工业大学桥梁工程课程设计计算书题目：40m跨装配式预应力混凝土简支T梁桥计算院〔系〕：土木建筑工程学院专业班级：道桥083班学号：080503082学生：壮指导教师：荣书课程设计〔论文〕任务及评语号学壮生学⑵目融题梁课程设计1论文1任务梁0]訣隔33,勺横矩M丨砧弯丨I置2?66一求图归设初33出，和⑼？推矩的Q拱<:枷弯丽八预足注按的纵Q1Q及满乩Q宽跨算应拥H跡、：囂?V二.亠入EZ----►二；、)Frm2拝7系怡箕£儿载向吸力®,胶3M设活横规-挠橡行造和载照隔中式载人构2荷按横跨板m梁用出并中的的时£主作制，算起度O河及>绘力计引厚17戋恒1载海>等及站铺算算活压荷用叱面计计和偏由采路净桥1的力:®算议附宽W>计r恒算11冽桥断的丨布1计算算”横板算分算力验计卯儿梁缘计向计的匪计荊设桥翼亠口横力梁挠设丨劾行成梁组载梁隔梁座定i自完主力活主横主支规、、、、、、、可1234567指导教师评语及成绩号容值分总一1O1一2完进按O23符<淮计一4O1一5论辩O21-日宀"签生学指教研室：施工教研室院〔系〕：土木建筑工程学院目录目录一构造设计及桥面布置3二桥面板力计算4三荷载横向分布系数的计算6四主梁力计算9五横隔梁力计算15六挠度计算18七支座设计19可修编-一构造设计及桥面布置1. 桥梁的跨径及桥宽主梁全长：39.96m〔标准跨径为40m〕计算跨径：39.50m2. 主梁尺寸确实定〔梁肋〕主梁间距1.6m〜2.2m取2.15m五根主梁高跨比1/15〜1/25梁高取2.3m3. 横隔梁尺寸确实定中横隔梁的高度可作成主梁高的3/4左右,取1.7m端横隔梁宜与主梁同高取2.3m横隔梁的肋宽通常采用12〜16cm取16cm除端横隔梁，设置三片中横隔梁，共五片；间距为9.5m4. 主梁肋板尺寸：翼板根部h/12cm取20cm,翼缘取18cm，腹板厚度取20cm马蹄宽度约为肋宽2〜4倍，取36cm,高32cm,45°倾斜表1T形梁尺寸〔m〕图1横断面图单位〔cm〕主梁长度计算跨径主梁高度梁肋宽度隔梁高度隔梁间距39.9639.502.30.202.39.5032图2纵断面图单位〔cm〕16071■r19509509509506993二桥面板力计算1•恒载及力桥面铺装为5cm厚的沥青外表处治〔容重21kN/m3〕和平均厚10cm的C25混凝土垫层〔容重23kN/m3〕，T板材料容重25kN/m3每延米板上的恒载g:g10.051.0211.05kN/m防水混凝土面层：g20.071.0231.61kN/m图三T梁横断面图单位〔cm〕T梁翼板自重：g30.191.0254.75kN/m合计：ggi1.051.614.757.41kN/m每延米板条的恒载力弯矩Mg0^glo3.52kN?mg2剪力Qg0gl。
7.22kN2.公路-U级车辆荷载产生的力将车辆荷载后轮作用于铰缝轴线上，后轴作用力P140k，由？桥规？查得，其后轮着地长度a20.20m，宽度b?0.60m，那么：a1a22H0.220.150.5，b1b22H0.620.150.9011悅存d电QlJIl图4公路一H级的计算图式单位〔m〕荷载作用于悬臂根部的有效分布宽度:单轮时a=ad=0.44m双轮时a=qd+2l=1.04m冲击系数11.3作用于每米宽板条上的弯矩为：Pb1Mp(1)(l0丄)27.22kN/m44PQP(1)23.64kN/m43.力组合M1.2Mgo1.4Mp42.33kN/mQ1.2Qg01.4QP41.76kN/m三荷载横向分布系数的计算1. 杠杆法计算1#梁，2#梁，3#梁支点位置的汽车、人群荷载横向分布系数，并列表表示，如下列图所示,相应于荷载位置的影响线1#梁汽车1moq21q20.9060.453人群morr1.402#梁汽车moq12q1-(0.3220.82)0.57人morr0一号梁二号梁3#汽车三号梁-.111moq2q2(0.782°〃82)0.782人群mor人群mor0图5按杠杆原理法计算横向分布系数单位〔cm〕2、偏压法此桥在跨度设有横隔梁，具有强大的横向连接刚性，承重构造的长宽比为L39.5B2.154L39.5B2.1544.592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2.15m那么那么ai(4.322.152)246.2251#梁影响线竖标值11111a121(4.34.3)2nn2546.225a由11和15计算横向影响线的零点位置1a1a51(4.34.3)215nn2a.i11546.225x0.642.15x0.2解得x=6.45m0.2mcqmcr匹7.46.450.690.430.220.080.1900.2722#梁影响线竖标值211a1a2i1ai2.154.346.2250.4L~0T—卅卅厂方—pLT丨一丄一岳oL——15/-二号梁卅卅:旳]三号梁25mcqmcr3#梁3135a1a20i1aii1q0.420.53aia3n2iiaii1a〔a3n21ai0.20.2图6偏心压力法计算横向分布系数图式〔cm〕mcq0.240.4mcrr0.20.20.4四主梁力计算1恒载力计算①.恒载集度主梁gi[0.2230.180.2(2.150.2)]258.5kN/m横隔梁对于边主梁0.69kN/m0.69kN/m0.180.2、,2.150.2、,0.160.14、gi(1.7)()()52539.5222对于中主梁g22.150.691.48kN/m桥面铺装层g37.41kN/m栏杆和人行道g45.5252.2kN/m作用于边主梁的全部恒载强度为：g8.50.692.27.4118.8kN/m作用于中主梁的全部恒载强度为：g1gi13.451.487.412.224.54kN/m②.恒载力计算边主梁的弯矩和剪力Mxgl7xgxxQxgl2x2表4恒载力、•-力截面1号梁2号梁〔3号梁〕x=0Q=442.85M=0Q=486.25M=0x=L/4Q=253.96M=3421.58Q=278.53M=3392.35X=L/2Q=0M=4432.67Q=0M=4476.832•活载力计算表5影响线图式截面影响线图式Ml7r"~——3L/16Ml2]l/4Qi2T1/2n1/2Q--r-r1IMc—24.54102432.46kNmG9.81主梁截面型心到T梁的距离1111112152023020230—22y87.34cm0.9215m112152023020Ic2.92107cm40.292m42.009Hzc40混凝土E3.251010N/m2，即f1.5HZ2.009HZ14HZ所以0.1767ln3.0120.01570.204，那么取=1〔双车道不折减〕公路二级qk7.875kN/m，集中荷载pk〔1+u〕=1.204238.5kN/m，人群荷载3.5kN/m2号梁号梁=1l2=1882239.50=195.03mM112qmcq〔Pkykqkk〕1.2040.66238.5空7.875195.032845.446kNm4porj534.5kNM-r2mcrPor0.74.5195.3614.345kNpor1.534.5kNM4qmcq〔Pkykqkk〕0.74.5195.03614.345kNmM-rmcrPor0.454.5195.3394.936kN・m4跨中：M-1mcqPkymck21.2040.4238.53957.875195.031724.5131kNm4por1.534.5kNM-rmcrpor0.404.5195.3351.054kN*m2支点处剪歹刖彳拥丰(b)(c)(b)(c)图7支点剪力计算图式单位〔m〕1丨1139.519.75m2横向分布长度a3959.859.9m1 22y139.5a/39.50.9163汽车作用Qoq1qkmcq1'amcqpkyk2moq1mcq1qky1.2040.66286.20.667.87519.759.92(0.43750.667)7.8750.916314.245kN人群作用qrporQorqrmcq1a2mor1mcr1qrY9.90.74.519.75(1.50.7)4.50.9162124kN2二号梁与三号梁计算方法同上，略表6一号梁，二号梁，三号梁活载力梁号何载MV跨中1/4跨中支点1汽车2845.4462284.979133.08314.245人群614.345394.93615.55365.21242汽车2284.3961780.609111.39273.245人群387.285232.9128.92135.983汽车1825.3421325.2691.386192.47人群372.616203.848.76532.69表7弯矩组合工程组合弯矩M(kN/m)四分点截面跨中截面①梁②梁③梁①梁②梁③梁恒载Mg3421.583392.353392.354432.674476.834476.83汽车何载Mq1935.841765.241263.782876.522296.831863.51人群何载Mr376.82235.16189.83625.19392.94362.5111.2041.2041.2041.2041.2041.204Mq/(1)1735.241587.211200.862106.202106.201520.83根本组合1.2Mg1.4Mq1.12Mr6970.846760.345920.968950.268950.268077.93短期组合Mg0.7Mq/(1)Mr4832.964783.264365.846324.916324.915846.83长期组合Mg0.4Mq/(1)Mr4921.064213.363932.655896.935610.835463.76表8剪力组合工程剪力弯矩V(kN)支点点截面跨中截面①梁②梁③梁①梁②梁③梁恒载VG435.63296.36263.65000汽车何载Vq318.24267.83198.76136.78123.6592.57人群何载Vr63.9632.5428.3518.2310.829.9111.2041.2041.2041.2041.2041.204Vq/(1)284.96245.83172.34130.5297.8474.65根本组合1.2V,1.4Vq1.12Vr1102.84752.83478.56208.76163.84123.86短期组合Vg0.7Vq/(1)Vr687.63452.69401.8398.7978.5258.99长期组合Vg0.4Vq/(1)Vr612.54384.78345.2364.5449.3839.24五横隔梁力计算1•绘制中横隔梁的力影响线① 对于2号梁和3号梁之间的M23截面弯矩影响线计算如下mP=1作用在1号梁轴上时：r1111.5d210.5d1.5d0.9P=1作用在5号梁轴上时：r5151.5d250.5d0.7mP=1作用在3号梁轴上时：13131.5d230.5d0.9对于3号梁只计算P=1作用在1号梁和5号梁的坐标mP=1作用在1号梁轴上时：31mP=1作用在1号梁轴上时：31112d21d2d0.9mP=1作用在5号梁轴上时：25152d25d0.7P=1作用在3号梁轴上时:m33132d23d1.5d1.4② 对于Qr影响线:P=1作用在计算截面以右时,0.7P=1作用在计算截面以左时，10.710.3③ 对于Q；影响线：P=1作用在计算截面以右时，R0.4P=1作用在计算截面以右时，R0.410.62. 确定作用在中横隔梁的计算荷载对于跨中横隔梁的最不利荷载布置见下列图:纵向一列车轮对于中横隔梁的计算荷载为:计算弯矩时:Poq1 238.517.875129.85196.86kN2 2计算剪力时:Poo4.51129.851244.325kN900M2-30.4Q1r图8中横隔梁力影响线单位〔m〕截面力计算将求得的计算荷载poq在相应的影响线上按最不利荷载位置加载，对于汽车荷载并计入冲击影响1+卩=1.204公路二级荷载：汽车作用弯矩M23(1)P0q1.204196.82(1.150.52)364.87kNm人群弯矩M23por44.3251.4564.271kNm剪力计算汽车作用Q11.108196.820.5750.3950.2850.085292.223kN人群作用Q144.325(1.52)68.75kNm荷载组合：M1.4364.1880.81.4764.27437.881kNmQ1.4292.2230.81.4731.028443.864kN六挠度计算根据以上计算可知跨中截面主梁构造自重产生的最大弯矩MGK4335.3497kNm，汽车产生的最大弯矩〔不计冲击力〕为2845.446kN・m，人群产生的最大弯矩为614.345kN1. 验算主梁的变形汽车不计入冲击力,按?桥规？规定，验算主梁的变形时，不计入构造自重产生的长期挠度,那么可变荷载频遇值产生的跨中长期挠度:1455MsMGKl248B50.72845.446625.1910339521.45'487.5921090.62416.58cm600符合规定判断是否设置预拱度2f1.45s1.4548B5Msi0.72845.4464335.345625.1910339.52487.5921092.23cml2.47cm1600应设置预拱度计算预拱度最大值15MgkM可变频遇值f1.6—248Bl21.635[3611.98(0.72791.18400.20)/2]10481.7510923950.7116m71.16cm=15MGK2M可变荷载值lf1.45-48B1.4554335.3450.72845.446614.345/210339.52487.59210917.4cm应做成平顺曲线七支座设计七支座设计6t12t12t图9横隔梁影响线单位〔m〕1•支座压力标准rck818.4385kN，其中构造自重引起的反力标准值rgk439.023kN，公路二级和人群荷载引起的支座反力标准值分别为183.95kN和7.47kN，公路一级和人群荷载Pr3.5kN/m2作用下产生的跨中挠度f1.82cm，主梁计算温差t36C，设计板式橡胶支座.2、确定支座平面尺寸① 选ab3032960cm2，t=0.5cm.② 计算支座的平面形状系数sabs2tababs2tab303220.5303215.58,取10000KP故得橡胶支座的弹性模量：Ej5.4GeS25.4115.51297.35Mpa③ 验算橡胶支座的承压强度ab2tabab2tab0^8525KPa10000KPa（合格）3.确定支座厚度① 主梁的计算温差△t=35C，温度由两端的支座均摊，那么每一支座承受的水平位移为11g—105353950300.696cm22② 为了计算汽车荷载制动力引起的水平位移P,首先要确定作用在每一支座上的制动力Ht，按？桥规?,对于39.5m桥跨，一个设计车道上公路二极车道荷载总重为:7.87539.5238.5549.56kN，那么其制动力标准值为549.5610%54.956kN，但按桥规？，不得小于90kN.经比拟，取总制动力为90kN参与计算，五根梁共10个支座，每一支座承受水平力90FbK9kN.10③ 确定需要的橡胶片总厚度t2g20.6961.392cmtg1.074cm0.7FbK-2103032t0.2306cm选用4层钢板和5层橡胶片组成的支座，上下层橡胶片厚0.25cm,中间层厚0.5cm薄板厚0.2cm,那么t30.520.2521.392且6cm（合格）支座总厚度htt1240.22.8cm验算支座偏转情况①计算支座的平均压缩变形为：RcKtrc,mabEeRcKte818.43850.02abEb0.30.321297.35818.43850.020.30.3220000.098cm按？桥规？规定，尚应满足c,m0.07te即0.098cm0.0720.14cm〔合格〕② 计算梁端转角③ 验算偏转情况④ 计算梁端转角⑤ 验算偏转情况16f5l161.82539500.0015radcmac.m2cm2300.0015小0.0225cm〔合格〕2. 验算支座的抗滑稳定性①计算温度变化引起的水平力HtabG—g30320.696123.34kN②验算滑动稳定性RGKNp,min0.108439.0231—183.5257.32kN1.4HtFbK1.43.34913.676kN57.32kN〔合格〕Ng0.3365.77109.73kN1.4Ht8.996kNng0.204365.88108.761.4Ht1.43.344.676〔合格〕。