寧道高速公路瓢勺洞大橋施工圖設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、 寧道高速公路瓢勺洞大橋施工圖設(shè)計(jì) changsha university of science & technology畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目： 寧道高速公路瓢勺洞大橋施工圖設(shè)計(jì) 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 200918020422班 級(jí)： 橋梁0904班專 業(yè)： 土木工程（橋梁工程方向）指 導(dǎo) 教 師： 2013 年 06 月寧道高速公路瓢勺洞大橋施工圖設(shè)計(jì)學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 200918020422班 級(jí)： 橋梁0904班所在院（系）： 土木與建筑學(xué)院指 導(dǎo) 教 師： 完 成 日 期： 2013.06寧道高速公路瓢勺洞大橋施工圖設(shè)計(jì)摘要高速公路的快速發(fā)展要求沿線橋梁的建設(shè)速

2、度大大加快。高速度的行車要求橋梁具有良好的力學(xué)性能以及較少的伸縮縫構(gòu)造,以獲得較好的平順性和舒性。先簡支后連續(xù)施工法解決了以上問題,由此形成先簡支后連續(xù)結(jié)構(gòu)體系在公路建設(shè)中獲得廣泛應(yīng)用。因此本設(shè)計(jì)最終選定方案為先簡支后連續(xù)t 梁橋。瓢勺洞大橋整體設(shè)計(jì)為：（6×30m24×40+8×30m）簡支轉(zhuǎn)連續(xù)t梁橋。四跨一聯(lián)，全橋共6聯(lián)。本文設(shè)計(jì)為大橋第二聯(lián)，即4 ×40m段。主梁采用兩幅分離式，每幅寬 14.25米，由6片t 梁組成。橋面縱坡為 1%，橫坡為2%。采用預(yù)制吊裝法施工。預(yù)制t梁采用c50混凝土；預(yù)應(yīng)力筋均采用s15.2（1×7 標(biāo)準(zhǔn)型）低

3、松弛鋼絞線。本設(shè)計(jì)包括以下幾個(gè)部分：橋型方案比選；橋型布置，結(jié)構(gòu)各部分尺寸擬定；選取計(jì)算結(jié)構(gòu)簡圖；恒載內(nèi)力計(jì)算；活載內(nèi)力計(jì)算；荷載組合；配筋計(jì)算；預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算；截面強(qiáng)度驗(yàn)算；截面應(yīng)力及變形驗(yàn)算；施工圖設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)軟件用 midas civil。關(guān)鍵詞： 簡支連續(xù)；設(shè)計(jì)計(jì)算；施工圖；公路橋the design for theningdao of piaoshaodong  bridgeabstractthe rapid development of freeway bridge construction requirements along much fa

4、ster. requirements of high-speed traffic bridge has good mechanical properties and fewer joints constructed to get a better ride and comfort properties. simply supported continuous construction method to solve the above problems, thus forming a continuous structure simply supported the construction

5、of the highway system is widely available, so the final selection of the design program for the first simple and continuous support t beam bridge. piaoshaodong the overall design of the bridge: (6 × 30m +24 × 40 +8 × 30m) simply supported continuous t beam bridges. four spans, a total

6、 of six full-bridge linking this article is designed to bridge the second one, that is 4 × 40m segments. primary using two separate beams, each width of 14.25 meters by 6 t beam components. longitudinal deck 1% cross slope of 2%. use of prefabricated construction method hoisting. precast concre

7、te t beam using c50; tendons are used s15.2 (1 × 7 standard type) low relaxation strands this design includes the following sections: bridge scheme comparison; bridge-type layout, the structure size of each part intended; selecting computing structure diagram; dead load force calculation; live

8、load force calculation; load combinations; reinforcement calculation; prestress loss calculation; sectional strength checking; sectional stress and deformation checking; construction design. design software with midas civil.key words: simply supported continuous; design; calculation; construction dr

9、awings; highway bridge目 錄1設(shè)計(jì)說明11.1設(shè)計(jì)依據(jù)11.2設(shè)計(jì)基本資料12方案比選42.1方案擬定42.1.1調(diào)查資料42.1.2方案構(gòu)思宗旨42.1.3方案擬定42.2設(shè)計(jì)要點(diǎn)及結(jié)構(gòu)尺寸擬定72.2.1設(shè)計(jì)要點(diǎn)72.2.2 結(jié)構(gòu)尺寸擬定82.2.3橫截面沿跨長的變化92.2.4橫隔板的設(shè)置92.3本章小結(jié)113 內(nèi)力計(jì)算及荷載組合123.1系數(shù)計(jì)算123.1.1二期結(jié)構(gòu)自重作用荷載集度123.1.2考慮橫隔板的等效梁體容重123.1.3沖擊系數(shù)和作用效應(yīng)系數(shù)123.1.4主梁荷載橫向分布系數(shù)133.2 midas 模型143.3內(nèi)力計(jì)算153.3

10、.2二期恒載193.3.3汽車荷載223.3.5溫度荷載263.3.6 支座沉降303.3.7 收縮與徐變303.4 荷載組合343.4.1 承載能力極限狀態(tài)下的效應(yīng)組合343.4.2 正常使用極限狀態(tài)下的效應(yīng)組合353.4.3荷載組合結(jié)果363.5本章小結(jié)394 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算及布置404.1 預(yù)應(yīng)力鋼束估算的原理與方法404.1.1按正常使用極限狀態(tài)的正截面抗裂驗(yàn)算要求估束404.1.2 按構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)要求估算非預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量414.1.3最小配筋率的要求424.2預(yù)應(yīng)力筋估算結(jié)果424.3預(yù)應(yīng)力筋束的布置原則434.4 預(yù)應(yīng)力筋束的布置結(jié)果444.5 本章小結(jié)445

11、預(yù)應(yīng)力筋損失455.1預(yù)應(yīng)力筋損失計(jì)算455.2 本章小結(jié)466 強(qiáng)度驗(yàn)算476.1 基本理論476.2 計(jì)算公式476.3 正截面抗彎驗(yàn)算486.4斜截面抗剪驗(yàn)算516.51/4截面抗剪驗(yàn)算546.6本章小結(jié)547 抗裂驗(yàn)算557.1 規(guī)范要求557.2 正截面抗裂驗(yàn)算557.3 斜截面抗裂驗(yàn)算597.4本章小結(jié)638 應(yīng)力驗(yàn)算648.1 持久狀況構(gòu)件的應(yīng)力計(jì)算648.1.1 正截面混凝土壓應(yīng)力驗(yàn)算648.1.2 斜截面壓應(yīng)力驗(yàn)算678.1.3 預(yù)應(yīng)力鋼筋拉應(yīng)力驗(yàn)算688.2短暫狀況構(gòu)件的應(yīng)力計(jì)算698.3 本章小結(jié)739撓度計(jì)算749.1 使用荷載作用下的撓度749.2 預(yù)應(yīng)力引起的上拱7

12、49.3 預(yù)拱度設(shè)置7410 端部錨固區(qū)計(jì)算7610.1 后張法構(gòu)件錨下局部承壓計(jì)算7611支座計(jì)算7810.1 支座構(gòu)造7810.2 支座的物理力學(xué)性能7810.3 計(jì)算公式78參考文獻(xiàn)81致謝82附件1 83附件2 941設(shè)計(jì)說明1.1 設(shè)計(jì)依據(jù)橋址區(qū)地處道縣大源口、紅巖、白 竹塘三村交界處，斜跨小溪和沖，沖溝寬約100-150m，沖溝內(nèi)地勢平坦，地形起伏不大，為稻田種植區(qū)和耕跟還林荒地，溝內(nèi)地面標(biāo)高在254.8-267.0m之間，沖溝兩側(cè)為山體斜坡，山勢較陡，坡體上植被發(fā)育，灰?guī)r露頭較多，溶洞隨處可見，地下暗河流水不斷，橋址區(qū)屬低山丘陵地貌。橋梁原始依據(jù)及基本設(shè)計(jì)要求：(1)

13、設(shè)計(jì)指導(dǎo)書及橋位平面圖、橋址斷面圖等原始資料；(2) 設(shè)計(jì)車速：100m/h；(3) 荷載標(biāo)準(zhǔn)：公路-i；(4) 橋面寬度：26m；(5) 地震烈度： vi度；地震加速度值為0.05g按照7度設(shè)防；(6) 設(shè)計(jì)洪水頻率：1/300；1.2 設(shè)計(jì)基本資料（1）材料規(guī)格混凝土：預(yù)制梁及其現(xiàn)澆接縫、封錨、墩頂現(xiàn)澆連續(xù)段、橋面現(xiàn)澆層均采用c55， 樁基采用c25，其余構(gòu)件采用c30。預(yù)應(yīng)力鋼絞線：采用公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（jtgd622004）中 d=15.2 mm 的鋼絞線，公稱面積為 140 mm2，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度 fpk=1860 mpa，彈性模量 ep=1.95

14、5;105 mpa。普通鋼筋：r235、hrb335 鋼筋標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合 gb 130131991 和 gb 14991988 的規(guī)定。凡鋼筋直徑12 mm 者，均采用 hrb335 熱軋帶肋鋼；凡鋼筋直徑12 mm 者，采用 r235 鋼；鋼板應(yīng)符合 gb 70088 規(guī)定的 q235 鋼板。錨具：預(yù)制 t 梁采用 ovm15 型錨具及其配套設(shè)備；t 梁接頭頂板束采用 bm15 型錨具及其配套設(shè)備。預(yù)應(yīng)力管道：采用預(yù)埋圓形或扁形塑料波紋管成型。支座：橋梁支座根據(jù)設(shè)置的部位不同，分別采用 gyz、gyzf4 板式橡膠支座，其技術(shù)性能應(yīng)符合公路橋梁板式橡膠支座（jt/t 493）的要求。伸

15、縮縫：采用 80 型伸縮縫及 160 型伸縮縫。橋面鋪裝：10cm 現(xiàn)澆 c50混凝土橋面板+10cm 瀝青混凝土鋪裝。（2）設(shè)計(jì)計(jì)算依據(jù)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（jtg b012001）；公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(jtg d602004)（以下均簡稱為通規(guī)）；公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 jtg d622004） 以下簡稱公預(yù)規(guī)）。（3）基本設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)根據(jù)公預(yù)規(guī)中各條規(guī)定，混凝土、鋼絞線和鋼筋的各項(xiàng)基本數(shù)據(jù)以及在各個(gè)階段的容許值，如下表 1-1 所列。表1-1 基本計(jì)算數(shù)表名 稱項(xiàng)目符號(hào)單位數(shù)據(jù)

16、主梁混凝土立方體強(qiáng)度mpa50彈性模量mpa3.45×104軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度mpa32.4軸心抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度mpa2.65軸心抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度mpa22.4軸心抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度mpa1.89主梁混凝土短暫狀態(tài)壓應(yīng)力限值mpa20.72拉應(yīng)力限值mpa1.757持久狀態(tài)主壓應(yīng)力限值mpa16.2拉應(yīng)力限值mpa19.44續(xù)表 1-1名 稱項(xiàng)目符號(hào)單位數(shù)據(jù)15.2鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度mpa1860彈性模量mpa1.95×105抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度mpa1260最大控制應(yīng)力mpa1395材料重度鋼筋混凝土1kn/m325瀝青混凝土2kn/m324鋼絞線3kn/m378.5注：fck、ftk為鋼束張拉時(shí)混

17、凝土軸心抗壓、抗拉強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值，考慮混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%時(shí)開始張拉預(yù)應(yīng)力鋼束，因此，fck=31.95mpa，ftk=2.47mpa2方案比選 2.1 方案擬定2.1.1 調(diào)查資料橋址區(qū)地處道縣大源口、紅巖、白竹塘三村交界處，斜跨小溪和沖，沖溝寬約100-150m，沖溝內(nèi)地勢平坦，地形起伏不大，為稻田種植區(qū)和耕跟還林荒地，溝內(nèi)地面標(biāo)高在254.8-267.0m之間，沖溝兩側(cè)為山體斜坡，山勢較陡，坡體上植被發(fā)育，灰?guī)r露頭較多，溶洞隨處可見，地下暗河流水不斷，橋址區(qū)屬低山丘陵地貌。橋址區(qū)有簡易公路至仙子腳鎮(zhèn)與s323省道相連，交通不方便。橋址區(qū)地表水主要為溪溝水，該溪

18、溝水平行于橋位在k298+405-k299+085里程段內(nèi)流經(jīng)橋址區(qū)，溪溝寬14.00-22.00m，深2.00-3.50m，屬季節(jié)性溪流，雨季水面寬7.5-13.00m，水深0.3-1.20m，由于上游積雨面積大，流量大，流速較快，據(jù)訪問附近村居民2004年7月最高洪水位標(biāo)高259.50m，旱季溪溝中斷流，基本無水。橋址地區(qū)的不良地質(zhì)現(xiàn)象為主要為巖溶，巖溶形態(tài)的主要為溶蝕裂縫和溶洞。本區(qū)內(nèi)河水水質(zhì)良好，對混凝土無腐蝕性。2.1.2 方案構(gòu)思宗旨（1）該橋?yàn)楦咚俟飞系臉?，滿足整體公路的線型要求，保證行車舒適及滿足交通要求。（2）設(shè)計(jì)方案力求結(jié)構(gòu)受力明確，易于分析，使用常規(guī)的橋型，在

19、某些細(xì)節(jié)方能有一定的創(chuàng)新。（3）施工方案技術(shù)成熟，施工較簡便，工期較短，能加快整條高速公路建設(shè)。2.1.3 方案擬定方案一：先簡支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力 t 梁橋。a.孔徑布置 孔徑布置為6×30m24×40+8×30m。全橋長1380m。b.結(jié)構(gòu)構(gòu)造 主梁采用由6片t梁組成。4×40m 段梁高2.5米30m段梁高 2.0米。c.主墩基礎(chǔ) 可采用鉆孔灌注樁基、雙柱式橋墩、帶懸臂蓋梁的結(jié)構(gòu)，以克服基礎(chǔ)開挖的一系列弊端，樁墩連接處設(shè)系梁 ，樁基伸出地面與墩柱連接，墩柱上面接蓋梁。 d.施工方案 預(yù)制吊裝 方案一的橋型方案布置圖見下圖（圖 2.1 和圖 2.2

20、）圖2.1 方案一橋型立面圖（單位mm）圖2.2 方案一橋型立面圖（單位mm）方案二：等截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋 a.孔徑布置孔徑布置為46×30m全長1380m。b.結(jié)構(gòu)構(gòu)造主梁采用等截面箱梁。梁高2.0米。c.主墩基礎(chǔ)可采用鉆孔灌注樁基、雙柱式橋墩、帶懸臂蓋梁的結(jié)構(gòu)，以克服基礎(chǔ)開挖的一系列弊端，樁墩連接處設(shè)系梁，樁基伸出地面與墩柱連接，墩柱上面接蓋梁。d.施工方案 頂推施工。方案二的橋型方案布置圖見下圖（圖2.3和圖2.4）圖2.3 方案二橋型立面圖圖2.4 方案二橋型剖面圖根據(jù)橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)符合技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、適用耐久、經(jīng)濟(jì)合理的要求，同時(shí)滿足美觀、環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的要求

21、。共擬定了兩種方案，其一：6×30m24×40m+8×30m先簡支后連續(xù)梁橋，其二: 46×30m 等截面連續(xù)梁。兩種方案取其中4×40m（即一聯(lián)）比較。（其中兩方案主橋結(jié)構(gòu)示意圖分別見圖三、圖四）。各主橋橋型優(yōu)缺點(diǎn)比較見下表。表2-1 各主橋橋型優(yōu)缺點(diǎn)比較表橋 型先簡支后連續(xù) t 梁（方案一）等截面連續(xù)箱梁（方案二）經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)較經(jīng)濟(jì)適用性1.伸縮縫少，行車舒適。2.樁對河床壓縮不大，利于汛期 防洪3.施工工藝成熟。4.高速公路上，橋較多，用預(yù)制   t 方便，工期短，實(shí)用性很強(qiáng)。1.伸縮縫少，

22、行車舒適。2.樁對河床壓縮較不大，利于汛期防洪。3.施工工藝成熟。安全性1.t 梁可在預(yù)制場預(yù)制，質(zhì)量可 靠，工期有保障，但須大型預(yù)制場和吊 裝設(shè)備。2.后期的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低。1.箱梁在橋邊預(yù)制，一次投入大，頂推施工須大型設(shè)備及千斤頂，工期有保證。2 后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低美觀性1. 橋線型呈單一直線，與周邊環(huán)境較協(xié)調(diào)，一種簡單美。1.橋線型呈單一直線，簡單美推薦方案第一種，因?yàn)槠吧锥创髽驑蛑诽幦芏措S處可見，地下暗河出口流水不斷。所以橋梁采用跨徑不宜太大，必要時(shí)采用不等跨。而且后張法預(yù)應(yīng)力混凝土t梁預(yù)制簡單，施工方便，造價(jià)非常經(jīng)濟(jì)。且寧道高速上同一標(biāo)段采用的都是預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土t梁。這

23、樣節(jié)省模板制作，施工期更短，造價(jià)更低。通過上面的比較，并結(jié)合實(shí)際的需要，即高速公路對工期要求及批量預(yù)制的功能，綜合考慮得出，方案一更合理，最終決定方案一為推薦方案2.2 設(shè)計(jì)要點(diǎn)及結(jié)構(gòu)尺寸擬定2.2.1 設(shè)計(jì)要點(diǎn)本橋上部結(jié)構(gòu)為6×30m24×40m+8×30m共38跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋。每一聯(lián)結(jié)構(gòu)相似，本文取其中一聯(lián)為代表進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)及計(jì)算。采用先簡支后連續(xù)的施工方法，方法如下（1）預(yù)制簡支 t 梁，吊裝到位；（2）澆筑墩頂連續(xù)段混凝土，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，張拉負(fù)彎矩區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼束，并 壓注水泥漿；（3）再拆除臨時(shí)支座，完成體系轉(zhuǎn)換；（4）完成主梁

24、橫向接縫澆筑；（5）最后進(jìn)行防撞護(hù)欄及橋面鋪裝施工。預(yù)應(yīng)力鋼束必須待混凝土立方體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度的 90%后（且齡期不小于4d）,方可張拉。預(yù)制梁內(nèi)彎矩鋼束采用兩端同時(shí)張拉錨下控制應(yīng)力為 0.75fpk=1395mpa；墩頂橋面現(xiàn)澆層負(fù)彎矩鋼束采用單端張拉，錨下控制應(yīng)力為0.72fpk=1339.2mpa,未計(jì)入預(yù)應(yīng)力鋼筋與錨圈口之間的摩擦損失。2.2.2 結(jié)構(gòu)尺寸擬定（1）主梁片數(shù)與主梁間距主梁間距通常應(yīng)隨著梁高與跨徑的增大而加寬為經(jīng)濟(jì)，同時(shí)加寬翼緣板對提高主梁截面效益指標(biāo)很有效，故在許可條件下應(yīng)適當(dāng)加寬 t 梁翼緣板。本設(shè)計(jì)主梁內(nèi)、外梁翼緣寬度均為 21

25、7cm，由于寬度較大，為保證橋梁的整體受力性能，橋面板采用現(xiàn)澆混凝土剛性接頭。因此主梁工作截面主要有兩種：預(yù)施應(yīng)力、運(yùn)輸、吊裝階段的小截面（內(nèi)梁翼緣板寬155cm，外梁翼緣寬172.5cm）,二期恒載施工以及運(yùn)營階段的大截面。單幅橋面寬為13m,選用 6片 t 形梁。主梁橫斷面布置如圖2.5 所示。圖2.5 主梁橫斷面布置圖（尺寸單位：cm）（2）主梁結(jié)構(gòu)尺寸的擬定主梁采用t形截面，梁高2.5米，高跨比 h/l=0.0625。t梁截面尺寸如圖2.6所示。本文設(shè)計(jì)為大橋的第一聯(lián)，即4x40米預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，施工方法為先簡支后連續(xù)。其主梁構(gòu)造

26、圖見圖紙，得出預(yù)制安裝時(shí)，邊跨和中跨的預(yù)制長度為39.4m，計(jì)算跨徑均為38.7m。簡支變連續(xù)后邊跨計(jì)算跨徑為33.5m中跨計(jì)算跨徑為40m。圖2.6 t梁橫斷面圖（尺寸單位：cm）第 102 頁 共 100頁2.2.3 橫截面沿跨長的變化本設(shè)計(jì)主梁采用等高形式，橫截面的 t 梁翼板厚度沿跨長不變，梁端部區(qū)由于錨頭集中力的作用而引起較大的局部應(yīng)力，也為布置錨具的需要，在距梁端 7.305m 處到梁端 1.5m 之間段將馬蹄加高，腹板逐漸加厚，腹板由原來的 20cm 加厚到 60cm,馬蹄加高到與

27、梁肋同高，在 1.5m 距支點(diǎn)內(nèi)為橫截面，馬蹄的加高腹板的加寬按一次線性變化。2.2.4 橫隔板的設(shè)置模型試驗(yàn)結(jié)果表明，在荷載作用處的主梁彎矩橫向分布，當(dāng)該處有橫隔板時(shí)比較均勻否則荷載直接作用下主梁彎矩就很大。為減小對主梁設(shè)計(jì)主要控制的作用彎矩，在跨中設(shè)置橫隔板。跨度較大應(yīng)多設(shè)置橫隔板。本設(shè)計(jì)在共設(shè)置 6到橫隔板，間距為8.0m。詳圖見附件圖紙。毛截面幾何特性是結(jié)構(gòu)內(nèi)力、配束及變形計(jì)算的前提。由于梯形分塊發(fā)是目前各種橋梁電算軟件最常用的方法（即節(jié)線法）。所以在此采用該發(fā)計(jì)算截面特性。（1）計(jì)算原理橋梁中的梯形、工字型截面以及箱型截面都可分為許多梯形，設(shè)其中任意梯形

28、如圖2.7所示，其上底、下底和高分別為 a、 b 和h他們的幾何特性為：面積 （2-1） （2-2）當(dāng) a=0 或 b=0 時(shí)，梯形變成了三角形，上述公式仍適用。如圖 2.8 所示的梯形截面計(jì)算方法如下：按梯形分塊分成 5 個(gè)梯形塊，共 6 條節(jié)線。每條節(jié)線距離截面底緣 x 軸的距離為 hi，節(jié)線寬度為 bi。第 i 個(gè)梯形分塊，其上底寬 a=bi+1,下底寬 b=bi,高 h=hi+1

29、-hi，代入幾何特性計(jì)算公式可得：面積 （2-4）形心軸位置 (2-5)本設(shè)計(jì)主梁截面變化不大，其預(yù)制中梁支點(diǎn)截面， 圖2.8 t形截面分塊圖預(yù)制邊梁跨中、支點(diǎn)截面以及成橋后的中邊梁跨中及支點(diǎn)截面的幾何特性可采用以上方法求的，其結(jié)果見表 2-2表2-2 截面幾何特性計(jì)算結(jié)果截面位置截面面積a截面慣性矩i中性軸到地面距離預(yù)制中梁跨中0.99200.93341.4163支點(diǎn)1.76601.17811.4163預(yù)制邊梁跨中1.04000.99421.4495支點(diǎn)1.81351.23621.4695成橋中梁跨中1.06401.02591.4788支點(diǎn)1.83801.26821.4957成橋邊梁跨中1.

30、07601.03801.4942支點(diǎn)1.84951.27981.50702.3 本章小結(jié)通過對設(shè)計(jì)資料的分析，擬定出兩種橋型方案，基于經(jīng)濟(jì)、適用、安全、美觀等原則，選定出最優(yōu)方案。即推薦方案。并對推薦方案進(jìn)行了具體尺寸的擬定，對主梁 t截面進(jìn)行截面效率指標(biāo)的驗(yàn)算。其滿足要求。 3 內(nèi)力計(jì)算及荷載組合該設(shè)計(jì)段為440 米簡支轉(zhuǎn)連續(xù) t 梁橋，選用軟件 midas civil 建模來完成結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。建模只選用一片 t 梁進(jìn)行分析?？紤]自重、二期恒載、溫度荷載、支座沉降汽車荷載及人群荷載等荷載效應(yīng)。并

31、模擬預(yù)制吊裝的施工過程3.1 系數(shù)計(jì)算3.1.1 二期結(jié)構(gòu)自重作用荷載集度二期結(jié)構(gòu)自重作用荷載集度為橋面鋪裝與護(hù)欄自重集度之和。橋面鋪裝采用 10cmc30水泥混凝土，10cm 改性瀝青防水層，總共二層設(shè)計(jì)。護(hù)欄按每延米 0.3混凝土設(shè)計(jì)?；炷寥葜貫?#160;25瀝青混凝土容重24。因橋橫向由 6 片梁組成。則每片梁承擔(dān)全部的 1/6。 g1=(14.25×0.1+11.75×240.1+0.3×2×25)/6=9.20kn/m3.1.2 考慮橫隔板的等效梁體容

32、重在建模過程中，橫隔板的考慮用等效梁體容重來計(jì)算，即相當(dāng)于把橫隔板用外力的形式加上去。而增大主梁的容重來模擬。成橋t梁邊梁集度 =29.8874kn/m 3.1.3 沖擊系數(shù)和作用效應(yīng)系數(shù)按通規(guī)4.3.2條規(guī)定，結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)與結(jié)構(gòu)的基頻有關(guān)，因此要先計(jì)算結(jié)構(gòu)的基頻。連續(xù)梁橋的基頻可采用下列公式估算 (3-1)代入數(shù)據(jù)有其中：沖擊系數(shù) 則 用于正彎矩效應(yīng)和剪力效應(yīng)：1+u=1.1887用于負(fù)彎矩效應(yīng)：1+u=1.2375車道折減系數(shù)，根據(jù)通規(guī)表 4.3.1-4 中的規(guī)定，三車道的橫向折減系數(shù)為 0.783.1.4 主梁荷載橫向分布系數(shù)連續(xù)梁荷載

33、橫向分布的簡化實(shí)用計(jì)算方法是，按等效剛度原則，將連續(xù)梁的某一跨等代為等跨徑的等截面簡支梁來計(jì)算荷載的橫向分布系數(shù)。所謂等剛度，是指在跨中施加一個(gè)集中荷載或者一個(gè)集中扭矩，則連續(xù)梁和等代簡支梁的跨中繞度或扭轉(zhuǎn)角彼此相等。本設(shè)計(jì)的 5 跨連續(xù)梁橋的邊跨與中跨之比幾乎為 1，可將此橋近視作為 5 等跨連續(xù)梁來分析。邊跨計(jì)算跨徑 49.35m，中跨取 50 米計(jì)算，又因每片 t 梁僅在支點(diǎn)附近很小的區(qū)域內(nèi)肋板有改變，但按等截面計(jì)算，誤差很小。綜上，此橋簡化為三跨等截面連續(xù)梁。根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)簡化分析荷載橫向

34、分布（胡肇滋主編）中指出。對等跨等截面連續(xù)梁等效簡支梁抗彎慣性矩?fù)Q算系數(shù)為：邊跨 x1=1.432,中跨 x2=1.860,而抗扭換算系數(shù)都 1。本橋每跨設(shè)置6塊橫隔板，即具有強(qiáng)大的橫向聯(lián)系，且承重結(jié)構(gòu)的長寬比。所以可以按偏心壓力法來計(jì)算荷載橫向分布影響線和橫向分布系數(shù)。求橫向分布影響線豎標(biāo) （1） 對于跨中截面，各主梁的橫截面均相等，梁數(shù)n=6，梁間距為2.25m，則（2）計(jì)算汽車荷載橫向分布系數(shù)由計(jì)算圖：汽車荷載：荷載橫向分布系數(shù)取值考慮荷載橫向分布系數(shù)沿跨長變化，取值如下：為簡化連續(xù)梁的汽車荷載效應(yīng)內(nèi)力計(jì)算，全部梁偏安全的取用邊跨支點(diǎn)的荷載橫向分布系數(shù)0.6

35、56。3.2 midas 模型建模為4×40米連續(xù)t梁橋。施工方法為預(yù)制吊裝，根據(jù)擬定的尺寸建模圖形如下（圖3.4），建模軟件為midas civil。圖3.4 第一跨結(jié)構(gòu)模型（1）整體模型結(jié)構(gòu)主梁為由6片t梁組成，建模中只模擬其中一片t梁，即最不利的邊梁，共5跨。如圖3.4，為模型第一跨結(jié)構(gòu)圖，其余四跨與一跨相同。（2）單元?jiǎng)澐?×40米連續(xù)t梁橋，總長160m。共劃分88個(gè)單元，部分單元不等寬，在支點(diǎn)附近較密，其他較寬。（3）荷載效應(yīng)結(jié)構(gòu)考慮了自重、二期恒載、溫度、支座沉降、人群荷載、車輛荷載、收縮徐變等荷載效應(yīng)的影響。并考慮其荷載在不同情況下的組合

36、效應(yīng)。根據(jù)荷載效應(yīng)進(jìn)行psc設(shè)計(jì)，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行配筋計(jì)算及驗(yàn)算。（4）施工模擬設(shè)計(jì)方案為簡支轉(zhuǎn)連續(xù)t梁，施工方法為預(yù)制吊裝，即建模需模擬先“簡支后連續(xù)”的過程，建模中用不同的結(jié)構(gòu)組、和支承組，在不同時(shí)刻的激活與鈍化來實(shí)現(xiàn)此過程。3.3 內(nèi)力計(jì)算根據(jù)結(jié)構(gòu)模型的計(jì)算結(jié)果，分別對各個(gè)荷載的效應(yīng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析?？梢缘贸龈鱾€(gè)荷載的影響效應(yīng)，由于整體結(jié)構(gòu)對稱。取一般結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵截面進(jìn)行結(jié)果分析。3.3.1 恒荷載在建模過程中定義的恒荷載即預(yù)制 t 梁自重，考慮橫隔板的重量（不包含二期鋪裝），在自重作用下，其結(jié)構(gòu)在跨中產(chǎn)生較大正彎矩，在支點(diǎn)產(chǎn)生的負(fù)彎矩較小，是由于“先簡支后

37、連續(xù)”的施工方法有關(guān)，在自重下，結(jié)構(gòu)受力幾乎為簡支狀態(tài)受力。彎矩剪力圖如下（圖 3.5 和 3.6），其具體值見表3-2。圖3.5 恒荷載作用下彎矩圖（單位kn·m）圖3.6 恒荷載作用下剪力圖（單位kn·m）表3-2 恒荷載作用效應(yīng)內(nèi)力單元位置剪力-z(kn)彎矩-y(knm)1i1-457.7901j2-435.99335.172i2-435.99335.172j3-414.18653.983i3-414.18653.983j4-341.511598.64i4-341.511598.64j5-283.382223.495i5-283.382

38、223.495j6-225.242732.16i6-225.242732.16j7-167.13124.447i7-167.13124.447j8-108.963400.58i8-108.963400.58j9-50.833560.299i9-50.833560.299j107.313603.8110i107.313603.8110j1165.453531.0411i1165.453531.0411j12123.593342.0112i12123.593342.0112j13181.723036.713i13181.723036.713j14239.862615.1114i14239.8626

39、15.11 續(xù)表 3-2單元位置剪力-z(kn)彎矩-y(knm)14j152982077.2515i152982077.2515j16356.141423.1116i16356.141423.1116j17414.27652.717i17414.27652.717j18472.41-233.9918i18472.41-233.9918j19530.55-1236.9519i19530.55-1236.9519j20588.69-2356.1920i20588.69-2356.1920j21661.36-3918.7521i21661.36-3918.7521j22683.16-4422.94

40、22i22683.16-4422.9422j23704.96-4943.4923i23-621.04-4943.4923j24-599.23-4485.8924i24-599.23-4485.8924j25-577.43-4044.6425i25-577.43-4044.6425j26-504.76-2691.8926i26-504.76-2691.8926j27-446.62-1740.5127i27-446.62-1740.5127j28-388.49-905.4 續(xù)表 3-2單元位置剪力-z(kn)彎矩-y(knm)28i28-388.49-905.428j29-330.35-186.5

41、729i29-330.35-186.5729j30-272.21415.9930i30-272.21415.9930j31-214.07902.2731i31-214.07902.2731j32-155.941272.2832i32-155.941272.2832j33-97.81526.0133i33-97.81526.0133j34-39.661663.4734i34-39.661663.4734j3518.481684.6635i3518.481684.6635j3676.611589.5636i3676.611589.5636j37134.751378.237i37134.751378

42、.237j38192.891050.5638i38192.891050.5638j39251.03606.6439i39251.03606.6439j40309.1646.45根據(jù)計(jì)算結(jié)果得，結(jié)構(gòu)在恒荷載作用下，產(chǎn)生的最大彎矩3603kn·m，作用位置第二跨；最大剪力704.96kn，作用于第二跨跨中。3.3.2 二期恒載二期恒載即為橋面鋪裝、人行道、欄桿及防撞墻等作用。在建模過程中以外力的形式加載的，在前面算出其集度 g=12.36kn/m。在二期恒載作用下，結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)為連續(xù)梁受力。即彎矩在跨中為最大正彎矩，支點(diǎn)最小負(fù)彎矩；剪力在跨中為 0，在支點(diǎn)產(chǎn)生最大剪力。其彎矩剪

43、力圖如下（圖 3.7 和 3.8），其具體值如表 3-3.圖 3.7 二期恒載作用下彎矩圖（單位kn·m）圖 3.8 二期恒載作用下剪力圖（單位kn）表3-3 二期恒載作用效應(yīng)內(nèi)力單元位置剪力-z(kn)彎矩-y(knm)1i1-157.4801j2-149.98115.32i2-149.98115.32j3-142.48224.983i3-142.48224.983j4-117.48549.944i4-117.48549.944j5-97.48764.915i5-97.48764.915j6-77.48939.886i6-77.48939.886j7-57.481074.857i7

44、-57.481074.857j8-37.481169.818i8-37.481169.818j9-17.481224.789i9-17.481224.789j102.521239.7510i102.521239.7510j1122.521214.7211i1122.521214.7211j1242.521149.6912i1242.521149.6912j1362.521044.6613i1362.521044.6613j1482.52899.6314i1482.52899.63 續(xù)表3-3單元位置剪力-z(kn)彎矩-y(knm)15i15102.52714.615j16122.52489.

45、5716i16122.52489.5716j17142.52224.5417i17142.52224.5417j18162.52-80.4918i18162.52-80.4918j19182.52-425.5319i19182.52-425.5319j20202.52-810.5620i20202.52-810.5620j21227.52-1348.121i21227.52-1348.121j22235.02-1521.5422i22235.02-1521.5422j23242.52-1700.6223i23-213.64-1700.6223j24-206.14-1543.224i24-206

46、.14-1543.224j25-198.64-1391.425i25-198.64-1391.425j26-173.64-926.0426i26-173.64-926.0426j27-153.64-598.7627i27-153.64-598.7627j28-133.64-311.4728i28-133.64-311.47 續(xù)表3-3單元位置剪力-z(kn)彎矩-y(knm)29i29-113.64-64.1829j30-93.64143.1130i30-93.64143.1130j31-73.64310.3931i31-73.64310.3931j32-53.64437.6832i32-53

47、.64437.6832j33-33.64524.9733i33-33.64524.9733j34-13.64572.2534i34-13.64572.2534j356.36579.5435i356.36579.5435j3626.36546.8336i3626.36546.8336j3746.36474.1237i3746.36474.1237j3866.36361.438i3866.36361.438j3986.36208.6939i3986.36208.6939j40106.3615.983.3.3汽車荷載分析結(jié)構(gòu)為主梁結(jié)構(gòu)的邊梁，汽車荷載的加載考慮橫向分布，橫向分布系數(shù)由前計(jì)算有 moq

48、=0.4127。內(nèi)力圖見圖 3.11 與圖 3.12。荷載效應(yīng)內(nèi)力見表 3-5。圖 3.11 汽車荷載作用下彎矩包絡(luò)圖圖 3.12 汽車荷載作用下剪力包絡(luò)圖表格3-5 汽車荷載效應(yīng)內(nèi)力（單位：彎矩kn·m剪力kn）單元位置剪力-z(kn)彎矩-y(knm)1i1-235.9401j2-228.97153.582i2-228.97153.582j3-222.08300.023i3-222.08300.023j4-199.71736.79續(xù)表3-5單元位置剪力-z(kn)彎矩-y(knm)4j5-182.491029.595i5-182.491029.595j6-165.91272.636i6-165.91272.636j7-149.971466.647i7-149.971466.647j8-134.731612.568i8-134.731612.568j9-120.191711.539i9-120.191711.539j10-106.381764.9310i10-106.381764.9310j11117.261774.3211i11117.26