简支梁桥设计.docx
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简支梁桥设计
桥梁工程课设——简支梁桥设计
1.基本设计资料
1）跨度和桥面宽度
（一）标准跨径：
35m（墩中心距）。
（二）计算跨径：
34.5m
（三）主梁全长：
34.96m
（四）桥面宽度：
净14m（行车道）+2×1m（人行道）
2）技术标准
设计荷载：
公路—级，人群荷载为。
设计安全等级：
一级。
3）主要材料
（一）混凝土：
混凝土简支T形梁及横梁采用C40混凝土，容重为；桥面铺装为厚0.065~0.17m的防水混凝土，容重为。
（二）钢材：
采用R235钢筋、HRB400钢筋。
4）构造形式及截面尺寸（见图1-1和1-2）
如图所示，全桥共由9片主梁组成，单片T形梁高为2m，宽为1.6m，桥上横坡为双向1.5%，坡度由混凝土桥面铺装控制；设有五根横梁。
图1-1桥梁横断面图
图1-2主梁纵断面图
2.主梁的荷载横向分布系数计算
1）跨中荷载横向分布系数计算
如前所述，本例桥跨内设有5道横隔梁，具有可靠横向连接，且承重结构的宽跨比为：
，故可以按照修正的刚性横梁法来绘制横向影响线和计算横向分布系数。
（一）计算主梁的抗弯和抗扭惯性矩和
计算主梁截面的重心位置
翼缘板厚按平均厚度计算，其平均板厚为
则，
主梁抗弯惯性矩为
对于T形梁截面，抗扭惯性矩可近似按下式计算：
式中，——单个矩形截面的宽度和高度；
——矩形截面抗扭刚度系数，由表2-1可以查的
表2-1矩形截面抗扭刚度系数表
1.0
1.5
1.75
2.0
2.5
3.0
4.0
6.0
8.0
10.0
∞
c
0.141
0.196
0.214
0.229
0.249
0.263
0.281
0.299
0.307
0.313
0.333
——梁截面划分成单个矩形截面的个数。
的计算过程及结果见表2-2
表2-2T形梁抗扭惯性矩
分块名称
翼缘板
160
13
12.3
0.3333
0.001172
腹板
187
20
9.35
0.311
0.004653
∑
0.005825
既得
（二）计算抗扭修正系数
对于本例，主梁间距相同，将主梁近似看成等截面，则得
（三）按修正偏心压力法计算横向影响线竖坐标值
式中=9，；表示单位荷载P=1作用于号梁轴时，号梁轴上所受的作用，计算所得列于表2-3内。
表2-3值计算表
梁号
1
0.369
0.305
0.24
0.176
0.111
0.047
—0.018
—0.083
—0.147
2
0.305
0.256
0.208
0.160
0.111
0.062
0.014
—0.034
—0.083
3
0.240
0.208
0.176
0.143
0.111
0.079
0.046
0.014
—0.018
4
0.176
0.160
0.143
0.127
0.111
0.095
0.079
0.062
0.046
5
0.111
0.111
0.111
0.111
0.111
0.111
0.111
0.111
0.111
（四）计算横向分布系数，绘制横向分布影响线图（见图2-1），然后求横向分布系数。
根据最不利荷载位置分别进行布载。
布载时，汽车荷载距人行道边缘距离不小于0.5m，人群荷载为。
图2-1横向分布系数计算图示
各梁的横向分布系数：
汽车荷载：
人群荷载：
2）梁端剪力横向分布系数计算（杠杆原理法）
端部剪力横向分布系数计算图式见图2-2
图2-2端部横向系数计算图示
汽车荷载：
人群荷载：
3.作用效应计算
1）永久作用效应
（一）永久荷载：
假定桥面构造各部分重力平均分配给各主梁承担，则永久荷载计算结果见表3-1
表3-1钢筋混凝土T形梁桥永久荷载计算
构件名
构件简图尺寸（尺寸
单位：
cm）
构件单元长度体积（m3）
重度（
kN.m-3）
每延米重力（kN.m-1）
主梁
0.582
26
15.132
横隔梁
边主梁：
0.0185
中主梁：
0.0369
26
边主梁：
0.48
中主梁：
0.96
桥面铺装
0.1828
25
4.57
边主梁：
20.18
中主梁：
20.66
（二）永久作用效应计算
一、影响线面积计算见下表3-2
表3-2影响线面积计算表
项目
计算面积
影响线面积
二、永久作用效应计算见表3-3
梁号
1（9）
20.18
148.78
3002.4
20.18
111.586
2251.8
20.18
17.25
348.1
2（8）
20.66
148.78
3073.8
20.66
111.586
2305.4
20.66
17.25
356.4
3（7）
20.66
148.78
3073.8
20.66
111.586
2305.4
20.66
17.25
356.4
4（6）
20.66
148.78
3073.8
20.66
111.586
2305.4
20.66
17.25
356.4
5
20.66
3073.8
3073.8
20.66
111.586
2305.4
20.66
17.25
356.4
2）可变作用效应组合
（一）汽车荷载冲击系数计算：
结构的冲击系数µ与结构的基频ƒ有关，故应先计算结构的基频，简支梁桥的基频简化计算公式为
（二）公路级均布荷载，集中荷载及其影响线面积计算（见表3-4）；
计算弯矩时：
计算剪力时：
弯矩计算公式如下
其中，可以布置四车道，查表可得横向折减系数
计算跨中和处弯矩时，可近似认为荷载横向分布系数沿跨长方向均匀变化，故各主梁值沿跨长方向相同。
表3-4公路级荷载产生的弯矩计算表
梁号
内力
1+
1
0.67
1.178
0.6357
10.5
148.78
298
8.625
2073.4
111.59
6.46875
1555.1
2
0.5966
148.78
8.625
1945.9
111.59
6.46875
1459.4
3
0.5207
148.78
8.625
1698.3
111.59
6.46875
1273.7
4
0.4848
148.78
8.625
1581.2
111.59
6.46875
1185.9
5
0.4444
148.78
8.625
1449.4
111.59
6.46875
1087.1
表3-5人群荷载产生的弯矩
梁号
内力
1
0.434
3
148.78
193.7
111.59
145.3
2
0.3353
148.78
149.6
111.59
112.2
3
0.2622
148.78
117.0
111.59
87.8
4
0.223
3
148.78
99.5
111.59
74.7
5
0.2222
148.78
99.2
111.59
74.3
永久作用设计值与可变作用设计值的分项系数：
永久荷载作用分项系数：
汽车荷载作用分项系数：
人群荷载作用分项系数：
基本组合公式为：
表3-5弯矩基本组合计算表
梁号
内力
永久荷载
人群荷载
汽车荷载
弯矩组合值
1
3002.4
193.7
2073.4
6722.6
2251.8
145.3
1555.1
5042.0
2
3073.8
149.6
1945.9
6460.7
2305.4
112.2
1459.4
4935.3
3
3073.8
117.0
1698.3
6197.2
2305.4
87.8
1273.7
4648.0
4
3073.8
99.5
1581.2
6013.7
2305.4
74.7
1185.9
4510.4
5
3073.8
99.2
1449.4
5828.8
2305.4
74.4
1087.1
4371.7
表3-6公路级荷载产生的跨中剪力值
梁号
内力
1+
剪力效应
1
0.67
1.178
0.6357
10.5
4.3125
357.6
0.5
112.4
2
0.5966
106.0
3
0.5207
92.1
4
0.4848
85.7
5
0.4444
78.6
表3-7人群荷载产生的跨中剪力计算表
梁号
内力
剪力效应
1
0.4335
3
4.3125
5.6
2
0.3353
4.3
3
0.2622
3.4
4
0.223
2.9
5
0.2222
2.9
梁端汽车荷载剪力效应计算：
可用下时进行计算：
汽车荷载作用及横向分布系数取值如图3-3所示，计算过程如下
图3-3汽车荷载支点剪力效应计算图示
1号梁：
同理可得
梁端人群荷载剪力可以用下式进行计算，见图示3-4
图3-4人群荷载产生的支点剪力
将数值带入上式
剪力效应基本组合可按下式进行组合
组合公式为
计算结果见下表
表3-8剪力效应组合表
梁号
内力
永久荷载
人群荷载
汽车荷载
基本组合之
1
348.1
18.98
237.7
771.8
0
5.6
112.4
163.6
2
356.4
16.24
223.5
758.8
0
4.3
106.0
153.2
3
356.4
10.75
244.4
781.9
0
3.4
92.1
132.7
4
356.4
9.15
240.5
866.9
0
2.9
85.7
123.2
5
356.4
9.11
280.2
830.2
0
2.9
78.6
113.3
可以看出弯矩值由1号梁控制跨中弯矩为6722.6，处弯矩为5042
剪力值由4号梁控制，跨中剪力值为123.2,支点处剪力为866.9，下图
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