桥梁工程课程设计(完整版)
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桥梁工程1 课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解桥梁工程的基本概念,掌握桥梁的分类、结构及功能。
2. 学生能掌握桥梁设计的基本原则和步骤,了解桥梁施工过程中的关键环节。
3. 学生能了解桥梁工程中的力学原理,如受力分析、稳定性等。
技能目标:1. 学生能够运用所学的桥梁设计原则,独立完成小型桥梁的设计方案。
2. 学生能够运用力学原理,分析桥梁结构在受力时的稳定性,并提出改进措施。
3. 学生能够通过小组合作,完成桥梁模型的制作,提高动手实践能力。
情感态度价值观目标:1. 学生通过学习桥梁工程,培养对工程建设的热爱和责任感。
2. 学生在小组合作中,学会尊重他人意见,培养团队协作精神。
3. 学生能够关注桥梁工程对社会经济发展的重要作用,增强社会责任感。
课程性质:本课程为实践性较强的学科,旨在培养学生对桥梁工程的基本认识和实际操作能力。
学生特点:初三学生具有一定的物理知识和动手能力,对实际工程有较高的兴趣。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。
将课程目标分解为具体的学习成果,以便后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 桥梁基本概念:介绍桥梁的定义、分类、结构及功能,参考教材第1章。
2. 桥梁设计原则:讲解桥梁设计的基本原则和步骤,如受力分析、材料选择等,参考教材第2章。
3. 桥梁施工技术:阐述桥梁施工过程中的关键技术,如桩基施工、上部结构施工等,参考教材第3章。
4. 桥梁力学原理:分析桥梁结构在受力时的稳定性、承载能力等,参考教材第4章。
5. 桥梁设计实践:引导学生运用所学知识,独立完成小型桥梁的设计方案,参考教材第5章。
6. 桥梁模型制作:组织学生分组制作桥梁模型,提高动手实践能力,结合教材第6章。
教学大纲安排:第一周:桥梁基本概念(第1章)第二周:桥梁设计原则(第2章)第三周:桥梁施工技术(第3章)第四周:桥梁力学原理(第4章)第五周:桥梁设计实践(第5章)第六周:桥梁模型制作与展示(第6章)教学内容注重科学性和系统性,结合教材章节,有序安排教学进度,确保学生能够扎实掌握桥梁工程相关知识。
目录《桥梁工程》课程设计任务书---------------------------------------------2 桥梁设计说明------------------------------------------------------------------3 计算书---------------------------------------------------------------------------4 参考文献-----------------------------------------------------------------------27 评语-----------------------------------------------------------------------------28 桥梁总体布置图--------------------------------------------------------------29 主梁纵、横截面布置图-----------------------------------------------------30 桥面构造横截面图----------------------------------------------------------31《桥梁工程》课程设计任务书一、课程设计题目(10人以下为一组)1、单跨简支梁桥上部结构设计(标准跨径为23米,计算跨径为22.5米,桥面净空:净—8.5+2×1.50米)二、设计基本资料1、设计荷载:公路—Ⅱ级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);地质假定为微风化花岗岩。
3、材料容重:水泥砼23 KN/m3,钢筋砼25 KN/m3,沥青砼21 KN/m34、桥梁纵坡为0.3%,桥梁中心处桥面设计高程为 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、横隔梁设计计算4、桥面铺装设计5、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、桥面构造横截面图(CAD出图)3、荷载横向分布系数计算书4、主梁内力计算书5、行车道板内力计算书6、横隔梁内力计算书五、参考文献1、《桥梁工程》,姚玲森,2005,人民交通出版社.2、《梁桥》(公路设计手册),2005,人民交通出版社.3、《桥梁计算示例集》(砼简支梁(板)桥),2002,人民交通出版社.4、中华人民共和国行业标准.公路工程技术标准(JTG B01-2003).北京:人民交通出版社,20045、中华人民共和国行业标准.公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)含条文说明.北京:人民交通出版社,20046、中华人民共和国行业标准.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)含条文说明六、课程设计学时2周桥梁设计说明桥梁设计包括纵.横断面设计和平面布置。
《桥梁工程》课程设计学生姓学教学院专业年指导教职单2017年7月目录1.设计资料 (1)1.1题目 (1)1.2设计资料 (1)1。
3设计内容 (3)1。
4参考资料 (3)2。
计算说明书 (5)2.1各种参数计算 (5)2。
2桥面板内力计算 (6)2。
2。
1单悬臂板内力计 (6)2.2.2铰接悬臂板内力计算 (7)2。
2。
3主梁内力计算 (8)2。
2.4横隔梁内力计算 (18)2。
2。
5挠度、预拱度计算 (21)11。
设计资料1。
1题目装配式预应力混凝土简支T 形梁桥计算1.2设计资料1. 主梁细部尺寸单片主梁的梁宽为1.78m ,其细部尺寸如图1-1所示图1—1单片主梁示意图2. 桥梁净空一净14+2米(如图1-2所示)图1—2桥梁横断面示意图3. 跨径和全长(如图1—3所示)图1—3主梁立面图标准跨径主梁30.00b l m =;计算跨径29.50b l m =;预制全长29.96l m =全;4. 上部结构主梁布置图(如图1-4所示)(单位:cm )图1-4主梁布置图5. 设计荷载公路—Ⅰ级,人群23.0/KN m 。
6. 材料主梁:混凝土强度等级C50,容重263/KN m ;桥梁铺装为C25混凝土垫层厚6。
5~17cm ,容重253/KN m ,沥青混凝土厚2cm;容重243/KN m 。
7. 设计方法杠杆原理法、偏心压力法和极限状态设计法等。
8.设计依据(1)《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015);(2)《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010);(3)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范》(JTG D62—2004).1。
3设计内容1.桥面板内力计算计算T梁翼板所构成的铰接悬臂板和悬臂板的设计内力。
2.主梁内力计算1)计算各主梁的荷载横向分布系数;2)计算主梁在荷载作用下跨中截面的弯矩、支点和跨中截面的剪力;3.进行主梁内力组合,并画出主梁弯矩包络图和剪力包络图。
桥梁工程课程设计报告书一、设计资料1桥面净宽净-7 +2 X.5m人行道2 主梁跨径及全长标准跨径l0 =21.70m (墩中心距离)计算跨径 l =21.20m (支座中心距离)主梁全长I全=21.66m (主梁预制长度)3 设计荷载公路— I 级;人群荷载 3.0kN m 24 设计安全等级二级5 桥面铺装沥青表面处厚5cm (重力密度为23kN m3),混凝土垫层厚6cm (重力密度为24 kN m3),T梁的重力密度为25 kN m36 T 梁简图如下图沥青混凝土50mm"水泥混凝土垫层60mm二、设计步骤与方法I •行车道板的内力计算和组合(一)恒载及其内力(以纵向1m宽的板条进行计算)1)每延米板上的恒载g沥青表面g i : 0.05 X1.0 X23 1.15 kN m混凝土垫层g2: 0.06 X1.0 X24 1.44 kN mT 梁翼板自重g3: g30.08 0.14 1.0 25 2.75 kN m2悬臂板长I。
160 1820.71m弯矩M Ag 1gl1 2-5.34 (0.71)2 1.35kNm22)每米宽板条的恒载内力剪力Q Ag gl o 5.34 0.71 3.79 kN(二)汽车车辆荷载产生的内力主梁截面重心位置:11130 160 1811130 18 -2 2160 18 11 130 1841.18 cm则得主梁抗弯惯矩:I c 丄 160 18 113 1601218 1141.2211~21 18122181302130 41.226.63 106m 4结构跨中处单位长度质量m cm cG 15.45 1039.81.577 103 2 2Ns /m混凝土弹性模量E :10取 E 2.80 1010 N / 由以上数据可得简支梁桥的基频:10O.。
6630003.790 Hz31.577 10按照《桥规规定》f 介于1.5Hz 和14Hz 之间,冲击系数按照下式计算:1 1 0.1767Inf 0.0157 1.22由于这是汽车荷载局部加载在 T 梁的翼缘板上,故冲击系数取 1+ =1.223)作用于每米宽板条上的弯距为:Pb 1140 20.82… M Ap 1 I 。
桥梁工程(课程设计)一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解桥梁工程的基本概念、结构和设计原理,掌握桥梁工程的主要设计方法和施工技术,培养学生对桥梁工程的兴趣和热情。
具体目标如下:1.知识目标:(1)了解桥梁工程的定义、分类和基本组成;(2)掌握桥梁工程的主要设计原理和施工技术;(3)了解桥梁工程的现状和发展趋势。
2.技能目标:(1)能够运用所学知识分析和解决桥梁工程问题;(2)具备一定的桥梁工程设计和施工能力;(3)能够运用现代技术手段对桥梁工程进行仿真和优化。
3.情感态度价值观目标:(1)培养学生对桥梁工程的热爱和敬业精神;(2)培养学生团结协作、创新进取的精神风貌;(3)增强学生对社会、环境负责的意识。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括桥梁工程的基本概念、结构和设计原理,以及桥梁工程的主要设计方法和施工技术。
具体内容包括:1.桥梁工程的基本概念和分类;2.桥梁工程的组成和结构类型;3.桥梁工程的设计原理和设计方法;4.桥梁工程的施工技术和施工;5.桥梁工程的现状和发展趋势。
三、教学方法为了提高教学效果,本节课将采用多种教学方法,包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
具体方法如下:1.讲授法:通过教师的讲解,使学生了解桥梁工程的基本概念、结构和设计原理;2.讨论法:引导学生针对桥梁工程的问题进行讨论,培养学生的思考和表达能力;3.案例分析法:分析典型的桥梁工程案例,使学生掌握桥梁工程的设计方法和施工技术;4.实验法:学生进行桥梁工程的实验,培养学生的动手能力和实践能力。
四、教学资源为了支持教学内容的传授和教学方法的实施,本节课将准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的桥梁工程教材,为学生提供系统的理论知识;2.参考书:提供丰富的桥梁工程参考书籍,拓展学生的知识视野;3.多媒体资料:制作精美的PPT、动画和视频,形象直观地展示桥梁工程的特点和魅力;4.实验设备:准备齐全的桥梁工程实验设备,为学生提供实践操作的机会。
一、课程设计总体要求(一)目的与教学要求桥梁工程课程设计是桥梁工程教学环节的有机组成部分,要求学生独立完成一座简支梁桥上部结构与支座的设计计算工作。
课程设计的主要目的是:(1)回顾并巩固结构设计原理课程中关于预应力混凝土受弯构件设计和计算、构造等重要指示,并且深化知识;(2)结合交通背景,对一座简支梁桥的横断面形式进行布置、设计,在这一过程中,结合行业规范,掌握桥梁横断面布置的基本要求和布置特点;(3)进一步加深对桥梁结构上作用荷载、作用效应计算办法的理解,加深对桥梁横向分布概念的理解与计算方法;(4)通过上部结构与支座的设计,掌握桥梁结构的传力路径、各部分之间的相互关系,对结构整体性有更深刻的认识。
为了使同学们能够在要求的时间期限内完成课程设计,教学要求如下:(1)本次课程设计内容较多,也是同学们第二次重要的工程训练环节,要求同学们以认真学习、勤于思考的态度来对待;(2)课程设计要求在规定的时间内和教师的指导下,完成一座简支梁桥上部结构及支座的计算书1份,做为给予课程设计成绩单依据;(3)课程设计完成的过程中,要求同学们在教师指导下,独立完成工作,提倡互相讨论、交流,但不得互相抄袭。
一旦发现有抄袭的现象,抄袭者与被抄袭者都将被要求重做设计,最高仅可取得及格成绩;(4)要求同学在课程设计进行前,仔细阅读指导书和教材中的计算示例,仔细阅读课程设计提供的技术资料,然后根据个人的情况,安排好课程设计完成的时间,要求在规定的期限内完成设计。
(二)课程设计的内容简支梁桥是一种最常见桥梁结构形式,因此本课程设计简支梁桥的上部结构及支座设计计算为主要内容。
二、课程设计指导(一)参考资料本课程设计采用的计算原则、计算公式、计算符号等均以《结构设计原理》教材或交通行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)和《公路桥涵设计通用设计规范》(JTG D60-2004)为基准。
因而,同学应在已学的结构设计原理中预应力混凝土结构知识基础上,参照公路桥涵设计的相关资料,理解和学习公路桥涵预应力混凝土梁的设计、计算方法,参考资料有:(1)叶见曙,《结构设计原理》,人民交通出版社,2008;(2)邵旭东,《桥梁工程》,人民交通出版社,2004;(3)交通部标准,《公路桥涵设计通用设计规范》(JTG D60-2004),人民交通出版社,2004;(4)交通部标准,《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004),人民交通出版社,2004;(5)张继尧,《公路桥涵设计手册:梁桥》,人民交通出版社,2011.(二)计算书与图纸要求(1)计算书要求有计算基本资料以及各部分计算的详细过程。
桥梁工程课程设计10篇一、教学目标本课程旨在通过学习桥梁工程的基本概念、设计原理和工程实践,使学生掌握桥梁工程的基本知识和技能,培养学生的工程思维和创新能力。
1.了解桥梁工程的基本概念和分类。
2.掌握桥梁的设计原理和计算方法。
3.熟悉桥梁工程的施工技术和质量管理。
4.能够运用桥梁工程的计算方法进行简单的桥梁设计。
5.能够分析桥梁工程的施工问题和解决施工中的技术难题。
6.能够撰写桥梁工程的设计报告和施工方案。
情感态度价值观目标:1.培养学生对桥梁工程的安全、质量和环保意识的重视。
2.培养学生的团队合作精神和工程责任感。
3.激发学生对桥梁工程的创新热情和持续学习的动力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括桥梁工程的基本概念、设计原理和工程实践。
1.桥梁工程的基本概念:包括桥梁的分类、组成部分和功能。
2.桥梁的设计原理:包括梁桥、拱桥和悬索桥的设计计算方法。
3.桥梁工程的施工技术:包括桥梁基础施工、桥梁主体结构施工和桥梁装饰施工。
4.桥梁工程的质量管理:包括桥梁工程的验收标准和质量控制方法。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法相结合的方式。
1.讲授法:通过教师的讲解,使学生掌握桥梁工程的基本知识和设计原理。
2.案例分析法:通过分析实际桥梁工程案例,使学生了解桥梁工程的施工技术和质量管理。
3.实验法:通过实验操作,使学生掌握桥梁工程的实验方法和技能。
4.讨论法:通过分组讨论,培养学生的团队合作精神和工程责任感。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将准备以下教学资源。
1.教材:选择权威的桥梁工程教材,提供学生系统学习的基础知识。
2.参考书:提供相关的桥梁工程参考书籍,扩展学生的知识面。
3.多媒体资料:制作课件和教学视频,以图文并茂的形式展示桥梁工程的实例和设计原理。
4.实验设备:准备桥梁工程的实验设备,让学生能够亲自动手进行实验操作,增强实践能力。
桥梁工程课程设计完整版一:桥梁工程课程设计完整版1. 引言本是桥梁工程课程设计的完整版,旨在对桥梁工程进行全面细致的设计和分析。
本课程设计涵盖了桥梁工程的各个方面,包括设计要求、施工方案、材料选择、结构分析等。
2. 设计要求2.1 桥梁的功能要求2.2 桥梁的工作环境要求2.3 桥梁的荷载要求2.4 桥梁的使用年限要求2.5 桥梁的安全性要求2.6 桥梁的经济性要求3. 桥梁的基本参数3.1 跨径3.2 桥宽3.3 桥高3.4 支座类型3.5 基础类型4. 材料选择4.1 桥面铺装材料4.2 桥梁主要构件材料4.3 防腐材料4.4 各种连接材料5. 结构分析5.1 静力分析5.2 动力分析5.3 稳定性分析5.4 疲劳分析5.5 桥梁振动分析6. 施工方案6.1 承包方式6.2 施工流程6.3 施工安全措施6.4 施工设备选型6.5 施工组织7. 经济性分析7.1 桥梁建设投资7.2 桥梁运营成本7.3 桥梁维护费用7.4 桥梁使用寿命8. 附件清单:附件一:桥梁设计图纸附件二:桥梁计算报告附件三:材料选型表格附件四:施工方案说明书9. 法律名词及注释:9.1 桥梁设计规范:桥梁设计的法律依据。
9.2 施工组织设计:施工过程中的组织管理。
9.3 承包方式:桥梁工程的承包方式。
---二:桥梁工程课程设计完整版1. 引言本为桥梁工程课程设计的完整版,旨在为学生提供详细的桥梁设计指南。
本涵盖了桥梁工程的各个方面,包括设计基本原理、结构分析、材料选择、施工方案等内容。
2. 设计基本原理2.1 桥梁设计的目标2.2 桥梁设计的要求2.3 桥梁工作原理3. 结构分析3.1 桥梁荷载分析3.2 桥梁受力分析3.3 桥梁承载能力计算4. 桥梁材料选择4.1 桥梁主要构件材料的选择4.2 桥面铺装材料的选择4.3 防腐材料的选择5. 桥梁施工方案5.1 施工组织设计5.2 施工流程安排5.3 施工工艺和设备选择6. 桥梁验收与维护6.1 桥梁验收标准6.2 桥梁维护方法6.3 桥梁维护周期7. 附件清单:附件一:桥梁设计图纸附件二:结构分析计算表格附件三:材料选型表格附件四:施工组织设计报告8. 法律名词及注释:8.1 桥梁设计规范:桥梁设计的法律依据和技术要求。
桥梁工程上课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解桥梁工程的基本概念,掌握桥梁结构类型及特点;2. 学生能掌握桥梁工程中的力学原理,了解不同桥梁受力分析方法;3. 学生能了解桥梁施工技术及工程管理,认识桥梁建设中的关键环节。
技能目标:1. 学生能运用所学知识,分析桥梁工程的受力情况,进行简单的桥梁设计;2. 学生能通过实际操作,掌握桥梁模型制作的基本方法,提高动手实践能力;3. 学生能运用团队协作,进行桥梁工程项目的策划与管理。
情感态度价值观目标:1. 培养学生热爱科学,关注国家基础设施建设,增强社会责任感;2. 培养学生勇于探索,严谨求实的科学态度,提高创新意识;3. 培养学生团队协作精神,提升沟通与交流能力。
课程性质:本课程为桥梁工程领域的实践性课程,旨在帮助学生将理论知识与实际工程相结合,提高学生的实践操作能力和创新能力。
学生特点:高年级学生具备一定的理论基础,具有较强的求知欲和自主学习能力,但对实际工程应用了解不足,需要通过实践课程提高综合运用能力。
教学要求:结合桥梁工程实际,注重理论知识与实践操作的有机结合,充分调动学生的主观能动性,培养具备创新精神和实践能力的桥梁工程人才。
通过本课程的学习,使学生能够达到以上设定的知识、技能和情感态度价值观目标,为后续专业课程学习和未来从事桥梁工程建设奠定基础。
二、教学内容1. 桥梁工程概述:介绍桥梁工程的发展历程、桥梁的分类及功能、桥梁工程在国民经济中的地位。
参考教材章节:第一章 桥梁工程概述2. 桥梁结构类型及受力分析:讲解梁桥、拱桥、悬索桥等主要桥梁结构类型及其受力特点,分析桥梁的受力分析方法。
参考教材章节:第二章 桥梁结构类型及受力分析3. 桥梁设计原理:阐述桥梁设计的理论基础,包括材料力学、结构力学、土力学等基本原理。
参考教材章节:第三章 桥梁设计原理4. 桥梁施工技术:介绍桥梁施工的基本工艺、施工方法及工程管理,重点讲解桥梁施工中的关键环节。
桥梁工程课程设计报告书一、设计资料1 桥面净宽净-7 +2×1.5m人行道2 主梁跨径及全长标准跨径l=21.70m(墩中心距离)计算跨径l=21.20m(支座中心距离)主梁全长l=21.66m(主梁预制长度)全3 设计荷载公路—I级;人群荷载3.02kN/m4 设计安全等级二级5 桥面铺装沥青表面处厚5cm(重力密度为233kN/),混凝土垫层厚6cm(重力密度为m243mmkN/kN/),T梁的重力密度为2536 T梁简图如下图主梁横截面图二、 设计步骤与方法Ⅰ. 行车道板的力计算和组合(一)恒载及其力(以纵向 1m 宽的板条进行计算) 1)每延米板上的恒载 g 沥青表面 1g : 0.05×1.0×23 1.15kN m / 混凝土垫层 2g : 0.06×1.0 ×241.44kN m /T 梁翼板自重3g :30.080.14g 1.025 2.752+=⨯⨯=kN m / 合计:g=g 5.34i =∑kN m /2)每米宽板条的恒载力悬臂板长 ()0160180.712l m -==弯矩 22115.34(0.71) 1.3522Ag M gl =-=-⨯⨯=-·kN m 剪力 0 5.340.71 3.79Ag Q gl ==⨯=kN(二)汽车车辆荷载产生的力60501)将车辆荷载后轮作用于铰缝轴线上,后轴作用力为 140kN ,轮压分布宽度如图 5 所示,车辆荷载后轮着地长度为 a 2 0.20m ,宽度 b 20.60m ,则得:a 1 a 2 2H 0.2 2×0.11 0.42mb 1b 22H0.62×0.110.82m 荷载对于悬臂梁根部的有效分布宽度:12l 0.421.420.71 3.24m o a a d =++=++⨯=2)计算冲击系数μ结构跨中截面的惯矩c I : 翼板的换算平均高度:()1814112h =⨯+=cm 主梁截面重心位置:()()111301601811130182241.18160181113018a -⨯⨯+⨯⨯==-⨯+⨯cm则得主梁抗弯惯矩:()()22326411111301601811160181141.2181813041.2 6.6310122122c I m ⎛⎫⎛⎫=⨯-⨯+-⨯⨯-+⨯⨯130+⨯⨯-=⨯ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭结构跨中处单位长度质量c m :3315.4510 1.577109.8c G m g ⨯===⨯ 22/Ns m 混凝土弹性模量E :取102.8010E =⨯ 2/N m 由以上数据可得简支梁桥的基频:3.790f ===Hz 按照《桥规规定》f 介于1.5Hz 和14Hz 之间,冲击系数按照下式计算: ()()110.1767ln 0.0157 1.22f -μ=+-=由于这是汽车荷载局部加载在 T 梁的翼缘板上,故冲击系数取 1+μ=1.223)作用于每米宽板条上的弯距为:()114020.821 1.30.7114.18444 3.244Ap o b P M l a ⨯⎛⎫⎛⎫=-+μ-=-⨯⨯-=- ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭·kN m 作用于每米宽板条上的剪力为:()14021 1.328.5244 3.24Ap P Q a ⨯=-+μ=⨯=⨯kN (三)力组合1)承载能力极限状态力组合计算ud g 1.2 1.4 1.2( 1.35) 1.4(14.18)21.47A AP M M M =+=⨯-+⨯-=-·kN m ud g 1.2 1.4 1.2 3.79 1.428.5244.48A AP Q Q Q =+=⨯+⨯=kN2)正常使用极限状态力组合计算ud g 0.7 1.350.7(14.18)11.28A AP M M M =+=-+⨯-=-·kN m ud g 0.7 3.790.728.5223.75A AP Q Q Q =+=+⨯=kNⅡ. 主梁荷载横向分布系数计算(一)当荷载位于支点处时(应按杠杆原理法计算)根据《公路桥涵设计通用规》JTGD60-2004)规定,在横向影响线上确定荷载沿横向最不利的布置位置。
例如,对于车辆荷载,规定的车轮横向轮距为1.8m ,两列汽车车轮的横向最小间距为 1.3m ,车轮矩离人行道缘石最少为 0.5m 。
1#梁车辆荷载1max 0.4382qq qq P A P =η=∑人群荷载1max 0.75 1.656r r or A P P =η⨯=由此可得1号梁在车辆荷载和人群荷载作用下的最不利荷载横向分布系数分别为 10.438oq m =和1 1.656or m =(5号同1号)同理可得 2 号梁在车辆荷载和人群荷载作用下的最不利荷载横向分布系数分别为:2#梁20.5oq m =和20or m =(4号同2号)同理可得 3 号梁在车辆荷载和人群荷载作用下的最不利荷载横向分布系数分别为3#梁30.594oq m =和30or m =(二)当荷载位于跨中时(考虑用修正偏心压力法计算) 对抗扭修正系数的计算:由于33334111.60.110.300 1.190.182.79103nT i I cbt m -===⨯⨯+⨯⨯=⨯∑1.402ξ=21.22.6525 1.6l B ==>⨯ 210.851T GI l EI B βξ==⎛⎫+ ⎪⎝⎭本桥各根主梁的横向截面均相等,梁数 n=5, 梁间距为 1.6 米,则5222345212345125.6ii aa a a a a m ==++++=∑1号梁横向影响线的竖标值为21121110.20.850.40.54i n i a n a η==+β=+⨯=∑21521110.20.850.40.14i n i a na η==-β=-⨯=-∑由11η、15η绘制1号梁横向影响线,如下图示最不利荷载位置1#梁影响线于是,1号(5号同1号)梁荷载横向分布系数计算如下(以ql x 和r x 分别表示影响线零点至汽车车轮和人群荷载集度的横坐标距离): 车辆荷载:1cr m =1112341234111()()222q q q q q q q q q x x x x x ηηηηηη=+++=+++=∑0.455 人群荷载:111cr r m x xηη===0.564同理可得2号、4号梁的荷载横向分布系数:2#梁影响线22212i 11n i a n a η==+β∑=0.285;22252i 11n i a na η==-β∑=0.115车辆荷载: 2cq m =0.115; 人群荷载:2cr m =0.313 同理可得3号梁的荷载横向分布系数:3#梁影响线23312i 110.2n i a n a η==+β=∑;23352i 110.2n i a na η==-β=∑车辆荷载:3cq m =0.4; 人群荷载:3cr m =0.2(三)主梁荷载横向分布系数汇总Ⅲ. 主梁力计算 (一) 恒力力计算 1.恒载集度主梁: ()10.080.140.18 1.3 1.60.18259.762g ⎡+⎤⎛⎫=⨯+-⨯=⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦kN/m 横隔梁: 对于边主梁:20.080.14 1.600.181.000.15525220.056k /21.20g N m ⎧⎫⎡+⎤-⎛⎫⎛⎫-⨯⨯⨯⨯⎨⎬ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎩⎭== 对于中主梁:1220.0560.112g =⨯= kN/m桥面铺装层:[]30.057230.06724 3.635g ⨯⨯+⨯⨯== kN/m栏杆和人行道:42525g =⨯= kN/m 作用于边主梁全部恒载g 为:9.760.056 3.63215.45ig g==+++=∑ kN/m作用于中主梁的恒载集度为:19.760.112 3.63215.50ig g==+++=∑ kN/m2.恒载力跨中弯矩影响线支点剪力影响线1/4跨弯矩影响线1/4跨剪力影响线l/413L/40.750.25边跨弯矩剪力影响线计算主梁的弯矩和剪力,21122x M qlx qlx =-;1;2x Q ql qx =-主梁个计算截面的恒载剪力和弯矩值,列于下表中(二)活载力计算1. 公路-Ⅰ级中集中荷载k P 计算 计算弯矩效应时 21.251801246505k P -⎛⎫=⨯+= ⎪-⎝⎭kN计算剪力效应时 1.2238295.2k P =⨯= kN 公路-Ⅰ级中均布荷载 10.5k q = kN/m 2. 冲击系数μ()()110.1767ln 0.0157 1.22f -μ=+-=因双车道不折减,故ξ=1。
3. 跨中弯矩2l M 计算跨中弯矩影响线如下图影响线面积:221121.256.1888l ω==⨯= 2m ; 5.34ly == 由于跨中弯矩横向分布系数1号,5号梁最大,所以只需计算1号,5号梁的弯矩,计算如下:(1) 对于1号梁公路-Ⅰ级汽车活载的跨中弯矩:()()()1121m p 1.2210.45510.556.18246 5.31051.19k cq k k qM q y N m =+μξω+=⨯⨯⨯⨯+⨯=·人群荷载的跨中弯矩:()112m 0.5643 1.556.18142.58cr r rM p =ω=⨯⨯⨯=kN ·m(2) 对于2号和4号梁公路-Ⅰ级汽车活载的跨中弯矩:()()()1221m p 1.2210.11510.556.18246 5.3265.68k cq k k qM q y N m =+μξω+=⨯⨯⨯⨯+⨯=·人群荷载的跨中弯矩()122m 0.3133 1.556.1879.13cr r rM p =ω=⨯⨯⨯= kN ·m(3) 对于3号梁公路-Ⅰ级汽车活载的跨中弯矩:()()()1321m p 1.2210.410.556.18246 5.3924.12k cq k k qM q y N m =+μξω+=⨯⨯⨯⨯+⨯=·人群荷载的跨中弯矩()132m 0.23 1.556.1850.56cr r rM p =ω=⨯⨯⨯= kN ·m4.跨中剪力2l Q 计算跨中剪力影响线如下图:鉴于跨中剪力2l Q 影响线的较大坐标位于跨中部分,故也采用全跨统一的荷载横向分布系数cq m 来计算。
影响线面积为:1121.20.5 2.68822ω=⨯⨯⨯= 2m ;0.5y = (1) 对于1号和5号梁公路-Ⅰ级汽车活载的跨中剪力:()()()1121m p 1.2210.45510.5 2.688295.2 5.397.60cq k k qQ q y kN =+μξω+=⨯⨯⨯⨯+⨯=人群荷载的跨中剪力:()112m q 0.5643 1.5 2.688 6.82cr r rQ =ω=⨯⨯⨯=kN(2) 对于2号和4号梁公路-Ⅰ级汽车活载的跨中剪力:()()()1221m p 1.2210.11510.5 2.688295.2 5.324.67cq k k qQ q y kN =+μξω+=⨯⨯⨯⨯+⨯=人群荷载的跨中剪力:()122m q 0.3133 1.5 2.688 3.79cr r rQ =ω=⨯⨯⨯= kN(3) 对于3号梁公路-Ⅰ级汽车活载的跨中剪力:()()()1321m p 1.2210.410.5 2.688295.2 5.385.80cq k k qQ q y kN =+μξω+=⨯⨯⨯⨯+⨯=人群荷载的跨中剪力: cr3r 2m .q .0.23 1.5 2.688 2.42lrQ ω==⨯⨯⨯=KN5. 支点剪力0Q 算剪力影响线如下图所示:影响线面积为:2121.2110.62m ω=⨯⨯=;y=1 横向分布系数变化区段的长度:21.2a=4.855.752m -=附加三角形重心影响线坐标:121.2 5.75310.91021.2Y ⎛⎫-⨯⎪⎝⎭=⨯= (1) 对于1#和5#梁公路——I 级汽车活载的支点剪力()()k cq1oq1cq101q m m m y 2a Q ξω⎡⎤=+μ+-⎢⎥⎣⎦均()5.751.2210.5[0.45510.60.4380.4550.910]61.21KN 2=⨯⨯⨯+⨯-⨯= ()0q1k 01m y=1.2210.438295.21157.74kN Q P ξ=+μ⨯⨯⨯⨯=集 00061.21157.74218.95kN Q Q Q =+=+=均集人群荷载支点剪力:()0cr1r or1cr1m q m -m 2r aQ Y ω=+5.7556431.510.61.6560.56431.50.910=39.76kN 2=⨯⨯⨯+⨯-⨯⨯⨯()(2) 对于2#和4#梁公路——I 级汽车活载的支点剪力: ()()k cq2oq2cq201q m m m y 2a Q ξω⎡⎤=+μ+-⎢⎥⎣⎦均 =1.22×1×10.5×[0.115×10.6+5.752×(0.5-0.115)×0.910] =28.52kN()0q2k 01m y Q P ξ=+μ集=1.22×1×0.5×295.2×1=180.07kN 000Q Q Q =+均集=208.59kN 人群荷载的支点剪力:()0cr2r or2cr2m q m -m 2r aQ Y ω=+=0.313×4.5×10.6+5.752(0-0.313)×4.5×0.910=11.25kN (3) 对于3#梁公路——I 级汽车活载的支点剪力:()()k cq3oq3cq301q m m m y 2a Q ξω⎡⎤=+μ+-⎢⎥⎣⎦均=1.22×1×10.5×[0.4×10.6+5.752×(0.594-0.4)×0.910] =60.82kN()0q3k 01m y Q P ξ=+μ集=1.22×1×0.594×295.2×1=213.92kN 000Q Q Q =+均集=274.74kN 人群荷载的支点剪力:()0cr3r or3cr3m q m -m 2r aQ Y ω=+=0.2×4.5×10.6+5.752×(0-0.2)×4.5×0.910 =7.19kN 6.14跨弯矩计算影响线面积ω=12×316×l ²=31.74m ² y=316×18.4=3.45 (1) 对于1#梁:按公路——I 级汽车荷载:q 4M =(1+µ)ξcq1M (k q ·ω+k p y )=1.22×0.455×(10.5×42.135+246×3.975) =788.39kN ·m 人群荷载的跨中弯矩:r 4M =0.564×4.5×42.135=106.94kN ·m(2) 对于2#梁:按公路——I 级汽车荷载:a 4M =1.22×1×0.115×(10.5×42.135﹢246×3.975)=199.26kN ·m人群荷载的跨中弯矩:r 4M =0.313×4.5×42.135=59.35KN ·m(3) 对于3#梁:按公路一级汽车荷载:q 41.220.410.542.1352463.975693.09M =⨯⨯⨯⨯=(﹢) kN ·m人群荷载的跨中弯矩:r 4M =0.2×4.5×42.135=37.92kN ·m7.14跨截面的剪力 1/4跨剪力影响线如下图:公路-II级Q1/4影响线人群荷载Q1/4影响线3.0KN/m影响线面积ω=12×34×l ×34=5.96m ²;y=0.75m (1) 对于1#梁:q 4Q =(1+µ)·ξ·k q [cq1m ·ω+a2(0q1m -cq1m )y ] =1.22×0.498×(10.5×5.18+233.6×0.75) =139.49KNr 4Q =0.713×4.5×5.18=16.62KN(2) 对于2#梁:q 4Q =(1+µ)·ξ·k q [cq1m ·ω+a2(0q1m -cq1m )y ] =1.22×0.132×(10.5×5.18+233.6×0.75) =36.97KNr 4Q =0.322×4.5×5.18=7.51KN(3) 对于3#梁:q 4Q =(1+µ)·ξ·k q [cq1m ·ω+a2(0q1m -cq1m )y =1.22×0.4(10.5×5.18﹢233.6×0.75) =112.04KNr 4Q =0.2×4.5×5.18=4.66KN(三)荷载组合永久作用的设计值效应与可变作用设计值效应相结合,其效应组合表达式为如下:m m 0ud 0i ik 11k c Qi 1k 1j 2G G Q Q Q i S S S S γγγγφγ==⎛⎫=++ ⎪⎝⎭∑∑总结为:当恒载为最大时:组合值=1.35×恒荷载+1.4×汽车荷载+0.8×1.4×人群荷载 当汽车荷载最大:组合值=1.2×恒荷载+1.4×汽车荷载+0.8×1.4×人群荷载 主梁力计算组合值如下表跨中弯矩组合跨中剪力组合支点剪力组合1/4跨弯矩组合1/4跨剪力组合Ⅳ. 横隔梁力计算1、确定作用在中横隔梁上的计算荷载: 对于跨中横隔梁的最不利荷载布置如图纵向—列车轮对于中横隔梁的计算荷载为: 计算弯矩时:0q P =12k P k y +12k q k Ω =12×238×1+12×10.5×4.85=144.463kN or P =or q or Ω=4.5×4.85=21.825KN2、绘制中横隔梁力影响线按偏心压力法算得1、2、3号梁的荷载横向分布影响线竖坐标值,则r M 的影响线竖标可计算如下:11η=0.54, 15η=﹣0.14;21η=0.285, 25η=0.115; 13η=0.2, 23η=0.2 P=1作用在1号梁轴上时:r1Mη=11η×1.5d+21η×0.5d -1×1.5d=0.54×1.5×1.6+0.285×0.5×1.6-1×1.5×1.6=﹣0.88 P=1作用在5号梁轴上时:r5M η=15η×1.5d +25η×0.5d=(﹣0.14)×1.5×1.6+0.115×0.5×1.6=﹣0.24 P=1作用在3号梁轴上时:r3M η=13η×1.5d +23η×0.5d=0.2×1.5×1.6+0.20×0.5×1.6=0.64有了此三个竖标值和已知影响线折点位置,就可以绘出r M 影响线如图所示:3、绘制剪力影响线对于1号主梁处截面的1Q 右影响线可计算如下:P=1作用在计算截面以右时:1Q 右=1R 即1i η右=1i ηP=1作用在截面以左时:1Q 右=1R -1即1i η右=1i η-1绘成1Q 右影响线如图所示M 2-3影响线Q 1右影响线0.30.04、截面力计算将求得的计算荷载0q P 在相应的影响线上按最不利荷载位置加载,对于汽车荷载并计入冲击影响力(1+µ),则得:弯矩2-3M :公路—I 级荷载2-3M =(1+µ) ·ξ·0q P ·η∑=1.22×1×144.46×(0.86+0.37)=216.78(KN ·m)人群荷载2-3M = 0rP η∑= 21.825×(﹣1.42)=﹣31.07(KN ·m ) 剪力1Q 右:公路—I 级荷载1Q 右= (1+µ) ·ξ·0q P ·η∑=1.22×1×144.46×(0.52+0.33+0.19+0)=183.29(KN ·m )人群荷载1Q 右=0r P η∑=21.825×(﹣0.38)=﹣8.28(KN )5、力组合,按极限状态设计的计算力为: 基本组合: ud M =0+1.4×216.78+0.8×1.4×(﹣31.07)=295.56(KN ·m)ud Q 右 =0+1.4×183.29+0.8×1.4×(﹣8.28)=272.07(KN) 短期组合:sd M =0+0.7×216.78+1×(﹣31.07)=132.74(KN ·m )sd Q 右=0+0.7×183.29+1×(﹣8.28)=132.03(KN ) 长期组合:1d M =0+0.4×216.78+0.4×(﹣31.07)=81.71(KN ·m )1d Q 右=0+0.4×183.29+0.4×(﹣8.28)=77.00(KN )。