1、桥 梁 工 程 课 程 设 计土木工程专业本科（四年制）适用指导教师： 李小山 班 级： 10 土木一班 学生姓名： 董帅 设计时间： 2013.5.20 浙江理工大学建筑工程学院土木系土 木 工 程 专 业桥梁工程课程设计任务书浙江理工大学建筑工程学院土木系 2013 年 4 月一、设计题目：钢筋混凝土简支 T 型梁桥设计二、设计资料：1. 桥面宽度：净 mm25.0.1272. 设计荷载：公路I 级3. 桥面铺装：4cm 厚沥青混凝土（ ） ，6cm 厚水泥混凝土（3/KN） ，主梁混凝土为3/24KN3/44. 主梁跨径及全长：标准跨径： ，计算跨径 ，净跨lb0.25ml96.24ml
2、60.05. 结构尺寸图，根据钢筋混凝土简支 T 型梁桥的构造要求设计，也可参照下图选用：桥梁横断面布置图桥梁纵断面布置1.5%4c凝凝单位：cm610 610三、设计依据：1 JTGD60-2004 公路桥涵设计通用规范S2 JTGD62-2004 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范S3 邵旭东桥梁工程M第二版.北京：人民交通出版社，2007四、设计内容：主梁、横隔梁和行车道板的内力计算五、设计成果要求：设计计算书。设计计算说明书制作成 Word 文档或手写。整个说明书应满足计算过程完整、计算步骤清楚、文字简明、符号规范的要求。封面、任务书和计算说明书用 A4 纸张打印，按封面、任务书
3、、计算说明书的顺序一起装订成册，交指导老师评阅。六、提交时间：第 14 周周五前提交，过期不候。设计计算书基本设计资料1. 桥面宽度：净 mm25.0.1272. 设计荷载：公路I 级3. 桥面铺装：4cm 厚沥青混凝土（ ） ，6cm 厚水泥混凝土3/kN（ ） ， 3/k24N主梁混凝土为 34. 主梁跨径及全长：标准跨径： ，计算跨径 ，净跨 lb0.25ml96.24ml60.2405. 主梁截面尺寸：拟定采用的梁高为 1.7m，腹板宽 18cm。主梁间距：2.1m,主梁肋宽度：18cm。结构尺寸如图行车道板计算结构自重及其内力每延米板上的结构自重沥青表面处治 1g0.041.023=
4、0.92KN/mC25 混凝土垫层 20.061.024=1.44KN/mT 梁翼板自重 3g（0.17+0.09）/21.024=3.12KN/m每米宽板条恒载内力 mkN53.2-96.048521-021min, glM.QAg1）汽车车辆荷载计算图示车辆后轮着地宽度为 =0.20m，宽度为 =0.60m2a2b=0.2+20.1=0.4mHa21=0.6+20.1=0.8mb荷载对于悬臂根部的有效分布宽度：=0.4+1.4+20.96=3.72m012lda由于这是汽车荷载局部加载在 T 梁的翼板上，故冲击系数取.3作用于每米宽板条上的弯矩为：合计 g = 5.48KN/mmkN59.
5、18-4.09672.341.-)(4)1(10min, ）（blaPMp作用于每米宽板条上的剪力为： 46.27.3)(aPQAp内力组合承载能力极限状态内力组合计算：基本组合mkN57.29-.18-4.53.2-.14.2.1 ）（）（AcAgudM06pQ所以行车道板的设计内力为： m-29.57KNud 4.57KudQ正常使用极限状态内力组合计算：短期效应组合k80.15-96.-7.0532-7.0 ）（AcAgsdMN3246.psQ主梁内力计算计算结构自重集度如下表所示：主梁 =0.181.70+(0.09+0.17)/2(2.10-0.18)24=13.33KN/m1g对于
6、边主梁 =1.4-(0.09+0.17)/2(2.10-0.18)/20.18524/24.96=0.972KN/m横隔梁对于中主梁 =20.97=1.94KN/m12g桥面铺装层 =0.04723+0.06724/5=3.30KN/m3栏杆和人行道 =52/5=2.00KN/m4g合计对于边主梁 =13.33+0.97+3.30+2.00=19.6KN/mi边主梁自重产生的内力注：括号（ ）内值为中主梁内力荷载位于支点处时，1、2、3 号粱的横向分布系数对于中主梁 =13.33+1.94+3.30+2.00=20.57KN/mg截面位置 X内力 剪力 Q(KN) 弯矩 M( KNm )X=0
7、 Q=19.60/224.96=244.61 (256.71) M=0 (0)X= 4lQ=19.6/2(24.96-224.96/4)=122.30 (128.36) M=19.624.96/8(24.96-24.96/4)=1177.47 (1234.13) X= lQ=0 (0) M=19.624.96/4（24.96-24.96/2）=1526.35 (1601.89)求得 1,2,3 号梁荷载横向分布系数为：1 号梁： ， ；2.04.0qm19.0rm2 号梁： 57.3 号梁： 80q荷载位于跨中时荷载横向分布系数 和cqmcr且设有刚度强大的横隔粱，故可按偏心压力法计238.1
8、596.24Bl算求荷载横向分布影响线竖标本桥各根主梁的横截面均相等，梁数 n=5，梁间距为 2.10m，有 222225423215 m1.4.-1.-0.1. ）（）（）（aai1、2、3 号梁在两个边主梁除横向影响线的竖标值6.042.1nia 2.0-4.1525 ian51221in .-51225i.0512331ia .0512335ian绘出荷载横向分布影响线，并按最不利位置布置，如下图所示1)2)3)a)0.6480.3149-0.20.190.430.257190.10.20.20.2公 路 级公 路 级 r q3 公 路 - 级 q3 q3 3计算荷载横向分布系数 cm1
9、 号梁：0.5.19)0314(0.861/2qcqm.55/.rc2 号梁： 0.453.1)0.95.27(0.341/2qcqm= =0.403cr3 号梁： 0.4/2.qcq 0.2rcm均布荷载和内力影响线面积计算公路 级中集中荷载 计算kP计算弯矩效应时： 259.84KN-4.65-0/18-360）（）（）（k计算剪力效应时： .KN259.4.计算冲击系数 G=0.555624=13.334 KN/m 20.56Am4m0.1cI2/39.1/sKNgGc C25 混凝土 E 取 1082,cmIlf2 Hz97.210359.4.8296.433f1705.ln176.0
10、f1+=1.177截面类型公路 级均布荷载（KN/m）人群 ）（ KN/m影响线面积（ 或 m）2影响线图示2lM10.5 4.5132227.8m/4.96=/8l2lQ10.5 4.5 3.1250.21010.5 4.5 1.48m.96/跨中弯矩 、跨中剪力 计算：2lM2lQ因双车道不折减，故 =1，各数据见表截面 梁号 荷载类型或kq(KNr/m)（KkPN）1+ cm或 y iS77.88 485.55公路 级10.5 259.84 1.177 0.5056.24 914.611400.16人群 4.5 0.605 77.88 212.0377.88 435.56公路 级10.5
11、 259.84 1.177 0.4536.24 864.501300.06人群 4.5 0.403 77.88 140.8877.88 384.59公路 级10.5 259.84 1.177 0.46.24 763.361147.952lM人群 4.5 0.2 77.88 70.093.12 19.47公路 级10.5 311.81 1.177 0.5050.5 92.67112.64人群 4.5 0.605 3.12 8.493.12 17.46公路 级10.5 311.81 1.177 0.4530.5 83.13100.59人群 4.5 0.402 3.12 5.643.12 15.42
12、公路 级10.5 311.81 1.177 0.40.5 73.488.822lQ人群 4.5 0.2 3.12 2.808计算支点截面汽车荷载最大剪力绘制荷载横向分布系数沿桥纵向的变化图形和支点剪力影响线如下图所示： y=0.91531.8kN10.5kN/m1号 梁2号 梁m0 =.2150.5mc=0.57 0.453c=a/3 Q0影 响 线横向分布系数变化区段的长度：m 变化区荷载重心处的内力影响线坐标为1 号梁： =1（24.96-6.38/3 ）/24.96=0.915y2 号梁： =0.9153 号梁： =0.915y1 号梁： )(2q00 ymaQcck）（均=1.1771
13、10.50.50512.48+6.38(0.2-0.505)0.915/2=66.89KNkN25.371.038.21.7)1(0 ikiyP集则，公路 级作用下，1 号梁支点的最大剪力为：= =66.89+73.25=140.14KN0Q集均 0同理得 2、3 号梁 分别为 260.57KN、347.29KN0Q计算支点截面人群荷载最大剪力yqmaqQrcrcor )(201 号梁： yrcrcor )(0=0.6054.512.48+6.38/2(1.19-0.605)4.50.915=41.66KN2 号梁： =22.37KNorQ3 号梁： =12.64KNr主梁内力组合1 号梁：弯
14、矩 M（kNm） 剪力 Q（kN）荷载类别跨中 梁端 跨中结构自重 1526.36 244.61 0汽车荷载 1400.16 140.14 112.64人群荷载 212.03 41.66 8.49udS4029.33 536.39 167.202 号梁：弯矩 M（kNm） 剪力 Q（kN）荷载类别跨中 梁端 跨中结构自重 1526.36 244.61 0汽车荷载 1300.06 260.57 100.59人群荷载 140.88 22.37 5.64udS3809.50 683.38 147.143 号梁：弯矩 M（kNm） 剪力 Q（kN）荷载类别跨中 梁端 跨中结构自重 1526.36 24
15、4.61 0汽车荷载 1147.95 347.29 88.82人群荷载 70.09 12.64 2.808udS3517.26 793.89 127.49横隔梁内力计算确定作用在中横隔梁上的计算荷载对于跨中横隔梁的最不利荷载布置如下图： 10.5kN/m29841.0公 路 - 级纵向一列车轮对于中横隔梁的计算荷载为：计算弯矩时： kNyPqko 95.16)0.842590.1.650.1(2)(21 计算剪力时： oq 3.7).2650.(绘制中横隔梁的内力影响线：按偏心压力法可得 1、2 号梁的荷载横向分布影响线竖坐标值如下图所示：21070150150210210210.6.4.-0
16、.20.40.30.2Poq0.4860310.918-0.2公 路 - 级 R1横 向 分布 影 响 线R2横 向 分布 影 响 线Q1影 响 线右rr绘制剪力影响线对于 1 号主梁处截面的 影响线可计算如下：右1QP=1 作用在计算截面以右时， = ，即右 1Ri1右 iP=1 作用在计算截面以左时， = -1，即 -1右 i右 i绘成 影响线如上图所示。右1Q截面内力计算将求得的计算荷载 在相应的影响线上按最不利荷载位置加载，对于汽车荷载oqP并计入冲击影响力（1+ ） ，则得到下表所示结果：弯矩 32M= =1.1771161.95（0.032oqp)1(375+1.2075+0.733+0.089）=394.00KNm公路 级剪力 右1Q= =1.1771187.93（0.48右1oq)(6+0.314+0.190+0.019）=223.18KNm内力组合（鉴于横隔梁的结构自重内力甚小，计算中可略去不计）（1）承载能力极限状态内力组合基本组合=0+1.4394.00=551.60KNmrMmax,=0+1.4223.18=312.45KNm右 1.Q（2）正常使用极限状态内力组合短期效应组合=0+0.7394.00/1.177=234.32KNmrMmax,=0+0.7223.18/1.177=132.73KNm右 1.Q
