1、 I 河南城建学院 桥梁工程 课程设计说明书 课 程 名 称 : 桥梁工程 题 目 : 桥梁工程课程设计 专 业 : 土木工程 学 生 姓 名 : 袁延召 学 号 : 011409443 指 导 教 师 : 史乐军 开 始 时 间 : 2012 年 6 月 3 日 完 成 时 间 : 2012 年 6 月 5 日 课程设计成绩： 学习态度及平时成绩（ 30） 技术水平与实际能力（ 20） 创新（ 5） 说明书撰写质量（ 45） 总 分（ 100） 等级 指导教师签名： 年 月 日2 目录 一 基本设计资料 . 3 二 主梁的计算 . 3 1 主梁何在横向分布系数计算 . 3 1.1 跨中 荷载
2、 横向分布系数 . 4 1.2 根据最不利荷载位置分别布载 . 5 2 梁端剪力横向分布系数计算（杠杆原理法） . 6 2.1 端部剪力横向分布系数计算图示如下 . 6 2.2 作用效应计算 . 7 三 横隔梁内力计算 .13 1 确定作用在跨中横隔梁上的可变作用 .13 2 跨中横梁的作用效应影响线计算 .14 四 行车道板的计算 .15 1 永久荷载效应计算 .15 2 可变荷载效应 .15 3 作用效应基本组合 .16 五 设计小结 .16 六 参考资料 .16 3 钢筋混凝土简支 T 形梁桥设计 任务书 一、基本设计资料 跨度和桥面宽度 标准跨径： 18.7m（桥墩中心距离） 计算跨径
3、： 18.2m 主梁全长： 18.66m 桥面宽度（桥面净空） :净 7.0m（行车道） +2X1.5m（人行道） 技术标准 设计荷载：公路 I 级，人行道和栏杆自重线密度按照单侧 6KN/m 计算，人群荷载为 3 .45KN/m2 环境标准： I类环境 设计安全等级：二级 桥面铺装： 5cm 沥青混凝土（ 23KN/m3）， 6cm 厚水泥混凝土（ 24 KN/m3），主梁混凝土 25 KN/m3 构造形式及截面尺寸（如下图） 4 如图所示，全桥共由五片 T形梁组成，单片 T 形梁高为 1.10m，宽 2.0m，桥上横坡为双向 2%，坡度由 C30 混凝土桥面铺装控制；设有 5 根横梁。 二
4、、主梁的计算 1 主梁荷载横向分布系数计算 1.1 跨中荷载横向分布系数 如前所述，桥跨内设有五道横隔梁，具有可靠的横向联系，且承重结构的宽跨比为： B/L=12/18.2=0.66,故可以按修正的刚性横梁法来绘制横向影响线和计算横向分布系数 mc 。 （ 1）计算主梁的抗弯及抗扭惯性矩 I 和 TI 1)求主梁截面的重兴位置 x 翼缘板厚度按平均厚度计算，其平均板厚为 h = 12(12+30) = 16() 则， =(200 18)16162 + 100181002(200 18)16+10016 = 25.11 2)抗弯惯性矩为 233 13111 2 2 1 2 44214021 8
5、0 1 8 1 3 1 8 0 1 8 1 3 4 1 .0 9 1 8 1 4 0 87716071 8 1 4 0 4 1 .0 9I c m c m I = 112(20018)163 +(20018)16 (25.11162 )2+ 112181003 +18 100(1002 25.11)2= 3.53106(4) 对于 T形梁截面，抗扭惯性矩可近似按下式计算 : 31MT i i iiI cbt式中， iibt、 单个矩形截面的宽度和高度 ic 矩形截面抗扭刚度系数 m 梁截面划分为单个矩形截面的个数 TI 计算过程及结果如下 。 I = 132.00.163 +0.3014(1.
6、0 0.16)0.183 = 4.2103(4) 5 计算抗扭修正系数 ，主梁的间距相同，将主梁近似看成等截面，则得 221211Gl ITiiE a Iiii 式中， 25=1= 42 + 22 +02 +22 +42 = 40(2) 代入上式，计算得 ： = 0.51 按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值 i5 21a1ij n=+iiea 式中，； 25=1= 42 + 22 +02 +22 +42 = 40(2) ij 表示单位荷载 P=1 作用于 j 号梁轴上时， i 号梁轴上所受的作用。计算所得的ij 列于下表内。 梁号 1i 2i 3i 4i 1 0.378 0.286 0.
7、22 0.128 2 0.252 0.251 0.250 0.245 3 0.2 0.2 0.2 0.2 计算荷载横向分布系数；绘制横向分布影响线图，然后求横向分布系数。 1.2 根据最不利荷载位置分别进行布载。 布载时，汽车荷载距离人行道边缘距离不小于 0.5m，人群荷载取为 3.45KN/m2，栏杆及人行道板每延米重取为 6.0KN/m，人行道板重以横向分布系数的方式分配到各主梁上。 6 各梁的横向分布系数 ： 汽车荷载 汽 1 =12 (0.378+ 0.286+0.220+ 0.128)= 0.718； 汽 2 =12 (0.252+ 0.251+0.250+ 0.2495)= 0.3
8、75； 汽 3 = 0.4 人群荷载： 1 人 = 0.455； 2 人 = 0.685； 3 人 = 0.2 2. 梁端剪力横向分布系数计算（杠杆原理法） 2.1 端部剪力横向分布系数计算图示如下： - - -号梁号梁号梁横向分布系数计算图示7 汽车荷载： 1 汽 =12 0.75 = 0.375； 2 汽 =12 1 = 0.5 人群荷载 ： 1 人 = 0.1375； 2 汽 = 0 2.2 作用效应计算 1永久作用效应：假定桥面构造各部分重力平均分配给各主梁承担，则各梁的永久荷载汇总结果见下表： 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
9、 1（ 5） 13.03 1.25 1.4 9.309 24.99 8 2（ 4） 13.03 2.5 1.4 9.309 26.24 永久作用效应计算表 2 可变作用效应 （ 1）汽车荷载冲击系数计算：结构的冲击系数 u 与结构的基频 f 有关，故应先计算结构的基频，简支梁桥的基频简化计算公式为 f = 22 = 2.95(z) 由于 1.5 14zzH f H ，故可由下式计算汽车荷载的冲击系数： u = 0.1767ln2.950.0157= 0.175 1+u=1.18 （ 2）公路 -I 级均布荷载 kq 、集中荷载 kP 及其影响线面积计算见下表， 10.5 /kq kN m 计算
10、 时， P = 210 。 公路 -I 级车道荷载及其影响线面积计算表 项目 顶点位置 /k mkqN /kkPN 1/2M 1/2l 处 10.5 210 1/4M 1/4l 处 10.5 210 0V 支点处 10.5 210 1/2V 1/2l 处 10.5 210 可变作用（人群）（每延米） q人 =3.45KNm （ 3）可变作用弯矩效应计算 弯矩计算公式为 M1,/2 = (1+ ) +(1+ ) 主梁 g/kn m2 L/m M/(kn m) Q/KN M中 （ kn m） (14)（ kn/m） Q0/kn Q1/4/KN 1（ 5） 24.99 18.2 2069.4 310
11、4.13 2274.09 113.71 2（ 4） 26.24 18.2 2173.0 3259.40 2387.78 119.39 9 其中，由于只能布置两车道，故横向折减系数 =1.0. 计算跨中和 1/4l 处弯矩时 ,可近似认为横向分布系数沿跨长方向均匀变化，故各主梁 值沿跨长方向相同。 公路 -I 级车道荷载产生的弯矩计算表 梁号 内力 1u /kq kN m /kP kN ky M kN m 1 1/2M 0.718 1.18 10.5 210 4.55 997.42 1/4M 0.455 3.42 638.17 2 1/2M 0.4823 4.55 616.83 1/4M 0.6
12、85 3.42 527.4 3 1/2M 0.4 4.55 307.97 1/4M 0.4 3.42 307.97 人群荷载产生的弯矩 梁号 内力 /q kN m人 M kN m 1 1/2M 0.455 3.45 65.00 1/4M 0.255 14.161 2 1/2M 0.685 97.85 1/4M 0.482 21.32 3 1/2M 0.4 12.45 1/4M 0.4 12.45 永久作用设计值与可变作用设计值的分项系数为： 永久荷载作用分项系数 ： 1.2Gi 汽车荷载作用分项系数： 1 1.4Q 10 人群荷载作用分项系数： 1.4Qj 基本组合公式为 0 0 1 112m
13、nud G i G ik Q Q k c Q j Q jkijS S S S 式中 0 -桥梁结构重要性系数，取 1.0； c -在作用效应组合中除汽车荷载应（含冲击力、离心力）的其他可变作用效应的组合系数，人群荷载的组合系数取为 0.8. 弯矩基本组合计算表 梁号 内力 永久荷载 汽车荷载 人群荷载 弯矩基本组合值 弯矩短期组合值 弯矩长期组合值 1 1/2M 2069.40 997.42 65.00 3556.79 2813.09 2494.37 1/4M 3104.13 638.17 14.161 4017.39 3560.76 3365.06 2 1/2M 2173.00 616.83 97.85 3114.84 2702.63 2458.87 1/4M 3259.40 527.40 21.32 4027.608 3649.9 3643.5 （ 4） 可变作用的剪力效应计算 ：
