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桥梁工程课程设计(1)

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本科桥梁工程课程设计4×25 m预应力钢筋混凝土T梁桥设计净—11+2×0.75m学院（系）：专业：学生姓名：学号：指导教师：燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）:建筑工程与力学学院二构造布置 (3)2.1截面布置 (3)2.1.1主梁间距与主梁片数 (3)2.1.2主梁跨中截面主要尺寸拟定 (4)2.2横截面沿跨长的变化 (6)2.3横隔梁的设置 (6)三．主梁作用效应计算 (6)3.1永久作用效应计算 (6)3.1.1永久作用集度 (6)3.1.2永久作用计算 (7)3.2可变作用效应计算 (8)3.2.1冲击系数和车道折减系数 (8)3.2.2计算主梁的荷载横向分布系数 (8)3.2.3 计算可变作用效应 (11)3.3主梁作用效应组合 (12)四.参考文献 (13)一设计资料1.桥梁类型: 预应力混凝土连续梁桥2.桥梁跨径:20+55+20m，主跨：标准跨径:55.00m;主梁全长:54.96m;计算跨径:54.50m3.桥面净空：净—7.0m+1.0m×2=9.0m4.设计荷载:公路-Ⅰ级，根据《公路桥涵设计通用规范》：均布荷载标准值为qk=10.5 kN/m；集中荷载取Pk=360 kN。

计算剪力效应时，上述集中荷载标准值应乘以1.2的系数。

人群载荷标准值为3.0 kN/m2 。

每侧人行柱防撞栏重力作用分别为1.52 kN/m和4.99 kN/m二构造布置2.1截面布置2.1.1主梁间距与主梁片数主梁间距通常应随梁高与跨径的增大而加宽为经济。

同时加宽翼板对提高主梁截面效率指标很有效，故在许可条件下应适当加宽T梁翼板。

上翼缘宽度一般为1.6～2.4 m或更宽。

本设计拟取翼板宽为2250 mm（考虑桥面宽度）。

由于宽度较大，为保证桥梁的整体受力性能，桥面板采用现浇混凝土刚性接头，因此主梁的工作截面有两种：预施应力、运输、吊装阶段的小截面（bi =1550 mm）和运营阶段的大截面（bi=2250 mm），净-7.0 m+2×1.0 m的桥宽选用四片主梁，如图2.1所示。

图2.1 结构尺寸图（尺寸单位：mm）2.1.2主梁跨中截面主要尺寸拟定(1) 主梁高度预应力简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在1/15~1/25，标准设计中高跨比约在1/18~1/19。

在一般中等跨径中，可取1/16~1/18。

当建筑高度不受限制时，增大梁高往往是较经济的方案，而混凝土用量增加不多。

综上所述，本设计取用3000 mm的主梁高是较合适的。

(2) 主梁截面细部尺寸T梁翼板的厚度主要取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求，还应考虑能否满足主梁受弯时上翼板受压的强度要求。

本设计预制T梁的翼板厚度取用200 mm，由于翼缘板根部厚度宜不小于梁高的1/12，故翼板根部加厚到300 mm，以抵抗翼缘根部较大的弯矩。

在预应力混凝土梁中腹板内主拉应力较小，腹板的厚度一般由布置孔管的构造决定，同时从腹板本身稳定条件出发，腹板厚度不宜小于其高度的1/15。

本设计腹板厚度取200 mm。

马蹄尺寸基本由布置预应力钢筋束的需要确定，设计表明，马蹄面积占截面总面积的10%~20%为合适。

马蹄宽为肋厚的2~4倍。

马蹄宽度为梁高的0.15~0.20倍。

本设计初拟马蹄宽度为600mm，高度300 mm，马蹄与腹板交接处作三角过渡，高度200 mm，以减小局部应力。

按以上要求就可绘出预制梁跨中截面图。

（见图2.2）(3) 计算截面几何特性将主梁跨中截面划分成五个规则图形的小单元，截面几何特性列表计算见表2-1图2.2 跨中截面尺寸图（尺寸单位：mm）表2-1 跨中截面几何特性计算表续表2-1注：大毛截面形心至上缘距离cm 75.114122001399997===∑∑ii s ASy小毛截面形心至上缘距离cm 33.128108001385997===∑∑ii sAS y(4) 检验截面效率指标ρ（ρ希望在0.5以上） 上核心距： 下核心距：截面效率指标：表明以上初拟的主梁跨中截面是合理的2.2横截面沿跨长的变化如图2.1所示，本设计主梁采用等高形式，横截面的T梁翼板厚度沿跨长不变。

梁端部区段由于锚头集中力的作用而引起较大局部应力，也为布置锚具的需要，在距梁端2480 mm范围内将腹板加厚到与马蹄同宽。

马蹄部分为配合钢束弯起而从六分点附近（第一道横梁处）开始向支点逐渐抬高，在马蹄抬高的同时腹板宽度亦开始变化。

2.3横隔梁的设置模型试验结果表明，在荷载作用处的主梁弯矩横向分布，当该处有横隔梁时比较均匀，否则直线在荷载作用下的主梁弯矩很大，为减小对主梁设计起主要作用的跨中弯矩，在主梁跨中截面设计一道中横隔梁，当跨度较大时，应该设置多横隔梁。

本设计在支点、距支点9.0 m处以及跨中每间隔9.0 m处共设置七道横隔梁。

详见图2.1所示。

三．主梁作用效应计算3.1永久作用效应计算3.1.1永久作用集度(1) 预制梁自重①跨中截面段主梁自重（六分点截面至跨中截面，长18.5 m）(1)1.082518.5499.5G=⨯⨯=kN②马蹄抬高与腹板变宽段梁的自重（长6.5 m）(2)(1.082.008)256.5/2250.9G=+⨯⨯=kN ③支点段梁的自重（长2.48 m）④ 边主梁的横隔梁 中横隔梁体积： 端横隔梁体积： 故半跨内横梁重力为:(4)(2.50.279210.31)2525.2G =⨯+⨯⨯= kN⑤ 预制梁永久作用集度 (2) 二期永久作用 ① 现浇T 梁翼板集度 ② 边梁现浇部分横隔梁一片中横隔梁（现浇部分）体积：一片端横隔梁（现浇部分）体积：故(6)(50.1487520.28)25/54.960.59 kN/m g =⨯+⨯⨯= ③ 铺装8cm 混凝土铺装： 5cm 沥青铺装：若将桥面铺装均摊给四片主梁，则： ④ 栏杆一侧人行栏： 1.52kN/m 一侧防撞栏： kN/m 99.4若将两侧人行栏、防撞栏均摊给四片主梁，则： ⑤ 二期永久作用集度3.1.2永久作用计算如图3.1所示，设x 为计算截面离左支座的距离，并令/x l α=。

图3.1 永久效应计算图主梁弯矩和剪力的计算公式分别为：2112M ()l g ααα=- (2-1)1122Q ()lg εα=- (2-2)永久作用计算见表3-1。

表3-1 1号梁永久作用效应3.2可变作用效应计算3.2.1冲击系数和车道折减系数按《桥规》4.3.2条规定，结构的冲击系数与结构的基频有关，因此要先计算结构的基频。

简支梁桥的基频可采用下列公式估算： 其中：由桥规有，当Hz 14f Hz 5.1≤≤时，0157.0ln 1767.0-=f μ 根据本桥的基频，可计算出汽车荷载的冲击系数为： 式中 l —结构计算跨度 (m)E —结构材料弹性模量 (2m N ⋅)c I —结构跨中截面惯性矩 (m 4)c m —结构跨中处的单位长度质量 (m kg ⋅)G —结构跨中处延米结构重力 (N/m) g —重力加速度 (9.81 2s /m )按照《桥规》4.3.1条，当车道大于两条时，需要进行车道折减，本设计按两车道设计，因此，在计算可变作用效应时不需进行车道折减。

3.2.2计算主梁的荷载横向分布系数(1) 跨中的荷载横向分布系数c m如前所述，本设计桥跨内设七道横隔梁。

具有可靠的横向联系，且承重结构的长宽比为：所以可按修正的刚性横梁法来绘制横向影响线和计算横向分布系数c m 。

① 计算主梁抗扭惯性矩T I对于T 形梁截面，抗扭惯性矩可近似的按下式计算：31==∑mT i i i i I c b t (2-3)式中：i b ，i t ——相应为单个矩形截面的宽度和高度；i c ——矩形截面抗扭刚度系数；m ——梁截面划分成单个矩形截面的个数。

对于跨中截面，翼缘板的换算平均厚度： 马蹄部分的换算平均厚度：图3.2给出了T I 的计算图示，T I 的计算见表3-2。

图3.2 T I 计算图示（尺寸单位：mm ）表3-2 T I 计算表②计算抗扭修正系数β对于本设计主梁的间距相同，并将主梁近似看成等截面，则得：221112i T ii ii Gl I E a I β=+∑∑ (2-4) 式中：0.4G E =；54.50m l =；440.022291970.08916788m iT iI=⨯=∑；1 3.375ma =；2 1.125ma =；3 1.125ma =-；4 3.375ma =-；41 1.45472504m I =。

计算得：0.81β=。

③ 按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值 公式：式中：4n =，4222212(3.375 1.125)25.3125m i i a ==+=∑。

计算所得的ij η值列于表3-3内。

表3-3 ij η值④ 计算荷载横向分布系数1号梁的横向影响线和最不利布载图式如图3.3所示图3.3 跨中截面的横向分布系数m c 计算图示（尺寸单位：mm ）可变作用（汽车公路-Ⅰ级）双车道： ①号梁横向分布系数 ②号梁横向分布系数故可变作用（汽车）的横向分布系数为：可变作用（人群）： ①号梁横向分布系数 ②号梁横向分布系数(2) 支点截面的荷载横向分布系数m 0在支点处，按杠杆原理法绘制荷载横向分布影响线并进行布载，如图3.4所示：图2507502507507000可变作用（人群）： ①号可变作用（人群）：②号可变作用（人群）：(3) 横向分布系数汇总（见表3-4）表3-4 横向分布系数汇总(4) 车道荷载取值根据《桥规》，公路-Ⅰ级的均布荷载标准值q k =10.5 kN/m 和集中荷载线性插值P k =360 kN ，在计算剪力作用效应时，集中载荷标准值应乘1.2。

即计算剪力时P k =360×1.2=432 kN 。

3.2.3 计算可变作用效应在可变效应计算中，本设计对于横向分布系数的作如下考虑：支点处横向分布系数取0m ，从支点至第一根横梁段，横向分布系数从0m 直线过渡到c m ，其余梁段均取c m 。

① 求跨中截面的最大弯矩和最大剪力计算公式为：k k S mq mP y =Ω+ (2-5)式中： S ——所求截面汽车标准荷载的弯矩或剪力；k q ——车道均布荷载标准值；k P ——车道集中荷载标准值； Ω——影响线上同号区段的面积； y ——影响线上最大坐标值； m ——横向分布系数。

图3.5 跨中截面作用效应计算图式1号梁可变作用（汽车）标准效应：1号梁可变作用（汽车）冲击效应：1号梁可变作用（人群）效应：2号梁可变作用（汽车）标准效应：2号梁可变作用（汽车）冲击效应：2号梁可变作用（人群）效应：②求四分点截面的最大弯矩和最大剪力图3.6为四分点截面作用效应的计算图示。

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桥梁工程课程设计（完整版）

桥梁工程课程设计（完整版）

桥梁工程课程设计（完整版）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=21.70m（墩中心距离）计算跨径=21.20m（支座中心距离）主梁全长=21.66m（主梁预制长度）3 设计荷载公路—I级；人群荷载3.04 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23），混凝土垫层厚6cm （重力密度为24），T梁的重力密度为256 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： 0.05×1.0 ×23 = 1.15混凝土垫层： 0.06×1.0 ×24 =1.44T梁翼板自重：合计：2）每米宽板条的恒载内力悬臂板长弯矩剪力（二）汽车车辆荷载产生的内力1）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 a2 = 0.20m ，宽度 b 2= 0.60m ，则得：a1 = a2 + 2H = 0.2 + 2×0.11= 0.42mb1 = b2 + 2H = 0.6 + 2× 0.11 = 0.82m荷载对于悬臂梁根部的有效分布宽度：2）计算冲击系数μ结构跨中截面的惯矩：翼板的换算平均高度：cm主梁截面重心位置：cm则得主梁抗弯惯矩：结构跨中处单位长度质量：混凝土弹性模量E：取由以上数据可得简支梁桥的基频：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：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：作用于每米宽板条上的剪力为：（三）内力组合1）承载能力极限状态内力组合计算2）正常使用极限状态内力组合计算Ⅱ.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范》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。

桥梁工程1课程设计

桥梁工程1课程设计

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。

本科桥梁工程课程设计

本科桥梁工程课程设计

本科桥梁工程课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握桥梁工程的基本概念、设计原理和计算方法，培养学生解决实际桥梁工程问题的能力。

具体目标如下：1.知识目标：（1）掌握桥梁工程的基本概念和分类；（2）理解桥梁设计原理和计算方法；（3）熟悉桥梁工程的施工技术和质量控制要点。

2.技能目标：（1）能够运用所学知识分析和解决实际桥梁工程问题；（2）具备一定的桥梁工程设计和计算能力；（3）掌握桥梁工程的施工工艺和质量检测方法。

3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对桥梁工程的兴趣和热情；（2）增强学生的工程责任感和职业道德；（3）培养学生团队协作和不断创新的精神。

二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括以下几个方面：1.桥梁工程基本概念和分类：介绍桥梁的定义、分类及特点，让学生了解桥梁工程的基本概念。

2.桥梁设计原理和计算方法：讲解桥梁设计的依据、步骤和要点，培养学生具备一定的桥梁设计能力。

3.桥梁工程的施工技术和质量控制：介绍桥梁工程施工的基本工艺，以及质量控制的方法和措施。

4.桥梁工程案例分析：分析典型桥梁工程案例，使学生能够将所学知识应用于实际工程问题。

5.桥梁工程的可持续发展：探讨桥梁工程在环保、节能等方面的要求，培养学生具有可持续发展的观念。

三、教学方法为了达到课程目标，我们将采用以下教学方法：1.讲授法：通过讲解桥梁工程的基本概念、设计原理和计算方法，使学生掌握相关知识。

2.案例分析法：分析典型桥梁工程案例，培养学生解决实际问题的能力。

3.实验法：学生进行桥梁工程实验，加深对理论知识的理解和运用。

4.讨论法：引导学生进行分组讨论，培养学生的团队协作能力和创新精神。

四、教学资源为实现课程目标，我们将充分利用以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的桥梁工程教材，为学生提供系统、全面的知识体系。

2.参考书：推荐学生阅读相关桥梁工程领域的参考书籍，丰富学生的知识储备。

3.多媒体资料：利用多媒体课件、视频等资料，生动形象地展示桥梁工程的相关内容。

桥梁工程(课程设计)

桥梁工程(课程设计)

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。