《橋梁工程》課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　1.設(shè)計(jì)資料</b></p><p><b>　　1.1題目</b></p><p>　　裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T形梁橋計(jì)算</p><p><b>　　1.2設(shè)計(jì)資料</b></p><p><b>　　主梁細(xì)部尺寸</b>

2、</p><p>　　單片主梁的梁寬為1.78m，其細(xì)部尺寸如圖1-1所示</p><p>　　圖1-1單片主梁示意圖</p><p><b>　　橋梁凈空</b></p><p>　　一凈14+2米（如圖1-2所示）</p><p>　　圖1-2橋梁橫斷面示意圖</p><p

3、>　　跨徑和全長(zhǎng)（如圖1-3所示）</p><p><b>　　圖1-3主梁立面圖</b></p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)跨徑主梁；計(jì)算跨徑；預(yù)制全長(zhǎng)；</p><p>　　上部結(jié)構(gòu)主梁布置圖（如圖1-4所示）（單位：cm）</p><p><b>　　圖1-4主梁布置圖</b></p>

4、<p><b>　　設(shè)計(jì)荷載</b></p><p><b>　　公路-Ⅰ級(jí)，人群。</b></p><p><b>　　材料</b></p><p>　　主梁：混凝土強(qiáng)度等級(jí)C50，容重26；橋梁鋪裝為C25混凝土墊層厚6.5~17cm，容重25，瀝青混凝土厚2cm；容重24。<

5、/p><p><b>　　設(shè)計(jì)方法</b></p><p>　　杠桿原理法、偏心壓力法和極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法等。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)依據(jù)</b></p><p>　　(1)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG D60-2015）；</p><p>　　(2)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)

6、范》（GB 50010-2010）；</p><p>　　(3)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D62-2004）。</p><p><b>　　1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p><b>　　橋面板內(nèi)力計(jì)算</b></p><p>　　計(jì)算T梁翼板所構(gòu)成的鉸接懸臂板和懸臂

7、板的設(shè)計(jì)內(nèi)力。</p><p><b>　　主梁內(nèi)力計(jì)算</b></p><p>　　計(jì)算各主梁的荷載橫向分布系數(shù)；</p><p>　　計(jì)算主梁在荷載作用下跨中截面的彎矩、支點(diǎn)和跨中截面的剪力；</p><p>　　進(jìn)行主梁內(nèi)力組合，并畫出主梁彎矩包絡(luò)圖和剪力包絡(luò)圖。</p><p><b

8、>　　橫隔梁內(nèi)力計(jì)算</b></p><p><b>　　撓度、預(yù)拱度計(jì)算</b></p><p>　　計(jì)算主梁跨中的撓度，并考慮是否需要設(shè)置預(yù)拱度。</p><p>　　圖紙繪制（利用AutoCAD軟件繪制至少3張A4圖紙，可以從以下幾個(gè)方面考慮）。</p><p><b>　　1.4參考資

9、料</b></p><p>　　1.姜福香主編.橋梁工程.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2016</p><p>　　2.姚玲森主編.橋梁工程.北京：人民交通出版社，2013</p><p>　　3.劉立新主編.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2011</p><p>　　4.葉見署主編.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.北京：人民交通出版社，

10、2017</p><p>　　5.黃僑主編.橋梁混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理計(jì)算示例.北京：人民交通出版社，2006</p><p>　　6.賈金青編著.橋梁工程設(shè)計(jì)計(jì)算方法及應(yīng)用.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010</p><p><b>　　2.計(jì)算說明書</b></p><p><b>　　2.1各種參數(shù)計(jì)算<

11、;/b></p><p><b>　　1.主梁自重</b></p><p><b>　　主梁截面面積：</b></p><p><b>　　主梁重力集度：</b></p><p><b>　　2.橫隔梁</b></p><p>

12、;<b>　　橫隔梁截面面積： </b></p><p><b>　　體積： </b></p><p><b>　　重量： </b></p><p><b>　　總重量： </b></p><p><b>　　3.欄桿與人行道</b>

13、</p><p><b>　　面積： </b></p><p><b>　　重量： </b></p><p>　　4.主梁翼緣板平均厚度</p><p>　　5.橋面三角墊層面積與平均厚度</p><p>　　6.面層瀝青平均重度</p><p>　　

14、2.2橋面板內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　2.2.1單懸臂板內(nèi)力計(jì)</p><p>　　單懸臂板內(nèi)力計(jì)算圖示如圖2-1所示</p><p>　　（1）恒載計(jì)算（以縱向1m寬板進(jìn)行計(jì)算）</p><p><b>　　圖2-1單懸臂板</b></p><p><b>　?。?）活載計(jì)算<

15、;/b></p><p><b>　?。?）內(nèi)力組合</b></p><p>　　2.2.2鉸接懸臂板內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　鉸接懸臂板內(nèi)力計(jì)算圖示如圖2-2所示</p><p>　　（1）恒載計(jì)算（以縱向1m寬板進(jìn)行計(jì)算）</p><p><b>　?、倜垦用缀爿d</

16、b></p><p><b>　　瀝青: </b></p><p><b>　　C25混凝土墊層:</b></p><p><b>　　翼緣板自重:</b></p><p><b>　　所以：g= </b></p><p>

17、;　　②每米寬板的恒載內(nèi)力 圖2-2鉸接懸臂板示意圖</p><p><b>　?。?）車輛荷載計(jì)算</b></p><p>　　根據(jù)《車輛橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG D60-2015）可知，后輪著地：</p><p><b>　　單個(gè)車輛作用時(shí)有</b></p

18、><p>　　作用在每米寬板條上的彎矩為</p><p>　　作用在每米寬板條上的剪力為</p><p><b>　　兩個(gè)車輛同時(shí)作用有</b></p><p>　　作用在每米寬板條上的彎矩為</p><p>　　作用在每米寬板條上的剪力為</p><p>　　經(jīng)計(jì)算分析，當(dāng)兩

19、個(gè)后輪同時(shí)作用在鉸接懸臂板上時(shí)活載內(nèi)力最大。</p><p><b>　　（3）內(nèi)力組合</b></p><p>　　2.2.3主梁內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　2.2.3.1結(jié)構(gòu)重力集度</p><p>　　分別考慮預(yù)制梁自重和橋面鋪裝、人行道欄桿和重力集度。</p><p>　　按跨中截面計(jì)算

20、預(yù)制梁每延米重力集度： </p><p>　　橫隔梁、橋面鋪裝、欄桿、人行道等分?jǐn)偨o6片梁的荷載集度：</p><p>　　2.2.3.2結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的內(nèi)力</p><p><b>　　跨中彎矩： </b></p><p><b>　　支點(diǎn)簡(jiǎn)歷：</b></p><p>　　

21、2.2.3.3沖擊系數(shù)計(jì)算</p><p><b>　?。?）簡(jiǎn)支梁基頻：</b></p><p>　　經(jīng)計(jì)算得 查表得，代入相關(guān)數(shù)據(jù)，從而計(jì)算出</p><p><b>　　且1.5 </b></p><p><b>　　（2） </b></p><p&g

22、t;　　2.2.3.4各主梁的跨中荷載橫向分布系數(shù)mc計(jì)算</p><p>　　本橋的寬跨比為： 屬于窄橋</p><p>　　抗扭修正系數(shù)的計(jì)算：</p><p>　　主梁截面相同，梁間距相等，則</p><p>　　由于主梁數(shù)等于6，則</p><p>　　根據(jù)《公預(yù)規(guī)》，可取G=0.4E</p>

23、<p><b>　　代入數(shù)據(jù)得：</b></p><p>　　橋的橫向連接剛度比較大，跨中按偏心壓力法計(jì)算，其中：</p><p>　　第一片梁的影響線豎標(biāo)值</p><p>　　第二片梁的影響線豎標(biāo)值</p><p>　　第三片梁的影響線豎標(biāo)值</p><p>　　從而繪制出1、2、

24、3、4、5號(hào)梁的橫向影響線如圖2-3所示，按橫向最不利布置車輪荷載得到1、2、3、4、5號(hào)梁跨中位置處汽車、人群荷載作用的橫向分布系數(shù)如下：</p><p>　　第一片梁的跨中橫向分布系數(shù)</p><p>　　第二片梁的跨中橫向分布系數(shù)</p><p>　　第三片梁的跨中橫向分布系數(shù)</p><p>　　圖2-3 修正偏心壓力法計(jì)算荷載橫向分

25、布系數(shù)簡(jiǎn)圖</p><p>　　2.2.3.5支點(diǎn)的荷載橫向分布系數(shù)</p><p>　　支點(diǎn)的荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算支座處的荷載橫向分布系數(shù)采用杠桿原理法進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算圖示如圖2-4所示</p><p>　　第一片梁的跨中橫向分布系數(shù)</p><p><b>　　， </b></p><p>　　

26、第二片梁的跨中橫向分布系數(shù)</p><p><b>　　， </b></p><p>　　第三片梁的跨中橫向分布系數(shù)</p><p><b>　　，</b></p><p>　　圖2-4 修正偏心壓力法計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)簡(jiǎn)圖</p><p>　　橫向分布系數(shù)匯總表如表2-1

27、所示</p><p>　　表2-1橫向分布系數(shù)匯總表如表所示</p><p>　　2.2.3.6計(jì)算汽車、人群荷載內(nèi)力</p><p>　　通過以上計(jì)算分析可知，第一片梁的橫向分布系數(shù)醉倒，說明第一片梁在按最不利布載情況下最危險(xiǎn)。又因各主梁的特性一致，所以只需對(duì)第一片主梁進(jìn)行彎矩、剪力的計(jì)算。</p><p>　　在內(nèi)力計(jì)算中，對(duì)于橫向分布系

28、數(shù)的取值做如下考慮：計(jì)算彎矩時(shí)，均采用全跨統(tǒng)一的荷載橫向分布系數(shù)；求支點(diǎn)截面剪力時(shí)，由于主要荷載集中在支點(diǎn)附加而考慮支承條件的影響，考慮橫向分布系數(shù)沿橋跨的變化影響（即從支點(diǎn)到第一根內(nèi)橫梁之間的變化）。</p><p><b>　　公路一Ⅰ級(jí)，</b></p><p>　?。?）跨中彎矩（荷載橫向分布系數(shù)取第一片梁值進(jìn)行計(jì)算，采用如圖所示的計(jì)算如2-5圖示）</

29、p><p>　　圖2-5 跨中彎矩計(jì)算圖</p><p><b>　?。?）支點(diǎn)剪力</b></p><p>　　支點(diǎn)剪力計(jì)算時(shí)，荷載橫向分布系數(shù)在遠(yuǎn)端因剪力值變化不大，通常取不變的橫向分布系數(shù)。而近端剪力值變化較大，不能忽視，因此采用變化的荷載橫向分布系數(shù)，即從支點(diǎn)到第一根內(nèi)橫隔梁按到之間變化，計(jì)算圖示如圖2-6所示</p><

30、;p>　　圖2-6 支點(diǎn)剪力計(jì)算圖</p><p><b>　　1.2 </b></p><p><b>　　因，則</b></p><p><b>　　由 得</b></p><p>　　2.2.3.7內(nèi)力組合</p><p><b>

31、　?。?）彎矩組合</b></p><p><b>　?。?）剪力組合</b></p><p>　　2.2.3.8主梁彎矩包絡(luò)圖與剪力包絡(luò)圖的繪制</p><p>　　主梁跨中的最大彎矩見描述內(nèi)容，要繪制主梁彎矩包絡(luò)圖和剪力包絡(luò)圖，還需要計(jì)算主梁1/4跨中處的最大彎矩、剪力和主梁跨中剪力等。</p><p>

32、<b>　　跨中剪力計(jì)算</b></p><p>　　如圖2-7所示，從圖中可以看出，恒載作用下跨中剪力值為零，活載作用時(shí)最不利位置在荷載只滿布半跨結(jié)構(gòu)上時(shí)，在支座范圍內(nèi)，跨中剪力影響線圖中的剪力值變化不大。因此，為簡(jiǎn)化起見，橫向分布系數(shù)全部按不變的來(lái)計(jì)算跨中剪力值。</p><p><b>　　恒載剪力計(jì)算：</b></p>&l

33、t;p><b>　　活載剪力計(jì)算：</b></p><p><b>　　內(nèi)力組合：</b></p><p>　　圖2-7 跨中剪力計(jì)算圖</p><p>　?。?）1/4跨剪力計(jì)算</p><p>　　從1/4跨彎矩圖可以看出，位于支座范圍內(nèi)，彎矩值的變化值不大。因此，為簡(jiǎn)化起見橫向分布系數(shù)全

34、部按不變的來(lái)計(jì)算跨中剪力值。具體計(jì)算圖示如圖2-8所示。</p><p><b>　　恒載彎矩計(jì)算：</b></p><p><b>　　活載彎矩計(jì)算：</b></p><p><b>　　內(nèi)力組合：</b></p><p>　　圖2-8 1/4剪力計(jì)算圖</p>

35、<p>　　將計(jì)算所得的彎矩和剪力按承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行組合，即可得到簡(jiǎn)支梁彎矩包絡(luò)圖與剪力包絡(luò)圖如圖2-9所示。</p><p>　　圖2-9 彎矩包絡(luò)圖和剪力包絡(luò)圖</p><p>　　2.2.4橫隔梁內(nèi)力計(jì)算</p><p>　　橫隔梁自重較小，此處不計(jì)算，僅計(jì)算活載作用下橫隔梁的內(nèi)力。橫隔梁跨中荷載布置圖2-10所示，則有：</p>

36、<p>　　圖2-10 橫隔梁荷載縱向布置圖</p><p><b>　　1作用在1號(hào)梁上時(shí)</b></p><p><b>　　1作用在6號(hào)梁上時(shí)</b></p><p><b>　　1作用在2號(hào)梁上時(shí)</b></p><p><b>　　1作用在5號(hào)梁

37、上時(shí)</b></p><p>　　橫隔梁內(nèi)力計(jì)算過程如圖2-11所示</p><p>　　則有：彎矩的影響線豎標(biāo)；則有：彎矩的影響線豎標(biāo)；</p><p>　　則橫隔梁的最大剪力與彎矩為：</p><p>　　圖2-11 橫隔梁荷載縱向布置圖</p><p>　　2.2.5撓度、預(yù)拱度計(jì)算</p>

38、;<p>　　主梁結(jié)構(gòu)自重最大彎矩為3735.2165，汽車作用最大彎矩（不計(jì)沖擊）為2503.02/1.22=2051.66，人群作用的最大彎矩為270.34。</p><p>　　《公路規(guī)》規(guī)定：驗(yàn)算主梁變形時(shí)，不計(jì)入結(jié)構(gòu)自重的長(zhǎng)期撓度，汽車不計(jì)入沖擊。則由可變荷載頻遇值產(chǎn)生的跨中長(zhǎng)期撓度為：</p><p>　　C50混凝土，取。按全預(yù)應(yīng)力混凝土，取B=0.95EI。&