桥梁工程课程设计指导书

桥梁工程课程设计指导书

1教学要求

桥梁工程课程设计是土木工程专业道桥方向、道路桥梁与渡河工程专业教学的重要组成部分，旨在加深学生对桥梁基础理论和基本知识的理解，是理论联系实际，锻炼和培养学生桥梁结构设计计算与施工图绘制能力的过程，为毕业设计打下良好的基础。通过桥梁工程课程设计要求学生达到:

1.1 了解桥梁设计工作全貌，熟知桥梁的类型、特点、适用条件。

1.2掌握中、小型梁桥的构造，能根据设计资料拟定截面尺寸。

1.3掌握荷载横向分布系数的计算方法。

1.4掌握主梁内力设计计算方法。

1.5熟悉和掌握支座设计计算方法。

1.6掌握桥梁施工图的绘制，包括手绘图以及电脑CAD绘图。

2.设计步骤及设计内容

2.1设计依据

1•《公路工程技术标准》JTG B01-2003

2•《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004

3•《公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范》JTG D62-2004

2.2桥梁结构总体布置

在明确标准跨径、计算跨径、桥面净宽、设计荷载、主要材料、施工要点、技术标准及设计规范等基础上，首先确定桥梁结构总体布置。

2.2.1桥梁纵断面布置

根据任务书要求，确定简支梁桥的标准跨径和计算跨径，绘制纵断面布置简图等，如图1。

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图1 T梁立面布置图

2.2.2桥梁横截面布置

横截面设计主要包括桥面布置和上部承重结构的横截面设计。 桥面的宽度取决于桥上交通的需要，

《公路工程技术标准》给出了不同公路等级的行车道净宽标

准，课程设计在设计要求中已经给出。拟定桥梁横截面尺寸、桥面横坡、主梁块数、梁间距、铺装 层厚度，绘制横截面布置简图等。

对于装配式钢筋混凝土 T 形梁桥，其主梁间距一般均在 1.6〜2.2m 之间。为了增加桥面净空,

可将人行道板适量悬出。

2.3荷载横向分布系数计算

2.3.1跨中荷载横向分布系数计算

1）绘制荷载横向分布影响线图

根据具体情况采用相应的计算方法（偏心压力法、铰接板梁法、刚接板梁法、 主梁的影响线竖标值或者由“桥梁博士”等软件得到各主梁的横向影响线坐标值，绘制荷载横向分 布影响线图。

2）荷载横向分布系数计算

在荷载横向分布影响线图上布置荷载，求出各主梁的跨中横向分布系数，标出各主梁的荷载横

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图2 空心板梁立面布置图

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图3 T 梁桥横断面布置图

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图4空心板桥横断面布置图

应的影响线坐标值。整理计算结果，偏安全地取同一荷载时各主梁中最大的荷载横向分布系数值作为该荷载时的设计采用值。

计算荷载横向分布系数时，应根据桥面净宽，选择设计车道数。对于设计车道数大于2的情况，计算荷载横向分布系数时，应计算2个设计车道至最大设计车道所对应的荷载横向分布系数，并考

虑多车道折减系数，但折减后的效应不得小于2设计车道的荷载效应。

2.3.2支点荷载横向分布系数计算

由杠杆原理法分析计算车道荷载及人群荷载横向分布系数，忽略梁与梁之间的横向联系作用，

桥面板沿横向当作简支板或悬臂板来考虑。板的支承反力利用简支板或悬臂板的静力平衡条件求出。

2.3.3荷载横向分布系数沿跨径变化

对于无中间横隔梁或仅有一根中横隔梁的情况，自丨/4至跨中区段内，横向分布系数取跨中时

的横向分布系数值；支点截面取支点横向分布系数值；自支点至l /4区段按直线变化。

对于有多根内横隔梁的情况，自第一根横隔梁至跨中区段内，横向分布系数取跨中时的横向分布系数值；支点截面取支点横向分布系数值；自支点至第一根横隔梁区段按直线变化。

2.4内力计算

2.4.1恒载内力计算

1）恒载集度计算，包括行车道板及铺装，人行道板及栏杆。钢筋砼材料容重取25kN/m3，桥面铺装层容重24 kN/m。

2）恒载内力计算

（a）由主梁自重产生的内力，包括跨中、l /4及支点三处的弯矩和剪力

（b）由人行道板、栏杆及桥梁铺装等产生的内力，包括跨中、丨/4及支点三处的弯矩和剪力

（c）恒载内力汇总

2.4.2活载内力计算及汇总

1）汽车荷载作用下的内力按下式计算：

S q =（1J rni cq（q k 门P k yj

式中：S q——汽车荷载作用下截面的弯矩或剪力；

（1 * ――汽车荷载的冲击系数，

――多车道桥涵的汽车荷载横向折减系数，

m cq——汽车荷载的横向分布系数；

q k ---------- 车道荷载的均布荷载标准值，

11――弯矩或剪力影响线的面积；

P k――车道荷载的集中荷载标准值；

y i ――与车道荷载的集中荷载对应的内力影响线竖标值。

2）人群荷载作用下的内力计算公式可表述为

S r 二m“q r 门

式中：S r ――人群荷载作用下截面的弯矩或剪力；

m cr ――人群荷载的横向分布系数；

q r ――人群荷载标准值。

应注意：对于支点截面或靠近支点截面的剪力，应计入由于荷载横向分布系数在梁端变化所产

生的影响。

2.4.3内力组合

设计应按持久状况承载能力极限状态和正常使用极限状态两种组合进行。持久状况承载能力极限状态计算应按要求，对构件进行承载力及稳定计算，必要时尚应进行结构的倾覆和滑移的验算。在进行承载能力极限状态计算时，使用（或荷载）的效应（其中汽车荷载应计入冲击系数）应采用其组合设计值，结构材料性能采用其强度设计值。持久状况正常使用极限状态计算，采用使用（或荷载）的短期效应组合、长期效应组合或短期效应组合并考虑长期效应组合的影响，对构件的抗裂、裂缝宽度和挠度进行验算，并使各项计算值不超过规范限值。

2.4.4绘制内力包络图

在内力组合的基础上就可以绘制包络图了。包络图有弯矩包络图和剪力包络图，它们是配筋设计的依据。当同一截面有多片主梁时，可选用各片梁的最大值。

2.5截面设计

2.5.1正截面抗弯配筋计算与验算

根据弯矩包络图中主梁跨中最大弯矩设计值，进行主梁跨中截面纵向主筋的配置。截面配筋设计可根据《结构设计原理》教材中提供的公式进行，要求正确进行钢筋的选择与布置。计算书与设计图纸内容要一致。

2.5.2斜截面抗剪、抗弯设计与计算

根据剪力包络图，进行斜截面抗剪钢筋的选择与布置，验算斜截面抗弯是否满足要求。

2.6钢筋混凝土持久状况正常使用极限状态计算

2.6.1主梁裂缝宽度计算与验算

最大裂缝宽度计算，要求不超过限值0.2mmo

2.6.2主梁跨中截面挠度计算与验算

挠度计算属于正常使用极限状态的计算，以弹性理论为基础，根据给定的构件刚度用材料力学方法计算。

1）跨中挠度计算

2）跨中设置预拱度计算

2.7支座设计与计算

采用橡胶支座，选定型号，进行平面尺寸、厚度验算。