桥梁工程简支梁课程设计.docx

1、华中科技大学文华学院桥梁工程课程设计目录1.设计资料与结构布置21.1设计资料21.2结构布置22.主梁恒载内力计算42.1恒载集度计算42.2、恒载内力计算43主梁活载内力计算63.1支点处荷载横向分布系数63.2跨中荷载横向分布系数73.3荷载横向分布系数汇总93.4各梁弯矩Ml2、Ml4和剪力Ql2、Ql4计算93.5计算支点截面剪力134.主梁内力组合185.横隔梁内力计算（以中横隔梁为例）206.行车道板的计算237.截面的设计、配筋、与验算258.参考文献31附录.桥型总体布置图311.设计资料与结构布置1.1设计资料1.1.1 跨径 标准跨径：lk=18m计算跨径：l=17.5m

2、 主梁全长：L=17.96m1.1.2 桥面净宽净8m（行车道）21（人行道）。1.1.4设计荷载公路级，人群荷载3.0kN/m，结构重要性系数。1.1.5 桥面铺装4cm厚沥青混凝土面层，其下为C25的混凝土垫层，设双向横坡，坡度为1.5%。两侧人行道外侧桥面铺装厚10cm（4cm厚沥青面层和6cm厚混凝土垫层）。1.1.6 材料混凝土： 主梁C40，钢筋混凝土重度为25kN/m3； 沥青混凝土面层，重度为23kN/m3； C25混凝土垫层，重度为24kN/m31.1.7 主梁数及横隔梁数主梁数：5；横隔梁数：5。1.2结构布置根据设计资料及装配式简支梁桥的构造要求，现拟定结构尺寸如下：主梁

3、高1.3m，主梁间距为1.6m，梁肋宽为18cm，T形梁翼缘板与腹板交接处厚14cm，翼缘悬臂端厚8cm。设置五根横隔梁，横隔梁上缘16cm，下缘14cm。2.主梁恒载内力计算2.1恒载集度计算主梁：g1=0.181.3+0.08+0.1421.8-0.1825=10.31kN/m横隔梁：对于边主梁：g2=1-0.08+0.1421.8-0.1820.14+0.16252517.5=0.77kN/m对于中主梁：g21=2g2=1.54kN/m 桥面铺装层： g3=0.04823+0.06+0.0154+0.062824/5=4.93kN/m栏杆和人行道：合计： 对于边主梁： g=gi=10.3

4、1+0.77+4.93+2=18.01kN/m对于中主梁： g=gi=10.31+1.54+4.93+2=18.78kN/m2.2、恒载内力计算 计算内梁与边梁的恒载内力。2.2.1支点截面:x=0 M=0边梁 Q=gl2=18.0117.52=157.59kN内梁 Q=gl2=18.7817.52=164.33kN2.2.2 l/4截面：x= l/4边梁 M=3gl232=318.0117.5232=517.08kNmQ=gl4=18.0117.54=78.79kN内梁 M=3gl232=318.7817.5232=539.19kNmQ=gl4=18.7817.54=82.16kN2.2.3

5、 跨中截面x= l/2 Q=0边梁 M=gl28=18.0117.528=689.45kNm内梁 M=gl28=18.7817.528=718.92kNm表2-1 主梁恒载内力 内力截面位置x剪力Q（kN）弯矩M（kN.m）x=0157.59(164.33)0x=l/478.79(82.16)517.08（539.19）x=l/20689.45（718.92）注：括号（）内值为中主梁内力3主梁活载内力计算3.1支点处荷载横向分布系数按桥规规定：汽车荷载距人行道边缘不小于0.5m。在横向影响线上确定荷载横向最不利的布置位置。采用杠杆原理法计算。支点处各主梁横向分布情况如下表：表3-1 支点横向分

6、布系数梁号车道荷载人群荷载1（5）号梁moq1=0.9442=0.472mor1=1.52（4）号梁moq2=12=0.5moq2=03号梁moq3=1+0.2782=0.639moq3=03.2跨中荷载横向分布系数此桥在跨度内设有横隔梁，具有强大的横向连接刚性，且承重结构的长宽比为： lB=17.551.8=1.952可按近似偏心压力法来绘制横向影响线并计算横向分布系数mc。3.2.1求荷载横向分布影响线坐标本桥各根主梁的横截面均相等，梁数n=5，梁间距为1.8m，则： i=15ai2=（21.8）2+（1.8）2+（-1.8）2+（-21.8）2=32.41号梁在两边主梁处得横向影响线竖标

7、值：11=1na12i=15ai2=15+21.8232.4=0.611=1n-a12i=15ai2=15-21.8232.4=-0.22（4）号梁在两边主梁处得横向影响线竖标值：11=1n+a1a2i=15ai2=15+3.61.832.4=0.411=1n-a1a2i=15ai2=15-3.61.832.4=03号梁在两边主梁处得横向影响线竖标值： =0.23.2.2画出各主梁的横向分布影响线，并按最不利位置布置荷载：3.2.3计算荷载横向分布系数1、5号梁：确定0点位置 x0.6=4180-x0.2 解得x=540cm车辆荷载mcq=q2=120.60540530+350+220+40=

8、0.633人群荷载mcr=0.60540540+40+50=0.72、4号梁：确定0点位置 x=4180=720cm mcq=q2=120.40720710+530+400+220=0.517mcr=0.40720720+40+50=0.453号梁：mcq=q2=120.2+0.2+0.2+0.2=0.4mcr=0.2+0.2=0.43.3荷载横向分布系数汇总 表3-2 梁号荷载位置公路-级人群荷载备注1（5）号梁跨中mc0.6330.7偏心压力法支点mo0.4721.5杠杆原理法2（4）号梁跨中mc0.5170.45偏心压力法支点mo0.50杠杆原理法3号梁跨中mc0.40.4偏心压力法支点

9、mo0.6390杠杆原理法3.4各梁弯矩Ml2、Ml4和剪力Ql2、Ql4计算3.4.1汽车荷载作用公路-级均布荷载： qk =0.7510.5=7.875kN/m对于集中荷载，采用内插法： = 0.75180+ (17.5-5)=172.5kN计算剪力效应时： =1.2172.5=207kN3.4.2主梁抗弯惯性矩求计算主梁截面重心位置翼板的换算平均高度：h=8+142=11cmax=180-1811112+130181302180-1811+13018=39.3cm主梁抗弯惯矩：I=112180-18113+180-181139.3-1122+112181303+130181302-39.

10、32=0.06895m43.4.3冲击系数 C40混凝土 E=3.251010N/m2 单位长度梁重 G=15.53103N/m 主梁几何特征 Ic=0.06626m4 简支梁桥的基频 f=2l2EIcGg=217.523.2510100.0689518.011039.81=5.667Hz冲击系数 =0.1767lnf-0.0157=0.1767ln5.667-0.0157=0.2903.4.4 均布荷载和内力影响线面积计算表3-3 均布荷载和内力影响线面积计算 类型截面公路-级(kN/m)人群(kN/m)影响线面积影响线图式7.8753.0=l2l4=17.528=38.28l l/47.8

11、753.0=l23l16=317.5232=28.71 3 l/167.8753.0=1212l2=17.58=2.197.8753.0=383l4=917.532=4.92 3/47.8753.0=l21=17.52=8.7513.4.5 计算弯矩Ml2、Ml4和剪力Ql2、Ql4 以1号（5）号梁为例进行详细计算，其余值见表3-4。对于双车道不折减=1。公路-级车道荷载的跨中弯矩： Ml2q=1+mcqqk+Pky=1.29010.6337.87538.28+172.54.375=862.4kN.m人群荷载的跨中弯矩：Ml2r=mcrqk=0.7338.28=80.39kN.m公路-级车道

12、荷载的跨中剪力：Ql2q=1+mcqqk+1.2Pky=1.29010.6337.8752.19+2070.5=98.60kN人群荷载的跨中剪力：Ql2r=mcqqk=0.732.19=4.60kN公路-级车道荷载的1/4跨弯矩： Ml4q=1+mcqqk+Pky=1.29010.6337.87528.71+172.53.28=646.63kN.m人群荷载的1/4跨弯矩：Ml4r=mcrqk=0.7328.71=60.29kN.m公路-级车道荷载的1/4跨剪力：Ql4q=1+mcqqk+1.2Pky=1.29010.6337.8754.29+2070.75=154.36kN人群荷载的1/4跨剪力：Ql4r=mcrqk=0.734.29=9.01kN表3-4 跨中弯矩,剪力,四分点弯矩,剪力计算表序号截面荷载类型qk或qrP k1+mc或ySSiS1#5#公路-级7.875172.51.2900.63338.28246.15862.4y=l/4=4.375616.25人群荷载30.738.2880.39Ql2q公路-级7.8752071.2900.6332.1914.0898.600.584.52人群荷载30.72.194.60公路-级7.875172.51.290