板，

18m，桥面净空12+2

15.24钢铰线，其标准强

空心板，铰缝及桥面铺装混凝土采用C40，其余采用C30，预应力钢筋用j

度为1860Mpa，非预应力钢筋采用Ⅰ，Ⅱ级钢筋。空心板构造如图1所示：

图1 空心板截面构造（尺寸单位cm）

Ⅱ，设计依据及参考书

1.桥涵设计通用规范（JTJ D60—2004）；

2.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTJ D62—2004）；

3.公路桥涵施工技术规范（JTJ041—2000）；

4.公路工程抗震设计规范（JTJ004—89）；

5.公路桥涵设计手册：梁桥（上册），人民交通出版社；

6.桥梁工程（上册）：范立础，人民交通出版社；

7. 桥梁工程：姚玲森，人民交通出版社； 8. 结构设计原理：叶见曙，人民交通出版社；

9. 桥梁计算示例集：易建国，梁桥，人民交通出版社；

Ⅲ，设计过程

全桥宽采用13块预制预应力混凝土空心板，每块空心板宽99cm ，全长17.96m ，计算跨径17.56m ，用先张法施工工艺，预应力钢筋采用 15.24钢铰线，沿跨长直线配筋。 一．毛截面几何特性计算（参见图1） 1. 毛截面面积

Ah=99×90—2×36×30—2×3.14× 2

182×［1/2×（5+3）×8+1/2×5×7］=4616cm 2 2.毛截面重心位置 （ 如图取1—1截面）

对该截面求静矩：对称部分均消法 即只计算铰及下部结构静矩 S=2×［3×8+（15+14+7+8/2）+2×8×1/2×（29+7+8/3） +5×7×1/2×（29+2/3×7）］+2×99×（15+18+12） =12627cm 3

毛截面中心对该线的距离 d=

Ah S =4616

12627

=2.7cm 铰截面中心对该线的距离

A 铰=2×［（3+5×8/2）+1/2×5×7］=99cm 2 D 铰=

绞铰A s =99

3717

=37.5cm (三)毛截面对重心的惯矩

每个挖空的半圆

面积A 1=1/2×3.14×182=509cm 2 重心y=4×18/(3×3.14)=7.6cm 半圆对自身的惯性矩

I 1 =I 1—1—A 1y 2 =3.14/8×184 —509×7.62 =11803cm 3 由此得截面的惯矩：

I h =1/12×99×903+99×90×172 —2×（36×303 /12+36×30×2.72 ）—4×1.803—2×509×［（2.7+15+7.6）2 +（5—2.7+7.6）2 ］—99×（37.5+2.7）2 =4600304cm 4

二、内力计算

（一） 恒载计算

1， 桥面系（护栏）：

单侧为（6.25+0.53+0.31）/2.5=2.5KN/m

桥面铺装为10cm 厚的C 40混凝土

每块板每延米的荷载为 0.1×1×1×25=2.5KN/m

则以上重量均分给8块板 g 1=2.5×2/13+2.5=2.69KN/m 2、铰和接缝：g 2=(99+1×99)×104-×25=0.47KM/m 3、行车道板：g 3=A h ×r=4616×104-×25=11.54KM/m 恒载总重：g=g 1+g 2+g 3=2.69+0.47+11.5=14.7KM/m 荷载内力计算见下表

（二），活载作用下 1． 荷载横向分配系数

跨中和四分点的横向分配系数按铰接板法计算，支点按杠杆法计算荷载横向分配系数，支点到四分点间按直线内插法求得。

（1） 跨中和四分点的荷载横向分配系数：

先将图1所示截面简化成下图所示，并略去中间肋板，按单筋计算板截面抗扭刚度I T ：

4

2

2212298.631190013

8911891078278894224cm t b t h t b h b I T =++⨯⨯⨯=++=

刚度系数：

014.0)56

.171(98.631190046003048.5)(8

.52

2=⨯⨯==L b I I T γ

按γ查表得各板的横向分配影响线竖坐标值

根据各板块的横向分配影响线竖坐标值，作出各板块的横向分配影响线（见图2）再由各板块的横向分配影响线计算在荷载作用下的横下分布系数：

m 1=

21

（0.0183+0.0125+0.0092+0.0062）=0.0231 m 2=21

（0.0166+0.0139+0.0107+0.0056）=0.0234

m 3=21

（0.0104+0.0077+0.0053+0.0142）=0.0188

m 4=21

（0.0129+0.0096+0.0072+0.0051）=0.0174

m 5=21

（0.0088+0.0109+0.0091+0.0122）=0.0205

m 6=21

（0.0078+0.0104+0.0118+0.0090）=0.0230

m 7=2

1

（0.0072+0.010+0.0117+0.0091）=0.019

由以上计算可知，2号板的横向分布系数最大，为设计和施工简便，各板设计成同一规格，并以2号板进行设计，即c m =0.0234

（2）支点的荷载横向分布系数

按杠杆法计算得2号板支点荷载横向分布系数如下：

m=

⨯2

1

0.5=0.25 支点到四分点的荷载横向分布系数按直线内插进行。

2，活载内力计算

（1） 弯矩

冲击系数μ；c

c

m EI L f 2

2π

= 其中E=3.32

10

10m

N

⨯，44600304cm I c =，L=17.56m ，c m =G/g=25×103

×4616×

10

4

-／9.81=1176.35kg/m

HZ f 78.535

.1176104600304103.356.17214.38

102

=⨯⨯⨯⨯=

-

因为 1.5HZ HZ HZ 1478.5<< 所以 1767.0=μ0157.078.5ln -=0.294 荷载计算（公路I 级） m KN q k /5.10=

KN p k 24.23016056.174=+⨯=