桥梁结构设计指导书.doc

a 桥梁工程课程设计指导书
结构设计应包括上部结构设计和下部结构设计两大部分。上部结构设计的主要内容有,截面尺寸的拟定,内力计算(包括恒载内力、活载内力和附加内力的计算,内力组合,内力包络图的绘制),配筋设计,施工阶段和使用阶段的应力验算,最终承载能力极限状态强度验算,刚度验算,有的桥型如拱桥的主拱圈,斜拉桥的主塔等还需进行稳定性验算。下部结构设计的主要内容有:桥墩、桥台及其基础的设计计算。
课程设计的过程也是学生熟悉和应用设计规范的过程,在此阶段要求学会遵循《公路桥涵设计规范》进行桥梁设计。
一、上部结构设计
(一)截面尺寸的拟定
在方案阶段只是初步选定了截面的形式和轮廓尺寸(如梁高,翼缘宽度等),其余的细部尺寸(如箱梁的顶板厚度、底板厚度、腹板厚度、加腋尺寸等)尚未最后决定。细部尺寸的确定可参考已建成的相同桥型,相近跨径、桥宽、荷载标准的桥梁的截面尺寸;可根据方案的具体情况进行设计。设计时要考虑以下几方面因素:
1、受力
如:在梁式体系中截面主要受弯,其上下缘承受拉、压力而腹板承受剪力。因此顶板和底板的厚度应由拉、压应力控制,腹板厚度由剪应力控制。
T梁的翼缘板和箱梁的顶板除了作为主梁的一部分承受纵向弯矩外,还起桥面板的作用,承受横向弯矩,这部分尺寸必需先定下来,以免到最后加大返工工作量。因此,在梁式体系中计算内容的第一部分就是桥面板的计算。
2、构造
有时截面尺寸不是受力控制而是构造控制。
如钢筋混凝土梁的受拉区,混凝土不受力,仅起保护钢筋的作用,此时构件的尺寸在混凝土满足规范要求的保护层厚度的前提下尽量取小值,以减小构件自重;预应力混凝土简支T梁或箱梁的顶、底板,腹板厚度除了应满足受力要求外还应考虑预应力管道的布置要求,采用什么预应力体系,管道外径尺寸多大,如果需要多排或多列布置则考虑排、列间距后再加上外面普通钢筋和混凝土保护层即为构造要求的板厚,在预应力筋锚固截面还需考虑锚垫板的尺寸大小及锚头所占的最小尺寸。
装配式钢筋混凝土T形梁标准图设计基本尺寸:
下表1列出了装配式钢筋混凝土T形梁标准设计图(JT/GQS 025——84)的基本尺寸。
钢筋混凝土T形梁标准设计尺寸表1
标准
跨径
(m)
计算
跨径
(cm)
梁全长
L
(cm)
梁高
H
(cm)
高跨比
肋厚(cm)
翼缘厚(cm)
横隔
板数
(片)
吊重(t)
跨中
梁端
根部
边缘
中梁
边梁
10
950
996
90
1/11
3
13
1250
1296
110
1/12
3
16
1550
1596
130
1/
5
20
1950
1996
150
1/
5
示意图
表2列出了装配式预应力混凝土T形的标准图(JT/GQS 024—83)和非标准图的结构基本尺寸。
装配式预应力混凝土T形梁基本尺寸表2
类
别
标准
跨径
(m)
梁高
(cm)
高跨比
肋厚
(cm)
上翼板(cm)
马蹄
横隔
板数
吊重(t)
预制宽
全宽
根部厚
边缘厚
全宽
全高
中梁
边梁
标
准
图
25
175
1/
16
6
30
200
1/15
16