峨眉校区桥梁工程课程设计.doc

一、设计资料 1、计算跨径： 2、设计荷载：公路Ⅱ级荷载；人群荷载；人行道重力： 预制横隔梁的重力密度为 3、主要宽度尺寸：行车道宽度为 8.5m，人行道宽度为 0.75m， 每片梁行车道板宽2.00m 4、行车道板间连接形式：刚性连接 5、铺装层及其各项指标：桥面铺装层外边缘处为2cm的沥青表面处治（重力密度为23kN /m3）和6cm厚的混凝土三角垫层（重力密度为25kN/m3 ），桥面横坡1.5% 6、其他数据：弹性模量 7、设计依据： 《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2004） 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范》（JTG D62—2004） 8、设计方法：承载能力极限状态法 二、主要尺寸拟定 1、主梁高度 公路普通钢筋混凝土梁高跨比的经济范围约为1/11～1/16；预应力混凝土梁的高跨比为1/15～1/25，随跨度增大而取较小值 4-5m布置1道横隔梁，本设计中采用的横隔板间距为3250mm,故应该设置5道横隔梁，横隔梁的厚度拟定为150mm，横隔梁的结构形式如下图： 三、 行车道板的计算 本设计中行车道板的计算按铰接板计算 恒载及内力计算（按纵向1m宽的板条计算） 1、人行道重力集度： 2、桥面铺装重力集度：沥青 混凝土三角垫层 3、T梁翼板自重： 因而有： 每米宽板条的恒载内力为： 二、桥面板车辆荷载产生的内力 将后轮作用于铰接缝上，后轴作用力为P=140KN，轮压分布宽度如图，通过查询 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范》（JTG D62—2004），可得车轮荷载后轮着地长度为，宽度为，铺装层厚度为，则： 荷载对于悬臂根部的有效分布宽度 则重车后轴两轮的邮箱分布宽度重叠，则铰接处的两个车轮对于悬臂根部的有效分布宽度为 由于，所以冲击系数采用 作用于每米宽板条上的弯矩： 作用于每米宽板条上的剪力为： 荷载组合 恒载与活载产生同号内力时，组合一：； 恒载与活载产生异号内力时，组合二：； 故行车道板的设计内力： 弯矩： 剪力： 四、主梁内力计算 一、横向分布系数计算 因结构对称，故只须计算①号梁，②号梁，③号梁的内力，④号梁的内力与②号梁的相同，⑤号梁的内力同①号梁的相同。 1、杠杆原理法计算支点处的横向分布系数 根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2004）规定，在横向影响线上确定荷载沿横向最不利的布置位置，对于汽车横向轮距为180cm,两辆汽车车轮的横向最小间距为130cm, 车轮距离人行道缘石最少为50cm.。由此，求出相应于荷载位置的影响线竖标后，可求得梁的横向分布系数。计算结果及其示意图如下所示 杠杆原理法计算梁的横向分布系数图式(尺寸单位： cm ） 各支座的横向分布系数： 利用偏心受压法计算各主梁的跨中汽车荷载横向分布系数 由设计资料及图可知，本设计的桥梁设计有刚度较大的横隔梁，另外宽跨比为： ,易知本设计中桥梁为宽桥，但是我们使用修正偏心压力法计算各主梁的跨中汽车荷载横向分布系数。 绘出荷载横向分布影响线，并按最不利位置加载，并求其相对应的影响线坐标值，计算结果如下所示 计算各梁荷载横向分布系数（由于是宽梁故需要在偏心压力法的基础上乘以0.9）： 各梁横向分布系数汇总表 项目 梁号 ①号梁 ②号梁 ③号梁 横向分布系数 汽车荷载 0.594 0.4375 0.477 0.7125 0.36 0.5625 人群荷载 0.5958 1.3125 0.388 0 0.18 0 二、内力计算 1、恒载内力计算 经过CAD计算可知跨中处边梁截面面积为0.5686，中梁截面面积为0.5686（此处为简化设计运算按要求T梁不设置变截面）跨中截面惯性矩为，中间横隔梁的面积为0.7058，故中间横隔梁体积为0.106，端横隔梁面积为0.6176，故端横隔梁的体积为0.0926 恒载集度计算表 第一期 恒载 主梁自重 边主梁 中主梁 横隔梁 折算荷载 边主梁 中主梁 第二期 恒载 桥面板铺装层 栏杆和人行道 合计 边主梁 中主梁 主梁恒载内力计算公式为： 其中 简支梁的计算跨径 计算截面到支点的距离 主梁恒载内力计算结果 截面位置 边主梁 中主梁 剪力（KN） 弯矩（KN·m） 剪力（KN） 弯矩（KN·m） x=0 132.925 0 139.49 0 x= 99.694 189.003 104.618 198.337 x= 66.463 324.0