橋梁工程課程設計計算書

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 設計資料1</b></p><p>　　1.1 橋面凈空1</p><p>　　1.2 主梁跨徑和全長1</p><p><b>　　1.3 材料1</b></p><p&g

2、t;　　2 行車道板的內力計算3</p><p>　　2.1 恒載及其內力（按縱向1m寬的板條計算）3</p><p>　　2.1.1 每延米板條上恒載g的計算4</p><p>　　2.1.2 每延米板條的恒載內力計算4</p><p>　　2.2 車輛荷載產(chǎn)生的內力4</p><p>　　2.3 內力組合

3、6</p><p>　　2.3.1 承載能力極限狀態(tài)內力組合（用于驗算強度）6</p><p>　　2.3.2正常使用極限狀態(tài)內力組合（用于驗算裂縫寬度）6</p><p>　　3 主梁內力計算6</p><p>　　3.1.1、繪制1號梁、2號梁和3號梁的橫向分布系數(shù)影響線，如圖3-1所示6</p><p>

4、;　　3.1.3求荷載橫向分布系數(shù)7</p><p>　　3.2 荷載位于跨中時，選用修正偏心壓力法計算荷載的橫向分布系數(shù)8</p><p>　　3.2.1 T形主梁的細部尺寸如圖3-2所示，計算I和8</p><p>　　3.2.2計算抗扭修正系數(shù)β9</p><p>　　3.2.3 計算橫向影響線豎標值9</p>

5、<p>　　3.2.4 計算荷載橫向分布系數(shù)10</p><p>　　3.3 荷載橫向分布系數(shù)沿橋跨方向的變化12</p><p>　　3.4 主梁恒載內力計算13</p><p>　　3.4.1 計算恒載集度14</p><p>　　3.4.2 恒載內力計算15</p><p>　　3.5活載內力

6、計算16</p><p>　　3.5.2 2號梁的內力組合計算18</p><p>　　4 橫隔梁內力計算20</p><p>　　4.1 確定作用在橫隔梁上的計算荷載21</p><p>　　4.2 繪制中橫隔梁的內力影響線22</p><p>　　4.2.1 對于1號梁上的截面彎矩M的影響線可計算如下：

7、22</p><p>　　4.2.2對于1號梁和2號梁之間的截面的彎矩,影響線計算如下：23</p><p>　　4.2.3對于2號梁的截面彎矩的影響線可計算如下：25</p><p>　　4.2.4 對于2號梁和3號梁之間的截面的彎矩影響線計算如下：27</p><p>　　4.2.5 對于3號梁截面的彎矩影響線計算如下：28<

8、;/p><p>　　4.3 判斷彎矩和剪力最不利的截面31</p><p><b>　　5 結束語32</b></p><p><b>　　6 參考文獻33</b></p><p><b>　　1 設計資料</b></p><p><b>　

9、　1.1 橋面凈空</b></p><p>　　凈-7+2×1.0m人行道</p><p>　　1.2 主梁跨徑和全長</p><p><b>　　主梁：</b></p><p>　　標準跨徑: =25m</p><p>　　計算跨徑：L=24.50m</p>

10、<p>　　預制長度：L’=24.95m</p><p>　　橫隔梁5根，肋寬15cm.</p><p><b>　　1.3 材料</b></p><p>　　1.4 結構尺寸（如圖1-1，圖1-2，圖1-3所示）</p><p>　　2 行車道板的內力計算</p><p>　　2.1

11、恒載及其內力（按縱向1m寬的板條計算）</p><p>　　結構尺寸（見圖2-1）</p><p>　　2.1.1 每延米板條上恒載g的計算</p><p>　　C30混凝土橋面鋪裝：=0.1×1.0×25= 2.5</p><p>　　C25混凝土T形梁翼板自重：=（0.105+0.13）/2×1×2

12、4=2.82</p><p>　　每延米板條上恒載g：g==+=2.5+2.82=5.32</p><p>　　2.1.2 每延米板條的恒載內力計算</p><p>　　每米寬板的恒載彎矩：</p><p><b>　　=</b></p><p>　　每米板寬的恒載剪力：</p>&

13、lt;p>　　2.2 車輛荷載產(chǎn)生的內力</p><p>　　將車輛荷載的后輪作用于鉸縫軸線上（見圖2-1所示），后軸作用力標準值為P=140kN，輪壓分布寬度如圖2-2所示，后輪著地寬度為。著地長度為，則</p><p>　　荷載對于懸臂根部的有效分布寬度為：</p><p>　　由規(guī)范可知：汽車荷載的局部加載及在T梁，箱梁懸臂板上的沖擊系數(shù)采用1.3。&l

14、t;/p><p>　　作用于每米寬板條上的彎矩為：</p><p>　　作用于每米寬板條上的剪力為：</p><p><b>　　2.3 內力組合</b></p><p>　　2.3.1 承載能力極限狀態(tài)內力組合（用于驗算強度）</p><p>　　2.3.2正常使用極限狀態(tài)內力組合（用于驗算裂縫寬度

15、）</p><p><b>　　短期效應組合：</b></p><p><b>　　長期效應：</b></p><p><b>　　3 主梁內力計算</b></p><p>　　規(guī)范規(guī)定：對于汽車荷載，規(guī)定的汽車橫向輪距為1.80m，兩列汽車輪的橫向最小間距為1.30m，車輪距

16、離人行道緣石的最小距離為0.50m。人群荷載應在人行道寬度范圍內滿布。</p><p>　　3.1、當荷載位于支點處時，按杠桿原理法計算荷載的橫向分布系數(shù)。</p><p>　　3.1.1、繪制1號梁、2號梁和3號梁的橫向分布系數(shù)影響線，如圖3-1所示。</p><p>　　3.1.2在影響線上確定荷載沿橫向最不利的荷載布置，求出相應于荷載位置的影響線豎標值：<

17、;/p><p>　　5號梁和1號梁：汽車荷載 </p><p><b>　　人群荷載 </b></p><p>　　4號梁和2號梁：汽車荷載 </p><p><b>　　人群荷載 </b></p><p>　　3號梁：汽車荷載 </p><p>&

18、lt;b>　　人群荷載 </b></p><p>　　3.1.3求荷載橫向分布系數(shù)</p><p>　　求出相應于荷載位置的影響線豎標值后，就可得到橫向所有荷載分布給各個梁的最大荷載值：</p><p>　　5號梁和1號梁在汽車荷載和人群荷載作用下的最不利荷載橫向分布系數(shù)分別為： </p><p>　　4號梁和2號梁在汽

19、車荷載和人群荷載作用下的最不利荷載橫向分布系數(shù)分別為： </p><p>　　3號梁在汽車荷載和人群荷載作用下的最不利荷載橫向分布系數(shù)分別為： </p><p>　　3.2 荷載位于跨中時，選用修正偏心壓力法計算荷載的橫向分布系數(shù)。</p><p>　　3.2.1 T形主梁的細部尺寸如圖3-2所示，計算I和</p><p>　　翼板的

20、換算平均高度：</p><p>　　求主梁截面的重心位置：</p><p><b>　　主梁抗彎慣性矩：</b></p><p>　　主梁抗扭慣矩的計算：</p><p>　　對于翼板：。查規(guī)范得：</p><p>　　對于梁肋：。查規(guī)范并采用現(xiàn)行內插得：</p><p>

21、　　3.2.2計算抗扭修正系數(shù)β</p><p>　　由規(guī)范可知，n=5時，ξ=1.042 。并取G=0.425E l=24.5m B=9m代入公式，則</p><p>　　3.2.3 計算橫向影響線豎標值</p><p>　　本橋各根主梁的橫截面相等，n=5，主梁間距1.8m，則</p><p><b>　　1號梁：</b

22、></p><p>　　影響線零點離1號主梁軸線的距離</p><p><b>　　2號梁： </b></p><p><b>　　3號梁： </b></p><p>　　3.2.4 計算荷載橫向分布系數(shù)</p><p>　　1、2、3、號主梁的橫向影響線

23、和布載圖示，如圖3-3 b)、c)、d)所示。</p><p>　　對于1號邊梁的橫向分布系數(shù)：</p><p><b>　　汽車荷載：</b></p><p><b>　　人群荷載：</b></p><p>　　又因為5號梁與1號梁對稱，則5號梁</p><p><b

24、>　　汽車荷載：</b></p><p><b>　　人群荷載：</b></p><p>　　對于2號邊梁的橫向分布系數(shù)：</p><p><b>　　汽車荷載：</b></p><p><b>　　人群荷載：</b></p><p>

25、　　又因為4號梁與2號梁對稱，則4號梁</p><p><b>　　汽車荷載：</b></p><p><b>　　人群荷載：</b></p><p>　　對于3號邊梁的橫向分布系數(shù)：</p><p><b>　　汽車荷載：</b></p><p>&l

26、t;b>　　人群荷載：</b></p><p>　　橫向分布系數(shù)匯總如圖3-1所示</p><p>　　3.3 荷載橫向分布系數(shù)沿橋跨方向的變化</p><p>　　當用杠桿原理法確定出位于支點處荷載橫向分布系數(shù)和采用修正偏心壓力法確定位于跨中的荷載橫向分布系數(shù)后，可以用下圖近似的處理方法來確定其他位置的荷載橫向分布系數(shù)。</p>&

27、lt;p>　　對于有多根橫隔梁的情況，從第一根內橫隔梁起向支點處直線過度如下圖所示：</p><p>　　這樣，對于主梁上計算截面的縱向位置不同，就有不同的橫向分布系數(shù)，當求簡支梁跨中最大彎矩時，通常按不變的計算。只有在計算主梁梁端截面的最大剪力時，才考慮橫向分布系數(shù)變化的影響。</p><p>　　3.4 主梁恒載內力計算</p><p>　　五梁式裝配式預

28、應力混凝土簡支梁的主梁和橫隔梁截面如下圖所示：</p><p>　　計算跨徑為24.50m,主梁間距1.8m，每側欄桿及人行道構件的重力的作用力為5.5KN/m,人群荷載的標準值為3 KN/ 。</p><p>　　3.4.1 計算恒載集度</p><p>　　邊梁和中梁截面面積：</p><p><b>　　橫隔梁的體積為：<

29、;/b></p><p><b>　　一期恒載：</b></p><p><b>　　主梁自重：</b></p><p><b>　　橫隔梁折算荷載：</b></p><p><b>　　二期恒載：</b></p><p>&

30、lt;b>　　橋面鋪裝：</b></p><p><b>　　欄桿和人行道：</b></p><p><b>　　合計：</b></p><p>　　3.4.2 恒載內力計算</p><p><b>　　公式：</b></p><p>

31、　　當X=0時，即位于支點處</p><p><b>　　邊主梁 =0 =</b></p><p><b>　　中主梁 =0 =</b></p><p><b>　　當X=l/4時</b></p><p><b>　　邊主梁 = </b></p&

32、gt;<p><b>　　=</b></p><p><b>　　中主梁 = </b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　當X=l/2時，即位于跨中</p><p><b>　　邊主梁 = </b></p&g

33、t;<p><b>　　=</b></p><p><b>　　中主梁 = </b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　主梁恒載內力表</b></p><p><b>　　3.5活載內力計算<

34、;/b></p><p>　　公路—級 均布荷載 </p><p>　　集中荷載計算 規(guī)范規(guī)定：5m<l<50m：值采用180—360kN直線內插。其中，l為橋梁的計算跨徑。計算剪力效應時，集中荷載的標準值應乘以1.2的系數(shù)。沖擊系數(shù)采用規(guī)范給定的取值：1+μ=1.3, 人群荷載的標準值： </p><p><b>　　計算彎矩效應

35、時：</b></p><p><b>　　計算剪力效應時：</b></p><p>　　內力影響線面積計算表</p><p>　　3.5.1 1號梁的內力組合計算 </p><p><b>　　支點處：彎矩為0</b></p><p><b>　　剪力

36、：恒載 </b></p><p><b>　　活載 </b></p><p>　　作用效應基本組合時：</p><p>　　作用短期效應組合時：</p><p>　　作用長期效應組合時：</p><p>　　處：由于處的等截面梁的剪力小于支點截面，故剪力不用計算 </p&

37、gt;<p><b>　　恒載 </b></p><p><b>　　活載 </b></p><p>　　作用效應基本組合時： </p><p>　　作用短期效應組合時：</p><p>　　作用長期效應組合時：</p><p><b>　　跨中處

38、：剪力為0</b></p><p><b>　　恒載 </b></p><p><b>　　活載 </b></p><p>　　作用效應基本組合時：</p><p>　　作用短期效應組合時：</p><p>　　作用長期效應組合時：</p>&l

39、t;p>　　3.5.2 2號梁的內力組合計算 </p><p><b>　　支點處：彎矩為0</b></p><p><b>　　剪力：恒載 </b></p><p><b>　　活載 </b></p><p>　　作用效應基本組合時：</p><

40、;p>　　作用短期效應組合時：</p><p>　　作用長期效應組合時：</p><p>　　處：由于處的等截面梁的剪力小于支點截面，故剪力不用計算</p><p><b>　　恒載 </b></p><p><b>　　活載 </b></p><p>　　作用效

41、應基本組合時： </p><p>　　作用短期效應組合時：</p><p>　　作用長期效應組合時：</p><p><b>　　跨中處：剪力為0</b></p><p><b>　　恒載 </b></p><p><b>　　活載 </b><

42、/p><p>　　作用效應基本組合時：</p><p>　　作用短期效應組合時：</p><p>　　作用長期效應組合時：</p><p>　　3.5.3 3號梁的內力組合計算 </p><p><b>　　支點處：彎矩為0</b></p><p><b>　　剪力

43、：恒載 </b></p><p><b>　　活載 </b></p><p>　　作用效應基本組合時：</p><p>　　作用短期效應組合時：</p><p>　　作用長期效應組合時：</p><p>　　處：由于處的等截面梁的剪力小于支點截面，故剪力不用計算</p>

44、;<p><b>　　恒載 </b></p><p><b>　　活載 </b></p><p>　　作用效應基本組合時： </p><p>　　作用短期效應組合時：</p><p>　　作用長期效應組合時：</p><p><b>　　跨中處：&

45、lt;/b></p><p><b>　　恒載 </b></p><p><b>　　活載 </b></p><p>　　作用效應基本組合時：</p><p>　　作用短期效應組合時：</p><p>　　作用長期效應組合時：</p><p>

46、;<b>　　4 橫隔梁內力計算</b></p><p>　　為了保證各主梁共同受力和加強結構的整體性，橫隔梁本身或其裝配式接頭應具有足夠的強度，對于具有多根橫隔梁的橋梁，通常就只要計算受力最大的跨中橫隔梁的內力用修正偏心壓力法計算裝配式混凝土簡支梁橋跨中橫隔梁在汽車荷載（公路—級 ）作用下的彎矩M和剪力V。</p><p><b>　　均布荷載： <

47、;/b></p><p><b>　　計算彎矩效應時：</b></p><p><b>　　計算剪力效應時：</b></p><p>　　4.1 確定作用在橫隔梁上的計算荷載</p><p>　　對于跨中橫隔梁的最不利荷載布置如下圖，</p><p>　　縱向—行車輪對

48、橫隔梁的計算荷載為：</p><p><b>　　計算彎矩效應時：</b></p><p><b>　　計算剪力效應時：</b></p><p>　　縱向人群荷載隔梁的計算荷載為：</p><p><b>　　計算彎矩效應時：</b></p><p>&

49、lt;b>　　計算剪力效應時: </b></p><p>　　4.2 繪制中橫隔梁的內力影響線</p><p>　　已經(jīng)算得1號、2號、3號主梁的橫向影響線的豎標值為：</p><p>　　4.2.1 對于1號梁上的截面彎矩M的影響線可計算如下：</p><p>　　故可知在1號梁處的彎矩為0</p><

50、p>　　對于1號梁上的截面剪力的影響線可計算如下： </p><p>　　可繪制的影響線如下:</p><p>　　求得的計算荷載在剪力影響線上按最不利荷載位置加載，并計入沖擊系數(shù)的影響 =1.3 </p><p><b>　　剪力：</b></p><p>　　由于人群荷載的影響線為負值，對結構是

51、有利的，可以忽略不計。</p><p>　　4.2.2對于1號梁和2號梁之間的截面的彎矩,影響線計算如下：</p><p>　　P=1作用在1號主梁軸上時：</p><p>　　P=1作用在3號主梁軸上時：</p><p>　　P=1作用在5號主梁軸上時：</p><p>　　有了此三個豎標值和已知影響線折點位置，就可

52、繪出影響線，如下圖所示：</p><p>　　設零點的位置距離3號梁中心的距離為X</p><p>　　則 X=2057mm</p><p>　　按最不利的位置布置車輛荷載后對應的影響線豎標值計算如下：</p><p><b>　　故</b></p><p>　　1號梁和2號梁之間的剪力同的剪

53、力影響線，但布載和內力計算結果不同，由于人群荷載的影響線豎標值為負，對結構是有利的，可以忽略不計。</p><p>　　對于1號梁和2號梁之間的截面的剪力可計算如下：</p><p>　　設零點的位置距離1號梁中心的距離為X</p><p>　　則 X=5660mm</p><p>　　故可繪制的影響線如下所示：</p>&

54、lt;p>　　按最不利的位置布置車輛荷載后對應的影響線豎標值計算如下：</p><p>　　由于人群荷載的影響線豎標值為負，對結構是有利的，可以忽略不計。</p><p>　　4.2.3對于2號梁的截面彎矩的影響線可計算如下：</p><p>　　P=1作用在1號主梁軸上時：</p><p>　　P=1作用在3號主梁軸上時：</p

55、><p>　　P=1作用在5號主梁軸上時：</p><p>　　有了此三個豎標值和已知影響線折點位置，就可繪出影響線，如下圖所示：</p><p>　　設零點的位置距離3號梁中心的距離為X</p><p>　　則 X=2057mm</p><p><b>　　故</b></p>&l

56、t;p>　　由于人群荷載的影響線豎標值為負，對結構是有利的，可以忽略不計。</p><p>　　2號梁截面剪力的影響線計算如下：</p><p>　　P=1作用在1號主梁軸上時：</p><p>　　P=1作用在3號主梁軸上時：</p><p>　　P=1作用在5號主梁軸上時：</p><p>　　有了此三個豎標

57、值和已知影響線折點位置，就可繪出影響線，如下圖所示：</p><p>　　設零點的位置距離3號梁中心的距離為X</p><p>　　則 X=3288mm</p><p><b>　　故 </b></p><p>　　4.2.4 對于2號梁和3號梁之間的截面的彎矩影響線計算如下：</p><

58、;p>　　P=1作用在1號主梁軸上時：</p><p>　　P=1作用在3號主梁軸上時：</p><p>　　P=1作用在5號主梁軸上時：</p><p>　　有了此三個豎標值和已知影響線折點位置，就可繪出影響線，如下圖所示：</p><p>　　設零點的位置距離3號梁中心的距離為X</p><p>　　則

59、X=2531mm</p><p>　　將汽車荷載在M影響線上按最不利的情況布置</p><p>　　由于人群荷載的影響線豎標值為負，對結構是有利的，可以忽略不計。</p><p>　　2號梁和3號梁之間的剪力影響線豎標值同，其影響線如下圖所示：</p><p>　　按最不利的情況布置荷載如上圖：</p><p>　　由

60、前面計算的結果可得 </p><p><b>　　故</b></p><p>　　4.2.5 對于3號梁截面的彎矩影響線計算如下：</p><p>　　P=1作用在號主梁軸上時：</p><p>　　P=1作用在3號主梁軸上時：</p><p>　　P=1作用在5號主梁軸上時：<

61、;/p><p>　　有了此三個豎標值和已知影響線折點位置，就可繪出影響線，如下圖所示：</p><p>　　設零點的位置距離3號梁中心的距離為X</p><p>　　則 X=2742mm</p><p>　　將汽車荷載在M影響線上按最不利的情況布置</p><p>　　對于3號梁截面的彎矩影響線計算如下：</p&

62、gt;<p>　　P=1作用在1號主梁軸上時：</p><p>　　P=1作用在3號主梁軸上時：</p><p>　　P=1作用在5號主梁軸上時：</p><p>　　有了此三個豎標值和已知影響線折點位置，就可繪出影響線，如下圖所示：</p><p>　　設零點的位置距離1號梁中心的距離為X</p><p&g

63、t;　　則 X=312mm</p><p>　　4.3 判斷彎矩和剪力最不利的截面</p><p>　　剪力最大截面：2號梁截面 </p><p>　　彎矩最大截面：3號梁截面</p><p>　　鑒于橫隔梁的恒載內力太小，可忽略不計，則按承載能力極限狀態(tài)計算內力為：</p><p><

64、b>　　5 結束語</b></p><p>　　在橋梁工程課程設計即將完成之際，我的心情無法平靜，回想這幾周的設計歷程，真是既緊張又充實。</p><p>　　課程設計不是一個簡單的過程，在這個過程中，我們幾乎要用到所有我們學過的知識，這是一個每一步都要付出汗水的過程，在忙亂與緊張中，我們一步一步把以前的專業(yè)知識和基礎知識又溫習了一遍，并且對所學的知識有了系統(tǒng)性的邏輯性的

65、認識，不但提高了解決實際問題的能力，更為我們以后步入社會奠定良好基礎。</p><p>　　在設計過程中我們遇到過很多困難，還好有老師的指導和同學們的幫助，在大家的幫助及我自己的努力下，終于將困難各個擊破，雖然中間可能有些地方不完美，但卻是我不斷查閱資料，思考和動手的結果。</p><p>　　三周的課程設計轉瞬即逝，在這里我們特別感謝老師的關懷和指導，其嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精

66、益求精的工作作風，一直深深的感染著我，激勵著我向著更好，更精準的目標前進。</p><p><b>　　6 參考文獻</b></p><p>　　[1] 劉嘉玲．橋梁工程［M］．北京：人民交通出版社，2013.</p><p>　　[2] 《結構設計原理》教材</p><p>　　[3] 《公路橋涵設計通用規(guī)范》（JTG

67、-D60-2004）</p><p>　　[4] 《公路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土橋設計規(guī)范》（JTG-D60-2004）</p><p>　　[5] 公路橋梁設計叢書《橋梁通用構造及簡支梁橋》 胡照同，陳萬春編著。</p><p>　　[6] 《橋梁計算示例集》混凝土簡支梁（版）橋.易建國編著。</p><p>　　[7] T型梁有關標準