简支T形桥梁工程课程设计说明.docx

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1、简支T形桥梁工程课程设计说明 桥梁工程课程设计（本科） 专业道路桥梁与渡河工程班级15春 姓名王炜灵 学号9 理工大学网络教育学院 2022年12月 一、课程设计目的 本课程的任务和目的：学生通过本课程的设计练习，使学生掌握钢筋混凝土简支T梁设计计算的步骤和方法，学会对T梁进行结构自重力计算、汽车荷载和人群荷载力计算、作用效应组合；在汽车和人群荷载力计算时，学会用偏心受压法和杆杠原理法求解荷载横向分布系数。 二、课程设计题目 装配式钢筋混凝土简支T形梁桥设计 三、课程设计任务与指导书（附后） 四、课程设计成果要求 设计文本要求文图整洁，设计图表装订成册，所有图表格式应符合一般工程设计文件的格式

2、要求。 五、课程设计成绩评定 课程设计文本质量及平时成绩，采用五级制评定：优、良、中、及、不及。 装配式钢筋混凝土简支T形梁桥 课程设计任务与指导书 一、设计容 根据结构图所示的一孔标准跨径为L b=25m的T形梁的截面尺寸，要求对作用效应组合后的最不利的主梁（一根）进行下列设计与计算： 1、行车道板的力计算； 2、主梁力计算； 二、设计资料 1、桥面净宽：净-7（车行道）+21.0（人行道）+20.25（栏杆）。 2、设计荷载：公路-II级，人群3.5kN/m2。 4、 结构尺寸图： 主梁：标准跨径Lb=25m （墩中心距离）。 计算跨径L=24.50m （支座中心距离）。 预制长度L =2

3、4.95m （主梁预制长度） 。 横隔梁5根，肋宽15cm 。 桥梁纵向布置图（单位：cm ） 桥梁横断面图（单位：cm ） T 型梁尺寸图（单位：cm ） 三、知识点（计算容提示） 1、 行车道板计算 1） 采用铰接板计算恒载、活载在T 梁悬臂根部每延米最大力（M 和Q ）。 2） 确定行车道板正截面设计控制力。 2、 主梁肋设计计算 1） 结构重力引起力计算（跨中弯矩和支点剪力），剪力按直线变化，弯矩按二次抛物线变化。 2） 计算活载（车道荷载）和人群荷载引起截面力（跨中弯矩、支点剪力和跨中剪力）。 荷载横向分布系数计算：跨中m 0.5按偏心受压法计算， 支点m 0按杆杠原理法计算。 计算

4、跨中弯矩和支点剪力时荷载横向分布系数按桥规规定变化。 3） 计算控制截面的跨中弯矩、支点剪力和跨中剪力。 4） 对计算出的控制截面力进行荷载组合，并按桥规进行系数提高。 5） 根据组合后的力，取最大力（M 和Q ）作为设计力值。 3、 变形验算和预拱度设置。 结构的变形计算和验算，根据桥规规定设置预拱度。 设计方案： 一、主梁力计算 (一)、恒载力计算： 1、恒载集度计算： 主梁截面面积：（0.08+0.14）0.8/22+0.21.4=0.456 m 2 主梁自重：g 1边=g 1中=0.45625=11.4 KN/m 横隔梁折算荷载： kN/m 335.150.24251015.08.02

5、08.014.02.1g 中2=? ?+-= 7kN/m 66.050.2425515.08.0208.014.02.1g 2边=? ? ?+-= 桥面铺装：()kN/m 50.352525.308.012.021g 3=? ? ?+= 栏杆和人行道：kN/m 60.3592g 4=?= 合计：边主梁： kN/m 167.1960.350.3667.040.11g g g g g 432边1边边=+=+= 中主梁：kN/m 835.1960.350.3335.140.11 g g g g g 4321=+=+=中中中 2、恒载力计算结果如表3： (二)、活载力计算： 1、冲击系数： (1)主梁

6、的抗弯惯性矩： 行车道板的平均厚度为：11cm 2 14 8h =+= 截面重心位置：cm 11.4520 14011)20220(2 /140202202/1111)20220(d x =?+?-?+?-= 惯性矩： ()()4 2 32 3x cm 576.908706911.452140140202202022121111.4511202201120220121I =? ? ?-?+ ?+? ? -?-+?-?= 总抗弯惯性矩：44x 8cm 45435347.86cm 9087069.5755I I =?= (2)冲击系数： 3115.104102167.193835.19105 10

7、576.9087069101085.224.50m EI l 3 3864=?+?=- 60.612 f = ? 因为， 50.4 14Hz 时4 f = 所以， 1.451=+ 2、荷载横向分布系数计算： 按桥规规定，汽车荷载距人行道不小于0.5米，针对各主梁进行最不利位置布载，可计算出各主梁荷载横向分布系数。其中用杠杆法求支点截面的横向分布系数,用刚性横梁法求跨中截面的横向分布系数,本桥各根梁的横截面相同，梁数n=5，梁间距为1.8m 。（荷载布置所示） (1)计算1(5)号梁的荷载横向分布系数： 当荷载位于支点处时，由杠杆法得： 0.25=0.52 1 = 21=m q oq 1.125

8、m r or = 当荷载位于跨中时，由刚性横梁法得： 4.326.38.18.16.3a 2 2222i =-+-+=）（）（ 1#梁在两个边主梁处的横向影响线的竖标值为： 0.632.4 3.651a a n 12 2 i 2111=+=+= ()0.232.4 3.63.651a a a n 12i 7115-=-?+=?+= 按最不利的位置布载，其中，右侧人群荷载作用处荷载横向分布影响线竖标值为负，故不布置荷载。 0.4525=0.108)+0.197+(0.6 2 1 21m q cq = 0.66m r cr = (2)计算2（4）号梁的荷载横向分布系数 当荷载位于支点处时,由杠杆法

9、得: 5.012 121m q oq =?= 0m r or = 当荷载位于跨中时，由刚性横梁法得： 2#梁在两个边主梁处的横向影响线的竖标值为： 4.04.328.16.351a a a n 12i 1221=?+=?+= 04 .328.16.351a a a n 12i 7225=?-=?+= 按最不利的位置布载，其中，右侧人群荷载作用处荷载横向分布影响线竖标值 为负，故不布置荷载。 0.5=0.1)+0.2+0.3+(0.42 1 21m q cq ?= 0.428m r cr = 计算3号梁的横向分布系数 当荷载位于支点处时,由杠杆法得： 594.0188.0121 2 1m q o

10、q =+?= ）（ 0 m r or = 当荷载位于跨中时，由刚性横梁法得： 3#梁在两个边主梁处的横向影响线的竖标值为： 0.25 1 n 1=3531= 按最不利的位置布载，其中，右侧人群荷载作用处荷载横向分布影响线竖标值 为正，故两侧均布置荷载。 0.2=2)(0.2 2 1= 21 =m q cq 20.10.2m r cr =?= (三)、各主梁的荷载横向分布系数如表4： 荷载横向分布系数沿桥跨方向的变化按下述方法进行：跨中部分采用不变的跨中荷载横向分布 系数m c ，从第一根横隔梁起向支点荷载横向分布系数m o 过渡。在实际应用中，当求跨中，1/4截面处的弯矩和剪力时，一般为了简化

11、计算，均采用不变的m c ；在计算梁端支点剪力时，在主要荷载所在端需考虑荷载横向分布系数沿桥跨方向的变化，而离主要荷载较远一端，由于相应影响线的竖标值 显著减少，则可近似地取用不变的m c 来简化计算。 4、计算各活载作用下中主梁及边主梁支点,跨中及L/4处的剪力弯矩值 (1)中主梁及边主梁荷载横向分布系数，如表5： (2)计算中主梁控制截面力： 公路级车道荷载： 计算弯矩效应：10.5kN/m q , 222kN P K K = 计算弯矩效应：10.5kN/m q , 266.4kN 2221.2P K K =?= 人群荷载：3.5kN/m ； 双车道折减系数： 1.0=； 支点处：0M =

12、 ()()kN 2547.3255.241215.105.014.266594.092.021875.35.105.0594.0145.1y P m 1Q i i i =? ? ?+?+?-?=+= 跨中处： ()m 1556.994124.5424.52110.50.50.5424.5222.011.45y P m 1i i i ?=? ? ?+?=+= ()KN kN 8832.119Q 8832.1192125.24215.105.05.0214.266145.1y P m 1Q min i i i max -=? ? ? ?+?=+= ()()kN 074.892.02428.04 5 .242115.24212428.0y q m m 4l 21q m Q r c 0r cr =?-?+?=-?+= 跨中处： m kN 2268.644 5 .245.24212428.0 q m M r r ?=?= kN 622.22 5 .2421212428.0 q m Q r r max =?= 2.622kN Q min -= (3)计算边主梁控制截面力 车道荷载作用下边主梁力影响线，如图所示： 车道荷载作用下边主梁力影响线