二级公路桥梁设计计算实例桥梁本科学位论文

1基本资料

1.1公路等级：二级公路

1.2主梁形式：钢筋混凝土T形简支形梁

1.3标准跨径:20m

1.4计算跨径：19.7m

1.5实际梁长：19.6m

1.6车道数：二车道

1.7桥面净空

桥面净空——7m+2< 0.75m人行道

1.8设计依据

(1)《公路桥涵设计通用规范(JTG D60- 2004)»,简称《桥规》。

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

(3)《公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ 124-85)〉,简称《基规》。

2具体设计

2.1主梁的详细尺寸

主梁间距：1.7m

11 1 1

主梁高度：h= ( 1〜丄)1= ( 1〜丄)20=1.82〜1.1 (m (取1.8 ) 11 18 11 18

主梁肋宽度：b=0.2m

主梁的根数：(7m+2K 0.75m) /1.7=5

2.2行车道板的内力计算

考虑到主梁翼板在接缝处沿纵向全长设置连接钢筋，故行车道板可按两端固接和中间铰接的板计算

已知桥面铺装为2cm的沥青表面处治（重力密度为23kN/m3）和平均9cm 厚混泥土垫层（重力密度为24kN/m3），C30T梁翼板的重力密度为25kN/m3 2.2.1结构自重及其内力（按纵向1m宽的板条计算）

图2-1铰接悬臂板计算图示（尺寸单位：cm）

①每米延板上的恒载g!

沥青表面处治：g! =0.02x1.0 ：23=0.46kN/m

C25 号混凝土垫层：g2 =0.09x1.0 X4=2.16kN/m

T 梁翼板自重：g3= （0.08+0.14）/2 X.0 X5=2.75kN/m

每延米板宽自重：g= g1 + g2 + g3 =0.46+2.16+2.75=5.37kN/m

②每米宽板条的恒载内力：

1 2 1 2

弯矩：M min,g=-?gl o=-2 X5.37 X.71 =-1.35kN.m

剪力：Q A g =g • o=5.37 X0.71=3.81kN

2.2.2汽车车辆荷载产生的内力

公路II级：以重车轮作用于铰缝轴线上为最不利荷载布置，此时两边的悬臂板各承受一半的车轮荷载下图：

图2-2

行车道板计算（尺寸单位： cm ）

后轴作用力140KN 的着地长度为a 2=0.2m,宽度b 2=0.6m ,铺装层的厚度 H=0.09+0.02=0.11m 垂直行车方向轮压分布宽度为：

a i =a 2+2H=0.20+2 为.11=0.42叶

b i =b 2+2H=0.60+2 %.11=0.82叶

最外两个荷载的中心距离d=1.40 m ,则荷载对于悬臂根部的有效分布宽度： a=a 1 +d+2l 0=0.42+1.4+2 （X71=3.24m

由于汽车荷载局部加载在T 梁的翼板上，故冲击系数取1+u=1.292,则作用 于每米宽板条上的弯矩为：

M

min, p =- (

1+ u

)

=-14.09kN.m

作用于每米宽板条上的剪力为:

Q A P = (1+u ) —=1.292 / 140 =27.92kN

=-1.292

2

■

8

4

7

O 3

1X4

4a 4 3.24

2.2.3内力组合

1. 承载能力极限状态内力组合计算(基本组合)：

M ud=1.2 M A g+1.4 M A c=1.2 X(-1.35) +1.4 (-14.09) =-21.346kN.m

Q ud=1.2 Q A g+1.4 Q AC=1.2 X.81+1.4 X.92=43.66kN

所以，行车道板的设计内力为

M ud =-21.346kN.m

Q ud = 43.66kN

2. 正常使用极限状态内力组合计算(短期效应组合)：

M sd=M Ag +0.7M AC= (-0.35) +0.7 X(-14.09) T.3=-8.94kN.m

Q sd=Q sd+0.7Q A p =3.81+0.7 X7.92 4.3=18.84kN

2.3主梁内力的计算

2.3.1结构自重效应计算

由计算跨径L=19.70m,结构重要性系数为1.0,每侧栏杆机人行道构件重量

的作用力为5 kN/m

(1)结构自重集度

主梁：g1=[0.18 X30+ (0.08+0.14) /2 X( 1.60-0.18) ] X5=9.76 kN/m

横隔梁：

0 15*016 边主

梁:g 2 ={[1.00- (0.08+0.14) /2] ( 1.60-0.18) /2} X

X5X 25 =0.624 kN/m

19.70

图2-3简支T 梁主梁和横隔梁简图（尺寸单位： cm ）

[I

1

丄 ______ *3理 ________.

2号梁: g ； =2>g 2 =1.248 kN/m 中主梁: 2

g 2 =2 >g 2 =1.248 kN/m 桥面铺装层: 1 g 3=[0.02 7. 00 23+

(0.06+0.12) >7>24]/5=3.67 kN/m

2

一、

2

栏杆和人行道：g 4 =5 X =2.00 kN/m 5

合计:

边主梁: g= g 1+ g 2 +2.00= 9.76+0.624+3.67+2.00=16.054 kN/m 2号梁: g 1 =9.76+1.248+3.67+2.00=16.678 kN/m 中主梁: g 2=9.76+1.248+3.67+2.00=16.678kN/m 结构自重内力计算:

梁内各截面的弯矩M 和剪力Q 的计算式:

M x =丛 x-gx —= -gX (l-x )

x

2 2 2

Q x =g ^-gx=- (l-2x )

2 2

其中：L 为计算跨径

X 为计算截面到支点的距离

850

8

20

160 160 160

160