桥梁综合项目工程专业课程设计计算报告书.doc

《桥梁工程》课程设计

专 业：土木工程（道桥方向）
班 级： 班
学生姓名： 周欣树
学 号： 104227
指导老师：

一、确定纵断面、横断面形式，选择截面尺寸和基础设计资料
1． 桥面净宽：净—
荷载： 公路—Ⅱ级
人群—
人行道和栏杆自重线密度-
2． 跨径及梁长：标准跨径
计算跨径
主梁全长
3． 材料
钢筋：主筋用HRB400级钢筋，其它用HPB335级钢筋
混凝土：C40，容重;
桥面铺装采取沥青混凝土；容重
4.结构形式及截面尺寸
梁高:
梁间距：采取5片主梁，间距1.8m。
采取三片横隔梁，间距为6.2m
梁肋：厚度为18cm
桥面铺装：分为上下两层，下层为C25砼，路缘石边处厚6.0cm ；上层为沥青砼，5.0cm。桥面采取1.6%横坡。
桥梁横断面及具体尺寸：（见作图）

二、确定主梁计算内力
(一)计算结构自重集度（以下表）

（二）计算自重集度产生内力（以下表）

注：括号（）内值为中主梁内力值
依据计算经验，边梁荷载横向分布系数大于中梁，故取边梁进行计算分析。
（三）支点处（杠杆原理法）

由图可求得荷载横向分布系数：
汽车荷载：
人群荷载：
（四）跨中处（修正刚醒横梁法）
1、主梁抗弯惯性矩Ix

平均板厚：

2、主梁抗扭惯性矩
对于T形梁截面，抗扭惯性矩计算以下：见下表.

3.计算抗扭修正系数
主梁间距相等，将主梁近似看成等截面，则得
       % o7 z' [. k  
其中：∑It---全截面抗扭惯距
3 w1 K5 m: m' HIi  ---主梁抗弯惯距     , s8 ?$ K" r4 v- y) L---计算跨径
' U4 F5 D; x) V3 B9 a+G---剪切模量 G=0.4E
0 s6 d: G! }6 r. i$ g) H--主梁I至桥轴线距离
计算得 满足
4.采取修正后刚醒横梁法计算跨中荷载横向分布系数
此桥有刚度强大横隔梁，且承重结构跨宽比为：

故可近似按偏心压力法来计算横向分布系数mc，其步骤以下：
（1）、求荷载横向分布影响线竖标
本桥梁各根主梁横截面均相等，梁数n=5，梁间距为1.80m，则：

按修正刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值

表示单位荷载P=1 作用于j号梁轴上时，i号梁轴上所受作用，计算以下表
梁号

1
0.5784
0.3892

（2）、画出边主梁横向分布影响线，并按最不利位置部署荷载，图计算荷载横向分布系数：绘制横向分布系数影响线图，然后求横向分布系数。

由公式能够求出边主梁跨中横向分布系数：

据分析可知，边主梁四分点处横向分布系数和跨中横向分布系数相同。
5.计算均布荷载和内力影响线面积
计算值如表：

6.计算公路-Ⅱ级中集中荷载
计算弯矩效应时：
计算剪力效应时：
7.取冲击力系数
8.计算跨中弯矩和四分点弯矩
因双车道不折减，故，计算结果以下表：

9.计算支点截面汽车荷载最大剪力

横向分布系数改变区段长度为6.2m，改变区段荷载重心处影响线竖标

即：

10.计算支点截面人群荷载最大剪力

（五）主梁内力组合
计算结果见下表：

三、确定横隔梁计算弯矩
（一）确定作用在跨中横隔梁上计算荷载
对于跨中横隔梁最不利布载图所表示：

纵向一列车轮对于中横隔梁上计算荷载为：

依据经验可知：2、3号主梁间横隔梁间横隔梁弯矩最大，故取2、3号梁间横隔梁中间截面为计算截面。
（二）绘制中横隔梁弯矩影响线
按修正偏心压力法求，计算横向分布影响线图以下：

P=1作用于1号梁轴上时

P=1作用于2号梁轴上时

P=1作用于5号梁轴上时

有已学影响线只是可知影响线肯定在计算截面处有突变，绘出影响线。
（三）截面内力计算
将求得计算荷载在对应影响线上按最不利布载，对于汽车荷载并计入冲击力系数：

（四）内力组合（鉴于横隔梁自重很小，计算时忽略不计）
基础组合：
四、行车道板内力计算
（一）结构自重及其内力（按纵向1m宽板条计算）
1.每延米板上结构自重g
桥面铺装层：
T梁翼缘自重：
总计：

2.每米宽板条恒载内力

（二）可变荷载效应
将车辆荷载后轮作用于铰缝轴线上，后轴作用力为P=140KN，轮压分布宽度图所表示。

车辆荷载后轮着地长度为a2=0.20m，宽度为b2=0.60m，则
a1=a2+2H=0.20+2×(0.02+0.09)=0.42m
b1=b2+2H=0.60+2×(0.02+0.09)=0.82m
荷载对于悬臂根部有效分布宽度：
a=a1+d+20=0.48+1.4+2×0.81=3.5m
因为这是汽车荷载局部加载在T梁翼板上，故冲击系数取1+=1.3。
作用于每米宽板条上弯矩为：

作用于每米宽板条上剪力为：

（三）.内力组合
依据作用效应组合要求，基础组累计算以下：

所以，行车道板设计内力为：
五、支座选择、支座尺寸确实定及验算
主梁采取C40混凝土，支座处梁肋宽度为30cm，梁两端采取等厚橡胶支座。支座反力为：，其中结构自重引发支座反力标准值，公路-Ⅱ级汽车荷载引发反力标准值，人群荷载引发反力标准值为，汽车荷载和人群荷载作用下产生跨中挠度，温差。
（一）.确定支座平面尺寸
选定支座平面尺寸为，采取中间层橡胶片厚度
1.计算支座平面形状系数S

2.计算其弹性模量

3.验算其承压强度
（合格）
（二）.确定支座厚度
1.主梁计算温差为温度变形由两端支座均摊，则每一支座承受水平位移为

2.为了计算汽车荷载引发水平位移，先要确定每一支座上制动力，对于12.4m桥跨，一个设计车道上公路-Ⅱ级车道荷载总重为：，其制动力标准值为；按《桥规》，不得小于。经比较，取总制动力为参与计算，5根梁总共有10个支座，每个支座水平力为
3.确定需要橡胶片总厚度
不计汽车制动力：
计入汽车制动力：
《桥规》其它要求：
选择4层钢板和5层橡胶片组成支座，上下橡胶片厚0.25cm，中间层厚0.5cm，薄钢板厚0.2cm，则：
橡胶片总厚度：
4.支座总厚：
（三）.验算支座偏转情况
1.支座平均压缩变形为：

按《桥规》要求，尚应满足，即
（合格）
2.计算梁端转角
设子结构自重作用下，主梁处于水平状态。已知汽车及人群荷载作用下跨中挠度，

3.验算偏转情况
即： （合格）
（四）.验算抗滑稳定性
1.支计算温度改变引发水平力

2.验算稳定性

则： （合格）
和: (合格)
结果表明，支座不会发生滑动。
（五）.支座选配
选择
六、计算配筋
（一）.主梁计算配筋
1号梁Md值最大，考虑到设计施工方便，并留有一定俺去贮备，故按1号梁计算弯矩进行配筋。
设钢筋保护层为3cm，钢筋重心至底边距离为a=18cm,则主梁有效高度为。已知边主梁跨中弯矩。翼缘计算宽度。
1.判定截面类型

故为第一类T形截面。
2.计算受拉钢筋截面面积

解得：

采取8根直径为28mm钢筋，
钢筋部署见图。

故配筋率满足要求。
3.主梁斜截面承载力计算
依据《桥规》，在钢筋混凝土梁支点处，最少有两根并不少于总根数20%下层受拉钢筋经过。初步确定梁底两根钢筋经过。
经验算，需经过配置腹筋来抗剪，计算结果见下表：

（二）.横隔板计算配筋
1.经验可知，跨中2、3号梁接头处，弯矩最大。以其为标准进行计算配筋。
取
设计弯矩为：
近似以
2.计算受拉钢筋面积

解得：

采取三根直径为22mm钢筋，
钢筋部署见图。

故配筋率满足要求。
（三）.行车道板计算配筋
计算1m板宽内配筋

解得：

选择5根直径为12mm钢筋，
即：桥面板中每米部署5根横桥向钢筋，主梁肋顶部和外跨悬臂部分部署于板顶，内跨弯至板底，部署见图。
板不需进行抗剪验算。