装配式钢筋混凝土简支梁桥上部结 构的设计计算docx.docx
《装配式钢筋混凝土简支梁桥上部结 构的设计计算docx.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《装配式钢筋混凝土简支梁桥上部结 构的设计计算docx.docx（30页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
装配式钢筋混凝土简支梁桥上部结构的设计计算docx
1设计说明2
1.1设计项目2
1.2主要技术规范和参考文件22截面设计3
3.主梁内力计算4
3.1结构自重效应计算4
3.2汽车人群荷载内力计算5
3.3主梁内力组合13横隔梁内力的计算14
4.1偏心压力法计算横隔梁内力（公式）14
4.2绘制横隔梁的弯矩影响线16
4.3绘制中横隔梁的剪力影响线17
4.4截面内力计算17行车道板的计算18
5.1力学模型（采用悬臂板）18
5.2结构自重及其内力（按纵向1M宽的板条计算）18
5.3汽车车辆荷载产生的内力18
5.4内力组合19结语19
A=0.61调L=0.32379〃时G=0.618x25=15.45N/tn
G/g=15.45/9.81=1.575乂103卬2/麻
C50混凝土E取3.45xlO,o^//n2
3.14
x
2x29.162
3.14
x
2x29.162
竺*手塑=4.92Hz
1.575xl03
因为：
1.5Hzv/vl4Hz
所以//=0.1767ln/-0.0157,=0.1767In4.92-0.0157=0.266
（1+//）=1.266o
均布荷载和内力影响线面积计算:
导型
截如
公路一II级均布荷载（kN/m）
人群
（kN/m）
影响线面积（〃亍或m）
影响线图式
10.5x0.75=
7.875
3.0x1.5
=4.50
17*7O
Q=-/=-x29.16=106.29m88
Mg
7.875
4.50
32322
。
厂=——x29.16~=79.72〃广3232
%
7.875
4.50
11
Q=—x—x29.16x0.5=3.65，〃
22
L
1/2
1/2
Q1/4
7.875
4.50
131
Q=—x—x—x29.16=2.73m
244
1/4
L_.
1/4
0
7.875
4.50
1
Q=-xlx29.16=14.58m
2
L1
1
公路一II级中集中荷载［的计算:
计算弯矩效应时：
Pk=0.75180+，：
；）—?
°（29.16-5）=207.45印
计算剪力效应时：
4=1.2x207.45=248.940
跨中、四分之一处的弯矩、剪力计算
梁
号
截面
荷载
类型
久或％
（kN/m）
K
（S）
（l+〃）
By
S（kN■m或kN）
Sj
S
1
梁
5号梁
M心
公路I【级
7.875
207.45
1.266
0.52
106.29
551.04
1546.62
7.29
995.58
人群
4.50
0.65
106.29
310.90
州/4
公路I【级
7.875
207.45
1.266
0.52
79.72
413.29
1160.32
5.47
747.03
人群
4.50
0.65
79.72
233.18
0/2
公路
II级
7.875
248.94
1.266
0.52
3.65
18.92
100.86
0.50
81.94
人群
4.50
0.65
3.65
10.68
。
〃4
公路
II级
7.875
248.94
1.266
0.52
2.73
14.15
137.06
0.75
122.91
人群
4.50
0.65
2.73
7.99
2号梁
4
号
梁
M眼
公路
1【级
7.875
207.45
1.266
0.46
106.29
487.45
1368.16
7.29
880.71
人群
4.50
0.42
106.29
200.89
Mg
公路
1【级
7.875
207.45
1.266
0.46
79.72
365.60
1026.43
5.47
660.83
人群
4.50
0.42
79.72
150.67
Qi/2
公路
II级
7.875
248.94
1.266
0.46
3.65
16.74
89.23
0.50
72.49
人群
4.50
0.42
3.65
6.90
。
啊
公路
I【级
7.875
248.94
1.266
0.46
2.73
12.52
121.25
0.75
108.73
人群
4.50
0.42
2.73
5.16
3
'弓
梁
M心
公路
II级
7.875
207.45
1.266
0.40
106.29
423.87
1189.70
7.29
765.83
人群
4.50
0.40
106.29
191.32
叫
公路
II级
7.875
207.45
1.266
0.40
79.72
317.92
892.56
5.47
574.64
人群
4.50
0.40
79.72
143.50
Qi/2
公路
I【级
7.875
248.94
1.266
0.40
3.65
14.56
77.59
0.50
63.03
人群
4.50
0.40
3.65
6.58
。
//4
公路
I【级
7.875
248.94
1.266
0.40
2.73
10.89
105.44
0.75
94.55
人群
4.50
0.40
2.73
4.92
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所示
738
2916
738
2916
720
720
7.875KN
Q4KTJ
6ZR11-苦二七=
zgOIUI
群
人
gg.0*
1号主梁支点剪力计算图（尺寸单位：
m）
1号主梁支点剪力计算图（尺寸单位：
m）
720
720
720
720
黑.onoc-
7勇
2916
a.0七in
OBOE
2号主梁支点剪力计算图（尺寸单位：
m）
2号主梁支点剪力计算图（尺寸单位：
m）
7P07P07?
n7P0
1
1
1
1
7^A
aai6
tmmtm「「itmtE小门
gF「:
公路-II级
人群
Q影响线
3号主梁支点剪力计算图（尺寸单位：
m）
计算支点截面汽车、人群荷载最大剪力
梁
号
荷裁类型
/或/
（kN/m）
4
（kN）
（1+G
mc
a
或
y
Q“,®）
Qg伽）
Q®）
0
（kN）
①
⑤
公路
II级
7.875
248.94
1.266
0.52
0.29
7.38
14.58
88.39
179.79
91.40
人群
4.50
0.65
1.24
0.916
51.62
②
④
公路
II级
7.875
248.94
1.266
0.46
0.525
7.38
14.58
69.06
234.52
165.46
人群
4.50
0.42
0.000
0.916
21.17
③
公路
II级
7.785
248.94
1.266
0.40
0.525
7.38
14.58
62.36
227.82
165.46
人群
4.50
0.40
0.（）0（）
0.916
20.16
3.3主梁内力组合效应组合表
承载力极限状态
结构重力对结构不利
&=1.2；重+1.4S汽+0.8x1.4S人
正常使用极限状态
短期效应组合
方=S自重+0.7S汽《不计榆力）+1•泌人
正常使用极限状态
长期效应组合
慕=S自垂+0.4S汽（不计枷亍力）+。
萄人
内力组合表
梁号
荷载类别
弯矩（kN•in）
剪力以N）
1号梁
5号梁
四分点
跨中
四分点
跨中
梁端
结构自重
1747.38
2329.84
159.80
0.00
319.60
汽车荷载
1160.32
1546.62
137.06
100.86
179.79
人群荷载
233.18
310.90
7.99
10.68
51.62
s由
3982.47
5309.28
392.60
153.166
693.04
Sm
2622.22
3496.02
243.58
66.46
470.64
S,d
2207.31
2942.93
206.30
36.14
397.06
②
2号梁
4号梁
结构自重
1826.30
2435.06
167.02
0.00
334.03
汽车荷载
1026.43
1318.16
121.25
89.23
234.52
人群荷载
150.67
200.89
5.16
6.90
21.17
S«rf
3797.31
4992.50
375.95
132.65
752.88
Sm
2544.59
3364.90
239.23
56.244
484.89
Sw
2210.92
2931.96
207.399
30.96
416.61
3号梁
结构自重
1826.30
2435.06
167.02
0.00
334.03
汽车荷载
892.56
1189.70
105.44
77.59
227.82
人群荷载
143.50
191.32
4.92
6.58
20.16
S祯
3601.86
4801.93
742.36
353.55
116.00
S,,
2463.39
3284.28
480.17
230.25
49.49
Sw
2165.75
2887.53
414.09
202.31
27.15
4.横隔梁内力的计算
4.1偏心压力法计算横隔梁内力（公式）
纵向一列汽车车道荷载轮重分布给该横隔梁的计算荷载为%=；（%。
+4弟=戒+：
%
同理人群：
%=qr,e=q」a
上式中：
。
一一按杠杆原理计算的纵向荷载影响线面积；ia——横隔梁的间距
y.——4.布置在中横隔梁上时，所对应的按杠杆原理计算的纵向荷载影响线竖坐标值，为1。
横隔梁任意截面处的内力计算公式：
荷载P=1位于截面左侧时左
Mr=/?
]•/?
]+R2•/?
-,-1•e=Ribi-e左
q=i=£r,-i荷载p=i位于截面右侧时
左左
上式中：
和Q.——横隔梁任意截面处的弯矩和剪力e——荷载P=1至所求截面的距离；
一一支承反力&至所求截面的距离；左
——表示涉及所求截面以左的全部支承反力的总和。
用上述的计算荷载在横隔梁某截面的内力影响线上按最不利位置加载，就可以得横隔梁在该截面上的最大（最小）内力值：
s=（i+"）y・％D上式中：
rj一一横隔梁内力影响线峻标；
ZAS——通常可近似地取用主梁的冲击系数〃=0.200和8=1值。
确定作用在中横隔梁上的计算荷载
对于跨中横隔梁的最不利布置如图所示
对于跨中横隔梁的最不利布置如图所示
纵向一列车轮对于横隔梁的计算荷载为:
计算弯矩时：
P（l=&筋。
+y）=l（7.875xlx7.20x2xl.0+207.45xl.0）=l32.08AN计算剪力时：
%=?
（7.875x&x7.20x2x1.0+1.2x207.45xl.0）=l52.82RN
4.2绘制横隔梁的弯矩影响线
用偏心压力法可算得1、2、3号梁的荷载横向分布影响线竖坐标值如图所示
则Mr的影响线竖标可计算如下：
计算（1号和2号梁中间截面）P=1作用在1号梁轴上时（h=0.60；
=/；!
]x0.5〃-1x0.5〃=0.6x0.5x1.9—1x0.5xl.9=-0.38
P=1作用在4号梁轴上时〃ri"=7I4x0.5J=0
P=1作用在1号2号梁中间轴时rjrlM=（）.5x（）.5』=0.475
计算财口（2号和3号梁中间截面）
富60-
富60-
R3横向分布影响线
R3横向分布影响线
P=1作用在1号梁轴上时（如=0.6（）；7/14=°）
P=1作用在1号梁轴上时（如=0.6（）；7/14=°）
;;r21W=1x1.5〃+〃2ix0.5J一1x1.5〃
=0.6x0.5x1.9+0.4x0.5x1.9-1x1.5x1.9
=-0.76
P=1作用在5号梁轴上时
7""=〃i5x1.5d+必x0.5J=-O.2x1.5x1.9=-0.57
P=1作用在2号3号梁中间轴时
H=0.3xl.9xl,5+0.25xl.9x（）.5=1.0925
4.3绘制中横隔梁的剪力影响线
0气P=1作用在计算截面右时
717=%
P=1作用在计算截面左时
忒=九一1
必：
P二1作用在计算截面右时
德=%+〃2,
P。
作用在计算截面左时
戒=知+〃2,一1
Q?
：
P=1作用在计算截面右时
P=1作用在计算截面右时潇=%+缶+处
P=1作用在计算截面左时
激=%+%/+务T
150
—
p——
p-
.190
190
19。
190
150一「700
d
R3横向分布影响线
Q1右影响线
O
9
6一
Q3右影响线
Q2右影响线
中横隔梁内力计算（尺寸单位：
m）
44截面内力计算截面内力计算表
（1+日）
〈kN）
Kj或膏
（AN•〃或kN）
内力组合
〈kN・m或kN）
承载力极正常使用限状态
极限状态
*2
1.266
1.0
132.08
0.83
138.79
268.13
76.74
姬-3
1.266
1.0
132.08
1.92
321.05
449.47
177.52
Q右
1.266
1.0
152.82
1.04
201.21
281.69
111.25
1.266
1.0
152.82
1.26
243.77
341.28
134.79
Q?
1.266
1.0
152.82
0.88
170.25
238.35
94.14
5.行车道板的计算5.1力学模型（采用悬臂板）
5.2结构自重及其内力（按纵向1m宽的板条计算）5.2.1每延米上结构自重g
桥面铺装为4cm的沥青表面处治，平均6.625cm厚的佐垫层。
板的结构自重g
P/2（单轮）
沥青表面处治
寸
&=0.04x1x23=0.92灯V/帆.
!
!
—f
匕——\—
—
C25粒垫层
g,=0.06625x1.0x24=1.59kN/m。
1
Lo=85
T梁翼板自重
0.10+0.20
g=x1.0x25=3.753/m
2b=18
合计
g=£&=6.263/m
—
5.2.2每米宽板条的恒载内力Mmin,g=--^/o=--X6.26XO.852=-2.26W•mT梁横截面图（尺寸单位:
cm）
QAx6.26x0.85=5.32伽3汽车车辆荷载产生的内力
将车辆荷载后轮作用于饺缝轴线上，后轮轴作用力，P=140kN,轮压分布宽度如图，车辆荷后轮着地长度为％=0.20〃?
，宽度为4=0.60〃?
，贝IJ%=%+2/7=0.2+2x0.11=0.42〃=Z?
2+//=0.6+0.11=0.7
荷载对于悬臂根部的有效分布宽度：
c/=q+〃+2/°=0.42+1.4+2x0.85=3.52〃由于这是汽车荷载局部加载在T梁的翼板上，故冲击系数1+"=1.3。
作用于每米宽板上的弯矩为:
归响=一（1+刃冷（/。
一3）
ph
=-（!
+//）—Uo-^-）
=—1.3x
140x2
2x3.52
x（0.58
0.71
=-25.59kNjm
作用于每米宽板条上的剪力:
-1.3x
2x140
2x3.52
=51.70AN
5.4内力组合
汽车车辆荷载的计算示图（尺寸单位：
m）
5.4.1承载力极限状态内力组合计算
Mii（i=\.2MA},+1.4MAc=1.2x（-2.26）+1.4x（-25.59）=-38.54W/m基本组合CLT20,+1.4Qv，=1・2x5.32+1.4x51.70=78.76伽
所以行车道板的设计内力为:
Miul=38.54S/mQlul=78.76S5.4.2正常使用极限状态内力组合计算
心=。
冲+0.7Q,”=5.32+0.7x51.70:
1.3=33.16/W短期效应组合
M、d=+0.7M/k,=-2.26+0.7x（-25.59）;1.3=—16.04伽/m6.结语
通过此次课程设计，我复习和掌握了桥梁工程设计的相关基础理论和专业知识，并把这些应用于设计当中，做到了理论与实践的相结合；我也进一步熟悉了设计流程和计算步骤，为即将进行的毕业论文或毕业设计做准备，为将要到来的专业技术工作，进一步打下良好的基础；同时，我也在此次课程设计中对桥梁设计有了较大的兴趣，对整个设计计算过程有了更深的理解和体会。
感谢李老师给我们提供的锻炼机会，感谢李老师对我们的细心教导。
装配式钢筋混凝土简支梁桥上部结构的设计计算
1设计说明1.1设计项目
主要尺寸
跨径：
30m计算跨径：
29.16m梁全长：
29.96m主梁高：
2.0m
桥面净空：
净一7m人行道宽：
2X1.5m梁数：
5荷载
汽车：
公路一II级
人群荷载：
3KN/m2
栏杆：
每侧1.52KN/m
人行道：
3.6KN/m
桥面铺装采用底层为25号混凝土，缘石边处厚4cm,横坡1.5%,面层采用4cm等厚沥青混凝土。
主要材料及工艺
（1）混凝土：
主梁用50号，人行道、栏行、桥面均25号。
（2）钢筋：
凡直径大于或等于12毫米者用I［级钢筋：
直径小于12毫米者一律I级钢筋。
（3）材料容重按《公路桥涵设计通用规范》采用。
钢材特性及基本数据见《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》各条。
1.2主要技术规范和参考文件
（1）《公路工程技术标准》（JTGB001-2003）
（2）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）
（3）《公路坞工桥涵桥涵设计规范》（JTGD61-2005）
（4）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）
（5）邵旭东主编.桥梁工程.人民交通出版社.2007
2截面设计
188
T梁横截面图（尺寸单位：
cm）
横断图（尺寸单位：
cm）
150
700
沥青表面处治厚4cm
C25混凝土垫层厚4—9.25cm
150
纵断图（尺寸单位：
cm）
3.主梁内力计算
3.1结构自重效应计算
计算结构自重集度表结构自重集度计算表
主梁
0.10+0.20
=10.18x2.00+（）x（1.90-0.18）]x25=l5.45伽/m
2
横隔梁
对于边主梁
=
壬竺）｝（里曾）卜咛史x5x25/29」6=0.9州S
对于中主梁
g；=2x0.91=1.823/,〃
桥面铺装层
&=
0.04+0.04+3.5x0.015
0.04x7x23+x7x24/5=3.51jWV/w
.2-
栏杆和人行道
&=（1.52x2+3.6x2）/5=2.05*,〃
合
il-
对于边主梁
g=15.45+（）.91+3.51+2.05=21.92&N/m
对于中主梁
g=15.45+1.82+3.51+2.05=22.91WV/m
结构自重内力计算边主梁自重产生的内力
截面曲
剪力Q（kN）
弯矩M（kN/m）
x=O
21.92
。
=x29.16=319.60
2
M=0
1
x=—
4
Q
=—=159.80
2
21.9229.16
M=xx
24
（29.16）
79|A
=1747.38
1KJ
I4\
1
x=—
2
Q=0
12
M=-x21.92x29.16*=2329.84
8
中主梁自重产生的内力
力截面盾
剪力Q（kN）
弯矩M（kNJm）
x=O
22.91
Q=x29.16=334.03
2
M=0
/
x=—
4
Q
0=^=167.02
2
22.9129.16M=xx
24
实6一学:
=1826.30
1
x=—
2
Q=0
1
M=-x22.91x29.16"=2435.06
8
3.2
荷载位于支点处各梁的汽车、人群荷载分布系数
当荷载靠近主梁支点时，按杠杆原理法计算荷载横向分布系数。
再根据《桥规》规定，在
升级会员 