橋梁課程設(shè)計--裝配式鋼筋混凝土簡支梁橋上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1設(shè)計說明2</b></p><p><b>　　1.1設(shè)計項目2</b></p><p>　　1.2主要技術(shù)規(guī)范和參考文件2</p><p><b>　　2截面設(shè)計3</b&

2、gt;</p><p>　　3.主梁內(nèi)力計算4</p><p>　　3.1結(jié)構(gòu)自重效應(yīng)計算4</p><p>　　3.2汽車人群荷載內(nèi)力計算5</p><p>　　3.3主梁內(nèi)力組合13</p><p>　　4.橫隔梁內(nèi)力的計算14</p><p>　　4.1偏心壓力法計算橫隔梁內(nèi)力（

3、公式）14</p><p>　　4.2繪制橫隔梁的彎矩影響線16</p><p>　　4.3繪制中橫隔梁的剪力影響線17</p><p>　　4.4截面內(nèi)力計算17</p><p>　　5.行車道板的計算18</p><p>　　5.1力學(xué)模型（采用懸臂板）18</p><p>　　

4、5.2結(jié)構(gòu)自重及其內(nèi)力（按縱向1m寬的板條計算）18</p><p>　　5.3汽車車輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力18</p><p>　　5.4內(nèi)力組合19</p><p><b>　　6.結(jié)語19</b></p><p>　　裝配式鋼筋混凝土簡支梁橋上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算</p><p><b&

5、gt;　　1設(shè)計說明</b></p><p><b>　　1.1設(shè)計項目</b></p><p><b>　　1.1.1主要尺寸</b></p><p>　　跨 徑：30m 計算跨徑：29.16m 梁全長：29.96m 主梁高：2.0m</p><p>　　橋面凈空：凈—7

6、m 人行道寬：2×1.5m 梁 數(shù)：5</p><p><b>　　1.1.2荷載</b></p><p><b>　　汽車：公路－Ⅱ級</b></p><p>　　人群荷載：3KN/m2</p><p>　　欄桿：每側(cè)1.52KN/m</p><p>　

7、　人行道：3.6KN/m</p><p>　　橋面鋪裝采用底層為25號混凝土，緣石邊處厚4cm，橫坡1.5%，面層采用4cm等厚瀝青混凝土。</p><p>　　1.1.3主要材料及工藝</p><p>　?。?）混凝土：主梁用50號，人行道、欄行、橋面均25號。</p><p>　　（2）鋼筋：凡直徑大于或等于12毫米者用Ⅱ級鋼筋：直徑小于

8、12毫米者一律Ⅰ級鋼筋。</p><p>　　（3）材料容重按《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》采用。鋼材特性及基本數(shù)據(jù)見《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》各條。</p><p>　　1.2主要技術(shù)規(guī)范和參考文件</p><p>　?。?）《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB001-2003）</p><p>　?。?）《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（J

9、TGD60-2004）</p><p>　?。?）《公路圬工橋涵橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTGD61-2005）</p><p>　　（4）《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTGD62-2004）</p><p>　?。?）邵旭東主編.橋梁工程.人民交通出版社.2007</p><p><b>　　2截面設(shè)計</b>

10、;</p><p>　　T梁橫截面圖（尺寸單位：cm）</p><p>　　橫斷圖（尺寸單位：cm）</p><p>　　縱斷圖（尺寸單位：cm）</p><p><b>　　3.主梁內(nèi)力計算</b></p><p>　　3.1結(jié)構(gòu)自重效應(yīng)計算</p><p>　　3.1.

11、1計算結(jié)構(gòu)自重集度表</p><p><b>　　結(jié)構(gòu)自重集度計算表</b></p><p>　　3.1.2結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力計算</p><p>　　邊主梁自重產(chǎn)生的內(nèi)力</p><p>　　中主梁自重產(chǎn)生的內(nèi)力</p><p>　　3.2汽車人群荷載內(nèi)力計算</p><p>

12、　　3.2.1荷載位于支點處各梁的汽車、人群荷載分布系數(shù)</p><p>　　當(dāng)荷載靠近主梁支點時，按杠桿原理法計算荷載橫向分布系數(shù)。</p><p>　　首先繪制1號梁、2號梁和3號梁的荷載橫向影響線如圖所示。</p><p>　　杠桿原理法計算橫向分布系數(shù)圖（尺寸單位：cm）</p><p>　　再根據(jù)《橋規(guī)》規(guī)定，在橫向影響線上確定荷載

13、沿橫向最不利的位置。例如：對汽車荷載，汽車橫向輪距為1.8m，兩列汽車車輪的橫向最小間距為1.3m，車輪距離人行道緣石最少為0.5m。由此，求出相應(yīng)于荷載位置的影響線豎標(biāo)值后，應(yīng)用公式可求出各號梁的荷載橫向分布系數(shù)。</p><p>　　對于汽車、人群荷載的橫向分布系數(shù)m的計算公式如下：</p><p><b>　　1號梁和5號梁：</b></p>&l

14、t;p><b>　　2號梁和4號梁：</b></p><p><b>　　3號梁：</b></p><p>　　3.2.2荷載位于跨中各主梁的人群、汽車荷載橫向分布系數(shù)（偏心壓力法）</p><p>　　3.2.2.1求荷載橫向分布影響線豎標(biāo)</p><p>　　本橋各根主梁的橫截面均相等，梁

15、數(shù)n=5，梁間距為1.90m則</p><p>　　1號梁在兩個邊主梁處的的橫向影響線的豎標(biāo)值為</p><p>　　2號梁在兩個邊主梁處的的橫向影響線的豎標(biāo)值為</p><p>　　3號梁在兩個邊主梁處的的橫向影響線的豎標(biāo)值為</p><p>　　3.2.2.2繪出荷載橫向分布影響線，并按最不利位置布載如圖所示。</p>&l

16、t;p>　　剛性橫梁法計算橫向分布系數(shù)圖示（尺寸單位：cm）</p><p>　　人行道緣石至1號梁軸線的距離X為</p><p>　　1號梁荷載橫向分布影響線的零點到1號梁位距離為，可按比例關(guān)系求得</p><p><b>　??；解得</b></p><p>　　2號梁荷載橫向分布影響線的零點到1號梁位距離為，可

17、按比例關(guān)系求得</p><p><b>　??；解得</b></p><p>　　并據(jù)此計算出對應(yīng)各荷載點的影響線豎標(biāo)</p><p>　　3.2.2.3計算荷載橫向分布系數(shù)</p><p>　　1號梁的活載橫向分布系數(shù)分別計算如下</p><p><b>　　汽車荷載</b>

18、</p><p><b>　　人群荷載</b></p><p>　　2號梁的活載橫向分布系數(shù)分別計算如下</p><p><b>　　汽車荷載</b></p><p><b>　　人群荷載</b></p><p>　　3號梁的活載橫向分布系數(shù)分別計算如下

19、</p><p><b>　　汽車荷載</b></p><p><b>　　人群荷載</b></p><p><b>　　荷載橫向分布系數(shù)</b></p><p>　　3.2.3汽車人群作用效應(yīng)的計算</p><p>　　截面汽車、人群作用效應(yīng)一般計算公

20、式如下：</p><p>　　對于汽車荷載，將集中荷載直接布置在內(nèi)力影響線數(shù)值最大的位置，其計算公式為：</p><p>　　對于人群荷載，公式為：</p><p><b>　　上述式中：</b></p><p>　　——所示截面的彎矩或剪力；</p><p>　　——汽車荷載的沖擊系數(shù)；<

21、/p><p>　　——汽車荷載橫向折減系數(shù)（雙車道不折減 ）；</p><p>　　——沿橋跨縱向與荷載位置對應(yīng)的橫向分布系數(shù)；</p><p>　　——汽車車道荷載中，每延米均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值；</p><p>　　——彎矩，剪力影響線的面積；</p><p>　　——沿橋跨縱向與集中荷載位置對應(yīng)的橫向分布系數(shù)；</

22、p><p>　　——車道荷載中的集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值；</p><p>　　——沿橋跨縱向與荷載位置對應(yīng)得內(nèi)力影響線坐標(biāo)值；</p><p>　　——縱向每延米人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值。</p><p>　　計算：簡支梁單根主梁：</p><p><b>　　計算截面參數(shù)：</b></p><p&

23、gt;<b>　　翼緣平厚度：</b></p><p>　　中性軸到上頂面的距離：</p><p><b>　　截面的抗彎慣性矩：</b></p><p><b>　　C50混凝土E取</b></p><p><b>　　因為：</b></p>

24、<p><b>　　所以：</b></p><p>　　(1+)=1.266。</p><p>　　均布荷載和內(nèi)力影響線面積計算：</p><p>　　公路—Ⅱ級中集中荷載的計算：</p><p><b>　　計算彎矩效應(yīng)時：</b></p><p><b

25、>　　計算剪力效應(yīng)時：</b></p><p>　　跨中、四分之一處的彎矩、剪力計算</p><p>　　繪制荷載橫向分布系數(shù)沿橋縱向的變化圖形和支點剪力影響線如圖所示</p><p>　　1號主梁支點剪力計算圖（尺寸單位：m）</p><p>　　2號主梁支點剪力計算圖（尺寸單位：m）</p><p&g

26、t;　　3號主梁支點剪力計算圖（尺寸單位：m）</p><p>　　計算支點截面汽車、人群荷載最大剪力</p><p><b>　　3.3主梁內(nèi)力組合</b></p><p><b>　　效應(yīng)組合表</b></p><p><b>　　內(nèi)力組合表</b></p>

27、<p>　　4.橫隔梁內(nèi)力的計算</p><p>　　4.1偏心壓力法計算橫隔梁內(nèi)力（公式）</p><p>　　縱向一列汽車車道荷載輪重分布給該橫隔梁的計算荷載為</p><p><b>　　同理人群：</b></p><p>　　上式中：——按杠桿原理計算的縱向荷載影響線面積；</p><

28、;p><b>　　——橫隔梁的間距</b></p><p>　　——布置在中橫隔梁上時，所對應(yīng)的按杠桿原理計算的縱向荷載影響線豎坐標(biāo)值，為1。</p><p>　　橫隔梁任意截面處的內(nèi)力計算公式：</p><p>　　荷載P=1位于截面左側(cè)時</p><p>　　荷載P=1位于截面右側(cè)時</p>&l

29、t;p>　　上式中：——橫隔梁任意截面處的彎矩和剪力</p><p>　　e——荷載P=1至所求截面的距離；</p><p>　　——支承反力至所求截面的距離；</p><p>　　——表示涉及所求截面以左的全部支承反力的總和。</p><p>　　用上述的計算荷載在橫隔梁某截面的內(nèi)力影響線上按最不利位置加載，就可以得橫隔梁在該截面上的

30、最大（最?。﹥?nèi)力值：</p><p>　　上式中：——橫隔梁內(nèi)力影響線豎標(biāo)；</p><p>　　——通常可近似地取用主梁的沖擊系數(shù)=0.200和=1值。</p><p>　　確定作用在中橫隔梁上的計算荷載</p><p>　　對于跨中橫隔梁的最不利布置如圖所示</p><p>　　跨中橫隔梁的受載示圖（尺寸單位：cm

31、）</p><p>　　縱向一列車輪對于橫隔梁的計算荷載為：</p><p><b>　　計算彎矩時：</b></p><p><b>　　計算剪力時：</b></p><p>　　4.2繪制橫隔梁的彎矩影響線</p><p>　　用偏心壓力法可算得1、2、3號梁的荷載橫向分

32、布影響線豎坐標(biāo)值如圖所示</p><p>　　則的影響線豎標(biāo)可計算如下：</p><p>　　計算（1號和2號梁中間截面）</p><p>　　P=1作用在1號梁軸上時（；）</p><p>　　P=1作用在4號梁軸上時</p><p>　　P=1作用在1號2號梁中間軸時</p><p>　　計

33、算（2號和3號梁中間截面）</p><p>　　P=1作用在1號梁軸上時（；）</p><p>　　P=1作用在5號梁軸上時</p><p>　　P=1作用在2號3號梁中間軸時</p><p>　　4.3繪制中橫隔梁的剪力影響線</p><p>　　： P=1作用在計算截面右時</p><p>

34、　　P=1作用在計算截面左時</p><p>　?。?P=1作用在計算截面右時</p><p>　　P=1作用在計算截面左時</p><p>　?。篜=1作用在計算截面右時</p><p>　　P=1作用在計算截面右時</p><p>　　P=1作用在計算截面左時</p><p>　　中橫隔梁內(nèi)

35、力計算（尺寸單位：m）</p><p><b>　　4.4截面內(nèi)力計算</b></p><p><b>　　截面內(nèi)力計算表</b></p><p><b>　　5.行車道板的計算</b></p><p>　　5.1力學(xué)模型（采用懸臂板）</p><p>

36、　　5.2結(jié)構(gòu)自重及其內(nèi)力（按縱向1m寬的板條計算）</p><p>　　5.2.1每延米上結(jié)構(gòu)自重g</p><p>　　橋面鋪裝為4cm的瀝青表面處治，平均6.625cm厚的砼墊層。</p><p><b>　　板的結(jié)構(gòu)自重g</b></p><p>　　5.2.2每米寬板條的恒載內(nèi)力</p><

37、p>　　5.3汽車車輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力</p><p>　　將車輛荷載后輪作用于鉸縫軸線上，后輪軸作用力，，輪壓分布寬度如圖，車輛荷后輪著地長度為，寬度為，則</p><p>　　荷載對于懸臂根部的有效分布寬度： </p><p>　　由于這是汽車荷載局部加載在T梁的翼板上，故沖擊系數(shù)。</p><p>　　作用于每米寬板上的彎矩為：&l

38、t;/p><p>　　作用于每米寬板條上的剪力：</p><p>　　5.4內(nèi)力組合 汽車車輛荷載的計算示圖（尺寸單位：m）</p><p>　　5.4.1承載力極限狀態(tài)內(nèi)力組合計算 </p><p>　　所以行車道板的設(shè)計內(nèi)力為：</p><p>　　5.4.2正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合計算&l

39、t;/p><p><b>　　6.結(jié)語</b></p><p>　　通過此次課程設(shè)計，我復(fù)習(xí)和掌握了橋梁工程設(shè)計的相關(guān)基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，并把這些應(yīng)用于設(shè)計當(dāng)中，做到了理論與實踐的相結(jié)合；我也進(jìn)一步熟悉了設(shè)計流程和計算步驟，為即將進(jìn)行的畢業(yè)論文或畢業(yè)設(shè)計做準(zhǔn)備，為將要到來的專業(yè)技術(shù)工作，進(jìn)一步打下良好的基礎(chǔ)；同時，我也在此次課程設(shè)計中對橋梁設(shè)計有了較大的興趣，對整個設(shè)計計