简支梁桥设计.docx

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1、XXX简支梁桥设计第一部分设计资料一、课题与设计资料（一）、设计资料设计名称：XXX简支梁桥地理位置及其用途：此设计所做桥梁位于XXX。此桥的建立完全的解决了两岸群众滑索道的跨河方式，为人们的生活，尤其是青少年上学提供了安全保障。桥面净空：净-7+2X0.75m设计荷载：公路一级，人群3.OKN/R每侧栏杆及人行道的重量按4.5KN/m计主梁跨径和全长：标准跨径40m,主梁宽1.8m,计算跨径39.96m地理位置图如下：（二）、设计任务与资料1 .主梁尺寸拟定2 .桥梁总体布置图，主梁纵、横截面布置图（CAD出图）3 .桥面构造横截面图（CAD出图）4 .荷载横向分布系数计算书5 .主梁内力计

2、算书6 .行车道板内力计算书7 .横隔梁内力计算书第二部分设计计算内容车型总重(KN)前轴重(KN)后轴重(KN)后轴数后轴轮轴数辆/日解放CA-10B80.2520.2560.01双960黄河JN-150150.6049102.61双589日野KB-211147.5547.551001双458东风EQ-14090.020.769.31双1090黄河JN362190.0631271双81跃进23048.515.233.31双410一、桥面布国装的确定：日交通量组成1、轴载分析：我国路面设计以双轮轴单载100KN为标轴载。当验算半刚性基层层底拉应力时，各级轴载换算采用下式计算：N=3c；Cz2n

3、i其中：N标准轴载的当量次数，次/日；ni被换算车辆的各级轴载作用次数，次/日；P标准轴载，KN；Pi被换算车辆的各级轴载，KN；Cz1轴数系数，当轴间距小于3m时，按双轴或多轴计算，轴数系数J=I+2(m-1),m为轴数;Cz2轮轴系数，单轮轴位18.5,双轮轴为1,四轮轴为0.09；K被换算车辆的类型。计算内容如下表:车型九(KN)CzC?（次/日）CGN/(冗/P)8次/日解放CA-10B前轴20.25后轴601196016.12黄河JN-150前轴49后轴101.61901589668.75日野KB-211前轴47.55后轴10011458458东风EQ-140前轴20.7后轴69.3

4、11109057.98黄河JN362前轴63118.58137.19后轴1271181548.17跃进230前轴15.2后轴33.3合计i=N1Cz1.C2n1.()4351786.21一级沥青公路的设计年限15年，双向车道的车道系数0.60.7,取0.65,则设计当量轴次为：=10649134.79次2、由下表可知铺装层确定:面层类型的选择公路等级路面等级面层类型设计年限（年）设计年限内累计标准（轴次/车道）高速公路一级公路高级路面沥青混凝土15400W4二级公路高级路面沥青混凝土12200104400104次高级路面热拌沥青碎石、沥青贯入式10100104200104三级公路次高级路面乳化

5、沥青碎石、沥青表面处治810104100104四级公路中级路面水结碎石、混结碎石、级配碎（砾）石、半整齐石块路面510104低级路面粒料改善土5路面设计使用年限内一个车道上累计标准轴次1065X104次左右，面层宜选择沥青混凝土，又由于该路面等级高所承受荷载重，因此采用三层式结构铺设，即表层30mm细粒式沥青混凝土，中层40mm中粒式沥青混凝土，下层50mm粗粒式沥青碎石。故桥面铺装厚120mm,C40混凝土垫层取90mm0二、主梁设计及计算（一）、结构尺寸拟定1、主梁尺寸：根据公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004）,梁的高跨比经济范围在1/11到1/16之间，比设计中标准跨径40m,

6、拟定采用的梁高2.50m,翼板宽1.8m,腹板宽0.18mo2、主梁间距和主梁片数：桥面净空为净-7+2X0.75m人行道，采用5片T形主梁，主梁间距1.070m。横断面图（Cm/，99599599599513996纵断面（cm）（二）、行车道板计算计算如图所示T形梁翼板，荷载为公路一级，桥面铺装12Cn1的沥青混凝土和9cm厚的C40混凝土垫层较接悬臂行车道板(尺寸单位：cm)1、恒载及内力1)每延米板上的恒载g沥青混凝土面层g=O.07X1.OX23=1.61(KNm)沥青混凝土碎石面层g2=0.05X1,0X22=1.1(KNm)混凝土垫层g3=0.091.OX24=2.16(KNm)T

7、型梁翼板自重g4=(0.14+0.21)21.OX25=4.375(KNm)合计g-gg2+g3+g4=9.245(KNm)2）每延米宽板条的恒载内力弯矩MSg=(-1/2)gIO2=(-1/2)X9.245X0.8912=-3.670(KNm)剪力Qsg=gIo=9.2450.891=8.237(KN)2、公路一级车辆荷载产生的内力将公路-I级车辆荷载的两个轴重140KN的后轮(轴间距1.4m)沿桥梁纵向作用于绞缝轴线上为最不利荷载。由公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004)查得重车后轮着地长度a2=。.2m,着地宽度b2R.6m,车轮在板上的布置及压力分布图形如下图所示，铺装总厚度H

8、=O.12+0.1=0.21(m),则aFa2+2H=0.2+2X0.21=0.62(m)；b1=b2+2H=1.02(m)荷载对悬臂板根部的有效分布宽度为：a=a1+d+21o=O.62+1.4+2X0.891=3.802(m)作用于每米宽板条上的弯矩为(其中1+取1.3)：又义轮：Msp=-(1+吟(得=-1.3(280/15.208)(0.891一半)MSP=-15.223(KNm)单轮：Msp=-+)(1oy)=-1.3(140/15.208)(0.891-亨Msp=-7.612(KNm)作用于每米宽板条上的剪力为：7PQsp=(1+)-=1.3(280/15.208)=23.935(

9、KNm)4a3、内力组合按承载能力基本状态下作用基本组合弯矩和剪力的设计值分别为：M=1.2Msg+1.4Msp=1.2(-3.670)+1.4(75.223)=-25.716(KNm)Q=1.2Qsg+1.4Qsp=1.28.237+1.423.935=43.393（KN）所以，行车道板的设计内力为：M=-25.716KNm,Q=43.393KN4、配筋I类环境，取ro=1.O,C4O混凝土:fcd=18.4MPa,ftd=1.65MPa,b=0.56,HRB=280MPa求混凝土相对受压区高度X,h二90mm,净保护层厚度20mm,取8HRB335钢筋，有效高度h0=h-as=90-24二

10、66mm受压区高度XWbh0=36.96mm取x=35mm求钢筋面积As,fsdAs=fcdbxAs=161OOmm2配筋，取8钢筋，按间距130mm配置，每米板宽配筋为ASn6900mm2161OOmm2（三）、主梁内力计算一）、主梁荷载横向分布系数1、跨中荷载横向分布系数计算主梁的抗弯及抗扭惯性矩IX和ITX（G-M法）求主梁截面的中心位置（下图单位：cm）ax：平均板厚：hi=i(14+21)=17.5(cm)_(1801801818)x17.55x(17.5/2)+250250x1818x(250/2)(180180-1818)17.552502501818Ix=(180-18)17.

11、53+(180-18)17.5(80.07-5)2+182503+18250(O.5250-80.07)2=72351.5625+14420347.7+23437500+9084172.05二47.01106(cm4)=47.0110-2(m4)T形截面抗扭惯性矩近似等于各个矩形极面的抗扭惯性矩之和，即：=2J1Cibiti；由公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004)查得CkO.333,C2=0.333。ITx=O.33318017.53+0.333X(250-17.5)X1831x=321240.9375+451528.02=7.73105(cm4)=7.73X10-3(m4)则单位抗

12、弯及抗扭惯性矩Jx=Ixb=47.01X107180=26.12104(cm7cm)Jtx=Ib=7.73X107180=4.29103(cm4cm)横隔梁抗弯及抗扭惯性矩翼板有效宽度入（如下图）：横隔梁长度取两边主梁的轴线间距，即I=4b=4X180=720(cm),c(995-16)=489.5(cm)2hz=180(cm),b-16(cm),c/1=0.680由规范查得入cR.212,所以入=0.212c=103.774(cm)求横隔梁截面重心位置2h1(y)+h1b1(h12)2h1+h!b1ay=44.68(cm)31780.7875+2592003632.125+2880横隔梁的抗

13、弯和抗扭惯性矩Iy和1Ty：1y=2h3+2入h(a-y)2+zhz3+bV(h2-ay)2Iy=-X103.774X17.53+2X102.77517.5(44.68-)2+-161803y6212+16180(90-44.68)2Iy=18.47106(cm4)=0.185(m4)1y=Cb1t3+c2b2t23,tb1=17.5/995=0.0180.1b/t1.01.51.752.02.53.04.06.08.010.0OOC0.1410.1960.2140.2290.2490.2630.2810.2990.3070.3130.233由上表：得5:1/3,但由于连续桥面板的单宽抗扭惯性矩只有独立宽扃板的一半,故取C=16,t2b2=16(180-17.5)=0.098,故取c2=13,所以，Iy=(1/6)99517.53+(1/3)(180-17.5)163ITy=1.11106(cm4)=1.1110-2(m4)单位抗弯惯性矩及抗扭惯