二级公路桥梁设计计算实例桥梁课程设计.docx

1、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:20m1.4计算跨径：19.7m1.5实际梁长：19.6m1.6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(JTG D60- 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(JTG D62-2004) ,简称 公预规。(3) 公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ 124-85),简称基规。2具体设计2.1主梁的详细尺寸主梁间距：1.7m11 1 1主梁高度：h= ( 1丄)1= ( 1丄)

2、20=1.821.1 (m (取1.8 ) 11 18 11 18主梁肋宽度：b=0.2m主梁的根数：(7m+2K 0.75m) /1.7=52.2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/m32.2.1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/mC25

3、 号混凝土垫层：g2 =0.09x1.0 X4=2.16kN/mT 梁翼板自重：g3= （0.08+0.14） /2 X.0 X5=2.75kN/m每延米板宽自重：g= g1 + g2 + g3 =0.46+2.16+2.75=5.37kN/m2每米宽板条的恒载内力：1 2 1 2弯矩：Mmin,g=-?glo=-2 X5.37 X.71 =-1.35kN.m剪力：QAg =g o=5.37 X0.71=3.81kN2.2.2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1

4、40KN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=1.40 m,则荷载对于悬臂根部的有效分布宽度：a=a1 +d+2l 0=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：M min, p=- ( 1+ u)=-14.09kN.m作用于每米宽板条上的剪力为:QAP= (1+u) =1.292 /

5、140 =27.92kN4a 4 3.242.2.3内力组合1. 承载能力极限状态内力组合计算(基本组合)：Mud=1.2 MAg+1.4 M Ac=1.2 X(-1.35) +1.4 (-14.09) =-21.346kN.mQud=1.2 QAg+1.4 Qac=1.2 X.81+1.4 X.92=43.66kN所以，行车道板的设计内力为M ud =-21.346kN.mQud = 43.66kN2. 正常使用极限状态内力组合计算(短期效应组合)：Msd=M Ag +0.7M ac= (-0.35) +0.7 X(-14.09) T.3=-8.94kN.mQsd=Qsd+0.7QAp =3

6、.81+0.7 X7.92 4.3=18.84kN2.3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5 kN/m(1)结构自重集度主 梁：g1=0.18 X30+ (0.08+0.14) /2 X( 1.60-0.18) X5=9.76 kN/m横隔梁：0 15*016 边主梁:g 2 =1.00- (0.08+0.14) /2 ( 1.60-0.18) /2 XX5X 25 =0.624 kN/m19.70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

7、算式:M x=丛 x-gx = -gX (l-x)x 2 2 2Qx=g-gx=- (l-2x)2 2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=016.054 X19.7=158.1320X=l/416.054 X( 19.7-2 旦)=79.072 416.054 J9.7( 19.7-19.7)2 4 4=584.1X=l/201 2一 X16.054 W.7 =778.88表2-2 2号梁自重产生的内力力截面位置 剪力Q (kN)弯矩 M ( kN.m )X=016.678 X19.70-164.2820X=l/4讐7

8、3 乎)=82.1416.678 19.7 (19.7 Ax (19.7 )2 4 4=606.8X=l/201 2一 X16.678 19.7 =809.078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=016.678 X19.70-164.2820X=l/416.678 X( 19.7 2 汉 19.7 ) =82.142 416.678 /9.7 (197- 19.7 )2 4 4=606.8X=l/201 2-X16.678 19.7 =809.0782.3.2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

9、：mq=x n/2人群：m= r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 mq = W n/2= 0.875 =0.438q 2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mr= r = -0.4223号梁:公路 II 级 m0q= (0.938+0.250) /2=0.594人群荷载mr= r =0 当荷载作用跨中时，1号边主梁的横向分布系数

10、:5*1 60宽跨比L =丽=041.60)2+1.602+0+(-1.60) 2+(-2 *60) 2=25.60m21号梁在2个边主梁处的横向影响线的竖标值为:11 = 1 -n2 2弋1 =1+(2*1.60) =0.60 n 5 25.60i 1十 115 = _ - n2a 1-n =-0.202aii 1b）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m1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

11、分布系数为2号梁：汽-II: mcq =0.455人群：mcr =0.3913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0.5040.620支点0.4381.442续表1-42跨中0.4550.391支点0.500-0.4223跨中0.4090.342支点0.5940.000(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(m 2 或 m)影响线图示M 1/10.5 0.75=3.0 0.75=2.1 2 1 2O=丨=9.7 =48.518 81 L27

12、.87525L/4Ql27.8752.25c 1 1 1Q =乂一 x19.7 汉_ =2 2 2L11/22.4381/2Q 07.8752.251 C=-x1x19.7 =L21x 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：P K =0.75180+ 360 一180 (19.7 - 5) =179.1kN50-5计算剪力效应时：Pk=1.2 X79.1=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=0.3902m

13、2 Ic =0.066146m4 G=0.3902 25=9.76 kN/mG/g=9.76/9.81=0.995kN.s2 /m2C30 混凝土 E 取 3X1010N/m2 1.5HZV f V 14HzJ =0.1767l nf-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+) x xme qk 门+miPkyJSA = meqr 11表2-5 公路II级产生的弯矩（kN.m）梁号内力mc1+uqkQPkyk弯矩效应m c X-*1+4) Xqk X+ Pk xyk 1M 1/20.50448.5119.744.

14、925823.132M 1/20.4551.2927.87548.51179.14.925743.123M 1/20.40948.514.925667.98梁表2-6人群荷载产生的弯矩（kN.m）梁号内力mcqry弯矩效应m（Xq r Xi1M 1/20.62048.5167.672M 1/20.3910.75 X.00=2.2548.5142.683M 1/20.34248.5137.33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:mSud =匕 1.2S自重 +1.4S 汽 +0.80 X.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Su

15、d1Mi/2778.867.67823.1332162.72Mi/2809.0742.68743.1252059.03Mi/2809.0737.33667.9871947.8(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q“3)Pk(5)yk+(5)(6)1V1/20.5041.2927.8752.438214.920.582.482V1/20.45574.463V1/20.40966.93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)1V1/20.6202.4382.253

16、.402V1/20.3912.143V1/20.3421.88(7)支点剪力V的计算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2-4 m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1 X1.5d+H12 X).5d-1 銘5d=0.6 X.5 *6+0.4 0.5 为.6-1.5 1=-0.64P=1作用在5号梁轴上时；=% *1.5d+125 X).5d=(-0.20) 1* *.6+0 *.5 *6=-0.48P=1作用在2

17、号梁轴上时(12 =0.40, 22 =0.30)M2= 12 %.5d+ 22 *0.5d-1 *0.5d=0.40 1.5 1.6+0.30 0.5 为.6-0.5 1.6=0.40243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M 2二M 2= (1+卩) Poq n =1.292 *X108.65 *0.92+0.29)=169.85 kN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) =17

18、5.78 kN61?TZ77zv7wa9e99f99Jn项目论证报告，本行档支究完整下可行支持任意编辑！选推我们项側究报！项目设计，项目建议书, 项目论证报告项本行档支究完整下可项支持任意编辑！选推我们项破究报告，项目设计，项目建议书,第一章 总 论 错 误！未定义书签1.1项目概述 错. 误！未定义书签1.2项目提出的背景和必要性 错. 误！未定义书签1.3项目建设的可行性分析 错. 误！未定义书签第二章 项目依据和范围 错. 误！未定义书签2.1项目编制依据 错. 误！未定义书签2.2编制原则 错. 误！未定义书签2.3项目编制范围 错. 误！未定义书签第三章 市场发展预测及行业关键指标分

19、析 错误！未定义书签3.1二手车市场风险及发展预测 错误！未定义书签3.2目前二手车价格分析 错. 误！未定义书签3.3二手车关键指标分析 错. 误！未定义书签第四章 项目选址与建设条件 错. 误！未定义书签4.1项目选址 错. 误！未定义书签4.2区域建设条件 错. 误！未定义书签4.3社会环境简况 错. 误！未定义书签第五章 项目建设内容与规模 错. 误！未定义书签5.1项目建设内容 错. 误！未定义书签5.2建设规模 错. 误！未定义书签第六章 项目实施进度安排 错. 误！未定义书签第七章 环境保护和交易流程 错. 误！未定义书签7.1二手车交易市场污染评估与处理 错误！未定义书签7.2

20、二手车交易流程 错. 误！未定义书签第八章 项目经营管理与劳动定员 错. 误！未定义书签8.1项目经营管理 错. 误！未定义书签8.2劳动定员 错. 误！未定义书签8.3劳动保护和安全生产 错. 误！未定义书签第九章 投资概算及资金筹措 错. 误！未定义书签9.1投资估算 错. 误！未定义书签9.2资金筹措 错. 误！未定义书签第十章 经济效益分析 错. 误！未定义书签10.1项目的制度成本分析 错. 误！未定义书签10.2项目效益分析 错. 误！未定义书签10.3本项目成本估算 错. 误！未定义书签10.4投资初期的营销计划建议 错误！未定义书签10.5销售收入及税金 错. 误！未定义书签10.6利润估算 错. 误！未定义书签10.7财务平衡分析 错. 误！未定义书签10.8不确定性分析 错. 误！未定义书签10.9结论 错.误！未定义书签第十一章 结论及建议 错. 误！未定义书签