橋梁工程畢業(yè)設(shè)計(jì)---預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支橋梁設(shè)計(jì)

1、<p>　　課設(shè)名稱：預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支橋梁設(shè)計(jì)</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　1.設(shè)計(jì)基本資料1</p><p><b>　　2.構(gòu)造設(shè)計(jì)1</b></p><p&g

2、t;　　2.1 主梁構(gòu)造設(shè)計(jì)1</p><p>　　2.2 橫隔梁及橫向連接1</p><p><b>　　2.3橋面鋪裝2</b></p><p><b>　　2.4排水設(shè)施1</b></p><p>　　2.5伸縮縫及支座設(shè)置2</p><p>　　3.行車道板

3、內(nèi)力計(jì)算與荷載組合2</p><p>　　3.1結(jié)構(gòu)自重及其內(nèi)力計(jì)算:(按縱向1m寬的板條計(jì)算)2</p><p>　　3.2汽車車輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力3</p><p><b>　　3.3內(nèi)力組合4</b></p><p>　　4.主梁內(nèi)力計(jì)算與荷載組合5</p><p>　　4.1結(jié)構(gòu)自

4、重產(chǎn)生的內(nèi)力5</p><p>　　4.2汽車,人群荷載作用效應(yīng)計(jì)算6</p><p>　　4.3主梁內(nèi)力組合14</p><p>　　5.橫隔梁內(nèi)力計(jì)算與荷載組合14</p><p>　　5.1求裝配式T梁在2、3號(hào)主梁之間r–r 截面上的彎矩14</p><p>　　5.2繪制中橫隔梁的內(nèi)力影響線15&

5、lt;/p><p>　　5.3繪制剪力影響線15</p><p>　　5.4截面內(nèi)力計(jì)算15</p><p>　　5.5內(nèi)力組合16</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)16</b></p><p>　　附錄:圖紙兩張16</p><p><b>　　摘要&

6、lt;/b></p><p>　　了解并掌握中小跨徑簡(jiǎn)支梁橋上部結(jié)構(gòu)的一般設(shè)計(jì)方法，具備初步獨(dú)立設(shè)計(jì)能力。初步掌握簡(jiǎn)支梁橋荷載橫向分布系數(shù)m的計(jì)算方法，支點(diǎn)截面采用杠桿原理法，跨中用偏心壓力法，分清適用條件，并且熟練掌握其計(jì)算步驟。掌握主梁內(nèi)力計(jì)算步驟，正確的進(jìn)行內(nèi)力組合。熟練掌握橫隔梁的內(nèi)力計(jì)算、行車道板內(nèi)力計(jì)算。提高綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)，具有獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。</p><

7、p><b>　　第一章 設(shè)計(jì)資料</b></p><p>　　1、標(biāo)準(zhǔn)跨徑:25m；</p><p>　　2、橋面凈寬:凈9+2×1.0；</p><p>　　3、汽車荷載:公路-Ⅰ級(jí)；</p><p>　　4、人群荷載:3.5kN/m2。</p><p><b>　　第

8、二章 構(gòu)造設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)資料,采用預(yù)制裝配式混凝土簡(jiǎn)支T形梁橋。</p><p><b>　　2.1 主梁</b></p><p>　　該橋梁標(biāo)準(zhǔn)跨徑為25m，根據(jù)橋面寬度及吊裝條件，取主梁片數(shù)為5片；主梁間距采用2.2m（1.5～2.2m）；高度為計(jì)算跨徑的1/11～1/18,故取梁高為1.5m；主梁肋

9、寬為0.18m；翼緣根部厚度0.40m，邊緣厚度為0.12m。如圖2-1所示。</p><p>　　圖2—1 橋梁橫斷面圖（尺寸單位：mm）</p><p>　　2.2 橫隔梁及橫向聯(lián)接構(gòu)造</p><p>　　在橋跨方向設(shè)置4道橫隔梁,間距為4.85m。端橫隔梁與梁同高，即1.5m。.內(nèi)橫隔梁高度一般為主梁梁肋高度的0.7～0.9倍，故取高為1.2m。<

10、/p><p>　　橫隔梁的橫向聯(lián)接采用鋼板焊接聯(lián)接。</p><p><b>　　2.3橋面鋪裝</b></p><p>　　采用瀝青混凝土橋面鋪裝，首先在橋面板上鋪C25混凝土（容重為24KN/）,并鋪成橫截面上雙向橫坡均為1.5%的橫坡，并采用瀝青涂膠防水層作為防水層，即灑水布薄層瀝青或改性瀝青，其上布一層砂，經(jīng)碾壓形成厚1cm，其上為7cm厚

11、的C25混凝土，其上瀝青混凝土2cm如圖2-2:</p><p><b>　　2.4排水設(shè)置</b></p><p>　　在距路緣石30cm處泄水管，泄水管口直徑為圓形16cm，采用聚乙烯PE塑料管，頂面做成傾斜橋面1.5%的單向橫坡，設(shè)1m高的欄桿，橋兩端采用20cm×20cm,高1m的混凝土柱，其余每隔5m設(shè)一柱，均為人行道底板伸出的鋼筋和10m照明用燈

12、，每側(cè)欄桿及人行道構(gòu)件重量的作用力為5N/m.</p><p>　　圖2—2 橋面鋪裝及排水層的設(shè)置 </p><p>　　2.5伸縮縫及支座設(shè)置</p><p>　　由于是小橋梁采用U形鍍鋅鐵皮伸縮縫20cm,變形40cm且設(shè)在橋梁的一端橋墩處，支座采用0.14×0.18m的板式橡膠支座，兩

13、層薄鋼板（2mm）最外層橡膠為5mm，總厚度為14mm.</p><p>　　第三章 行車道板內(nèi)力計(jì)算與荷載組合</p><p>　　3.1結(jié)構(gòu)自重及其內(nèi)力計(jì)算:(按縱向1m寬的板條計(jì)算)</p><p>　　1.每延米板上的結(jié)構(gòu)自重g </p><p>　　表3—1 每延米板上的結(jié)構(gòu)自重g .&

14、lt;/p><p>　　2.每米寬板條的恒載內(nèi)力</p><p><b>　　kN·m</b></p><p><b>　　kN</b></p><p>　　3.2汽車車輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力</p><p>　　將車輛荷載后輪作用于鋼縫軸線上,后軸作用力為P=140KN,輪

15、壓分布寬度如圖3-1,車輛荷載后輪著地長(zhǎng)度為=0.20m,寬度為=0.60m, </p><p>　　=+2H=0.20+2×0.11=0.42m </p><p>　　=+2H=0.60+2×0.11=0.82m

16、 </p><p>　　荷載對(duì)于懸臂根部的有效分布寬度:</p><p>　　a=+d+2=0.42+1.4+2×0.7=3.22m.</p><p>　　汽車荷載全部加載在T梁的翼板上,沖</p><p>　　擊系數(shù)取1+=1.3.</p><p>　　用于每米寬板條上的彎矩為:

17、 </p><p>　　=﹣(1+)(－) </p><p><b>　　=KN.m </b></p><p>　　作用于每米寬板條上的剪力為:</p><p><b>　　=(1＋)?</b></p><p>　　=1.3×(140

18、×2)/(4×3.8)</p><p>　　=23.95KN. </p><p>　　圖3—1 梁受車輪荷載橫斷面圖（尺寸單位：mm）</p><p><b>　　3.3內(nèi)力組合</b></p><p>　　表3—2 承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合計(jì)

19、算表 </p><p>　　所以,行車道板的設(shè)計(jì)內(nèi)力為：=-29.14KN.m. =39.12KN</p><p>　　表3—3 正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合計(jì)算表 </p><p>　　第四章 主梁內(nèi)力計(jì)算與荷載組合</p><p>　　4.

20、1結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的內(nèi)力</p><p>　　主梁的橫斷面尺寸及縱向尺寸如下（圖4—1）</p><p>　　圖4—1 簡(jiǎn)支T梁的主梁和橫隔梁簡(jiǎn)圖（尺寸單位：mm）</p><p>　　表4—1 結(jié)構(gòu)自重集度計(jì)算表</p><p>　　表4—2 邊主梁結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生內(nèi)力計(jì)算表 </p><p>　　4.2汽車,人群

21、荷載作用效應(yīng)計(jì)算</p><p>　　計(jì)算荷載位于靠近主梁支點(diǎn)時(shí)的荷載橫向分布系數(shù)mo,可用杠桿原理法。 </p><p>　　+圖4—2 杠桿原理法計(jì)算橫向分布系數(shù) (尺寸單位:mm)</p><p>　　a) 橋梁橫截面;b)荷載橫向分布影響線；c)號(hào)梁荷載橫向分布影響線；</p><p>　　d) 梁荷載橫向分布影響

22、線. </p><p>　　按=,可得以下梁的荷載橫向分布系數(shù)</p><p>　　梁: = =1.273</p><p>　　梁: ==0.5 =0</p><p>　　梁: ==0.5 =0</p><p

23、>　　此橋設(shè)有剛度強(qiáng)大的橫隔梁,且承重結(jié)構(gòu)的跨寬比為:</p><p><b>　　==2.27﹥2</b></p><p>　　可以用偏心壓力法計(jì)算跨中截面荷載橫向分布系數(shù)mc。</p><p>　　圖4—3 荷載橫向分布影響線（尺寸單位：mm）</p><p>　?、徘蠛奢d橫向分布影響線豎標(biāo).</p&g

24、t;<p>　　本橋各根主梁橫截面均相等,梁數(shù)n=5,梁間距為2.2m,則:</p><p>　　=++++ =++++ =48.4</p><p>　　由式=; 梁在兩個(gè)邊主梁處的橫向影響線的豎標(biāo)值為</p><p>　　=+=0.2+0.4=0.60</p><p>　　=－=0.2－0.4=﹣0.20</p>

25、<p>　?、平o出荷載橫向分布影響線,并按最不利位置布置如上圖4—3</p><p>　?、怯?jì)算荷載橫向分布系數(shù)mc</p><p>　　梁的活載橫向分布系數(shù)分別計(jì)算如下:</p><p><b>　　汽車荷載: ==</b></p><p>　　人群荷載: ==0.7</p><p&g

26、t;　　同理梁: =+=0.2+0.2=0.4;=－=0.2－0.2=0 =;</p><p><b>　　==0.46 </b></p><p>　　同理梁： = +;=－</p><p>　　=(0.2×7)=0.7 </p><p><b>　　==0.2</b></p>

27、<p>　　表4—4 荷載橫向分布系數(shù)</p><p>　　表4—5 荷載和內(nèi)力影響線面積計(jì)表 </p><p>　　公路—Ⅰ級(jí)中集中荷載Pk計(jì)算.</p><p>　　計(jì)算彎矩效應(yīng)時(shí) =0.75×238=178.5KN. </p><p>　　計(jì)算剪效應(yīng)時(shí)=1

28、.2×178.5=214.2KN.</p><p>　　計(jì)算沖擊系數(shù):簡(jiǎn)支梁橋基頻計(jì)算. 單根主梁</p><p>　　A=0.533 =0.11386;</p><p>　　G=0.533×25=13.325N/m</p><p>　　=G/g=13.325/9.81=1.36KN·/ </p&g

29、t;<p>　　C30混凝土E=3×N/</p><p>　　=·=×=6.54HZ</p><p>　　=0.17671nf－0.0157=0.316 </p><p>　　則(1+)=1.316</p><p>　　跨中截面汽車，人群作用效應(yīng)計(jì)算如下（表4—6）</p><

30、p>　　圖4—4 1＃梁支點(diǎn)剪力計(jì)算圖示</p><p>　　支點(diǎn)截面汽車荷載最大剪力計(jì)算</p><p>　　m變化區(qū)荷載重心處的內(nèi)力影響線坐標(biāo):</p><p>　　a=0.50×19.5-4.85=4.9m</p><p>　　=1×(19.5－×4.9)/19.5</p><p&

31、gt;<b>　　=0.916</b></p><p>　　=(1+)[+(－)] =1.316×1×7.875×[0.76×9.75+×(0.5－0.76) ×0.916]=74.48KN </p><p>　　=(1+)=1.316×1×0.59×214.2×1.

32、0=167.31KN </p><p>　　則公路-Ⅰ級(jí)作用下,1＃梁支點(diǎn)最大剪力為: </p><p>　　=+=74.48+167.31=241.79KN</p><p>　　人群荷載引起的支點(diǎn)剪力:</p><p>　　=&

33、#183;·+(－)·· </p><p>　　=0.71×4.5×9.75+ ×(1.43－0.71) ×4.5×0.916=36.42</p><p>　　同理梁支點(diǎn)截面最剪力:</p><p>　　=(1＋)[＋(－)]</p><p>　　=1.316&#

34、215;1×7.875×[0.46×9.75+×(0.79-0.66) ×0.916] </p><p><b>　　=47.49KN</b></p><p>　　=(1+)=1.316×0.79×214.5=166.31KN.</p><p>　　則公路-Ⅰ級(jí)作用下,1＃梁

35、支點(diǎn)最大剪力為: </p><p>　　=+=47.49+166.31=269.49KN</p><p>　　人群荷載引起的支點(diǎn)剪力:</p><p><b>　　=＋(－)·</b></p><p>　　=0.46×4.5×9.75＋×(0－0.72) ×4.5&#

36、215;0.916=14KN</p><p>　　梁支點(diǎn)截面最大剪力:</p><p>　　=(1＋)[＋(－)]</p><p>　　=1.316×1×7.875×[0.7×9.75＋×(0.79-0.7) ×0.916]=73.21KN</p><p>　　=(1＋)=1.316

37、×1×0.5×214.5×1</p><p><b>　　=224KN.</b></p><p>　　在公路-Ⅰ級(jí)作用下, </p><p><b>　　梁支點(diǎn)最大剪力:</b></p><p><b>　　=＋</b></p>

38、;<p>　　=73.21+224=298.31KN</p><p>　　人群荷載作用下引起的支點(diǎn)剪力:</p><p><b>　　=·＋×(－) </b></p><p>　　=0.2×4.5×9.75＋×(0－0.2) ×4.5×0.916</p&

39、gt;<p><b>　　=6.56KN</b></p><p>　　以上結(jié)論綜合于下表 </p><p>　　表4—7 汽車，人群荷載作用</p><p><b>　　四分點(diǎn)的彎矩值：</b></p&g

40、t;<p><b>　?。?937.64</b></p><p><b>　　=811.7</b></p><p><b>　　=858.83</b></p><p>　　4.3主梁內(nèi)力組合 </p><

41、;p>　　表4—8 主梁承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合計(jì)算表</p><p>　　第五章 橫隔梁內(nèi)力計(jì)算與荷載組合</p><p>　　5.1求裝配式T梁在2、3號(hào)主梁之間r–r 截面上的彎矩</p><p>　　對(duì)于跨中橫隔梁的最不利荷載布置如下:</p><p>　　圖5—1 跨中橫隔梁的截圖示(尺寸單位:mm)</p>

42、;<p>　　縱向﹣列車輪對(duì)于中橫隔梁的計(jì)算荷載為:</p><p>　　計(jì)算彎矩時(shí)=(＋)=(7.875××4.85×2×1.0＋178.5× 1.0)=102.35KN</p><p>　　計(jì)算剪力時(shí)=147.62KN</p><p>　　5.2繪制中橫隔梁的內(nèi)力影響線</p>&

43、lt;p>　　由前求得..梁橫向分布影響線豎標(biāo)值.則 mr的影響線豎標(biāo)可計(jì)算如下:</p><p>　　P=1作用在梁軸上時(shí)(=0.5 , =﹣0.2) </p><p>　　=×1.5d＋×0.5d－1×1.5d=0.6×1.5×2.2＋0.4×0.5×2.2－1×1.5×2.26=﹣0.8

44、8</p><p>　　P=1作用在梁軸上時(shí)=×1.5d＋×0.5d=﹣0.2×1.5×2.2＋0</p><p><b>　　=﹣0.66</b></p><p>　　P=1作用在梁軸上時(shí) (=0.2, =0.2) </p><p>　　=×1.5d＋×0

45、.5d =0.2×1.5×2.2＋0.2×0.5×2.2=0.88</p><p>　　5.3繪制剪力影響線</p><p>　　對(duì)于主梁處截面的影響線可計(jì)算如下:P=1作用在計(jì)算截面以右時(shí): = 即= P=1作用在計(jì)算截面以左時(shí): =－1 即=－1</p><p><b>　　5.4截面內(nèi)力計(jì)算</b>

46、;</p><p>　　將求得的計(jì)算荷載在相應(yīng)的影響線上按最不得荷載位置加載,對(duì)于汽車荷載并計(jì)入沖擊力(1＋)</p><p>　　表5—1結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算表 </p><p><b>　　5.5內(nèi)力組合</b></p><p>　　(鑒于橫隔梁的結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力極小,計(jì)算中可略去不計(jì))</p><p>

47、;　　表5—2 承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合</p><p>　　表5—3 正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合. </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1.《橋梁工程》，邵旭東 ，人民交通出版社</p><p>　　2.《簡(jiǎn)支梁橋示例