西南大学桥梁工程结构课程设计

第一部分设计资料

1.结构形式及基本尺寸

某公路装配式简支梁桥，双车道，桥面宽度为净-7+2x0.75m，桥梁位于直线上，两侧设人行道，宽度为0.75m装配式钢筋混凝土简支T 梁，标准跨径为20米，计算跨径为19.5m。

桥面铺装： C20防水混凝土2cm厚，容重24，4cm厚沥青面层，容重23，，设双面横坡，坡度为1.5% 。（际桥面铺装层厚度为10-12cm，本设计只是计算参考）

设计荷载：公路-Ⅱ级，人群荷载3kN/m

图 1-1 桥面组成

图 1-2 主梁横截面主要尺寸（单位：cm ）

2.桥面布置

桥梁位于直线上，两侧设人行道，宽度为 1m，桥面铺装为2cm厚的沥青混凝土，其下为C25混凝土垫层，设双面横坡，坡度为1.5% 。横坡由混凝土垫层实现变厚度，两侧人行道外侧桥面铺装厚度8cm（2cm厚沥青混凝土和6cm混凝土垫层）。

3.材料

1）梁体

主梁混凝土： C30

横梁混凝土： C25

钢筋混凝土容重：25kN/m3

2）钢筋

主筋：热轧HRB335钢筋；

构造钢筋：热轧R235钢筋

3）桥面铺装

沥青混凝土，容重为23kN /m 3；混凝土垫层C25，容重为24kN/m 3。

4）人行道

人行道包括栏杆荷载集度为6 kN/m；

4.设计荷载

汽车荷载：公路—I级车道荷载和车辆荷载；

人群荷载： 3.0 kN/m2；

5.设计规范及参考书目

1）《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）

2）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）

3）《桥梁工程》

4）《混凝土结构设计原理》

5）《结构力学》

6）《桥梁通用构造及简支梁桥》

第二部分设计要求

一、主梁

1. 标准跨度： 20m；

2 . 根据图1-2和表2-1确定主梁细部尺寸；

装配式钢筋混凝土T形梁桥总体特征表2-1

3. 恒载内力计算；

4.计算荷载横向分布系数；

5.活载内力计算；

6.计算各种荷载作用下的控制截面内力；

7.进行作用效应组合，绘出弯矩和剪力包络图

8.进行抗弯、抗剪钢筋设计计算；

9.结构强度、挠度、裂缝验算；

二、桥面板

1.确定桥面板的类型；

2.计算荷载有效分布宽度；

3.桥面板内力计算；

4.桥面板配筋设计；

三、成果

1、设计计算书一份。

2、配筋图一张（3号），包括：主梁正截面钢筋配筋图和全梁的纵向钢筋配筋

图。

第三部分内力计算方法

一、主梁内力计算

（一）恒载内力计算

计算恒载时，通常将跨内横隔梁的重量、桥面系的重量平均分配给各梁，因此，对于等截面梁桥的主梁，其计算荷载为均布荷载；在精确计算时，也可将恒载根据横向分布系数的计算原理进行横向分配的计算。

（1）各主梁恒载计算及汇总表3-1

（2）恒载内力计算

表3-2

（二）活荷载内力计算

kg g G m c 2653.15138

.910002515932.0=⨯⨯⨯==

210/100.3m N E c ⨯=

422

32310735.11)5.382

150(1501815018121)2165.38(1620216202121m I c -⨯=-⨯⨯+⨯⨯+-⨯⨯+⨯⨯=

)(3.62653

.151310735.11100.35.19214

.322

102

2

HZ m I E l f c c c =⨯⨯⨯⨯==

-π

3.00157.01767.0=-=Inf u

（1）有关系数及人群荷载 表3-3

项目 依据

数值 冲击系数μ 《桥规》1

第4.3.2条 0.3 多车道折减系数ξ

《桥规》1第4.3.1条

1.0

人群荷载

R R q q r r 3== KN/m （R 为人行道宽）

3

（2）简支梁内力影响线面积 表3-4

内力

影响线图形 影响线面积Ω（m 或m 2）

4

L M

35.65

2

L M

47.53

2

L V

2.44

（3）计算荷载横向分布系数

用杠杆法求支点截面的横向分布系数；用刚性横梁法求跨中截面的横向分布系数。

（ⅰ）计算支点处的荷载横向分布系数m 0

按杠杆法在图3-1上绘出①、②、③号主梁的荷载横向分布影响线，并在其上布载，分别计算出汽车、人群的m 0q 和m 0r 值。 （ⅱ）计算跨中的荷载横向分布系数m c

按刚性横梁法在图3-2上绘出①、②、③号主梁的荷载横向分布影响线，分别计算出汽车、人群的m cq 和m cr 值。 (4)计算主梁跨中活载弯矩

当计算简支梁各截面的最大弯矩和最大剪力时，可近似取用不变的跨中横向分布系数 m c 计算。

车道荷载由均布荷载和集中荷载组成，为求得最大的内力，将集中荷载作用于影响线纵标最大的位置处，均布荷载引起的内力为均布荷载值乘以相应的影响线面积。注意应考虑汽车冲击力的影响。

计算人群荷载引起的内力时，注意人群荷载集度按一侧人行道计算，这是因为在计算人群荷载的横向分布系数时按单侧人群计算的。 车道荷载 ： )()1(Ω++=k k k cq q q y P m S ξμ 人群荷载： Ω=r cr r q m S 式中：

q S 、 r S —跨中截面由车道荷载、人群荷载引起的弯矩或剪力；

μ—汽车荷载冲击系数， 由桥梁自振频率确定；

ξ—多车道桥梁的汽车荷载折减系数；

cq m 、cr m —跨中截面车道荷载、人群荷载的横向分布系数；

P K 和q k —车道荷载的集中荷载和均布荷载标准值。