桥梁工程课程设计桥梁标准计算模板

桥梁工程课程设计计算书-1-一、设计资料1桥面净空：净9-2×1.5m人行道2主梁跨径和全长：标准跨径：16.000m计算跨径：15.500m主梁全长：15.960m3设计荷载：公路-Ⅰ级人群荷载3.5KN/m4材料：混凝土(C35)钢筋(主筋采用HRB335,箍筋采用R235)5计算方法：按结构设计原理极限状态法二、上部结构横、纵断面布置草图三、主梁的荷载横向布系数1、跨中荷载弯矩横向分布系数(按G-M法电算)A．主梁的抗弯及抗扭惯距Ix和Itx由于B/L=4×1.8/15.5=0.690.5,属于宽桥,故采用G-M电算法计算荷载横向分布系数。求主梁截面的形心位置ax：平均板厚：h1=（8+14）/2=11cm则求得：ax=11130(18018)111301822(18018)1113018=39.28cm桥梁工程课程设计计算书-2-Ix=1/12×162×113+162×11×（39.28-11/2）2+1/12×18×1303+18×130×（39.28-11/2）2=8.02×106cm4T形截面抗扭惯距等于各个矩形截面的抗扭惯距之和，即：Itx=3cibiti，Itx=1/3×1.8×0.113+1.277×1.19×0.183=9.67×10-3(m4)单位抗弯及抗扭惯距：Jx=Ix/b=8.02×10-2/180=4.456×10-4(m4/cm)Jtx=Itx/b=9.67×10-3/180=5.372×10-5(m4/cm)B．横梁抗弯及抗扭惯矩bλλb'aycch1h'翼板有效宽度计算横梁长度取为两边主梁的轴线间距，即：l=6b=180×6=1080cmc=(385-15)/2=185cmmh1'mb15.0c/l=1.85/1080=0.17根据lc比值可查附表，求得：λ/c=0.836（内插法）c/l0.050.100.150.200.250.300.350.400.450.50λ/c0.9830.9360.8670.7890.7100.6350.5680.5090.4590.416所以λ=0.836×185=154.66，求横梁截面重心位置''1'''112222bhhhbhhhay=19.1542321131)2'(''''121222121yyyahhbhbhahhI=3.346×10-2m43'1'2311132223111bhhChbCtbCtbCITy，11/0.0290.1hb＜查表得，311C，但由于连续桥面板的单宽抗扭惯矩只有独立宽扁板的一半，故取611C，''1/()0.1685bhh，查表得20.298C333413.850.110.2980.890.151.75106TyIm单位抗弯惯矩及抗扭惯矩为：桥梁工程课程设计计算书-3-4410.86910/,yyIJmcmb5410.454610/TyTyIJmcmb由G-M电算程序算得各梁的横向分布系数如下：公路—Ⅰ级:10.2830m汽20.5461m汽30.4600m汽人群荷载：10.2232m人20.5499m人30.3370m人2．支点荷载弯矩横向分布系数（杠杆原理法）采用杠杆法计算靠近支点处的荷载横向分布系数，由电算法复核得，公路—Ⅰ级:010.360m汽020.5m汽030.64m汽人群荷载：011.42m人002人m003人m３、各主梁荷载横向分布系数汇总在下表中荷载跨中1/4跨mc支点m01号梁2号梁3号梁1号梁2号梁3号梁汽车0.4580.4210.4390.360.50.64人群0.4230.3130.1661.42００四、T梁内力计算与内力组合1、恒载作用内力计算（假定桥面构造各部分重力平均分配给每根主梁）A桥面铺装和人行道重力人行道和栏杆的重力（两侧）按规范计算得∑=11.09kN/m桥面铺装为0.06×1.8×24+0.03×1.8×23=3.41kN/m.为了简化计算将人行道，栏杆重力平均分配给每根主梁，得：g1=11.09/6+3.41=4.9kN/mB横隔梁重力在中主梁上有10块横隔梁预制块，边主梁上有5块横隔梁预制块。将其产生的重力沿主梁纵向均匀分摊，则中主梁横隔梁产生的重力为：g2=0.89×（0.16+0.15）×2×0.81×6÷15.5×25=2.16kN/m边主梁横隔梁产生的重力为：g2’==0.89×（0.16+0.15）×0.81×6÷15.5×25=1.08kN/mC主梁重力g3=1.8×1.3-2×0.81×(1.3-0.11)×25=10.3kN/mD恒载作用下总重力中主梁g=g1+g2＋g3=4.89+2.16+10.3=17.35kN/m边主梁g’=g1＋g’2＋g3=4.89+1.08+10.3=16.27kN/m桥梁工程课程设计计算书-4-根据总的恒载集度可计算恒载内力，见下表恒载内力主梁g(kN/m）L(m)M（kN·m）Q(kN)跨中1/8gL21/4跨3/32gL2Q支点1/2gLQ1/4点1/4gL中主梁17.34515.5520.982390.737134.4567.23边主梁16.2715.5488.548366.411126.0863.042、活载作用内力计算A汽车荷载冲击系数ax=11130(18018)111301822(18018)1113018=39.28cmIc=(180-18)/12×113+(180-18)×11×(39.28-11/2)2+1/12×18×1303+18×130×(130/2-39.28)2=6.89×10-2m4E=2.8×1010N/m2f=GEIcgl22=10223.142.81011.87109.8219.516283=7.04μ=0.1767lnf-0.0157=0.3291+μ=1+0.2=1.329B活载内力公路一级荷载qk=10.5kN，Pk=222kN（由内差法得）1号梁:(1)根据下图中影响线及最不利荷载位置，可得汽车荷载作用下1号主梁跨中弯矩：桥梁工程课程设计计算书-5-影响线MQ1k,L/2=(1+μ)ξmcqpky+(1+μ)ξmcqqkΩ=1.329×1×0.283×222×15.5/4+1.329×0.283×10.5×(15.5×15.5/4)/2=442.14kN·mMQ2k,L/2=mcrqrΩ=0.2232×3.5×1.0×(15.5×15.5/4)/2=23.46kN·m汽车荷载作用下产生的1号梁跨中剪力：影响线QQ1k,L/2=(1+μ)ξmcq×1.2pky+(1+μ)ξmcqqkΩ=1.329×1×0.283×1.2×222×0.5+1.329×0283×10.5×(0.5×15.5/2)/2=57.5kNQQ2k,L/2=mcrqrΩ=0.2232×3.5×1.0×(0.5×15.5/2)/2=1.51kN(2)汽车荷载作用下1号主梁1/4跨弯矩为：影响线桥梁工程课程设计计算书-6-MQ1k,L/4=(1+μ)ξmcq×1.2pky+(1+μ)ξmcqqkΩ=1.329×1×0.283×1.2×222×3/16×15.5+1.329×0.283×10.5×(3×15.5/16×15.5)/2=380.14kN·mMQ2k,L/4=mcrqrΩ=0.2232×3.5×1.0×(3×15.5/16×15.5)/2=17.59kN·m汽车荷载作用下产生的1号梁1/4跨剪力：影响线QQ1k,L/4=(1+μ)ξmcq×1.2pky+(1+μ)ξmcqqkΩ=1.329×1×0.283×222×0.75+1.329×0.283×10.5×(0.75×3×15.5/4)/2=92.36kNQQ2k,L/4=mcrqrΩ=0.2232×3.5×1.0×(0.75×3×15.5/4)/2=3.41kN(3)支点由汽车荷载作用产生的1号主梁支点处剪力可由荷载最不利位置求出，这时应计入支点附近荷载横向分布系数的变化，即：影响线QQ1k,0=(1+μ)ξmcpkyk+(1+μ)ξmcqkΩ-(1+μ)ξqk[(mc-mo)/2×a×0.916+(mc-mo)/2×a×0.083]=1.329×1×0.283×222×1+1.329×1×0.283×10.5×15.5/2-1.329×1×10.5×[(0.283-0.36)/2×3.9×0.916+(0.283-0.36)×3.9×0.083]=132.89kNQQ2k,0=mcrqrΩ+qr[(moq-mcq)/2×a×0.916+(m0q-mcq)/2×a×0.08]=0.2232×3.5×1.0×15.5/2+3.5×1.0×[(.283-0.36)×3.9×0.916+(0.283-0.36)×3.9×0.083]=14.18kN按照此方法计算2号梁和3号梁，并将计算结果汇于下表中桥梁工程课程设计计算书-7-主梁活载内力汇总梁号荷载类别弯距（kN•m）剪力（kN）距中1/4跨跨中1/4跨支点1汽车442.14380.1457.7592.36132.89人群23.4617.591.513.4114.182汽车853.20733.546111.44178.23253.60人群57.8043.353.7288.3911.173汽车718.68617.8993.87150.129221.72人群35.4226.5662.285.146.843、内力组合A基本组合1号梁Md,L/2=1.2×488.548+1.4×442.14+1.12×23.46=1231.53kN·mMd,L/4=1.2×366.411+1.4×380.14+1.12×17.59=991.59kN·mQd,L/2=1.2×0+1.4×57.75+1.12×1.51=82.54kNQd,L/4=1.2×63.04+1.4×92.36+1.12×3.41=208.77kNQd,0=1.2×126.08+1.4×132.89+1.12×14.18=354.088kN2号梁Md,L/2=1.2×520.98+1.4×853.20+1.12×57.8=1884.39kN·mMd,L/4=1.2×390.74+1.4×733.546+1.12×43.35=1544.4kN·mQd,L/2=1.2×0+1.4×111.14+1.12×3.728=258.9kNQd,L/4=1.2×67.23+1.4×178.23+1.12×8.39=339.6kNQd,0=1.2×134.45+1.4×253.6+1.12×11.17=529.48kN3号梁Md,L/2=1.2×520.982+1.4×718.68+1.12×35.42=1671kN·mMd,L/4=1.2×390.74+1.4×617.89+1.12×26.566=1373.6kN·mQd,L/2=1.2×0+1.4×150.129+1.12×2.28=212.73kNQd,L/4=1.2×67.23+1.4×150.129+1.12×5.14=296.6kNQd,0=1.2×126.08+1.4×221.72+1.12×6.84=469.36kN故设计内力取值为：Md,L/2=1884.39kN·mMd,L/4=1544.4kN·mQd,L/2=258.9kNQd,L/4=339.6kNQd,0=529.48kN五、T梁正截面抗弯强度计算与配筋1、纵向主筋的配置由弯矩组合表可知，2号梁弯矩最大，考虑施工方便偏安全的一律按2号梁计算弯矩进行配筋。混凝土强度等级采用C35,主筋采用HRB335,则fcd=16.1MPa设钢筋净保护层厚度为35mm,h’f=(80+140)/2=110mm翼缘计算宽度b’f按下式计算，并取其中较小值b’f1800mmb’fL/3=5167mmb’fb+12h’f=1500mm故取b’f=1500mm