桥梁工程课程设计任务书
1.设计资料
1.1 主梁细部尺寸
单片主梁的梁宽为2.02m，其细部尺寸如图所示。 1.2 桥梁净空
—净9+2×1.00m 1.3 主梁跨径和全长
标准跨径=30.00m；计算跨径l=29.14m；预制全长=29.96m 1.4 上部结构主梁布置图
图1 主梁一般构造图
1
图2 上部结构横断面构造图
图3 主上部结构纵断面构造图
1.5 设计荷载
公路—Ⅰ级，人群荷载3.0 1.6 材料
主梁：混凝土强度等级C45，容重26；桥梁铺装为C30混凝土垫层厚7.0 ～16cm，容重24，沥青混凝土厚3cm，容重24 1.7 设计方法
杠杆原理法、偏心压力法、极限状态法
2
1.8 设计依据
《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004） 《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2002）
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范》（JTG D62-2004）
2.设计内容
2.1 桥面板内力计算
计算T梁翼板所构成的铰接悬臂板的设计内力 2.2 主梁内力计算
2.2.1 计算各主梁的荷载横向分布系数。
2.2.2 计算主梁在荷载作用下跨中截面的弯矩、支点和跨中截面的剪力。 2.2.3 进行主梁内力组合，并画出主梁弯矩包络图和剪力包络图。 2.3 横梁内力计算 2.4 挠度、预拱度计算
计算主梁跨中的挠度，并考虑是否需要设置预拱度 2.5 图纸绘制（利用AutoCAD软件绘制3张A4图纸）
(1) 桥梁总体布置图：绘出平、纵、横三视图。（已知6垮简支梁桥连续，采用柱式桥墩、重力式U形桥台，各垮主梁横断面和纵断面布置图如图所示，桥墩、桥台和基础尺寸自拟） (2) 主梁一般构造图：主梁各部分的构造
3.设计计算
3.1各种参数计算 3.1.1 主梁自重
主梁截面面积：S=0.6935
主梁重力集度：g=S×γ=0.6935×26=18.031kN/m
3.1.2 横隔梁
横隔梁截面面积：S=1.3468 体积：V=Sh=0.15×1.3073=0.2020 重量： 总重量：
3
3.1.3 栏杆与人行道
面积： 重量：
3.1.4
主梁翼缘板平均厚度
3.1.5 桥面三角垫层面积与平均厚度
3.1.6 面层沥青平均重度
3.2桥面板内力计算 3.2.1单悬臂板内力计算 1）恒载计算
2）活载计算
3）内力组合
3.2.2铰接悬臂板内力计算 1）恒载计算
A、每延米恒载g
图4.悬臂板内力计算图 4
沥青： ： 混凝土垫层 ： 翼缘板自重
所以：
g=++0.72+2.76+4.16=7.KN/mB、每米 宽板的恒载内力
2）车辆荷载计算
《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004） 图5.铰接悬臂板内力计算图可知后轮着地：=0.2m；=0.6m； A、 单个车轮作用时有：
b=+2h=0.6+2×（0.115+0.03）=0.m a=+2h+2=0.2+2×0.145+2×1.01=2.51m 作用在每米宽板条上的弯矩为： =KN·m
作用在每米宽板条上的剪力为： =KN
注：《公路桥涵设计通用规范》规定在设计T梁悬臂板时冲击系数取0.3。 B、 两个车轮同时作用时有：
b=+2h=0.6+2×（0.115+0.03）=0.m a=+2h+d+2=0.2+2×0.145+1.4+2×1.01=3.91m 作用在每米宽板条上的弯矩为： =KN·m
作用在每米宽板条上的剪力为： =KN
经计算分析，当两个后轮同时作用在铰接悬臂板上时活载内力最大。
5
3）内力组合 = =
3.3主梁内力计算 3.3.1结构重力集度
分别考虑预制自重和桥面铺装、人行道栏杆重力集度。
1） 按跨中截面计算预制梁每延米重力集度：=
2） 横隔梁、桥面铺装、栏杆、人行道等分摊给5片梁的荷载集度：
=
3.3.2结构自重产生的内力
跨中弯矩： 支点剪力：== 3.3.3冲击系数计算 1）简支梁基频：
经计算得=0.261655637997，G==31.5498×N/m，查表得E=3.35 MPa，代入其他相关数据，从而计算出 =3.0524
且1.5HZf=3.052414HZ 2）1+μ=1+0.17670.01571.18HZ
3.3.4各主梁的跨中荷载横向分布系数计算： 本桥的宽跨比为：
B/L=9/29.14=0.300.5 属于窄桥
桥的横向连接刚度比较大，跨中处按偏心压力法计算，其中：
n=5
==48.4
A、 第一片梁的影响线竖标值
6
B、 第二片梁的影响线竖标值
C、 第三片梁的影响线竖标值
从而绘制出1、2、3、4、5号梁的横向影响线如图所示，按横向最不利布置车轮荷载得出1、2、3、4、5号梁跨中位置处汽车、人群荷载作用下的横向分布系数如下：
A、第一片梁的跨中横向分布系数
B、第二片梁的跨中横向分布系数
C、第三片梁的跨中横向分布系数
7
图6.偏心压力法计算荷载横向分布系数简图
3.3.5支点的荷载横向分布系数计算（注：采用杠杆原理法进行计算，见图）
A、 第一片梁的支点横向分布系数 ，
B、 第二片梁的支点横向分布系数 ，
C、 第三片梁的支点横向分布系数 ，
8
图7.杠杆原理法计算荷载横向分布系数简图
表1.横向分布系数汇总表
荷载类别 车辆荷载 人群荷载 3.3.6计算汽车、人群荷载内力
通过以上计算分析可知，第一片梁的横向分布系数最大，说明第一片梁在按最不利荷载情况下，
9
1号梁 0.6 2号梁 3号梁 0.7955 0.4091 0.5908 0.7954 0.6 0.6545 1.2727 0.4273 0 0.4 0
最危险。又因各片主梁的特性一致，所以只需对第一片梁进行弯矩、剪力计算。
在内力计算时，对于横向分布系数得取值做以下考虑：计算弯矩时，均采用全跨统一的荷载横向分布系数；求支点截面剪力时，由于主要荷载集中在支点附近而应考虑支承条件的影响，考虑横向分布系数沿桥垮的变化影响
公路—Ⅰ级，10.5
1) 跨中弯矩
2） 支点剪力 ,
因，则
由=0，得：x=6.948ma=4.85m，取a=4.85m =0.9445
3.3.8内力组合
1） 弯矩组合
2） 剪力组合
3.3.7主梁弯矩与剪力包络图
主梁跨中的最大弯矩见前述内容，要绘制主梁弯矩包络图和剪力包络图，还需要计算主梁1/4跨处的最大弯矩、剪力和主梁跨中剪力等。
10
1） 跨中剪力计算（最不利位置在荷载只满布半跨结构上）
内力组合：
2）1/4跨弯矩计算 A、恒载弯矩计算：
B、 活载弯矩计算：
内力组合：
3）1/4跨处剪力计算 A、恒载剪力计算：
B、活载剪力计算：
内力组合：
简支梁弯矩包络图和剪力包络图
11
，
支点： M=0 V
1/4跨： V
跨中： V
图8.弯矩包络图和剪力包络图
3.4横隔梁内力计算
12
横隔梁自重较小，此处不计算，仅计算活载作用下横隔梁的内力。 计算过程如图所示，则有：
弯矩的影响线竖标1.8699 剪力的影响线竖标1.355
横隔梁跨中荷载布置图如图所示，则有：
13
则横隔梁最大剪力和弯矩：
14
3.5挠度、预拱度计算
主梁结构自重最大弯矩为3348.7688KN·m，汽车作用最大弯矩（不计算冲击）为1877.5413KN·m,人群作用最大弯矩为208.4107KN·m
《公桥规》规定：验算主梁变形时，不计入结构自重的长期挠度，汽车不计冲击。则由可变荷
载频遇值产生的跨中长期挠度为：
C50混凝土，取按全预应力混凝土，取B=0.95EI。
《公桥规》规定：荷载短期效应组合并考虑荷载长期效应影响，产生的长期挠度超过计算跨径
1/1600时，应设置预拱度。
预拱度值等于结构自重和1/2可变荷载频遇值所产生的长期挠度
4.参考资料
（1） 沈蒲生主编.混凝土结构设计原理.北京：高等教育出版社，2005 （2） 王丽荣主编.桥梁工程.北京：中国建材工业出版社，2005
（3） 公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）北京：中华人民共和国交通部，2004 （4） 公路钢筋混凝土与预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）北京：中华人民共和国
交通部，2004
15
16
5.致谢
本课题在选题及进行过程中得到老师的悉心指导。行文过程中，周老师多次帮助我分析思路，开拓视角，在我遇到困难想放弃的时候给予我最大的支持和鼓励。
在此，谨向老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。
17
