桥梁工程课程设计.docx
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桥梁工程课程设计
广东工业大学课程设计任务书
题目名称
钢筋混凝土简支梁桥上部结构设计
学生学院
专业班级
姓名
学号
一、课程设计的内容
1、教学目的：
学生通过桥梁工程设计的训练，可以进一步掌握在桥梁工程课本中所学到理论知识，并经过亲自做桥梁工程设计来熟悉设计方法、计算理论、计算公式，熟悉在桥梁设计中如何运用桥梁规范，为今后的毕业设计及走上工作岗位打下一个良好的专业基础。
2、设计基本资料：
说明：
学生共分为四个小组，每个小组基本资料不同，简支梁主梁高H分别取为：
130CM、133CM、135CM、139CM，见图1。
1）桥面净宽：
净7+2×0.75M
2）设计荷载：
汽车“公路—Ⅰ级，人群荷载：
3KN/M2
3）材料：
主筋：
Ⅱ级，构造筋：
Ⅰ级
混凝土：
桥面铺装：
C25，主梁：
C30
4）结构尺寸：
详见图1、图2
主梁：
计算跨径：
L=1950cm
全长：
L=1996cm
人行道、栏杆每延米（两侧）重2.0KN/m（为每片主梁分到的值）。
3、设计计算内容：
1）计算行车道板内力，并据此计算和配置翼板主筋。
行车道板按铰接板计算;
汽车荷载：
按车辆荷载计算。
2）主梁设计计算：
1、计算主梁1＃、2＃、3＃在汽车、人群荷载作用下的横向分布系数。
支点用杠杆法，跨中用G—M法。
2、桥梁沿跨长纵向按IL（影响线）布载求活载内力。
3、计算活载跨中弯矩时，不考虑横向分布系数沿桥长方向的变化，计算支点活载剪力时，要计入横向分布系数沿跨长方向的变化的影响。
4、主梁控制截面：
M中、M1/4、Q支点
5、主梁跨中截面受拉主筋计算（其余钢筋不算）。
6、计算活载挠度及预拱度。
参见教材第172页公式。
3）横隔梁内力计算，并据此计算配置主筋（按T形截面配置下缘受拉主筋）。
说明：
①、横隔梁内力计算采用“偏心法”，取中横隔梁计算。
②、控制截面：
M3、M2-3、Q1右、Q1-2右
4、绘图内容：
1）上部构造纵、横剖面图（纵断面只画主梁，参见教材第152页，图2-5-55，但尺寸要改变）。
2）主梁配筋图（参考教材第81页，图2-4-15绘制，但主筋按自己计算值配制，梁高按各组的H值计）。
二、课程设计的要求与数据
1、必须严格执行各桥梁设计规范，每一设计步骤都必须按规范的要求进行，要训练会查规范、会用规范。
2、设计中多参阅有关资料，特别是对于没有设计经验的初学者来讲，更应多借鉴前人的设计经验和实例。
3、绘制桥梁设计图时必须按桥梁设计图纸的规定进行绘制，从线形、布置、到标注方式都力求准确无误，不得自行、随意设定图中的各项参数。
4、养成科学的求真务实态度，要求计算准确，计算说明书格式要规范，计算中所取各种参数要有根有据。
三、课程设计应完成的工作
1、计算行车道板内力，并据此计算和配置板主筋。
2、主梁设计计算，并据此计算配置主筋。
3、横隔梁内力计算，并据此计算配置主筋
4、绘图内容：
上部构造纵、横剖面图
主梁配筋图
四、课程设计进程安排
序号
设计各阶段内容
地点
起止日期
周一
布置任务、收集设计资料、借阅参考资料
周一上午9：
00在教2-424布置任务
第二周
周二
计算桥面行车道板内力及配筋
教
第二周
周三
主梁设计计算：
主梁横向分布计算（G-M法）
教
第二周
周四
杠杆法计算横向分布系数
求主梁活载内力
教
第二周
周五
主梁内力组合、计算
教
第二周
周一
主梁配筋设计、计算
教
第三周
周二
横隔梁内力计算、配筋
教
第三周
周三
绘制设计图：
主桥上部构造纵、横断面图、主梁配筋图
教
第三周
周四
教
第三周
周五
整理设计计算书,待上交
教
第三周
五、应收集的资料及主要参考文献
1、王序森等.桥梁工程.北京：
中国铁道出版社，1995
2、公路桥涵施工技术规范实施手册（JTJ041-2000）
3、姚玲森.桥梁工程.北京：
人民交通出版社，2005
4、凌治平等.基础工程.北京：
人民交通出版社，2004
5、公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ024-85）.北京：
人民交通出版社1986
6、金成棣.预应力混凝土梁拱组合桥梁-设计研究与实践.北京：
人民交通出版社，2001
7、马保林.高墩大跨连续刚构桥.北京：
人民交通出版社，2001
8、吴胜东等.斜拉桥-润扬长江公路大桥建设.北京：
人民交通出版社，2005
9、公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004）.北京：
人民交通出版社，2004
10、雒文生.水文学.北京：
中国建筑工业出版社，2004
11、易建国.混凝土简支梁（板）桥.北京：
人民交通出版社，2012
12、Man-ChungTang.Cable-StayedBridges.2000byCRCPressLLC
13、KennethJ.Fridley.TimberBridges.2000byCRCPressLLC
14、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥函设计规范.（JTGD62-2004）北京：
人民交通出版社，2004
发出任务书日期：
2014年9月12日指导教师签名：
计划完成日期：
2014年9月26日基层教学单位责任人签章：
主管院长签章
计算书
（梁高139cm）
一.荷载及其效应
（一）每延米板上的恒载g
沥青混凝土层面：
C25混凝土垫层：
T梁翼缘板自重：
合计：
（二）永久荷载产生的效应
弯矩：
剪力：
（三）车辆荷载产生的效应
将后轮作用于铰缝轴线上，如1图所示：
后轮轴载为，轮压分布宽度如1图所示：
对于车轮荷载中后轮的着地长度为，宽度为[由《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）查得].则得:
荷载对于悬臂根部的有效分布宽度：
图1
冲击系数取：
作用于每米宽板条上的弯矩为：
作用于每米宽板条上的剪力为：
（四）荷载组合
恒+汽：
所以，行车道板的设计内力为：
二．主梁计算
（一）主梁的荷载横向分布系数
1跨中荷载弯矩横向分布系数（按G-M法）
（1）主梁的抗弯及抗扭惯矩和
①求主梁截面的重心位置
因桥面铺装层最厚与最薄处的厚度分别为8cm和14cm。
故平均板厚：
截面重心位置：
图2
②主梁抗弯惯矩
③主梁抗扭惯矩
主梁抗扭惯矩近似等于各个矩形截面的抗扭惯矩之和，即：
，矩形截面抗扭惯矩刚度系数；，，相应各矩形的宽度与厚度。
查课本《桥梁工程》P126表2-5-2可知：
，
，
故
④单位宽度抗弯及抗扭惯矩：
（2）横隔梁抗弯及抗扭惯矩
①翼板有效宽度计算：
，
图3
根据比值可查附表，求得：
，
所以：
②求横隔梁截面重心位置：
③横隔梁的抗弯惯矩
④横隔梁的抗扭惯矩
，查表得，但由于连续桥面的单宽抗扭惯矩只有独立宽扁板者的翼板，可取。
，查表得。
故
⑤单位抗弯及抗扭惯矩、
（3）计算抗弯参数和扭弯参数
，桥宽一半；，计算跨径。
（因为混凝土收缩系数很小，式中未计入横向收缩的影响。
）
按《公预规》3.1.6条，取，则：
（4）计算荷载弯矩横向分布影响线坐标
①已求出；
查G-M图表，可得下表。
表1
系数
梁位
荷载位置,θ=0.340
校核
B
3B/4
B/2
B/4
0
-B/4
-B/2
-3B/4
-B
K1
0
0.95
0.97
1.00
1.04
1.06
1.04
1.00
0.97
0.95
8.03
B/4
1.06
1.07
1.08
1.09
1.03
0.98
0.92
0.87
0.80
7.97
B/2
1.25
1.20
1.18
1.10
1.00
0.92
0.83
0.75
0.70
7.96
3B/4
1.43
1.33
1.20
1.03
0.95
0.85
0.80
0.75
0.68
7.97
B
1.62
1.44
1.23
1.07
0.93
0.83
0.75
0.68
0.58
8.03
K0
0
0.80
0.93
0.98
1.10
1.13
1.10
0.98
0.93
0.80
7.95
B/4
1.68
1.53
1.33
1.23
1.10
0.90
0.60
0.38
0.20
8.01
B/2
2.60
2.30
1.75
1.40
1.00
0.57
0.20
-0.23
-0.55
8.02
3B/4
3.30
2.75
2.10
1.50
0.92
0.38
-0.18
-0.58
-1.09
8.00
B
4.20
3.30
2.44
1.64
0.83
0.18
-0.53
-1.09
-1.70
8.02
②用内插法求实际梁位处和值
实际梁位与表列梁位的关系如图4所示。
因此：
对于1号梁：
对于2号梁：
对于3号梁：
③列表计算各梁的横向分布影响线坐标值（见表2.2）
各梁的横向分布影响线坐标值表2
梁号
计算式
荷载位置
b
3b/4
b/2
b/4
0
-b/4
-b/2
-3b/4
-b
1号
K'1=0.2K1.b+0.8K1.3/4b
1.468
1.352
1.206
1.038
0.946
0.846
0.790
0.736
0.660
K'0=0.2K0.b+0.8K0.3/4b
3.480
2.860
2.168
1.528
0.902
0.340
-0.250
-0.682
-1.212
Δ=K'1-K'0
-2.012
-1.508
-0.962
-0.490
0.044
0.506
1.040
1.418
1.872
Δ*sqrt（a）
-0.318
-0.238
-0.152
-0.077
0.007
0.080
0.164
0.224
0.296
Ka=K'0+Δ*sqrt（a）
3.162
2.622
2.016
1.451
0.909
0.420
-0.086
-0.458
-0.916
η=Ka/5
0.632
0.524
0.403
0.290
0.182
0.084
-0.017
-0.092
-0.183
2号
K'1=0.6K1.b/2+0.4K1.1/4b
1.174
1.148
1.140
1.096
1.012
0.944
0.866
0.798
0.740
K'0=0.6K0.b/2+0.4K0.1/4b
2.232
1.992
1.582
1.332
1.040
0.702
0.360
0.014
-0.250
Δ=K'1-K'0
-1.05
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