桥梁设计与计算
步骤解析桥梁设计计算
桥梁设计中，柱式桥墩是普遍采用的结构型式。
对于简支桥梁，盖梁是一个承上启下的重要构件，上部结构的荷载通过盖梁传递给下部结构和基础，盖梁是主要的受力结构。
在设计中，由于桥梁的跨径、斜度、桥宽、车辆荷载标准的变化，对盖梁设计的影响很大，很难完全套用标准图和通用图。
盖梁设计的标准化程度很低，经常是非标准设计，需要对盖梁进行较多的计算，所以盖梁设计是桥梁设计的一个关键部分。
一、盖梁的受力特点及分析1.盖梁的受力特点盖梁的主要荷载是由其上梁体通过支座传递过来的集中力，盖梁作为受弯构件，在荷载作用下在各截面除了引起弯矩外，同时伴随着剪力的作用。
此外，盖梁在施工过程中和活载作用下，还会承受扭矩，产生扭转剪应力。
扭转剪应力的数值很小且不是永久作用，一般不控制设计。
实际计算中一般只考虑弯剪的组合，因为考虑弯、剪、扭三种内力同时组合，需要空间分析，计算工作会很繁琐，而且实际意义也不大。
可见盖梁是一种典型的以弯剪受力为主的构件。
2.盖梁的受力分析盖梁除了自重荷载之外，主要承受由支座传递过来的上部结构的恒载。
对不同桥宽、不同跨径简支梁板桥的盖梁内力计算结果进行分析，以双柱式桥墩盖梁墩顶负弯矩为例：盖梁自重所占比例很小，为9％左右；上部恒载所占比例很大，为63％左右；而活载只占总荷载比例的28％左右。
表1为笔者在设计工作中对双柱式桥墩盖梁墩顶内力计算结果的一个归纳。
二、盖梁的计算要点盖梁的计算要点是如何建立准确而且简化的计算模型。
盖梁的几何外形简单，且是以弯矩、剪力及轴力为主，受力特点明确。
将它模拟成平面杆单元比模拟成空间体单元计算要简单许多，而且能满足控制要求。
空间计算结果虽然准确，但是计算复杂，对于盖梁计算必要性不大。
采用盖梁平面基本的简化模式进行计算是最简单且比较实用的，但使用时要对局部区域的峰值如墩顶截面进行适当的折减削峰处理，因为盖梁的实际控制截面往往不在墩顶而在墩柱边缘附近，这样能避免造成较大的浪费。
盖梁的刚度与柱的刚度之比越大，简化计算结果越准确。
桥梁常用计算公式
桥梁常用计算公式桥梁是道路、铁路、水路等交通工程中非常重要的基础设施。
在设计和施工过程中，需要进行一系列的计算来保证桥梁的稳定性和安全性。
下面是桥梁常用的计算公式和方法，供参考：1.静力平衡计算桥梁的静力平衡是保证桥梁结构稳定的基础。
在计算静力平衡时，常用的公式有：-受力平衡公式：对于简支梁，ΣFy=0，ΣMa=0；对于连续梁，ΣFy=0，ΣMa=0。
-桥墩反力计算公式：P=Q+(M/b)，其中P为桥墩反力，Q为桥面荷载，b为桥墩底宽度。
2.梁的弯矩计算桥梁在受到荷载作用时，会出现弯矩。
常用的梁的弯矩计算公式有：-点荷载的弯矩计算公式：M=Px；- 面荷载的弯矩计算公式：M=qx^2/2；-均布载荷的弯矩计算公式：M=qL^2/83.梁的挠度计算挠度是指梁在受荷载作用时的变形程度。
常用的梁的挠度计算公式有：-点荷载的挠度计算公式：δ=Px^2/(6EI)；- 面荷载的挠度计算公式：δ=qx^2(6L^2-4xL+x^2)/24EI；-均布载荷的挠度计算公式：δ=qL^4/(185EI)。
4.桥梁的自振频率计算自振频率是指桥梁结构固有的振动频率。
常用的自振频率计算公式有：-单跨梁自振频率计算公式：f=1/2π(1.875)^2(EI/ρA)^0.5/L^2；-多跨梁自振频率计算公式：f=1/2π(π^2(EI/ρA)^0.5/L^2+Σ(1.875)^2(EI/ρA)^0.5/L_i^2)。
5.破坏形态计算桥梁在受到荷载作用时可能发生不同的破坏形态，常用的破坏形态计算公式有：-弯曲破坏计算公式：M=P*L/4；-剪切破坏计算公式：V=P/2；-压弯破坏计算公式：M=P*L/2；-压剪破坏计算公式：V=P。
6.抗地震设计计算在地震区设计的桥梁需要进行抗地震设计，常用的抗地震设计计算公式有：-设计地震力计算公式：F=ΣW*As/g；-结构抗震强度计算公式：S=ηD*ηL*ηI*ηW*A。
其中，ΣW为结构作用力系数，As为地震地表加速度，g为重力加速度，ηD为调整系数，ηL为长度和工况调整系数，ηI为体型和影响系数，ηW为材料和连接性能系数，A为结构抗震强度。
拱桥的设计与计算
§8.1 拱桥设计要点
§8.1.1 确定桥梁的设计标高和矢跨比 §8.1.2 主拱截面尺寸的拟定 §8.1.3 拱轴线选择
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1
第八章 拱桥的设计与计算
一、确定桥梁的设计标高和矢跨比
桥面标高：由两岸线路的纵断面设计来控制；要保证 桥下净空能满足泄洪或通航的要求。
y1 f
gd y
gx=gd+γy1 gj
l/2
12
第八章 拱桥的设计与计算
k 2 l12 gd (m 1)
d 2 y1
d 2
l12 Hg
gd [1 (m 1)
Hg
y1 ] f
f
x
d 2 y1
d 2
l12 gd Hg
k 2 y1
l/ 2
上式为二阶非齐次常系数线性微分方程。 解此方程，则得拱轴线方程为：
基础底面标高
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第八章 拱桥的设计与计算
矢跨比 当跨径大小在分孔时已初步拟定后，根据跨径及拱顶、
拱脚标高，就可以确定主拱圈的矢跨比（f /L ）。
板拱桥：矢跨比可采用1/3～1/7，不宜超过1/8。
混凝土拱桥：矢跨比多在1/5 ～ 1/8间，以1/6居多；
钢管混凝土拱桥矢跨比：1/4～1/5之间，以1/5最多。 钢拱桥常用的矢跨比为1/5～1/10，有推力拱中1/5～ 1/6最为常用。
M
0 x
ql 2
x
q 2
x2
M
0 l
2
ql 2 8
令 M x 0 可得
(ql x q x2 ) ql 2 y 0
22
8f
13桥梁设计和荷载计算
级
级
级
级
级
b.由车道荷载和车辆荷载组成
第一篇 总论
27
2.车道荷载的标准值
k k
车道 均布荷载标准值 qk=10.5kN/m（公路-I级）； 荷载 集中荷载标准值 180~360kN （公路-I级）
Pk kN
360 180
5
50
lm
注： 1. 计算剪力效应时，集中荷
载标准值PK应乘以1.2的系数。 2.公路-Ⅱ级车道荷载的标准
使用和技术要求
(1) 通航河流：应满足桥下的通航要求。通航孔应布置在航行最方 便的河域。对于变迁性河流，根据具体条件，应多设几个通航孔。
(2) 平原区宽阔河流上的桥梁：通常在主河槽部分按需要布置较大 的通航孔，而在两侧浅滩部分按经济跨径进行分孔。
第一篇 总论
13
(3) 对于在山区深谷上、水深流急的江河上，或需在水库上修 桥时，应加大跨径，甚至采用特大跨径的单孔跨越。 (4) 从结构的受力特性考虑，合理地确定相邻跨之间的比例。 (5) 可以适当加大跨径避开不利的地质段。
特殊：
对于深埋基础，一般允许稍大一点的冲刷，使总跨径能适当减 小；
对于平原区稳定的宽滩河段，流速较小、漂流物少、主河槽较 大，可以对河滩的浅水流区段作较大的压缩，但必须慎重校核， 压缩后的桥梁的壅水不得危及河滩路堤以及附近农田和建筑物。
第一篇 总论
12
2、桥梁的分孔
原则：在满足使用和技术要求的前提下，使上、下部结构的总造价趋 于最低。
7
基础变位作用
用
8
9
汽车荷载 汽车冲击力
分
10
11
汽车离心力 汽车引起的土侧压力
12
人群荷载
30米桥梁设计计算书
30米桥梁设计计算书一、设计概述本设计为一座跨越30米的桥梁，桥型为梁式桥，采用混凝土T型梁，墩台采用钢筋混凝土结构。
桥面铺装材料采用沥青混凝土。
二、荷载计算1. 桥面荷载根据规范，桥面荷载应为10kN/m^2。
因此，本桥梁的桥面荷载设计值为30m × 10kN/m^2 = 300kN。
2. 桥墩荷载根据规范，当桥梁长度L<60m时，台墩反力可以通过简化方法计算：R = (G1 + Q1/2)± (G2 ± Q2/2)。
其中G为重力荷载，Q为活载荷载。
按照规范要求，各荷载按保险系数取设计值，重力荷载设计值按4kN/m^3取，活载荷载设计值按规范要求取。
经过计算，得到桥墩荷载设计值为4200kN。
三、梁设计1. 梁截面大小计算采用混凝土T型梁，梁截面大小的计算要满足以下两个条件：- 梁截面中和轴处混凝土受压区不超限。
- 梁截面中和轴处混凝土与钢筋之间的黏结不发生破坏。
经计算，梁截面高度h=1.2m，下翼缘宽度b1=0.6m，上翼缘宽度b2=0.3m。
2. 梁配筋计算根据规范，T型梁的配筋计算可以通过拟合法进行。
经计算，配筋率ρ=1.37%。
四、墩台设计1. 墩台尺寸计算对于单排墩梁式桥，按照规范要求，墩台高度应在1.2-2m之间，墩台底宽应不小于 2.5m。
经计算，本桥梁的墩台高度取 1.8m，墩台底宽取3.0m。
2. 墩台钢筋配筋计算墩台结构采用钢筋混凝土结构，按照规范要求进行配筋计算。
经计算，墩台钢筋配筋采用Ф25横筋，纵向间距200mm。
五、桥面铺装本设计方案采用沥青混凝土铺装材料作为桥面铺装材料。
按照规范要求，铺装厚度应为50mm。
经计算，本桥梁的沥青混凝土铺装面积为90m^2，铺装材料总量为4.5m^3。
六、结论经过以上计算，本设计方案中桥梁、墩台和桥面铺装的各项设计参数计算完成，满足设计要求。
毕业设计一级公路桥梁工程设计计算
毕业设计一级公路桥梁工程设计计算公路桥梁工程设计计算是指针对一级公路建设项目中的桥梁工程，通过运用相关的计算方法和原理，对桥梁各部分的尺寸、材料、荷载等进行计算和确定，确保桥梁的安全性、稳定性和经济性。
整个设计计算工作可以分为以下几个步骤：1.桥梁类型选择：根据实际情况和设计要求，选择适合的桥梁类型，如梁式桥、拱桥、悬索桥等。
2.车行荷载计算：根据设计标准和实际使用情况，确定车辆荷载的大小和分布形式，以此进行桥梁的承载能力计算。
3.地基承载力计算：对桥梁的地基进行承载力计算，确定桥墩和桥基的尺寸和深度。
4.结构分析计算：根据桥梁的结构形式，进行强度、刚度和稳定性等方面的计算。
对于梁式桥，需要对主梁和支座进行强度和刚度计算；对于拱桥，需要对拱体和桥台进行力学分析；对于悬索桥，需要对悬索和桥塔进行计算。
5.材料选择和计算：根据设计要求和实际情况，选择合适的材料，并进行相应的强度和耐久性计算。
6.施工工况计算：在桥梁建设过程中，需要考虑施工阶段的荷载和施工过程中的承载能力，进行相应的计算。
7.防护装置和附属设施计算：对于一级公路桥梁工程，还需要进行相关的防护装置和附属设施的计算，如护栏、标志牌等。
整个设计计算工作需要运用相关的工程力学、结构力学、材料力学等理论和知识，结合实际情况进行具体计算。
同时，还需要依据国家和地方的桥梁设计规范和标准进行设计，确保桥梁满足安全性、稳定性和经济性的要求。
为了保证计算结果的准确性和合理性，设计人员还应该充分考虑不确定性因素和安全裕度，进行必要的校核和验证。
同时，设计计算过程中还应该积极借助计算机辅助设计软件和工具，提高计算效率和精度。
总之，一级公路桥梁工程设计计算是保证桥梁工程的安全性和稳定性的重要环节，它需要综合运用各种理论和方法，进行全面、准确的计算和分析，确保桥梁的设计符合工程技术标准和要求，为实际施工提供可靠的依据。
桥梁结构的设计与计算
桥梁结构的设计与计算桥梁是一种连接两个或多个支柱或墩柱的结构，它是人类造桥技术的杰出成就。
在建造大型桥梁的过程中，桥梁秉承着重载、安全、美观等多重原则，设计师需要对桥梁进行合理的计算和规划，才能够确保桥梁的稳定性和寿命。
桥梁结构的设计与计算是桥梁建设中非常重要的环节。
桥梁结构的分类桥梁结构按照杆件的形态可以分为梁桥、拱桥和索桥三种类型。
梁桥是由梁和支座构成的，其各部分相对简单，易于制作和安装，是市区桥梁的主流形式。
但梁桥的跨度会受到限制，一般最大跨度为150米。
拱桥是以弧形或圆形的拱体为骨架，再加以桥面铺装而成。
拱桥可架空越过河流和高山，有较大的跨度。
但拱桥的结构比较复杂，制作困难，且需要较高技术水平。
索桥是以绳索和钢管为骨架，用桥面板等材料搭建而成的。
索桥跨度大、坚固，但垂直桥塔之间的斜拉缆索需要承受巨大的张力，实施难度和安全要求也高。
桥梁结构的计算桥梁结构的计算是桥梁设计的核心环节。
桥梁的计算需要遵循国家有关标准和规范，包括荷载标准、抗震标准、桥梁计算和分析标准等。
荷载标准是桥梁设计中最基本的部分，因为桥梁的受力大小直接影响到桥梁的载荷能力。
桥梁的计算主要包括静力分析计算、动力分析计算和非线性（离散）分析计算。
其中静力分析计算是最主要的一种计算方法。
静力分析计算考虑的是桥梁所承受的静态荷载产生的内力和位移，主要依据牛顿第二定律和平衡原理。
动力分析计算是基于桥梁受到地震和车辆行驶等因素引起的动态荷载，计算桥梁自由振动频率和振动形态等结构参数。
非线性（离散）分析计算则是解决新型桥梁结构和复杂荷载下的计算问题。
桥梁结构的设计桥梁结构设计是指根据现有的环境条件、技术要求和经济条件，设计最适合的桥梁结构方案。
桥梁的结构设计需要充分考虑桥梁所处的环境、风险和安全等因素。
桥梁的设计需要遵循国家规定的标准和规范，满足相关法律法规和技术要求。
桥梁结构设计的过程中，设计师需要组织实地勘察、调查环境、进行结构分析，以及进行工程设计和施工方案制定等一系列工作。
简述桥梁抗风设计流程与主要计算内容
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