桥梁课程设计上部结构.doc

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1、第Ⅰ部分16m预应力混凝土空心板桥上部结构计算一.设计资料标准跨径：16.00m计算跨径：15.40m桥面净空：净10.0m+2×0.5m设计荷载：汽—超20；挂—120材料：预应力钢筋：Φj15mm钢绞线非预应力钢筋：Ⅰ、Ⅱ级钢筋；混凝土：空心板为C40号，铰缝采用C40SCM灌浆料以加强铰缝;桥面铺装为10cm～17.5cm～10cmC40防水砼（S6）+防水层+4.5cm中粒式沥青砼+3细粒式沥青砼;栏杆采用C25号混凝土。二.构造形式与尺寸该桥桥面净空为“净10.0+2×0.5m”，横断面设计如图

2、1-1。全桥4块边板，12块中板，每块板宽1.25m，板厚75cm，采用后张法预应力，板块断面及构造尺寸见图1-2。图1-1三.毛截面几何特性计算(见图1-2)(一)毛截面面积A=124×76-×（）=6596.567cm图1-2(二)毛截面对重心的惯矩空心的半个面积：A'=R=××（）=1413.7cm那么它的重心y：y====12.7cm毛截面的惯矩：Ih=－4=-=3.9×106cm4四.内力计算(一)永久荷载(恒载)作用下1.桥面系栏杆：C25混凝土参照其他桥梁单侧取6.25KN/m桥面铺装:栏杆

3、的重量是在各板铰接形成整体后加在桥梁二侧的，精确地说由于桥梁横向的弯曲变形各板分配到的由栏杆荷载是不同的，可按横向分布系数计算各板分担的大小，这里按各板平均分担来计算。10cm沥青表面处治：C400.08×10×25=20KN/m4cm中粒式沥青混凝土：0.04×10×23=9.2KN/m3cm细粒式沥青混凝土：0.03×10×23=6.9KN/m将以上重力平均分给8块板，得：g1=(6.25×2+20+9.2+6.9)/8=6.075KN/m2.行车道板：g2=A×r=6520.57×10-4×25=1

4、6.5KN/m恒载总重力：g=g1+g2=6.075+16.5=22.575KN/m恒载内力计算见表1-1恒载内力计算表1-1荷载g(KN/m)L(m)M(KN.m)Q(KN)跨中1/4点Q支Q1/4点单块板重16.515.4489.143366.857127.0563.525全部荷载22.57515.4669.236501.927173.8386.92桥设的基本构造与参数：标准跨径：16.00m计算跨径：15.40m桥面净空：净10.0m+2×0.5m①若布2列车（折减系数=1）②若布3列车（折减系数=

5、0.78）结果布①②方案均可关于板：中板宽=1.24m高=76cm孔直径=60cm计算边板的宽度=［1000-124×6-1×7］=124.5mm(二)基本可变荷载(活载)作用下1.荷载横向分布系数跨中和四分点的横向分布系数按铰接板法计算；支点按杠杆法计算横向分布系数；支点到四分店之间按直线内插求得。(1)跨中和四分点的荷载横向分布系数：刚度参数r=()2=5.8×()2式中I=Ih=3.9×106cm4；b=124cmL=15.4×100cmIT——板截面的抗扭刚度，这里将图1-2简化成图1-3，按单箱

6、计算IT。图1-3IT===5.745×106cm4代入上式得刚度参数r=0.0295在各板的荷载横向分布系数计算如下：mq=1#板：mq=0.3412#板：mq=0.3263#板：mq=0.3114#板：mq=0.305(2)支点的荷载横向分布系数公路I级图1-4按照杠杆法计算，得到如上图1-4示，支点荷载横向分布系数如下：m汽=×1.00=0.500(3)支点到四分点的荷载分布系数按照直线内插进行，见下表：荷载分布系数表1—2荷载跨中到四分点支点公路—Ι级0．3410.5002.汽车荷载内力计算（按2

7、004规范）(1)弯矩、减力计算公路Ι级的弯矩、减力：S=(1+µ)式中：1+µ——冲击系数为1.306C40混凝土E取3.25G=16.5=1.682==6.17Hz——汽车荷载横向折减系数——汽车的跨中横向分布系数——汽车车道荷载中，每延米均布荷载标准值——影响线面积——沿桥跨纵向与集中荷载位置对应的横向分布系数——车道荷载中的集中荷载标准值——沿桥跨纵向与荷载位置对应的内力影响线坐标值均布荷载和内力影响线面积计算表1—3类型截面公路—Ι级均布荷载（KN/m）影响线面积（m2或m）M10．5Ω=Q10

8、．5Ω==1.925M10．5Ω==22.25Q10．5Ω=11.5=4.31310．5Ω==7.7截面荷载类型M公路I级10.5221.61.3060.34129.654518.58Y=3.85Q公路I级10.5265.921.3060.3411.92568.35Y=0.5M公路I级10.5221.61.3060.34122.25389.26Y=2.89Q公路I级10.5265.921.3060.3414.313108.99