跨径20m钢筋混凝土简支梁桥课程设计计算书.doc

桥梁工程课程设计计算书
题目:跨径20ｍ钢筋混凝土简支梁桥设计
院（系):　 土木建筑工程学院
专业班级：　 　
学 　 　号: 　
学生姓名: 　　
指导教师: 　
目录
一。选择结构尺寸-------—-－——-—-－—－-－—————-－——-—１
二.主梁翼缘板计算-——－-—-—－————---———--—--—-－—-２
三。活载横向分布系数得计算--－—-————-－－———－—-—--2
四。主梁内力计算－-——－-———————－——－—-——-————-－-—－4
五。横隔梁内力计算-——-————--—－———--——-—-－－————-7
六。挠度计算———-—--——-——----—————----—--－—-—-—-9
七。支座设计——---——-—-－————--－－-－-—-—--——-－—-——１0
一、选择结构尺寸
1. 桥梁得跨径及桥宽
主梁全长:19.96m(标准跨径为30ｍ）
计算跨径：19。5ｍ
桥宽：9＋21.0m人行道
2. 主梁尺寸得确定（梁肋)
主梁间距1。8ｍ～2．5m ，取１。8m 　六根主梁
高跨比1/１4~１／25 　梁高取ｈ＝1。5m
3、横隔梁尺寸得确定
中横隔梁得高度可作成主梁高得3/4左右, 取１.0ｍ
横隔梁得肋宽通常取１5~１８cm,上宽下窄,上取16cｍ,下取1５ｃm
4、主梁肋板尺寸
翼板厚度根部不小于梁高1/１0,取1８cm;边缘厚度不小于10cm,取14cm
腹板厚度b=１5cｍ

　 　 　 　 　 　图2 　纵断面图 (单位:cm)

　　 　 　 　　 　 　图3 T梁横断面 (单位：cm)
二、主梁作用效应计算
1、恒载及内力
桥面铺装为3cm厚得沥青表面处治(容重23ｋN/m3)与平均厚9cm得混凝土垫层(容重2４　kN/m３)，Ｔ板材料容重25 kN/m3
① 每延米板上得恒载：
沥青表面处治：　 =0、０３１、023=0、69 kＮ/m
防水混凝土面层：= kN/m 　
T梁翼板自重: 3=　kN/m
合计:　 kN/m
② 每延米板条得恒载内力
弯矩
剪力　ｋN
2、公路Ⅰ级汽车荷载产生得内力
将加重车后轮作用于铰缝轴线上，后轴作用力kN,着地长度着地宽度,则板上荷载压力面得边长为：
, 　 　 图4 汽车荷载计算图式(单位:cｍ) 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
荷载作用于悬臂根部得有效分布宽度　 　 　　　 　　 　 　　 　
双轮时
冲击系数　
作用于每米宽板条上得弯矩为:

ｋN
3、荷载组合

　kN
三、活载横向分布系数得计算
１、杠杆原理法计算
1#梁，2#梁，3#梁支点位置得汽车、人群荷载横向分布系数,并列表表示，如下图所示,相应于荷载位置得影响线
1＃梁 汽车 　
人群
２#梁　 汽车
人群
3#梁 汽车
人群
　 　 图５　杠杆原理法计算横向分布系数 (单位:cｍ）
　 　 　 　 　 表2 　荷载位于支点得横向分布系数 　　　 　 　 　 　 　 　 　 　　 　

１＃
2＃
3#
m
0、３６
０、5
0、63
m
1、27
0
0
2、偏心压力法
此桥在跨度内设有横隔梁,具有强大得横向连接刚性,承重结构得长宽比为故按刚性横梁法来绘制横向影响线,并计算横向分布系数，本桥各梁横截面均相等，梁数n＝5，梁间距为2．2m

1#梁影响线竖标值

由与计算横向影响线得零点位置

　 解得x=6。61m

　 　 　 　 图6 偏心压力法计算横向分布系数（单位：cm） 　 　
2#梁影响线竖标值　

3＃梁影响线竖标值

　 　 　 　 　 　　 表3 　荷载位于跨中得横向分布系数　　 　　 　 　 　
分布系数梁号

１#
０、５805
0、56４
２#
０、４77
0、40５
3＃
0、1９5
0、195
四.主梁内力计算
１、恒载内力计算
（1)恒载集度
主梁
kN/m
横隔梁对于边主梁
ｋN/m
对于中主梁
kＮ／m
桥面铺装层
kN/ｍ
栏杆与人行道
　kN/m
作用于边主梁得全部恒载强度为:
kN/m
作用于中主梁得全部恒载强度为：
kＮ/ｍ
（2）恒载内力
计算边主梁得弯矩与剪力

表４　 恒载内力 　 　 　 　　 　
内力
截面
1号梁
2号梁（３号梁)
x=０
Ｑ=3３3、87kN
M=0
Q=３5４、3 kN
Ｍ=0
x=L/4
Q＝166、９4 kN
M=1575ｋN·m
Q=179、6 kＮ
M=1６94、9kN·m
Ｘ=L/２
Ｑ=0
M＝21０0　kN·m
Q=0
M＝4519、８ kN·m
２、活载内力计算
取=1 (双车道不折减） 　取冲击系数（1+u）＝１、3
公路Ⅰ级　qｋ=10、5ｋＮ/m ，人群荷载３、５kN/ｍ2
计算弯矩效应：
计算剪力效应:
一号梁
(1)处弯矩:
(）
=

　　　 　 　 　 　 　 　 　图７ 支点剪力计算图示（单位cｍ）
(2)处弯矩:
()
=

二号梁与三号梁计算方法同上,略。
　　　 　 表5 一号梁，二号梁，三号梁活载内力　
梁号
荷载
Ｍ(kN·m)
V(kＮ）
跨中
1/４
跨中
支点
１
汽车
12５2、213

1０33、317
231、517
７、082
人群
9３、827
70、37
５、１5
2６、4０
2
汽车
1734、14
１300、62
132、97
331、67
人群
84、47
63、36
3、36
18、16
3
汽车
12８4、55
96３、43
98、４9
415、0７
人群
３９、57
29、６8
1、57
12、1４
3、梁内力组合

１号梁

2号梁与３号梁方法同上计算结果如下表
　 　 　　 表6 　1号梁2号梁与3号梁内力组合计算结果
梁号

１、2恒+１、４活0、8×1、4人
1#梁
M
5731、３5 KＮ·m
M
4２98、55 KN·m
Ｍ
0
Ｑ
24０、８7 KN
Q
７66、8 KN
２#梁
M
7946、16 ＫN·m
M
３925、71 KN·m
Ｍ
0
Ｑ
18９、９2　KN
Q
8３5、９8　KN
3#梁
Ｍ
７２66、44 KN·m
M
3415、92ＫN·m
M
0
Q
139、64 KN
Q
８35、98 ＫN
五、横隔梁内力计算
确定作用在中横隔梁得计算荷载，对于跨中横隔梁得最不利荷载布置见下图:

纵向一列车轮对于中横隔梁得计算荷载为：
计算弯矩时:

计算剪力时：

P=１作用在1号梁上:
　P=1作用在6号梁上:
　 P=1作用在3号梁上：

　 　 　 　 图８ 中横隔梁内力影响线(单位cｍ)
3、内力计算 1+μ=1、3公路Ⅰ级

六、挠度计算
跨中截面主梁结构自重产生得最大弯矩kＮ•ｍ，汽车产生最大弯矩为173４kN•m，人群产生得最大弯矩为93、８2７kN•m
经ＣAＤ图式计算

1、验算主梁得变形

符合规定
2、判断就是否设置预拱度
当由荷载短期效应组合并考虑荷载长期效应影响产生得长期挠度超过计算跨径得l/600时,应设置预拱度.

所以不设预拱度.
七、支座设计
1、采用等厚度得板式橡胶支座
①恒载
　　汽车+人群
②
2、①选
　②ｔ=0、5㎝则取

③验算承压强度

3、确定支座厚度
①主梁得计算温差△t=３4℃，温度由两端得支座均摊,则每一支座承受得水平位移为

②对于30ｍ桥跨可布置一列车队，一个设计车道上公路Ⅰ级车道
荷载总重为:
其制动力标准值为:
一辆加重车总重为30ｔ制动力为,五根梁共１0个支座，每一个支座水平力
③橡胶层总厚度

选用４层钢板与5层橡胶片组成得支座，上下层橡胶片厚0.25cｍ,中间层厚0.60ｃm薄板厚0。2ｃｍ,则∑t=
支座总厚度
４、验算支座偏移情况

5、验算支座得抗滑稳定性
计算温度变化引起得水平力：

验算滑动稳定性:

1、４

故支座不会发生相对滑动。