简支梁桥设计

简支梁桥设计 桥梁工程课设——简支梁桥设计 1. 基本设计资料 1) 跨度和桥面宽度 (一)标准跨径：35m（墩中心距） 。 (二)计算跨径：34.5m (三)主梁全长：34.96m (四)桥面宽度：净 14m（行车道）+2×1m（人行道） 2) 技术标准 设计荷载：公路—I 级，人群荷载为3KN m2。 设计安全等级：一级。 3) 主要材料 326KN m (一)混凝土：混凝土简支 T 形梁及横梁采用 C40 混凝土，容重为； 桥面铺装为厚 0.065~0.17m 的防水混凝土，容重为25KN m3。 (二)钢材：采用 R235 钢筋、HRB400 钢筋。 4) 构造形式及截面尺寸（见图 1-1 和 1-2） 如图所示，全桥共由 9 片主梁组成，单片 T 形梁高为 2m，宽为 1.6m，桥上 横坡为双向 1.5%，坡度由混凝土桥面铺装控制；设有五根横梁。 图 1-1桥梁横断面图 简支梁桥设计 图 1-2 主梁纵断面图 2. 主梁的荷载横向分布系数计算 1) 跨中荷载横向分布系数计算 如前所述，本例桥跨内设有 5 道横隔梁，具有可靠横向连接，且承重结构的 宽跨比为：B l 16 34.5  0.464  0.5，故可以按照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m c 。 (一)计算主梁的抗弯和抗扭惯性矩I和I T 计算主梁截面的重心位置x 翼缘板厚按平均厚度计算，其平均板厚为 简支梁桥设计 h1 1 (1016) 13cm 2 (160 20)13 13  20020100 2  70.8cm (160 20)13 20020 则，x  主梁抗弯惯性矩I为 131  1  I   (16020)133 (16020)13(70.8)2202003 20200(10070.8)2  212 12  24294296.8cm4 对于 T 形梁截面，抗扭惯性矩可近似按下式计算： I T   c ibiti i1 m 式中b i ，t i ——单个矩形截面的宽度和高度； c i ——矩形截面抗扭刚度系数，由表 2-1 可以查的 1.01.5 表 2-1 矩形截面抗扭刚度系数表 1.752.02.53.04.06.08.010.0∞ b t c0.1410.1960.2140.2290.2490.2630.2810.2990.3070.3130.333 m——梁截面划分成单个矩形截面的个数。 I T 的计算过程及结果见表 2-2 表 2-2 T 形梁抗扭惯性矩 分块名称 翼缘板 腹板 ∑ b i cmt i cmb i t i c i I Ti m4 160 187 13 20 12.3 9.35 0.3333 0.311 0.001172 0.004653 0.005825 既得I T  5.825103m4 (二)计算抗扭修正系数 对于本例，主梁间距相同，将主梁近似看成等截面，则得  11  0.9682 223nl GI T 934.5 0.425E 5.82510 11 12E 0.243153.612EIa i 2 (三)按修正偏心压力法计算横向影响线竖坐标值 简支梁桥设计  ij  e1  9 i n  a i 2 i1 9 式中n=9，a i 2 2(6.42 4.823.221.62) 153.6m2； ij 表示单位荷载 i1  P=1 作用于 j 号梁轴时，i号梁轴上所受的作用，计算所得ij列于表 2-3 内。 表 2-3  ij值计算表 梁号 1 2 3 4 5  i1 0.369 0.305 0.240 0.176 0.111  i2 0.305 0.256 0.208 0.160 0.111  i3 0.24 0.208 0.176 0.143 0.111  i4 0.176 0.160 0.143 0.127 0.111  i5 0.111 0.111 0.111 0.111 0.111  i6 0.047 0.062 0.079 0.095 0.111  i7  i8  i9 —0.018—0.083—0.147 0.014 0.046 0.079 0.111 —0.034—0.083 0.014 0.062 0.111 —0.018 0.046 0.111 (四)计算横向分布系数，绘制横向分布影响线图（见图 2-1） ， 然后求横向分布系数。 根据最不利荷载位置分别进行布载。布载时，汽车荷载距人行道边缘距离不小于 23KN m 0.5m，人群荷载为。 简支梁桥设计 图 2-1 横向分布系数计算图示 简支梁桥设计 各梁的横向分布系数： 汽车荷载： 1 (0.373 0.3005 0.2481 0.1756 0.1233 0.0508)  0.6357 2 1 m cq2 (0.308 0.2535 0.2141 0.1596 0.1202 0.0657)  0.5966 2 1 m cq3 (0.242 0.2057  0.1795 0.1433 0.1171 0.0808 0.0546 0.0183)  0.52065 2 1 m cq4 (0.1776 0.1589 0.1458 0.1276 0.1145 0.0964 0.0836 0.0651)  0.4848 2 11 m cq5 ( 8)  0.4444 29 m cq1  人群荷载： m cr1  0.4335 m cr2  0.3353 m cr3  0.2622 m cr4  0.223 m cr5  0.222 2) 梁端剪力横向分布系数计算（杠杆原理法） 端部剪力横向分布系数计算图式见图 2-2 简支梁桥设计 图 2-2 端部横向系数计算图示 汽车荷载： m 0q1  0.5313 m 0q2  0.5 m 0q3  0.5938 m 0q4  0.5938 m 0q5  0.5938 人群荷载： m cr1 1.6875 m cr2  0 m cr3  0 m cr4  0 m cr5  0 3. 作用效应计算 1) 永久作用效应 (一)永久荷载： 简支梁桥设计 假定桥面构造各部分重力平均分配给各主梁承担，则永久荷载计算结果见表 3-1 表 3-1 钢筋混凝土 T 形梁桥永久荷载计算 构件 名 构件简图尺寸（尺寸 单位：cm） 构件单元长度体积 （m3） 重度（ kN.每延米重力（kN.m-1） m-3） 主梁0.5822615.132 横隔 梁 边主梁：0.0185 中主梁：0.0369 26 边主梁：0.48 中主梁：0.96 简支梁桥设计 桥面 铺装 0.1828254.57  边主梁：20.18 中主梁：20.66 (二)永久作用效应计算 一、影响线面积计算见下表 3-2 表 3-2 影响线面积计算表 项计算面积影响线面积 目 1l1 M l  0 l l2148.78 2