畢業(yè)設計上冊(武玉強)

1、前言本次設計的煤海大橋預應力鋼筋混凝土簡支T 形梁橋，橋梁主跨標準跨徑30M，分為 7 跨，總長為 210M。 海大橋下部結構設計是本橋的重要組成部分，應按一級公路的設計標準來修建，設計荷載：汽車荷載按公路 -I 級。下部結構的設計包括：蓋梁尺寸擬定、內(nèi)力計算、截面配筋及承載力校核；橋墩內(nèi)力計算、配筋設計、應力驗算；樁基內(nèi)力計算、樁長計算、配筋及強度驗算；橋臺恒載、活載、土壓力的計算，對計算結果進行地基承載力、基底偏心距、基礎穩(wěn)定性的驗算。樁基采用m 法。主要的設計依據(jù)有公路橋涵設計通用規(guī)范、公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范等。從古至今，從國外到國內(nèi)，橋梁的外觀、設計、技術、橋型、施工方法都在逐漸發(fā)

2、展、完善。從木橋、竹索橋到石橋、鐵鏈橋，再到現(xiàn)在的各種橋梁。人們?yōu)榱松姘l(fā)展，在面對大自然的千姿百態(tài)時不曾動容，創(chuàng)造了一次次奇跡，迎來一次次輝煌。國內(nèi)、國外在橋梁工程史上的偉大成就我們是有目共睹的。一部橋梁發(fā)展的歷史，是橋梁跨徑不斷增大的歷史，是橋型不斷豐富的歷史，是結構不斷輕型化的歷史。我國自 50 年代中期開始修建預應力混凝土梁橋，至今已有40 多年的歷史，比歐洲起步晚，但近對年來發(fā)展迅速，在預應力混凝土橋梁的設計、結構分析、實驗研究、預應力材料及工藝設備、施工工藝等方面日新月異，預應力混凝土梁橋的設計技術與施工技術都已達到相當高的水平。近 20 年來，我國已建成的具有代表意義的連續(xù)梁橋有

3、跨徑90m的哈爾濱松花江大橋、跨徑 120m的湖南常德沅水大橋、主跨 125m的宜昌樂天溪橋、跨徑 154m的云南六庫怒江大橋等。國內(nèi)外橋梁的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢：1）跨徑不斷增大；2）橋型不斷豐富，施工技術不斷提高，施工方法不斷改進；3）結構不斷輕型化。近代隨著橋梁建筑的發(fā)展，對于建橋材料、施工方法、設計理論等方面提出了新的要求。1/91設計資料與方案比選1.1設計標準及上部構造路線道路等級：高速公路。計算行車速度： 100 km /h ；設計荷載：汽車荷載按公路-I 級橋面分為左右雙幅，單幅12.25m，凈 3.72 3+20.5m。標準跨徑： 30m；計算跨徑： 29.2m；梁長 29.90m

4、上部構造：預應力鋼筋混凝土簡支T 型梁。1.2水文地質條件煤海大橋位于遼寧省阜新市郊，河流均為獨流水域，流量隨季節(jié)變化較大，平均水深 0.5m 左右，地表水體為沙河支流，屬于季節(jié)性河流 混凝土：鉆孔灌注樁 :C30混凝土橋墩 :C30混凝土橋墩(蓋梁：C35混凝土橋臺 5(1-1故可按簡支梁計算。5/91蓋梁計算2.1 上部構造恒載上部構造恒載如表2-1 所示表 2-1上部構造恒載Table 2-1 upper structure dead load每片邊梁自每片中梁一孔上部結構總重每個支座的恒載反力 KN）重 KN/m自重 KN/mKN）1.5 號梁2.3.41.5 號梁2.3.4號梁597

5、4.16號梁39.4440.31575.90588.462.2 蓋梁自重及內(nèi)力計算：圖 2-1 蓋梁尺寸 / mmFig. 2-1 The size of bent cap/ mm蓋梁自重及內(nèi)力計算見下表：表 2-1 蓋梁自重及內(nèi)力表6/91Table2-1 Thedead-weight and internal force of bent cap截剪力面彎矩 KN/m）KN）自重 KN）QQ編號左右10.70.81.52510.7111-q10.70.81.5250.710.4125-2M 120.7 1.0 1.5 250.71.52534.12523 34.1234.1211552M 2

6、10.81.5251.010.7 1.0 1.5 25(1 0.70-.3)0.3 -23-q20.3 1.8 1.5 25 20.251.01.525123.68750.32254.3754.37553M 31.80.81.52511.811.1 1.0 1.525 1.12q30.81.81.5255422-23.121.0 1(1-0.71.5250.7 1.1)88.787574.2532354q41.71.81.525M4391.8752.33.50.81.52513.510.71 11.51114.7522-2512.8)12.81.01.5252.868.7568.754( 0.

7、72530.7535M 5391.8754.26 0.81.525110.7 1 1.562q51.82.51.525168.75200-2515.3)11.01.5255.3( 0.75.3506.56255322.3 活載計算1）、活載橫向分布系數(shù)計算荷載對稱布置時用杠桿法，非對稱布置時用偏心壓力法。對稱布置：i 13已知 n=5、e=422.5cmai22(2.5252 ) 625000i 11422.55001422.5250156250000.64820.424則：56250000.241422.52500.0243562500051422.55000.2485625000雙列車：圖

8、 2-6 雙列公路 I 級荷載非對稱布置Fig.2-6 Double row road-I level of load asymmetrical arrangement12755001275250e=275cm10.42250.31562500062500010/9111275250127550030.2450.09550.025625000625000三列車：圖 2-7 雙列公路 I 級荷載非對稱布置Fig.2-7 Double row road-I level of load asymmetrical arrangemente=125cm11255000.31125250156250002

9、0.25562500010.211252500.15354625000511255000.1556250002）按順橋向活載移動情況, 求得支座活載反力的最大值。公路 -I 級汽車荷載：a、單孔布載：Pk296.8kN / m2 ， qk 10.5kN / m2圖 2-8 公路 I 級荷載單孔單列布置Fig. 2-8 Road - I level of load single-hole and single row arrangement11/91單列車 : B10 B2296.8 1 10.5 (11 29.2) 450.1KN2B 0 450.1450.1KN雙列車： 2B900.2KN三

10、列車： 3B0.781053.23KN (0.78為折減系數(shù) b、雙孔布載：圖 2-9 公路 I 級荷載雙孔單列布置Fig. 2-9 Road - I level of load two-hole and single row arrangement單列車：B129.210.5296.8603.4KN22雙列車： 2B1206.8 KN三列車： 3B0.781411.9 KN活載橫向分布后各梁的支點反力：RiiB 2-2 ）表 2-2 各梁活載反力計算表Table 2-2 Calculation of anti-beam live load活載橫向分布后各梁反力匯總表荷載橫向分布情況公路 -I

11、級荷載12/91計算方法對稱布置按杠桿法計算非對稱布置按偏心受壓法計算荷載布置橫向分布系數(shù) 單孔雙孔BRiBRi0000.1881.02108.61單列行車0.64450.1288.064603.4386.180.1881.02108.6100000.000.000.62558.12748.22雙列行車0.38900.2342.081206.8458.580.62558.12748.2200.000.000.3315.97423.590.82863.651157.80三列行車0.761053.23800.451411.951073.080.82863.651157.800.3315.97423

12、.590.648291.66391.000.424190.84255.84單列行車0.2450.190.02603.4120.68-0.024-10.80-14.48-0.248-111.62-149.640.42378.08506.860.31279.06374.11雙列行車0.2900.2180.041206.8241.360.0981.02108.61-0.02-18.00-24.140.3315.97423.590.25263.31352.99三列行車0.21053.23210.651411.95282.390.15157.98211.790.1105.32141.2013/914）各

13、梁永久荷載和可變荷載的反力組合：沖擊系數(shù) 1+=1.253 ，影響線長度按雙孔計：Sq(1 ) mcq ( P k ykqk)2-3）表 2-3 各梁永久荷載和可變荷載的反力組合Table 2-3 different beam counterforce combination of permanent load and variable load各梁永久荷載、可變荷載基本組合編號荷載情況1 號梁2 號梁3 號梁4 號梁5 號梁1恒載1151.791176.911176.911176.911151.792公路一級二列對稱0.00937.51574.61937.510.003公路一級二列非對稱63

14、5.09468.76302.42136.09-30.244公路一級三列對稱530.751450.721344.571450.72530.755公路一級三列非對稱530.75442.29353.83265.38176.927組合 1+2 ）1151.792114.421751.522114.421151.798組合 1+3 ）1786.881645.671479.331313.001121.559組合 1+4 ）1682.542627.632521.482627.631682.5410組合 1+5 ）1682.541619.201530.741442.291328.712.4 雙柱反力 Gi 的

15、計算G i1( R19.2 R26.7 R34.2 R41.7 R50.8)8.4G21 ( R9.2 R46.7 R34.2 R1.7 R0.8)8.4521雙柱受力見下圖：14/91圖 2-10 雙柱反力計算圖 /mmFig. 2-10 Reactions acting of double Pier/mm表 2-4 墩柱反力計算表Table 2-4 Calculation ofpier reaction編號荷載組合反力 G1KN ）反力 G2，并由荷載組合 彎矩計算：為求得最大彎矩值，支點負彎矩取非對稱布置時的數(shù)值，跨中彎矩取用對稱布置時數(shù)值。各截面彎矩計算式如下：M1-1=0M2-2=0

16、M3-3= R1 0.815/91M4-4= R1 2.5+ G1 1.7M5-5= G1 4.2 R1 5 R2 2.5各截面彎矩計算結果見下表：表 2-5 彎矩組合表Table 2-5 Combination of moments墩柱反梁支座反力各截面彎矩荷載組合情況力G1R1R2截面 2-2截面 3-3截面 4-4截面 5-5組合 (1+24141.971151.792114.420.00-921.434161.886351.27組合 (1+34168.251786.881645.670.00-1429.502618.834458.10組合 (1+45570.921682.542627.

17、630.00-1346.035264.208416.05組合 (1+54065.011682.541619.200.00-1346.032704.164612.332相應最大彎矩值時的剪力計算：截面 11:Q左=0；Q右 R1；=截面 22:Q左=Q右 R1；=截面 33: Q左 = R1 ；Q右 =G1 R1；截面 44: Q左 =G1 R1；Q右 = G1 R1 R2 ；截面 55: Q左 =G1 R1 R2 ；Q右 =G1 R1 R2 R3；表 2-6 剪力組合表Table 2-6 Combination of shear forces梁支座反力組合情況墩柱反力R1R2R3組合 (1+2

18、4141.971151.792114.421751.52組合 (1+34168.251786.881645.671479.33組合 (1+45570.921682.542627.632521.48組合 (1+54065.011682.541619.201530.7416/91續(xù) 2-6表各截面剪力組合情截面 1-1截面 2-2截面 3-3截面 4-4截面 5-5況vV 右v 左V 右v 左V 右v 左V 右v 左V 右左組合- 2990.12990.1875.757875.76-875.760(1+21151.791151.791151.791151.7988組合- 2381.32381.37

19、35.707735.71-743.630(1+31786.881786.881786.881786.8877組合-3888.33888.31260.741260.7-(1+401682.541682.541682.5477141260.741682.54組合- 2382.42382.4763.266763.27-767.48(1+501682.541682.541682.54771682.542.5.2蓋梁內(nèi)力匯總表表 2-7 蓋梁內(nèi)力匯總表Table 2-7 capping beam internal force summary table截面號1 12 23 34 45 5內(nèi)力M 自重-1

20、0.4125-23.6875-88.7875530.75506.5625彎矩M 荷載00.00-1429.502618.838416.05M 計算-10.4125-23.69-1518.293149.588922.62左-34.125-54.375-74.25168.750V 自重-34.125-54.375223.125168.750右剪力左0.00-1786.88-1786.883888.371260.74V 荷載-1786.88-1786.883888.371260.74-1260.74右左-34.13-1841.26-1861.134057.121260.74V 計算-1821.01-

21、1841.264111.501429.49-1260.74右蓋梁各截面的配筋設計及承載力校核采用 C35 混凝土， fcd=16.1Mpa ； ftd=1.52Mpa ，主筋采用 HRB335鋼筋， I 類環(huán)境條件，保護層厚度為 30mm，結構重要系數(shù) o 1.0 。橋規(guī)中規(guī)定作為短梁在設計計算時的鋼筋混凝土蓋梁的縱向受拉鋼筋一般應沿蓋梁長度方向通長布置，中間不要斷開或者彎17/91起，因此1-1 ，2-2 ，3-3 截面相同，受彎矩作用，在梁的上部配置受拉鋼筋，配筋與3-3截面配置相同計算時以3-3截面為例。而4-4截面與跨中 跨中截面：跨中高 h=1800mm、寬 1500mm ，設 as

22、65mm則有效高度為：h0 has1800651735mm內(nèi)力：M =8922.62 kN mf cdbx(h0 x由公式 o M)2 得8922.6210 616.1 1500 x(1735x )2解得： x = 227.9mmbh00.56 1735 971.6mm所需要的鋼筋面積： f sd Asf cdbx將 x 代入上式Asf cd bx16.11500227.9119658mm2fsd280實際選用25 根32 鋼筋，實際 As 20105mm2，分兩層布置，采用焊接鋼筋骨架：上層6 根，下層為 19 根。計算得：as48267848263 46804.246 / 2010553.

23、68mm, 取as =60mmh0h as1800601740mm配筋率：20105100%0.77%15001740min0.45f t0.451.52100% 0.24%fs280滿足要求。18/91xf sd As280 20105fcd b233.1mm受壓區(qū)高度16.1 1500b h0 0.56 1740 974mm實際承載力：M ufsd As( h0 x)228020105(0.750.05 8.4) (1740233.1)1.628986.73KN / mM8922.62KN / m所以 5-5 ，4-4 截面抗彎承載力驗算符合要求。2 截面 3-3 ：高 h=1800mm、

24、寬 1500 mm，設 as 40mm則有效高度為：h0has1800401760mm內(nèi)力：M =1518.29 kN m由公式 o Mfcd bx( h0 x )2 得1518.2910616.1 1500 x(1760 x)2解得： x =36.1mmb h0 0.561760985.6mm所需要的鋼筋面積： f sd Asfcd bx將 x 代入上式Af cd bx16.1150036.13113mm2sfsd280(2-4實際選用 10 根 20 鋼筋，實際As3142mm2，布置一層。計算得：as302040mm,取as =50mm2h0has1800501750mm配筋率：3142

25、100%0.12%1500175019/910.45f t0.451.520.24%minf s100%fs280且0.2% ，配筋符合要求。受壓區(qū)高度fsd As2806773.8x78.54mmfcd b16.11500實際承載力：M ufsd As( h0 x)22806773.8(0.750.058.478.54) (1750)1.823190.6KN / mM1518.29KN / m所以 3-3 ，2-2 ， 1-1 截面抗彎承載力驗算符合要求。表 2-8 截面配筋設計Table 2-8 The design section of steel reinforcement截面尺寸彎矩

26、 M實際配筋截面號b(mmh(mmMu(KN.M20/911 11500180010.4111 286773.8500.2583190.6052 21500180023.6911 286773.8500.2583190.6053 3150018001518.2911 286773.8500.2583190.6054 4150018003149.5825 3220185600.7708986.7285 5150018008922.6225 3220185600.7708986.728蓋梁斜截面抗剪承載力計算公路橋規(guī)中規(guī)定根據(jù)有關實驗資料及有關設計資料，深受彎構件的鋼筋混凝土蓋梁進行斜截面抗剪承載

27、力計算公式如下：14lVh ) 10 3 bh0 (2 0.6P) f cu, k sv fsv1 (o d202-5）其中1 - 連續(xù)梁異號彎矩影響系數(shù)，計算近邊點梁段的抗剪承載力時，取1 =1.0，計算中間支點梁段時，取1 =0.9，鋼構個節(jié)點附近時取 1 =0.9。sv -箍筋配筋率。fsv -箍筋抗拉強度設計值 Mpa），取值不宜大于280Mpa。截面應滿足下式要求：l10.33)hV(10fbho d30cu k0 2-6）l8.4 /1.8 4.6735Mpa .其中 h， fcu k1）截面驗算1）1-1 截面：bh1500 1800mm2 ,as50mm, h01750mmvd

28、左 =34.13KN vd右 =1821.01KN所以21/91l10.34.6710.3h3)fcu k bh03351500175030(101030=7747.60 KNvd1-1 截面合格。2）2-2，3-3 截面b h1500 1800mm2 ,as50mm, h0 1750mmvd左2=1841.26KN vd右 2=1841.26KNvd左3 =1861.13KN vd右3=4111.5KN所以l10.334.6710.33h)fcu k bh0351500175030(101030=7747.60 KNvd2-2，3-3 截面合格。3）4-4，5-5 截面h 1500 1800

29、mm2 ,as 60mm, h0 1740mm vd左4 =4057.12KN vd右 4 =1429.49KNvd左5 =1260.24KN vd 右5 =-1260.24KN所以lh10.334.6710.33(10)fcu k bh01035 1500 17403030=7703.33 KNvd4-4，5-5 截面合格。由此可知蓋梁的各個截面都滿足要求。2）計算各截面配箍率。14lV1 (h ) 10 3 bh0 (2 0.6P) f cu, k sv fsv20由 d得到22/91Vd)21sv(2 0.6P) fcu , k f svl141(h )10 3 bh020斜截面的箍筋采

30、用 HRB335， f sv280Mpa ，直徑12, 采用 6肢箍筋。12的 min =0.18%1）1-1 截面vd右 =1821.01KN P1000.258 bh015001750mm2sv(1821.01)2(20.61352808.40.258)140.9 (1.8 )10 31500 175020=0.00076min =0.00181-1 截面安最小配箍率進行配筋。2）2-2 截面vd左2= 1841.26KN vd右 2 =1841.26KN P1000.258sv(1841.26)20.61352808.4(20.258)140.9(1.8 ) 10 31500 17502

31、0=0.00078min =0.00182-2 截面按最小配箍率進行配筋。3）3-3 截面vd左3= 1861.13KN vd右3 =4111.5KN P1000.258sv(4111.5)2(20.61352808.40.258)140.9 (1.8 ) 10 31500175020=0.0039min =0.00183-3 截面按計算配筋進行配置。4）4-4 截面vd左4 =4057.12KN vd右 4 =1429.49KN P 1000.77023/91sv(4057.12)20.61352808.4(20.770)140.9(1.8 ) 10 31500175020=0.00336m

32、in =0.00184-4 截面按計算配筋進行配置。5）5-5 截面vd左5=1260.24KN vd 右5=-1260.24KN P1000.770sv(1260.24)2(20.61352808.40.770)140.9(1.8 )10 31500175020=0.00032min =0.00185-5 截面按最小配箍率進行配筋。3）計算箍筋間距。1）公預規(guī)中規(guī)定深受彎構件的蓋梁內(nèi)設置箍筋，其直徑不應小于8mm ，間距不應大于 200mm。Svh11800 900mm及 400mm2）公路橋規(guī)中規(guī)定22。3）根據(jù) 3-3 截面的計算配箍率sv0.0039確定箍筋間距Asv6 113.1Sv

33、116mmsvb0.0039 15004）根據(jù)最小配箍率 sv0.0018，確定最大箍筋間距 Sv ，箍筋采用直徑12,6 肢箍筋。Asv6 113.1251.3mmSv0.0018 1500svb由以上四條取最大箍筋間距為100mm 設定各截面箍筋間距都相等）。Asv6113.10.0045 mmsv1001500Svb。4）驗算各截面的受剪承載力1）1-1 截面24/91P1000.258 bh01500 1750mm2148.4Vu0.9(1.8)10 315001750(20.60.258)350.0045280204430.36KN1821.01KN承載力滿足要求。2）2-2 截面P

34、1000.258 bh01500 1750mm2148.4Vu0.9(1.8)10 315001750(20.60.258)350.0045280204430.36KN1821.01KN2-2 截面承載力滿足要求。3）3-3 截面P1000.258bh01500 1750mm2148.4Vu0.9(1.8)10 315001750(20.60.258)350.0045280204430.36KN1841.26KN3-3 截面承載力滿足要求。4）4-4 截面P1000.258bh01500 1750mm2148.4Vu0.9(1.8)10 315001750(20.60.258)350.0045

35、280204708.77.36KN4057.12KN4-4 截面承載力滿足要求。5）5-5 截面P1000.770 bh01500 1740mm2148.4Vu1.8)10 30.9(15001740(20.60.770)350.0045280204708.77KN1260.24KN5-5 截面承載力滿足要求。5）驗算各斜截面的抗剪承載力。25/91按照公路橋規(guī)關于復核截面位置和復核方法的要求進行復核外伸梁部分距支座點 h/2 處的斜截面抗剪承載力檢查截面尺寸正截面的有效高度 h0has1800501750mm剪力計算值Vh /21821.012 / 3(1841.261821.01)1834

36、.51KN0.5110 3fcu ,k bh00.5135150017507920.15 KNVh/21834.51KN0.510 3 a2fbh0.531500 1750td01995KNVh/21834.51KN截面尺寸滿足要求，并且不需要進行斜截面抗剪承載力的計算，僅按照構造要求配置箍筋即可。2）復核距支座中點向跨中方向h/2 處的斜截面抗剪承載力a檢查截面尺寸正截面的有效高度 h0h as1800501750mm剪力計算值Vh /24057.12 8/17(4111.54057.12)4082.71KN0.5110 3fcu ,k bh00.51 35150017507920.15 K

37、N Vh/24082.71KN0.510 3 a2 f td bh00.531500 17501995KNVh/24082.71KN截面尺寸滿足要求，需要進行斜截面抗剪承載力的計算b斜截面頂端位置的確定以距支座 h/2=900mm 處為斜截面底端位置即下圖B”點，現(xiàn)向跨中方向取距離為h1750mm0的截面，可以認為驗算截面頂端在此正截面上。由圖可知，需驗算截面頂端位置距支座中心h017509002650mm，位于 4-4， 5-5 截面之間，可近似認為斜截面彎矩按線性變化，則斜截面頂端截面的彎矩26/91計算值為M0 M d ,h/21.02500(170025002650)3149.58)3

38、149.582500(8922.625343.33 KN M剪力計算值V0 Vd ,h/21.01700250026501206.74)1260.742500(1429.491365.37 KN M圖 2-11 斜截面抗剪驗算示意圖Figure 2-11 oblique section shear calculation sketch計算截面有效高度h0has1800501750mm剪跨比 m的計算值M5343.33m2.236Vh01365.371.75斜截面投影長度C 為 C 0.6mh0 0.6 2.236 1750 2348mm驗算斜截面的下端實際距支座中心26502348302mm

39、即圖中的 B點。C斜截面抗剪承載力計算斜截面內(nèi)縱向受拉鋼筋2532 ，主筋配筋率為 :P 1001002010515000.7701740Asv6113.10.0045 mm 0.0018sv1001500Svb27/91因此斜截面抗剪承載力為148.4Vu0.9(1.8)10 3 1500 1740 (2 0.6 0.770) 350.0045 280204708.77KN而驗算截面處的剪力計算值V4057.121700302Vu 4708.77 KN(4111.5 4057.12) 4101.84KN1700距支座 h/2跨中點處斜截面抗剪承載力滿足要求。表 2-9 蓋梁各斜截面抗剪承載力

40、匯總表Table 2-9 summary table of the oblique section shear bearing capacity of beam截面號1 1左1 1右2 2左2 2右3 3左3 3右4 4左4 4右5 5左截面尺寸驗算截計算配箍實際箍筋間實際配箍截面抗剪能剪力面率距率力h0(mV150-34.137747.600.000001000.4524004430.3617500150-1821.017747.600.076431000.4524004430.3617500150-1841.267747.600.078141000.4524004430.361750015

41、0-1841.267747.600.078141000.4524004430.3617500150-1861.137747.600.079841000.4524004430.36175001504111.507747.600.389621000.4524004430.39175001504057.127703.330.335871000.4524004708.77174001501429.497703.330.041701000.4524004708.77174001501260.247703.330.032411000.4524004708.771740028/915 51501740-12

42、60.247703.330.032411000.4524004708.77右0圖 2-11 蓋梁配筋圖 /cmFig. 2-11 Cover beam reinforcement figure/cm驗算跨中出最大裂縫密度雙柱間蓋梁接短梁進行跨中截面裂縫寬度計算蓋梁跨中長期效應與短期效應組合彎矩計算。蓋梁自重在跨中產(chǎn)生的彎矩M G1 =506.56KN m上部結構在蓋梁中產(chǎn)生的彎矩。G1G21151.79 1176.91 1.52917.16KNM G 2 =2917.16 4.2-1151.79 5.0-1176.91 2.5=3550.83KN m汽車荷載在蓋梁中產(chǎn)生的彎矩雙孔三列對稱布置2

43、9/91G1 G2 423.59 1157.80 1073.812117.93 KN2M Q1 =2117.93 4.2-423.59 5.0-1157.8 2.5=3882.86KN m雙孔三列非對稱布置1G1(423.599.2352.99 6.7282.39 4.2211.79 1.7141.20 0.8)916.09KNM Q1 =914.09 4.2-423.59 5.0-352.99 2.5=847.166KN m荷載短期效應組合彎矩計算值M S =M G1 +M G2 + 11M Q1 =506.56+2917.16+0.7 3882.86=6141.722KN m荷載短期效應組

44、合彎矩計算值M L =M G1 +M G2 + 21M Q1 =506.56+2917.16+0.4 3882.86=4976.864KN m計算系數(shù)C2M s10.54976.846=1.0+0.51.41帶肋鋼筋系數(shù)C1 =1.0M L6141.722C 3=(1.0+0.4l )1(0.48.41) 10.956h31.83鋼筋應力ss 的計算30/91M s6141.722 106ss0.87h0 As0.87 1740201.8MPa20105(4 換算直徑 d 的計算對于焊接鋼筋骨架d de1.3 32 41.6(5縱向受拉鋼筋配筋率的計算As201050.006, 取0.0076

45、bh00.0076,0.21740 1500(6 最大裂縫跨度的計算WfkC1C2 C3ss (30 d)Es 0.28101.01.410.956201.83041.621050.2810)0.00760.18 mm0.2mm抗裂滿足要求。31/91橋墩墩柱計算3.1 各個墩水平力計算橋梁分為7 跨， 7 30m 的先簡支后橋面連續(xù)鋪裝的橋梁，采用雙柱式加蓋梁的柔性橋墩，各墩高度相等都為3.0m。板式橡膠支座在橋墩上雙排布置，每個橋墩上布置10個；在橋臺上單排布置，每個橋臺上 5 個支座，支座尺寸為 0.4 0.4m2 ，厚度為 0.044m，剪切模量 Ge 1100 KN / m2 。支座

46、的抗推剛度為：每個橋臺上的支座總面積 Az 5 0.4 0.4m2 0.8m2 每個橋墩上的支座總面積 Ad 10 0.4 0.4m2 1.6m2對于橋臺上的支座AzGe0.81100K zte20000kN / m0.044對于橋墩上的支座AdGe1.61100K zte40000kN / m0.044橋墩剛度計算橋墩采用 C30 混凝土，其彈性模量Ec3.0 104 MPa1）各墩抗推剛度K1K 6 計算3EcIKihi3 (3-12）橋墩的抗彎慣性矩為：44d1.2I 220.2036m464643）各墩的抗推剛度為：=3 3.0 1070.2036K 墩i3678584.0 KN /

47、m34）各墩臺組合抗推剛度K 組 i32/91K 組i = 11(3-21K diK z5）按 A 種模型 橋垮結構中所有墩、臺上面均布支座）計算的抗推剛度組合見表3-1表 3-1 墩 resistance to push stiffness墩臺）號墩 高LK dK zK組 iK 組 iK 組 i0臺）-20000200000.074913678584.04000037773.400.141723678584.04000037773.400.141733678584.04000037773.400.141743678584.04000037773.400.141753678584.040000

48、37773.400.141763678584.04000037773.400.14177制動力計算 H 制公路 I 級荷載布置如圖3-14 。制動力按車道荷載進行計算。G10.5210 296.8=2501.8 KNH 制G10% 250.18KN根據(jù)橋涵通用規(guī)范規(guī)定不得小于90KN，取兩者中較大者，H 制 250.18KN每座橋墩 33/91溫度影響力的計算1確定受溫度影響時溫度偏移值為零的截面位置x0 ：ni 1LiK iix, LiL j 式中：10 5， t 25 Cb板式橡膠支座頂面所受到的溫度影響力H 溫 為：H 溫K組 iit (3-6汽車荷載引起的垂直力和偏心力矩計算1 汽車沖

49、擊系數(shù)11.2530對左側柱的荷載橫向分布系數(shù)m對左側柱的荷載橫向分布布置如圖，荷載橫向分布影響線可用杠桿原理畫出34/91圖 3-1 4 號墩橋面荷載縱、橫向布置及支座反力影響線(mFigure 3-1 4 # pier bridge deck load vertical and horizontal layout and bearing reaction force influence line(m求得荷載橫向分布系數(shù)m為m1(1.110.8960.7410.517)1.6272作用于墩頂上的垂直力及偏心初力矩計算2 現(xiàn)以 4 號橋墩作為例子介紹計算過程:可計算得到左側支座反力35/91R

50、左 =296.8 1 10.529.60 0.5068=454.31KN可計算得到右側支座反力R右 =10.529.60 0.5068=157.51KN由此可按支反力的偏心距離e 求得偏心力矩 M 0為M 0=（R左 -R右）e=（ 454.31-157.51 ） 0.4 =118.72KN m垂直力N汽 =R左 +R右454.31 157.51611.82KN當計入汽車沖擊系數(shù)以及荷載橫向分布系數(shù)后，便可得到其中一個墩柱將要承受的最大外力，即M 0 =(1+)mM 0 =1.253 1.627 118.72=242.03KN mN汽 =(1+)mN汽 =1.2530 1.627 611.52

51、=1246.67KN由于汽車制動力的溫度影響力均由每座墩臺）按全寬承擔，故為了統(tǒng)一分析將此外力值乘以每座橋墩 臺）的樁柱數(shù)，本橋為雙柱式所以乘以2，即M 2M02 242.03 484.06KN mN汽 =2N汽 =2 1246.67=2493.3KN綜上過程歸納得到N汽 =（1+ ） m n （R +R ）M 0=（ 1+ ）m n （R +R ）柱左右柱左右令=（ 1+ ） m n柱 荷載綜合增大系數(shù)上述方法可計算出每座墩的R左、 R右 。2）等效水平力計算a墩頂在懸臂狀態(tài)下和計入非線性效應的總水平位移a，仍然以4 號橋墩為例進行計算。4 號橋墩： t=3mH=-120.67KNM 0 =

52、484.06KN m l EI ( )4( Nq自l )( )28 4 l3 l36/91求得 a=-0.0005403a033.151070.00017753EI0.2036M 0 l 2484.0632(向左am3.151070.0003002EI0.2036c等效水平力 H 墩 4H 效 4 =K 墩4 (aam )H 4678584.00.0005150( 0.0003)( 120.67)42.71KN墩頂分擔的附加水平力為：H 墩 4K墩H效4=-678584.0=K支 442.71= 40.33KNK 墩 4678584.0 40000墩頂處附加水平位移i 為i =H效 i(3-8

53、K墩iK 支i表 3-2 初始垂直力 N、水平力 H 及初力矩 M0 計算匯總表Table 3-2 H initial vertical force and horizontal force and moment at the beginning of M0 calculation summarytable墩臺號01234567臺）N 恒-5974.16 5974.16 5974.165974.165974.165974.16垂直N 汽-2493.32493.32493.32493.32493.32493.3力N=N 恒+N-8467.468467.468467.46-8467.46-8467

54、.46-8467.46汽初力矩-M0KN/m ）484.06484.06484.06-484.06-484.06-484.06K 組 i/ K0.0740.14170.14170.14170.14170.14170.14170.074組 i9937/91-25 C 溫度位移 上部構造恒重，一孔重：5974.16 kN(2 蓋梁自重 墩柱自重： 3.140.6232584.82kN(4 橫系梁重： 1.5251.57.2405kN作用在墩柱底面的恒載垂直為：N=15974.16+84.82+349.5=3463.78 kN(3-923.3活載計算：單孔荷載：單列車時， B10,B2450.1kN

55、 ,B1B2450.1kN相應的制動力： T450.120.190.02KN按橋規(guī)取制動力應大于90KN，取 90.02KNb）雙孔荷載：單列車： B1153.3KN , B2450.1KN , B603.4KN相應的制動力： T=603.42 10%120.68 KN90KN取制動力為 120.68 kN汽車荷載中雙孔荷載產(chǎn)生支點處最大反力值，即產(chǎn)生最大的墩柱垂直力；汽車荷載中單孔荷載產(chǎn)生最大偏心彎矩，即產(chǎn)生最大墩柱底彎矩。3.4雙柱反力橫向分布計算1）汽車荷載：單列車：雙列車：三列車：1115604201.1678402754200.8278401254200.6498402221 1.1

56、670.16710.8270.17310.6490.35139/913.5荷載組合最大最小垂直反力計算 單位： KNTable 3-3 variable load combination units vertical counterforce calculation (double hole /KN編最大的垂直反力 KN ） 最小直反力 KN ）荷載情況號橫向分布i1單列車1.167汽車1N橫向分布 i1.253882.32-0.167N-188.372荷載雙列車0.8271.2531250.520.173261.63三列車0.6491.2531148.190.351620.98表 34 可變

57、荷載組合最大值彎矩計算 units垂直力 KN ）對柱頂中心的彎矩編荷載墩柱頂反力計算式水平力號情況Bi1+ ）B1B1B2HH1.56B20.35上部13336.000構造58與蓋40/91梁重2雙列0.8271.253932.820932.8326.48778900.250車23.6截面配筋計算及應力驗算作用于墩柱頂?shù)耐饬?垂直力：最大垂直力： Nmax 3336.58 1250.52 4587.1KN 最小垂直力 水平力： H =50 kN3彎矩： M max =326.58+78=404.49kN M作用于墩柱底的外力Nmax4587.184.824671.93KNNnin4269.4

58、084.824353.22KNM max404.49403524.49 KN截面配筋計算及驗算1）墩柱配筋設計墩柱采用 C30 混凝土，主筋采用HRB335鋼筋，螺旋箍筋采用R235.圓柱截面：d 41.24(3-10I h0.1016464假定按墩柱一端固定，一端自由計算。則有： l02h 2 3 6m, l0 / d6/1.2 5 4.4對于此構件需考慮構件在彎矩作用平面內(nèi)的變形對軸向力偏心距的影響，即應將軸向力對截面重心軸的偏心距e0 乘以偏心距增大系數(shù)。a. 荷載組合 I 時：41/91對N j4587.10，M j404.49KN mKNe0M j404.49取 rs0.9r 0.9

59、600540mmN j4557.1 10388mmrsr540 600 1140mm則截面的有效高度 h00.2e00.22.7 880.409 1.0，取1 =0.40912.71140h021.150.01 l01.150.0161.101.0，取 2 =1.0d1.21(l 0 ) 216211 21880.40111.0961400e0 h14001.2h01140查圖形截面鋼筋混凝土偏壓構件截面抗壓承載力計算諾模圖，r0 N d 14587.1 10000.92 (3-11k13.8 6002fcd r 2k e0r0 N de0 0.14(3-12rfcd r 3e01.09688

60、(3-13r6000.16由上面數(shù)值查諾模圖得到0.002 墩柱的計算配筋率筋率進行配筋0.005 。min0.005，故按最小配b. 荷載組合 II時：對N j4269.40，M j404.49KN mKNe0M j404.4995mmN j4269.40 103取rs0.9r 0.9 600540mm則截面的有效高度 h0rsr5406001140mm0.2950.4241.0 ，故取 1 0.42412.711401.1561.11.0,故取 21.020.011.216210.41611.091951.21400114042/91查圖形截面鋼筋混凝土偏壓構件截面抗壓承載力計算諾模圖，r