桥梁工程课程设计计算书
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机场学院《桥梁工程》课程设计计算书专业:土木工程姓名:***学号:*********指导教师:***一、设计资料1、主梁跨径及全长标准跨径计算跨径 L=25.4m主梁全长 L1=25.96m2、桥面净宽净——7+2*1.0m人行道3、设计荷载公路二级荷载;人群荷载3.0kN/4、材料钢筋:凡直径大于或等于12毫米者用HRB335级钢筋:直径小于12毫米者一律R235级钢筋。
混凝土:主梁用40号,人行道、栏行、桥面均25号。
5、栏杆和人行道人行道包括栏杆荷载集度 6kN/m 。
横剖面T梁断面纵剖面二、主梁的计算(一)、主梁的荷载横向分布系数和内力计算1、主梁跨中截面的截面惯矩根据材料力学里面的知识可知,要计算,首先得计算出截面的重心位置,根据下图求解过程如下:I X计算平均板厚:h1=(13+17)/2=15㎝a x=56.4㎝I X=0.243m42、计算结构的自重集度(表2-2-1)结构自重集度计算表3、结构自重内力计算(表2-3-1)边主梁自重产生的内力表2-3-1注:括号()内值为中主梁内力4、汽车、人群荷载内力计算(1)、支点处荷载横向分布系数(杠杆原理法)按《桥规》4.3.1条和4.3.5条规定:汽车荷载距人行道边缘不小于0.5m,人群荷载取 3.0kN/㎡。
在横向影响线上确定荷载横向最不利的布置各粱支点处相应于公路—Ⅱ级汽车荷载和人群荷载的横向分布系数计算(表2-4-1)1>、求荷载横向分布影响线坐标本桥梁各根主梁的横截面均相等,梁数n=4,梁间距为2.20m ,则: ∑i=14a i 2=a 12+ a 22+ a 32+ a 42=24.2m 2,( a 1= -a 4=3.3, a 2= -a 3=1.1)1(4)号梁在两边主梁处的横向影响线竖标值为:η11 = 1n +a12/∑i=14a i2 =14+ 3.3224.2= 0.7η14 =η41= 1n −a12/∑i=14a i2 =14- 3.3224.2= -0.22(3)号梁在两边主梁处的横向影响线竖标值为:η12 =η21= 1n +a1×a2 /∑i=14a i2 =14+3.3×1.124.2= 0.4η24 =η42= 1n −a1×a2 /∑i=14a i2 =14-3.3×1.124.2= 0.12>画出各主梁的横向分布影响线,并按最不利位置布置荷载,如3>计算荷载横向分布系数表2-4-2):表2-4-2 梁号汽车荷载人群荷载1(4)=0.659+0.414+0.2362=0.655=0.7952(3)=0.377+0.241+0.1422=0.380=0.453(3)、荷载横向分布系数汇总(表2-4-3)荷载横向分布系数表2-4-3 梁号荷载位置公路—Ⅱ级人群荷载备注1(4)跨中0.655 0.795 偏心压力法支点0.455 1.318 杠杆原理法2(3)跨中0.380 0.453 偏心压力法支点0.796 0 杠杆原理法(4)、均布荷载和内力影响线面积计算(表2-4-5)均布荷载和内力影响线面积计算表(公路—Ι级均布荷载q k =10.5KN/m ;集中荷载,L≦5m时,Pk=180KN,L≧50m 时,Pk=360KN,中间值,线性内插)表2-4-5荷载截类型面位置公路—Ⅱ级均布荷载(kN/m)人群荷载(kN/m)影响线面积(或m)影响线图线10.5×0.75=7.8753×0.75=2.25Ω=L28= 80.645L1L47.875 2.25Ω=12×L×3L16=68.48L3L167.875 2.25Ω=12×12×L2=3.1751/2L1/27.8752.25Ω=l2×1×L=12.7L1(5)、公路—Ⅱ级集中荷载P k 计算计算弯矩效应时: P k =0.75×[180+(360-180)×(25.4-5)/45]=0.75×261.6=196.2 kN计算剪力效应时:P k =1.2×196.2=235.44 kN (6)、计算冲击系μT 形截面面积A=0.68㎡ I c =0.243 m 4 G=A ×25=17.0 kN/m m c =G/g=17.0/9.81=1.733 kNS 3/m 2C40混凝土E 取3.25× 1010N/m 2=3.25× 107 KN/m 2,计算跨径l=25.4m 则:2102236.627510 2.80108.932215.50.99410c c EI f hz l m ππ-⨯⨯⨯===⨯⨯=5.19 μ=0.1767lnf-0.0157=0.1767×ln5.19-0.0157=0.275(1+μ=1.275)(7)、根据上面计算的结果记如下表,由桥规规定的计算式可算得各梁的弯矩M 1/2、M 1/4和剪力Q 1/2(计算结果如表2-4-6a 、b ,其中取ε=1)。
L=16m钢筋混凝土简支T梁桥设计计算书姓名:陈泉班级:交通1003班学号:3100603304指导老师:欧智菁目录一、主梁尺寸 (3)二、主梁内力计算 (4)1.永久作用集度 (4)2.求横向分布系数 (5)(1)跨中横向分布系数 (5)(2)支点处横向分布系数 (6)3车辆荷载计算 (7)(1)冲击系数 (7)(2)公路II级车道荷载 (7)(3)内力计算如下 (7)(4)内力基本组合 (8)4.T梁正截面抗弯承载力计算 (9)(1)截面尺寸 (9)(2)配筋计算 (9)(3)斜截面抗剪计算 (10)(4)弯起筋的布置 (11)三、挠度验算 (15)四、板式橡胶支座设计 (16)五、伸缩量计算 (17)1.温度变化 (17)2.混凝土收缩 (17)3.制动力引起的伸缩缝开口闭口量 (17)计算书一、主梁尺寸主梁尺寸(单位:mm)横剖面图(单位:mm)半纵剖面图(单位:cm)二、主梁内力计算1.永久作用集度(1)主梁:()m /kN 406.1125]215.010.015.00.25.115.0[g 1=⨯⎪⎭⎫⎝⎛+⨯-+⨯=(2)横隔梁:{}m /kN 951.14/56.15/3025]2.0)215.00.2()215.01.01[(g 2=⨯⨯⨯-⨯+-= (3)桥面铺装:()m kN g /62.44/25.32414.008.05.03=⨯⨯⨯+⨯= (4)栏杆:()m ⋅=⨯=kN 5.24/25g 4(5)作用于主梁的全部永久作用集度:∑=+++==m /kN 477.2050.262.4951.1406.11g g i由以上数据可得计算截面的剪力以及弯矩列表:主梁永久作用效应2.求横向分布系数 (1)跨中横向分布系数此桥在横向设置有横隔梁,具有很大的横向连接刚性,且承重结构的长宽比为:9825.12486.15=⨯=B l 故可采用刚性横梁法本桥各主梁横截面相等,梁数n=4,梁间距为2.00m ,则:()()2222224232221412m 203-1-13=+++=+++=∑=a a a a ai i70.045.025.02034112122111=+=+=+∑=n i i a a n η20.045.025.01122114-=-=-=∑=n i i a a nη设零点与1#梁的距离为x2.000.2370.0x x -⨯= 解得x=4.6667车辆荷载横向分配系数:()()()665.0233.0-567.12.867667.46667.470.021x x 212121m 4321114321=++⨯=+++⋅=+++⋅==∑ q q q q q q q q q cq x x x ηηηηηη(2)支点处横向分布系数采用杠杆原理法:对于1#梁,最不利条件是如上图1#梁影响线所示的车辆荷载分布。
桥梁工程课程设计计算书(20m钢筋混凝土T梁)专业:土木工程班级:09.1 班姓名:学号:指导老师:2012年6月29日桥梁工程计算书一.行车道板计算1.恒载弯矩计算(纵向按1m宽板条考虑)(1)恒载集度(沿纵向取1m板宽计算)沥青铺装混凝土铺装翼板,翼板的平均厚度m板的恒载集度(2)恒载弯矩:板的计算跨径所以取l=1.9m3.活载内力计算汽车荷载为公路Ⅰ级选用如图(1)车辆荷载进行计算(1)选取荷载:以后重轴为主,车辆荷载两后轮置于最不利位置如图(2)公路经铺装层按角扩散后在板顶的矩形荷载压力面的边长:沿纵向沿横向板的有效分布宽度:按单个车轮计算:a<故故两中后轴板的有效分布宽度不重叠,按单轮计算。
弯矩组合:属中桥,安全等级为二级,板厚与梁肋高之比跨中弯矩支点弯矩4,翼板配筋及强度复核拟采用HRB335级钢筋(外径为13.9mm)钢筋净保护层采用30mm(1)用基本公式法求As设,则查结构设计原理附表1-5得:(2)选择布置钢筋选取1012,则实际钢筋面积As=1131,采用焊接钢筋骨架。
混凝土保护层厚度为30mm>d(=12mm)且满足附表1-8要求,故30+13.5/2=36.75mm取40mm,则有效高度。
最小配筋率计算:45()=0.265,即配筋率应不于0.265%,且不应小于0.2%,故取实际配筋率(3)截面复核钢筋净间距,满足要求受压区高度为查表得,故满足设计要求。
二、主梁计算(一)跨中截面荷载横向分布系数计算(偏心压力法求)(1)求1号梁的跨中截面荷载横向分布系数本桥各跟主梁的横截面相等,梁数n=6,梁间距1.9m,则:由式计算得:由绘制一号梁影响线根据《桥规》规定,在横向影响线上确定荷载最不利位置。
对于汽车荷载,车辆横向轮距为1.8m,两列车轮的横向最小间距为1.3m,车轮距离人行道缘石最小距离为0.5m,汽车人群荷载相应于各个荷载位置的横向影响线竖标值计算横向影响线的零点位置,设零点至一号梁的距离为x,则,解得x=6.972m则汽车荷载:人群荷载:。
台州学院建筑工程学院桥梁工程课程设计指导书—某公路20-30米预应力混凝土T梁或空心板梁设计一、设计资料及构造布置(一)设计资料1.桥面跨径及桥宽标准跨径:20—30m计算跨径:支座中心点之间的距离桥面宽:净9+2×1.0=11m。
2.设计荷载公路—I级,人群荷载3。
5kN/m2,护栏及人行道等每延米重量按8kN/m计算. 3.材料工艺混凝土:C40(主梁)预应力钢筋采用ASTM270级Фj15.24低松弛钢绞线,每束7根。
普通钢筋采用HRB335直径≥12mm的螺纹钢筋。
按后张法施工,采用Ф55的波纹管和OVM锚。
4.设计依据《公路工程技术标准》JTG B01-2003《公路桥涵设计通用规范》JTG D60—2004《公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范》JTG D62-20045.基本设计数据基本计算数据表——表1(二)构造布置1.梁间距:参考相关文献后自行选择。
2.主梁高:参考相关文献后自行选择。
3.横隔板间距:参考相关文献后自行选择。
4.梁肋:参考相关文献后自行选择。
5.桥面铺装:采用厚度为10cm沥青混凝土,坡度由盖梁找平.6.桥梁横断面:参考相关文献后自行选择。
二、计算部份参考模板(以T梁为例,空心板可参考基格式)(一)毛截面几何特性计算1.主梁跨中截面主要尺寸拟定(自定)2。
截面几何特跨中截面几何特性计算表—-表2大毛截面形心至上缘距离:493466.72861.288052.5i s i S y cm A ∑===∑ 小毛截面形心至上缘距离:488404.22866.207377.5i s i S y cm A ∑===∑ 3.检验截面效率指标ρ以跨中截面为例 上核心距: 33.23s xIk cm Ay ∑==∑ 上核心距: 64.37x sIk cm Ay ∑==∑ 截面效率指标 0.540.5sxk k ρ=>=表明以上的主梁跨中截面尺寸是合理。
(二) 主梁内力计算选择边跨中梁进行计算,计算关键截面选取跨中、四分点、变化点、支点截面。
桥梁工程课程设计及计算书设计题目: 桥梁工程课程设计学院:土木与建筑学院指导老师:汪峰姓名:学号:班级:2014年6月一、基本资料1.标准跨径:20 m计算跨径:19.50 m主梁全长:19.96 m2.桥面净宽:净7.5 m+2×0.25 m3. 车辆荷载:公路— 级4. 人群荷载:3.0 KN/m²5. 选用材料:钢筋:采用HRB300钢筋,HRB335钢筋。
混凝土:主梁C40人行道及栏杆:C25桥面铺装:C25(重度24KN/m)6. 课程设计教材及主要参考资料:《桥梁工程》.玲森编.人民交通出版社,1990年《桥梁工程》.邵旭东等编.人民交通出版社,2007年《桥梁工程》.立础编.人民交通出版社,2001年《简支梁桥示例集》.易建国编.人民交通出版社,2000年《桥梁工程课程设计指导书》.桥梁教研室.工业大学教材科,2002年《梁桥设计手册》.桥梁编辑组.人民交通出版社,1990年《公路桥涵设计通用规》(JTG D60-2004)人民交通出版社北京《拱桥设计手册(上、下)》.桥梁编辑组.人民交通出版社,1990年《配筋混凝土结构设计原理》袁国干主编,同济大学出版社二、桥梁尺寸拟定1.主梁高度:h=1.5m梁间距:采用5片主梁,间距1.8m。
2.横隔梁:采用五片横隔梁,间距为4×4.85m,梁高1.0m, 横隔梁下缘为15cm,上缘为16cm。
3.主梁梁肋宽:梁肋宽度为18cm。
4.桥面铺装:分为上下两层,上层为沥青砼厚2.0cm, 下层为C25防水混凝土垫层厚10.0cm。
桥面采用1.5%横坡。
5.桥梁横断面及具体尺寸:(见作图)6.桥梁纵断面及具体尺寸:(见作图)三、桥梁计算 一、主梁的计算1、主梁的抗弯及抗扭惯性矩x I 、TiI求主梁界面的重心位置x a (图3) 、平均板厚:H=1/2(10+18)=14(cm )cm x 93.452005141)12081(20512005124141)20081(a =⨯+⨯-⨯⨯+⨯⨯-=442323m 415481019.0cm 94.1548101445.93-21501502015020121214-45.931416014160121==⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=x I43313517m 00.081.0.1613036.00.141.803333.0=⨯⨯+⨯⨯==∑=i i Mi i Ti t b c I2.计算结构自重集度(表1)结构自重集度计算表表13.结构自重力计算(表2)边中主梁自重产生的力 表2主:括号()值为中主梁力3.汽车、人群荷载力计算(1)支点处荷载横向分布系数(杠杆原理法)汽车荷载距人行道边缘不小于0.5m 。
《桥梁工程》课程设计专 业:土木工程(道桥方向) 班 级: 2011班 学生姓名: 周欣树 学 号: 2011104227 指导教师:一、确定纵断面、横断面形式,选择截面尺寸以及基本设计资料1. 桥面净宽:净—72 1.0+⨯ 荷载: 公路—Ⅱ级 人群—23.0kN m人行道和栏杆自重线密度-5.0kN m 2. 跨径及梁长:标准跨径13b L m = 计算跨径12.40L m = 主梁全长 '12.96L m = 3. 材料钢筋:主筋用HRB400级钢筋,其他用HPB335级钢筋混凝土:C40,容重325kN m ;桥面铺装采用沥青混凝土;容重323kN m4.构造形式及截面尺寸 梁高: 1.0h m =梁间距:采用5片主梁,间距1.8m 。
采用三片横隔梁,间距为6.2m 梁肋:厚度为18cm桥面铺装:分为上下两层,下层为C25砼,路缘石边处厚6.0cm ;上层为沥青砼,5.0cm 。
桥面采用1.6%横坡。
桥梁横断面及具体尺寸:(见作图)二、确定主梁的计算内力(一)计算结构自重集度(如下表) (二)计算自重集度产生的内力(如下表)注:括号()内值为中主梁内力值根据计算经验,边梁荷载横向分布系数大于中梁,故取边梁进行计算分析。
(三)支点处(杠杆原理法) 由图可求得荷载横向分布系数: 汽车荷载:10.3332oq m η==∑ 人群荷载: 1.222or r m η==(四)跨中处(修正刚醒横梁法) 1、主梁的抗弯惯性矩I x平均板厚:()11012112H cm =+=2233441111100162111621127.86181001810027.861221223291237.580.03291x I cm m ⎛⎫⎛⎫=⨯⨯+⨯⨯-+⨯⨯+⨯⨯- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭== 2、主梁的抗扭惯性矩Ti I对于T 形梁截面,抗扭惯性矩计算如下:见下表.3.计算抗扭修正系数主梁的间距相等,将主梁近似看成等截面,则得 其中:∑It ---全截面抗扭惯距Ii ---主梁抗弯惯距 L---计算跨径 G---剪切模量 G=0.4Ei a --主梁I 至桥轴线的距离计算得0.9461β=< 满足4.采用修正后的刚醒横梁法计算跨中荷载横向分布系数 此桥有刚度强大的横隔梁,且承重结构的跨宽比为:故可近似按偏心压力法来计算横向分布系数m c ,其步骤如下: (1)、求荷载横向分布影响线竖标本桥梁各根主梁的横截面均相等,梁数n=5,梁间距为1.80m ,则: 按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值ij η表示单位荷载P=1 作用于j 号梁轴上时,i 号梁轴上所受的作用,计算如下表梁号 10.57840.3892(2)、画出边主梁的横向分布影响线,并按最不利位置布置荷载,如图计算荷载横向分布系数:绘制横向分布系数影响线图,然后求横向分布系数。
一、设计资料1、桥面净空:净—7+2⨯1.0m人行道;2、主梁跨径和全长:主梁:标准跨径:L b=25m计算跨径:L=24.50m(支座中心距离)'=(主梁预制长度)预制长度:m24.L95横隔梁5根,肋宽15cm。
3、材料4、结构尺寸参照原有标准图尺寸,选用如图所示:桥梁横断面图(单位:cm)T形梁尺寸图(单位:cm)桥梁纵断面图(单位:cm)5.设计依据1、《桥梁工程》教材,刘龄嘉主编,人民交通出版社。
2、《结构设计原理》教材。
3、《公路桥涵设计通用规范》(JTG-D60-2004)。
4、《公路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG-D60-2004)。
5、公路设计丛书《桥梁通用构造及简支梁桥》胡兆同,陈万春编著。
6、《桥梁计算示例集》混凝土简支梁(板)桥.易建国编著。
7、T型梁有关标准图。
二、行车道板内力计算 计算图如下图:图1 T 形梁尺寸图(单位:cm)1、恒载及其内力(以纵向1m 宽的板进行计算) (1)、每延米上的恒载g 的计算见表1:(2)、每米宽板条的恒载内力为弯矩m KN gl M g ⋅-=⨯⨯-=-=76.18.05.52121220min,剪力KN l g V Ag 40.48.050.50=⨯=⋅= 2、车辆荷载产生的内力将车辆荷载的后轮作用于铰逢轴线上(见上图),后轴作用力标准值P=140KN ,轮压分布宽度如下图2所示,后轮着地宽度为,6.02m b =着地长度为,2.02m a =则mH b b m H a a 80.01.026.0240.01.022.022121=⨯+=+==⨯+=+=荷载对于悬臂根部的有效宽度为:m l d a a 4.38.02|4.14.0201=⨯++=++= 由规范:汽车荷载的局部加载及在T 梁,箱梁悬臂板上的冲击系数采用1.3。
作用于每米宽板条上的弯矩为:mKN b l a p M p ⋅-=-⨯⨯⨯-=-⨯⨯+-=059.16)48.08.0(4.3421403.1)4(42)1(10min,μ 作用于每米宽板条上的剪力为: KN a p V Ap 765.264.3421403.142)1(=⨯⨯⨯=⨯+=μ3、内力组合:(1)承载能力极限状态内力组合(用于验算强度)。
桥梁工程课程设计计算书一.行车道板计算1.计算如图1所示的T 梁翼板,荷载为公路Ⅰ级,桥面铺装为5cm 的沥青混凝土和10cm 的C40水泥混凝土垫层图12.恒载弯矩计算桥面铺装m kN 55.324110.023105.0g 1=⨯⨯+⨯⨯= 板厚平均值m216.072.16.02.0)2.025.0(56.0t =⨯++⨯=翼板自重m KN 40.5250.1216.0g 3=⨯⨯=m /kN 95.840.555.3g g g 21=+=+=m90.1b l m 936.1216.072.1t l l 00=+>=+=+=所以取m 90.1l = 恒载弯矩 m/kN 039.490.195.881gl81M 22g =⨯⨯==3.活载弯矩计算对于车辆荷载,设计荷载为公路Ⅰ级,所以车轮的着地长度为m 20.0a 2=,宽度m 60.0b 2=,则有m 50.015.0220.0H 2a a 21=⨯+=+= m 90.015.0260.0H 2b b 21=⨯+=+=车轮在板的跨中m267.190.132l 32m 133.1390.150.0l 31a a 1=⨯=<=+=+=所以取m 4.1d m 267.1a =<=车轮在板的支撑处m633.090.131l 31m 716.0216.050.0t a a 1'=⨯=>=+=+=所以取m 716.0a '=m 276.02716.0267.12a a e '=-=-=m 10.0)290.13.1(290.0)2l 3.1(2b c 1=--=--=e c <所以m 916.010.02716.0c 2a a 'c =⨯+=+= 跨中位置车轮的荷载集度m/kN 387.6190.0267.12140ab 2P P 1=⨯⨯==支点处车轮的荷载集度m/kN 628.10890.0716.02140b a 2P P 1''=⨯⨯==c 处车轮的荷载集度m/kN 910.8490.0916.02140b a 2P P 1c ''=⨯⨯==如图2所示363.0475.095.0725.0y y 21=⨯==025.0475.095.005.0y 3=⨯= 017.0475.095.03/10.0y 4=⨯=故[]44332211y A y A y A y A 1M +++μ+=)(汽[025.010.0910.84363.045.0387.61363.045.0387.613.1⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯=()]mkN 374.26017.010.0910.84-628.10821⋅=⨯⨯+图2对于人群荷载产生的弯矩,如图3mN 1.354k 1.90810.9532M ⋅=⨯⨯⨯⨯=人图3弯矩组合:人汽M 1.40.8M 4.1M 2.1Mg j⨯⨯++=m N 43.287k 1.3541.40.826.3741.44.0391.2⋅=⨯⨯+⨯+⨯ 4.翼板配筋及强度复核C40混凝土,pa M 18.4f cd =,pa M 1.65f td =HRB335级钢筋,pa M 280f sd =,0.56b =ξ, 1.00=γ (1)求混凝土相对受压区高度x 悬臂根部高度h =,净保护层厚度3cm ,取B12钢筋,则有效高度213mm13.5/2-30-250d/2-a -h h 0===由)2x-(h bx f M 0cd d 0≤γ得 )2x-(213x 10004.1810287.430.16⨯=⨯⨯解得 mm 11921356.0h mm 11x 0b =⨯=ξ<= (2)求钢筋面积s A2sdcd s mm 7232801110004.18f bx f A =⨯⨯==(3)配筋取B12钢筋,按间距14cm 配置,每米板宽配筋为2S mm 792A =,最小配筋率:()()27.0280/65.145f /f 45sd td ==,即配筋率不应小于0.27%,且不应小于0.2%,故取%27.0min =ρ 实际配筋率%)27.0(%37.02131000792bhA min 0S =ρ>=⨯==ρ分布筋按构造配置,取A8钢筋,间距为20cm (4)强度复核bxf A f cd s sd =, 得mm 1210004.18792280bf A f x cd s sd =⨯⨯==)212-(21312100018.4)2x -(h bx f M0cd u⨯⨯⨯==mkM 287.43M m kN 706.45⋅=>⋅=, 满足要求二.主梁计算(一)跨中截面荷载横向分布系数计算此桥在跨度内设有横隔梁,具有强大的横向连接刚性,且承重结构长宽比为:71.190.165.19B L =⨯=故可用偏心压力法来绘制荷载横向影响线并计算横向分布系数c m ,图4本桥各根主梁的横截面均相等,梁数6n =,梁间距为1.90m ,则26252423222161i 2i a a a a a a a +++++=∑= 2222222m175.63(-4.75)(-2.85)(-0.95)95.085.275.4=+++++=①号梁横向影响线的竖标值为:190.0175.6375.461a an 1524.0175.6375.461a a n 1261i 2i2116261i 2i2111-=-=∑-=η=+=∑+=η==由11η,16η绘制①号梁横向影响线,如图4(a )所示,进而由11η,16η计算横向影响线的零点位置。
桥梁工程课程设计计算书一、课程目标知识目标:1. 掌握桥梁工程的基本概念、分类及结构组成;2. 了解桥梁设计的基本原则和步骤,理解桥梁设计计算书的相关内容;3. 掌握桥梁工程中涉及的主要力学原理和计算方法;4. 能够结合实际案例,分析桥梁工程中的常见问题及其解决方案。
技能目标:1. 学会运用桥梁设计软件进行简单桥梁的设计与计算;2. 能够根据实际工程需求,编制桥梁工程计算书,并进行合理分析;3. 培养学生的团队协作能力和沟通表达能力,提高解决实际工程问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对桥梁工程的兴趣,激发学生探索桥梁科技的热情;2. 增强学生的社会责任感和职业道德,培养严谨、认真、负责的学习态度;3. 引导学生关注桥梁工程在我国社会经济发展中的重要地位,树立正确的价值观。
课程性质:本课程为桥梁工程专业课程,旨在让学生通过学习桥梁工程的设计与计算,掌握桥梁设计的基本原理和方法,培养实际工程能力。
学生特点:学生已具备一定的力学基础和桥梁工程知识,具有一定的自主学习能力和团队合作意识。
教学要求:结合实际工程案例,注重理论与实践相结合,提高学生的动手操作能力和解决实际问题的能力。
通过本课程的学习,使学生能够达到上述课程目标,为将来的职业发展打下坚实基础。
二、教学内容1. 桥梁工程概述- 桥梁的分类与结构组成- 桥梁工程的发展历程与现状2. 桥梁设计原则与步骤- 设计原则:安全、适用、经济、美观- 设计步骤:初步设计、施工图设计、施工组织设计3. 桥梁设计计算书编制- 计算书的基本内容与格式- 计算书编制的注意事项4. 桥梁力学原理与计算方法- 静力分析:弯矩、剪力、轴力计算- 稳定分析:屈曲、侧倾稳定性计算- 动力分析:自振特性、地震响应分析5. 桥梁设计软件应用- 常用桥梁设计软件介绍- 软件操作与实例分析6. 桥梁工程案例分析- 国内典型桥梁工程案例介绍- 案例分析与讨论教学内容安排与进度:第一周:桥梁工程概述第二周:桥梁设计原则与步骤第三周:桥梁设计计算书编制第四周:桥梁力学原理与计算方法(一)第五周:桥梁力学原理与计算方法(二)第六周:桥梁设计软件应用第七周:桥梁工程案例分析教材章节关联:《桥梁工程》第一章:桥梁工程概述《桥梁工程》第二章:桥梁设计原则与步骤《桥梁工程》第三章:桥梁设计计算书编制《桥梁工程》第四章:桥梁力学原理与计算方法《桥梁工程》第五章:桥梁设计软件应用《桥梁工程》第六章:桥梁工程案例分析三、教学方法1. 讲授法:- 对于桥梁工程的基本概念、原理和计算方法等理论知识,采用讲授法进行教学,使学生在短时间内掌握课程核心内容;- 讲授过程中注重启发式教学,引导学生思考问题,提高课堂互动效果。
桥梁专业T形桥梁毕业课程设计计算书(附构造图)桥梁工程课程设计计算书姓名:学号:班级:指导老师:时间:目录T型梁桥设计书 (4)一、基本资料 (4)1.桥梁长度 (4)2.桥面铺装 (4)3.桥面净空 (4)4.设计荷载 (4)5.材料 (4)二、设计过程 (4)1、基本资料 (4)2、内力计算 (5)(1)恒载及内力计算(以纵向1米宽的板条进行计算) (5)(2)车辆荷载产生的内力 (6)(3)内力组合(承载能力极限状态内力组合) (6)(4)行车道板的配筋 (6)3、按杠杆法计算各梁支点处的荷载横向分布系数 (7)4、利用偏心受压法计算各主梁的跨中汽车荷载横向分布系数 (9)5、主梁内力计算 (11)(1)恒载集度 (11)(2)恒载内力 (12)6、活载内力计算 (13)(1)荷载横向分布系数汇总 (13)I (14)(2)计算c(3)计算公路—I级荷载的跨中弯矩 (14)(4)计算跨中截面车道活载最大剪力 (16)(5)计算支点截面车道荷载最大剪力 (17)6)计算支点截面人群荷载最大剪力 (20)7、内力包络图 (21)8、配筋计算 (22)(1)受拉钢筋的配置 (22)(2)箍筋与弯起钢筋的配置 (24)(2)计算各排弯起钢筋截面积A (25)9、挠度验算 (27)(1)相关参数 (27)(2)开裂截面换算截面的惯性矩 (28)(3)全截面的几何特征计算 (28)(4)计算刚度的取用 (29)(5)跨中挠度的计算。
(29)7、裂缝宽度验算 (30)T型梁桥设计书一、基本资料1.桥梁长度桥梁标准跨径:20.00m;计算跨径19.50m;主梁预制长度19.96m;横截面由5片主梁构成,主梁间距1.6米,横梁高1.30米2.桥面铺装防水砼厚12cm,容重25KN/m³3.桥面净空净-7+2×0.75m4.设计荷载公路—Ⅰ级,人群荷载3.0kN/㎡,5.材料(1)钢筋,其技术指标见表1;(2)混凝土其技术指标见表2,主梁、桥面铺装(防水)为C40,栏杆、人行到为C30种类弹性横量抗拉设计强度抗压设计强度标准强度Ⅰ级Φ(MPa)52.110⨯195 195 235Ⅱ级Φ(MPa)52.010⨯280 280 335种类设计强度标准强度弹性模量轴心抗压轴心抗拉轴心抗压轴心抗拉C30 18.4MPa 1.65 MPa 26.8 MPa 2.40 MPa 43.2510MPa⨯C40 13.8 MPa 1.39 MPa 20.1 MPa 2.01 MPa 43.010MPa⨯二、设计过程1、基本资料桥面宽为净7+2⨯0.75,桥面横截面由5片T型主梁构成,主梁间距为1.45米,桥面的横断面如图1所示。
《桥梁工程》课程设计专 业:土木工程(道桥方向)班 级: 2011班学生姓名: 周欣树学 号:指导教师:一、确定纵断面、横断面形式,选择截面尺寸以及基本设计资料1. 桥面净宽:净—72 1.0+⨯荷载: 公路—Ⅱ级人群—23.0kN m人行道和栏杆自重线密度-5.0kNm 2. 跨径及梁长:标准跨径13b L m =计算跨径12.40L m =主梁全长 '12.96L m =3. 材料钢筋:主筋用HRB400级钢筋,其他用HPB335级钢筋混凝土:C40,容重325kN m ; 桥面铺装采用沥青混凝土;容重323kN m4.构造形式及截面尺寸梁高: 1.0h m =梁间距:采用5片主梁,间距。
采用三片横隔梁,间距为梁肋:厚度为18cm桥面铺装:分为上下两层,下层为C25砼,路缘石边处厚 ;上层为沥青砼,。
桥面采用%横坡。
桥梁横断面及具体尺寸:(见作图)二、确定主梁的计算内力(一)计算结构自重集度(如下表)(二)计算自重集度产生的内力(如下表)注:括号()内值为中主梁内力值根据计算经验,边梁荷载横向分布系数大于中梁,故取边梁进行计算分析。
(三)支点处(杠杆原理法)由图可求得荷载横向分布系数: 汽车荷载:10.3332oq m η==∑人群荷载: 1.222or r m η==(四)跨中处(修正刚醒横梁法)1、主梁的抗弯惯性矩I x 平均板厚:()11012112H cm =+=2233441111100162111621127.86181001810027.861221223291237.580.03291x I cm m ⎛⎫⎛⎫=⨯⨯+⨯⨯-+⨯⨯+⨯⨯- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭==2、主梁的抗扭惯性矩Ti I对于T 形梁截面,抗扭惯性矩计算如下:见下表.3.计算抗扭修正系数主梁的间距相等,将主梁近似看成等截面,则得其中:∑It ---全截面抗扭惯距Ii??---主梁抗弯惯距? ???L---计算跨径G---剪切模量 G=i a --主梁I 至桥轴线的距离计算得0.9461β=< 满足4.采用修正后的刚醒横梁法计算跨中荷载横向分布系数此桥有刚度强大的横隔梁,且承重结构的跨宽比为:故可近似按偏心压力法来计算横向分布系数m c ,其步骤如下:(1)、求荷载横向分布影响线竖标本桥梁各根主梁的横截面均相等,梁数n=5,梁间距为,则:按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值ij η表示单位荷载P=1 作用于j 号梁轴上时,i 号梁轴上所受的作用,计算如下表(2)、画出边主梁的横向分布影响线,并按最不利位置布置荷载,如图计算荷载横向分布系数:绘制横向分布系数影响线图,然后求横向分布系数。
由公式可以求出边主梁跨中横向分布系数:据分析可知,边主梁四分点处的横向分布系数与跨中横向分布系数相同。
5.计算均布荷载和内力影响线面积计算值如表:6.计算公路-Ⅱ级中集中荷载k P计算弯矩效应时:()3601800.7518012.45157.2505k P kN -⎡⎤=+-=⎢⎥-⎣⎦ 计算剪力效应时: 1.2157.2188.64k P kN =⨯=7.取冲击力系数0.15μ=8.计算跨中弯矩和四分点弯矩因双车道不折减,故1ξ=,计算结果如下表:9.计算支点截面汽车荷载最大剪力横向分布系数变化区段长度为,变化区段荷载重心处影响线竖标即:10.计算支点截面人群荷载最大剪力(五)主梁内力组合计算结果见下表:三、确定横隔梁的计算弯矩(一)确定作用在跨中横隔梁上的计算荷载对于跨中横隔梁的最不利布载如图所示:纵向一列车轮对于中横隔梁上的计算荷载为:根据经验可知:2、3号主梁间横隔梁间的横隔梁弯矩最大,故取2、3号梁间的横隔梁中间的截面为计算截面。
(二)绘制中横隔梁的弯矩影响线按修正偏心压力法求,计算横向分布影响线图如下:P=1作用于1号梁轴上时()11150.5784,0.1784ηη== P=1作用于2号梁轴上时()12220.3892,0.2946ηη== P=1作用于5号梁轴上时()150.1784η=-有已学的影响线只是可知r M 的影响线必定在计算截面处有突变,绘出影响线。
(三)截面内力计算将求得的计算荷载oq P 在相应的影响线上按最不利布载,对于汽车荷载并计入冲击力系数()1μ+:(四)内力组合(鉴于横隔梁的自重很小,计算时忽略不计)基本组合:max 0 1.4169.4237.16.M kN m =+⨯=四、行车道板的内力计算(一)结构自重及其内力(按纵向1m 宽的板条计算)1.每延米板上的结构自重g 桥面铺装层:1 3.67g kN m =T 梁翼缘自重:2 4.46g kN m = 总计:128.13g g g kN m =+=2.每米宽板条的恒载内力(二)可变荷载效应将车辆荷载后轮作用于铰缝轴线上,后轴作用力为P=140KN ,轮压分布宽度如图所示。
车辆荷载后轮着地长度为a 2=,宽度为b 2=,则a 1=a 2+2H=+2×+=b 1=b 2+2H=+2×+=荷载对于悬臂根部的有效分布宽度:a=a 1+d+2l 0=++2×=由于这是汽车荷载局部加载在T 梁的翼板上,故冲击系数取1+μ=。
作用于每米宽板条上的弯矩为:作用于每米宽板条上的剪力为:(三).内力组合根据作用效应组合的规定,基本组合计算如下:所以,行车道板的设计内力为:25.60.A M kN m =- 44.94A Q kN =五、支座选择、支座尺寸的拟定及验算主梁采用C40混凝土,支座处梁肋宽度为30cm ,梁两端采用等厚的橡胶支座。
支座反力为:245.05ck R kN =,其中结构自重引起的支座反力标准值97.2ck R kN =,公路-Ⅱ级汽车荷载引起的反力标准值143.1ck R kN =,人群荷载引起的反力标准值为7.44ck R kN =,汽车荷载和人群荷载作用下产生的跨中挠度0.74f cm =,温差36t C ∆=︒。
(一).确定支座平面尺寸选定支座的平面尺寸为21820360a b cm ⨯=⨯=,采用中间层橡胶片厚度0.5t cm =1.计算支座的平面形状系数S2.计算其弹性模量3.验算其承压强度245.056807100000.180.20ck j j R kPa kPa a b σσ⎡⎤===<=⎣⎦⨯⨯(合格) (二).确定支座厚度1.主梁的计算温差为36t C ∆=︒温度变形由两端的支座均摊,则每一支座承受的水平位移g ∆为2.为了计算汽车荷载引起的水平位移p ∆,先要确定每一支座上的制动力T H ,对于的桥跨,一个设计车道上公路-Ⅱ级车道荷载总重为:7.87512.4157.2254.85kN ⨯+=,其制动力标准值为254.8510%25.5kN ⨯=;按《桥规》,不得小于90kN 。
经比较,取总的制动力为90kN 参与计算,5根梁总共有10个支座,每个支座的水平力为90910bk K kN == 3.确定需要的橡胶片总厚度e t不计汽车制动力:220.3540.708e g t cm ≥∆=⨯= 计入汽车制动力:0.6160.72ge bke t cm F G ab ∆≥=-《桥规》的其他规定:0.2 3.6e t a cm ≤=选用4层钢板和5层橡胶片组成的支座,上下橡胶片厚,中间层厚,薄钢板厚,则:橡胶片总厚度:30.520.2520.708e t cm cm =⨯+⨯=>≤并 3.6cm4.支座总厚:40.2 2.8e h t cm =+⨯=(三).验算支座的偏转情况1.支座的平均压缩变形为:按《桥规》的规定,尚应满足.0.7c m e t δ≤,即0.03470.70.14e cm t cm ≤= (合格)2.计算梁端转角θ设子结构自重作用下,主梁处于水平状态。
已知汽车及人群荷载作用下跨中挠度0.74f cm =, 3.验算偏转情况.2c m a θδ≤ 即:180.00190.03470.01712cm ⨯>= (合格) (四).验算抗滑稳定性1.支计算温度变化引起的水平力2.验算稳定性则:50.62517.92kNkN > (合格) 以及: 0.397.229.16 1.48.92G T N kN H kN μ=⨯=>= (合格)结果表明,支座不会发生滑动。
(五).支座选配选用30040047(CR)GJZ ⨯⨯六、计算配筋(一).主梁计算配筋1号梁Md 值最大,考虑到设计施工方便,并留有一定的俺去储备,故按1号梁计算弯矩进行配筋。
设钢筋的保护层为3cm ,钢筋重心至底边距离为a=18cm,则主梁的有效高度为082h h a cm =-=。
已知边主梁跨中弯矩919.111.d M kN m =。
翼缘计算宽度'180fb cm =。
1.判断截面类型故为第一类T 形截面。
2.计算受拉钢筋截面面积s A解得:00.0340.46b x m h m ξ=<=采用8根直径为28mm 的钢筋,24926s A mm =钢筋布置见图。
故配筋率满足要求。
3.主梁斜截面承载力计算根据《桥规》,在钢筋混凝土梁的支点处,至少有两根并不少于总根数20%的下层受拉钢筋通过。
初步拟定梁底两根钢筋通过。
经验算,需通过配置腹筋来抗剪,计算结果见下表: (二).横隔板计算配筋1.经验可知,跨中2、3号梁接头处,弯矩最大。
以其为标准进行计算配筋。
取80s a mm = 080080720h mm =-=设计弯矩为:11237.16.M kN m -= 近似以0.160.150.1552b m +== 2.计算受拉钢筋面积s A解得:0.154s α=采用三根直径为22mm 的钢筋,21140.4s A mm =钢筋布置见图。
故配筋率满足要求。
(三).行车道板的计算配筋计算1m 板宽内的配筋 20s a mm = 020100h h mm mm =-=解得:0.0836s α=选取5根直径为12mm 的钢筋,2565.49s A mm =即:桥面板中每米布置5根横桥向钢筋,主梁肋顶部和外跨悬臂部分布置于板顶,内跨弯至板底,布置见图。
板不需进行抗剪验算。