桥梁工程课程设计任务书.docx
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桥梁工程课程设计任务书
桥梁工程课程设计任务书
1.设计资料
1.1主梁细部尺寸
单片主梁的梁宽为2.02m,其细部尺寸如图所示。
1.2桥梁净空
—净9+2X1.00m
1.3主梁跨径和全长
标准跨径=30.00m；计算跨径l=29.14m;预制全长=29.96m
1.4上部结构主梁布置图
00
--
00
9
O
10
O%
才
O%
才
.220
220
.220
220
8i
图2上部结构横断面构造图
俪2二:
/
图3主上部结构纵断面构造图
1.5设计荷载
公路一I级，人群荷载3.0
1.6材料
主梁：
混凝土强度等级C45,容重26;桥梁铺装为C30混凝土垫层厚7.0〜16cm容重24,
沥青混凝土厚3cm容重24
1.7设计方法
杠杆原理法、偏心压力法、极限状态法
1.8设计依据
《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）
《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范》（JTGD62-2004）
2.设计内容
2.1桥面板内力计算
计算T梁翼板所构成的铰接悬臂板的设计内力
2.2主梁内力计算
2.2.1计算各主梁的荷载横向分布系数。
2.2.2计算主梁在荷载作用下跨中截面的弯矩、支点和跨中截面的剪力。
2.2.3进行主梁内力组合，并画出主梁弯矩包络图和剪力包络图。
2.3横梁内力计算
2.4挠度、预拱度计算
计算主梁跨中的挠度，并考虑是否需要设置预拱度
2.5图纸绘制（利用AutoCAD软件绘制3张A4图纸）
（1）桥梁总体布置图：
绘出平、纵、横三视图。
（已知6垮简支梁桥连续，采用柱式桥墩、重力式U形桥台，各垮主梁横断面和纵断面布置图如图所示，桥墩、桥台和基础尺寸自拟）
（2）主梁一般构造图：
主梁各部分的构造
3.设计计算
3.1各种参数计算
3.1.1主梁自重
主梁截面面积：
S=0.6935
主梁重力集度：
g=SX丫=0.6935x26=18.031kN/m
3.1.2横隔梁
横隔梁截面面积：
S=1.3468
体积：
V=Sh=0.15X1.3073=0.2020
重量：
总重量：
3.1.3栏杆与人行道
面积：
重量：
3.1.4主梁翼缘板平均厚度
3.1.5桥面三角垫层面积与平均厚度
3.1.6面层沥青平均重度
3.2桥面板内力计算
3.2.1单悬臂板内力计算
1）恒载计算
2）活载计算
3）内力组合
3.2.2铰接悬臂板内力计算
1）恒载计算
A、每延米恒载g
沥青:
所以：
IH
Qa
，丨卜1411
q】
g=++0.72+2.76+4.16=7.64KN/mB、每米宽板的恒
载内力
2）车辆荷载计算
图5.铰接悬臂板内力计算图
《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）
可知后轮着地：
=0.2m；=0.6m；
A、单个车轮作用时有：
b=+2h=0.6+2X（0.115+0.03）=0.89m
a=+2h+2=0.2+2X0.145+2X1.0仁2.51m
作用在每米宽板条上的弯矩为：
=KN-m
作用在每米宽板条上的剪力为：
=KN
注：
《公路桥涵设计通用规范》规定在设计T梁悬臂板时冲击系数取0.3
B两个车轮同时作用时有：
b=+2h=0.6+2X（0.115+0.03）=0.89m
a=+2h+d+2=0.2+2X0.145+1.4+2X1.01=3.91m
作用在每米宽板条上的弯矩为：
=KN-m
作用在每米宽板条上的剪力为：
=KN
经计算分析，当两个后轮同时作用在铰接悬臂板上时活载内力最大。
3）内力组合
3.3主梁内力计算
3.3.1结构重力集度
分别考虑预制自重和桥面铺装、人行道栏杆重力集度。
1）按跨中截面计算预制梁每延米重力集度：
=
2）横隔梁、桥面铺装、栏杆、人行道等分摊给5片梁的荷载集度：
3.3.2结构自重产生的内力
跨中弯矩：
支点剪力：
==
3.3.3冲击系数计算
1）简支梁基频：
经计算得=0.261655637997,G==31.5498XN/m,查表得E=3.35MPa，代入其他相关数据，从
而计算出
=3.0524
且1.5HZf=3.052414HZ
2）1+卩=1+0.17670.01571.18HZ
3.3.4各主梁的跨中荷载横向分布系数计算：
本桥的宽跨比为：
B/L=9/29.14=0.30890.5属于窄桥
桥的横向连接刚度比较大，跨中处按偏心压力法计算，其中：
n=5
==48.4
A、第一片梁的影响线竖标值
B、第二片梁的影响线竖标值
C、第三片梁的影响线竖标值
1、2、
从而绘制出1、2、3、4、5号梁的横向影响线如图所示，按横向最不利布置车轮荷载得出
3、4、5号梁跨中位置处汽车、人群荷载作用下的横向分布系数如下：
A、第一片梁的跨中横向分布系数
B第二片梁的跨中横向分布系数
C第三片梁的跨中横向分布系数
130
ISO
130
ISO
A
q1^36
501180
1号契跨中影响线
2号梁跨中影响线
0
0.427B0-
.381&
2404
3号婺跨中影响线
I:
.
20
图6.偏心压力法计算荷载横向分布系数简图
335支点的荷载横向分布系数计算（注：
采用杠杆原理法进行计算，见图）
A、第一片梁的支点横向分布系数
B、第二片梁的支点横向分布系数
C、第三片梁的支点横向分布系数
n-
-S
8P
O
130
180
130
图7.杠杆原理法计算荷载横向分布系数简图
表1.横向分布系数汇总表
何载
1号梁
2号梁
3号梁
类别
车辆
何载
0.6
0.4091
0.5908
0.7954
0.6
0.7955
人群
何载
0.6545
1.2727
0.4273
0
0.4
0
3.3.6计算汽车、人群荷载内力
通过以上计算分析可知，第一片梁的横向分布系数最大，说明第一片梁在按最不利荷载情况下,
最危险。
又因各片主梁的特性一致，所以只需对第一片梁进行弯矩、剪力计算。
在内力计算时，对于横向分布系数得取值做以下考虑：
计算弯矩时，均采用全跨统一的荷载横向分布系数；求支点截面剪力时，由于主要荷载集中在支点附近而应考虑支承条件的影响，考虑横
向分布系数沿桥垮的变化影响
公路一I级，10.5
1）跨中弯矩
2）支点剪力
J
因，贝U
由=0，得：
x=6.948ma=4.85m,取a=4.85m
=0.9445
3.3.8内力组合
1）弯矩组合
2）剪力组合
3.3.7主梁弯矩与剪力包络图
主梁跨中的最大弯矩见前述内容，要绘制主梁弯矩包络图和剪力包络图，还需要计算主梁1/4
跨处的最大弯矩、剪力和主梁跨中剪力等。
1）跨中剪力计算（最不利位置在荷载只满布半跨结构上）
内力组合：
2）1/4跨弯矩计算
A、恒载弯矩计算：
B、活载弯矩计算:
内力组合：
3）1/4跨处剪力计算
A、恒载剪力计算：
B活载剪力计算：
内力组合：
简支梁弯矩包络图和剪力包络图
支点:
M=0
V
1/4跨:
V
跨中：
V
图8.弯矩包络图和剪力包络图
3.4横隔梁内力计算
横隔梁自重较小，此处不计算，仅计算活载作用下横隔梁的内力计算过程如图所示，则有：
弯矩的影响线竖标1.8699
剪力的影响线竖标1.355
横隔梁跨中荷载布置图如图所示，则有:
则横隔梁最大剪力和弯矩:
3.5挠度、预拱度计算
主梁结构自重最大弯矩为3348.7688KNm汽车作用最大弯矩（不计算冲击）为1877.5413KN・m,
人群作用最大弯矩为208.4107KN-m
《公桥规》规定：
验算主梁变形时，不计入结构自重的长期挠度，汽车不计冲击。
则由可变荷载频遇值产生的跨中长期挠度为：
C50混凝土，取按全预应力混凝土，取B=0.95EI。
《公桥规》规定：
荷载短期效应组合并考虑荷载长期效应影响，产生的长期挠度超过计算跨径1/1600时，应设置预拱度。
预拱度值等于结构自重和1/2可变荷载频遇值所产生的长期挠度
4.参考资料
（1）沈蒲生主编.混凝土结构设计原理.北京：
高等教育出版社，2005
（2）王丽荣主编.桥梁工程.北京：
中国建材工业出版社，2005
（3）公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004）北京：
中华人民共和国交通部，2004
（4）公路钢筋混凝土与预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62-2004）北京：
中华人民共和国
交通部，2004
16
5•致谢
本课题在选题及进行过程中得到老师的悉心指导。
行文过程中，周老师多次帮助我分析思路，开拓视
角，在我遇到困难想放弃的时候给予我最大的支持和鼓励。
在此，谨向老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。
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