桥梁工程课程设计全过程

第一章 设计任务书 1.1 基本设计资料

1.1.1 跨度和桥面宽度

标准跨径：25.00m 计算跨径： 24.5m 预制梁长： 24.96m

桥面净空： 净7m（行车道）＋2×0.75m人行道

1.1.2技术标准

荷载标准：公路－Ⅱ级，

人行道和栏杆自重线密度按单侧5.0kN/m计算， 人群荷载3kN/m2 设计安全等级：二级

1.1.3 主要材料及重度

混凝土： 选用C30，铺装层选用

C25

钢筋： 直径直径>=12mm时采用HRB335钢筋

直径<12mm时采用R235钢筋

材料重度： 泥混凝土23KN/m3； 钢筋混凝土 25KN/m3； 沥青混凝土 23KN/m3

1

1.1.4 构造形式及截面尺寸

75 7002cm厚沥青混凝土C25混凝土垫层6—12mm5u14811602345130236242496/2624 图1 桥梁横断面和主梁纵断面图（单位：cm）

如图1所示，全桥共由5片T形梁组成，单片T形梁高为1.6m，宽1.6m；桥上的横坡为双向5%，坡度由C25混凝土混凝土桥面铺装控制；设有5根横梁。

第二章 主梁的荷载横向分布系数计算

2.1主梁荷载横向分布系数的计算 2.1.1 偏心压力法计算横向分布系数

此桥在跨度内设有横隔梁，且有较大的横向连接刚性，城中长度比为l/B=19.5/5*1.8=2.2>2,管偏心压力法来绘制横向影响线并计算横向分布系数比。

因为每一片T型梁的截面形式完全一样，所以：

?ij?1/n?aie/?ai2

i?15式中，n=5，?ai2=2×（3.22?1.62）m2=25.6m2

i?15

2

16018120

表1 ?ij值计算表

梁号 1 2 3 ?i1 0.6 0.4 0.2 ?i2 0.4 0.3 0.2 ?i3 0.2 0.2 0.2 ?i4 0 0.1 0.2 ?i5 -0.2 0 0.2 计算横向分布系数：

根据最不利荷载位置分别布置荷载。布置荷载时，汽车荷载距人行道边缘距离不小于0.5m，人群荷载取3KN/m2,栏杆及人行道板每延米重取5.0KN/m，人行道板重以横向分布系数的方式分配到各主梁上

图2 横向分布系数计算图式

3

从而可以各梁在不同荷载作用下的分布系数：

汽车荷载：m1汽=0.5×(0.575+0.35+0.188-0.0375)=0.538 m2汽=0.5×(0.388+0.275+0.194+0.081)=0.469 m3汽=0.5×(0.2+0.2+0.2+0.2)=0.4

人群荷载：m1人=0.684 m2人=0.442 m3人=0.2×2=0.4

2.1.2 杠杆原理法计算梁端剪力横向分布系数

图3 梁端剪力横向分布系数计算图式（尺寸单位：cm）

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//汽车荷载：m1=0.5×0.875=0.438 m2=0.5×1.0=0.5 汽汽/ m3=0.5×(0.938+0.25)=0.594 汽///人群荷载：m1人=1.2222 m2人=-0.422 m3人=0

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第三章

3.1 永久作用效应 3.1.1 永久荷载：

主梁的内力计算

假定桥面构造各部分重力平均分配给主梁承担，则永久荷载计算结果如下表所示

表2 钢筋混凝土T形梁永久荷载计算表

构建名 主梁 构件尺寸（mm） 单位长度体积 0.444 重度 25 每米延重 11.10 横隔梁 边梁 0.0245 25 0.61 中梁 0.049 25 1.23 桥面 铺装 沥青混凝土（2cm）0.032 混凝土垫层(9cm)0.144 21 23 0.67 3.31 3.98 栏杆及人行道

6

? 5.0

人行道重力平均分配到各个主梁为：2KN/m

表3 各梁的永久荷载值(单位（KN/m）

梁号 主梁 横隔梁 栏杆及人行道 桥面铺装层 总计 1(5) 2(4) 3 11.1 11.1 11.1 0.61 1.23 1.23 2 2 2 3.98 3.98 3.98 17.70 18.31 18.31

3.1.2 永久作用效应计算

表4 影响线面积计算表

项目 计算面积 影响线面积 ll/4M1/2 ?0? 1l1??l?l2=75.03 248 3l/16 M1/4 ?0? 13l32??l?l=56.27 21632 1/2V1/2 1/2?0?0 (? 120?1l11???l=3.0625) 2228 V0 ?0?

11?l??24.5?12.25 22

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表5 永久作用效应计算表

梁号 q 17.63 18.26 18.26 M1/2(KN/M) M1/4(KN/M) q 17.63 18.26 18.26 V0(KN) q 17.63 18.26 18.26 ?0 75.03 75.03 75.03 q?0 1323.08 1370.00 1370.00 ?0 56.27 56.27 56.27 q?0 992.27 1027.43 1027.43 ?0 12.25 12.25 12.25 q?0 216.02 223.67 223.67 1（5） 2（4） 3

3.2 可变作用效应

3.2.1 汽车荷载冲击系数计算：

结构的冲击系数?和结构的基频

f

相关，计算公式为

G11.05?103mc??kg/m?1128kg/m

g9.81IC=?111×(160-18) ×113+(160-18) ×(53.8-)2 1221160+×18×1603+18×160×(-53.8)2?cm4 122=11.78×10-2 m4

f??2l2EIc?11.78?10?2?3.0?1010??Hz?4.62Hzmc11282?24.52

由于1.5Hz?f?14Hz,那么：

??0.1767Inf?0.0157?0.255

由此可得： 1+?=1+0.255=1.255

3.2.2 公路-Ⅱ级均布荷载qK

qK=10.5×0.75KN/m=7.875KN/m PK=?360?180??24.5?5??18050?5?×0.75KN/m =193.5KN

QK=193.5×1.2=232.2KN

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表6 公路-Ⅱ级车道荷载及其影响线面积计算表

项目 顶点位置 qK(KN/m) 7.875 7.875 7.875 7.875 2PK(KN) 193.5 193.5 193.5 193.5 ?0 75.03 56.27 12.25 3.06 M1/2 M1/4 V1/2 V0 l/2处 l/4处 l/2处 支点处 每延米人群荷载：q人=3×0.75KN/m=2.25KN/m

3.2.3 可变作用弯矩效应计算

弯矩计算公式：M????1????qK?0?PKyk?，由于只能布置两车道，则车道荷载横向折减系数?为1，荷载横向分布系数沿主梁纵向均匀变化，因此沿主梁的纵向?相同。

表7 公路-Ⅱ级车道荷载产生的弯矩计算表(KN·M)

梁号 1 内力 m 0.538 0.538 0.469 0.4669 0.4 0.4 1+? 1.255 qK 7.875 ?0 75.03 56.27 75.03 56.27 75.03 56.27 PK 193.5 yk 6.125 4.594 6.125 4.594 6.125 4.594 M 1199.17 898.78 10454.38 783.69 891.58 668.70 M1/2 M1/4 M1/2 M1/4 M1/2 M1/4 2 3

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表8 人群荷载产生的弯矩计算表(KN·M)

梁号 1 内力 m 0.684 0.684 0.422 0.422 0.4 0.4 q人 2.25 ?0 75.03 56.27 75.03 56.27 75.03 56.27 M 115.47 86.60 74.62 55.96 67.53 50.64 M1/2 M1/4 M1/2 M1/4 M1/2 M1/4 2 3 永久荷载作用分项系数：?Gi?1.2 汽车荷载作用分项系数：?Q1?1.4 人群荷载作用分项系数：?Qj?1.4 基本组合公式如下：

?0Sudn?m????0??S??S???SQ1Q1kc?QjQjk? （?c?0.8） ??gigikj?2?i?1?表9 弯矩基本组合计算表(KN·M)

梁号 1 内力 永久荷载 1323.08 992.27 1370.00 1027.43 1370.00 1027.43 人群荷载 115.47 86.60 74.62 55.96 67.53 50.64 汽车荷载 1199.17 898.78 1045.38 783.69 891.58 668.70 弯矩组合值 3395.86 2546.00 3191.11 2392.76 2967.85 2225.81 M1/2 M1/4 M1/2 M1/4 M1/2 M1/4 2 3

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3.2.4 可变作用剪力效应计算

在进行可变作用的剪力计算时，应计入横向分布系数?沿主梁纵向桥跨方向的影响。通常按如下方法处理：先按跨中的?由等代荷载计算跨中剪力效应;再用支点剪力荷载分布系数?/并考虑支点至l/4为直线变化来计算剪力效应。 1） 跨中截面剪力Vl/2的计算公式为：V?m?1????qk?0?Pkyk?

表10 公路-Ⅱ级车道荷载产生的跨中剪力计算表Vl/2(KN)

梁号 内力 m 1+? qK ?0 PK yk 剪力 1 vl/2 vl/2 vl/2 0.538 94.68 2 0.469 1.255 7.875 3.06 232.2 0.5 85.23 3

0.4 70.39 表11 人群荷载产生的剪力计算表(KN)

梁号 1 2 3 内力 m 0.684 0.442 0.400 2.25 3.06 q人 ?0 剪力效应 4.71 3.05 2.76 vl/2 vl/2 vl/2

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2） 支点处剪力V0的计算

图4 汽车荷载产生的支点剪力效应计算图式

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