桥梁工程课程设计.docx
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桥梁工程课程设计
桥梁设计说明3
计算书4
参考文献27
评语28
桥梁总体布置图29
31
主梁纵、横截而布置图30
桥而构造横截而图
《桥梁工程》课程设计任务书
一、课程设计题目(10人以下为一组)
1、单跨简支梁桥上部结构设计
(标准跨径为23米,计算跨径为22.5米,桥而净空:
净一8.5+2X1.50米)
二、设计基本资料
1、设计荷载:
公路一U级
2、河床地而线为(从左到右):
0/0,—3/5,—4/12,-3/17,-2/22,
-2/27,0/35(分子为高程,分母为离第一点的距离,单位为米);地质假定为微风化花岗岩。
3、材料容重:
水泥碗23KN/ms,钢筋栓25KX/m沥青碗21KN/m3
4、桥梁纵坡为0.3%,桥梁中心处桥而设计高程为2.00米
三、设计内容
1、主梁的设计计算2、行车道板的设计计算
3、横隔梁设计计算4、桥而铺装设计
5、桥台设计
四、要求完成的设计图及计算书
1、桥梁总体布置图,主梁纵、横截面布置图(CAD出图)
2、桥而构造横截而图(CAD出图)
3、荷载横向分布系数计算书
4、主梁内力计算书
5、行车道板内力计算书6、横隔梁内力计算书
五、参考文献
1、《桥梁工程》,姚玲森,2005,人民交通出版社.
2、《梁桥》(公路设计手册),2005,人民交通出版社.
3、《桥梁计算示例集》(磴简支梁(板)桥),2002,人民交通出版社.
4、中华人民共和国行业标准.公路工程技术标准(JTGB01-2003).北京:
人民交
通出版社,2004
5、中华人民共和国行业标准.公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004含条文说明.北京:
人民交通出版社,2004
6、中华人民共和国行业标准.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG
D62-2004)含条文说明
六、课程设计学时
2周
桥梁设计说明
桥梁设计包括纵.横断面设计和平而布置。
1.纵断而设计
桥梁纵断而设计包括确左桥梁的总跨径•桥梁的分孔.桥道的标高.桥上和桥头引
道的纵坡以及基础的埋置深度。
(1)本梁桥根据水文计算来确定。
标准跨径为23.00m(墩中心距离)。
本桥的跨径较小,因此上部结构的适价较低,墩台的适价较髙。
为了结构受力合理和用材经济,分跨布置时要考虑合理的跨径比例。
(2)本梁桥为跨河桥梁,桥道的标高应保证桥下排洪和通航的需要,结合桥型.
跨径等一起考虑,以确左合理的桥道标高。
(3)桥上纵坡不大于4%,桥头引道纵坡不宜大于5%。
2•横断而设计桥梁横断而的设计,主要是决左桥而的宽度和桥跨结构横截而的布置。
桥而的
宽度决立于行车和行人的交通需要。
(1)本梁桥桥而行车道净宽为:
净-8m21.50m人行道
(2)为了利于桥而排水,应根据不同类型的桥而铀装,设置从桥而中央倾向两
侧的1.5%-3.0%的横向坡度,本桥设置为1.5%。
3.平而布置
(1)桥梁的线形及桥头引道要保持平顺,使车辆能平稳地通过,小桥的线形及其公路的衔接,
应符合路线布设的规左。
(2)从桥梁本身的经济性和施工方便来说,应尽可能避免桥梁与河流或与桥
下路线斜交。
必要时通常不宜大于45°,在通航河流上则不宜大于5°。
4.桥面舗装
为了保护桥梁主体结构,在桥面的最上层设置桥面铺装。
本桥设置5cm厚沥青混凝上和
10cm耳C25混凝上作垫层的桥而铺装。
5.桥而伸缩缝
为了保证桥跨结构在气温变化•活栽作用•混凝土收缩与徐变等影响下按静
力图式自由地变形,在本梁桥桥而两梁端之间以及在梁端与桥台背墙之间设置
横向伸缩缝
一•计算荷载横向分布系数曲:
”心
「当荷载位于支点处,利用杠杆原理法计算
:
-1
1
2
3
1
5
.1--
J;
•J
J
横断而
对于汽车荷载
对于人群荷载
moq1
120.25
22
0.4375
mor1
—T
1
1
2.250.75
2
1.5
2#梁
对于汽车荷载
Hloq2
0.7125
对于人群荷载
mr2=0(由于是出现负的,取零,出于安全考虑)
3#梁
对于汽车荷载
唤;呼0.725
对于人群荷载Z
0
2.当荷载位于跨中时
此桥在跨度内设有横隔板,具有强大的横向联结刚性,且承重结构的长度比
L22.5
为2.252
B52
可按刚性横梁法绘制影响线并计算横向分布系数
本桥各根主梁的横向截
而均相等,梁数n二5,梁间距为2米。
22aj
ai
aAa3asas
44
1#梁横向影响线的竖标值:
梁影响线
15
由11、
6
H5
2
a.
40
0.6
16臥
_、5
n2
a.
22.1
40
2
0.2
传绘制梁的横向影响线,如上图及最不利荷载位置
1
丄
0.6
5.753.952.650.85
cq1
2
q
2
6
对于人群荷载
0.6
mCr1r
6
6
0.25
0.750.7
2#梁横向影响线的竖标值:
0.66
对于汽车荷载
25
222
2#梁影响线
、5
2
a.
0.4
a?
®
"5
2
q
i1
22
40
25绘制2#粱的橫向影响线,如上图及最不利荷载位置
对于汽车荷载Ecq2
37.755.954.652.850.53
8
对于人群荷载
rricr2
0.4
0.250.750.45
I
3#梁影响线
1
315°-2'355023#梁横向影响线的竖标值
92[(1.5
0.080.14)(20.2)
0.150.16
22
对于中主梁:
g221.0772.155KN/m
(3)桥面铺装层:
ga0.052.1210.12.1237.035KN/m
(4)栏杆和人行道:
g44.52/51.8KN/m
作用于边主粱的全部恒载强度:
ggs13.451.0777.0351.823.362KN/m
作用于中主粱的全部恒载强度:
ggs13.452.1557.0351.824.44KN/m
2.恒载内力的计算
25J/22.51.077KN/m
跨中弯矩影响线
3L/16
0.75
1/4跨弯矩影
响线
支点剪力影响线
0.15
1/4跨剪力影响线
边跨弯矩剪力影响线
1#及5#梁内力(边跨)
跨中弯矩
1225
22.523.3621478.377KNm
24
跨中剪力V
支点剪力Q02122*
523.362
262.823KN
1/4跨处弯矩:
3n§122.5
—22.5
23.3621108.782KNm
9169
16
1/4跨处剪力:
13
11
Qi122.50.7523.362
22.50.2523.362131.4UKN
24
24
2#、3#及4#梁内力(中间跨)
225
跨中弯矩
M
11
1-g0.5
22.5
24.441546.594KNgm
■
4
4
跨中剪力
V,
•
■
0
>
f
支点剪力
Qo
11
22.524.44
274.95KN
2
1/4跨处弯矩:
1
3
13
;M-11g
—
22.5
22.524.44
1159.945KNm
2
16
216
1/4跨处剪力:
1
3
1
1
Qu
22.5
0.7524.44
22.5
0.2524.44137.475KN
2
4
2
4
3.活载内力
1・汽车荷载冲击系数
in
主梁横截而图
结构跨中处的单位长度量:
3
G23.36210m(,
g9.812381.448kg/m
主梁截而形心到T梁上缘的距离:
11(200-20)(11/2)+17020170(1/2)
y87.34cm0.8734m
11(200-20)+17020
跨中截而惯性矩:
13
11213
1,087.34)22
Ic(20020)11s(20020)11(87.34
):
20170s20170(-
12
2122
744
2.9210cm10.292m1
査表E取2.81010Pa
f2口…2.…0'-5.746Hz
21mc222.5\2381.448
1.5Hzf14Hz
0.01570.293
0.17671nf0.01570.1767In5.746
所以冲击系数:
110.2931.293
2.汽车荷载作用
公路一U级均布荷载qk10.5KN/m
对于集中荷载,当I5时,R180KN/m;当I50时,R360KN/m
当5I50时,采用内插法
公路一U为公路一I级的0.75倍
则qk0.7510.57.875KN/m
20
25
^5opx
5
55
180360180187.5KN
当计算剪力时候
1.0
计算车道荷载的跨中弯矩、剪力的计算对于双车道,折减系数跨中弯矩影响线如下图
对于2#和4#梁
计算公路一U级汽车活载的跨中弯矩:
xQlk:
11)gg3cq2gPkgyk,l)gg\qzgqkg
225
1.29310.53187.51.29310.537.87563.281060.278KNm
4
计算人群荷载的跨中弯矩:
人群荷载集度:
For31.54.5KN
M!
nicrcgPorg0.454.563.28128.142KNm
Q2k
•2
对于3#梁
计算公路一U级汽车活载的跨中弯矩:
x段2(l),r>cq3V*k(l:
,8l>cq3IQks
225
1.29310.4187.51.29310.47.87563.28800.270KNm
4
计算人群荷载的跨中弯矩:
人群荷载集度:
For31.54.5KN
M1mcrsgPorg0.44.563.28113.904KNm
Q2
4.跨中剪力的计算跨中剪力影响线如下图:
22.5
-2.8125m2
242
2
2
对于1#和5#梁
计算公路一U级汽车活载的跨中剪力:
Qq-s。
(1)ggmcq-gRgyk(1
)ggm^gikg
1.29310.662250.51.293
10.66
7.8752.8125
114.906KN
计算人群荷载的跨中剪力:
QImcngPorg0.74.52.81258.859KN
Q叫
对于2#和4#梁
计算公路一U级汽车活载的跨中剪力:
Qqk,0(i)ggmzgyk(i)ggmCQ2Skg
1.29310.532250.51.29310.537.8752.812592.273KN
计算人群荷载的跨中剪力:
Q艾丄mcrZgForg0.454.52.81255.7KN
让2
对于3#梁
计算公路一U级汽车活载的跨中剪力:
Qqk,0(i)ggmcQSgPkg^(i)ggm^gqkg
69.64KN
1.29310.42250.51.29310.47.8752.8125
计算人群荷载的跨中剪力:
5.支点截而剪力的计算
•lHk
剪力影响线如下图所示:
对于1#和5#梁
-11-22.511.25m2
9?
R
HH!
IUjjm
5.65m
附加三角形重心影响线坐标:
y1
1
225一5・65/22・50.916
八3
y0.083
QU,。
(1沟叽5廉弘。
)ggm«i=g(1
a
)gggm)qirncmSikW
5.65
1.29310.6622511.29310.667.87511.251.2931(0.43750.66)7.875(0.9160.083)
2
202.02KN
计算人群荷载的支点剪力:
Q2k,0mCr1por
a
2
m0r1叫rlForY
0.74.511.25565
2
1,50,74.5(0.9160.083)45.435KN
对于2#和4#梁
计算公路一U级汽车活载的支点剪力(如下图所示):
95
11IIII
I1
dill
0C.4373C
QUo
(1)gglq2gkgk
(1)ggnq2gikg
(1)g
12g310532251129310537.87511.251.2931g5(0.71250.53)7.875(0.9160.083)
170.2KN
计算人群荷载的支点剪力:
Q2k,0
mCr2por
a
2Pr2
0.454.511.25565
0.4375
sBrY
4.5(0.9160.083)17.314KN
mcq2珅
c
40.7?
5
a
QUo(1沟503沢弘”沟叫她(1沟聊珈mtqsgkw
1.29310.422511.29310.47.87510.751.2341
5.65
(0.7250.4)7.875(0.9160.083)
155.16KN
计算人群荷载的支点剪力:
QQ2k,0叫r3Hor
mor3Hlcr3PxY
0.44.511.25
5.65
200.44.5(0.9160.083)15.17KN
6.1/4跨弯矩的计算
1/4跨弯矩的影响线如下图
对于1#和5#梁
1,31_1—
216
1.29310.66187.54.291
1.29310.667.87547.461
994.032KNm
187.5^
1tIt1ff
1fflit
计算人群荷载的跨中弯矩:
度:
人群荷载集<
1cc厂322.5°2
22.547.461m
216
Por31.54.5KN
M1mcrlgFOrg
Q2k,—
4
0.74.547.461149.502KNm
对于2#和4#梁
P51
4■
1
(1).
)kr/
T
T1
1z*
1
二hw
计算公路一U级汽车活载的1/4跨弯矩:
xQik,1(l加叫:
厲瓠门"-cq2nk,
1.29310.53187.54.2191.29310.537.87547.461798.238KNm计算人群荷载的跨中弯矩:
人群荷载集度:
For31.54.5KN
M!
mc-gPorg0.454.547.46196.109KNm
Q2k»—
对于3#梁
iIm\
Ii
计算公路一U级汽车活载的1/4跨弯矩:
xQlk,i1111蚀3认1111Pq3哄
1.29310.4187.54.2191.29310.47.87547.461602.444KNm计算人群荷载的跨中弯矩:
人群荷载集度:
For31.54.5KN
M1mc-gPorg0.44.547.46185.43KNm
工匚
7.1/4跨剪力的计算
1/4跨剪力影响线如下图:
225KN
7.875KN/m
公路-II级IJII1I川川卩
人群荷载
2422
对于1#和5#梁
计算公路一I级汽车活裁的1/4跨剪力:
Qqik.o
(1)ggmcqigPkgyk
(1)ggmcqigqkg
1.293
186.534KN
10.662250.751.29310.667.8756.328
计算人群荷载的跨中剪力:
Q2kimcrigPorg0.74.56.32819.933KN
Q2k-2
时干2#和4#滚
计算公路一I级汽车活裁的1/4跨剪力:
11)ggmcq2gPkgyk
(1)ggmcq2gqkg
1.293
149.793KN
10.532250.751.29310.537.8756.328
计算人群荷载的跨中剪力:
0.454.56.32812.814KN
QIIBcrCgFOrgd
一
对于3#梁
°Q1k.Oa叭"w少%ShAkn
1.29310.42250.751.2931
计算人群荷载的跨中剪力:
沟叫3弘9
0.47.8756.328
113.05KN
11.39KN
crQjSQJK)其中「Gi
i2
Qimc-gForg0.44.56.328Q2X・2
8.荷载组合
n
GSudr(「GiSGik「QlSqlk
roj1.4>ro1.0jc0.8
计算公路一I级汽车活载的跨中剪力:
梁#
恒载(KN/m
活载(KN/m
组合值(KN/m
汽车
人群
1、5
1478.377
1325.314
199.322
3852.733
2、4
1546.594
1060.278
128.142
3483.821
3
1546.594
800.270
113.904
3103.863
跨中剪力组合:
梁#
恒载(KN/m
活载(KN/m
组合值(KN/m
汽车
人群
1、5
0
114.906
&859
170.791
2、4
0
92.273
5.7
135.566
3
0
69.64
5.063
103.167
支点剪力组合:
梁#
恒载(KN/m
活载(KN/m
组合值(KN/m
汽车
人群
1、5
262.823
202.027
45.435
649.113
2、4
274.95
170.26
17.314
587.696
3
274.95
155.161
15.17
564.156
1/4跨弯矩组合:
梁#
恒载(KN/m
活载(KN/m
组合值(KN/m
汽车
人群
1、5
1108.782
994.032
149.502
2889.625
2、4
1154.945
798.238
96.109
2617.109
3
1159.945
602.444
85.43
2331.037
1/4跨剪力组合:
梁#
恒载(KN/m
活载(KN/m
组合值(KX/m
汽车
人群
1、5
131.411
186.534
19.933
441.186
2、4
137.475
149.793
12.814
389.032
3
137.475
113.05
11.39
335.997
[1][2][3][4
][5]
行车道板计算
由于主梁是用现浇混凝上的,其有很大的刚度,所以按刚接的单向板进行行车
道板的计算
1•恒载内力的计算
(1)计算每延米板的恒载g
沥青混凝土而层:
C:
5混凝上垫层:
T梁翼板自重:
合计:
i1
(2)计算每延米板条的恒载内力
2.47KNgm
gi
S3
0.051.021
0.11.023
0.080.14
ei
1202弯矩:
1.05KN/m
2.3KN/m
1.0252.75KN/m
gs6.1KN/mKN/m
Mog-gio2-6.1(—)2
剪力:
Qggl.6.10.95.49KN
2.活载内力的计算
根据轴距及轴重,应以重轴为主,取两后轴2P=280kN计算。
轮载分布:
车轮
着地尺寸a:
b:
0.20.6m,经铀装层按45。
角扩散后,在板顶的分布尺寸:
a:
a:
2H0.220.15
0.5m
bb:
2H0.6
20.150.9m
经分析,车后轴两轮的有效分布宽度重叠,所以荷载对于悬臂根部的有效分布宽度为:
ad21o
0.51.420.93.7m
MsP(1S(,°
1.293需(9
作用在每延米板条上的弯矩:
16.512KNgm
作用在每延米板条上的剪力:
C“7—1.293a24.462KN
fZ4a43.7
3.内力组合
安全等级二级,01.0,g产1.2,沪1.4
按承载能力极限状态下作用基木组合弯矩和剪力的设计值分别为:
Mud0(8iMo2piMsp)1.22.471.416.51226.081KNm
O(
pxQsp)1.25.491.424.46240.835KX
四横隔梁的计算
1确定作用在中横隔梁的计算荷载:
187.517.875
FOrQorg丫4・51
1
125.6137.85KN
2
25.6125.2KN
2内力计算
2#与3#主梁间r
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