桥梁课程设计梁桥级.docx
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桥梁课程设计梁桥级
2013~2014第二学期桥梁课程作业指导书（梁桥）
通过完成梁桥课程作业，能进一步了解预制混凝土桥梁的上部结构的布置及组成，T形梁的平面、纵断面和横断面详细布置和细部尺寸。
同时要求学生掌握该类上部结构各种横向分布的计算方法及其适用场合，并对上部结构的内力计算进行综合练习。
学生在认真学习《桥梁工程》课程的基础上，与课程学习同步完成相关内容，并按质按量在规定的时间内（1周）递交课程作业计算书。
一、技术标准与技术规范
（一）《公路桥涵设计通用规范》
（二）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》
（三）《公路工程技术标准》
二、技术指标
（一）设计荷载
公路Ⅰ级，人群荷载3.5KN/m2
栏杆每侧重2.5KN/m人行道每侧重6.56KN/m
（二）桥梁跨径及桥宽
主梁全长：
19.96m（标准跨径为20m）（一、二组）
17.96m（标准跨径为18m）（三组）
15.96m（标准跨径为16m）（四组）
计算跨径：
19.40m（支点距梁端0.25m）（一、二组）
17.40m（标准跨径为0.25m）（三组）
15.40m（支点距梁端0.25m）（四组）
横隔梁间距及其高度：
间距4.85m，高1.2m（一、二组）
间距4.35m，高1.1m（三组）
间距3.85m，高1.0m（四组）
图一横隔梁厚度尺寸示意图（尺寸单位：
mm）
桥宽：
净8+2×1.0m人行道（一组）主梁间距1.6m
净8+2×0.75m人行道（二组）主梁间距1.8m
净7+2×0.75m人行道（三组）主梁间距1.7m
净7+2×0.75m人行道（四组）主梁间距1.5m
第一组：
选用6片主梁，具体结构如下图所示
1500
1580
第二组：
选用5片主梁，具体结构如下图所示
1500
1800
1800
1800
1800
8000
1500
1780
第三组：
选用5片主梁，具体结构如下图所示
1400
1700
1700
1700
1700
1400
1680
第四组：
选用5片主梁，具体结构如图一所示
1200
1500
1500
1500
1500
1200
1480
三、主要材料
主梁和翼板湿接缝采用C40混凝土，人行道构件等均为C20混凝土。
（一）水泥：
主梁和行车道板湿接缝的C40混凝土宜采用不低于525号的硅酸盐水泥或普通水泥以及矿渣水泥浇筑。
（二）C40混凝土立方强度40Mpa；E=3.3×104Mpa；轴心抗压标准强度28.0Mpa；抗拉标准强度2.6Mpa；轴心抗压设计强度23.0Mpa；抗拉设计强度2.15Mpa。
（三）普通钢筋：
采用Ⅰ、Ⅱ级钢筋，其技术标准应符合国家标准（GB1499―91）及（GB13013―91）的规定。
（四）钢板：
采用符合（GB700―91）规定的A3钢板。
（五）支座：
采用板式橡胶支座或四氟板滑板橡胶支座。
（六）其它材料：
沙、石、水的质量要求均按《公路桥梁施工技术规范》有关条文办理。
四、桥梁横断面及主梁一般构造图
桥面铺装：
两边6cm厚，路中线12cm厚水泥三角垫层，构成1.5%双向横坡；其上铺2cm沥青混凝土。
五、主梁翼缘板的计算（参见教材）
（一）选择合理的计算模式（分别按悬臂板、连续单向板和铰接悬臂板计算）
（二）计算恒载作用下单位板宽的弯矩Md
（三）计算活载（汽车及人群）作用下单位板宽的弯矩Mq及Mg
公路-Ⅱ级车辆荷载重车后轮的着地长度a2=0.2m、着地宽度b2=0.8m。
弯矩内力组合按基本组合和短期效应组合计算
六、活载横向分布系数的计算（参见教材）
（一）杠杆法
1．计算横向分布影响量值及绘制影响线
2．在影响线上布置活载，分别计算1#、2#、和3#主梁的汽车和人群的荷载横向分布系数并列表表示。
（二）偏压法
1．计算1#、2#、和3#主梁的横向分布影响量值。
2．绘制主梁横向分布影响线并加载。
3．计算结果列表表示。
（三）修正偏压法
1．计算主梁的抗弯惯矩I
2．计算主梁的抗扭惯矩It
其中：
ti和bi为单个矩形截面的厚度和宽度；
ci为矩形截面抗扭刚度系数，根据t/b比值按课件中表计算；
m为梁截面划分成单个矩形截面的块数。
3．抗扭修正系数β的计算
其中各参数参见课件中表。
4．按公式计算各主梁横向分布影响量值。
5．绘制横向分布影响线并加载。
（1#、2#、3#）
6．计算结果列表表示。
七、主梁内力计算
（一）恒载内力计算（参见教材）
1．恒载计算
主梁恒载主要包括主梁自重、横隔梁、人行道及桥面铺装四部分，除主梁自重和横隔梁按施工实际情况各自承担自身重量以外，人行道及桥面铺装可近似地看作平均分摊给各片主梁。
列表给出1#、2#和3#主梁的各项恒载重量。
2．恒载内力计算
恒载内力计算包括M1/2、M1/4和Q1/2、Q0，其计算公式为
;
其中：
g为恒载集度，ξ=
三片主梁的计算结果应列表表示。
（二）活载内力计算
按照分析确定的横向分布计算方法进行活载内力计算，截面内力计算的一般公式如下：
其中：
S—所求截面的弯矩或剪力（计算内容同恒载内力计算相对应）。
1+μ—汽车荷载的冲击系数，按《桥规》规定取值。
ξ—多车道桥涵的汽车荷载折减系数，按《桥规》规定取用。
mi—沿桥跨纵向与荷载位置对应的横向分布系数。
pi—车辆荷载的轴重。
yi—沿桥跨纵向与荷载位置对应的内力影响线竖标值。
在进行各主梁弯矩或剪力计算时，应注意荷载横向分布系数沿桥跨方向的不同变化，对于汽车荷载必须考虑冲击力和车道折减的影响，计算时应同时将纵向影响线图和对应主梁沿纵向的横向分布系数变化图绘制在一起，然后加载求得极值。
计算内容为1#、2#和3#主梁的M1/2、M1/4及Q1/2、Q0，计算过程及计算结果可列表表示。
（三）主梁内力组合
对1#、2#和3#主梁计算得到的内力按基本组合和短期效应组合进行内力组合，组合表格形式可参照教材的组合表。
八、横隔梁内力计算
按偏压法计算中横隔梁的内力，计算内力如下图所示的Q1r、Q2r和M3L、M2-3、M3-4。
M3-4
计算步骤如下：
1．绘制中横隔梁的内力影响线
a.弯矩影响线
b.剪力影响线
2．确定内横梁的计算荷载
a.用杠杆法绘制纵向中横隔梁的荷载影响线图。
b.用杠杆法绘制纵向中横隔梁的荷载影响线图。
c.用汽车和人群荷载进行加载，分别求得相应的计算荷载Poq和Por
其中：
Pi—汽车的轴重
yi—荷载影响线竖标值
por—一侧人行道每延米的人群荷载
a—横隔梁的间距
3．内力计算
用上述计算荷载在横隔梁内力影响线上按最不利位置加载，就可求得作用在一根横隔梁上的最大内力值。
在计算中对于汽车荷载应计入冲击作用，并按实际情况计入车道折减系数。
对于如何计算横隔梁的冲击系数，《桥规》中无明确规定，鉴于横隔梁与主梁相连结，其动力效应受主梁的振动所制约，故实践中通常可近似地取用主梁的冲击系数。
在加载求得横隔梁内力后，按主梁内力计算的要求进行荷载组合（参见教材）。
九、挠度计算
1．公路-Ⅱ级荷载产生的挠度（参见教材）
十、支座设计（参见教材）
课程设计建议采用等厚度的板式橡胶支座。
其标准应满足《桥规》的有关规定。
1．计算由汽车和人群荷载产生的支反力并进行组合
2．支座平面尺寸a×b的确定
a.依照主梁端部腹板大小，先假定一组平面尺寸a×b。
b.支座平面形状系数S的计算
S=其中：
t—中间层橡胶片厚度，一般取为0.5cm
c.支座的平均容许压应力[σj]、弹性模量E和剪切模量G的确定
d.支座应力验算
3．确定支座的厚度
a.计算每一支座的水平位移Δg，假定主梁的计算温差Δt=480C,温度变形由两端支座均摊。
b.计算由汽车荷载引起的制动力HT。
c.橡胶层总厚度由以下三式确定
d.支座总厚度的确定
∑t和∑t1分别表示支座中橡胶层总厚和钢板总厚。
4．支承偏转情况验算
a.计算支座平均压缩变形
b.梁端转角计算
f为活载作用下跨中最大挠度
c.偏转验算
5．支座抗滑稳定性验算。
以下两式应同时满足
十、提交成果
设计说明及计算书（手写），包括：
基本资料，计算过程，简单图表，设计依据与有关说明
十一、设计要求
计算说明书要内容全面，条理清晰，数据正确；
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