重庆交通大学桥梁工程（I）课程设计姓名：学号：年级：班级：专业：指导教师：20 年月目录一．基本资料 (3)二．主梁作用效应计算 (4)(一). T梁毛截面几何特性计算 (4)（1）中T梁跨中截面毛截面几何特性： (4)（2）中T梁端部截面毛截面几何特性： (4)（3）边T梁跨中截面毛截面几何特性： (5)（4）边T梁端部截面毛截面几何特性： (5)(二). 边主梁永久作用效应计算： (6)（1）永久作用集度： (6)（2）边主梁可变作用效应计算（修正刚性横梁法）： (7)（3）主梁作用效应组合： (14)三．桥面板内力计算 (15)(一). 悬臂板荷载效应计算 (15)（1）永久作用： (15)（2）可变作用： (16)（3）承载能力极限状态作用基本组合： (16)(二). 连续板荷载效应计算 (17)（1）永久作用 (17)（2）可变作用 (18)（3）作用效应组合 (20)参考文献： (21)一．基本资料1.荷载等级：公路-I级，人群荷载：3kN/m22. 桥面宽度：0.25m（栏杆）+1.5 m（人行道）+9 m（车行道）+1.5 m（人行道）+0.25m （栏杆）。
3.桥梁标准跨径 40m；计算跨径（正交、简支）39.1m；预制梁长 39.96m。
桥梁安全等级为一级，环境条件为 II 类，结构重要性系数取 1.1。
4.地质条件和水文资料见下发的桥位断面图。
5.采用规范：《公路工程技术标准》JTG B01—2014；《公路桥涵设计通用规范》JTG D60—2015；《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62—2004。
6. 使用材料：预制T梁、湿接缝采用C50（重度取26kN/m3），材料用量见表1；现浇铺装层采用C50（重度取25kN/m3），沥青混凝土铺装层重度取24 kN/m3，防水层厚度忽略不计；人行道栏杆采用轻型钢护栏（单侧重量0.60kN/m），人行道板及纵梁采用C30混凝土(重度取25kN/m3)，抹面砂浆重度取21kN/m3。
7. 主梁计算时：单片T 梁自重可视为纵向均布荷载；湿接缝对应现浇部分横隔梁按厚度16cm 计算，湿接缝桥面板按厚度15cm 计算。
二期恒载按每片梁横向宽度上的铺装就直接作用在该片梁上计算，人行道与栏杆的重量按平均分配到各片梁上计算。
二．主梁作用效应计算(一). T 梁毛截面几何特性计算（1）中T 梁跨中截面毛截面几何特性：小毛截面面积：A=9465(cm 2) 小毛截面重心离截面上缘的距离：d=101.69(cm)小毛截面对重心轴的惯性矩：I=7.7242*107(cm 4)大毛截面面积：A=10215(cm 2) 大毛截面重心离截面上缘的距离：d=94.77(cm)大毛截面对重心轴的惯性矩：I=8.3421*107(cm 4)（2）中T 梁端部截面毛截面几何特性：小毛截面面积：A=14980(cm 2) 小毛截面重心离截面上缘的距离：d=105.71(cm)小毛截面对重心轴的惯性矩：I=9.3257*107(cm 4)图1-1 中主梁跨中截面毛截面尺寸（单位：cm ）图1-2 边主梁跨中截面毛截面尺寸（单位：cm）（3）边T梁跨中截面毛截面几何特性：小毛截面面积：A=9927.5(cm2) 小毛截面重心离截面上缘的距离：d=97.45(cm) 小毛截面对重心轴的惯性矩：I=8.0923*107(cm4)大毛截面面积：A=10302.5(cm2) 大毛截面重心离截面上缘的距离：d=94.17(cm) 大毛截面对重心轴的惯性矩：I=8.3854*107(cm4)（4）边T梁端部截面毛截面几何特性：小毛截面面积：A=15490(cm2)小毛截面重心离截面上缘的距离：d=102.60(cm)小毛截面对重心轴的惯性矩：I=9.7688*107 (cm4)（二）边主梁永久作用效应计算：（1）永久作用集度：1）一期永久作用:g45.43*26/39.96=29.56(kN/m)=12）二期永久作用1. 现浇部分：G 2.35*26/39.96=1.53(kN/m)=12. 铺装：8cm厚混凝土铺装：0.08*12.5*25=25(kN/m)10cm厚沥青铺装： 0.1*9*24=21.6(kN/m)平均分到5片主梁：G(25+21.6)/5=9.32(kN/m)=23. 栏杆和人行道：人行道栏杆采用轻型钢护栏，单侧重量：0.60(kN/m)人行道板及纵梁，抹面砂浆每延米：[3325.5*21/9+(3564*2+11160+4158+6885)*25/9]/10000=8.92345(kN/m) 平摊给5片主梁，故：G[(0.6+8.92345)*2]/5=3.81(kN/m)=34. 边梁二期永久作用集度：g 1.53+9.32+3.81=14.66(kN/m)=25. 边主梁永久作用效应计算结果见表2-1（2）边主梁可变作用效应计算（修正刚性横梁法）： 1）冲击系数与横向车道布载系数：先计算结构基频：)z (41.319.262883854.01045.31.39214.321022H m EI l f c c =⨯⨯⨯⨯==π----（2.1）其中对于简支梁桥：)m /kg (19.26288.9102503025.13=⨯⨯==g G m c 由此按规范计算得汽车荷载冲击系数为：201.00157.0ln 1767.0=-=f μ ----------------（2.2） 由于行车道净宽9m ，为双车道，故横向车道布载系数取1.002）计算边主梁的荷载横向分布系数： 1. 跨中的横向荷载分布系数c m ：如前所述，本桥有可靠的横向联系，且承重结构长宽比为：2128.35.121.39>==B L 故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 m1’计算主梁抗扭转惯性矩T I ：对于T 形梁截面，抗扭惯矩可按近视按下式计算：∑==ni ii i T tb a I 13 -------------- （2.3）式中：—i i t b ,相应为单个矩形截面的宽度和高度—i a 矩形截面抗扭刚度系数—n 梁截面划分成单个矩形截面的个数对于跨中截面，翼缘板的平均换算厚度为：)(12.1725011525105.01151540105.0t 1cm =⨯+⨯+⨯+⨯⨯=）（分块名称(cm)(cm)/翼缘板250 17.12 14.6 0.333 4.18腹板187.38 20 9.37 0.311 4.66 马蹄5045.51.10.1527.16 ∑16.00b b i i i iit t a ）（43-3m 10⨯••=ii i T t b a I 马蹄的换算平均厚度为：)(5.452)5338(t 3cm =+=图2-1示出了T I 的计算图示，T I 见表2-22’计算抗扭修正系数β：由于主梁间距相等，并将主梁近似看成等截面，有：ii Ti I a E I Gl ∑∑+=221211β ------------------（2.4）式中：G=0.425E ；l=39.1m ；∑Ti l =0.016*5=0.08m 4；a 1=5m ；a 2=2.5m ；a 3=0m ； a 4=-2.5m ；a 5=-5m ；I I =8.3854*107cm 4故： β=0.928图2-1T I 计算图式 （尺寸单位：T I 计 算 表 表2-23’按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值：∑=+=5121j jj ij a e a n βη -----------------（2.5）式中：n=5；m 5.62)55.2(2221j 2j=+⨯=∑=na将计算所得结果列入表2-3中：4’计算荷载横向分布系数：1号梁的横向影响线和最不利布载图示如图2-2所示：可变作用（汽车公路-I 级）：ij η值 表2-3c 梁号5 2.50-2.5-510.5712 0.3856 0.2000 0.0144 -0.1712 20.3856 0.2928 0.2000 0.1072 0.0144 30.20000.20000.20000.20000.20001i η2i η3i η4i η5i ηia可变作用类别0.64520.3人群0.58981.1公路-I 级c m 0m 双车道： 6452.01)1332.02668.03933.04970.0(21=⨯+++=cq m可变作用（人群）：5898.0=cr m2. 支点截面的荷载横向分布系数0m ：如图2-3所示，按杠杆原理法绘制荷载横向分布影响线并进行布载，1号梁可变作用的横向分布系数可计算如下：可变作用（汽车）： 3.06.021=⨯=oq m可变作用（人群）： 1.1=or m3.横向分布系数汇总（见表2-4）：图2-3 跨中的横向分布系数0m 计算图式 （尺寸单位：cm ）1号梁可变作用横向分布系数 表2-43）车道荷载的取值：由规范，公路-I 级车道荷载均布荷载标准值为：)/(5.10m kN q k =计算弯矩时(桥梁计算跨径在5m 与50m 之间）：)(2.3381301.392)130(2kN l P k =+⨯=+=）（计计算剪力时： )(84.4052.338*2.1kN P k ==4）计算可变作用效应：在可变效应计算中，做如下考虑：支点处横向分布系数取0m ，从支点到第一根横梁段，横向分布系数从0m 过渡到c m ，其余梁段均取c m1.求跨中截面最大弯矩和最大剪力：计算跨中截面最大弯矩和最大剪力采用直接加载求可变作用效应，图2-4为跨中截面作用效应计算图式，计算公式为：y mP mq Sk k +Ω= ----------------（2.6）式中: S ——所求截面汽车（人群）标准荷载的弯矩或剪力；图2-4 跨中截面作用效应计算图式k q ——车道均布荷载标准值； k P ——车道集中荷载标准值； Ω——影响线上同好区段面积； y——影响线上最大坐标值。
可变作用（汽车）标准效应：7583.0*55.4*5.10*3452.0775.9*2.338*6452.05.0*1.39*775.95.10*6452.0max -+*=M =3415.10（kN ）0388.0*55.4*5.10*3452.0*5.05.0*84.405*6452.05.0*55.19*5.05.10*6452.0max -+*=V =163.71（kN ）可变作用（汽车）冲击效应：)(44.68610.3415201.0m kN M •=⨯= )(91.3271.163201.0kN V =⨯=可变作用（人群）效应：7583.0*55.4*5102.0*35.0*1.39*775.93*5898.0max +*=M =343.42（kN/m ）5.0*0388.0*55.4*5102.0*35.0*55.19*5.03*5898.0max +*=V =8.78（kN ）2.求四分点截面的最大弯矩和最大剪应力图2-5为四分点截面作用效应计算图式。