桥梁工程课程设计算例.docx
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1、桥梁工程课程设计算例 一、设计资料 某三跨简支梁桥桥面连续,采用桩柱式桥墩,U 形桥台 1 桥面净宽: 净142 1.50m +? 设计荷载: 公路I 级 人群2 3.0/kN m 2 跨径及梁长:标准跨径 m L b 30=(墩中心距离) 计算跨径29.50j L m =(支座中心距离) 主梁全长 29.96L m =(主梁预制长度) 3 材料: 主梁:混凝土40C ,容重3 26/kN m 桥面铺装:防水混凝土厚6.517cm :,容重3 25/kN m 二、桥梁尺寸拟定 1 主梁高度:h=1.80m 梁间距:采用9片主梁,间距1.8m 2 横隔梁:采用七片横隔梁,间距为4,85m 3 梁
2、肋:厚度为18cm 4 桥梁横断面及具体尺寸:(见下图) 防水混凝土(6.5-17cm) 主梁横剖面 支座中心线 II 主梁纵剖面 三、行车道板的计算 T 梁横截面如图3-1所示 图3-1 T 梁横截面图(尺寸单位:cm ) (一) 结构自重及其内力(按纵向1m 宽板条计算) 1、每延米板上的结构自重g 防水混凝土层: 10.0650.17 1.025 2.94/2 g kN m += ?= T 梁翼板自重: 20.120.22 1.026 4.42/2 g kN m += ?= 合计: 2.94 4.427.36/g g kN m = =+= 2、每延米宽板的恒载内力 22022 7.360
3、.81 2.41/22 Ag M gl kN m =- =-?=- 93.371.054.50=?=?=l g Q Ag (二)汽车车辆荷载产生的内力 1)有效宽度计算: 将车辆荷载后轮作用于铰缝轴线上(图3-1),后轴作用力为P=140KN ,轮压分布宽度如图3-2所示。车辆荷载后轮着地长度为20.20m a =,宽度为2b 0.60m =由公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2022)查得,则 122H 0.2022.11750.435m a a =+=+?= 12b b 2H 0.6020.11750.835m =+=+?= 对于单独一个车轮荷载作用时: 102l 0.43520.81
4、 2.055m d=1.4 a a a =+=+?= 所以可以布两个轮.(车轮布置如3-2所示) d 2.055 1.4 3.455m a a =+=+= 2)内力计算 由公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2022)4.3.2知:汽车荷载局部加载及T 梁.箱梁.悬壁板上的冲击系数采用1.3 作用于每米宽板条上的弯矩为: 10(1)()44Ap b P M l a =-+- 14020.835 1.3(0.81)4 3.4454 ?=-?-? 15.84kN m =-g 作用于每米宽板条上的剪力为: 1402(1) 1.326.3444 3.445 Aq P Q kN a ?=+=?=? 车
5、轮荷载计算图式 (尺寸单位:cm) 3)内力组合 承载能力极限状态内力组合计算(表3-1): 表3-1 基本组合 1.2 1.4 ud Ag Aq M M M =?+?=1.2( 2.41) 1.4(15.84)25.07kN m ?-+?-=-g 1.2 1.4 ud Ag Aq Q Q Q =?+?=1.2 5.96 1.426.4344.03kN ?+?= 正常使用极限状态内力组合计算(3-2) 表3-2 基本组合 0.7( 2.41)0.7(15.84) 1.310.94 sd Ag Aq M M M kN m =+=-+?-=-g 0.7 5.960.726.34 1.320.14
6、sd Ag Aq Q Q Q kN =+=+?= 四、主梁内力计算 1)主梁的抗弯惯性矩I x 图4-1(尺寸单位:cm) I计算如表4-1所示 表4-1(单位cm) 分块号Ai yi si=Ai*yi yu-yi Ix Ii 1 162*12=1944 6 11644 55.6 6009603.8 23328 2 0.5*162*10=810 9.3 3 7560 52.3 2215584.9 4500 3 153*18=275 4 76. 5 210681 -14.9 611415.5 5732365.5 4 0.5*18*9=81 150 12150 -88.4 632979.4 364
7、.5 5 27*36=972 166.5 161838 -104.9 10695897.7 59049 合计A=6561 yu=61. 6 403893 20225481.3 5459607 4 I0.25625088m 2):修正的偏心压力法计算跨中截面荷载横向分布系数计算: 1.抗扭惯性矩的计算 截面分成如图所示三部分: 55 15 25 3110.63() 31171710.63()0.311 3162162 131.531.510.63()0.158 336361181810.63()0.312 3180180 t t a b b a a a =-+=-+=-+=-+= 3333 11
8、12223 333 3 3 44 0.311162170.1583631.50.31218018510271.90.0051027t i i i I a b t a b t a b t a b t cm m =+=?+?+?= 2.计算抗扭修正系数 2222222222 123456789 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 7.2 5.4 3.6 1.80( 1.8)( 3.6)( 5.4)(7.2)194.4i a a a a a a a a a a m =+=+-+-+-+-= 222 11 0.42529.590.0051027 1112194.40.25625088120.972
9、 ti i i Gl I E a I = = ?+?= 各根主梁的横截面相同,9n = 21 i k ik i a e n a =+ 2号梁: 21291 5.47.2 0.9720.306 9194.4 1 5.47.20.9720.083 9194.4 ?=+? =?=-?=- 4号梁: 41491 1.87.2 0.9720.176 9194.4 1 1.87.20.9720.046 9194.4 ?=+? =?=-?= 5号梁: 51 0.1119 i = = 各梁影响线如下图: 对于2号梁: 0.320 11 (0.2870.2380.2030.1540.1190.0710.0360
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