桥梁工程课程设计.docx

桥梁工程课程设计 （25cm预应力混凝土简支T形梁设计）一 设计资料1 桥面净宽：净2 荷载：汽车超20级 挂车120 人群 人行道每侧重3 跨径及梁长：标准跨径 计算跨径 主梁全长4 材料（1） 钢筋及钢材：预应力筋：采用钢绞线 标准强度 设计强度普通钢筋：I、II级钢筋钢板：16Mn或A3钢锚具：锚具为夹片锚群（2） 混凝土：主梁：50#人行道及栏杆：30#桥面铺装：30#5 施工工艺：预应力筋采用后张法施工6 技术规范：公路桥涵设计通用规范（JTJ02189） 公路钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范（JTJ02385）二 桥梁尺寸拟定1 主梁高度：2 梁间距：采用5片主梁，间距2.2m。预制时中梁宽1.6m，留0.6m后浇缝以减轻吊装重量，并能加强横向整体性，桥面板按连续板设计。3 横隔梁：采用六片横隔梁，间距为。4 梁肋：跨中厚度为16cm，在梁端一个横隔梁间距内逐渐加厚，由16cm加厚至40cm5 桥面铺装：分为上下两层，下层为30#砼，中厚8.7cm，边厚2.0cm；上层为沥青砼， 厚4.0cm。桥面采用1.5%横坡。6 桥梁横断面及具体尺寸：（见作图）三 截面特性计算1 截面几何特性预制时翼板宽度为1.6m，使用时为2.2m（或2.5m），分别计算二者的截面特性，采用分块面积计算。毛截面面积：各分块面积对上缘的面积矩：毛截面中心至梁顶的距离：毛截面惯性矩计算用移轴公式：主梁跨中毛截面（预制）几何特性如下图所示主梁跨中毛截面（预制）几何特性表分块号124007.518000450007387272.9622240851904003658666.61086132.1380016513200026666.78326464.324228173876456482028.5751441512174411521115642.945812366020633731941.318397540.89 注： 成桥阶段跨中横截面 支座截面 汇入下表： 分块号133007.524750618757615877.322240851904003658666.61944077.2380016513200026666.79585193.284228173876456338655.651441512174411521312216.1617237277055.53748816.320796019.48注： 同理可以计算不同截面的几何特性，汇总入下表截面跨中中主梁预制阶段58123660206322.13边主梁预制阶段62603693405923.4使用阶段671237277055.524.54L/8中主梁预制阶段7066.247723667.524.9边主梁预制阶段74904793606427.8使用阶段7966.2483984.860.827.5支点中主梁预制阶段895662865270.227.51边主梁预制阶段94106304706729.2使用阶段985663540264.530.74距支点h/2处中主梁预制阶段8538.4599436.6670.227.04边主梁预制阶段90106036706728.8使用阶段9438.4606186.6664.230.26 2 检验截面效率指数上核心矩：下核心矩：截面效率指标对预应力混凝土T形梁，取，表明初拟截面合理四 主梁恒载内力计算1 主梁预制时的自重（第一期恒载）此时翼板宽1.6m。（1） 按跨中截面计算，主梁每延米自重（先按等截面计算）中主梁：边梁：（2） 由马蹄增高与梁端加宽所增加的重量折成每延米重： （3） 横隔梁折算成每延米重量中间横隔梁重量（两侧） 端横隔梁重（两侧） （4） 每延米自重总和中主梁：边梁：2 桥面板间接头（第二期恒载）中主梁：边梁：栏杆、人行道、桥面铺装（第三期恒载） 人行道重：，栏杆每侧重：边梁分担：中梁分担：3 主梁恒载总和 第一期恒载第二期恒载 第三期恒载总和边梁18.2271.1258.1827.532中主梁17.9492.254.7324.4744 主梁恒载内里计算 项目L/2L/4L/8L/4L/8支点75.0356.2732.836.1259.18812.25中主梁13471010589110165220边梁13681026598112167223 中主梁16912774142128边梁84633771014 中主梁355266155294358边梁6144602685075100中主梁18361377803150225300边梁20661549903169252337五 桥面板内力计算桥面板按单向连续板计算（边梁按悬壁板计算） 1悬壁板的内力计算 （1）荷载：恒载：翼板（取平均厚度）活载：（人行道宽1.0m） （2）内力（支撑端，弯矩及剪力最大） 2 主梁肋板间的内力计算恒载内力g（每延米）沥青混凝土桥面铺装：混凝土桥面铺装：T梁翼缘板：该T形梁属窄肋T形梁，故取 （1）汽超20作用下的内力计算： 查规范得， 铺装层厚 ， 轮载在跨径的中心时， ，取 轮载在板的支承处时， ，取 A跨中弯矩（即最大弯矩）计算 ， B支点剪力计算 （2）挂车120内力计算 挂车120车轮的轴重 查规范得 ，又 得 轮载在跨径中间时 又，故取 ，故取 A跨中弯矩计算（共有三个车轮进入板的计算跨径，并对称） ，故系数提高3% 由于，故 B支点剪力计算（共有三个车轮进入板的计算跨径） 跨径内：， ，故系数提高3% 内力汇总：最大弯矩为挂车荷载控制， 最大剪力为汽车荷载控制六 主梁荷载横向分布系数计算按刚性横梁法计算荷载横向分布系数，绘制各主梁的横向分布影响系数。桥面净宽，可分布两列或三列车队。若布三列车队，折减系数1对于1号梁汽超20：按三道布载，折减后 按两道布载 故按两道布载挂100：人群： 2对于2号梁汽超20：按三道布载，折减后 按两道布载 故按两道布载 挂100：人群：3 对于3号梁： ，4 对于4号梁：，5 对于5号梁：， 横向分布系数汇总表 荷载类别12345汽超200.68180.40910.54090.79540.46080.79540.54090.79540.68180.4091挂1200.39540.19320.29770.59100.20.59100.29770.59100.39540.1932人群0.65451.27270.427300.200.427300.65451.2727七 主梁活载内力计算1各主梁跨中截面活载内力表1号梁2号梁3号梁4号梁5号梁汽超201710140012251400171012510592105125挂10022771714115217142277212159107159212人群174111521111747.44.32.04.37.4 2梁截面活载内力 1号梁2号梁3号梁4号梁5号梁汽超201300114497511441300236187159187236挂10020191520102115202019329248166248329人群1359341931351173711 3梁截面活载内力1号梁2号梁3号梁4号梁5号梁汽超20839750660750839274245215245274挂1001118100474510041118365328243328365人群7437173774（kN）21146.51421 4支座处剪力计算1号梁2号梁3号梁4号梁5号梁汽超20276234329234276挂100344491428491344人群231571523八主梁内力组合 1按极限承载能力状态设计时序号荷载类别弯矩剪力L/8L/4L/2梁端L/8L/4（1）恒载90315492066337252174（2）汽车荷载83913001710276274236（3）挂车荷载111820192277344365329（4）人群荷载74135174232111（5）汽+人91314351884299295247（6）1.2恒载108418592479404302209（7）1.4（汽+人）127820092638419413346（8）1.1挂123022212505378402362（9）（6）+（7）236238685117812715555（10）（6）+（8）231440804984782704571（11）（7）/（9）54%52%52%51%58%62%（12）（8）/（10）53%54%50%48%57%63%（13）提高后的(9)236238685117823715555（14）提高后的(10)233641205029789711581控制设计的计算内力236241205117823715581 其他各主梁内力组合表1号梁提高后的(9)236238685117823715555提高后的(10)2336412050297897115811号梁控制设计的计算内力2362412051178237155812号梁提高后的(9)208634164405723638456提高后的(10)2106338641659176424622号梁控制设计的计算内力2106341644059176424623号梁提高后的(9)195031374071837585318提高后的(10)1816280735128465473023号梁控制设计的计算内力1950313740718465853184号梁提高后的(9)208634164405723638456提高后的(10)2106338641659176424624号梁控制设计的计算内力2106341644059176424625号梁提高后的(9)236238685117823715555提高后的(10)2336412050297897115815号梁控制设计的计算内力236241205117823715581控制设计的计算内力236241205117917715581九主粮挠度计算 1短期荷载作用下主梁挠度计算（1）汽车荷载引起的主梁挠度弯矩 挠度 （2）挂车荷载引起的主梁挠度 （3）梁自重与二期、三期恒载作用引起的挠度 （4）预拱度 通常取 即十支座设计 1初选支座平面尺寸根据容许应力法的设计原则，设计控制支座反力应取如下两种情况的较大者，即： 初选GJZ系列支座，该支座的容许承载力为，取180mm为横桥向，纵桥向长250mm。 2初选支座高度主梁的计算温差为，伸缩变形为两端支座的均摊，则每一支座承担的水平位移为25m梁上作用的车队重，制动力为。故取制动力为165kN。由重车制动力控制，每支座分担的水平力为支座橡胶层总厚必须满足： 成品板式橡胶上、下层橡胶片厚度为，中间层厚，钢板厚，取，含四层钢板，橡胶层总厚度的支座，满足以上条件，故初选支座高度，同时支座最大平均压缩变形，其中，则有，满足要求。 3制作偏移验算汽车与人群加上部结构恒载反力引起的反应平均压缩变形由梁的挠度与梁端转角的关系得其中，在设计恒载作用下，梁端初始转角，汽车与人群的跨中最大挠度，则满足要求，即支座不会脱落。 4支座抗滑移验算在无活载作用时，又，则有，即在最大制动力及相应最小反作用力作用下，其中经计算，即不会滑移。 结论：决定取用GJZ板式橡胶支座。十一配置主梁预应力筋1设预应力筋的永存预加力为，假设荷载组合I时：，通过成桥阶段正应力就： 即：C50砼，在荷载组合下将代入，得取，假设，则故，采用的钢绞线，面积为，则取，则，取6根为1束，共4束，布置如下：最终，2验算施工阶段预制T形梁截面正应力： 先张拉下缘两束预应力筋， 以上应力值与限制应力相比较，均满足要求。