潘學(xué)文-炎汝高速跨線橋35 50 35m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋

1、預(yù)應(yīng)力混凝土先簡(jiǎn)支后連續(xù)梁橋設(shè)計(jì)摘要本次設(shè)計(jì)是有關(guān)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋設(shè)計(jì)，橋梁跨徑35m+50m+35m，先簡(jiǎn)支后連續(xù)結(jié)構(gòu)梁橋在高等級(jí)公路中得到了越來(lái)越多的使用，漸漸代替了原來(lái)單一的簡(jiǎn)支梁橋或連續(xù)梁橋，它兼顧了簡(jiǎn)支梁橋和連續(xù)梁橋兩者的優(yōu)點(diǎn)。而體系轉(zhuǎn)化在先簡(jiǎn)支后連續(xù)梁橋施工中具有重要意義。箱梁吊裝完成后，預(yù)制梁非連續(xù)端安裝在永久支座上，連續(xù)端安裝在臨時(shí)支座上，此時(shí)墩頂永久支座暫不受力，由臨時(shí)支座參與結(jié)構(gòu)受力，支撐箱梁，每跨之間為簡(jiǎn)支體系，待體系轉(zhuǎn)換完成后，形成整體的連續(xù)結(jié)構(gòu)體系，再將臨時(shí)支座拆除，使原來(lái)布置在墩頂中間的永久支座參與受力。  簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)體系轉(zhuǎn)換的主要施工工序是先連接橋

2、面板鋼筋、端橫梁鋼筋及澆筑端橫梁混凝土，再逐次連接連續(xù)接頭段及設(shè)置接頭鋼束波紋管并穿束、綁扎中橫梁鋼筋、澆筑連續(xù)接頭段和與頂板鋼束同長(zhǎng)范圍內(nèi)的濕接縫，待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求后，進(jìn)行墩頂鋼束張拉及壓漿，再由跨中向支點(diǎn)澆筑剩余部分的濕接縫，最后拆除臨時(shí)支座，使梁支承在永久支座上，經(jīng)支座轉(zhuǎn)換形成連續(xù)梁體系。 簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)梁橋體系形成的關(guān)鍵是結(jié)構(gòu)從簡(jiǎn)支狀態(tài)轉(zhuǎn)換為連續(xù)狀態(tài)，包括混凝土現(xiàn)澆段施工、頂板負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力張拉和臨時(shí)支座的拆除。其中連續(xù)端澆筑及張拉壓漿順序采用對(duì)稱澆筑、對(duì)稱張拉。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主梁采用等高度箱型截面，橫向布置4片箱梁。設(shè)計(jì)車速100Km/h，3車道，橋梁總寬:0.5+3

3、15;3.8+0.5=12.4m。橋軸線為直線，道路縱坡3%，橫向坡度1.5%。設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)為公路級(jí)。由于計(jì)算過(guò)程中有較多的數(shù)據(jù)處理，如采用手算較為繁瑣，且準(zhǔn)確性得不到保證，因此采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)采用了AUTOCAD、橋梁博士、EXCEL電子表格等軟件，通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，大幅提升了自己對(duì)辦公軟件及橋梁設(shè)計(jì)軟件使用能力。關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋 先簡(jiǎn)支后連續(xù) 橋梁博士The design of prestressed concrete continuous box girder bridge designAbstract The design of prestressed conc

4、rete continuous box girder bridge design, bridge span 35m+50m+35m, simple supported continuous girder bridge structure in high grade highway obtained the more and more use, and gradually replaced the original single beam bridge and continuous beam bridge, which take into account the advantages of si

5、mply supported beam bridge and a continuous beam bridge. And the system transformation of the first simply supported continuous beam bridge construction has important significance. Box girder hoisting finished, the precast beam non continuous terminal installed on the permanent support, continuous t

6、erminal installation in the temporary support, at the pier top permanent support temporarily not by force, by the temporary support in the structure stress, supporting the box beam, each cross between simply supported system, until after the completion of the system transformation, the formation of

7、the overall continuous structure system, then the demolition of temporary support, so that the original layout in the pier top in the middle of the permanentsupport participation by force. Simply supported continuous system switch of main construction procedure is to connect the bridge deck reinforc

8、ement, end beam reinforced and pouring the end cross beam concrete, and then successively connected continuous joint and joint setting steel beam with corrugated pipe and wear beam, lashing steel beams, pouring continuous joint section and with steel roof beam with long range wet joint, to be met th

9、e requirements of the design strength of concrete, the pier top steel beam tension and grouting, again by a cross in to the rest of the fulcrum pouring wet joint, finally removal of the temporary support, the excited in the permanent support, the support conversion to form a continuous beam system.

10、Simply supported continuous beam bridge system formed the key is structure simple supported conversion into a continuous state, including the removal of concrete cast-in-place section construction, roof negative bending prestressed pull and temporary support. The continuous casting and tension grout

11、ing sequence of the slurry is symmetrical, symmetrical tension. This graduation design main girder uses the height box section, the transverse layout 4 box girder. Design speed 100Km/h, 3 lane, bridge total width: 0.5+3 x 3.8+0.5=12.4m. The bridge axis is linear, the longitudinal slope of the road i

12、s 3%, the transverse gradient is 1.5%. Design load standard for highway grade 1. Because of the calculation process, there are many data processing, such as the use of manual is more complicated, and the accuracy is not guaranteed, so the use of computer-aided design. This design uses the software s

13、uch as AUTOCAD, bridge doctor, EXCEL electronic form, through this graduation design, greatly improved his ability to use office software and bridge design software.Keywords: prestressed concrete continuous girder bridge Simply supported continuous Doctor bridge第1章 橋型方案比選1.1 橋梁設(shè)計(jì)資料1.1.1 橋梁方案比選在橋梁方案比

14、選環(huán)節(jié)中，應(yīng)該遵循以下原則：適用性原則經(jīng)濟(jì)性原則舒適與安全性原則先進(jìn)性原則美觀原則1.1.2 設(shè)計(jì)資料1、 設(shè)計(jì)荷載：公路I級(jí) 2、 設(shè)計(jì)車速：一級(jí)公路；100km/h3、 橋面凈空：2x0.5+11.4=12.4m4、 通航等級(jí)：無(wú)通航要求。5、 縱坡：3%，橫坡1.5%，人行道橫坡1.0%。6、 溫度影響：考慮豎向梯度溫度效應(yīng)；年平均升降溫差±20 度。7、 基礎(chǔ)變位：中墩基礎(chǔ)下沉1cm8、 收縮徐變天數(shù)：3650天9、工程及地質(zhì)條件：另附圖。1.1.3 材料規(guī)格1、橋面鋪裝層：9cm厚瀝青混凝土2、梁體混凝土材料： C50 3、預(yù)應(yīng)力鋼筋、波紋管及錨具：縱向預(yù)應(yīng)力鋼束采用AST

15、MA416-99標(biāo)準(zhǔn)的270級(jí)直徑j(luò)15.24m（75.0）高強(qiáng)度低松弛鋼絞線。抗拉標(biāo)準(zhǔn)值為1860MPa，張拉控制應(yīng)力為1395MPa，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為1260MPa，公稱面積139.0m2。豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋采用25精軋螺紋粗鋼筋。橫向預(yù)應(yīng)力鋼束采用270級(jí)直徑j(luò)15.24m（75.0）高強(qiáng)度低松弛鋼絞線。4、普通鋼筋：上、下部構(gòu)造各部件的受力鋼筋、架立筋及骨架鋼筋采用HRB335鋼筋(1232)；非受力筋采用R235鋼筋(820)。5、墩身及承臺(tái)： C20 號(hào)混凝土1.1.4 設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）方案比選、擬定主梁和橋墩基本尺寸；建立計(jì)算模型；進(jìn)行單元和節(jié)點(diǎn)的劃分。（2）施工方法描述（施工方案、施

16、工順序）（3）主要施工階段的內(nèi)力圖（最大懸臂階段、邊跨合龍階段、中跨合龍階段、橋面 鋪裝階段）（4）活載內(nèi)力計(jì)算（跨中、支點(diǎn)等截面內(nèi)力影響線及活載布置）（5）次內(nèi)力計(jì)算（溫度、預(yù)應(yīng)力、支座沉降、徐變等）（6）內(nèi)力組合（承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力包絡(luò)圖、內(nèi)力組合表）（7）預(yù)應(yīng)力鋼束估算及布置（8）承載能力極限狀態(tài)強(qiáng)度驗(yàn)算（9）正常使用極限狀態(tài)應(yīng)力驗(yàn)算（預(yù)應(yīng)力損失、主要施工階段和使用階段應(yīng)力驗(yàn)算）（10）變形驗(yàn)算與預(yù)拱度設(shè)置（11）橋墩（臺(tái)）、樁基設(shè)計(jì)與驗(yàn)算1.2 橋梁方案初擬1.2.1 方案一：簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)分離式箱梁橋 預(yù)應(yīng)力先簡(jiǎn)支后連續(xù)結(jié)構(gòu)日前在高速公路橋梁工程中已經(jīng)廣泛使用。簡(jiǎn)支梁

17、橋優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于規(guī)模化施工，缺點(diǎn)是整體性差，跨中彎矩大，橋面連續(xù)處容易破壞，容易造成行車不適。連續(xù)梁橋的優(yōu)點(diǎn)在于整體性良好，剛度大，跨中彎矩小，行車舒適。缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，支架對(duì)地基的承載力要求高，不利于高墩施工。預(yù)應(yīng)力梁先簡(jiǎn)支后連續(xù)結(jié)構(gòu)兼顧了簡(jiǎn)支梁和連續(xù)梁的優(yōu)點(diǎn)，克服了簡(jiǎn)支梁整體性差，行車不適，也解決了連續(xù)梁支架對(duì)地基承載力要求等施工局限性。該結(jié)構(gòu)利用了簡(jiǎn)支梁的規(guī)?；┕?，先預(yù)制好主梁，然后通過(guò)連續(xù)工藝，完成體系轉(zhuǎn)換，達(dá)到連續(xù)梁整體性好的效果。圖1-1 連續(xù)梁橋橋型布置圖 （單位：m）根據(jù)本次設(shè)計(jì)要求橋梁車行道為3，設(shè)計(jì)車速為100km/h，查規(guī)范可知每條車道寬度為3.8m，橋梁2側(cè)設(shè)置防

18、撞欄桿，欄桿寬度為0.5m。則橋面凈寬為3×3.75+2×0.5，即12.4m。本次橋梁畢業(yè)設(shè)計(jì)選用4片小箱梁（2×2.8+2×2.5+3×0.6=12.4m），濕接縫寬度為60cm，滿足規(guī)范濕接縫長(zhǎng)度45cm81cm的要求。橋梁橫向布置圖如圖1-2所示。圖1-2箱梁橋橫向布置示意圖（單位：mm）結(jié)合本次橋梁設(shè)計(jì)要求，小箱梁構(gòu)造尺寸如下圖13，圖1-4所示，橫隔板采用C50混凝土，設(shè)置在支點(diǎn)處和每跨跨中，橫隔板厚度為20cm。圖1-3 邊梁跨中截面和支點(diǎn)截面（單位：mm）圖1-4 中梁跨中截面和支點(diǎn)截面（單位：mm）1.2.2 方案二：預(yù)應(yīng)力混

19、凝土剛構(gòu)橋 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)是將連續(xù)梁的橋墩與梁部固結(jié)，減小了支座處的負(fù)彎矩，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性。結(jié)構(gòu)上主墩無(wú)支座、施工體系轉(zhuǎn)換方便、伸縮縫少、行車舒適、順橋向抗彎剛度和橫橋向抗扭剛度大、受力性能好、順橋向抗推剛度小，對(duì)溫變、混凝士收縮徐變及地震均有利。從施工上考慮，連續(xù)剛構(gòu)橋施工狀態(tài)和成橋狀態(tài)保持一致，懸臂掛籃平衡施工技術(shù)成熟，操作相對(duì)簡(jiǎn)單。此外，墩梁固結(jié)也在一定程度上克服了大噸位支座設(shè)計(jì)與制造的困難，也省去了連續(xù)梁施工過(guò)程中墩梁臨時(shí)固結(jié)、合龍后再行調(diào)整的這一施工環(huán)節(jié)。圖1-5 剛構(gòu)橋橋跨布置圖（單位：m）截面尺寸連續(xù)剛構(gòu)的細(xì)部尺寸大致與連續(xù)梁橋相同，見(jiàn)圖1-3,1-4.1.2.3 方案三

20、：斜拉橋斜拉橋主要由主梁、索塔、斜拉索三大部分組成，主梁在斜拉索的各點(diǎn)支撐作用下，像多跨彈性支承的連續(xù)梁一樣，使得彎矩值得以大大的降低，這不但可以使主梁尺寸大大減小，而且由于結(jié)構(gòu)自重顯著減輕，既節(jié)省了結(jié)構(gòu)材料，又能大幅度的增大橋梁的跨越能力。此外，斜拉索軸力的水平分力對(duì)主梁施加了預(yù)壓力，從而可以增加主梁的抗裂性能，節(jié)約了主梁中的預(yù)應(yīng)力鋼材的用量。此橋采用單塔雙索面斜拉橋，跨度為60+60，主塔上斜拉索間距取2m,主梁上斜拉索間距取8m,根據(jù)塔高跨比為1/41/7，設(shè)其塔高為15m,其橋梁布置圖如圖1-6所示：圖1-6 斜拉橋布置圖（單位：m）根據(jù)高跨比的經(jīng)驗(yàn)值，取梁高為1.3m,全橋采用等截面

21、箱型截面，其細(xì)部構(gòu)造圖如圖1-7所示：圖1-7 斜拉橋主梁構(gòu)造示意圖（單位：cm）1.3 橋型方案綜合比選1.3.1 方案比選表內(nèi)容 橋型指標(biāo)連續(xù)箱梁橋連續(xù)剛構(gòu)橋斜拉橋橋跨布置35+50+3535+50+3560+60截面形式單箱單室單箱單室單箱三室梁高2.52.51.3優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)剛度大，變形小，伸縮縫少，動(dòng)力性能好，主梁變形撓曲線平緩，有利于高速行車。結(jié)構(gòu)上主墩無(wú)支座，施工體系轉(zhuǎn)換方便，伸縮縫少，行車舒適，順橋向抗彎剛度和橫橋向抗扭剛度大，受力性能好，順橋向抗推剛度小，對(duì)溫變、混凝士收縮徐邊及地震均有利。獨(dú)特的受力性能，使得橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部彎矩值大幅減小，降低主梁高度，大幅提升橋梁跨越能力，主梁抗

22、裂性好，橋型新穎，主梁高度較小，通航條件好。缺點(diǎn)施工過(guò)程有體系轉(zhuǎn)換，支點(diǎn)處負(fù)彎矩大，屬于超靜定結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)不均勻沉降在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加內(nèi)力。墩梁固結(jié)，若基礎(chǔ)發(fā)生變位時(shí)修復(fù)困難并且施工工期相對(duì)較長(zhǎng)調(diào)整斜拉索的張拉 時(shí)較為復(fù)雜，橋梁施工技術(shù)要求較高。工期較短較短長(zhǎng)后期養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)方便，費(fèi)用少若橋墩出現(xiàn)沉降，則養(yǎng)護(hù)難度系數(shù)較大養(yǎng)護(hù)費(fèi)用昂貴結(jié)論推薦方案比選方案比選方案綜合本次設(shè)計(jì)地質(zhì)情況，橋梁用途，經(jīng)濟(jì)型和養(yǎng)護(hù)難易程度等幾方面綜合考慮，確定方案一：預(yù)應(yīng)力混凝土先簡(jiǎn)支后連續(xù)箱梁橋?yàn)樽罴逊桨浮?.3.2 選定方案細(xì)部尺寸擬定 本次設(shè)計(jì)采用等截面不等跨設(shè)計(jì)，邊跨35m，中跨50m，邊跨：中跨=0.7，滿足設(shè)計(jì)要求。

23、箱梁梁高為2.5m，高跨比為0.05，滿足高跨比為1/16.51/20范圍的要求。本次設(shè)計(jì)翼緣懸臂端最小長(zhǎng)為187.5cm。規(guī)范規(guī)定腹板寬度不應(yīng)小于14cm，上下底板厚度不應(yīng)小于20cm，考慮預(yù)應(yīng)力筋錨固及支點(diǎn)截面抗剪要求本次設(shè)計(jì)支點(diǎn)截面腹板寬度為320cm，頂板、底板厚度為250cm，跨中截面為腹板寬度180cm，頂板、底板厚度為200cm。橫隔梁高度約為主梁高度的0.70.9倍，本設(shè)計(jì)采用橫隔梁高度為187.5cm，厚度為20cm，分別布置在支點(diǎn)截面和跨中截面出。為防止應(yīng)力集中和便于脫模，在腹板與頂板交界處設(shè)置10cm*7cm的承托。邊，中梁均采用1/4斜腹板以減輕梁體自重。橫隔梁高度約為

24、主梁高度的0.70.9倍，本設(shè)計(jì)采用橫隔梁高度為187.5cm，厚度為20cm，分別布置在支點(diǎn)截面和跨中截面出。邊梁和中梁之間用60cm濕接縫連接。主梁橫斷面圖如圖1-8所示 1/2跨中橫斷面圖 1/2支點(diǎn)橫斷面圖圖1-8 主梁橫斷面圖第2章 橋梁博士建立計(jì)算模型2.1項(xiàng)目的建立 點(diǎn)擊（文件），選擇（新建項(xiàng)目組），如圖2-1所示。圖2-1 菜單示意圖通過(guò)(項(xiàng)目)菜單選擇（創(chuàng)建項(xiàng)目），如圖2-2,2-3所示圖2-2 項(xiàng)目示意圖圖2-3 創(chuàng)建項(xiàng)目示意圖輸入項(xiàng)目名稱，點(diǎn)擊瀏覽選擇存儲(chǔ)途徑，在下拉條選擇項(xiàng)目類型，創(chuàng)建項(xiàng)目后，出現(xiàn)圖2-4的窗口，我們就可以輸入數(shù)據(jù)了。圖2-4 總體信息輸入示意圖2.1.

25、1 總體信息輸入 橋梁博士建模首先是對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行內(nèi)力位移計(jì)算，在輸入總體信息時(shí)，選擇只計(jì)算內(nèi)力位移，參考規(guī)范為04新規(guī)范，本次設(shè)計(jì)為安全等級(jí)級(jí)的大橋，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為1.0。2.2 （35+50+35）m先簡(jiǎn)支后連續(xù)建模過(guò)程 在進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算之前，首先要根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)方案和施工方案，劃分單元并對(duì)單元和節(jié)點(diǎn)編號(hào)，對(duì)于單元的劃分一般遵從以下原則：(1)對(duì)于所關(guān)心截面設(shè)定單元分界線，即編制節(jié)點(diǎn)號(hào)。(2)構(gòu)件的起點(diǎn)和終點(diǎn)以及變截面的起點(diǎn)和終點(diǎn)編制節(jié)點(diǎn)號(hào)。(3)不同構(gòu)件的交點(diǎn)或同一構(gòu)件的折點(diǎn)處編制節(jié)點(diǎn)號(hào)。(4)施工分界線設(shè)定單元分界線，即編制節(jié)點(diǎn)號(hào)。(5)當(dāng)施工分界線的兩側(cè)位移不同時(shí)，應(yīng)設(shè)置兩個(gè)不同的節(jié)點(diǎn)，利

26、用主從約束關(guān)系考慮該節(jié)點(diǎn)處的連接方式。(6)邊界或支承處應(yīng)設(shè)置節(jié)點(diǎn)。(7)不同號(hào)單元的同號(hào)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)可以不同，節(jié)點(diǎn)不重合系統(tǒng)形成剛臂。(8)對(duì)橋面單元的劃分不宜太長(zhǎng)或太短，應(yīng)根據(jù)施工荷載的設(shè)定并考慮活載的計(jì)算精度統(tǒng)籌兼顧。因?yàn)榛钶d的計(jì)算是根據(jù)橋面單元的劃分，記錄橋面節(jié)點(diǎn)處位移影響線，進(jìn)而得到各單元的內(nèi)力影響線經(jīng)動(dòng)態(tài)規(guī)劃加載計(jì)算其最值效應(yīng)。對(duì)于索單元一根索應(yīng)只設(shè)置一個(gè)單元。根據(jù)對(duì)稱性，在進(jìn)行橋梁建模時(shí)只需對(duì)1#梁和2#梁進(jìn)行建模的建立。針對(duì)本次預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁橋，將全橋分為130個(gè)單元，成橋后支座分別布置在2、39、93和130號(hào)節(jié)點(diǎn)處，單元?jiǎng)澐珠L(zhǎng)度為0.2、0.8、33×1、2

27、5;0.4、0.2、0.2、2×0.4、48×1、2×0.4、0.2、0.2、2×0.4、33×1、0.8、0.2。四種不同的截面形式通過(guò)橋梁博士中的快速編輯器直線擬合在相應(yīng)的單元節(jié)點(diǎn)處。具體劃分示下圖4-1至圖4-5。圖2-5主梁編號(hào)圖2-6 邊跨35m節(jié)點(diǎn)劃分示意圖圖2-7 中跨50m節(jié)點(diǎn)劃分示意圖圖2- 8邊跨35m節(jié)點(diǎn)劃分示意圖2.2.1 輸入施工信息第一施工階段：安裝簡(jiǎn)支梁橋，設(shè)置支座約束條件（臨時(shí)支座）安裝桿件號(hào)：1-37 40-91 94-130邊界條件：2、41、95號(hào)節(jié)點(diǎn)有水平剛性約束和豎向剛性約束 37、91、130號(hào)節(jié)點(diǎn)豎

28、向剛性約束 施工周期：10天圖2-9 第一階段工作結(jié)構(gòu)圖第二施工階段：安裝桿件號(hào)：38 39 92 93邊界條件：2、41、95號(hào)節(jié)點(diǎn)有水平剛性約束和豎向剛性約束 37、91、130號(hào)節(jié)點(diǎn)豎向剛性約束施工周期：10天圖2-10 第二階段工作結(jié)構(gòu)圖第三施工階段：安裝桿件號(hào)：邊界條件：2號(hào)節(jié)點(diǎn)有水平剛性約束和豎向剛性約束 39、93、130號(hào)節(jié)點(diǎn)豎向剛性約束施工周期：10天圖2-11 第三階段工作結(jié)構(gòu)圖第四施工階段：二期恒載（橋面鋪裝，安裝防撞欄），均布荷載作用桿件號(hào)2-129，荷載位置=0，荷載位置=1，水平作用力為0，豎向力為-12.97施工工期：10天圖2-12 第四階段工作結(jié)構(gòu)圖第五施工階

29、段：收縮徐變施工工期：3650天圖2-13 第五階段工作結(jié)構(gòu)圖2.2.2 輸入使用信息其他靜荷載：收縮徐變天數(shù)3650天，升溫溫差C，降溫溫差C。不均勻沉降：39,93節(jié)點(diǎn)豎向位移0.01m。非線性溫度1: 1-130桿件距上緣距離為0mm，溫度為15.2 1-130桿件距上緣距離為100mm，溫度為5.74 1-130桿件距上緣距離為400mm，溫度為0.002.2.3 活荷載描述汽車荷載：公路級(jí)，車道荷載掛車荷載：不計(jì)入人群荷載：0無(wú)特殊荷載橫向分布系數(shù)：0.63自定義沖擊系數(shù)：0.168連續(xù)梁負(fù)彎矩沖擊系數(shù)：0.265橋梁特征計(jì)算跨徑：50m第3章 橋梁博士參數(shù)計(jì)算3.1 車道荷載計(jì)算

30、車道荷載計(jì)算示意圖如圖3-1所示圖3-1 車道荷載計(jì)算示意圖根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范4.3.1條要求，公路級(jí)車道荷載的均布荷載的標(biāo)準(zhǔn)值為=10.5 Kn/m。集中荷載的標(biāo)準(zhǔn)值按以下的規(guī)定計(jì)算： 橋梁的計(jì)算跨徑L5m，=180 Kn 橋梁的計(jì)算跨徑L50m，=360 Kn 橋梁的計(jì)算跨徑5m L50m，采用直線內(nèi)插進(jìn)行計(jì)算。本次設(shè)計(jì)計(jì)算跨徑為50m，公路級(jí)，所以=360 Kn，=10.5 Kn/m 。3.2 沖擊系數(shù)計(jì)算下面進(jìn)行汽車沖擊系數(shù)計(jì)算，公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范4.3.24.3.5規(guī)定，沖擊系數(shù)的計(jì)算采用以結(jié)構(gòu)基頻為指標(biāo)的方法。結(jié)構(gòu)基頻反映了結(jié)構(gòu)的尺寸、類型、建造材料等動(dòng)力特征內(nèi)容，他直接體

31、現(xiàn)了沖擊效應(yīng)和橋梁結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。不同結(jié)構(gòu)基頻，汽車引起的沖擊系數(shù)在0.050.45之間變化，對(duì)于多跨連續(xù)橋梁，計(jì)算跨徑選最大跨徑。計(jì)算公式如下：對(duì)于連續(xù)梁橋： 式中： 基頻，Hz，計(jì)算連續(xù)梁沖擊力引起的正彎矩效應(yīng)和剪力效應(yīng)時(shí)，采用；計(jì)算連續(xù)梁沖擊力引起的負(fù)彎矩效應(yīng)時(shí)，采用； 計(jì)算跨徑，m； 混凝土彈性模量，Pa； 梁跨中截面慣性矩，；結(jié)構(gòu)跨中處單位長(zhǎng)度質(zhì)量，kg/m，當(dāng)換算為重力計(jì)算時(shí)，其單位為； 結(jié)構(gòu)跨中出延米結(jié)構(gòu)重力 N/m 重力加速度， =Ar=1.59×2600=4134 kg/m L=50m =1.27 沖擊系數(shù) （適用于1.5Hz14Hz）用于正彎矩效應(yīng)的沖擊系數(shù)用于負(fù)

32、彎矩效應(yīng)的沖擊系數(shù)3.3 橫向分布系數(shù)的計(jì)算本橋?qū)捒绫刃∮?.5，屬于窄橋范圍，中間的橫梁想一片剛度無(wú)窮大的鋼性梁，保持直線形狀。所以我們用修正剛性橫梁法（修正偏心受壓法）來(lái)求各片梁的橫向分布系數(shù)更加準(zhǔn)確。（1） 抗扭修正系數(shù)的計(jì)算通過(guò)midas civil軟件可以計(jì)算出四片主梁的抗扭慣距和抗彎慣距，具體如下表3-1所示。1#梁2#梁3#梁4#梁抗彎慣距1.213 1.161 1.161 1.213 抗扭慣距1.156 1.154 1.154 1.156 距橋面中心線距離4.651.55-4.65-1.55表3-1 抗彎抗扭慣距表抗扭修正系數(shù)計(jì)算，（2） 計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)圖4-2 三列汽車

33、非對(duì)稱布載示意圖m m m m畫(huà)出1,2號(hào)梁的影響線，如圖4-3所示圖4-3 1,2號(hào)梁荷載橫向分部影響線3.4 二期恒載計(jì)算二期恒載包括9cm瀝青混凝土橋面鋪裝，防撞護(hù)欄。以邊梁作為控制計(jì)算，取縱向1m進(jìn)行計(jì)算。邊梁包括濕接縫總的寬度為3.1m，橫斷面圖如圖4-4所示 圖4-4 邊梁橫斷面圖橋面鋪裝防撞護(hù)欄濕接縫，橫隔板二期橫載3.5 溫度效應(yīng)第4章 橋面板計(jì)算行車道板即為鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土肋梁橋的橋面板，是直接承受車輛輪壓的承重結(jié)構(gòu)，在構(gòu)造上通常與主梁的梁肋和橫隔梁整體相連；橫隔梁之間寬度與主梁之間寬度之比大于等于2時(shí)按照單向板進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)其小于2時(shí)即按照雙向板進(jìn)行計(jì)算。考慮到主梁翼

34、緣板內(nèi)的鋼筋是連續(xù)的，故行車道板可按照懸臂板和兩端固結(jié)的連續(xù)板兩種情況分別計(jì)算。4.1 自由懸臂板計(jì)算 行車道兩端設(shè)置防撞護(hù)欄，無(wú)人群荷載，故自由懸臂端只有防撞欄作用。取縱向1米橋面板寬進(jìn)行計(jì)算，截面如圖4-1所示：圖4-1 橫斷面示意圖（單位：mm）永久作用：主梁架設(shè)完成時(shí)永久作用，箱梁翼緣板自重：懸臂根部一期永久作用：（2） 成橋橋面現(xiàn)澆90mm厚瀝青混凝土，安裝防撞護(hù)欄（P=9kN）現(xiàn)澆90mm厚瀝青混凝土永久作用效應(yīng)：4.2 連續(xù)單向板4.2.1 永久作用（1） 主梁架設(shè)完畢時(shí)，內(nèi)邊梁翼板有自重效應(yīng)，其根部一期永久效應(yīng)如圖4-2所示：圖4-2 內(nèi)邊梁作用示意圖（單位：mm）0.2526

35、=6.5kN/m 0.1826=4.68kN/m(2) 成橋后各箱梁用濕接縫現(xiàn)澆成整體，再鋪裝90mm的瀝青混凝土進(jìn)行橋面鋪裝。先計(jì)算簡(jiǎn)支板得支點(diǎn)彎矩和跨中彎矩，成橋后將其簡(jiǎn)化成等跨簡(jiǎn)支梁橋。在相同作用下跨中彎矩乘以對(duì)應(yīng)的修正系數(shù)求得支點(diǎn)，跨中截面設(shè)計(jì)彎矩。由于t/h=200/2300<1/4,既梁的抗扭能力比較大，跨中彎矩，支點(diǎn)彎矩。簡(jiǎn)化成等跨簡(jiǎn)支板時(shí)，計(jì)算跨徑l=1.154m。濕接縫板自重：，二期永久作用即90mm瀝青混凝土橋面鋪裝：。計(jì)算示意圖見(jiàn)圖4-3。圖4-3 單向板內(nèi)力計(jì)算圖跨中彎矩： 總永久作用：支點(diǎn)彎矩： 跨中彎矩： 4.2.2 可變作用效應(yīng)根據(jù)橋規(guī)規(guī)定，橋梁結(jié)構(gòu)局部加載

36、時(shí)，汽車荷載用車輛荷載，作用在橋面上的車輪荷載，與橋面的接觸面接近一個(gè)橢圓，為了方便計(jì)算，一般將該接觸面看做的矩形。查規(guī)范可知，。車輛荷載在橋面鋪裝層中呈45度發(fā)散到行車板上，則作用與行車道板的矩形變長(zhǎng)為：行車方向垂直行車方向（1） 板得有效寬度計(jì)算根據(jù)通規(guī)對(duì)單向板荷載有效寬度a有以下規(guī)定：車輪在板跨中時(shí)，垂直于板跨徑方向荷載有效分布寬度：此時(shí)所以而兩個(gè)后輪的間距為1.4m，所以車輪有效寬度沒(méi)有發(fā)生（2） 車輪在板得支承處時(shí)：所以（3） 荷載靠近支承處時(shí)：?jiǎn)蜗虬逵行挾确植既鐖D4-4所示：圖4-4 荷載有效寬度分布（單位：mm）將一個(gè)加重輪作用與板跨中可以求得簡(jiǎn)支板跨中最大可變作用彎矩。綜上所

37、述，連續(xù)板可變作用效應(yīng)：支點(diǎn)彎矩：跨中彎矩：4.2.3 可變作用效應(yīng)組合（1） 承載能力極限狀態(tài)組合：支點(diǎn)截面：跨中截面：（2） 正常使用極限狀態(tài)短期組合：支點(diǎn)截面：跨中截面：（3） 正常使用極限狀態(tài)長(zhǎng)期效應(yīng)：支點(diǎn)截面：跨中截面：（4） 綜上取組合最大值進(jìn)行配筋計(jì)算支點(diǎn)截面：跨中截面：4.3 截面配筋計(jì)算4.3.1 懸臂板支點(diǎn)截面配筋計(jì)算懸臂板及連續(xù)板支點(diǎn)處采用相同的抗彎鋼筋，故只需按照其最不利荷載效應(yīng)進(jìn)行配筋。根據(jù)公預(yù)規(guī)第5.2.2條，截面抗彎承載力計(jì)算公式如下： ， 受壓區(qū)高度應(yīng)符合以下公式：， 式中： -橋梁結(jié)構(gòu)的重要系數(shù)，按照公預(yù)規(guī)第5.1.5條取用，取=1.0； -彎矩組合設(shè)計(jì)值，=

38、 -25.414； -混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，由資料知=22.4； -截面的有效高度； -截面受壓區(qū)高度；由以上計(jì)算可知：，其高度，凈保護(hù)層， 則截面有效高度：，所以：，m則選用4根直徑d=12mm的HRB335鋼筋，此時(shí)其鋼筋布置圖如圖4-5所示：圖4-5 支點(diǎn)截面鋼筋布置圖4.3.2 連續(xù)板跨中截面配筋計(jì)算由以上計(jì)算可知：，其高度，凈保護(hù)層， 則截面有效高度：，所以：，m則選用4根直徑d=12mm的HRB335鋼筋，此時(shí)鋼筋布置圖見(jiàn)圖4-6所示圖4-6 跨中截面鋼筋布置圖第5章 內(nèi)力組合5.1 作用分類公路橋涵設(shè)計(jì)采用的作用可分為3種：永久作用：結(jié)構(gòu)重力，徐變荷載，收縮荷載，支座變位?？?/p>

39、變作用：人群荷載，汽車荷載，溫度荷載，升溫降溫溫差。偶然作用：地震作用，船只漂流物的撞擊力和汽車撞擊作用。5.2 承載能力極限狀態(tài)組合 永久作用的設(shè)計(jì)值效應(yīng)和可變作用設(shè)計(jì)值效應(yīng)相結(jié)合，其效應(yīng)組合表達(dá)式為： 或 式中：承載能力極限狀態(tài)下作用基本組合的效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值； 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，本設(shè)計(jì)=1.0 第i個(gè)永久作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)，應(yīng)按通規(guī)表4.1.6的規(guī)定采用；， 第i個(gè)永久作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值； 汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）的分項(xiàng)系數(shù)，取=1.4 ， 汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值； 作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）、風(fēng)荷載外的其他第j個(gè)可變

40、作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)，取=1.4，但風(fēng)荷載的分項(xiàng)系數(shù)取=1.1； ， 作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）、風(fēng)荷載外的其他第j個(gè)可變作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值； 作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）外的其他可變作用效應(yīng)的組合系數(shù)，取值見(jiàn)通規(guī)第4.1.6條。根據(jù)通規(guī)第4.1.6條規(guī)定，各種作用的分項(xiàng)系數(shù)取值如下：結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)?。缓爿d作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)?。▽?duì)結(jié)構(gòu)承載力不利），或（對(duì)結(jié)構(gòu)承載力有利）；基礎(chǔ)變位作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)??；汽車荷載效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)??；溫度作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)??；其他可變作用效應(yīng)組合系數(shù)取。對(duì)結(jié)構(gòu)承載力不利時(shí)：對(duì)結(jié)構(gòu)承載力有利時(shí)：5.2.1 輸出承載能

41、力極限狀態(tài)基本組合內(nèi)力圖圖5-1 最大彎矩圖圖5-2 最小彎矩圖5.3 正常使用極限狀態(tài)組合5.3.1 作用短期效應(yīng)組合 永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用頻遇值效應(yīng)相組合，其效應(yīng)組合表達(dá)式為：式中：作用短期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值； 第j個(gè)可變作用效應(yīng)的頻遇值系數(shù)，取值見(jiàn)通規(guī)第4.1.7條第j個(gè)可變作用的頻遇值。 根據(jù)通規(guī)第4.1.7條規(guī)定，各種作用的分項(xiàng)系數(shù)取值如下：汽車荷載（不計(jì)沖擊力）效應(yīng)的頻遇值系數(shù)取；溫度作用效應(yīng)的頻遇值系數(shù)取。則作用短期效應(yīng)組合為： 5.3.2 輸出短期效應(yīng)組合圖形圖5-3 最大彎矩圖圖5-4 最小彎矩圖 5.3.3 長(zhǎng)期效應(yīng)組合永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用頻遇值效應(yīng)相組合，其效

42、應(yīng)組合表達(dá)式為：式中：作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值； 第j個(gè)可變作用效應(yīng)的頻遇值系數(shù)，取值見(jiàn)通規(guī)第4.1.7條第j個(gè)可變作用的頻遇值。 根據(jù)通規(guī)第4.1.7條規(guī)定，各種作用的分項(xiàng)系數(shù)取值如下：汽車荷載（不計(jì)沖擊力）效應(yīng)的頻遇值系數(shù)?。粶囟茸饔眯?yīng)的頻遇值系數(shù)取。則作用短期效應(yīng)組合為：5.3.4 輸出長(zhǎng)期效應(yīng)組合圖形圖5-5 最大彎矩圖圖5-6 最小彎矩圖5.3.5 輸出各施工階段內(nèi)力圖圖5-7 第一施工階段內(nèi)力圖圖5-8 第二施工階段內(nèi)力圖圖5-9 第三施工階段內(nèi)力圖圖5-10 第四施工階段內(nèi)力圖 圖5-11 第五施工階段內(nèi)力圖5.4 手算內(nèi)力組合（1）邊跨1/4截面（10節(jié)點(diǎn)處）永久作用：自重M=

43、4340 支座變位=230 =-147 收縮M= 徐變M=-35可變作用：汽車1490 -363 升溫M= 降溫M= 非線性溫度M=386按承載能力極限狀態(tài)基本組合 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)則最大彎矩： 橋梁博士8190 誤差 最小彎矩： 橋梁博士3160誤差按正常使用長(zhǎng)期效應(yīng)組合最大彎矩： 橋梁博士5470誤差最小彎矩：橋梁博士3700誤差正常使用短期效應(yīng)組合最大彎矩：橋梁博士5920誤差最小彎矩：橋梁博士3590誤差（2）邊跨跨中截面（17節(jié)點(diǎn)處）永久作用：自重M=5140 支座變位=437 =-278 收縮M= 徐變M=-66.5可變作用：汽車1920 -688 升溫M= 降溫M= 非線性溫度M=

44、733按承載能力極限狀態(tài)基本組合 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)則最大彎矩： 橋梁博士10300 誤差 最小彎矩： 橋梁博士2890誤差按正常使用長(zhǎng)期效應(yīng)組合最大彎矩： 橋梁博士6930誤差最小彎矩：橋梁博士3930誤差正常使用短期效應(yīng)組合最大彎矩：橋梁博士7500誤差最小彎矩：橋梁博士3720誤差（3）支點(diǎn)截面（39號(hào)節(jié)點(diǎn)）永久作用：自重M=-7520 支座變位=1030 = -655 收縮M= 徐變M=-156可變作用：汽車290 -1990 升溫M= 降溫M= 非線性溫度M=1720按承載能力極限狀態(tài)基本組合 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)則最大彎矩： 橋梁博士-4600 誤差 最小彎矩： 橋梁博士-15000誤差按正

45、常使用長(zhǎng)期效應(yīng)組合最大彎矩： 橋梁博士-5000誤差最小彎矩：橋梁博士-10500誤差正常使用短期效應(yīng)組合最大彎矩：橋梁博士-4910誤差最小彎矩：橋梁博士-11100誤差（4）中跨1/4截面（54節(jié)點(diǎn)處）永久作用：自重M=6180 支座變位=590 =-218 收縮M= 徐變M=-156可變作用：汽車1490 -631 升溫M= 降溫M= 非線性溫度M=1720按承載能力極限狀態(tài)基本組合 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)則最大彎矩： 橋梁博士12100 誤差 最小彎矩： 橋梁博士2870誤差按正常使用長(zhǎng)期效應(yīng)組合最大彎矩： 橋梁博士8750誤差最小彎矩：橋梁博士4180誤差正常使用短期效應(yīng)組合最大彎矩：橋梁博

46、士9200誤差最小彎矩：橋梁博士3990誤差（5）中跨跨中截面（66節(jié)點(diǎn)處）永久作用：自重M=10000 支座變位=186 =186 收縮M= 徐變M=-156可變作用：汽車2290 -454 升溫M= 降溫M= 非線性溫度M=1720按承載能力極限狀態(tài)基本組合 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)則最大彎矩： 橋梁博士17900 誤差 最小彎矩： 橋梁博士7140誤差按正常使用長(zhǎng)期效應(yīng)組合最大彎矩： 橋梁博士12700誤差最小彎矩：橋梁博士8280誤差正常使用短期效應(yīng)組合最大彎矩：橋梁博士13400誤差最小彎矩：橋梁博士8180誤差將各截面手算與電算數(shù)據(jù)匯總對(duì)比，見(jiàn)表5-1所示表5-1 各截面手算電算誤差對(duì)比表截

47、面M承載能力極限狀態(tài)基本組合正常使用極限狀短期效應(yīng)組合正常使用極限狀態(tài)長(zhǎng)期效應(yīng)組合手算電算誤差手算電算誤差手算電算誤差邊跨1/4截面8191.7781900.02%5921.859200.03%5474.854700.088%3156.331600.117%3595.135900.142%370437000.1%邊跨跨中截面10347103000.456%7507.475000.099%6931.469300.02%2895.128900.176%3727.537200.2%3933.939300.099%續(xù)表5-1邊跨支點(diǎn)截面-4604.4-46000.095%-4911-49100.02%-4998-50000.04%-14958.2-150000.279%-11100-111000%-10503-105000.028%中跨