二级公路桥梁设计计算实例桥梁课程设计.docx

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二级公路桥梁设计计算实例桥梁课程设计

1基本资料

1.1公路等级：

二级公路

1.2主梁形式：

钢筋混凝土T形简支形梁

1.3标准跨径:

20m

1.4计算跨径：

19.7m

1.5实际梁长：

19.6m

1.6车道数：

二车道

1.7桥面净空

桥面净空——7m+2<0.75m人行道

1.8设计依据

（1）《公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004）»,简称《桥规》。

（2）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62-2004）»,

简称《公预规》。

（3）《公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ124-85）〉,简称《基规》。

2具体设计

2.1主梁的详细尺寸

主梁间距：

1.7m

1111

主梁高度：

h=（1〜丄）1=（1〜丄）20=1.82〜1.1（m（取1.8）11181118

主梁肋宽度：

b=0.2m

主梁的根数：

（7m+2K0.75m）/1.7=5

2.2行车道板的内力计算

考虑到主梁翼板在接缝处沿纵向全长设置连接钢筋，故行车道板可按两端

固接和中间铰接的板计算

已知桥面铺装为2cm的沥青表面处治（重力密度为23kN/m3）和平均9cm

厚混泥土垫层（重力密度为24kN/m3），C30T梁翼板的重力密度为25kN/m3

2.2.1结构自重及其内力（按纵向1m宽的板条计算）

图2-1铰接悬臂板计算图示（尺寸单位：

cm）

1每米延板上的恒载g!

沥青表面处治：

g!

=0.02x1.0：

23=0.46kN/m

C25号混凝土垫层：

g2=0.09x1.0X4=2.16kN/m

T梁翼板自重：

g3=（0.08+0.14）/2X.0X5=2.75kN/m

每延米板宽自重：

g=g1+g2+g3=0.46+2.16+2.75=5.37kN/m

2每米宽板条的恒载内力：

1212

弯矩：

Mmin,g=-?

glo=-2X5.37X.71=-1.35kN.m

剪力：

QAg=g•o=5.37X0.71=3.81kN

2.2.2汽车车辆荷载产生的内力

公路II级：

以重车轮作用于铰缝轴线上为最不利荷载布置，此时两边的悬

臂板各承受一半的车轮荷载下图：

图2-2行车道板计算（尺寸单位：

cm）

后轴作用力140KN的着地长度为a2=0.2m,宽度b2=0.6m,铺装层的厚度

H=0.09+0.02=0.11m垂直行车方向轮压分布宽度为：

ai=a2+2H=0.20+2为.11=0.42叶

bi=b2+2H=0.60+2%.11=0.82叶

最外两个荷载的中心距离d=1.40m,则荷载对于悬臂根部的有效分布宽度：

a=a1+d+2l0=0.42+1.4+2（X71=3.24m

由于汽车荷载局部加载在T梁的翼板上，故冲击系数取1+u=1.292,则作用

于每米宽板条上的弯矩为：

Mmin,p=-（1+u）

=-14.09kN.m

作用于每米宽板条上的剪力为:

QAP=（1+u）—=1.292/140=27.92kN

4a43.24

2.2.3内力组合

1.承载能力极限状态内力组合计算（基本组合）：

Mud=1.2MAg+1.4MAc=1.2X（-1.35）+1.4（-14.09）=-21.346kN.m

Qud=1.2QAg+1.4Qac=1.2X.81+1.4X.92=43.66kN

所以，行车道板的设计内力为

Mud=-21.346kN.m

Qud=43.66kN

2.正常使用极限状态内力组合计算（短期效应组合）：

Msd=MAg+0.7Mac=（-0.35）+0.7X（-14.09）T.3=-8.94kN.m

Qsd=Qsd+0.7QAp=3.81+0.7X7.924.3=18.84kN

2.3主梁内力的计算

2.3.1结构自重效应计算

由计算跨径L=19.70m,结构重要性系数为1.0,每侧栏杆机人行道构件重量

的作用力为5kN/m

（1）结构自重集度

主梁：

g1=[0.18X30+（0.08+0.14）/2X（1.60-0.18）]X5=9.76kN/m

横隔梁：

015*016边主梁:

g2={[1.00-（0.08+0.14）/2]（1.60-0.18）/2}X

X5X25=0.624kN/m

19.70

图2-3简支T梁主梁和横隔梁简图（尺寸单位：

cm）

合计:

结构自重内力计算:

梁内各截面的弯矩M和剪力Q的计算式:

Mx=丛x-gx—=-gX（l-x）

x222

Qx=g^-gx=-（l-2x）

22

其中：

L为计算跨径

X为计算截面到支点的距离

表2-1边主梁自重产生的内力

内力

截面位置

弯矩M（kN.m）

X=0

16.054X19.7=158.13

2

0

X=l/4

16.054X（19.7-2旦）=79.07

24

16.054J9.7（19.7-19.7）

244

=584.1

X=l/2

0

12

一X16.054W.7=778.8

8

表2-22号梁自重产生的内力

^力

截面位置

剪力Q（kN）

弯矩M（kN.m）

X=0

16.678X19.70-164.28

2

0

X=l/4

讐"73乎）=82.14

16.67819.7（19.7A

x（19.7）

244

=606.8

X=l/2

0

12

一X16.67819.7=809.07

8

表2-3中主梁自重产生的内力

内力截面位置＞\^

、”力Q（kN）

弯矩M（kN.m）

X=0

16.678X19.70-164.28

2

0

X=l/4

16.678X（19.72汉19.7）=82.14

24

16.678/9.7（197-19.7）

244

=606.8

X=l/2

0

12

-X16.67819.7=809.07

8

2.3.2汽车、人群荷载内力计算

（1）荷载横向分布的计算

荷载横向分布系数m的计算公式：

汽车：

mq=xn/2

人群：

m「=r

①用杠杆原理法计算荷载位于靠近主梁支点时的荷载横向分布系数m。

。

荷

载位于指点时1号梁相应汽车-II级和人群荷载的横向分布系数，如图1-2。

图2-4杠杆原理法计算横向分布系数（尺寸单位：

cm）

1号梁：

公路II级m°q=Wn/2=0.875=0.438

q2

人群荷载mor=r=1.422

同样方法计算2、3号梁梁端横向分布系数为：

2号梁：

公路II级m0q=0.500

人群荷载m°r=r=-0.422

3号梁:

公路II级m0q=（0.938+0.250）/2=0.594

人群荷载m°r=r=0

②当荷载作用跨中时，1号边主梁的横向分布系数:

5*160

宽跨比L=丽=04<05故用偏心压力法计算横向分布系数

a）求荷载横向分布影响线竖标

n=5梁间距为1.60则:

a2+……a2=（2>1.60）2+1.602+0+（-1.60）2+（-2*60）2=25.60m2

1号梁在2个边主梁处的横向影响线的竖标值为:

11=1-

n

22

弋1=1+（2*1.60）=0.60n525.60

i1

十1

15=_-n

2

a1

-n=-0.20

2

ai

i1

b）绘制荷载横向分布影响线，并按最不利布载，如图1-3所示

图2-5刚性横梁法计算横向分布系数图示（尺寸单位：

cm）

c）

计算m

1号梁：

汽-II:

mcq=（0.522+0.395+0.177-0.005）/2=0.504

人群：

m“=r=0.620

同样方法计算2、3号梁的横向分布系数为

2号梁：

汽-II:

mcq=0.455

人群：

mcr=0.391

3号梁：

汽-II:

mcq=0.409

人群：

mcr=0.171送=0.342

表2-4荷载横向分布系数汇总

梁号

公路-II级

人群

1

跨中

0.504

0.620

支点

0.438

1.442

续表

1-4

2

跨中

0.455

0.391

支点

0.500

-0.422

3

跨中

0.409

0.342

支点

0.594

0.000

（2）均布荷载和内力影响线的面积计算

\

汽-II均布

何载

'（kN/m）

人群

（kN/m）

影响线面积

（m2或m）

影响线图示

M1/

10.50.75=

3.00.75=2.

1212

O=—丨=—"9.7=48.51

88

1L

2

7.875

25

L/4

Ql

2

7.875

2.25

c11—1

Q=—乂一x19.7汉_=

222

L

1

1/2

2.438

1/2

Q0

7.875

2.25

1C=-x1x19.7=

L

2

1

~■

x

9.85

注：

10.5KN/m为公路-I级车道荷载的均布荷载标准值；计算跨径小于50m时，人群荷载标准值为3.0kN/m。

（3）公路II级中集中荷载Pk的计算

计算弯矩效应时：

PK=0.75[180+360一180（19.7-5）]=179.1kN

50-5

计算剪力效应时：

Pk=1.2X79.1=214.92kN

注：

当计算跨径在5-50m之间时，PK用直线内插求得

（4）计算冲级系数

A=0.3902m2Ic=0.066146m4G=0.390225=9.76kN/m

G/g=9.76/9.81=0.995kN.s2/m2

C30混凝土E取3X1010N/m2

•••1.5HZVfV14Hz

J=0.1767lnf-0.0157=0.292

则1+」=1.292

（5）跨中弯矩M1/2的计算

因双车道不折减，故=10代入下式得:

S汽=（1+））xx[meqk门+miPkyJ

SA=meqr11

表2-5公路II级产生的弯矩（kN.m）

梁

号

内力

mc

1+u

qk

Q

Pk

yk

弯矩效应

mcX-

*1+4）XqkX

+Pkxyk]

1

M1/2

0.504

48.51

19.7

4

4.925

823.13

2

M1/2

0.455

1.292

7.875

48.51

179.1

4.925

743.12

3

M1/2

0.409

48.51

4.925

667.98

梁

表2-6人群荷载产生的弯矩（kN.m）

梁号

内力

mc

qr

y

弯矩效应

m（Xqr>X"i

1

M1/2

0.620

48.51

67.67

2

M1/2

0.391

0.75X.00=2.2

5

48.51

42.68

3

M1/2

0.342

48.51

37.33

按承载能力极限状态，结构重力对结构的承载能力不利时计算弯矩效应组合:

m

Sud=匕1.2S自重+1.4S汽+0.80X.4S人

i=1

表2-7跨中弯矩基本组合表（kN.m）

梁号

内力

恒载

人群

汽车

Sud

1

Mi/2

778.8

67.67

823.13

3

2162.7

2

Mi/2

809.07

42.68

743.12

5

2059.0

3

Mi/2

809.07

37.33

667.98

7

1947.8

（6）活载跨中剪力Qi/2计算

表2-8公路一一二级产生的跨中剪力V1/2（kN）

梁号

内力

mi

（1）

1+卩

⑵

q“3）

Pk（5）

yk⑹

⑴⑵[⑶⑷

+（5）（6）]

1

V1/2

0.504

1.292

7.875

2.438

214.92

0.5

82.48

2

V1/2

0.455

74.46

3

V1/2

0.409

66.93

表2-9人群荷载产生的跨中剪力Vi/2（kN）

梁

号

内

力

mi（1

）

qr（3）

（1）

（2）（3）

1

V1/2

0.620

2.438

2.25

3.40

2

V1/2

0.391

2.14

3

V1/2

0.342

1.88

（7）支点剪力V的计算

①计算支点截面汽车荷载最大剪力

绘制荷载横向分布系数沿桥纵向的变化图形和支点剪力影响线如图7-4

所示：

图2-4m沿跨长变化图

£

冬一9屋-萌线

of羽晌錢

图2-6中横隔梁内力计算（尺寸单位：

cm）

P=1作用在1号梁轴上时（n=0.60,!

5二-0.20）

nM=叫1X1.5d+H12X）.5d-1銘5d

=0.6X.5*6+0.40.5为.6-1.51£=-0.64

P=1作用在5号梁轴上时

・；=%*1.5d+125X）.5d

=（-0.20）1**.6+0*.5*6=-0.48

P=1作用在2号梁轴上时（12=0.40,22=0.30）

M2=12%.5d+22*0.5d-1*0.5d

=0.401.51.6+0.300.5为.6-0.51.6=0.40

2・4・3截面内力计算

将求得的计算荷载Poq在相应的影响线上按最不利荷载位置加载，对于汽车荷载并入冲击影响力（1+卩）,得:

表7-4截面内力计算表

弯矩M2二

M2^=（1+卩）•Poq•n=1.292*X108.65*0.92+0.29）

=169.85kN

公路

-II级

剪力Q右

右位

Q1=（1+卩）•Poq•=1.292氷X126.56（0.575+

0.350+0.188-0.038）=175.78kN

61^^^?

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第一章总论错误！

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1.1项目概述错...误！

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1.2项目提出的背景和必要性错.误！

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1.3项目建设的可行性分析错.误！

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第二章项目依据和范围错..误！

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2.1项目编制依据错..误！

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2.2编制原则错...误！

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2.3项目编制范围错..误！

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第三章市场发展预测及行业关键指标分析错误！

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3.1二手车市场风险及发展预测错误！

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3.2目前二手车价格分析错.误！

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3.3二手车关键指标分析错.误！

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第四章项目选址与建设条件错..误！

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4.1项目选址错..误！

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4.2区域建设条件错..误！

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4.3社会环境简况错..误！

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第五章项目建设内容与规模错..误！

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5.1项目建设内容错..误！

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5.2建设规模错..误！

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第六章项目实施进度安排错..误！

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第七章环境保护和交易流程错..误！

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7.1二手车交易市场污染评估与处理错误！

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7.2二手车交易流程错..误！

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第八章项目经营管理与劳动定员错.误！

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8.1项目经营管理错..误！

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8.2劳动定员错..误！

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8.3劳动保护和安全生产错.误！

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第九章投资概算及资金筹措错..误！

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9.1投资估算错..误！

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9.2资金筹措错..误！

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第十章经济效益分析错...误！

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10.1项目的制度成本分析错.误！

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10.2项目效益分析错..误！

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10.3本项目成本估算错..误！

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10.4投资初期的营销计划建议错误！

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10.5销售收入及税金错..误！

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10.6利润估算错..误！

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10.7财务平衡分析错..误！

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10.8不确定性分析错..误！

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10.9结论错...误！

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第十一章结论及建议错...误！

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