39m预应力T型桥梁工程课程设计

目录

《桥梁工程》课程设计任务书---------------------------------------------2 桥梁设计说明------------------------------------------------------------------3 计算书---------------------------------------------------------------------------4 参考文献-----------------------------------------------------------------------25 评语-----------------------------------------------------------------------------26 桥梁总体布置图--------------------------------------------------------------27 主梁纵、横截面布置图-----------------------------------------------------28 桥面构造横截面图-----------------------------------------------------------29

《桥梁工程》课程设计任务书

一、课程设计题目

1、 单跨简支梁桥上部结构设计

（标准跨径为39米，计算跨径为38.5米，桥面净空：净—8.5+2×1.50米） 二、设计基本资料

1、 设计荷载：公路—Ⅰ级 2、 河床地面线为（从左到右）：0/0，－3/5，－4/12，－3/17，－2/22，

－2/27，0/35（分子为高程，分母为离第一点的距离，单位为米）；地质假定为微风化花岗岩。

3、 材料容重：水泥砼23 KN/m3，钢筋砼25 KN/m3，沥青砼21 KN/m3 4、 桥梁纵坡为0.3%,桥梁中心处桥面设计高程为2.00米 三、设计内容

1、 主梁的设计计算 2、行车道板的设计计算 3、横隔梁设计计算 4、桥面铺装设计 5、桥台设计

四、要求完成的设计图及计算书

1、 桥梁总体布置图，主梁纵、横截面布置图（CAD出图） 2、 桥面构造横截面图（CAD出图） 3、 荷载横向分布系数计算书 4、 主梁内力计算书 5、 行车道板内力计算书 6、 横隔梁内力计算书 五、参考文献 1、《桥梁工程》，姚玲森，2008，人民交通出版社. 2、《梁桥》（公路设计手册），2005，人民交通出版社. 3、《桥梁计算示例集》（砼简支梁（板）桥），2002，人民交通出版社. 4、中华人民共和国行业标准．公路工程技术标准（JTG B01-2003）.北京:人民交通出版社,2004 5、中华人民共和国行业标准．公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)含条文说明.北京:人民交通出版社,2004 6、中华人民共和国行业标准．公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)含条文说明

六、课程设计学时

2周

桥梁设计说明

桥梁设计包括纵.横断面设计和平面布置。 1. 纵断面设计

桥梁纵断面设计包括确定桥梁的总跨径.桥梁的分孔.桥道的标高.桥上和桥头引道的纵坡以及基础的埋置深度。

（1）本梁桥根据水文计算来确定。标准跨径为39.00m（墩中心距离）。本桥的跨径较小，因此上部结构的造价较低，墩台的造价较高。为了结构受力合理和用材经济，分跨布置时要考虑合理的跨径比例。

（2）本梁桥为跨河桥梁，桥道的标高应保证桥下排洪和通航的需要，结合桥型.跨径等一起考虑，以确定合理的桥道标高。

（3）桥上纵坡不大于4%，桥头引道纵坡不宜大于5%。 2.横断面设计

桥梁横断面的设计，主要是决定桥面的宽度和桥跨结构横截面的布置。桥面的宽度决定于行车和行人的交通需要。

（1） 本梁桥桥面行车道净宽为：净-8m 2 1.50m人行道

（2） 为了利于桥面排水，应根据不同类型的桥面铺装，设置从桥面中央倾向两

侧的1.5%-3.0%的横向坡度，本桥设置为1.5%。 3.平面布置

（1） 桥梁的线形及桥头引道要保持平顺，使车辆能平稳地通过，小桥的线形

及其公路的衔接，应符合路线布设的规定。

（2） 从桥梁本身的经济性和施工方便来说，应尽可能避免桥梁与河流或与桥

下路线斜交。必要时通常不宜大于45o，在通航河流上则不宜大于5o。

4.桥面铺装

为了保护桥梁主体结构，在桥面的最上层设置桥面铺装。本桥设置5cm厚沥青混凝土和10cm厚C25混凝土作垫层的桥面铺装。 5.桥面伸缩缝

为了保证桥跨结构在气温变化.活栽作用.混凝土收缩与徐变等影响下按静力图式自由地变形，在本梁桥桥面两梁端之间以及在梁端与桥台背墙之间设置横向伸缩缝。

一． 计算荷载横向分布系数

[1][2][3][4][5]

1．当荷载位于支点处，利用杠杆原理法计算

横断面

1#梁

对于汽车荷载 moq1

112 0.25

q2 2 0.4375 2

2.25 0.75

1.5 对于人群荷载 mor1 r

2

2＃梁

对于汽车荷载 moq2

11 0.25 1.95 0.65

q 0.7125 22 2

对于人群荷载 mor2=0 （由于是出现负的，取零，出于安全考虑）

3＃梁

对于汽车荷载 moq3

11 0.2 2 0.7

q 0.725 22 2

对于人群荷载 mor3 0 2.当荷载位于跨中时

此桥在跨度内设有横隔板，具有强大的横向联结刚性，且承重结构的长度比为

L38.5

3.25 2 B5 2

可按刚性横梁法绘制影响线并计算横向分布系数mcq，本桥各根主梁的横向截面均相等，梁数n=5, 梁间距为2米。

a

i 1

5

2

i

2222

a12 a2 a3 a4 a5 2 2 22 0 2 2 2 40

222

1＃梁横向影响线的竖标值：

1＃梁影响线

a1211 2 2 11 5 0.6 n540

ai2

i 1

2

1a1 a51 2 2.1 15 5 0.2 n540

ai2

i 1

2

由 11、 15绘制1＃梁的横向影响线，如上图及最不利荷载位置 对于汽车荷载

mcq1

11 0.6

q 5.75 3.95 2.65 0.85 0.66 22 6

对于人群荷载

mcr1 r

0.6

6 0.25 0.75 0.7 6

2＃梁横向影响线的竖标值：

2＃梁影响线

21

1n

a1 a2

2a ii 15

1 2 2 2 0.4 5401 2 2 2 0 540

25

1

n

a2 a5

a

i 1

5

2i

由 21、 25绘制2＃梁的横向影响线，如上图及最不利荷载位置

对于汽车荷载 mcq2

11 0.4

q 7.75 5.95 4.65 2.85 0.53 22 8

0.4

8 0.25 0.75 0.45 8

对于人群荷载 mcr2 r 3＃梁横向影响线的竖标值

3＃梁影响线

11

0.2、 35 0.2 55

11

对于汽车荷载 mcq3 q 0.2 4 0.4

22

31

对于人群荷载 mcr3 r 0.2 0.2 0.4 二、 主梁内力计算

[1][2][3][4][5]

1．

恒载集度

0.15 0.25

) (2.0 0.2)] 25 19KN/m 2

（1）主梁：g1 [0.20 2.3 (（2）横隔梁 对于边主梁：

g2 [(1.8

0.15 0.252 0.2 0.2 0.18

) () 5 25]/38.5 0.888KN/m 222

'

对于中主梁：g2 2 0.888 1.776KN/m

（3）桥面铺装层：

g3 (0.05 8.5 21 0.1 28.5 23) 25 5.695KN/m （4）栏杆和人行道：g4 4.5 2/5 1.8KN/m 作用于边主梁的全部恒载强度：

g gi 19 0.888 5.695 1.8 27.383KN/m 作用于中主梁的全部恒载强度：

g gi 19 1.776 5.695 1.8 28.271KN/m 2．

恒载内力的计算

l/4

跨中弯矩影响线

0.75

3L/16

1/4跨弯矩影响线

1

支点剪力影响线

0.15

1/4跨剪力影响线

边跨弯矩剪力影响线

1#及5#梁内力（边跨）

1l138.5

跨中弯矩 Ml l g 38.5 27.383 5073.556KN m

24242

跨中剪力 Vl 0

2

1

支点剪力 Q0 1 38.5 27.383 527.123KN

2

1/4跨处弯矩：

M

1313

l l g 38.5 38.5 27.383 3805.167KN m 216216

1/4跨处剪力：

1311

Ql/4 38.5 0.75 27.383 38.5 0.25 27.383 263.561KN

2424

2#、3＃及4#梁内力（中间跨）

1l38.5跨中弯矩 Ml l g 0.5 38.5 28.271 5238.086KN m

2442

跨中剪力 Vl 0

2

1

支点剪力 Q0 1 38.5 28.271 544.217KN

2

1/4跨处弯矩：

;M

1313

l l g' 38.5 38.5 28.271 3928.565KN m 216216

1/4跨处剪力：

1311

Ql/4 38.5 0.75 28.271 38.5 0.25 28.271 272.108KN

2424

3． 活载内力

1 . 汽车荷载冲击系数

主梁横截面图

结构跨中处的单位长度量：

G27.383 103

mc 2791.335kg/m

g9.81主梁截面形心到T梁上缘的距离：

y

20 (200-20) (20/2) 230 20 230 (1/2)

68.902cm 0.6890m

20 (200-20)+230 20

跨中截面惯性矩：

1201230 (200 20) 203 (200 20) 20 (68.90 )2 20 2303 20 230 ( 68.90)2122122 4.27 107cm4 0.427m4Ic

查表 E取3.35

1010pa

f

2.341Hz

1.5Hz f 14Hz

0.1767lnf 0.0157 0.1767 ln2.341 0.0157 0.135 所以冲击系数：

1 1 0.135 1.135

2. 汽车荷载作用

公路—Ⅰ级均布荷载 qk 10.5KN/m

对于集中荷载，当l 5时，Pk 180KN/m；当l 50时，Pk 360KN/m 当5 l 50时，采用内插法 公路—Ⅱ为公路—Ⅰ级的0.75倍 则qk 0.75 10.5 7.875KN/m

38.5 5

Pk 0.75 180 360 180 235.5KN

50 5

k 235.5 1.2 282.6KN 当计算剪力时候 P

计算车道荷载的跨中弯矩、剪力的计算对于双车道，折减系数 1.0 跨中弯矩影响线如下图

3. 跨中弯矩的设计，

1l138.5

l 38.5 185.28m2

2424

由于跨中弯矩横向分布系数1＃、5＃梁最大，所以只需计算1＃、5＃梁的弯矩，计算如下： 对于1#梁 车辆荷载作用下

M (1 ) m P y m q cq1kk cq1lk

38.5

1.135 1 0.66 235.5 0.66 7.875 185.28 2790.972KN m

4

跨中人群荷载最大弯矩

人群荷载集度Por 3 1.5 4.5KN

Ml mcr1 Por 0.7 4.5 185.28 583.623KN m

2,r

对于2#和4#梁

计算公路—Ⅱ级汽车活载的跨中弯矩：

M

Q1k,1

(1 ) m

2

cq2

Pyk (1 ) mk

cq2

q

k

1.135 1 0.53 235.5

38.5

1.135 1 0.53 7.875 185.28 2241.235KN m 4

计算人群荷载的跨中弯矩：

人群荷载集度： Por 3 1.5 4.5KN

M

对于3#梁

Q2k,

1

2

mcr2 Por 0.45 4.5 185.28 375.192KN m

计算公路—Ⅱ级汽车活载的跨中弯矩：

M

Q2k,

12

(1 ) m

cq3

Pk yk (1 ) m

cq3k

q

1.135 1 0.4 235.5

38.5

1.135 1 0.4 7.875 185.28 1691.503KN m 4

计算人群荷载的跨中弯矩：

人群荷载集度： Por 3 1.5 4.5KN

M

Q2k,

1

2

mcr3 Por 0.4 4.5 185.28 333.504KN m

4. 跨中剪力的计算 跨中剪力影响线如下图：

1l138.51 4.8125m2

24222

对于1＃和5#梁

计算公路—Ⅱ级汽车活载的跨中剪力：

QQ1k,0 (1 ) mcq1 Pk yk (1 ) mcq1 qk

1.135 1 0.66 282.6 0.5 1.135 1 0.66 7.875 4.8125 134.238KN

计算人群荷载的跨中剪力：

Q

对于2＃和4#梁

Q2k,

l

2

mcr1 Por 0.7 4.5 4.8125 15.159KN

计算公路—Ⅱ级汽车活载的跨中剪力：

QQ1k,0 (1 ) mcq2 Pk yk (1 ) mcq2 qk

1.135 1 0.53 282.6 0.5 1.135 1 0.53 7.875 4.8125 107.797KN

计算人群荷载的跨中剪力：

Q

对于3#梁

Q2k,

l2

mcr2 Por 0.45 4.5 4.8125 9.745KN

计算公路—Ⅱ级汽车活载的跨中剪力：

QQ1k,0 (1 ) mcq3 Pk yk (1 ) mcq3 qk

1.135 1 0.4 282.6 0.5 1.135 1 0.4 7.875 4.8125 81.357KN

计算人群荷载的跨中剪力：

Q

Q2k,

l2

mcr3 Por 0.4 4.5 4.8125 8.663KN

5. 支点截面剪力的计算 剪力影响线如下图所示：

11

1 l 38.5 19.25m2

22

38.5

9.6 9.65m 横向分布系数变化区段的长度a 2

对于1＃和5#梁

1

附加三角形重心影响线坐标 ： y 1 38.5 9.65 /38.5 0.916

3

y 0.083

a

QQ1k,0 (1 ) mcq1 Pk yk (1 ) mcq1 qk (1 ) moq1 mcq1 qk y

2

1.135 1 0.66 282.6 1 1.135 1 0.66 7.875 19.25 1.135 1 315.668KN

计算人群荷载的支点剪力：

9.65

(0.4375 0.66) 7.875 (0.916 0.083)2

a

QQ2k,0 mcr1 Por mor1 mcr1 Por y

2

0.7 4.5 19.25

9.65

1.5 0.7 4.5 (0.916 0.083) 77.990KN 2

对于2＃和4#梁

计算公路—Ⅱ级汽车活载的支点剪力（如下图所示）：

a

QQ1k,0 (1 ) mcq2 Pk yk (1 ) mcq2 qk (1 ) moq2 mcq2 qk y

2

1.135 1 0.53 282.6 1 1.135 1 0.53 7.875 19.25 1.135 1 269.051KN

9.65

(0.7125 0.53) 7.875 (0.916 0.083)2

计算人群荷载的支点剪力：

a

QQ2k,0 mcr2 Por mor2 mcr2 Por y

2

0.45 4.5 19.25

9.65

0 0.4375 4.5 (0.916 0.083) 29.492KN 2

对于3#梁

计算公路—Ⅱ级汽车活载的支点剪力（如下图所示

）：

a

QQ1k,0 (1 ) moq3 Pk yk (1 ) mcq3 qk (1 ) moq3 mcq3 qk y

2

1.135 1 0.4 282.6 1 1.135 1 0.4 7.875 19.2 1.135 1 210.948KN

计算人群荷载的支点剪力：

9.65

(0.725 0.4) 7.875 (0.916 0.083)2

a

QQ2k,0 mcr3 Por mor3 mcr3 Por y

0.4 4.5 19.25

9.65

0 0.4 4.5 (0.916 0.083) 25.974KN 2

6. 1/4跨弯矩的计算 1/4跨弯矩的影响线如下图

13l13 38.5 l 38.5 138.961m2

216216

对于1#和5#梁

计算公路—Ⅰ级汽车活载的1/4跨弯矩：

M

Q1k,1

(1 ) m

4

cq1

Pk yk (1 ) m

cq1k

q

1.135 1 0.66 235.5 7.219 1.135 1 0.66 7.875 138.961 2093.279KN m

计算人群荷载的跨中弯矩：

人群荷载集度： Por 3 1.5 4.5KN

计算公路—Ⅱ级汽车活载的1/4跨弯矩：

M

Q1k,1

(1 ) m

4

cq2

Pk yk (1 ) m

cq2k

q

1.135 1 0.53 235.5 7.219 1.135 1 0.53 7.875 138.961 1680.966KN m

计算人群荷载的跨中弯矩：

人群荷载集度： Por 3 1.5 4.5KN

M

Q2k,

14

mcr2 Por 0.45 4.5 138.961 281.396KN m

对于3#梁

计算公路—Ⅱ级汽车活载的1/4跨弯矩：

M

Q1k,1

(1 ) m

4

cq3

Pk yk (1 ) m

cq3k

q

1.135 1 0.4 235.5 7.219 1.135 1 0.4 7.875 138.961 1268.655KN m

计算人群荷载的跨中弯矩：

人群荷载集度： Por 3 1.5 4.5KN

M

Q2k,

14

mcr2 Por 0.4 4.5 138.961 250.130KN m

7. 1/4跨剪力的计算 1/4跨剪力影响线如下图：

公路-II级Q1/4影响线

4.5KN/m

人群荷载

Q1/4影响线

13l13 38.5

0.75 0.75 28.875m2

2422

对于1＃和5#梁

计算公路—Ⅱ级汽车活载的1/4跨剪力：

QQ1k,0 (1 ) mcq1 Pk yk (1 ) mcq1 qk

1.135 1 0.66 282.6 0.75 1.135 1 0.66 7.875 28.875 329.110KN

计算人群荷载的跨中剪力：

Q

Q2k,

l2

mcr1 Por 0.7 4.5 28.875 90.956KN

对于2＃和4#梁

计算公路—Ⅱ级汽车活载的1/4跨剪力：

QQ1k,0 (1 ) mcq2 Pk yk (1 ) mcq2 qk

1.135 1 0.53 282.6 0.75 1.135 1 0.53 7.875 28.875 264.286KN

计算人群荷载的跨中剪力：

Q

Q2k,

l

2

mcr2 Por 0.45 4.5 28.875 58.472KN

对于3#梁

计算公路—Ⅰ级汽车活载的跨中剪力：

QQ1k,0 (1 ) mcq3 Pk yk (1 ) mcq3 qk

1.135 1 0.4 282.6 0.75 1.135 1 0.4 7.875 28.875 199.460KN

计算人群荷载的跨中剪力：

Q

Q2k,

l2

mcr3 Por 0.4 4.5 28.875 51.975KN

8. 荷载组合

osud o( GisGik Q1sq1k c QjsQJK)其中 Gi 1.2， Q1 1.4，

i 1

j 2

nn

Qj 1.4， o 1.0， c 0.8

跨中弯矩组合：

跨中剪力组合：

支点剪力组合：

1/4跨弯矩组合：

1/4跨剪力组合：

三、 行车道板计算

[1][2][3][4][5]

由于主梁是用现浇混凝土的，其有很大的刚度，所以按刚接的单向板进行行车道板的计算

1.恒载内力的计算

（1） 计算每延米板的恒载g

沥青混凝土面层： g1 0.05 1.0 21 1.05KN/m C25混凝土垫层： g2 0.1 1.0 23 2.3KN/m T梁翼板自重： g3

0.15 0.25

1.0 25 5KN/m 2

3

合计： g g1 g2 g3 8.35KN/mKN/m

i 1

（2）计算每延米板条的恒载内力 弯矩： Mog

1212 0.22gl0 8.35 () 3.382KN m 222

剪力： Qog gl 9.35 0.9 7.515KN

2.活载内力的计算

根据轴距及轴重，应以重轴为主，取两后轴2 P＝280kN计算。轮载分布：车轮着地尺寸a2 b2 0.2 0.6m，经铺装层按45 角扩散后，在板顶的分布尺寸：

a1 a2 2H 0.2 2 0.15 0.5m b1 b2 2H 0.6 2 0.15 0.9m

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/x7c4.html