桥梁工程课程设计说明书文档编制序号:[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]1.设计资料与结构布置设计资料跨径标准跨径:计算跨径:主梁全长:桥面净宽净7m(行车道)+2×(人行道)。
设计荷载公路-Ι级,人群荷载m2,结构重要性系数01.0r 。
桥面铺装4cm厚沥青混凝土面层,其下为C25的混凝土垫层,设双向横坡,坡度为%。
两侧人行道外侧桥面铺装厚10cm(4cm厚沥青面层和6cm厚混凝土垫层)。
材料混凝土:主梁C40,钢筋混凝土重度为25kN/m3;沥青混凝土面层,重度为23kN/m3;C25混凝土垫层,重度为24kN/m3主梁数及横隔梁数主梁数:5;横隔梁数:5。
结构布置根据设计资料及装配式简支梁桥的构造要求,现拟定结构尺寸如下:主梁高,主梁间距为,梁肋宽为18cm,T形梁翼缘板与腹板交接处厚14cm,翼缘悬臂端厚8cm。
设置五根横隔梁,横隔梁上缘16cm,下缘14cm。
图1-1 主梁横截面布置图图1-2 横隔梁布置图2.主梁恒载内力计算:恒载集度计算:主梁:横隔梁:对于边主梁:对于中主梁:桥面铺装层:栏杆和人行道:52/52/g=⨯=4KN m合计:对于边主梁:对于中主梁:、恒载内力计算计算内梁与边梁的恒载内力。
支点截面:x=0 M=0边梁内梁l/4截面:x= l/4边梁内梁跨中截面x= l/2 Q=0边梁内梁表2-1 主梁恒载内力内力剪力Q(kN)弯矩M()截面位置xx=0x=l/4x=l/2注:括号()内值为中主梁内力3.主梁活载内力计算支点处荷载横向分布系数按《桥规》规定:汽车荷载距人行道边缘不小于。
在横向影响线上确定荷载横向最不利的布置位置。
采用杠杆原理法计算。
图3-1 支点处各主梁横向分布情况支点处各主梁横向分布情况如下表:表3-1 支点横向分布系数梁号车道荷载人群荷载1(5)号梁2(4)号梁3号梁跨中荷载横向分布系数此桥在跨度内设有横隔梁,具有强大的横向连接刚性,且承重结构的长宽比为:可按偏心压力法来绘制横向影响线并计算横向分布系数mc。
求荷载横向分布影响线坐标本桥各根主梁的横截面均相等,梁数n=5,梁间距为,则:∑=512iia=2)6.12(⨯+2)6.1(+2)6.1(-+2)6.12(⨯-=1号梁在两边主梁处得横向影响线竖标值:11η =n1+∑=51i212a ia=51+60.25)6.12(2⨯=15η=n1-∑=51i251a iaa=51-=2(4)号梁在两边主梁处得横向影响线竖标值:21η =n1+∑=51i212a iaa=51+60.256.12.3⨯=25η=n1-∑=51i252a iaa=51-60.25)2.3(6.1-⨯=03号梁在两边主梁处得横向影响线竖标值:31η =35η=n1=画出各主梁的横向分布影响线,并按最不利位置布置荷载:图3-2 跨中各主梁横向分布情况计算荷载横向分布系数1、5号梁:确定0点位置解得x=480cm车辆荷载cqm =2∑qη=21×48060.0×(460+280+150-30)= 人群荷载 cr m =r η=48060.0×(480+30+275)=2、4号梁:确定0点位置cq m =2∑qη=21×64040.0×(620+440+310+130)= cr m =40.640.0×(640+30+275)=3号梁:cq m =2∑qη= 21×+++ =cr m =+=荷载横向分布系数汇总表3-2 荷载横向分布系数梁号 荷载位置 公路-Ι级人群荷载备注 1(5)号梁跨中mc 偏心压力法 支点mo杠杆原理法 2(4)号梁跨中mc偏心压力法 支点mo杠杆原理法 3号梁跨中mc偏心压力法 支点mo杠杆原理法各梁弯矩、和剪力、计算汽车荷载作用公路-Ι级均布荷载: q k =m 对于集中荷载,采用内插法:k P = [180+550180360--×]=238kN计算剪力效应时: k P =×238= 主梁抗弯惯性矩求计算主梁截面重心位置图3-3 主梁截面尺寸翼板的换算平均高度:主梁抗弯惯矩:冲击系数C40混凝土E=×1010N/m2单位长度梁重 G=×103N/m主梁几何特征 I c=简支梁桥的基频冲击系数均布荷载和内力影响线面积计算表3-3 均布荷载和内力影响线面积计算类型截面公路-Ι级kq(kN/m)人群rq(kN/m)影响线面积㎡影响线图式2lMll/4 4lM3 l/162lQ4lQ3/40Q1计算弯矩、和剪力、以1号(5)号梁为例进行详细计算,其余值见表3-4。
对于双车道不折减。
公路-Ι级车道荷载的跨中弯矩:人群荷载的跨中弯矩:公路-Ι级车道荷载的跨中剪力:人群荷载的跨中剪力:公路-Ι级车道荷载的1/4跨弯矩:人群荷载的1/4跨弯矩:公路-Ι级车道荷载的1/4跨剪力:人群荷载的1/4跨剪力:表3-4 跨中弯矩2lM,剪力2lQ,四分点弯矩4lM,剪力4lQ计算表序号截面荷载类型qk或qrP k1+μmcω或ySSi S1#5#2lM公路-Ι级238人群荷载3//2lQ公路-Ι级人群荷载3//5 4lM公路-Ι级238人群荷载3//4lQ公路-Ι级人群荷载3//2#2lM公路-Ι238计算支点截面剪力1号及5号梁绘制荷载横向分布系数沿桥纵向的变化图形和支点剪力影响线如图:图3-4 支点剪力计算图式横向分布系数变化区段长度:m变化区荷载重心处的内力影响线坐标为:影响线面积为:在均布荷载q k作用下剪力:在集中荷载P k作用下剪力:则公路-I级作用下,1号及5号梁支点的最大剪力为:计算支点截面人群荷载最大剪力:2号及4号梁绘制荷载横向分布系数沿桥纵向的变化图形和支点剪力影响线如图:图3-5 支点剪力计算图式在均布荷载q k作用下剪力:在集中荷载P k作用下剪力:则公路-I级作用下,1号及5号梁支点的最大剪力为:计算支点截面人群荷载最大剪力:3号梁绘制荷载横向分布系数沿桥纵向的变化图形和支点剪力影响线如图:图3-6 支点剪力计算图式在均布荷载q k作用下剪力:在集中荷载P k作用下剪力:则公路-I级作用下,1号及5号梁支点的最大剪力为:计算支点截面人群荷载最大剪力:4.主梁内力组合依《桥通规》采用基本组合:永久荷载分项系数;汽车荷载分项系数;人群荷载分项系数;对人群,结构重要性系数。
表4-1 1号及5号梁弯矩剪力组合表序号荷载类型弯矩剪力跨中四分点梁端跨中四分点梁端(1)结构自重00(2)汽车荷载0(3)人群荷载05(4)×(1)00(5)×(2)0(6)××(3)0(7)Sud=(4)+(5)+(6)表4-2 2号及4号梁弯矩剪力组合表序号荷载类型弯矩剪力跨中四分点梁端跨中四分点梁端(8)结构自重00(9)汽车荷载0(10)人群荷载630(11)×(1)00(12)×(2)0(13)××(3)0(14)Sud=(4)+(5)+(6)表4-3 3号梁弯矩剪力组合表序号荷载类型弯矩剪力跨中四分点梁端跨中四分点梁端(15)结构自重0(16)汽车荷载0(17)人群荷载09(18)×(1)00(19)×(2)0(20)××(3)0(21)Sud=(4)+(5)+(6)。