混凝土简支梁桥设计.docx

学号： 成绩（五级制）：

武汉科技大学城市学院 外语外事职业学院

课程设计报告

院 系 城市学院土木工程系
专 业 交通土建
年级 班 06级1班
课程名称 《 桥梁工程 》
设计题目 混凝土简支梁桥设计
姓 名
指导教师

09年6月30日
桥梁工程课程设计任务书
姓 名

学 号

院（系）
土木工程系
专 业
交通土建
设计时间
09年6月18日至 09年6月30日
设计题目
第一部分：20米装配式钢筋混凝土简支T型梁桥设计
设计任务总述
一、 设计资料
1、桥面净宽
净—7+2×0.75m人行道
2、主梁跨径和全长
标准跨径：Lb=20.00m（墩中心距离）
计算跨径：Lj=19.50m（支座中心距离）
主梁全长：L=19.96m（主梁预制长度）
3、设计荷载
公路-I级，人群荷载3.5KN/ m2
4、结构尺寸

二、主梁设计计算内容
1、结构自重效应计算
2、主梁的荷载横向分布系数计算
1）、跨中荷载弯矩横向分布系数mc（偏心压力法）
2）、梁端剪力横向分布系数mo计算（杠杆原理法）
3、汽车人群作用效应计算（汽车、人群荷载引起的主梁内力计算）
4、主梁内力组合
第二部分
20m PC空心板桥制图
内容
一、详阅给定的10张空心板系列标准图，任选一张钢筋布置图复核工程量。(选做)
二、自选绘制其中的5张图纸，从而熟悉空心板桥构造特点。
课程设计要求
1、按要求完成所有设计内容
2、按要求绘制相关图纸
3、按照规定时间提交设计成果
工作计划及安排
日 期
设计内容
2009 6 18
结构自重效应计算
2009 6 19
主梁的荷载横向分布系数计算
2009 6 20
汽车人群作用效应计算
2009 6 21
主梁内力组合
2009 6 24
空心板梁桥标准图绘制
2009 6 25

2009 6 26

指导教师意见

签字：__________ 年 月 日
系（教研室）主任意见

签字：__________ 年 月 日

第一部分：20米装配式钢筋混凝土简支T型梁桥设计
1、结构自重效应计算

1.1 计算结构自重集度
结构自重集度计算表

主 梁
[0.201.20+()(1.6-0.20)]25=10.03kN/m
横
隔
梁
边主梁
g=[1.00-()()]525/19.50=0.60 kN/m
中主梁
g= 2g=20.596=1.19 kN/m
桥面铺装层
g=[0.027.0023+24]/5=3.67 kN/m
栏杆与人行道
g=55/2=2.00 kN/m
合

计
对于边主梁
g==10.03+0.60+3.67+2.00=16.29 kN/m
对于中主梁
g=1.03+1.19+3.67+2.00=16.89 Kn/m

边主梁自重产生的内力

内力
截面位置x

剪 力Q（kN）

弯 矩M（）

X=0
Q==158.83
（164.67）
M=0

(0)
X=
Q=(19.5-2)=79.41
（82.33）
M=（19.5-）=580.71
(602.10)
X=
Q=0
(0)
M=16.29=774.28
(802.80)
注：括号（）内为中主梁内力
2、主梁的荷载横向分布系数计算
2.1 跨中荷载弯矩横向分布系数mc（偏心压力法）求1，2 号边梁的荷载横向分布系数
根据题意得，此桥设有刚度强大的横隔梁，且承重结构的跨宽比为
故可按偏心压力法计算横向分布系数，步骤为：
（1） 求荷载横向分布影响线竖标
本桥各根主梁的横截面均相等，梁数为5，梁间距为1.60m，则

=（21.60）+1.60+ 0 +（-1.60）+（-21.60）
=25.60
则1，2号梁在两个边主梁处的横向影响线的竖标值分别为

=

2.2 绘荷载横向分布影响线，并按最不利位置布载，如图所示，其中：人行道缘石至1号梁位的距离为x，可按比例关系得
得x=4.80m
并按次计算出对应各荷载点的影响线竖标

2.3 荷载横向分布系数
1号梁的活载横向分布系数分别计算如下
汽车荷载

人群荷载

2号梁的活载横向分布系数分别计算如下
汽车荷载
（0.3875+0.275+0.1938+0.0813）=0.469
人群荷载

2.4 梁端剪力横向分布系数mo计算 （杠杆原理法）
当荷载位于支点处时，应按杠杆原理法计算荷载横向分布系数
首先绘制1号梁和2号梁的荷载横向影响线，如下图

按公式， 计算可得1号梁的荷载横向分布系数为
公路-I级
=
人群荷载
=1.422
2号梁的荷载横向分布系数

=0
这里在人道上没有布载，是因为人行道荷载引起的负反力，在考虑荷载组合时反而会减小2号梁的受力.

3、汽车人群作用效应计算（汽车、人群荷载产生的主梁内力计算）

3.1 荷载横向分布系数汇总

荷载横向分布系数
梁号
荷载位置
公路-I级
人群荷载
备 注

边主梁
跨中
支点
0.538

0.438
0.684

1.442
按偏心压力法计算

按杠杆法计算

3.2 均布荷载和内力影响线面积计算
均布荷载和内力影响线面积计算表
类型

界面
公路-I级
均布荷载(kN/m)
人群
（kN/m）
影响线面积
（）
影响线图式

10.5
3.5
=

10.5
3.5

Q
10.5
3.5
m

3.3 公路-I级中集中荷载计算
计算弯矩效应时 =

计算剪力效应时 =

3.4 计算冲击系数
简支梁桥基频计算公式 ，则单根主梁：
A=0.201.20+()(1.6-0.20)=0.401

C25混凝土取
==5.378（Hz）
0.295 则
3.5 跨中弯矩 ，跨中剪力计算：
因双车道不折减，故
汽车，人群作用效应计算公式：
S=（1+）
S=mq

截面

荷载类型

（kN/m）

(kN)

S(kN或)

公路-I级
10.5
238
1.282
0.538
47.53
344.213
1143.456
y=l/4=4.875
800.243
人群
3.5
——
——
0.648
47.53
113.787

公路-I级
10.5
285.6
1.282

0.538

2.438
17.656

116.147
0.5
98.491
人群
3.5
——
——
0.684
2.438
5.837

3.6 计算支点截面汽车荷载最大剪力
绘制荷载横向分布系数沿桥纵向的变化图形和支点剪力影响线如下图

横向分布系数变化区段的长度：
M变化区荷载重心处的内力影响线坐标为

利用与
则得
=1.282110.5[0.5389.75+]
=68.59 kN

=1.28210.483285.61
=160.37 kN
则公路-I级作用下，1号支点的最大剪力为

=68.59+160.37
=227.96kN
3.7 计算支点截面人群荷载最大剪力
荷载引起的支点剪力按
和 计算

=06843.59.75+(1.4220.684) 3.50.916
=29.14kN
4、主梁内力组合
钢筋混凝土及预应力混凝土梁式桥，当按承载能力极限状态设计时作用效应组合按
规定采用。

序号

荷载类型
弯矩M
剪力Q(kN)
梁端
四分点
跨中
梁端
跨中
（1）
结构自重
0
——
774.28
158.83
0
（2）
汽车荷载
0
——
1143.456
227.96
116.147
（3）
人群荷载
0
——
113.787
29.14
5.837
（4）

0
——
929.136
190.596
0
（5）

0
——
1600.838
319.144
162.606
（6）

0
——
127.44
36.64
6.537
（7）
（4）+
（5）+（6）
0
——
2657.414
546.38
169.143

第二部分：20m PC空心板桥制图

1、详阅给定的10张空心板系列标准图，任选一张钢筋布置图复核工程量。

2、自选绘制其中的8张图纸，从而熟悉空心板桥构造特点。

1）、《桥梁工程》 邵旭东 主编 人民交通出版社
2）、《公路桥涵设计通用规范》 （JTG D60-2004）
3）、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 （JTG D62-2004）