桥梁课程设计书.docx
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桥梁课程设计书
桥梁工程课程设计
装置式预应力混凝土简支T型梁
姓名：
余将
学号：
1252010721
班级：
路桥一班
专业：
土木匠程（道路与桥梁方向）
指导老师：
沈明燕
目
录
设计资料
桥梁跨径及桥宽
3
设计荷载
3
桥面铺装
3
资料及施工工艺
3
资料性能参数
3
设计依照
3
计算方法
4
设计任务
横断面部署
4
主梁内力计算
4
设计过程
主梁间距与主梁片数
5
主梁跨中截面主要尺寸及主梁截面细部尺寸制定5
截面几何特征
6
截面效率指标
6
横截面沿跨长的变化
6
横隔梁的设置
6
恒载内力计算
7
活载内力计算
7
内力组合
16
装置式钢筋混凝土简支T形梁桥设计资料
1．桥梁跨径及桥宽
标准跨径：
主梁全长：
计算跨径：
桥面净宽：
（0.5+1+14+1+0.5）m=17m（防撞栏+人行道+四车道+人行道+防撞栏）
桥面横坡：
2.0%
2．设计荷载:
公路Ⅰ级，人群荷载2
3．桥面铺装
沥青表面处分2cm（重力密度为kN/m2），混凝土垫层厚6~12cm（重力密度为24kN/m2），T梁的重力密度为25kN/m2
4．资料及施工工艺
混凝土：
采纳C40混凝土。
预应力钢筋采纳1*7（7股）钢绞线，标准强度fpk=1860Mpa；一般钢筋采纳HRB335级和R235级钢筋；
钢板：
锚头下支撑垫板，支座垫板等均采纳一般A3碳素钢。
按后张法施工工艺制作主梁，采纳70mm的涟漪管和OVM锚具。
5．资料性能参数
（1）混凝土
强度等级为C40，主要强度指标：
强度标准值：
fck，ftk
强度设计值：
弹性模量：
Ec=3.25*104Mpa
（2）预应力钢筋采纳1*7标准型15.2-1860-Ⅱ-GB/T5224-1995钢绞线抗拉强度标准值：
fpk=1860Mpa，抗拉强度设计值：
fpd=1260Mpa弹性模量：
Ep=1.95*105Mpa
相对界线受压区高度：
ζa=0.4，ζ
（3）一般钢筋
a.纵向抗拉及结构一般钢筋采纳HRB335其.强度指标
抗拉强度指标：
fsk=335Mpa抗拉强度设计值：
fsd=280Mpa
弹性模量：
Es=2.0*105Mpa
b.采纳的R235钢筋，其强度指标
抗拉强度指标：
fsk=235Mpa抗拉强度设计值：
fsd=195Mpa
弹性模量：
Es=2.1*105Mpa
6．设计依照
（1）交通部颁《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004简称“规范”；
（2）交通部颁《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG
D62-2004简称“公预规”；
（3）交通部颁《公路桥涵地基与基础设计规范》JTJ024-85.
7．计算方法：
极限状态法
装置式钢筋混凝土简支T形梁桥设计任务
1、横断面部署
（1）用AUTOCAD绘制桥梁平、纵、横断面图，并绘制中梁与边梁的结构图；
（2）主梁间距与主梁片数；
（3）主梁跨中截面主要尺寸制定；
（4）主梁截面细部尺寸；
（5）计算截面几何特征；
（6）计算截面效率指标p（要求p在0.5以上）；
（7）横断面沿跨长的变化；
（8）横隔梁设置；
2、主梁内力计算
（1）恒载内力计算
A.一期恒载集度；
B.二期恒载集度；
C.恒载内力。
（2）活载内力计算
A.冲击系数和车道折减系数；
B.计算主梁的荷载横向散布系数（跨中截面按修正刚性横梁法；支点截面剪力按杠杆法）；
C.计算活载内力（跨中截面、1/4截面、变化截面、支点截面）。
（3）内力组合
D.基本组合（用于承载能力极限状态计算）；
E.短期组合（用于正常使用极限状态计算）；
F.长久组合（用于正常使用极限状态计算）；
装置式钢筋混凝土简支T形梁桥设计过程
一、横断面部署
1、主梁间距与主梁片数
桥面净宽为（0.5+1+14+1+0.5）m=17m；制定翼板宽度中主梁为
，
边主梁为，选定为7片T梁。
桥面板采纳钢板绞接。
2、主梁跨中截面主要尺寸制定
依据《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004），梁的高跨比的经济范围在1/11到1/16之间，此设计上当算跨径，制定采纳的梁高为。
3、主梁截面细部尺寸
T梁翼板厚度主要取决于桥面板蒙受车轮局部荷载的要求，还应试虑可否满
足主梁受弯时上翼板的受压的强度要求。
制定翼板厚度为，因为跨径较大，翼板根部加厚到，以抵挡翼板根部较大的弯矩。
腹板厚度不宜小于梁高的1/8，制定腹板厚度为。
马蹄尺寸基本由部署预应力钢束的需要确立的。
设计实践表示，马蹄面积占
截面总面积10%~20%为适合。
制定马蹄宽度为，高度为，马蹄与腹板交接处作三角形过渡，高度，以减小局部应力。
4、横截面部署
桥梁平、纵、横断面图，中梁与边梁的结构图如CAD附图所示：
5、计算截面几何特点
分
分块面积
Ix=Ai（yu-yi）2
块
i
（mm）
i
*y
i
u
i
）（mm）
Ii（mm4）
i
2
y
Si=A
（mm3）（y-y
（mm4）
号
A
（mm）
1
266400
60
15984000
1.61E+11
1.07E+09
8
2
93000
14256900
4.35E+10
8.64E+07
8
3
352800
980
345744000
7.22E+09
1.54E+11
92
4
12100
24604140
1.73E+10
4.44E+07
79
5
156000
2155
336180000
2.71E+11
3.33E+08
79
合
880300
736769040
5.00E+11
1.55883E+11
计
ρ=Ku+Kb/h
上核心距
ρ
上核心距
I
6.56E+11
6、计算截面效率指标ρ
预应力混凝土梁，其内力偶臂Z所能变化的范围越大，则在预加力Npe同样的条件下，其所能抵挡外弯矩的能力也就越大，也即抗弯效率效率越高。
在保证上、下缘混凝土不产生拉应力的条件下，内力偶臂Z可能变化的最大范围只好在上核心距Ku和下核心距Kb之间。
所以，截面抗弯效率可用参数ρ=Ku+Kb/h（h为梁的全截面高度）来表示。
I
上核心距：
Ku
Ayu
I
下核心距：
Kb
Ayb
ρ=（Ku+Kb）/h=（890+509）
7、横隔梁的设置
在荷载作用途的主梁弯矩横向散布，当该处有横隔梁时比较平均，不然直
接在荷载下的主梁弯矩很大。
为减小对主梁起主要控制作用的跨中弯矩，当跨度
较大时应设置许多的横隔梁。
制定设置七道横隔梁，其边主梁间距为7m，中主梁间距为。
端横隔梁的高度与主梁同高，厚度为。
中横隔梁的高度为
，厚度为20m。
二、主梁内力计算
1、恒载内力计算
结构自重集度计算表（
kN/m）
主梁g1
关于边主梁g2
横隔梁
关于中主梁g2'
桥面铺装层g3
栏杆和人行道g4
关于边主梁
共计
关于中主梁
一期恒载g1+g2+g2’
二期恒载
边主梁自重产生的内力
内
力
剪力Q（kN）
∑
弯矩M（）
横面地点x
边主梁
边主梁
0
x=0
0
中主梁
中主梁
边主梁
边主梁
x=1/4
中主梁
中主梁
边主梁
0
0
边主梁
x=1/2
0
中主梁
中主梁
边主梁
边主梁
x=1/8
中主梁
中主梁
∑
0
26
1
57
2、活载内力计算
0.67.
（1）冲击系数和车道折减系数：
冲击系数的计算采纳以结构基频为指标的方法。
按结构不一样的基频，
汽车惹起的的冲击系数在之间变化，其计算方法为
当f<1.5Hz时
当1.5Hz
当f>14Hz时
式中：
f--结构基频（Hz）
基频计算公式以下：
EIcG
f2l2mcmcg
结构跨中处的单位长度质量为：
mc=*10^3/9.81=2248.72（）
结构基频为：
（Hz）
依据基频可计算出汽车荷载冲击系数为
按《桥规》规定两车道的车道折减系数为1，本设计为四车道，在计算可变作用效应时需进行车道折减，四车道折减33%，但折减后的效应不得小于两车道设计车道的荷载效应。
横向折减系数为
（2）主梁的荷载横向散布系数（跨中截面按偏爱压力法，支点截面按杠杆原理法）
一、当荷载位于跨中处时（偏爱压力法）
由图可知，此桥设有5道横隔梁，拥有靠谱的横向联系，且蒙受结构的长宽比为：
l
2.396>2
故可按偏爱压力法来计算横向散布系数mc
本桥各根主梁的横截面均相等，梁数n=7，中梁间距为，边梁间距为，则
7
ai2a12a22a32a42a52a62a72=（）
i1
m2
以下边所示a1-a7
的值
0
a1
a2
a3
a4
a5
a6
a7
∑
0
以下表为前4号主梁相对的主梁的横向影响线的竖标值
η11
η12
η13
η14
η15
η16
η17
1号梁
η21
η22
η23
η24
η25
η26
η27
2号梁
η31
η32
η33
η34
η35
η36
η37
3号梁
η41
η42
η43
η44
η45
η46
η47
4号梁
由此可画出1、2、3、4号梁的影响线，5、6、7号梁的影响线与
3、2、1号梁
对称，以下列图所示
1号梁的活载横向散布系数分别计算以下：
汽车荷载
mcq
1
=1/2*（
）
q
2
人群荷载
mcr
11
xr
r
x
2号梁的活载横向散布系数分别计算以下：
汽车荷载
mcq
1
=1/2*（
）
q
2
人群荷载
mcr
22
xr
r
x
3号梁的活载横向散布系数分别计算以下：
汽车荷载
mcq
1
=1/2*（0.238+0.212+0.193+0.166+0.147+0.121+0.101+0.075+0.056）
q
2
人群荷载
mcr
33
xr
r
x
4号梁的活载横向散布系数分别计算以下：
汽车荷载
mcq
1
q
2
人群荷载
mcr
33
xr
r
x
1号梁
2号梁
3号梁
4号梁
汽车荷载mcq
人群荷载mcr
二、当荷载位于支点处时（按杠杆原理法）
依据《桥规JTGD60》规定，在横向影响线上确立荷载沿横向最不利的部署
地点，比如，关于汽车荷载，汽车横向轮距为，两列汽车车轮的横向最小间距为，车轮距离人行道缘石最少为。
1号梁的活载横向散布系数分别计算以下：
汽车荷载
mcq
1
q
2
人群荷载
mcr
r
2号梁的活载横向散布系数分别计算以下：
汽车荷载
mcq
1
q=1/2*（0.306+0.958+0.417）
2
人群荷载
mcrr
3号梁的活载横向散布系数分别计算以下：
汽车荷载
mcq
1
q=1/2*（0.042+0.583+0.667+0.125）
2
人群荷载
mcrr=0
4号梁的活载横向散布系数分别计算以下：
汽车荷载
mcq
1
q=1/2*（0.333+0.875+0.375）
2
人群荷载
mcrr=0
5号梁的活载横向散布系数分别计算以下：
汽车荷载
mcq
1
q=1/2*（0.625+0.833+0.083）
2
人群荷载
mcr
r=0
6号梁的活载横向散布系数分别计算以下：
汽车荷载
mcq
1
q=1/2*（）
2
人群荷载
mcr
r=0
7号梁的活载横向散布系数与1号梁活载横向散布系数同样。
1号梁
2号梁
3号梁
4号梁
5号梁
汽车荷载mcq
0
0
0
人群荷载mcr
6号梁
0
（3）计算可变作用效应
依据《桥规》，公路一级的的均布荷载标准值qk和集中荷载标准值pk为：
qk（kN/m）
计算弯矩效应时：
pk=180+（360-180）/（50-5）*（）=322（kN）
计算剪力效应时：
pk（kN）
在可变作用效应计算中，关于横向散布系数的取值作以下考虑：
支点处横
向散布系数取m0，从支点到第一根横梁段，横向散布系数从m0直线过渡到mc，
其他梁段均取mc。
1、跨中截面最大的弯矩和最大剪力
截面
荷载种类
qk或qr（kN/m）pk（kN）1+μ
mc
Ω或y
S（或kN）
公路一级
322
M
跨
中
人群
3
公路一级
Q
人群
3
由上表可求出：
M跨中公
（1
）
mc（qk
pky）（kN/m）
M跨中人
mcqr
=（kN/m）
Q跨中公
（1
）
mc（qk
pky）=（kN）
Q跨中人
mcqr
（kN）
2、四分点截面最大弯矩和最大剪力
截面
荷载种类qk或qr（kN/m）pk（kN）1+μ
mc
Ω或yS（kN.m或kN）
公路一级
322
M
L/4处
人群
3
公路一级
386.4
Q
人群
3
由上表可求出：
Ml/4公
（1
）mc（qk
pky）=（kN/m）
Ml/4人
mcqr
（kN/m）
Ql/4公
（1
）mc（qk
pky）=（kN）
Ql/4人
mcqr
（kN）
3、支点面处的最大剪力
截面
荷载种类
qk或qr（kN/m）pk（kN）1+μ
mc
Ω或yS（kN.m或kN）
支
点
公路一级
处Q
1
人群
3
由上表可计算出：
Q支点公
（1
）
mc（qk
pky）=（kN）
Q支点人
mcqr
（kN）
4、变化点截面处最大弯矩和最大剪力（L/8）
截
qk或qr（kN/m）pk（kN）
1+μ
mc
Ω或y
S（kN.m或
荷载种类
kN）
面
公路一级
322
L/8处
M
人群
3
公路一级
Q
人群
3
由上表可计算出：
Ml/8公
（1
）mc（qk
pky）=（kN/m）
Ml/8人
mcqr
（kN/m）
Ql/8公
（1）
mc（qk
pky）=（kN）
Ql/8人
mcqr
（kN）
3、主梁效应作用组合
序号
荷载类型
跨中截面
L/4点截面
变化点截面（L/8）
支点
M最大值
Q最大值
M最大值
Q最大值
M最大值
Q最大值
M最大值Q最大值
1
恒载作用
0
2
汽车荷载
0
3
人群荷载
0
4
短期组合
0
（恒+0.7汽+1.0人）
5
长久组合
0
（恒+0.4汽+1.0人）
极限组合
6
（1.2恒+1.4汽
0
人）
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