1、《桥梁工程》课程设计任务书一、课程设计题目1、钢筋混凝土简支梁桥上部结构设计（标准跨径为22米。

计算跨径为21.5米，预制梁长为21.96，桥面净空：净——9+2×0.75米）（1—5号）2、钢筋混凝土简支梁桥上部结构设计（标准跨径为22米。

计算跨径为21.5米，预制梁长为21.96，桥面净空：净——8.5+2×1.00米）（6—11号）3、钢筋混凝土简支梁桥上部结构设计（标准跨径为22米。

计算跨径为21.5米，预制梁长为21.96，桥面净空：净——8+2×1.50米）（12—16号）4、钢筋混凝土简支梁桥上部结构设计（标准跨径为20米。

计算跨径为19.5米，预制梁长为19.96，桥面净空：净——9+2×0.75米）（17—22号）5、钢筋混凝土简支梁桥上部结构设计（标准跨径为20米。

计算跨径为19.5米，预制梁长为19.96，桥面净空：净——8.5+2×1.00米）（23—27号）6、钢筋混凝土简支梁桥上部结构设计（标准跨径为20米。

计算跨径为19.5米，预制梁长为19.96，桥面净空：净——8+2×1.50米）（28—31号）7、钢筋混凝土简支梁桥上部结构设计（标准跨径为19米。

计算跨径为18.5米，预制梁长为18.96，桥面净空：净——9+2×0.75米）（32—35号）8、钢筋混凝土简支梁桥上部结构设计（标准跨径为19米。

计算跨径为18.5米，预制梁长为18.96，桥面净空：净——8.5+2×1.00米）（36—39号）9、钢筋混凝土简支梁桥上部结构设计（标准跨径为19米。

计算跨径为18.5米，预制梁长为18.96，桥面净空：净——8+2×1.50米）（40—43号）二、设计基本资料1、设计荷载：公路—Ⅱ级。

人群3.0KN/m2，每侧栏杆及人行道的重量按 4.5KN/m计。

2、河床地面线为（从左到右）：0/0，-3/5，-4/12，-3/17，-2/22，-2/27，0/35（分子为高程，分母为离第一点的距离，单位为米）：地址假定为微风化花岗岩。

3、材料容重：水泥混凝土23 KN/m3，钢筋混凝土25 KN/m3，沥青混凝土21KN/m3。

4、桥梁纵坡为0.3%，桥梁中心处桥面设计高程2.00米。

三、设计内容1、主梁的设计计算2、行车道板的设计计算3、桥面铺装设计4、桥台设计四、要求完成的设计图及计算书1、桥梁总体布置图，主梁纵、横截面布置图（CAD出图）2、荷载横向分布系数计算书（杠杆原理法、偏心压力法）3、主梁内力计算书4、行车道板内力计算书5、所有计算书（A4）和图纸（A3）均须用计算机打印；计算书和图纸要装订成册，应独立完成课程设计，每人交1份，每份应有封面和目录。

五、参考文献（1）、《结构设计原理》教材（2）、《桥梁工程》教材（3）、公路桥梁设计手册《梁桥》（上、下册）人民交通出版社（4）、桥梁计算示例丛书《混凝土简支梁（板）桥》（第二版）易建国主编人民交通出版社（5）、交通部颁布标准JTG B01-2003 《公路工程技术标准》（6）、交通部颁布标准JTG D60-2004 《公路桥涵设计通用规范》（7）、交通部颁布标准JTG D62-2004 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（8）、交通部颁布标准JTG D61-2005 《公路圬工桥涵设计规范》人民交通出版社六、课程设计学时1周（17周）2、桥梁设计说明桥梁设计包括纵、横断面设计和平面布置。

1、纵断面设计桥梁纵断面设计包括确定桥梁的总跨径、桥梁的分孔、桥道的标高、桥上和桥头引道的纵坡以及基础的埋置深度。

（1）本梁桥根据水文计算来确定。

标准跨径为19.00m（墩中心距离）。

本桥的跨径较小，因此上部结构的造价较低，墩台的造价较高。

为了结构受力合理和用材经济，分跨布置时要考虑合理的跨径比例。

（2）本梁桥为跨河桥梁，桥道的标高应保证桥下排洪和通航的需要，结合桥型.跨径等一起考虑，以确定合理的桥道标高。

（3）桥上纵坡不大于4%，桥头引道纵坡不宜大于5%。

2、横断面设计桥梁横断面的设计，主要是决定桥面的宽度和桥跨结构横截面的布置。

桥面的宽度决定于行车和行人的交通需要。

（1）本梁桥桥面行车道净宽为：净-8.52 1.00+⨯m人行道（2）为了利于桥面排水，应根据不同类型的桥面铺装，设置从桥面中央倾向两侧的1.5%-3.0%的横向坡度，本桥设置为1.88%。

3、平面布置（1）桥梁的线形及桥头引道要保持平顺，使车辆能平稳地通过，小桥的线形及其公路的衔接，应符合路线布设的规定。

（2）从桥梁本身的经济性和施工方便来说，应尽可能避免桥梁与河流或与桥下路线斜交。

必要时通常不宜大于45o，在通航河流上则不宜大于5o。

4、桥面铺装为了保护桥梁主体结构，在桥面的最上层设置桥面铺装。

本桥设置6cm厚沥青混凝土和10cm厚C25混凝土作垫层的桥面铺装。

5、桥面伸缩缝为了保证桥跨结构在气温变化、活栽作用、混凝土收缩与徐变等影响下按静力图式自由地变形，在本梁桥桥面两梁端之间以及在梁端与桥台背墙之间设置横向伸缩缝。

6、桥台的设计桥台设计各个尺寸及施工说明全在图纸003号。

并参照施工规范施工。

3、计算书装配式钢筋混凝土简支T 形梁内力设计3—1 设计基本资料 1. 桥面净空净—(8.52 1.00m +⨯）人行道。

2. 主梁跨径和全长标准跨径：19.00K L m =（墩中心距离）； 计算跨径：18.5L m =（支座中心距离）； 主梁全长：=18.96L m 全（主梁预制长度）。

3. 设计荷载公路II -级和人群荷载23.0KN m 。

4. 材料桥面铺装为6cm 沥青表面处治（重度为213KN m ）和平均10cm 厚混凝土垫层（重力密度为243KN m ），C30钢筋混凝土T 梁翼板重度为253KN m 。

5、结构尺寸结构尺寸如图1所示。

6、已知力每侧栏杆及人行道质量的作用力为4.5KN m 。

横断面图1 T 梁的结构尺寸（尺寸单位:cm ）3—2 行车道板计算考虑到主梁翼缘板在接缝处沿纵向全长设置连接钢筋，故行车道板可按两端固结和中间 铰接的板计算。

1. 结构自重及内力（按纵向1m 宽的板条计算） 1) 每平方米板上的结构自重g沥青表面处治：()10.06 1.021 1.26g KN m =⨯⨯= C25混凝土垫层：()20.10 1.023 2.3g KN m =⨯⨯= T 梁翼板自重：()3(0.060.14)2 1.025 2.5g KN m =+⨯⨯= ()6.06i g g KN m ==∑2) 每米宽板条的恒载内力()22011=-gl - 6.060.86=-2.2422M KN m ⨯⨯恒()0= 6.060.86 5.21Q gl KN =⨯=恒 2. 汽车车辆荷载产生的内力将车辆荷载后轮作用于铰缝轴线上，如图2所示。

后轮轴重力标准值为P=140KN,轮压分布宽度如图3所示。

车辆荷载后轮着地长度为20.20a m =，宽度为20.60b m =，则：p/2(单轮)图 2 梁横截面图（尺寸单位：cm ） 图3 汽车车辆荷载的计算图示（尺寸单位：cm ）()1220.2020.160.52a a H m =+=+⨯=()1220.6020.160.92b b H m =+=+⨯= 荷载对于悬臂根部的有效分布宽度1020.52 1.420.86 3.64a a d l m =++=++⨯=由于这是汽车荷载局部加载在T 梁的翼缘板上，故冲击系数1 1.3u += 作用于每米宽板条上的弯矩为：011+)(4)4M p l b a μ⨯⨯-总=-（1.32140(0.860.924)4 3.64=-⨯⨯⨯-⨯ 15.75()KN m =-作用于每米宽板条上的剪力为=1+)4Q p a μ⨯剪（ 1.32140(4 3.64)=⨯⨯⨯ 25()KN =3. 内力组合承载能力极限状态内力组合计算 基本组合：=1.2+1.4M M M 活总恒1.2(2.24) 1.4(15.75)=⨯-+⨯- 24.74()KN m =- =1.2 Q 1.4Q Q +活总恒 1.2 5.21 1.425=⨯+⨯ 41.25()KN =3—3 主梁计算假定桥面构造各部分重力平均分配给各根主梁承担，以此计算作用于主梁的每延米恒载强度，计算见表1和表2。

表1 结构自重集计算表表2 主梁自重产生的内力m)x-中主梁1. 计算横向分布系数 1）主梁的荷载横向分布系数（1）荷载位于支点时，按杠杆原理法计算荷载横向分布分布系数。

如图4所示1号梁、2号梁、3号梁的横向分布影响线。

（b)1号梁（c）2号梁（d）3号梁图4 杠杆原理法计算横向分布系数（尺寸单位：cm ）1号梁12121.850.050.974;0.02611.901 1.90ηηηη=⇒==⇒= 120.9740.0260.522oq m ηη++===11901.5; 1.50019095r or r r m ηηη=⇒===+ 2号梁3121230.051.850.650.026;0.974;0.3421 1.91 1.91 1.9ηηηηηη=⇒==⇒==⇒=最大位置1230.0260.9740.3420.6712oq m y y y ++=++==2号梁人行道荷载 引起负反力，不考虑布载。

3号梁12121.250.750.658;0.3951 1.91 1.9ηηηη=⇒==⇒=0.6580.3950.5262oq m +==0or m =（2）荷载位于跨中时，按偏心压力法计算1号梁、2号梁、3号梁的荷载横向分布系数，如图5所示。

（b)1号梁（d）3号梁（c）2号梁公路----2级公路----2级图5 偏心压力法计算横向分布图示此桥设有刚度强大的横隔梁，且承重结构的跨度比为18.5025 1.9l B =≈⨯ 故可按偏心压力法来计算横向分布系数c m本桥各根主梁的横截面均相等，梁数n=5,梁间距为1.90m ，则5222222123451i i aa a a a a ==++++∑()()()22222 1.90 1.900 1.902 1.90=⨯+++-+-⨯ 14.44 3.61 3.6114.44=+++ ()236.10m =1号梁在两个边主梁处的横向影响线的紧标值为：()22111212 1.901114.440.20.60536.1036.1i i a n a η=⨯=+=+=+=∑ 1515211 3.8 3.80.20.200.400.236.10n i i a a n a η=⨯=+=-=-=-∑ 2号梁在两个边主梁处的横向影响线的竖标值为： ()1221212 1.90 1.90110.40536.10n i i a a n a η=⨯⨯=+=+=∑ ()1225212 1.90 1.90110536.10n i i a a n a η=⨯⨯=+=-=∑ 3号梁在两个边主梁处的横向影响线的竖标值为均为0.2绘出荷载横向分布影响线 ，并按最不利位置布载，其中人行道缘石1号梁轴线的距离∆为()1.45 1.000.45m -=荷载横向分布影响线的零点至1号梁位的距离为x 可按比例关系求得4 1.90.60.2x x ⨯-=()5.70x m ⇒= 并据此计算出对应各荷载的影响线紧标qi η和r η 1号梁的活载横向分布系数 汽车荷载()12341122i cq q q q q q m ηηηηη==+++∑ ()10.65.65 3.85 2.550.752 5.7=+++⨯0.67= 人群荷载 ()110.605.70.450.50.705.70cr r r m x xηη===⨯++=2号梁的活载横向分布系数汽车荷载()12341122cq qiq q q q m ηηηηη==+++∑ ()10.47.55 5.75 4.45 2.6527.6=+++⨯0.537= 人群荷载()210.47.60.450.57.6cr r r m x xηη==⋅=⨯++ 0.45= 3号梁的活载横向分布系数 汽车荷载()12341122cq qi q q q q m ηηηηη=∑+++ ()10.20.20.20.22=+++0.4= 人群荷载0.20.20.4cr r m η==+= 2) 公路II -级均布荷载和集中荷载的计算 公路II -级均布荷载k q =()10.50.757.875KN m ⨯= 公路II -级 集中荷载： 计算弯矩效应时()()3601800.7518018.550.75238175.5505K P KN -⎡⎤=⨯+-=⨯=⎢⎥-⎣⎦计算剪力效应时()1.2175.5210.6K P KN =⨯= 人群荷载 ()3.0 1.0 3.0KN m ⨯=3)计算冲击系数μ 简支桥梁：()41.0610f G KN m ==⨯()43221.0610 1.081109.8c G m Ns m g ⨯===⨯ C30混凝土102310E N m =⨯()()18818101401014018022218818112140182x a -⨯⨯+⨯⨯=-⨯⨯+⨯ ()43.8cm =()2332110118818101701043.818140122121401814043.82c I ⎛⎫=⨯-⨯+⨯⨯-+⨯⨯ ⎪⎝⎭⎛⎫+⨯⨯- ⎪⎝⎭48419243()cm = ()40.08419243m =则23.14218.5f =⨯ 7.002=HZ f HZ 145.1≤≤0.1767ln 0.01570.1767ln 7.0020.0157f μ=-=- 0.328= 所以 1 1.328μ+=4)影响现面积计算影响线的面积计算见表3。