桥梁工程课程设计及计算书设计题目: 桥梁工程课程设计学院：土木与建筑学院指导老师：汪峰姓名：学号：班级：2014年6月一、基本资料1．标准跨径：20 m计算跨径：19.50 m主梁全长：19.96 m2．桥面净宽：净7.5 m+2×0.25 m3. 车辆荷载：公路— 级4. 人群荷载：3.0 KN/m²5. 选用材料：钢筋：采用HRB300钢筋，HRB335钢筋。
混凝土：主梁C40人行道及栏杆：C25桥面铺装：C25（重度24KN/m）6. 课程设计教材及主要参考资料：《桥梁工程》.姚玲森编.人民交通出版社，1990年《桥梁工程》.邵旭东等编.人民交通出版社，2007年《桥梁工程》.范立础编.人民交通出版社，2001年《简支梁桥示例集》.易建国编.人民交通出版社，2000年《桥梁工程课程设计指导书》.桥梁教研室.哈尔滨工业大学教材科，2002年《梁桥设计手册》.桥梁编辑组.人民交通出版社，1990年《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）人民交通出版社北京《拱桥设计手册（上、下）》.桥梁编辑组.人民交通出版社，1990年《配筋混凝土结构设计原理》袁国干主编，同济大学出版社二、桥梁尺寸拟定1．主梁高度：h=1.5m梁间距：采用5片主梁，间距1.8m。
2．横隔梁：采用五片横隔梁，间距为4×4.85m,梁高1.0m, 横隔梁下缘为15cm,上缘为16cm。
3．主梁梁肋宽：梁肋宽度为18cm。
4．桥面铺装：分为上下两层，上层为沥青砼厚2.0cm, 下层为C25 防水混凝土垫层厚10.0cm。
桥面采用1.5%横坡。
5．桥梁横断面及具体尺寸：（见作图）6.桥梁纵断面及具体尺寸：（见作图）三、桥梁计算 一、主梁的计算1、主梁的抗弯及抗扭惯性矩x I 、TiI求主梁界面的重心位置x a （图3） 、平均板厚：H=1/2（10+18）=14（cm ）cm x 93.452005141)12081(20512005124141)20081(a =⨯+⨯-⨯⨯+⨯⨯-=442323m 415481019.0cm 94.1548101445.93-21501502015020121214-45.931416014160121==⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=x I43313517m 00.081.0.1613036.00.141.803333.0=⨯⨯+⨯⨯==∑=i i Mi i Ti t b c I2.计算结构自重集度（表1）3.结构自重内力计算（表2）主：括号（）内值为中主梁内力3.汽车、人群荷载内力计算（1）支点处荷载横向分布系数（杠杆原理法）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（图4）图4 支点处各主梁的横向分布情况各梁支点处相应于公路—Ⅰ级和人群荷载的横向分布系数计算（表3）梁号 公路—Ⅰ级 人群荷载 1（5）号梁 438.02875.02m m 2010====∑q q q η/2（4）号梁∑====500.02000.12m m 4020qq q η /3号梁593.02000.1186.02m 30=+==∑qq η/（2）跨中荷载横向分布系数（修正偏心压力法）承重结构的宽跨比为：5.0385.05.19/5.7/＜==l B , 可按修正的刚性横梁法来绘制横向影响线和计算横向分布系数c m 。
①计算抗扭修正系数β：8886.069437420.025.612351700.0519.54.0111211β222∑∑=⨯⨯⨯⨯⨯+=+=E E I a E I Gl i ii iTi②求荷载横向分布影响线坐标 梁数n=5，梁间距为1.60m ，则：()()()2222222524232221512m 16.9221.8-1.8-01.81.82=⨯++++⨯=++++=∑= a a a a a ai i1（5）号梁在两边主梁处的横向影响线竖标值为：5910.044.08886.020.029.16)8.12(51125121111=⨯+=⨯+=+=∑=ββηi ia a a n0.191044.08886.02.029.16)8.12(51125125115 -=⨯-=⨯=-=∑=ββηi ia a a n2（4）号梁在两边主梁处的横向影响线的竖标值为： 3955.022.08886.02.015121221=⨯+=+=∑=i ia aa n βη 4510.022.08886.02.015125225=⨯-=-=∑=i ia a a n βη 3号梁在两边主梁处的横向影响线的竖标值为： 2.013531===n ηη③画出各主梁的横向分布影响线，按最不利位置布置荷载，如（图5）梁号 汽车荷载 人群荷载 1（5）号梁0.52220.0110-0.18890.33330.5332(2121m =++==∑ qcq η /2（4）号梁0.46110.09450.19440.26660.3666(2121m =+++==∑）q cq η /3号梁0.40000.20000.20000.20000.2000(2121m =+++==∑）q cq η /(3)荷载横向分布系数汇总（表5）梁号 荷载位置 公路—Ⅰ级 人群荷载 备注 1（5）号梁 跨中c m0.522 / 按“修正偏心压力法”计算支点o m0.438 / 按“杠杆法”计算 2（4）号梁跨中c m 0.461 / 按“修正偏心压力法”计算 支点o m0.500 / 按“杠杆法”计算 3号梁跨中c m 0.400 / 按“修正偏心压力法”计算 支点o m0.593/按“杠杆法”计算(4)均布荷载和内力影响线面积计算（表6）均布荷载和内力影响线面积计算表 表6截面 类型 公路—Ⅰ级均布荷载（KN/m ） 人群（KN/m ） 影响线面积（2m 或m ）影响线图线 21M10.5 /222m 53.475.198181=⨯==Ωl41M10.5 /65.352163=⨯=Ωll21Q10.5 /438.25.05.192121=⨯⨯⨯=Ω0Q10.5 /75.915.1921=⨯⨯=Ω(5)公路—Ⅰ级集中荷载k P 计算 计算弯矩效应时：KN P 238)5-5.19(5-50180-360180k =+=计算剪力效应时: KN p k 6.2852382.1=⨯=(6)计算冲击系数μ4m 06943742.0=c I /m 82.10KN G = 22/m s 103.181.9/82.10/m ⋅===KN g G cC40混凝土E 取210/m 1025.3N ⨯ (Hz)906.510103.106943742.01025.35.19214.3m 231022=⨯⨯⨯⨯⨯==c c EI l f π介于1.5Hz 和14Hz 之间，冲击系数按照下式计算： 2981.00157.0-0.1767In ==f μ 2981.1)1(=+μ（7）各梁的M1/2、M1/4和Q1/2计算,因双车道不折减，故1=ξ。
如（表7）人群/ / / / / /Q1/ 2公路—Ⅰ10.5 285.6 1.298 0.4612.438 15.32100.770.5 85.45人群/ / / / / /3号梁M1/2公路—Ⅰ10.5 238 1.298 0.4047.53 259.11861.51875.44y==l602.40M 人群/ / / / / /M1/4公路—Ⅰ10.5 238 1.2980.4035.65 194.35646.12656.3163y==l451.77 人群/ / / / / /Q1/2公路—Ⅰ10.5 285.6 1.298 0.402.438 13.2987.430.5 74.14人群/ / / / / /（8）计算支点截面汽车荷载最大剪力①绘制1(5)号梁的荷载横向分布系数变化图形和支点剪力影响线如图6(a)图6（a） 1(5)号梁支点计算简图（尺寸单位：m）横向分布系数变化区段的长度：m变化区荷载重心处的内力影响线坐标为916.05.19)/9.431-5.19(1y=⨯⨯=KNq Q c k 66.800.9160.522-0.43824.99.750.52210.511.298y )m -(m 2a m 10c 0=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+Ω⋅+=）（）（均ξμKN P Q 37.1620.16.285438.01298.1y m 1i k i 0=⨯⨯⨯⨯=⋅⋅+=ξμ）（集公路-Ⅰ级作用下，1(5)#梁支点的最大剪力为KN Q Q Q 229.17162.3766.80000=+=+=集均②绘制2(4)号梁的荷载横向分布系数变化图形和支点剪力影响线如图6(b)图6（b ） 2(4)号梁支点计算简图（尺寸单位：m ）横向分布系数变化区段的长度：m 变化区荷载重心处的内力影响线坐标为916.05.19)/9.431-5.19(1y =⨯⨯=KNq Q c k 62.450.9160.461-0.50024.99.750.46110.511.298y )m -(m 2a m 10c 0=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+Ω⋅+=）（）（均ξμ KN P Q 185.350.16.285.50001298.1y m 1i k i 0=⨯⨯⨯⨯=⋅⋅+=ξμ）（集公路-Ⅰ级作用下，2(4)#梁支点的最大剪力为KN Q Q Q 247.80185.3562.45000=+=+=集均③绘制3号梁的荷载横向分布系数变化图形和支点剪力影响线如图6(c)图6（c ） 3号梁支点计算简图（尺寸单位：m ）横向分布系数变化区段的长度：m 变化区荷载重心处的内力影响线坐标为916.05.19)/9.431-5.19(1y =⨯⨯=KNq Q c k 59.060.9160.400-0.59324.99.750.40010.511.298y )m -(m 2a m 10c 0=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+Ω⋅+=）（）（均ξμKN P Q 219.830.16.285.59301298.1y m 1i k i 0=⨯⨯⨯⨯=⋅⋅+=ξμ）（集公路-Ⅰ级作用下，3#梁支点的最大剪力为N Q Q Q 278.89K 219.8359.06000=+=+=集均（9）内力组合① 承载能力极限状态内力组合计算（表8）永久荷载作用分项系数: Gi γ=1.2,汽车荷载作用分项系数：1Q γ=1.4;人群荷 载作用分项系数：Qjγ=1.4梁号 内力 结构自重 汽车荷载 人群荷载 ⎪⎪⎭⎫⎝⎛++=∑∑==n j Qjk Qj c k Q Q Gik n i Gi ud S S S S 211100γϕγγγγ ① ② ③ ④ ⑤ 1M 1/2812.81124.3/2549.38注：0γ——桥梁结构重要性系数，本例取为1.0c ϕ——与其它可变荷载作用效应组合系数，本例取为0.8 ② 正常使用极限状态内力组合计算（表9）可变作用效应的频遇值系数j1ψ：汽车荷载（不计冲击力）取0.7，人群荷载取1.0。