拱橋畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、 摘 要本橋位于滬蓉國(guó)道主干線(xiàn)湖北省宜昌至恩施段k29+245處，跨越佑溪，溝寬約110m。河道與路線(xiàn)正交，河床穩(wěn)定，河道順直，平時(shí)溝內(nèi)水量較少，溝底較深，比降較大，泄洪順暢。設(shè)計(jì)主要分為橋型方案比較和推薦方案設(shè)計(jì)，橋型方案中擬定了三個(gè)比選方案，方案一為混凝土簡(jiǎn)支梁橋，方案二為預(yù)應(yīng)力混凝土箱形連續(xù)梁橋。方案三為上承式混凝土箱形拱橋。通過(guò)方案比選，最終選用方案三：上承式混凝土箱形拱橋，跨徑組成為凈跨徑64m拱跨和兩邊各一跨8m簡(jiǎn)支板引橋跨。橋梁全長(zhǎng)89.28m，橋面凈空為外側(cè)0.5m鋼筋混凝土防撞護(hù)欄橋面寬凈11.0m 0.75m波形鋼板防撞護(hù)欄，橋面橫坡2%。本橋上部為空腹式，下部為重力式實(shí)體

2、橋臺(tái)，引橋采用輕型橋臺(tái)和柱式橋墩。結(jié)構(gòu)計(jì)算主要針對(duì)上部結(jié)構(gòu)蓋梁、立柱、拱箱，下部結(jié)構(gòu)橋臺(tái)進(jìn)行了細(xì)部尺寸擬定、內(nèi)力計(jì)算、配筋計(jì)算、截面驗(yàn)算。橋梁下部結(jié)構(gòu)為重力式墩，基礎(chǔ)采用剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)。本設(shè)計(jì)僅對(duì)1號(hào)橋墩進(jìn)行了強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗(yàn)算。關(guān)鍵詞：拱軸系數(shù)；箱形拱肋；主拱圈內(nèi)力組合；截面強(qiáng)度； 剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)。 abstractaccording to the graduation project task paper of the bridge engineering graduates,this bridge is located in section k249+245 of the hurong nat

3、ional highway in hubei from yichang to enshi,which crossing the creek youxi.the riverway is orthogonal with the road and is very deep with little river water at ordinary times. bottom of trench is more depth with much gradient, and flood discharge smoothly. the design maily focus on the comparison b

4、etween the project style of the bridge and the design of the recommended style. there are three alternatives on the bridge style,the fist one is a concrete simple beam bridge,the second is a prestressed concrete continuous girder bridge box,and the third one is a open spandrel top-bear arch bridge.

5、through comparing the three projects,and the third one is the best.the bridge has a net span across 64m arch and an 8m simply supported slab by every side.the bridge is 89.28m at length,with a 0.5m reinforced concrete impact-proof guard railing by the outboard, a net width 11m and a 0.75m waveform i

6、mpact-proof guardrail and a 2% deck transverse slope.the upper of the bridge is empty arch and the below is gravity type abutment entities.the approach bridge has a light the abutment and pillar type pier.the structural calculation are mainly aimed at the detail sizes,internal forces,reinforcement a

7、nd cross section area on the upper capping beam structure,upright column,arch box and the below structure of the bridge abutment.this bridge adopts the gravity type pier and rigid expanding structure in lower foundation. in this article, take the strength and stability of the number 1 bridge -pier a

8、s an example.key words: arch axis coefficient;arch rib; internal force; internal force combination; rigidity of section; rigid expanding foundation目 錄摘 要iabstractii第一章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案11.1 設(shè)計(jì)資料11.1.1 橋梁名稱(chēng)11.1.2 基本資料11.1.3 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)21.2 方案比選21.2.1 方案一：簡(jiǎn)支梁橋21.2.2 方案二：等截面小箱形連續(xù)梁橋31.2.3 方案三：鋼筋混凝土箱形拱橋41.3 方案選擇5第二章 推薦方案橋

9、梁上部結(jié)構(gòu)尺寸擬定62.1 方案簡(jiǎn)介及上部結(jié)構(gòu)尺寸擬定62.1.1 拱肋62.1.2 蓋梁與腹孔墩62.1.3 橫隔板62.1.4 橋面板及橋面鋪裝62.1.5 排水設(shè)施62.2 主要材料62.3 橋梁設(shè)計(jì)荷載7第三章 蓋梁計(jì)算83.1 上部結(jié)構(gòu)恒載計(jì)算83.1.1 橋面鋪裝及空心板計(jì)算83.1.2 恒載內(nèi)力計(jì)算113.2 活載計(jì)算153.2.1 活載橫向分布系數(shù)計(jì)算153.2.2 按順橋向可變荷載移動(dòng)情況求支座反力203.2.3 可變荷載橫向分布后各梁支點(diǎn)反力213.2.4 各梁恒載、可變荷載反力組合243.2.5 三柱式反力gi計(jì)算263.3 內(nèi)力計(jì)算273.3.1 各截面的彎矩273.3

10、.2 相當(dāng)于最大彎矩時(shí)的剪力283.3.3 相當(dāng)于最大彎矩時(shí)的剪力組合293.3.4 蓋梁內(nèi)力匯總303.4 截面配筋設(shè)計(jì)與承載能力校核313.4.1 正截面抗彎承載能力驗(yàn)算313.4.2 腹筋及箍筋設(shè)計(jì)333.4.3 斜截面抗剪承載能力驗(yàn)算353.4.4 全梁承載能力校核373.4.5 裂縫驗(yàn)算383.4.6 撓度驗(yàn)算38第四章 腹孔墩立柱計(jì)算394.1 恒荷載計(jì)算394.2 活荷載計(jì)算394.2.1 汽車(chē)荷載計(jì)算394.2.2 風(fēng)荷載計(jì)算404.3 荷載組合414.3.1 最大、最小垂直反力424.3.2 最大彎矩424.4 截面配筋計(jì)算及應(yīng)力驗(yàn)算434.4.1 作用于墩柱頂?shù)耐饬?34.

11、4.2 作用于墩柱底的外力434.4.3 截面配筋計(jì)算43第五章 主拱圈內(nèi)力計(jì)算465.1 主拱截面尺寸的確定465.1.1 主拱尺寸和材料465.1.2 主拱截面尺寸擬定465.2 拱軸系數(shù)的確定475.2.1 主拱圈截面特性計(jì)算475.2.2 主拱圈立面布置中的計(jì)算475.3 主拱圈截面內(nèi)力計(jì)算495.3.1 按無(wú)矩法計(jì)算不計(jì)彈性壓縮恒載水平推力495.3.2 拱圈彈性中心及彈性壓縮系數(shù)495.3.3 彈性壓縮引起的恒載內(nèi)力505.3.4 壓力線(xiàn)偏離拱軸線(xiàn)引起的內(nèi)力505.3.5 恒載內(nèi)力565.3.6 活載內(nèi)力565.3.7 不計(jì)彈性壓縮的活載內(nèi)力575.3.8 計(jì)入彈性壓縮的活載內(nèi)力5

12、75.3.9 溫度變化引起的內(nèi)力625.3.10 混凝土收縮內(nèi)力635.4 荷載組合655.4.1 計(jì)入荷載安全系數(shù)的荷載效應(yīng)655.4.2 荷載組合685.5 主拱圈強(qiáng)度驗(yàn)算685.5.1 拱圈強(qiáng)度驗(yàn)算685.5.2 拱圈截面合力偏心距驗(yàn)算695.5.3 拱腳截面直接抗剪驗(yàn)算695.5.4 拱的整體“強(qiáng)度穩(wěn)定性”驗(yàn)算725.5.5 橫向穩(wěn)定性驗(yàn)算73第六章 橋墩及基礎(chǔ)計(jì)算746.1 橋臺(tái)尺寸擬定746.2 荷載計(jì)算756.2.1 橋墩以上恒荷載計(jì)算756.2.2 活載內(nèi)力計(jì)算796.2.3 內(nèi)力組合806.3 正截面強(qiáng)度驗(yàn)算856.3.1 墩身截面受壓承載能力驗(yàn)算驗(yàn)算856.3.2 墩身截面

13、合力偏心矩驗(yàn)算866.4 基底應(yīng)力及偏心距驗(yàn)算866.4.1 地基承載能力驗(yàn)算866.4.2 基底偏心距驗(yàn)算886.5 墩臺(tái)穩(wěn)定性驗(yàn)算886.5.1 抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算886.5.2 抗滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算89第七章 施工方案917.1 施工準(zhǔn)備917.2 施工方法917.3 設(shè)備組成部分917.4 主要機(jī)具917.4.1 主要機(jī)械名稱(chēng)917.4.2 主要機(jī)具介紹917.5 施工步驟927.5.1 橋位放樣927.5.2 基礎(chǔ)施工927.5.3 墩臺(tái)施工927.5.4 主拱圈施工927.6 拱上建筑施工947.6.1 墩柱蓋梁947.6.2 橋面系工程94參考文獻(xiàn)95致謝104 第一章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案1

14、.1 設(shè)計(jì)資料1.1.1 橋梁名稱(chēng)滬蓉高速公路佑溪橋。1.1.2 基本資料1 橋位概況本橋位于滬蓉國(guó)道主干線(xiàn)湖北省宜昌至恩施段k29+240處，跨越佑溪。河道與路線(xiàn)正交，河床穩(wěn)定，河道順直，平時(shí)溝內(nèi)水量較少，溝底較深，比降較大，泄洪順暢，設(shè)計(jì)水位：210.17m，一般沖刷線(xiàn)：203.08m；本橋線(xiàn)性為直線(xiàn)，與流水方向正交；橋址斷面、地質(zhì)情況及路線(xiàn)縱斷面資料見(jiàn)附圖；橋面橫坡采用2% 。2 橋址斷面資料：橋址斷面特征點(diǎn)樁號(hào)及地面高程見(jiàn)表1.1。表1.1 橋址斷面特征點(diǎn)樁號(hào)及地面高程路線(xiàn)樁號(hào)地面標(biāo)高路線(xiàn)樁號(hào)地面標(biāo)高k29+190243.96k29+245.00207.88+196.00237.92+

15、258.50208.26+200.00235.19+261.50211.46+214.50220.63+272.00220.46+225.00211.06+287.00235.51+231.50205.99+288.50236.95+231.50207.25300.00244.613 地質(zhì)資料：橋位處地質(zhì)鉆探資料見(jiàn)表1.2。表1.2 地質(zhì)鉆探資料鉆孔編號(hào)位置分層編號(hào)巖性名稱(chēng)厚度（m）重度kn/m3承載力kpa1k29+1951強(qiáng)風(fēng)化白云巖0-8.4208002弱風(fēng)化炭質(zhì)白云巖8.4-22.328.720002k29+2361圓礫0-2.93194002弱風(fēng)化炭質(zhì)白云巖2.93-6.2328.7

16、8003k29+2501含碎石亞粘土0-1.76191202強(qiáng)風(fēng)化白云巖1.76-4.5628.77004 水文資料：設(shè)計(jì)水位：210.17m；一般沖刷線(xiàn)：203.08m。5 橋面橫坡：采用2%。1.1.3 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)1 公路等級(jí)：高速公路；2 橋面凈空：橫向布置采用分離式斷面；半幅：外側(cè)0.5m鋼筋混凝土防撞護(hù)欄凈11.0m 內(nèi)側(cè)0.75m波形鋼板防撞護(hù)欄；左側(cè)邊緣距路線(xiàn)中心線(xiàn)0.5m；3 設(shè)計(jì)荷載：汽車(chē)荷載：公路i級(jí)；4 設(shè)計(jì)洪水頻率：1/100；5 通航要求：無(wú)；6 抗震烈度：7度。1.2 方案比選1.2.1 方案一：簡(jiǎn)支梁橋1 孔徑布置：330，橋梁全長(zhǎng)90m，其橋型布置見(jiàn)圖1.1。2

17、上部結(jié)構(gòu)構(gòu)造（1）外側(cè)0.5m鋼筋混凝土防撞護(hù)欄橋面凈寬11.0m 0.75m波形鋼板防撞護(hù)欄，橋面橫坡2%。（2）主梁：邊跨和中跨高均為2m，t形梁。（3）橫隔梁：梁高1.75m。 圖1.1 立面圖（尺寸單位：cm）3 下部構(gòu)造：采用柱式橋墩，柱式橋臺(tái)。4 施工方法及優(yōu)缺點(diǎn)簡(jiǎn)支梁橋是目前我國(guó)農(nóng)村公路建設(shè)中廣泛使用的一種橋梁結(jié)構(gòu)形式。簡(jiǎn)支橋梁構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，主要由上部結(jié)構(gòu)、支座系統(tǒng)、橋墩、橋臺(tái)和墩臺(tái)基礎(chǔ)等組成。簡(jiǎn)支梁的主要施工方法有：預(yù)制安裝法和就地澆筑法。預(yù)制安裝法是在預(yù)制工廠(chǎng)或者在運(yùn)輸方便的橋址附近設(shè)置預(yù)制場(chǎng)進(jìn)行梁的成批預(yù)制，然后采用一定的架設(shè)方法進(jìn)行安裝就位，其優(yōu)點(diǎn)有工期短、容易控制

18、構(gòu)件的質(zhì)量和尺寸精度、降低工程成本、可減少混凝土收縮、徐變引起的變形等，但缺點(diǎn)是：需要大型的起吊運(yùn)輸設(shè)備和施工場(chǎng)地和梁體的整體工作性能就不如就地澆筑法。就地澆筑法是在橋位處搭設(shè)支架，作為工作平臺(tái)，然后在其上制作模板，并在模板中澆注梁體混凝土，待混凝土達(dá)到強(qiáng)度后拆除模板、支架。這種方法適用于兩岸橋墩不太高的引橋和城市高架橋，或靠岸邊水不太深且無(wú)通航要求的小跨徑橋梁，優(yōu)點(diǎn)：不需大型的吊裝設(shè)備和專(zhuān)門(mén)的預(yù)制場(chǎng)地、結(jié)構(gòu)的整體性能好，缺點(diǎn)：工期長(zhǎng)、施工質(zhì)量不容易控制、成本較高等。5 美觀(guān)方面其構(gòu)造比較單一，所以其美觀(guān)性、新穎性比較差。6 行車(chē)舒適方面相鄰兩跨間存在異向轉(zhuǎn)角，路面有折角，影響行車(chē)平順。1.2

19、.2 方案二：等截面小箱形連續(xù)梁橋1 孔徑布置：25m+40m+25m，其橋型布置見(jiàn)圖1.2。圖1.2 立面圖（尺寸單位：cm）2 上部結(jié)構(gòu)構(gòu)造（1）外側(cè)0.5m鋼筋混凝土防撞護(hù)欄橋面凈寬11.0m 0.75m波形鋼板防撞護(hù)欄，橋面橫坡2%。（2）主梁:采用預(yù)應(yīng)力混凝土（后張）連續(xù)小箱梁。 3 下部結(jié)構(gòu)構(gòu)造采用柱式墩，墩臺(tái)采用樁基礎(chǔ)。4 施工方法及優(yōu)缺點(diǎn)連續(xù)梁橋梁彎矩分布比較均勻，梁的撓度也小，可節(jié)約材料，增大跨徑 ，但因本橋較高，采用全支架施工比較困難，無(wú)支架施工時(shí)也需要兩套設(shè)備吊裝，施工進(jìn)度比較慢。5 美觀(guān)方面結(jié)構(gòu)形式單一，與環(huán)境的協(xié)調(diào)性較差。6 行車(chē)舒適方面主梁變形曲線(xiàn)平緩，橋面伸縮縫少

20、，行車(chē)舒適。1.2.3 方案三：鋼筋混凝土箱形拱橋1 孔徑布置：本方案為懸鏈線(xiàn)箱形拱橋，主拱凈跨徑64m，箱拱凈矢跨比1/8，橋全長(zhǎng)89.28m。其橋型布置圖如圖1.3：2 上部結(jié)構(gòu)構(gòu)造圖1.3 立面圖（尺寸單位：cm）（1）外側(cè)0.5m鋼筋混凝土防撞護(hù)欄橋面凈寬11.0m 0.75m波形鋼板防撞護(hù)欄，橋面橫坡2%。（2）主拱：采用箱形截面，截面高1.6m。（3）橫隔板：在腹孔墩柱下面設(shè)置，板厚0.30m。（4）橋面板：采用裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支空心板，厚度40cm，跨徑為796cm。3 下部結(jié)構(gòu)構(gòu)造兩側(cè)采用薄壁輕型橋臺(tái)，主拱圈采用鋼筋混凝土實(shí)體橋臺(tái)，基礎(chǔ)為剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)。4 施工方法及優(yōu)缺點(diǎn)主

21、拱肋采用無(wú)支架門(mén)柱式纜索吊裝，每個(gè)主拱肋縱向分為3段進(jìn)行吊裝.箱間現(xiàn)澆鋼筋混凝土橫隔板組成整體箱，箱間橫向用鋼管作臨時(shí)連接，本方案主拱箱施工比較復(fù)雜，組裝難度高，但構(gòu)件預(yù)制比較多，控制好可加快施工進(jìn)度。優(yōu)點(diǎn)：具有較大的跨越能力，充分發(fā)揮圬工材料及其它抗壓材料的性能、構(gòu)造較簡(jiǎn)單，受力明確簡(jiǎn)潔；缺點(diǎn)：有水平推力的拱橋，對(duì)地基基礎(chǔ)要求較高、跨徑較大時(shí)，自重較大，對(duì)施工工藝等要求較高、建筑高度較高，對(duì)穩(wěn)定不利，設(shè)計(jì)中跨徑不是太大，基礎(chǔ)位于巖石內(nèi)，穩(wěn)定性較好。5 美觀(guān)方面此種橋造型比較美觀(guān)，與環(huán)境的協(xié)調(diào)性較好。1.3 方案選擇從結(jié)構(gòu)形式看，三個(gè)方案可以分為梁式和拱式兩種類(lèi)型。從受力的角度看，梁式橋是一種

22、在豎向荷載作用下無(wú)水平反力的結(jié)構(gòu)，由于外力的作用方向與承重結(jié)構(gòu)的軸線(xiàn)接近垂直，故與同樣跨徑的其他結(jié)構(gòu)相比，主梁產(chǎn)生的彎矩最大。拱式橋的主要承重結(jié)構(gòu)是拱圈，這種結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下，橋墩或橋臺(tái)將承受水平推力，這種水平推力將顯著抵消荷載所引起在拱圈內(nèi)的彎矩，因此與同跨徑的梁相比，拱的彎矩和變形要小得多從而跨越能力大?？偟膩?lái)說(shuō)，三個(gè)方案均符合要求，簡(jiǎn)支梁橋構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工困難少，工期短，連續(xù)梁橋變形和緩，伸縮縫少，剛度大，行車(chē)平穩(wěn)，但施工工期長(zhǎng)，施工困難。拱橋外形美觀(guān)，構(gòu)造簡(jiǎn)單，能就地取材，能耐久，而且養(yǎng)護(hù)、維修費(fèi)用少；但自重比較大，相應(yīng)的水平推力也較大。綜上所述，再結(jié)合地形，推薦方案三：上承式混凝土

23、箱形拱橋。第二章 推薦方案橋梁上部結(jié)構(gòu)尺寸擬定2.1 方案簡(jiǎn)介及上部結(jié)構(gòu)尺寸擬定本設(shè)計(jì)方案采用三跨上承式混凝土等截面箱形肋拱結(jié)構(gòu)，橋下無(wú)通航要求，由于跨徑不是很大，故選用一跨，凈跨徑是：64m。橋面全寬12.25m，即外側(cè)0.5m鋼筋混凝土防撞護(hù)欄+凈11.0m +內(nèi)側(cè)0.75m波形鋼板防撞護(hù)欄。橋面板采用空心板。支座采用板式橡膠支座。主拱圈采用箱形肋拱，橋墩采用混凝土墩，基礎(chǔ)因地基承載力較高（弱風(fēng)化炭質(zhì)白云巖），故采用明挖剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)。上部結(jié)構(gòu)采用滿(mǎn)堂架施工。2.1.1 拱肋拱肋采用混凝土箱形拱，拱肋高度按經(jīng)驗(yàn)公式估算：取拱圈高度取h=1.6m=160cm。2.1.2 蓋梁與腹孔墩蓋梁的截面

24、尺寸為100cm120cm，因蓋梁上直接搭設(shè)空心板，考慮防震要求，在蓋梁兩端設(shè)高20cm寬11cm的擋塊，擋塊與板之間預(yù)留2cm以便橋面板的安裝與調(diào)整。2.1.3 橫隔板橫隔板從拱頂至拱腳方向設(shè)置，橫隔板厚0.16m。每3.38m設(shè)置一道（共7塊），全拱共設(shè)20道。2.1.4 橋面板及橋面鋪裝橋面板采用厚度為40cm的空心板，邊板寬度為1.125m，中板寬度為0.99m。橋面的橫坡為2%，在支座上放楔形墊塊形成橫坡。橋面鋪裝選用平均厚度9cm的防水混凝土作鋪裝層，5cm厚的瀝青混凝土磨耗層。2.1.5 排水設(shè)施因橋長(zhǎng)大于50m，橋面橫坡小于2%，需設(shè)置排水設(shè)施，橋面每隔8m設(shè)一個(gè)泄水管，交錯(cuò)排

25、列于行車(chē)道兩側(cè)。泄水管直徑10cm。泄水管口頂部采用鑄鐵格柵蓋板，其頂面比周?chē)访娴?mm。2.2 主要材料箱形拱肋采用c40混凝土， 空心板、蓋梁采用c40混凝土，防撞墻、立柱采用c35混凝土，剛性擴(kuò)展基礎(chǔ)采用c30混凝土，引橋輕型橋臺(tái)及主拱橋臺(tái)均采用c30混凝土。受力鋼筋采用r235級(jí)鋼筋材料重度 瀝青混凝土：1=23kn/m3， 鋼筋混凝土：2=25kn/m3，混凝土： 3=24kn/m3。2.3 橋梁設(shè)計(jì)荷載公路i級(jí)汽車(chē)荷載公路i級(jí)汽車(chē)荷載包括車(chē)道荷載和車(chē)輛荷載，其中，車(chē)道荷載由均布荷載和集中荷載組成，橋梁結(jié)構(gòu)的整體計(jì)算采用車(chē)道荷載，橋梁結(jié)構(gòu)的局部加載、橋臺(tái)和擋土墻壓力等的計(jì)算采用車(chē)輛

26、荷載。第三章 蓋梁計(jì)算3.1 上部結(jié)構(gòu)恒載計(jì)算3.1.1 橋面鋪裝及空心板計(jì)算1 橋面鋪裝層分?jǐn)偟矫恳粔K板上的重量：瀝青混凝土面層 =0.051238=9.2kn防水混凝土鋪裝層 =0.091248=18kn2 空心板計(jì)算(1)空心板尺寸見(jiàn)下圖3.1和3.2，每塊空心板的寬度為99cm，空心板長(zhǎng)為7.96m。圖3.1 橋面板中板尺寸圖（尺寸單位：cm）圖3.2 橋面板邊板尺寸圖（尺寸單位：cm）(2)空心板毛截面面積:(3）空心板自重：中板： 邊板： （4）防撞墻：1）防撞墻的尺寸見(jiàn)圖3.32）防撞墻毛截面面積：3）防撞墻自重（在8m的板跨內(nèi)）： 防撞墻均攤到橋面板上: 圖3.3 防撞墻尺寸(

27、尺寸單位：cm)(5）波形鋼板防撞護(hù)欄波形護(hù)欄的質(zhì)量相對(duì)于混凝土可以忽略不計(jì)，故只算底座處混凝土的自重。1）波形鋼板防撞護(hù)欄的尺寸見(jiàn)圖3.4圖3.4 防撞墻尺寸(尺寸單位：cm)2）波形鋼板防撞護(hù)欄毛截面面積：3）波形鋼板防撞護(hù)欄自重（在8m的板跨內(nèi)）：防撞墻均攤到橋面板上: （6）鉸縫：1)鉸接縫的尺寸如圖3.5圖3.5 鉸接縫示意圖（尺寸單位：cm）2）鉸縫的面積：3）鉸縫重：平攤到每一塊板上的自重為：由于橋面板采用標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，所以無(wú)須對(duì)其進(jìn)行截面配筋計(jì)算。 3 橋面鋪裝與空心板傳遞給蓋梁的力（1）一塊中板傳給蓋梁的力（2）一塊邊板傳給蓋梁的力4 蓋梁自重可分為兩部分：矩形和

28、梯形荷載，見(jiàn)圖3.6。圖3.6 蓋梁荷載布置圖3.1.2 恒載內(nèi)力計(jì)算1 蓋梁立柱支反力計(jì)算腹孔上部結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土空心板，板的連接方式是企口混凝土鉸連接。由文獻(xiàn)【2】規(guī)定：鋼筋混凝土蓋梁，其跨高比時(shí)，蓋梁可簡(jiǎn)化為連續(xù)梁計(jì)算，一般構(gòu)造圖見(jiàn)圖3.7。圖3.7 蓋梁一般構(gòu)造圖（單位：cm）蓋梁結(jié)構(gòu)自重如圖3.8所示，將蓋梁自重簡(jiǎn)化為圖3.9所示，現(xiàn)利用力法計(jì)算其作用效應(yīng)，做圖和圖如圖3.10所示。圖3.8 蓋梁結(jié)構(gòu)自重圖（單位：m）圖3.9 簡(jiǎn)化后蓋梁自重作用情況圖（單位：m）蓋梁自重簡(jiǎn)化計(jì)算：集中力彎矩 圖3.10 彎矩圖蓋梁慣性矩c30混凝土的彈性模量由得 由豎向力平衡可求的三個(gè)支撐反力分別

29、為：2.蓋梁自重及產(chǎn)生的彎矩、剪力計(jì)算（取蓋梁的一半計(jì)算）蓋梁截面劃分情況見(jiàn)圖3.11蓋梁自重及產(chǎn)生的彎矩、剪力計(jì)算如下表3.1圖3.11 蓋梁截面劃分（尺寸單位cm）表3.1 蓋梁自重及產(chǎn)生的彎矩、剪力計(jì)算截面編號(hào)自重（kn）彎矩（knm）剪力q左q右-10.78-10.78-25.87-25.87表3.1 蓋梁自重及產(chǎn)生的彎矩、剪力計(jì)算截面編號(hào)自重（kn）彎矩（knm）剪力q左q右-43.8761.10-46.1046.10-4.53-4.53-55.16-55.16-70.1670.16注：由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)，剩余那部分力關(guān)于截面7-7對(duì)稱(chēng)。3.2 活載計(jì)算3.2.1 活載橫向分布系數(shù)計(jì)算活載

30、對(duì)稱(chēng)布置時(shí)用杠桿原理法，非對(duì)稱(chēng)布置時(shí)用偏心壓力法。汽車(chē)荷載：公路級(jí)荷載。1車(chē)輛對(duì)稱(chēng)布置1）以蓋梁跨中對(duì)稱(chēng)布載a 單列車(chē)荷載布置如圖3.12: 圖3.12 單列車(chē)對(duì)稱(chēng)布置橫向分布系數(shù)（尺寸單位：cm）1=2=3=4=5=8=9=10=11=12=06=7= 0.6=0.3b 雙列車(chē)荷載布置如圖3.13: 圖3.13 雙列車(chē)對(duì)稱(chēng)布置橫向分布系數(shù)（尺寸單位：cm）c 三列車(chē)荷載布置如圖3.14:圖3.14 雙列車(chē)對(duì)稱(chēng)布置橫向分布系數(shù)（尺寸單位：cm）2） 以?xún)闪⒅缰袑?duì)稱(chēng)布載a單列車(chē) 荷載布置如圖3.15(a):圖3.15 單列車(chē)對(duì)稱(chēng)布置橫向分布系數(shù)（尺寸單位：cm）b雙列車(chē) 荷載布置如圖3.16:

31、圖3.16 雙列車(chē)對(duì)稱(chēng)布置橫向分布系數(shù)（尺寸單位：cm）2 非對(duì)稱(chēng)布置a單列車(chē) 荷載布置如圖3.17(a):圖3.17 非對(duì)稱(chēng)布置橫向分布系數(shù)（尺寸單位：cm）由 ：，已知?jiǎng)t：b 雙列車(chē)荷載布置如圖3.17(b):由 ：，已知?jiǎng)t：c 三列車(chē)荷載布置如圖3.17(c):由 ：，已知?jiǎng)t： 3.2.2 按順橋向可變荷載移動(dòng)情況求支座反力按順橋向可變荷載移動(dòng)情況，求得支座可變荷載反力的最大值如圖3.18。公路-級(jí)荷載，由文獻(xiàn)【7】有： (內(nèi)插所得)。當(dāng)車(chē)道數(shù)大于2時(shí)，汽車(chē)荷載要考慮橫向折減：車(chē)道數(shù)為2時(shí)，折減系數(shù)為1.0；車(chē)道數(shù)為3時(shí)，折減系數(shù)為0.78;但折減后的效應(yīng)不得小于兩設(shè)計(jì)車(chē)道的荷載效應(yīng)。圖

32、3.18 順橋向可變荷載支座反力計(jì)算圖（尺寸單位：cm）單孔布置單列車(chē)時(shí)：?jiǎn)慰撞贾秒p列車(chē)時(shí)：?jiǎn)慰撞贾萌熊?chē)時(shí)：雙孔布置單列車(chē)時(shí)： 雙孔布置雙列車(chē)時(shí)：雙孔布置三列車(chē)時(shí)：3.2.3 可變荷載橫向分布后各梁支點(diǎn)反力計(jì)算一般公式為，見(jiàn)表3.2表3.2 各梁支點(diǎn)反力計(jì)算表荷載橫向分布情況公路級(jí)荷載（kn）計(jì)算方法荷載布置橫向分布系數(shù)單孔雙孔fr1fr2以 兩 立 柱 跨 中 對(duì) 稱(chēng) 布 置 按 杠 桿 原 理 法 計(jì) 算單 車(chē) 列 公 路- i 級(jí)1=0229.3750.00 268.750.00 2=0229.3750.00 268.750.00 3=0.3229.37568.81 268.7580.

33、63 4=0229.3750.00 268.750.00 5=0.4229.37591.75 268.75107.50 6=0229.3750.00 268.750.00 7=0229.3750.00 268.750.00 8=0229.3750.00 268.750.00 9=0229.3750.00 268.750.00 10=0229.3750.00 268.750.00 11=0229.3750.00 268.750.00 12=0229.3750.00 268.750.00 雙 車(chē) 列 公 路 - i 級(jí)1=0458.750.00 537.50.00 2=0.43458.75197.

34、26 537.5231.13 3=0458.750.00 537.50.00 4=0.35458.75160.56 537.5188.13 5=0.48458.75220.20 537.5258.00 6=0458.750.00 537.50.00 7=0.38458.75174.33 537.5204.25 8=0458.750.00 537.50.00 9=0458.750.00 537.50.00 10=0458.750.00 537.50.00 11=0458.750.00 537.50.00 12=0458.750.00 537.50.00 續(xù)表3.2 各梁支點(diǎn)反力計(jì)算表續(xù)表3.2

35、各梁支點(diǎn)反力計(jì)算表3.2.4 各梁恒載、可變荷載反力組合組合計(jì)算見(jiàn)表3.3，表中均取用各梁的最大值，其中沖擊系數(shù)為：文獻(xiàn)【1】規(guī)定汽車(chē)荷載的沖擊力標(biāo)準(zhǔn)值為汽車(chē)荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以沖擊系數(shù)。按結(jié)構(gòu)基頻的不同而不同，對(duì)于簡(jiǎn)支板橋： 式（3.1）當(dāng)14hz時(shí)，=0.45；當(dāng)1.5hz14hz時(shí)，=0.1767 。圖3.19 橋面板中板尺寸圖（尺寸單位：cm）由前面計(jì)算可知：中板的毛面積: 相對(duì)于底邊的靜距： 毛截面重心離底邊的距離： 有文獻(xiàn)【2】查的c40混凝土的彈性模量，代入公式得：則：表3.3 各梁恒載、可變荷載基本值（未計(jì)入沖擊系數(shù)）荷 載情 況1號(hào)板r12號(hào)板r23號(hào)板r34號(hào)板r45號(hào)板r56號(hào)

36、板r67號(hào)板r78號(hào)板r89號(hào)板r910號(hào)板r1011號(hào)板r1112號(hào)板r12恒載107.88102.54102.54102.54102.54102.54102.54102.54102.54102.54102.54107.88對(duì)稱(chēng)單0.000.000.000.000.0080.6380.630.000.000.000.000.00雙0.000.000.00255.310.00228.44228.440.00255.310.000.000.00三0.00157.22157.22220.110.00188.66188.660.00220.11157.22157.220.00對(duì)單0.000.0080

37、.630.00107.50.000.000.000.000.000.000.00雙0.00231.130.00188.132580.00204.250.000.000.000.000.00非對(duì)稱(chēng)單65.3760.6052.1143.6235.1326.6418.159.661.17-7.32-15.8-20.58雙99.2193.1682.4171.6760.9250.1739.4228.6717.927.17-3.58-9.63三79.1876.2170.9265.6360.3455.0549.7644.4739.1833.8928.6325.633.2.5 三柱式反力gi計(jì)算利用邁達(dá)斯軟件

38、按圖3.20所示情況加載計(jì)算三柱反力，其中支座反力ri見(jiàn)表3.4，取表中大值。各荷載加載計(jì)算結(jié)果如表3.5所示。圖3.20 彎矩、墩柱反力計(jì)算簡(jiǎn)圖（尺寸單位：cm）表3.4 三柱反力g1的計(jì)算支反力g1g2g3板恒載389.83461.49389.83單列對(duì)稱(chēng)1.8157.661.8單列對(duì)稱(chēng)113.1487.78-12.79單列非對(duì)稱(chēng)293.51103.75-3.79雙列對(duì)稱(chēng)107.95751.61107.95雙列對(duì)稱(chēng)386.7518.45-23.65雙列非對(duì)稱(chēng)218.21101.71-51.16三列對(duì)稱(chēng)337.58203.43-3.46三列非對(duì)稱(chēng)279.35238111.543.3 內(nèi)力計(jì)算

39、3.3.1 各截面的彎矩彎矩計(jì)算：按圖3.20給出的截面位置，各截面彎矩計(jì)算見(jiàn)表3.5，計(jì)算式為：式中墩柱反力及支座反力數(shù)值見(jiàn)表3.5所示表3.5 不同荷載情況的墩柱反力及支座反力(單位：kn) 柱支反力（雙孔加載）板支反力支反力g1g2g3r1r2r3r4r5r6板恒載389.83461.49389.83107.88102.54102.54102.54102.54102.54單列對(duì)稱(chēng)1.8157.661.80.000.000.000.000.0080.63單列對(duì)稱(chēng)113.1487.78-12.790.000.0080.630.00107.50.00單列非對(duì)稱(chēng)293.51103.75-3.79

40、65.3760.652.1143.6235.1326.64雙列對(duì)稱(chēng)107.95751.61107.950.000.000.00255.310.00228.44雙列對(duì)稱(chēng)386.7518.45-23.650.00231.130.00188.132580.00雙列非對(duì)稱(chēng)218.21101.71-51.1699.2193.1682.4171.6760.9250.17三列對(duì)稱(chēng)337.58203.43-3.460.00157.22157.22220.110.00188.66三列非對(duì)稱(chēng)279.35238111.5479.1876.2170.9265.6360.3455.05表3.6 各種荷載作用下的各截面彎

41、矩計(jì)算表（單位：knm）截面1-1截面2-2截面3-3截面4-4截面5-5截面6-6截面7-7蓋梁自重-2.89-13.23-34.155.0154.217.84-9.32板恒載-1.35-63.38-104.93-51.2284.91-60.94-176.31單列對(duì)稱(chēng)0.000.000.000.903.946.98-32.44單列對(duì)稱(chēng)0.000.000.0056.57141.6789.0351.53單列非對(duì)稱(chēng)-8.17-38.40-85.20-1.43199.27285.32290.34雙列對(duì)稱(chēng)0.000.000.0053.98156.36-92.31-280.21雙列對(duì)稱(chēng)0.000.00-

42、28.8948.89252.63-60.32-205.60雙列非對(duì)稱(chēng)-12.40-58.29-129.46-116.54-203.49-480.82-600.48三列對(duì)稱(chēng)0.000.00-19.6570.5399.75-232.64-425.45三列非對(duì)稱(chēng)-9.90-46.52-103.55-41.5754.02-27.57-91.563.3.2 相當(dāng)于最大彎矩時(shí)的剪力一般計(jì)算公式為：截面1-1：截面2-2：截面3-3：截面4-4：截面5-5：截面6-6：截面7-7：計(jì)算值見(jiàn)表3.7表3.7 各截面剪力計(jì)算表（單位：kn）截面截面1-1截面2-2截面3-3荷載左右左右左右蓋梁自重-10.78

43、10.78 -25.88 -25.88 -43.88 61.10 板恒載-107.88 -107.88 -107.88 -107.88 -210.42 179.41 單列對(duì)稱(chēng)0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1.80 單列對(duì)稱(chēng)0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 113.14 單列非對(duì)稱(chēng)-65.37 -65.37 -65.37 -65.37 -125.97 167.54 雙列對(duì)稱(chēng)0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 107.95 雙列對(duì)稱(chēng)0.00 0.00 0.00 0.00 -231.13 155.57 雙列非對(duì)稱(chēng)-99.21 -99.21 -99.2

44、1 -99.21 -192.37 25.84 三列對(duì)稱(chēng)0.00 0.00 0.00 0.00 -157.22 180.36 三列非對(duì)稱(chēng)-79.18 -79.18 -79.18 -79.18 -155.39 123.96 續(xù)表3.7 各截面剪力計(jì)算表（單位：kn）截面截面4-4截面5-5截面6-6截面7-7荷載左右左右左右左右蓋梁自重46.09546.095-4.53-4.53-55.16-55.16-70.1670.16板恒載179.41179.41-25.67-25.67-128.21-230.75-230.75230.74自+板225.505225.505-30.2-30.2-183.37

45、-285.91-300.91300.9單列對(duì)稱(chēng)1.81.81.81.81.8-78.83-78.8378.83單列對(duì)稱(chēng)113.14113.1432.5132.51-74.99-74.99-74.9912.79單列非對(duì)稱(chēng)167.54167.5471.8171.8136.6810.0410.04113.79雙列對(duì)稱(chēng)107.95107.95-147.36-147.36-147.36-375.8-375.8375.81雙列對(duì)稱(chēng)155.57155.57-32.56-32.56-290.56-290.56-290.56227.89雙列非對(duì)稱(chēng)25.8425.84-128.24-128.24-189.16-2

46、39.33-239.33-137.62三列對(duì)稱(chēng)180.36180.36-196.97-196.97-196.97-385.63-385.63-182.2三列非對(duì)稱(chēng)123.96123.96-12.59-12.59-72.93-127.98-127.98110.023.3.3 相當(dāng)于最大彎矩時(shí)的剪力組合各板恒載、可變荷載反力組合：組合計(jì)算見(jiàn)表3.8和表3.9，其中：沖擊系數(shù)為：由恒載、汽車(chē)荷載的不同布載情況進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)組合，共有20種組合，具體組合方式如下：組合1：恒載1.21.4（1+）單列對(duì)稱(chēng)組合2：恒載1.21.4（1+）單列對(duì)稱(chēng)組合3：恒載1.21.4（1+）單列非對(duì)稱(chēng)組合4：恒載

47、1.21.4（1+）雙列對(duì)稱(chēng)組合5：恒載1.21.4（1+）雙列對(duì)稱(chēng)組合6：恒載1.21.4（1+）雙列非對(duì)稱(chēng)組合7：恒載1.21.4（1+）三列對(duì)稱(chēng)組合8：恒載1.21.4（1+）三列非對(duì)稱(chēng)其中：恒載包括蓋梁自重和板恒載兩部分。按承載能力極限狀態(tài)組合結(jié)果見(jiàn)表3.8和表3.9。表3.8 各截面彎矩效應(yīng)組合表（單位：knm）截面組合情況截面1-1截面2-2截面3-3截面4-4截面5-5截面6-6截面7-7組合1-5.09 -91.93 -166.90 -53.92 173.61 -39.88 -277.80 組合2-5.09 -91.93 -166.90 40.54 407.31 99.34 -

48、135.32 組合3-18.95 -157.10 -311.47 -57.88 505.05 432.40 269.89 組合4-5.09 -91.93 -166.90 36.13 432.24 -208.36 -698.22 組合5-5.09 -91.93 -215.92 27.51 595.59 -154.07 -571.61 組合6-26.13 -190.83 -386.56 -253.19 -178.35 -867.57 -1241.65 組合7-5.09 -91.93 -200.24 64.22 336.19 -446.46 -944.66 組合8-21.88 -170.86 -342.60 -125.99 258.59 -98.50 -378.11 表3.9 各截面剪