梁工程课程设计-钢筋混凝土简支梁桥上部结构设计.docx

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1、梁工程课程设计-钢筋混凝土简支梁桥上部结构设计 梁工程课程设计-钢筋混凝土简支梁桥上部结构设计 一、设计资料 设计内容为钢筋混凝土简支梁桥上部结构设计，基本设计资料如下： =13m，结构选型与布置：上部结构为钢筋混凝土简支梁桥，标准跨径为L b 计算跨径为L=13-0.5=12.5m，预制梁长为Lc=12.96米；桥面净宽：净7m+20.75m，桥面横向坡度设置为1.5%，桥梁纵坡为0.3%,桥梁中心处桥面设计高程为2.00米；采用重力式桥墩和桥台。 设计荷载：公路级，环境类别类，设计安全等级二级。人群3.0KN/m2， =0.7510.5 N/m=7.875 每侧栏杆及人行道的重量按4.5

2、KN/m计。车道荷载 q k 0.7522.2 N/m166.5 N/m。 N/m，集中荷载 p k 材料确定：混凝土重力密度=26.0kN/m3，弹性模量EC=3.45104MPa；沥青混凝土重力密度=24.0kN/m3。混凝土简支T形梁及横梁采用C50混凝土。刚材采用R235钢筋、HRB335钢筋。 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2cm厚沥青混凝土和10cm厚C30混凝土作垫层的桥面铺装。 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。 设计

3、依据： 1、桥梁工程,邵旭东主编, 人民交通出版社； 2、梁桥（公路设计手册），2022，人民交通出版社； 3、中华人民共和国行业标准公路工程技术标准(JTG B01-2022)正式版.北京:人民交通出版社,2022； 4、中华人民共和国行业标准公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2022).北京:人民交通出版社,2022； 5、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 D62-2022)。 主要技术指标表 二、桥梁结构总体布置 主梁截面图（单位：mm） 纵断面图（单位：cm） 主梁横面图（单位：mm） 平面布置应当满足以下要求： （1）桥梁的线形及桥头引道要保

4、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，在通航河流上则不宜大于。 三、设计详情 1. 计算荷载横向分布系数 1.1. 当荷载位于支点处，利用杠杆原理法计算 横断面 对于1#梁： 1#梁 对于汽车荷载 oq111 m 0.8750.43822 q = =?= 对于人群荷载 1 1.422or r m = 对于2梁： 2梁 对于汽车荷载 21 m 1.00.52 oq q =?= 对于人群荷载 2or m =0 （由于是出现负的，取零，出于安全考虑） 对于3梁：

5、 3梁 对于汽车荷载 ()oq31 m 10.18750.593752 q =+= 对于人群荷载 30or m = 1.2. 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 L 15.5 1.93755 1.6 B =? 可按刚性横梁法绘制影响线并计算横向分布系数cq m ，本桥各根主梁的横向截面均相等，梁数n=5, 梁间距为1.6米。 ()()()5 222 2222221 2345i 1 1.62 1.60 1.6 1.6225.6a a a a a =+=?+-+-?= （1）求1梁横向影响线的竖标值： 1梁影响线 ()2 211152 1 2 1

6、.6110.6n 525.6 i i a a =?=+=+= 151552 1 10.20.40.2n i i a a a = -=-=- 可绘制出影响线的零点位置，设零点位置至1号梁距离为x 则 4 1.60.60.2X ?-X = 可得 4.8X = 设人行道缘石至1号梁轴线的距离?则 ()74 1.60.3 2 -?= = 1号梁的活载横向分布系数可计算 对于汽车荷载 ()()112341110.6 4.6 2.8 1.50.30.538222 4.8 cq q q q q q m = =+=?+-= 对于人群荷载 10.60.754.80.30.6844.82cr r m ? = ?+

7、= ? （2）求2梁横向影响线的竖标值： 2梁影响线 ()122152 1 2 1.6 1.6110.20.20.4n 525.6 i i a a a =?=+=+=+= ()2525521 2 1.6 1.6110n 525.6 i i a a a =?= -=-= 由21、25绘制2梁的横向影响线，如上图及最不利荷载位置 零点位置为5号梁处 4 1.6 6.4X =?= 对于汽车荷载： ()()2121234110.4 5.9 4.1 2.8 1.00.43125 22 6.4cq q q q q m =?X +X +X +X =?+=X 对于人群荷载 21 20.40.756.40.30

8、.4426.42cr r r m ? =X = ?+= ?X ? （3）求 3梁横向影响线的竖标值 3梁影响线 3110.25=、3510.25 = 对于汽车荷载 ()311 0.240.422 cq q m = =?= 对于人群荷载 30.20.20.4cr r m =+= 2. 主梁内力计算 2.1. 恒载集度 （1）主梁：m KN g /15.1026)18.06.1(214.008.03.118.01=?-? ?+?= （2）横隔梁 对于边主梁： m KN g /975.06.12265216.015.0218.06.1214.008.00.12=? ?+? ?-? ?+-= 对于中主

9、梁：m KN g g /95.12975.0223=?=?= （3）桥面铺装层： m KN g /948.35267)12.006.0(2124702.04=? ? ?+?+?= 每侧栏杆及人行道构件重量的永久作用设为4.5KN/m （4）栏杆和人行道：m KN g /8.15/25.45=?= 作用于边主梁的全部恒载强度： m KN g g i /873.16= 作用于中主梁的全部恒载强度： m KN g g i /848.17.= 2.2. 恒载内力的计算 边跨弯矩剪力影响线 1#及5#梁内力（边跨） 跨中弯矩 m KN g l l M l /551.329873.1645 .125.12

10、214212=? ?=?= 跨中剪力 2 0l V = 支点剪力 m KN Q /456.1055.12873.16121 0=?= 1/4跨处弯矩： m KN g l l M L /192.247873.1616 5.1235.1221163212 =?=?= 1/4跨处剪力： m KN Q /728.52873.1625.05.1241 21873.1675.05.1243214 1=?-?= 2#、3及4#梁内力（中间跨） 跨中弯矩 m KN g l l M l /180.348848.1745 .125.12214212 =? ?=?= 跨中剪力 2 0l V = 支点剪力 m KN

11、Q /55.1115.12848.17121 0=?= 1/4跨处弯矩： m KN g l l M L /166.261848.17165 .1235.1221163212 =? ?=?= 1/4跨处剪力： m KN Q /719.69 848.1725.05.124 1 21848.1775.05.1243214 1=?-?= 2.3. 活载内力 2.3.1. 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： m kg g G m c /714.10358 .91015.103 =?= = 主梁截面形心到T 梁上缘的距离： ()()13081411 181301581822241.380.414111581818130 y cm m +?+?-?= =?-+? 跨中截面惯性矩： ()()2 2 33811111301581811158181141.4181301813041.40.0660*c I m ?=?-?+-?-+?+?-=? ? ? 查表 E 取210/1045.3m KN ?