跨徑20m鋼筋混凝土簡支梁橋課程設(shè)計(jì)計(jì)算書.doc

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1、 橋梁工程課程設(shè)計(jì)計(jì)算書 題目：跨徑20m鋼筋混凝土簡支梁橋設(shè)計(jì) 院（系）： 土木建筑工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 書 目錄 一．選擇結(jié)構(gòu)尺寸-------------------------------1 二．主梁翼緣板計(jì)算-----------------------------2

2、 三．活載橫向分布系數(shù)的計(jì)算---------------------2 四．主梁內(nèi)力計(jì)算-------------------------------4 五．橫隔梁內(nèi)力計(jì)算-----------------------------7 六．撓度計(jì)算-----------------------------------9 七．支座設(shè)計(jì)-----------------------------------10 一.選擇結(jié)構(gòu)尺寸 1. 橋梁的跨徑及橋?qū)? 主梁全長：19.96m（標(biāo)準(zhǔn)跨徑為30m） 計(jì)算跨

3、徑：19.5m 橋?qū)挘?+21.0m人行道 2. 主梁尺寸的確定（梁肋） 主梁間距1.8m～2.5m ，取1.8m 六根主梁 高跨比1/14～1/25 梁高取h=1.5m 3.橫隔梁尺寸的確定 中橫隔梁的高度可作成主梁高的3/4左右, 取1.0m 橫隔梁的肋寬通常取15～18cm，上寬下窄，上取16cm，下取15cm 4.主梁肋板尺寸 翼板厚度根部不小于梁高1/10，取18cm；邊緣厚度不小于10cm，取14cm 腹板厚度b=15cm 圖2 縱斷面圖 （單位：cm）

4、 圖3 T梁橫斷面 （單位：cm） 二.主梁作用效應(yīng)計(jì)算 1.恒載及內(nèi)力 橋面鋪裝為3cm厚的瀝青表面處治（容重23kN/m3）和平均厚9cm的混凝土墊層（容重24 kN/m3），T板材料容重25 kN/m3 ① 每延米板上的恒載： 瀝青表面處治： =0.031.023=0.69 kN/m 防水混凝土面層：= kN/m T梁翼板自重： 3= kN/m 合計(jì)： kN/m ② 每延米板條的恒載內(nèi)力 彎矩 剪力 kN 2.公路Ⅰ級(jí)汽車荷載產(chǎn)生的內(nèi)力 將加重車后輪作用于鉸縫軸線上，后軸

5、作用力kN，著地長度著地寬度，則板上荷載壓力面的邊長為： ， 圖4 汽車荷載計(jì)算圖式（單位：cm） 荷載作用于懸臂根部的有效分布寬度 雙輪時(shí) 沖擊系數(shù) 作用于每米寬板條上的彎矩為： kN 3.荷載組合 kN 三.活載橫向分布系數(shù)的計(jì)算 1.杠桿原理法計(jì)算 1#梁，2#梁，3#梁支點(diǎn)位置的汽車、人群荷載橫向分布系數(shù)，并列表表示，如下圖所示，相應(yīng)于荷載位置

6、的影響線 1#梁 汽車 人群 2#梁 汽車 人群 3#梁 汽車 人群 圖5 杠桿原理法計(jì)算橫向分布系數(shù) （單位：cm） 表2 荷載位于支點(diǎn)的橫向分布系數(shù) 1# 2# 3# moq 0.36 0.5 0.63 mor 1.27 0 0 2.偏心壓力法 此橋在跨度內(nèi)設(shè)有橫隔梁，具有強(qiáng)大的橫向連接剛性，承重結(jié)構(gòu)的長寬比為故按剛性橫

7、梁法來繪制橫向影響線，并計(jì)算橫向分布系數(shù)，本橋各梁橫截面均相等，梁數(shù)n=5，梁間距為2.2m 1#梁影響線豎標(biāo)值 由和計(jì)算橫向影響線的零點(diǎn)位置 解得x=6.61m 圖6 偏心壓力法計(jì)算橫向分布系數(shù)（單位：cm） 2#梁影響線豎標(biāo)值

8、 3#梁影響線豎標(biāo)值 　　　　 　　　　　 表3 荷載位于跨中的橫向分布系數(shù) 分布系數(shù)梁號(hào) 1# 0.5805 0.564 2# 0.477 0.405 3# 0.195 0.195 四．主梁內(nèi)力計(jì)算 1.恒載內(nèi)力計(jì)算 （1）恒載集度 主梁 kN/m 橫隔梁對(duì)于邊主梁 kN/m

9、 對(duì)于中主梁 kN/m 橋面鋪裝層 kN/m 欄桿和人行道 kN/m 作用于邊主梁的全部恒載強(qiáng)度為： kN/m 作用于中主梁的全部恒載強(qiáng)度為： kN/m （2）恒載內(nèi)力 計(jì)算邊主梁的彎矩和剪力 表4 恒載內(nèi)力 內(nèi)力 截面 1號(hào)梁 2號(hào)梁（3號(hào)梁） x=0 Q=333.87kN M=0 Q=354.3 kN M=0 x=L/4 Q=166.94 kN M=1575kNm Q=179.6 kN M=1694.9kNm X=L/2 Q=0 M=2100 kNm

10、Q=0 M=4519.8 kNm 2.活載內(nèi)力計(jì)算 取=1 （雙車道不折減） 取沖擊系數(shù)（1+u）=1.3 公路Ⅰ級(jí) qk=10.5kN/m ，人群荷載3.5kN/m2 計(jì)算彎矩效應(yīng)： 計(jì)算剪力效應(yīng)： 一號(hào)梁 （1）處彎矩： （） = 圖7 支點(diǎn)剪力計(jì)算圖示（單位cm） （2）處彎矩： （） = 二號(hào)梁與三號(hào)梁計(jì)算方法同上，略。 表5 一號(hào)梁，二號(hào)梁，三號(hào)梁活載內(nèi)力 梁號(hào) 荷載 M（kNm） V（kN） 跨中 1

11、/4 跨中 支點(diǎn) 1 汽車 1252.213 1033.317 231.517 7.082 人群 93.827 70.37 5.15 26.40 2 汽車 1734.14 1300.62 132.97 331.67 人群 84.47 63.36 3.36 18.16 3 汽車 1284.55 963.43 98.49 415.07 人群 39.57 29.68 1.57 12.14 3.梁內(nèi)力組合 1號(hào)梁 2號(hào)梁和3號(hào)梁方法同上計(jì)算結(jié)果如下表

12、 表6 1號(hào)梁2號(hào)梁和3號(hào)梁內(nèi)力組合計(jì)算結(jié)果 梁號(hào) 1.2恒+1.4活+0.81.4人 1#梁 M 5731.35 KNm M 4298.55 KNm M 0 Q 240.87 KN Q 766.8 KN 2#梁 M 7946.16 KNm M 3925.71 KNm M 0 Q 189.92 KN Q 835.98 KN 3#梁 M 7266.44 KNm M 3415.92KNm M 0 Q 139.64 KN Q 835.98 KN

13、 五.橫隔梁內(nèi)力計(jì)算 確定作用在中橫隔梁的計(jì)算荷載，對(duì)于跨中橫隔梁的最不利荷載布置見下圖： 縱向一列車輪對(duì)于中橫隔梁的計(jì)算荷載為： 計(jì)算彎矩時(shí)： 計(jì)算剪力時(shí)： P=1作用在1號(hào)梁上: P=1作用在6號(hào)梁上: P=1作用在3號(hào)梁上: 圖8 中橫隔梁內(nèi)力影響線（單位cm） 3.內(nèi)力計(jì)算 1+μ=1.3公路Ⅰ級(jí) 六.撓度計(jì)算 跨中截面主梁結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的最大彎矩kN?m,汽車產(chǎn)生最大彎矩為1734kN?m，人群產(chǎn)生的最大彎矩為93.827kN

14、?m 經(jīng)CAD圖式計(jì)算 1.驗(yàn)算主梁的變形 符合規(guī)定 2.判斷是否設(shè)置預(yù)拱度 當(dāng)由荷載短期效應(yīng)組合并考慮荷載長期效應(yīng)影響產(chǎn)生的長期撓度超過計(jì)算跨徑的l/600時(shí)，應(yīng)設(shè)置預(yù)拱度。 所以不設(shè)預(yù)拱度。 七.支座設(shè)計(jì) 1.采用等厚度的板式橡膠支座 ①恒載 汽車+人群 ② 2.①選 ②t=0.5㎝則取 ③驗(yàn)算承壓強(qiáng)度 3.確定支座厚度 ①主梁的計(jì)算溫差△t=34℃，溫度由兩端的支座均攤，則每一支座承受的水平位移為 ②對(duì)于30m橋跨可布置一列車隊(duì)，一個(gè)設(shè)計(jì)車道上公路Ⅰ級(jí)車道 荷載總重為： 其制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值為： 一輛加重車總重為30t制動(dòng)力為，五根梁共10個(gè)支座，每一個(gè)支座水平力 ③橡膠層總厚度 選用4層鋼板和5層橡膠片組成的支座，上下層橡膠片厚0.25cm，中間層厚0.60cm薄板厚0.2cm，則∑t= 支座總厚度 4.驗(yàn)算支座偏移情況 5.驗(yàn)算支座的抗滑穩(wěn)定性 計(jì)算溫度變化引起的水平力： 驗(yàn)算滑動(dòng)穩(wěn)定性： 1.4 故支座不會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。 12