桥梁工程课程设计
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一、基本设计资料
1.跨度和桥面宽度
桥面净宽:净-9m+2×1.5m
标准跨径:L b=30.00m
计算跨径:L=29.14m
主梁全长:L全29.96m
2.技术标准
设计荷载:公路—Ⅰ级。
人群荷载:3KN/m。
环境标准:Ⅰ类环境。
安全等级:二级。
3.主要材料
混凝土:C25、C40 (容重为25KN/m3)
主筋:Ⅱ级钢筋
构造钢筋:Ⅰ级钢筋
桥面铺装:沥青混凝土(容重为23KN/m3);混凝土垫层C25(容重为25KN/m3) 4.计算要求
计算3号梁的
二、尺寸选择
图2 T型主梁尺寸图(单位mm)
三、行车道板的内力计算
80mm 沥青混凝土(重度为23KN/m ³)
100mmC25混凝土垫层(重度为24KN/m
T 梁翼板材料重度为25 KN/m ³
1. 恒载内力
沥青混凝土面层 1=0.08 1.023=1.84k /m g N ⨯⨯ C25混凝土垫层 2=0.10 1.024=2.40k /m
g N ⨯⨯ T 梁翼板自重 30.11+0.17
=
1.025=3.50k
/m
2
g N ⨯⨯ 合计 123
g ==++=7.74k /m
i g g g g N ∑ 每米宽板条的恒载内力
弯矩
22011
=-g =-7.740.9=-3.3147k m 22Ag M l N ⨯⨯⋅ 剪力
0=g =7.740.9=6.966k Ag Q l N ⋅⨯
2. 车载内力
将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。对于车轮荷载中后轮的着地长度为
2=0.20m a ,宽度为2=0.60m b 【由《公路桥涵设计通用规范》(JTG-2004)查得】,则:
1212=+2=0.20+20.18=0.56m =+2=0.60+20.18=0.96m
a a H
b b H ⨯⨯
荷载对于悬臂部分的有效分布宽度:
10=+2+=0.56+20.9+1.4=3.76m a a l d ⨯
冲击系数:
1+=1.3μ
图4 车轮荷载的计算图(单位mm)
作用于每米宽板条上的弯矩为:
()
10221400.96=-1+-=-1.30.9-=-15.9734k m 444 3.764Ap b P M l N a μ⨯⎛⎫⎛⎫
⨯⋅ ⎪ ⎪⨯⎝⎭
⎝⎭ 作用于每米宽板条上的剪力为:
()
22140
=1+ 1.324.202k 44 3.76
Ap P Q N a μ⨯=⨯=⨯ 3. 内力组合
(1) 承载能力极限状态内力组合(用于验算强度)
()()()=1.0 1.2-3.1347+1.4-15.9734=-26.1244k m =1.0 1.2 6.966+1.424.202=42.242k ud ud M N V N
⨯⨯⨯⋅⎡⎤⎣⎦⨯⨯⨯
(2) 正常使用极限状态内力组合(用于验算裂缝宽度)
短期效应组合:
()()=-3.1347+0.7-15.9734/1.3=-11.736k m =6.966+0.724.202/1.3=19.999k ud ud M N V N
⨯⋅⨯
长期效应组合:
()()=-3.1347+0.4-15.9734/1.3=-8.05k m =6.966+0.424.202/1.3=14.413k ud ud M N V N
⨯⋅⨯
四、主梁荷载横向分布系数的计算
1.杠杆法(支座处)
绘制3号梁的影响线
1500
9000
1500
1500
500
2000
2000
2000
2000
500
1500
1
2
3
4
5
公路-1级
图5 杠杆原理法计算3号梁横向分布系数影响线图(单位mm )
根据《公路桥涵设计通用规范》(JTG-2004)规定,在横向影响线上确定最不利的布载位置,车轮荷载横向间距为1.80m ,两列汽车车轮横向最小间距为1.3m ,车轮距离人行道缘石最小间距为0.50m 。 3号梁最大汽车荷载值为:
()31
max ==
0.100+1.000+0.350=0.7252
2
q q q q q P A P P η⋅∑
3号梁最大人群荷载值为:
3max =0r A (由于出现负值,取零,出于安全考虑)
所以3号梁支座处做不利荷载横向分布系数为:
0=0.725q m 0=0r m
2.偏心压力法(跨中)
此桥在跨度内设有横隔板,具有强大的横向联结刚性,且承重结构的长度比为
29.14
2.91425 2.00
l 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,主梁间距为2.00m ,则:
()()()5
222
2222222212345=1
=++++=22+2+0+-2+-22=40m i i a a a a a a ⨯⨯∑
3号梁在两个边主梁处的横向影响线竖标值为:
31312
35352
1104
=+
=+=0.2540
1104=-=-=0.2540
i i a a n
a a a n a ηη⨯⨯∑∑
1500
9000
1500
1500
500
2000
2000
2000
2000
500
1500
1
2
3
4
5
0.2000.2000.2000.2000.2000.200
图6 偏心压力法计算3号梁横向分布系数影响线图(单位mm )