桥梁设计37460

《桥梁工程》课程设计任务书一、目的与任务课程设计是学生学完课程内容后进行的一次基本技能的训练，是一项综合性的教学环节。

它是培养高级工程技术人才的一个重要环节。

通过课程设计达到下述目的：1．巩固、提高、充实和运用所学过的专业理论与专业知识；2．培养和锻炼学生独立工作能力及分析和解决实际工程技术问题的能力；3．提高学生理解和贯彻执行国家基本建设有关方针政策的水平；4．培养学生树立正确的设计思想、观点和方法；5．在设计过程中，进一步提高学生计算、绘图、运用科技资料与编写技术文件等方面的能力；二、要求学生对课程设计工作要严肃认真，独立思考，刻苦专研，自觉培养良好的学风与工作态度，按时完成一份完整的课程设计。

1.要以独立思考为主，同时要尊重指导教师的意见；2.设计必须符合《公路桥涵设计总则及荷载规范》、《公路桥涵钢筋混凝土结构设计规范》、方针政策等有关要求；3．设计应体现技术上先进、经济上合理、安全上可靠；4.设计说明书由本人亲自编写，但不应从现有书刊文献中成段抄录。

书写文字力求工整，语言简明、扼要、通顺，计算部分必须写出公式与完整计算过程，并要说明式中符号意义；三、题目：钢筋混凝土简支梁内力计算四、设计资料：1、设计荷载：人群荷载：2kN3m汽车荷载：公路—I级，混凝土25号2、桥梁计算跨径：m255.桥面净宽：m7⨯+⨯+人行道2.07525.02桥面铺装：a厚取cm10，250号混凝土垫层，容重为323mkN2沥青混凝土面层，容重为3b厚cmkN21m栏杆和人行道每侧重力为m5kN材料：混凝土25C，容重为3kN24m3、T形梁尺寸：单位（m）五、设计要求1、设计内容：行车道板的内力计算；主梁肋的内力计算横隔梁的内力计算2、图纸内容：a、行车道板的内力计算图示;b、跨中横向分布系数计算图示；c、支点横向分布系数计算图示；d、主梁内力计算图示e、横隔梁内力计算图示计算部分一、行车道板的内力计算（一）计算图示考虑到主梁翼缘板在接缝处沿纵向全长设置连接钢筋，故行车道板可按两端固接和中间铰接的板计算，见图一所示。

（二）恒载内力（以纵向m 1宽的板进行计算） 1、每米板上的恒载集度：沥青混凝土面层：m kN g 42.0210.102.01=⨯⨯= 250号混凝土垫层：m kN g 07.2230.109.02=⨯⨯=T 梁翼板自重：m N k g 64.2240.1214.008.03=⨯⨯+=合计：m N k g g g g 13.5321=++= 2、每米宽板条的恒载内力： 弯矩：m kN b l g gl M sg26.1218.058.113.521221212220-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-'-=-=剪力：kN b l g gl Q sg 59.3218.058.113.520=-⨯=⎪⎭⎫⎝⎛-'== （三）公路—I 级车辆荷载产生的内力将公路—I 级车辆荷载的两个kN 140轴重的后轮（轴间距m 4.1）沿桥梁的纵向，作用于铰缝轴线上为最不利荷载。

由《桥规》查得重车后轮的着地长度m a 2.02=，着地宽度m b 6.02=，车轮在板上的布置及其压力分布图形如图二所示，铺装层总厚()m m H 11.002.009.0=+=，则板上荷载压力面的边长为m H a a 42.011.022.0221=⨯+=+= m H b b 82.011.026.0221=⨯+=+=铰缝处纵向两个车轮对于悬臂根部的有效分布宽度m l d a a 22.37.024.142.0201=⨯++=++=冲击系数 3494.11=+μ 作用于每米宽板条上的弯矩为()m kN b l a P M sp ⋅-=⎪⎭⎫⎝⎛-⨯⨯⨯⨯-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-=52.14482.07.022.3414023494.144110μ相应于每米宽板条活载最大弯矩时的每米宽板条上的剪力为()kN a P Q sp 33.2922.3414023494.141=⨯⨯⨯=+=μ (四)荷载组合mkN M M M sp sg s ⋅-=--=+=78.1552.1426.1kN Q Q Q sp sg s 92.3233.2959.3=+=+=二、主梁内力计算由于各片主梁的截面相同，考虑主梁抗扭刚度时1号梁的荷载横向分布系数为()()()222225126.256.126.106.16.12m a i i=⨯-+-+++⨯=∑= （一）计算主梁的抗弯惯矩I 和抗扭惯矩T I 。

主梁的翼缘板宽度为m 58.1，主梁间的缝宽为m 02.0。

1、求主梁截面重心位置。

翼缘板平均厚为：cm h 112814=+=；肋高()cm 11911130=- 主梁截面重心至梁顶面的距离为：()()cm a x 4.41111815813018112111181581302113018=⨯-+⨯⨯⨯⨯-+⨯⨯⨯= 2、主梁的抗弯惯矩为：()()()42442323105991.6 65990824.41 213013018130181212114.4111181581118158121mcmcm I-⨯==⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫⎝⎛-⨯⨯+⨯⨯+⎪⎭⎫⎝⎛-⨯⨯-+⨯-⨯=3、主梁的抗扭惯矩。

将截面分为图四所示的两个矩形。

对于翼板：1.0070.01581111<==bt，查表8-3得311=c对于梁肋：151.01191822==t，查表8-3得301.02=c()42433102790.027899618119301.01115831mcmIT-⨯==⨯⨯+⨯⨯=将截面分为图四所示的两个矩形。

对于翼板：1.0079.01401111<==bt，查表8-3得311=c对于梁肋：138.01301822==bt，查表8-3得304.02=c()42433102926.029259418130304.01114031mcmIT-⨯==⨯⨯+⨯⨯=比较上述两种情况的计算结果，抗扭惯矩取两者中的大者，()42102926.0mIT-⨯=（二）计算主梁的抗扭修正系数β。

由表8-2可知，5=n时，042.1=ζ，并取EG425.0=，mB98.7258.126.14=⨯+⨯=833.098.75.25105991.6102926.0425.0042.111112222=⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯⨯+=⎪⎭⎫⎝⎛⋅+=--E E B l EI GI T ζβ（三）汽车荷载横向分布系数。

1、双列汽车偏载（P 2）作用时m cm e 55.0552130180502700==---=1号梁的荷载横向分布系数为：515.06.2555.02.3833.051212512=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯+⨯=⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⨯=∑=i i i cq a e a n m β 2号梁的荷载横向分布系数为：457.06.2555.06.1833.051212512=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯+⨯=⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⨯=∑=i i i cq a e a n m β 3号梁的荷载横向分布系数为：400.06.2555.00833.051212512=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯+⨯=⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯=∑=i i i cq a e a n m β2、单列汽车偏载（1=P ）作用时m cm e 1.22102180502700==--=1号梁的荷载横向分布系数为：419.06.251.22.3833.0511512=⨯⨯+=+=∑=i i i cq a e a n m β 2号梁的荷载横向分布系数为：309.06.251.26.1833.0511512=⨯⨯+=+=∑=i i i cq a e a n m β 3号梁的荷载横向分布系数为：200.06.251.20833.0511512=⨯⨯+=+=∑=i ii cq a e a n m β 比较单列偏载作用和双列偏载作用的横向分布系数，双列偏载作用更不利，故 1号梁横向分布系数515.0=cq m 2号梁横向分布系数457.0=cq m 3号梁横向分布系数400.0=cq m （四）人群荷载横向分布系数。

1、考虑单侧布置人群荷载时，荷载偏心距m cm e 875.35.3872752700==+= 1号梁人群荷载横向分布系数为：603.06.25875.32.3833.0511512=⨯⨯+=+=∑=i i i cr a e a n m β 2号梁人群荷载横向分布系数为：402.06.25833.05512=⨯+=+=∑=i i i cr a n m β 3号梁人群荷载横向分布系数为：2.06.25833.05512=⨯+=+=∑=i i i cr a n m β 2、考虑双侧布置人群荷载时，荷载偏心距0=e ，4.0512=⨯=cr m比较单侧布置人群荷载和双侧布置人群荷载的横向分布系数得，单侧布置人群荷载更不利，取1号梁人群荷载横向分布系数603.0=cq m 2号梁人群荷载横向分布系数402.0=cq m 3号梁人群荷载横向分布系数200.0=cq m （五）主梁支点截面的荷载横向分布系数1、绘制1号、2号、3号梁的荷载反力影响线（见图六b 、c 、d ）。

2、确定荷载的横向最不利的布置（见图六b 、c 、d ）。

3、内插计算对应于荷载位置的影响线纵标i η。

4、计算主梁在汽车荷载和人群荷载作用下的横向分布系数。

对于汽车荷载，轮重21=轴重。

汽车荷载的横向分布系数∑∑==i i q m ηη21210对于人群，单侧人群荷载的集度⨯=30.3m kN q 单侧人行道宽，其分布系数为人群荷载重心位置的荷载横向分布影响线坐标r r m η=0。

利用杠杆法计算1、2、3号梁的横向分布系数。

1号梁的横向分布系数为：汽车荷载横向分布系数4375.0875.021210=⨯==∑i q m η 人群荷载横向分布系数422.10==r r m η 2号梁的横向分布系数为：汽车荷载横向分布系数5.0121210=⨯==∑i q m η 人群荷载横向分布系数00==r r m η 3号梁的横向分布系数为：汽车荷载横向分布系数()59375.01875.0121210=+⨯==∑i q m η 人群荷载横向分布系数00==r r m η1、2、3号梁的荷载横向分布系数表三、活载内力计算（一）汽车车道荷载标准值。

查 JTG D —60—2004“规范”，桥面净宽m 9=ω，车辆双向行驶，0.140.7≤≤ω，横向布置车队数为2，不考虑折减系数，1=ξ。

公路—Ⅰ级车道荷载：计算跨径m l 5.25=，位于m 50~5之间，集中荷载标准值()kN P K 26218036055055.25180=-⨯--+=；均布荷载标准值m kN q K 5.10=。