1、橋梁工程課程設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 院 別： 專 業(yè)： 班級/學(xué)號： 指導(dǎo)教師： 2015 年 6 月 10 日2015年橋梁工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、        設(shè)計(jì)目的通過本課程設(shè)計(jì)，完成預(yù)制裝配式鋼筋混凝土公路簡支T梁橋設(shè)計(jì)，掌握中小跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋上部結(jié)構(gòu)的一般設(shè)計(jì)方法，具備初步的獨(dú)立設(shè)計(jì)能力；掌握簡支梁橋荷載橫向分布系數(shù)m、主梁計(jì)算內(nèi)力、橫隔梁的計(jì)算內(nèi)力、行車道板計(jì)算內(nèi)力等計(jì)算能力；提高綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識，具有獨(dú)立分析問題和解決問題的能力；進(jìn)一步提高橋梁繪圖設(shè)計(jì)的能力。二、 設(shè)計(jì)題目：裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土

2、簡支T型梁橋設(shè)計(jì)三、  基本設(shè)計(jì)資料根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)跨徑、橋面凈寬、汽車荷載和人群荷載的不同進(jìn)行組合，十人一題。1、標(biāo)準(zhǔn)跨徑：! A. 35m                  ! B. 40m              2、橋

3、面凈寬：! A. 凈7+2×1.0          ! B. 凈7+2×1.5! C. 凈9+2×1.0          ! D. 凈9+2×1.53、汽車荷載：! A. 公路-級      &#

4、160;        ! B. 公路-級4、人群荷載：! A. 2.5kN/m2               ! B. 3.0kN/m2          四、設(shè)計(jì)要求獨(dú)立進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算和設(shè)計(jì)，編寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告及繪圖。設(shè)計(jì)要求包括

5、計(jì)算上的要求和繪圖上的要求：1、計(jì)算要求(1) 結(jié)構(gòu)尺寸擬定。包括主梁高度、行車道板尺寸、梁肋尺寸及主梁間距等。(2) 確定主梁的計(jì)算內(nèi)力。包括恒載、活載內(nèi)力及其組合。要求繪制荷載橫向分布影響線圖、計(jì)算支點(diǎn)、L/4處和跨中處內(nèi)力及其組合值。(3) 確定橫隔梁的計(jì)算內(nèi)力。包括恒載、活載內(nèi)力及其組合。要求繪制橫隔梁的內(nèi)力影響線圖。(4) 確定行車道板的內(nèi)力計(jì)算。包括單向板、懸臂板，給出組合內(nèi)力。(5)確定預(yù)應(yīng)力鋼束的數(shù)量及布置方式。2、繪圖上的要求為：圖幅采用A3，圖框、標(biāo)簽欄采用指導(dǎo)教師指定的統(tǒng)一圖例。(1) 繪制總體布置圖，圖紙內(nèi)容包括該橋縱斷

6、面、橫斷面及平面圖；(2) 繪制T型主梁的一般構(gòu)造圖，圖紙內(nèi)容包括內(nèi)梁半立面圖、邊梁半立面圖、1/2主梁平面圖、1/2主梁橫斷面圖，一片梁混凝土數(shù)量表。(3) 圖紙布局合理，圖面整潔，文字規(guī)范，粗細(xì)線清楚，符合制圖標(biāo)準(zhǔn)，尺寸標(biāo)注全面，達(dá)到施工圖要求。五、工作計(jì)劃日 期內(nèi) 容第一周星期一熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)和設(shè)計(jì)資料；進(jìn)行結(jié)構(gòu)尺寸擬定；主梁橫向分布系數(shù)計(jì)算星期二主梁內(nèi)力計(jì)算星期三主梁內(nèi)力組合星期四預(yù)應(yīng)力鋼筋及受拉鋼筋數(shù)量計(jì)算星期五橫隔梁彎矩、剪力及其組合計(jì)算第二周星期一行車道板內(nèi)力計(jì)算星期二繪制總體布置圖星期三繪制T型梁構(gòu)造圖星期四提交設(shè)計(jì)計(jì)算書和圖紙星期五答辯詢問 六、&

7、#160;工作量序號工作量統(tǒng)計(jì)1主梁計(jì)算 (3天,40%工作量)主梁荷載橫向分布系數(shù)(1天)跨中荷載彎矩橫向分布系數(shù)(05天)慣矩、參數(shù)等的計(jì)算荷載彎矩橫向分布影響線坐標(biāo)繪制橫向分布影響線圖，求橫向分布系數(shù)梁端剪力橫向分布系數(shù)計(jì)算（按杠桿法）(0.5天)內(nèi)力計(jì)算(2天)恒載內(nèi)力(0.5天)恒載內(nèi)力活載內(nèi)力(1.5天)汽車荷載沖擊系數(shù)等代荷載及影響面積活載彎矩活載剪力（跨中剪力、支點(diǎn)剪力、剪力組合2主要鋼筋數(shù)量確定(1天,10%工作量)預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的確定及布束方式(1天)預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量的確定及布束方式3橫隔梁計(jì)算(1天,10%工作量)橫梁橫向分布系數(shù)、橫梁跨中截面彎矩影響線、活載彎矩

8、計(jì)算(1天)橫隔梁剪力影響線計(jì)算、活載剪力計(jì)算4行車道板計(jì)算(1天,10%工作量)每延米板上荷載恒載內(nèi)力活載內(nèi)力荷載組合5繪圖(2天,30%工作量)總體布置圖(1天)縱斷面圖、平面圖、橫斷面圖T型梁構(gòu)造圖(1天)內(nèi)梁邊梁半立面圖、1/2主梁平面圖、1/2主梁橫斷面圖、一片梁混凝土數(shù)量表七、成果提交：時(shí)間：第17周周四，不得拖延。內(nèi)容：設(shè)計(jì)計(jì)算書；兩張A3工程圖紙要求：圖紙手工簽名，并折疊成計(jì)算書一般大小，裝訂上交。八、參考文獻(xiàn)1 中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D602004）.北京：人民交通出版社，2004年9月2 中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路鋼筋混

9、凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D622004）.北京：人民交通出版社，2004年11月3 姚玲森.橋梁工程. 北京：人民交通出版社，1985年12月4 邵旭東.橋梁工程. 北京：人民交通出版社，2004年1月5 邵旭東.橋梁工程. 武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2000年5月6 劉夏平，于天來，王嵐.橋梁工程. 北京：科學(xué)出版社，2005年9月7 范立礎(chǔ).橋梁工程. 北京：人民交通出版社，2003年1月8 張樹仁，鄭紹珪，黃僑，鮑衛(wèi)剛. 鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)

10、設(shè)計(jì)原理. 北京：人民交通出版社，2004年9月9 賈艷敏，高力.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理. 北京：人民交通出版社，2004年8月10胡兆同，陳萬春.橋梁通用構(gòu)造及簡支梁橋. 北京：人民交通出版社，2001年3月11 公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(梁橋)上冊.北京：人民交通出版社12 易建國.混凝土簡支梁（板）橋. 北京：人民交通出版社，2002年3月 九、課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書撰寫規(guī)范1、說明書格式說明書手寫、打印均可，手寫用黑色或藍(lán)黑色墨水工整書寫，打印用5號字，A4紙，上下左右各留20mm。2、說明書結(jié)構(gòu)及要求(1) 封面(2

11、) 任務(wù)書(3) 目錄：目錄要層次清晰，要給出標(biāo)題及頁次，目錄的最后一項(xiàng)是無序號的“參考文獻(xiàn)”。(4) 正文：正文應(yīng)按目錄中編排的章節(jié)依次撰寫，要求計(jì)算正確，論述清楚，文字簡練通順，插圖簡明，書寫整潔。文中圖、表不能徒手繪制和書寫。(5) 參考文獻(xiàn)：參考文獻(xiàn)必須是學(xué)生在課程設(shè)計(jì)中真正閱讀過和運(yùn)用過的，文獻(xiàn)按照在正文中的出現(xiàn)順序排列，各類文獻(xiàn)的書寫格式如下：a 圖書類的參考文獻(xiàn)序號 作者名.書名.(版次).出版單位，出版年：引用部分起止頁碼。b翻譯圖書類的參考文獻(xiàn)序號 作者名.書名.譯者.(版次).出版單位，出版年：引用部分起

12、止頁碼。c期刊類的參考文獻(xiàn)序號 作者名.文集名.期刊名.年，卷（期）：引用部分起止頁碼。十、課程設(shè)計(jì)答辯答辯是課程設(shè)計(jì)一個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，通過答辯可使學(xué)生進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問題，進(jìn)一步搞清尚未弄懂的、不甚理解的或未曾考慮到的問題，從而取得更大的收獲，圓滿地達(dá)到課程設(shè)計(jì)的目的與要求。1、答辯資格按計(jì)劃完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)，經(jīng)指導(dǎo)教師審查通過并在其設(shè)計(jì)圖紙、說明書或論文等文件上簽字者，方可獲得參加答辯資格。2、答辯答辯前，答辯小組應(yīng)詳細(xì)審閱學(xué)生的課程設(shè)計(jì)資料，為答辯做好準(zhǔn)備。答辯中，學(xué)生須報(bào)告自己設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容（約5分鐘），并回答老師提問的問題。每個(gè)學(xué)生答辯時(shí)間約10分鐘。答辯過程中，由

13、指定教師進(jìn)行紀(jì)錄，供評定成績時(shí)參考。4、課程設(shè)計(jì)成績評定課程設(shè)計(jì)的成績由計(jì)算書、圖紙和答辯兩部分評分組成。課程設(shè)計(jì)的成績分為：優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五個(gè)等級。答辯不及格者，或有抄襲、雷同現(xiàn)象，視為本次課程設(shè)計(jì)不合格，必須重修。橋梁工程課程設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 院 別： 專 業(yè)： 班級/學(xué)號： 指導(dǎo)教師： 2015 年 6 月 10 日目 錄一、設(shè)計(jì)資料12、 橫向分布系數(shù)3三 內(nèi)力計(jì)算13.1 主梁內(nèi)力計(jì)算8 3.2彎矩與剪力計(jì)算9 3.3 橫隔梁內(nèi)力計(jì)算 17 3.4行車道板內(nèi)力計(jì)算19 3.5預(yù)應(yīng)力鋼束計(jì)算21參考文獻(xiàn)23一、設(shè)計(jì)資料1、橋面凈寬：凈-9（車行道）+2×1.0（

14、人行道）+2×0.25（欄桿）。2、主梁跨徑和全長:標(biāo)準(zhǔn)跨徑：Lb=40m（墩中心距離）。計(jì)算跨徑：L=38.76m（支座中心距離）。預(yù)制長度：L=39.89m（主梁預(yù)制長度）。3、設(shè)計(jì)荷載公路-II級，人群2.5kN/m2。4、材料材料規(guī)格內(nèi)容鋼筋HRB335主梁主筋、彎起鋼筋和架立鋼筋R235箍筋混凝土C50主梁C50防水橋面鋪裝5、結(jié)構(gòu)尺寸橫隔梁7根，肋寬20cm。橋梁半縱向布置圖（單位：cm）橋梁橫斷面圖（單位：cm）T型梁尺寸圖（單位：cm）6、參數(shù)計(jì)算 慣矩： 求主梁截面的重心位置 翼板的換算平均高度：=主梁的抗彎慣矩：7、設(shè)計(jì)依據(jù)(1) 公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D

15、60-2004）。(2) 公路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D60-2004）。二、橫向分布系數(shù)計(jì)算1、跨中的荷載橫向分布系數(shù) 此橋計(jì)算跨徑為38.76m，在跨度內(nèi)設(shè)有橫隔梁，具有強(qiáng)大的橫向連接剛性，且承重結(jié)構(gòu)的長寬比為：故可按偏心壓力法來繪制橫向影響線并計(jì)算橫向分布系數(shù)。本橋的各根主梁的橫截面均相等，梁數(shù)n=5，粱間距為2.30m，則：1號梁的橫向影響線的豎標(biāo)值為：由和繪制1號梁的橫向影響線，如下圖所示，圖中按公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2004）規(guī)定確定了汽車荷載的最不利位置。于是，1號梁的荷載分布系數(shù)可讀出如下（圖中為100倍）：布3車時(shí)車輛荷載：布3車時(shí)人

16、群荷載：布2車時(shí)車輛荷載：布2車時(shí)人群荷載：2號梁的橫向影響線豎標(biāo)值為： 由和繪制2號梁的橫向影響線，如圖所示，圖中按公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2004）規(guī)定確定了汽車荷載的最不利位置。 于是，2號梁的荷載分布系數(shù)可讀出如下（圖中為100倍）：布3車時(shí)車輛荷載：布3車時(shí)人群荷載：布2車時(shí)車輛荷載：布2車時(shí)人群荷載：3號梁的橫向影響線豎標(biāo)值為： 由和繪制3號梁的橫向影響線，如圖所示，圖中按公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2004）規(guī)定確定了汽車荷載的最不利位置。 于是，3號梁的荷載分布系數(shù)可讀出如下（圖中為100倍）：布3車時(shí)車輛荷載：布3車時(shí)人群荷載：布2車時(shí)車輛荷載：布2車

17、時(shí)人群荷載：橫向分布系數(shù)圖示2、支點(diǎn)的荷載橫向分布系數(shù)當(dāng)荷載位于支點(diǎn)處時(shí)，應(yīng)按杠桿原理法計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)。首先繪制1號梁，2號梁和3號梁的荷載橫向下影響線，如圖所示。在根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2004）規(guī)定，在橫向影響線上確定荷載沿橫向最不利的布置位置。對于車輛荷載，規(guī)定的車輪橫向輪距為1.8m，兩列汽車車輪的橫向最小間距為1.3m，車輪距離人行道緣石最少為0.5m。求出相應(yīng)于荷載位置的影響線豎標(biāo)值后就可得到荷載橫向分布系數(shù)。1號梁在車輛荷載和人群荷載作用下的最不利荷載橫向分布系數(shù)分別為：2號梁在車輛荷載和人群荷載作用下的最不利荷載橫向分布系數(shù)分別為： 3號梁在車輛荷載和

18、人群荷載作用下的最不利荷載橫向分布系數(shù)分別為：3、 內(nèi)力計(jì)算3.1、主梁內(nèi)力計(jì)算1、恒載集度主梁：橫隔梁：對于邊主梁：對于中主梁：橋面鋪裝：欄桿和人行道：作用于邊主梁的全部荷載g為： 作用于中主梁的恒載強(qiáng)度為：3.2、彎矩與剪力計(jì)算計(jì)算邊主梁的彎矩和剪力，計(jì)算圖式如上圖所示，則：各計(jì)算截面的剪力和彎矩值，列于下表內(nèi)。邊主梁荷載內(nèi)力剪力Q(kN)彎矩M(kN*m)X=0Q=1350.2M=0X=Q=337.55M=4906.31X=Q=0M=6547.74中主梁荷載內(nèi)力剪力Q(kN)彎矩M(kN*m)X=0Q=712.68M=0X=Q=356.34M=5197.40X=Q=0M=6905.873

19、號梁荷載內(nèi)力剪力Q(kN)彎矩M(kN*m)X=0Q=712.68M=0X=Q=356.34M=5197.40X=Q=0M=6905.87活載內(nèi)力計(jì)算(1)荷載橫向分布系數(shù)表：荷載橫向分布系數(shù)匯總梁號公路級人群荷載1號跨中0.66940.6348支點(diǎn)0.3701.1742號跨中0.33480.3174支點(diǎn)0.804-0.1743號跨中0.6000.200支點(diǎn)0.6520(2)均布荷載和內(nèi)力影響線的面積計(jì)算汽-II均布荷載（kN/m）人群（kN/m）影響線面積（m 或m）影響線圖示M10.5×0.75=7.8752.5×0.75=1.875=187.8Q7.8751.875=

20、4.845Q7.8751.875=19.38注：10.5KN/m為公路-I級車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值；人群荷載為2.5kN/m。（3）公路II級中集中荷載P的計(jì)算計(jì)算彎矩效應(yīng)時(shí)：P=0.75180+=236.3kN計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)：P=1.2×236.3=283.5kN注：當(dāng)計(jì)算跨徑在5-50m之間時(shí)，P用直線內(nèi)插求得。（4） 計(jì)算沖級系數(shù) 簡支梁橋的基頻： 式中：結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨徑，l=38.76 E混凝土的彈性模量，C50=； 結(jié)構(gòu)跨中截面的慣矩，=0.30572 結(jié)構(gòu)跨中處單位長度的質(zhì)量，因此將以上相應(yīng)之值代入式，可得：根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2004）中第4.3.

21、2條，當(dāng)f<1.5Hz時(shí)，則可得：（5）跨中彎矩M1/2的計(jì)算因雙車道不折減，故=1。代入下式得：S=（1+）×× m q+mPyS= mq表2-5 公路II級產(chǎn)生的彎矩（kN.m）梁 梁號內(nèi)力m1+u彎矩效應(yīng)m× ×(1+)×××1M1/20.6691.057.875187.8236.39.692647.32M1/20.3354.8459.69818.843M1/20.60019.389.691538.68表2-6 人群荷載產(chǎn)生的彎矩（kN.m）梁號內(nèi)力mqy彎矩效應(yīng)m×q×1M1/20.6350

22、.75×2.5=1.875187.8223.62M1/20.317187.8111.63M1/20.200187.870.4按承載能力極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)重力對結(jié)構(gòu)的承載能力不利時(shí)計(jì)算彎矩效應(yīng)組合：=1.2S+1.4S+0.80×1.4S表2-7 跨中彎矩基本組合表（kN.m）梁號內(nèi)力恒載人群汽車1M1/26547.74223.62647.311813.92M1/26905.87111.6818.849558.43M1/26905.8770.41538.710520.1（6）活載跨中剪力Q計(jì)算表2-8 公路二級產(chǎn)生的跨中剪力（kN）梁號內(nèi)力(1)1+(2)(3)(4)(5)(6)

23、(1)(2)(3)(4)+(5)(6)10.6691.057.8754.845283.50.5126.3720.33563.2830.600113.34表2-9 人群荷載產(chǎn)生的跨中剪力（kN）梁號內(nèi)力(1)(2)q (3)(1)(2)(3)10.6354.8451.8755.772-0.1741.5830.21.82（7）支點(diǎn)剪力的計(jì)算計(jì)算支點(diǎn)截面汽車荷載最大剪力 繪制荷載橫向分布系數(shù)沿橋縱向的變化圖形和支點(diǎn)剪力影響線如圖7-4所示： 圖2-4 m沿跨長變化圖在橫行分布系數(shù)變化區(qū)段： m變化區(qū)荷載重心處的內(nèi)力影響線坐標(biāo)為：1號梁： =1×（38.76-×12.88）/38.

24、76=0.889同理得 2號梁： =0.3553號梁： =0.210由 Q=（1+u）×qm+（m- m） Q=（1+u） mPy得：1號梁：Q=1.05×1×7.875×0.669×4.845+（0.37-0.669）× 0.889=12.6 kN Q=1.05×1×0.37×283.5×1.0=110.1 kN則，在公路-II級作用下，1號梁支點(diǎn)的最大剪力為Q= Q+ Q=12.6+110.1=122.7kN同理得：2號梁：Q=1.05×1×7.875×0.33

25、5×19.38+（0.804-0.335）×0.355=13.9 kNQ=1.05×1×0.804×283.5×1.0=239.34 kN Q = Q+ Q=13.9+239.3=253.3kN3號梁：Q=1.05×1×7.875×0.652×19.38+（0.652-0.6）×0.210=110.3 kNQ=1.05×1×0.652×283.5×1.0=194.1 kNQ = Q+ Q=110.3+194.1=304.4kN 計(jì)算支點(diǎn)截面人群荷

26、載最大剪力Q=m×q×+（m-m）q×1號梁： Q=0.635×2.25×9.85+（1.174-0.635）×2.25×0.899=21.1 kN2號梁： Q=0.317×2.25×9.85+（-0.174-0.317）×2.25×0.355=8.57 kN3號梁： Q=0.200×2.25×9.85+（0-0.200）×2.25×0.210=3.82 kN表2-10 剪力效應(yīng)組合表（kN）梁號效應(yīng)恒載人群汽車11350.221.1122.71

27、680.2105.77126.37183.272712.688.57253.31147.9901.5863.2890.333712.683.82304.41214.3101.82113.34160.683.3橫隔梁內(nèi)力計(jì)算 對于具有多根內(nèi)橫梁的橋梁，由于主梁跨中處的橫梁受力最大，橫梁跨中截面受力最不利，故通常只需計(jì)算跨中橫梁的內(nèi)力，其它橫梁可偏安全地仿此設(shè)計(jì)。 下列計(jì)算橫梁在2號和3號主梁之間r-r截面上的彎矩M和靠近1號主梁處截面的剪力Q。1 確定作用在中橫隔梁上的計(jì)算荷載對于跨中橫隔梁的最不利荷載布置如圖7-7所示。 圖2-5 橫隔梁上計(jì)算荷載的計(jì)算圖示縱向一列車輪對于中橫隔梁的計(jì)算荷載為

28、：計(jì)算彎矩時(shí)：P=157.24kN計(jì)算剪力時(shí)：P=183.57kN2 中橫隔梁的內(nèi)力影響線按偏心壓力法計(jì)算1、2號梁的橫向分布系數(shù)影響線豎坐標(biāo)值，M影響線以及剪力影響線由前面已經(jīng)得到1號梁的橫向影響豎標(biāo)值為2號梁和3號梁的橫向影響線豎標(biāo)值為：（1） 繪制彎矩影響線 對于2號和3號主梁之間截面的彎矩影響線可計(jì)算如下P=1作用在1號梁軸上時(shí)：P=1作用在5號梁軸上時(shí)：P=1作用在3號梁軸上時(shí)：有了此三個(gè)豎標(biāo)值和已知影響線折點(diǎn)位置，就可繪出影響線 3截面內(nèi)力計(jì)算將求得的計(jì)算荷載在相應(yīng)的影響線上按最不利荷載位置加載，對于汽車荷載并計(jì)入沖擊影響，則得：彎矩： 剪力： 4橫隔兩內(nèi)力組合鑒于橫隔梁的恒載內(nèi)力甚小，計(jì)算中從略去不計(jì)（1） 按承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合為：（2） 按正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合為：3.4行車道板的計(jì)算(一)計(jì)算模式行車道板按照兩端固定中間鉸接的板來