桥梁工程课程设计（本科）专业道路桥梁与渡河工程班级15春姓名炜灵学号9理工大学网络教育学院2016年12月一、课程设计目的本课程的任务和目的：学生通过本课程的设计练习，使学生掌握钢筋混凝土简支T梁设计计算的步骤和法，学会对T梁进行结构自重力计算、汽车荷载和人群荷载力计算、作用效应组合；在汽车和人群荷载力计算时，学会用偏心受压法和杆杠原理法求解荷载横向分布系数。

二、课程设计题目装配式钢筋混凝土简支T形梁桥设计三、课程设计任务与指导书（附后）四、课程设计成果要求设计文本要求文图整洁，设计图表装订成册，所有图表格式应符合一般工程设计文件的格式要求。

五、课程设计成绩评定课程设计文本质量及平时成绩，采用五级制评定：优、良、中、及、不及。

装配式钢筋混凝土简支T形梁桥课程设计任务与指导书一、设计容根据结构图所示的一标准跨径为L b=25m的T形梁的截面尺寸，要求对作用效应组合后的最不利的主梁（一根）进行下列设计与计算：1、行车道板的力计算；2、主梁力计算；二、设计资料1、桥面净宽：净-7（车行道）+2×1.0（人行道）+2×0.25（栏杆）。

2、设计荷载：公路-II级，人群3.5kN/m2。

4、结构尺寸图：主梁：标准跨径Lb=25m（墩中心距离）。

计算跨径L=24.50m（支座中心距离）。

预制长度L’=24.95m（主梁预制长度）。

横隔梁5根，肋宽15cm。

桥梁纵向布置图（单位：cm）桥梁横断面图（单位：cm）T型梁尺寸图（单位：cm）三、知识点（计算容提示）1、行车道板计算1）采用铰接板计算恒载、活载在T梁悬臂根部每延米最大力（M和Q）。

2）确定行车道板正截面设计控制力。

2、主梁肋设计计算1）结构重力引起力计算（跨中弯矩和支点剪力），剪力按直线变化，弯矩按二次抛物线变化。

2） 计算活载（车道荷载）和人群荷载引起截面力（跨中弯矩、支点剪力和跨中剪力）。

荷载横向分布系数计算：跨中m 0.5按偏心受压法计算，支点m 0按杆杠原理法计算。

计算跨中弯矩和支点剪力时荷载横向分布系数按《桥规》规定变化。

3） 计算控制截面的跨中弯矩、支点剪力和跨中剪力。

4） 对计算出的控制截面力进行荷载组合，并按《桥规》进行系数提高。

5） 根据组合后的力，取最大力（M 和Q ）作为设计力值。

3、 变形验算和预拱度设置。

结构的变形计算和验算，根据《桥规》规定设置预拱度。

设计案：一、主梁力计算(一)、恒载力计算： 1、恒载集度计算：主梁截面面积：[（0.08+0.14）×0.8]/2×2+0.2×1.4=0.456 m 2 主梁自重：g 1边=g 1中=0.456×25=11.4 KN/m 横隔梁折算荷载：kN/m 335.150.24251015.08.0208.014.02.1g 中2=÷⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=7kN/m 66.050.2425515.08.0208.014.02.1g 2边=÷⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯⨯⎪⎭⎫⎝⎛+-=桥面铺装：()kN/m 50.352525.308.012.021g 3=÷⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯⨯+=栏杆和人行道：kN/m 60.3592g 4=÷⨯= 合计：边主梁：kN/m 167.1960.350.3667.040.11g g g g g 432边1边边=+++=+++=中主梁：kN/m 835.1960.350.3335.140.11 g g g g g 4321=+++=+++=中中中 2、恒载力计算结果如表3：表３ 恒载力计算(二)、活载力计算： 1、冲击系数： (1)主梁的抗弯惯性矩： 行车道板的平均厚度为：11cm 2148h =+= 截面重心位置：cm 11.452014011)20180(2/140201402/1111)20180(d x =⨯+⨯-⨯⨯+⨯⨯-=惯性矩：()()42323x cm 576.908706911.452140140201402012121111.4511201801120180121I =⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯+⨯⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯-+⨯-⨯=总抗弯惯性矩：44x 8cm 45435347.86cm 9087069.5755I I =⨯== (2)冲击系数ω：3115.104102167.193835.1910510576.9087069101085.224.50πm EI l πω33864=⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==- 60.612πf ==ϖ因为， 50.4μ 14Hz 时4f => 所以， 1.45μ1=+2、荷载横向分布系数计算：按《桥规》规定，汽车荷载距人行道不小于0.5米，针对各主梁进行最不利位置布载，可计算出各主梁荷载横向分布系数。

其中用杠杆法求支点截面的横向分布系数,用刚性横梁法求跨中截面的横向分布系数,本桥各根梁的横截面相同，梁数n=5，梁间距为1.8m 。

（荷载布置所示）(1)计算1(5)号梁的荷载横向分布系数： 当荷载位于支点处时，由杠杆法得：0.25=0.5×21 = η∑ 21=m q oq1.125ηm r or ==∑当荷载位于跨中时，由刚性横梁法得：4.326.38.18.16.3a22222i=-+-++=∑）（）（1#梁在两个边主梁处的横向影响线的竖标值为：0.632.43.651a a n 1η22i 2111=+=+=∑ ()0.232.43.63.651a a a n 1η2i 7115-=-⨯+=⨯+=∑ 按最不利的位置布载，其中，右侧人群荷载作用处荷载横向分布影响线竖标值为负，故不布置荷载。

0.4525=0.108)+0.197+(0.6× 21η21m q cq ==∑ 0.66ηm r cr ∑==(2)计算2（4）号梁的荷载横向分布系数 当荷载位于支点处时,由杠杆法得:5.012121m q oq =⨯==∑η 0ηm r or ∑==当荷载位于跨中时，由刚性横梁法得：2#梁在两个边主梁处的横向影响线的竖标值为：4.04.328.16.351a a a n 1η2i 1221=⨯+=⨯+=∑ 04.328.16.351a a a n 1η2i 7225=⨯-=⨯+=∑ 按最不利的位置布载，其中，右侧人群荷载作用处荷载横向分布影响线竖标值为负，故不布置荷载。

0.5=0.1)+0.2+0.3+(0.42121m q cq ⨯==∑η 0.428m r cr ==∑η⑶计算3号梁的横向分布系数 当荷载位于支点处时,由杠杆法得：594.0188.012121m qoq =+⨯==∑）（η 0 ηm r or ==∑当荷载位于跨中时，由刚性横梁法得：3#梁在两个边主梁处的横向影响线的竖标值为：0.251n 1η=η3531===按最不利的位置布载，其中，右侧人群荷载作用处荷载横向分布影响线竖标值为正，故两侧均布置荷载。

0.2=2)×(0.2× 21= η∑21 =m q cq20.10.2ηm r cr =⨯==∑(三)、各主梁的荷载横向分布系数如表4：荷载横向分布系数沿桥跨向的变化按下述法进行：跨中部分采用不变的跨中荷载横向分布 系数m c ，从第一根横隔梁起向支点荷载横向分布系数m o 过渡。

在实际应用中，当求跨中，1/4截面处的弯矩和剪力时，一般为了简化计算，均采用不变的m c ；在计算梁端支点剪力时，在主要荷载所在端需考虑荷载横向分布系数沿桥跨向的变化，而离主要荷载较远一端，由于相应影响线的竖标值显著减少，则可近似地取用不变的m c 来简化计算。

4、计算各活载作用下中主梁及边主梁支点,跨中及L/4处的剪力弯矩值 (1)中主梁及边主梁荷载横向分布系数，如表5：(2)计算中主梁控制截面力： 公路—Ⅱ级车道荷载：计算弯矩效应：10.5kN/m q , 222kN P K K ==计算弯矩效应：10.5kN/m q , 266.4kN 2221.2P K K ==⨯= 人群荷载：3.5kN/m ； 双车道折减系数： 1.0=ξ；支点处：0M =()()kN2547.3255.241215.105.014.266594.092.021875.35.105.0594.0145.1y P m ξμ1Q ii i =⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯⨯-⨯⨯=∑+=跨中处：()m Ν1556.9941Κ24.5424.52110.50.50.5424.5222.011.45y P m ξμ1Μii i ⋅=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=+=∑()KNkN 8832.119Q 8832.1192125.24215.105.05.0214.266145.1y P m ξμ1Q min ii i max -==⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=∑+=()()kN074.892.02428.045.242115.24212428.0yq m m 4l21ωq m Q r c 0r cr =⨯⨯-⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=-⋅+=跨中处：mkN 2268.6445.245.24212428.0ωq m M r r ⋅=⨯⨯⨯⨯== kN622.225.2421212428.0ωq m Q r r max =⨯⨯⨯⨯== 2.622kN Q min -=(3)计算边主梁控制截面力① 车道荷载作用下边主梁力影响线，如图所示：车道荷载作用下边主梁力影响线支点处：0M =()()kN 2919.1725.241215.104526.014.266250.092.02145.245.104526.0250.0145.1y P m ξμ1Q ii i =⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯⨯-⨯⨯=∑+= 跨中处：()mkN ⋅=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=∑+=3912.14095.2445.24215.104526.04526.045.240.222145.1y P m ξμ1M ii i()KN3108.518Q kN 5183.1082125.24215.104526.04526.0214.266145.1y P m ξμ1Q min ii i max -==⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=∑+= ② 人群荷载作用下边主梁力影响线，如图所示：人群荷载作用下边主梁力影响线支点处：0M =()()kN7903.1892.0266.0125.145.242115.2421266.0yq m m 4l21ωq m Q r c 0r cr =⨯⨯-⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=-⋅+=跨中处：mkN 0412.9945.245.2421266.0ωq m M r r ⋅=⨯⨯⨯⨯== KN0425.425.242121266.0ωq m Q r r max =⨯⨯⨯⨯== kN 0425.4Q min -=(4)力值计算，中主梁力值如表6所示，边主梁力值如表7所示：表6 中主梁力计算值二、荷载效应组合1、边主梁荷载效应组合： (1)承载能力极限状态：基本组合:Qjk Qik Guk ud 1.4S + 1.4S + 1.2S = S0X =：281.7552kN=796.342 1.2= Q 0M min 0,0⨯=549.2703kN =7903.181.4+2919.7211.4+796.2341.2= Q max 0,⨯⨯⨯.2L X =： 2Μl m kN 5540.38370412.991.43911.14091.4124.14381.2⋅=⨯+⨯+⨯= min,2ΜLm N 7488.1725124.43811.2⋅=⨯=kkN 7851.5810425.41.45183.0811.401.2Q 2L =⨯+⨯+⨯=min,2LQ 73.6049KN 1-=(2)正常使用极限状态① 作用短期效应组合：Qjk Qik Gik sd 1.0S + S 0.7+ S =S0X =：0=M 0kN/m 1906.3747903.180.12919.1727.0796.234Q 0=⨯+⨯+=2L =X ：mkN 7389.25230412.991.03911.40910.7124.4381 M 2L ⋅=⨯+⨯+=kN 0053.080425.41.05183.1080.70 Q 2L =⨯+⨯+=② 作用长期效应组合： 0.4S + 0.4S + S = S Qjk Qik Gik ld0=X ：0= M 0kN 2289.1137903.810.42919.7210.4796.342 Q 0=⨯+⨯+=2L X =：m kN 4969.04120412.990.43911.40910.4124.4381 M 2L ⋅=⨯+⨯+=kN 0243.540425.40.45183.0810.40 Q 2L =⨯+⨯+=2、中主梁荷载效应组合: (1)承载能力极限状态:基本组合：Qjk Qik Gik sd 1.4S 0.8+ 1.4S + 1.2S = S ⨯0X =：0=M 0kN 5748.912979.4221.2Q 0min =⨯=0m ax Q kN 9743.557074.81.40.82547.2531.4979.2421.2=⨯⨯+⨯+⨯=2L =X ：m k ⋅N =⨯⨯+⨯+⨯=6198.40372268.644.18.09941.15564.1245.14882.1Μmax2LmkN 894.7851245.48811.2 M min2L⋅=⨯=kN 9719.711622.21.40.88823.1911.401.2Q max2L=⨯⨯+⨯+⨯=N -170.7719K (-2.622)1.40.8)(-119.88231.4 Q min2L=⨯⨯+⨯=(2)正常使用极限状态:① 作用短期效应组合： 1.0S + 0.7S + S = S Qjk Qik Gik sd 0X =：0= M 0k Ν7313.478074.80.12547.3257.0979.242Q 0=⨯+⨯+=2L =X ：m k ⋅N =⨯+⨯+=3677.26422268.640.19941.15567.0245.1488Μ2LkN 5396.682.6221.08823.1910.70 Q 2L =⨯+⨯+=② 作用长期效应组合： 0.4S + 0.4S + S =S Qjk Qik Gik ld0X =： 0= M 0N 3105.376074.80.42547.3250.4979.422 Q 0k =⨯+⨯+=2L =X ：mN 7333.21362268.640.49941.55610.4245.4881 M 2L ⋅=⨯+⨯+=k N =⨯+⨯+=k 0017.49622.24.08823.1194.00 Q 2L参考文献4、 《桥梁工程技术》教材，郭发忠主编，人民交通出版社。