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1、桥梁工程课程设计 （供同学们参考）一设计资料1桥面净宽净-9+2 X 0.75m人行道2主梁跨径及全长标准跨径lb=16.00m （墩中心距离）计算跨径l=15.50m （支座中心距离）主梁全长 l全=15.96m （主梁预制长度）3设计荷载 汽车II级 人群荷载5.0kN/m2,4材料x钢 筋：主筋用II级钢筋，其他用I级钢筋。混凝土 ： 25号5桥面铺装：沥青表面处治厚2cm（重力密度为23KN/mi）, C25昆凝土垫层厚9cm （重力密度为24KN/mi）, C30磔的重力密度为25KN/mi。6 T梁简图如下：纵剖面A=10cm B=14cm C=18cm设计步骤与方法1、 行车道板
2、计算(1)结构自重及其内力1 )每延米板上的结构自重 g沥青表面处治0.02 1.0 23 0.46kN/mC25混凝土垫层0.09 1.0 24 2.16kN/mT梁翼板S0.1 0.14 1.0 25 3kN/m2合计5.622)每米宽板条的恒载内力1212Mmin,g-gl(2- 5.62 1.022.81kN mQAggl0 5.62 1.05.62kN(2)汽车车辆荷载产生的内力将车辆荷载后轮作用于镀缝轴线上，后轴作用力为 140kN,轮压分布宽度如图，车辆荷载后轮着地长度为a20.20m ,宽度b2 0.60m则a1a22H 0.2 20.110.42mb1b22H 0.6 20.
3、110.82m荷载对于悬臂梁根部的有效分布宽度：aa1d 2l0 0.421.42.0 3.82m1.3由于这是汽车荷载局部加载在 T梁的翼缘板上，故冲击系数取1作用于每米宽板条上的弯矩为M min, p 1P . bil 0 一4a 41.31404 3.620.90.828.74kN m作用于每米宽板条上的剪力为:Qap(1(3)内力组合、p140 2)一 1.3 25.14kN4a4 3.621)承载能力极限状态内力组合计算MU 1.2M Ag 1.4M Ac 1.2 ( 2.28) 1.4 ( 8.74)14.92kN mQud1.2QAg1.4QAg1.2 5.06 1.4 25.1
4、4 41.27kN所以，行车道板的设计内力为Mud 14.92kN mQud 41.27kN主梁0.1 0.14g10.19 1.3- 1.8 0.1925 11kN/m横隔梁对于边主梁0.1 0.141.8 0.190.15 0.1625g21 5 22219.500.9kN / m对于中主梁g22 0.9 1.8kN /m桥面铺装层0.06 0.12/g30.02 8 23 7 24,5 4.19kN /m栏杆和人行道g 4 5 2/5 2kN / m合计对于边主梁ggi 11 0.9 4.19 2 18.09kN/m对于中主g 11 1.8 4.319 172 18.99kN /m梁2)
5、正常使用极限状态内力组合计算Mud MAg 07MAe( 2.28) 0.7 ( 8.74)8.40kN mQud QAg 0.7QAg5.06 0.7 25.14 22.66kN2、 主梁内力计算gl x gx .M xxgxl x1)利用公式 计算活载（车道荷载）和人群荷载引起截面内力（跨中弯矩、支点剪力和跨中剪 力）。22Qx g gx 9 l 2x22表（1）表（2）剪力Q (kN)弯矩 M (kN - mj)x 0-18.09Q 19.50 176.42(185.2 )M=O(0)1 x4Q 18-09 (19.5 ) 132.3 24(138.9)一 18.0919.5 “ 广 1
6、9.5M 19.5 244644.9(676.96)1 x2Q 0(0)12M - 18.09 19.52859.98(902.6)7 / 17nonJ J:_1号梁对于汽车荷载mop- 1 L810.472221.80.375 0.4 1.8 对于人群何载morr 1.431.8L 1130UUX 1：2号梁对于汽车柿裁mopq10.1 1.7 0.40.611221.8对于人群柿鼓mOrr 0（由于是出现负的，取零，出于安全考虑）3对于汽车猫裁m0Pq110.50.6392221.8号梁对于人群荷载morr 0支点剪力1 5梁-1Q019.5 1 18.09 176.38kN22 3 4梁
7、-1Q01 19.5 1 18.99 185.15kN2注：括号（）内值为中主梁内力。2.2计算荷载横向分布系数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1_19.5B 5 1.82.17 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cq面均相等，梁数n=5,梁间距为2米。5222222aia1 a2 a3 a4 a5i 1_2_2_ 2_2(2 1.8)1.80 ( 1.8)( 2 1.8)2T9 / 17.130.11号梁112a1n2aii 1_ 21 (2 1.8)0.60532.4115naa5n2aii 10.2
8、0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19 / 17mcq1”(5.3 3.5 2.2 0.4)0.6335.4对于人群荷载mcr11Xr X060(5.4 0.4 0.375) 0.6865.42号梁21aa2n 2aii 1%80.432.42521、a2 a5n 2aii 1%032.425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mcq20 4匕(5.3 3.5 2.2 0.4) 0.4225.4对于人群荷载mcr221xXr0 4,04(5.4 0.4 0.375) 0.4575.43号梁31aa3n2aii 10.23531、a3
9、a5n 2aii 10.235绘制3#梁的横向影响线，如上图及最不利荷载位置对于汽车荷载mcq311 (0.2 4) 0.42对于人群荷载mcr30.20.2 0.4横向分布系数梁号荷载位置公路-II级人群福栽1跨中mc0.6330.686支点mo0.4721.4312跨中mc0.5170.443支点mo0.61103跨中mc0.40.4支点mo0.63902.2.2计算控制截面的跨中弯矩、支点剪力和跨中剪力1 .均布荷载和内力影响线面积计算均布荷载和内力影响线面积计算表公路-II级人群影响线回积影响线图式M 1/210.5 0.757.8753.0 0.752.251128247.53m2Q
10、1/27.8752.252.438mQ07.8752.259.75m2 .公路-II级中集中荷载Pk计算计算弯矩效应时 Pk 0.75 180 360180 19.5 5178.5kN50 5计算剪力效应时 Pk 1.2 178.5 214.2kN3 .计算冲击系数结构跨中处的单位长度量:0.1 0.192A 0.19 1.3 (1.8 0.19)-0.44m22G 0.44 25 mc-9.811.12kg /m主梁截面形心到T梁上缘的距离:0.11 (1.8 0.19) (0.11/2) 1.3 0.19 (1.3/2)0 4m0.11 (1.80.19) 1.30.19跨中截面惯性矩:I
11、c(1.8 0.19) 0.113120.19 1.33 0.19 1.312(1.8 0.19)(123 0.4)20.11 (0.4 岩)20.07148m4查表C25混凝土 E取2.8 1010Paf 2 2l:EI c 3.14：2.8 1010 0.0711485 51Hzmc2 19.521120.0.1767 ln f 0.0157 0.286则冲击系数11.286因双车道不折减，故11 .跨中弯矩Ml/2计算、5#梁由于跨中弯矩横向分布系数1#、5#梁最大，所以只需计算1# 的弯矩，计算如下：(1)对于1#梁公路一n级汽车活载的跨中弯矩：S 汽 Ml/2(1) mcqi(qKP
12、Ky)1951.286 10.633(7.87547.53178.5)41013.06kN m人群荷载的跨中弯矩：S人M l/2 mcr1 qr0.686 3 47.53 97.82kN m(2)对于2#和4#梁公路一n级汽车活载的跨中弯矩：S 汽 Ml/2(1) mcq2(qKPKy)19.51.286 10.517(7.87547.53178.5)4827.41kN m人群荷载的跨中弯矩：S人Ml/2 mcr2 qr0.443 3 47.53 63.17kN m(3)对于3#梁公路一n级汽车活载的跨中弯矩：S汽Ml/2(1) mcq3 (qKPKy)1951.286 1 0.4 (7.87
13、5 47.53 178.5 )640.16kN m人群荷载的跨中弯矩：S人Ml/2mcr3 qr 0.4 3 47.53 57.04kN m2 .跨中剪力Ql/2计算(1)对于1 #和5#梁公路一n级汽车活载的跨中剪力：% Ql/2(1) mcq1 (qKPKy)1.286 1 0.633 (7.875 2.438 214.2 0.5) 102.81kN人群荷载的跨中剪力:S人Qi/2mcri qr 0.686 3 2.438 5.02kN(2)对于2#和4#梁公路一n级汽车活载的跨中剪力：S汽Q1/2 (1) mcq2 (qKPKy)1.286 1 0.517 (7.875 2.438 21
14、4.2 0.5) 83.93kN人群荷载的跨中剪力：S人Ql/2 mcr2 qr 0.443 3 2.438 3.24kN(3)对于3#梁公路一n级汽车活载的跨中剪力：S汽Ql/2 (1) mcq3 (qKPKy)1.286 1 0.4 (7.875 2.438 214.2 0.5) 64.97kN人群荷载的跨中剪力：S人Mi/2 mcr3 qr 0.4 3 2.438 2.93kN3.支点剪力Q0计算横向分布系数变化区段的长度a 195 4.85 4.9m 2附加二角形重心影响线坐标：y 119.54.9 /19.5 0.9163(1)对于1 #和5#梁公路一n级汽车活载的支点剪力： a ，
15、、一 rQ0 均(1)qKmcq1-(m0q1 mcq1 )y491.286 1 7.875 0.633 9.75 (0.472 0.633) 0.91658.71kNQ0 集 (1) m0q1PKy 1.286 1 0.472 214.2 1 130.02kNQ0 Q0 均 Q0 集 58.71 130.02 188.73kN人群荷载的支点剪力：a，、一Q0r mcri qr 万1m内N490.686 3 9.75 (1.431 0.686) 3 0.91625.08kN(2)对于2#和4#梁公路一n级汽车活载的支点剪力： a一Q0 均(1)qKmcq2-(m0q2mcq2)y4.91.28
16、6 1 7.875 0.517 9.75 (0.611 0.517) 0.91653.19kNQ0集 (1) m0q2 Pk y 1.283 1 0.611 214.2 1 167.91kNQ0 Q0 均 Q0 集53.19 167.91 221.1kN人群荷载的支点剪力： a，、 一Qr mcr2 qr万(mbr 2 2 N4 90.443 3 9.75 (0 0.443) 3 0.91629.98kN(3)对于3#梁公路一n级汽车活载的支点剪力：a .Q。均(1)qKmcq3- (m0q3 mcq3)y491.286 1 7.875 0.4 9.75 (0.611 0.4) 0.91624
17、4.29kNQ0集(1)m0q3PK y 1.2831 0.639214.2 1 175.61kNQ0Q0 均Q0 集 44.29 175.61219.90kN人群荷载的支点剪力： a ，、Qrmcr3 qr2 (mr3 mMr N490.4 3 9.752(0 0.4) 3 0.9169.01kN2.4 荷载组合mm0 sud 0 ( Gi SGikQ1sQ1kc Qj SQjk )i 1j 2其中 r1.2, rQi1.4,61.4,r。1.0, c 0.8跨中弯矩组合梁洋恒载(KN m活载（kn m）组合值（KN- m汽车人群1、5748.621013.0697.822394.92、47
18、83.79827.463.172149.43783.79640.1657.041898.6跨中剪力组合梁洋，叵载（KN活载（KNJ）组合值（KN汽车人群1、50102.815.02149.22、4083.933.241213064.972.9394支点剪力组合梁洋，叵载（KN活载（KNJ）组合值（KN汽车人群1、5153.56188.7325.08476.22、4160.78221.19.98513.53160.78219.909.01510.84横隔梁的计算4.1 确定作用在中横隔梁的计算荷载:丁 11V II:Il-f9UijII纵向一列车轮对于中横隔梁的计算荷载为:计算弯矩时178.5
19、1)108.35kN1 11Poq (qkPky)(7.875 4.85 2 12 221Porqr 2.25 4.85 2 10.91kN2计算剪力时11Po(7.8754.85 2 1 1.2 178.5 1) 126.2kNq 224.2 绘制中恒隔梁的内力影响线P=1作用在1 #梁时：r1M 11 1.5d21 0.5d 1 1.5d0.6 1.5 1.8 0.4 0.5 1.8 1 1.5 1.80.72P=1作用在5#梁时：15 1.5d25 0.5d0.2 1.5 1.8 00.54P=1 作用在 3梁时：Mr3 13 1.5d23 0.5d0.2 1.5 1.8 0.2 0.5
20、 1.80.721#主梁处右截面Qi右剪力影响线：P=1 作用于 1梁截面的右边时右右Q1R1即 1i 1i 0.6P=1 作用于 1梁截面的左边时qJRi 1 即 J ii 10.4弯矩的计算公路 -II 级：M2 3 (1) Poq1.24 108.35 (1.036 0.404) 193.47kN m人群荷载M2 3Por10.91 ( 1.223)13.34kN m剪力的计算：右Q1(1) Poq1.24 126.2 (0.59 0.39 0.24 0.04) 197.17kN人群荷载：右Q1 右Por10.91 ( 0.37)4.037kN m4.3 内力组合(鉴于横隔梁的结构自重内
21、力甚小，计算中可略去不计)M 1.4 193.47 0.8 1.4( 13.34) 255.92kN mQ 1.4 197.17 0.8 1.4 ( 4.037) 271.52kN4主梁变形验算跨中截面主梁结构自重产生的最大弯矩 MGK 748.62kN m ,汽车产生的最 大弯矩（不及冲击系数）为787.76kN m ,人群产生的最大弯矩为97.82kN m, 主梁开裂构件等效截面的抗弯刚度 B 1.750 109 N m24.1 验算主梁的变形可变荷载频遇值产生的跨中长期挠度:5(Ms Mgk)L25 (0.7 787.76 97.82) 103 19.52.48B48 1.75 109L 1950 0.0147m 1.47cm3.25cm6006004.2 预拱度计算5MsL21.648B1.65 (748.62 0.7 787.76 97.82) 103 19.521Z-948 1.75 1090.0316m 3.16cmL1600195016001.22cm应设计预拱度1 25(M GK - M 可变)Lf 1.6 248B_32(c 5 748.62 (0.7 787.76 97.82)/2 1019.5”1.6 - 2.38cm48 1.75 109应做成平顺曲线232.4m2