雙魚(yú)大橋上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

刖后

如今我國(guó)高速公路正處于熱期，高速公路的迅速發(fā)展也為橋梁隧道的建設(shè)帶

來(lái)很大的空間。中國(guó)橋梁建設(shè)的規(guī)模以及技術(shù)水平在世界上已經(jīng)達(dá)到一定的高

度，國(guó)內(nèi)主要的跨江大橋已經(jīng)建設(shè)完畢，故未來(lái)橋梁的發(fā)展方向?qū)⑹谴罂缍鹊目?/p>

海橋梁。這又將是橋梁建設(shè)史上的一個(gè)挑戰(zhàn)。

作為一名道橋?qū)I(yè)的大學(xué)生，我有志于在未來(lái)為橋梁的建設(shè)事業(yè)奉獻(xiàn)自己的

能量，故本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選擇了橋梁。本設(shè)計(jì)是位于廣東廣州的跨魚(yú)塘大橋，全橋

長(zhǎng)280米，分7跨，跨徑40米，為預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T型梁橋。本橋梁的上部

結(jié)構(gòu)由我完成。包括雙魚(yú)大橋設(shè)計(jì)方案比選；主梁截面選擇；主梁內(nèi)力計(jì)算；配

筋驗(yàn)算及附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工組織設(shè)計(jì)與概預(yù)算。

由于個(gè)人的能力有限，本設(shè)計(jì)不免有知識(shí)點(diǎn)錯(cuò)誤以及考慮疏漏之處，衷心希

望各位指導(dǎo)老師隨時(shí)指出，本人將會(huì)在以后的工作中努力改正！

I

1原始資料

1.1資料

1.1.1概述

雙魚(yú)大橋，全長(zhǎng)280m,7跨預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T形梁橋。公路一II級(jí)，

設(shè)計(jì)時(shí)速80km/h,雙向兩車(chē)道。

1.1.2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及指標(biāo)

1）橋?qū)?02X2（護(hù)欄）+1X2（人行道）+0.75X2（路緣帶）+3.75X2（行車(chē)

道）=11.4m

2）車(chē)輛荷載標(biāo)準(zhǔn)：公路一n級(jí)荷載

3）設(shè)計(jì)抗震基本裂度：八級(jí)設(shè)防。

1.1.3地質(zhì)、氣候

1）地理資料

根據(jù)地質(zhì)勘查在k46+010.00至R46+257.00段，上覆第四系全新統(tǒng)沖洪積與

殘坡積地層，表層低洼處零星分布軟土，一般厚度1.00300m,呈軟-流塑狀。

中部為砂土與粘性土層。下伏第三系粘土巖、泥巖、砂巖，上部成巖作用較差，

呈半巖半土狀。下部成巖作用較好，屬一般地基段。

在k46+257.00至k46+296.00段內(nèi)，該段屬于薇丘區(qū)，上部為第四系全新統(tǒng)

殘坡積層，一般厚2.00-13.00m,成分以硬塑狀粘性土和中密狀砂層為主，局部

夾有園礫。下伏第三系粘土巖、泥巖、砂巖，上部成巖作用較差，呈半巖半土狀。

下部成巖作用稍好。該段殘破積土及上第三系粘土巖具弱一中等膨脹性，屬膨脹

土路段。

2）氣候資料

該地區(qū)屬于南亞熱帶季風(fēng)氣候，氣候條件優(yōu)越、雨量豐富，年平均氣溫為

21.80℃,最熱月為七月份，平均氣溫為28.80C,極端最高氣溫為38.70℃。最

冷月為一月份，平均氣溫為13.00C,極端最低氣溫在1.00C一下。冬季冷風(fēng)南

2

下常形成5?7級(jí)偏北風(fēng)，但最大風(fēng)力出現(xiàn)在夏季臺(tái)風(fēng)季節(jié)（7?9月份）。臺(tái)風(fēng)

降雨量一般為200mm,最大為400—500mm,風(fēng)力6級(jí)左右，年平均風(fēng)速為

1一2m/s,臺(tái)風(fēng)最大風(fēng)速達(dá)到54m/so

1.2設(shè)計(jì)原則

1.2.1設(shè)計(jì)原則

橋梁是公路或城市道路的重要組成部分，特別是，大中型橋，對(duì)當(dāng)?shù)氐恼巍?/p>

經(jīng)濟(jì)、國(guó)防都具有重要的意義。因此，橋梁工程必須遵照“安全、適用、經(jīng)濟(jì)和

美觀”的基本原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)應(yīng)充分考慮建造技術(shù)的先進(jìn)性以及環(huán)境保護(hù)和

可持續(xù)發(fā)展的要求。

1.2.2設(shè)計(jì)的要求

1）安全方面

設(shè)計(jì)的橋梁結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度、穩(wěn)定和耐久性方面應(yīng)具有足夠的安全儲(chǔ)備，保證車(chē)

輛的安全行駛。

2）經(jīng)濟(jì)上的要求

遵循因地制宜、就地取材、方便施工的原則；設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮維系的方便

和維修費(fèi)用少；選擇的橋位應(yīng)是地質(zhì)、水文條件好的河段。

3）施工上的要求

大橋的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于制造和架設(shè)，應(yīng)盡量采用先進(jìn)的工藝技術(shù)和施工機(jī)械，以

利于加快施工速度，保證工程質(zhì)量和施工安全。

4）美觀上的要求

橋梁應(yīng)具有優(yōu)美的外形，結(jié)構(gòu)布置必須精煉，并在空間上有和諧的比例，而

且橋梁應(yīng)與周?chē)h(huán)境相協(xié)調(diào)。

1.3方案比選

1.3.1方案

滿(mǎn)足交通量的要求、橋梁結(jié)構(gòu)安全、經(jīng)濟(jì)美觀，以安全的經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)保證結(jié)構(gòu)

受力合理、技術(shù)可靠、施工方便。根據(jù)水文、地質(zhì)條件，初擬的橋型方案有:

3

96m

第一方案：預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T型梁橋

圖1-1預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T型梁橋

Fig.1-1prestressedconcretesimplesupportbeambridge

96m

mm

第二方案：分離式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱型梁橋

圖1-2預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱型梁橋

Fig.l-2prestressedconcretecontinualboxbeambridge

第三方案：鋼筋混凝土雙曲拱橋

4

96m

32m

埋置式基礎(chǔ)

圖1-3鋼筋混凝土雙曲拱橋

Fig.1-3reinforcedconcretedouble-curvaturearchbridge

1.3.2方案對(duì)比

方案一

此橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力靜定結(jié)構(gòu)，構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，用模板、支架較小，工程量

較小，造價(jià)較低，但橋梁存在伸縮縫，養(yǎng)護(hù)較麻煩。

方案二

此橋?yàn)槌o定結(jié)構(gòu)，受力性能好，變形小，行車(chē)平穩(wěn)舒適，造型簡(jiǎn)潔美觀，

養(yǎng)護(hù)量較小，但施工工藝較為復(fù)雜，技術(shù)要求也較高。

方案三

此橋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，承載力大，橋型美觀，但施工工序復(fù)雜，技術(shù)要求較高,

材料人力消耗較大，填挖量較大，伸縮縫多，養(yǎng)護(hù)較麻煩。

通過(guò)對(duì)以上各橋型優(yōu)缺點(diǎn)的比較，結(jié)合當(dāng)?shù)氐乃?、地質(zhì)狀況，從安全、

經(jīng)濟(jì)、適用、美觀等方面綜合考慮，采用方案一較為合適。

5

2上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1設(shè)計(jì)資料

2.1.1橋面跨徑及橋?qū)?/p>

標(biāo)準(zhǔn)跨徑：總體方案選擇的結(jié)果，采用裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁，跨度

40mo

主梁長(zhǎng)：伸縮縫采用4cm,預(yù)制梁長(zhǎng)39.96m。計(jì)算跨徑：取相鄰支座中心

間距39.5m。

橋?qū)挘?2x2（護(hù)欄）+1x2（人行道）+0.75x2（路緣帶）+3.75x2（行車(chē)道）=11.4m

2.1.2設(shè)計(jì)荷載

根據(jù)線路的等級(jí)，確定荷載等級(jí)。

計(jì)算荷載：公路一II級(jí)荷載。

人群荷載：3.0KN/m

人行欄荷載：L52KN/m

2.1.3材料及工藝

1）預(yù)應(yīng)力鋼筋：標(biāo)準(zhǔn)的低松弛鋼絞線（1x7標(biāo)準(zhǔn)型），抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值

f面=1860MPa,抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f“=1260MPa,公稱(chēng)直徑15.24mm,公稱(chēng)截面積

140mm2,彈性模量E.=L95xl（）5MPa,錨具采用夾片式群錨。

2）非預(yù)應(yīng)力鋼筋：

HRB400級(jí)鋼筋，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值f欣=400MPa,抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f“=330MPa;

直徑＜12mm者，一律采用HRB335級(jí)鋼筋，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值幾=335MPa,抗拉

強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f“=280MPa。

3）混凝土：主梁采用C50,彈性模量E,=3.45X104MPa,軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)

6

準(zhǔn)值f,*=32.4MPa,軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f“j=22.4MPa,軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值

f,,=2.65MPa,軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f〃=1.83MPa。欄桿及橋面鋪裝采用C30

2.1.4設(shè)計(jì)依據(jù)

1)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTGD60-2004)；

2)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTGB01-2003)；

3)《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》(JTJD62-2004),,

2.2構(gòu)造布置

2.2.1梁間距

采用裝配式施工，預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋跨徑在20~50m之間的，主梁間距

一般在L8m-2.5m。主梁間距選用1.9m。橫向6片梁，主梁之間留0.5m后澆段,

以減輕吊裝重量，同時(shí)能加強(qiáng)橫向整體性。

2.2.2主梁高

根據(jù)預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁的截面尺寸設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)梁高選取L/15-L/25本設(shè)計(jì)取

值1.80m。

2.2.3橫隔板間距

為了增強(qiáng)主梁之間的橫向連接剛度，共設(shè)置六片橫隔梁，梁間距為7.9m,

端橫隔梁高度與主梁同高，厚度為上部26cm,下部24cm；中橫隔梁高度為135cm,

厚度為上部18cm,下部16cm。

圖2-1橫隔梁構(gòu)造圖(尺寸單位/mm)

Fig2-1transversebeamstructurediagram(unitofscale/mm)

7

2.2.4梁肋

根據(jù)抗剪強(qiáng)度需要和施工振倒的需要，厚度定為20cm,加寬后梁肋為45cm。

2.2.5橋面鋪裝

下部采用8cm厚的水泥混凝土墊層，容重25kN/m，,中間鋪設(shè)防水層，上

部采用厚度為5cm的瀝青混凝土面層，容重23AM3,橋面坡度為1.5%。坡度

由蓋梁找平。

2.2.6橋梁橫斷面圖

圖2-2橋梁橫斷面圖(尺寸單位/mm)

Fig.2-2Bridgecrosssectionchart(unitofscale/mm)

2.3梁毛截面幾何特性計(jì)算

2.3.1截面幾何特性

預(yù)制時(shí)翼板寬度為1.4m,使用時(shí)為1.9m,計(jì)算跨中截面梁的截面特性，采

用分塊面積法。計(jì)算公式如下：

毛截面面積：'=￡4,(2-1)

各分塊面積對(duì)上緣的面積距：S,=4/(2-2)

毛截面重心至梁頂?shù)木嚯x：ys=^Si/Ai(2-3)

毛截面慣性距計(jì)算移軸公式：7?,(2-4)

式中：Am分塊面積;

8

y（一一分塊面積重心至梁頂?shù)木嚯x；

y5一一毛截面重心至梁頂?shù)木嚯x；

Si——各分塊對(duì)上緣的的面積距；

It——各分塊面積對(duì)其自身重心的慣性距。

主梁跨中毛截面的幾何特性下面的圖表所示。

表2-1主梁的截面幾何特性計(jì)算表（跨中截面）

Tab.2-1Thecalculationofthegeometricalfeaturesofcenterbeam（middle）

Ai/cm2Si/cm4I/cm4

分塊號(hào)y-ZcmXs/cm/cm4x

①238071666059.5389008419500

②54017918049.524001321900

③310077.5240250-116206500376600

④250148.337075-81.856001673700

⑤1125167.5188437-1015860011481200

739566.5491602631190023273000

2

注：1=Z〃+4(片—%)=29.5849X106cm4

2.3.2檢驗(yàn)截面效率指標(biāo)

以跨中截面為例:

29.5849xlO6

上核心距:K、==35.24cm

ZAZ(/7-/)7395x(180-66.5)

I__29.5849xlO6

下核心距:=60.18cm

￡43y,--7395x66.5

截面效率指標(biāo)：比中=區(qū)鬻0。.53〉。5

根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，預(yù)應(yīng)力混凝土T型梁在設(shè)計(jì)的時(shí)候，檢驗(yàn)截面效率指標(biāo)

9

p=0.45-0.55,且較大者亦較經(jīng)濟(jì)。上述計(jì)算表明，起初擬定的跨中截面是合理

的。

圖2-2跨中截面尺寸圖(尺寸單位/mm)

Fig.2-2.Cross-sectionalsizemap(unitofscale/mm)

2.4主梁內(nèi)力計(jì)算

2.4.1永久作用集度計(jì)算

1）邊主梁：

①主梁預(yù)制時(shí)的自重（第一期恒載）g1

a跨中段截面段主梁的自重（六分點(diǎn)截面至跨中截面，長(zhǎng)12m）

G(1)=0.7045X25X12=211.35kN

10

b馬蹄抬高與腹板變寬段梁的自重（長(zhǎng)6m）

仃⑵二（1.0019+0.7045）x6x25/2=127.98kN

c支點(diǎn)段梁的自重（長(zhǎng)1.98m）

G<3）=1.0019x25x1.98=49.59kN

d邊主梁的橫隔梁

中橫隔梁體積:0.17x（1.21x0.6-0.6x0,5x0.09）=0.1188m3

端橫隔梁體積:0.25x（1.66x0.475-0.475x0.5x0.09）=0.1918m3

故半跨內(nèi)橫隔梁重力為：

G（4）=（2X0.1188+1X0.1918）x25=10.74kN

e預(yù)制梁永久作用集度

g,=（211.35+127.98+49.59+10.74）/19.98=20.00kN/m

②二期永久作用g2

a現(xiàn)澆T梁翼板集度

g（5）=0.14x0.25x25=0.875kN/m

b邊梁現(xiàn)澆部分橫隔梁

一片中橫隔梁（現(xiàn)澆部分）體積：

0.17x0.25x1.21=0.051425m3

一片端橫隔梁（現(xiàn)澆部分）體積：

0.25x0.25x1.66=0.010375m3

故g（6）=（4x0.051425+2x0.10375）x25/39.96=0.26kN/m

c鋪裝

8cm混凝土鋪裝：

0.08x9x25=18kN/m

5cm瀝青鋪裝：

0.05x9x23=10.35kN/m

ii

人行道:

lxO.3x25x2=25kN/m

若將橋面鋪裝均攤給六片主梁，則

&7)=(18+10.35+15)/6=7.225kN/m

d欄桿

一側(cè)人行欄：1.52kN/m

均攤后：g(8)=1.52x2/6=0.507kN/m

e邊梁二期永久作用集度

g2=0.875+0.26+7.225+0.507=8.867kN/m

2)中主梁：

①主梁預(yù)制時(shí)的自重(第一期恒載.

a跨中段截面段主梁的自重(六分點(diǎn)截面至跨中截面，長(zhǎng)12m)

G(1)=0.6695x25x12=200.85kN

b馬蹄抬高與腹板變寬段梁的自重(長(zhǎng)6m)

&2)=(1.0019+0.6695)x6x25/2=125.36kN

c支點(diǎn)段梁的自重(長(zhǎng)1.98m)

G<3)=1.0019x25x1.98=49.59kN

d中主梁的橫隔梁

中橫隔梁體積：0.1188x2=0.2376/7?

端橫隔梁體積：0.1918x2=0.3826m3

故半跨內(nèi)橫隔梁重力為：

G(4)=(2X0.2376+1+1X0.3826)x25=21.45kN

e預(yù)制梁永久作用集度

g,=(200.85+125.36+49.59+21.45)/19.98=19.88kN/m

②二期永久作用g2

12

a現(xiàn)澆T梁翼板集度

g(5)=0.14x0.5x25=1.75kN/m

b中梁現(xiàn)澆部分橫隔梁

一片中橫隔梁(現(xiàn)澆部分)體積：

0.17x0.25x1.21=0.051425m3

一片端橫隔梁(現(xiàn)澆部分)體積：

0.25x0.25x1.66=0.010375m3

故g<6)=(4x0.051425+2x0.10375)x25/39.96=0.26kN/m

c鋪裝

8cm混凝土鋪裝：

0.08x9x25=18kN/m

5cm瀝青鋪裝：

0.05x9x23=10.35kN/m

人行道：

lx0.3x25x2=25kN/m

若將橋面鋪裝均攤給六片主梁，則

&7)=(18+10.35+15)/6=7.225kN/m

d欄桿

一側(cè)人行欄：1.52kN/m

均攤后：g⑻=1.52x2/6=0.507kN/m

e邊梁二期永久作用集度

g2=1.75+0.26x2+7.225+0.507=10.002kN/m

13

表2-3主梁永久作用集度匯總表

Tab.2-3Thecollectionofthedeadloadofmainbeam

荷載集度(kN/m)

總和g

一期恒載gl二期恒載g2

邊梁20.0008.86728.867

中梁19.88010.00229.882

2.4.2主梁永久作用效應(yīng)計(jì)算

設(shè)x為計(jì)算截面離左右支座的距離并令a則主梁彎矩和剪力的計(jì)算公

式為

%=ga(l-a)tg(2-5)

2=g(l—2川g；(2-6)

計(jì)算結(jié)果如下表所示：

表2-4主梁永久作用效應(yīng)

Tab.2-4thecalculationofdeadloadoftruss

M/kN?mQIkN

L/2L/4變截面L/4變截面支點(diǎn)

邊

3802.502851.88669.60195.00354.00390.00

梁

第一期恒載&

中

3779.692834.76665.58193.83351.88387.66

梁

邊

1685.841264.38293.8786.45156.95172.91

梁

第二期恒載g2

中

1901.631426.22334.8797.52177.04195.04

梁

邊

5488.344116.26966.47281.45510.95562.91

梁

總g

中

5681.324260.981000.45291.35528.92582.70

梁

14

2.4.3主梁活載橫向分布系數(shù)計(jì)算

1)跨中橫向分布系數(shù)根c

①抗扭修正系數(shù)月的計(jì)算

a計(jì)算/和

對(duì)于跨中截面，翼緣板的換算平均厚度：

r,=(190x14+60x9)7190=16.8cm

馬蹄部分的換算平均厚度：

%=(25+45)/2=35cm

表2-5主梁抗扭慣性距

Tab2-5maingirdertorsionalinertia

分塊名稱(chēng)b(cm)it(cm)工C./方=q?b-

ibi'i

翼緣板①19016.80.0880.33333.00003

腹板②128.2200.1560.30023.07885

馬蹄③45350.7780.17323.34168

￡9.42056

b計(jì)算抗扭修正系數(shù)￡

B=------\-------(2-7)

2

G/Z/r

1d---

12肛

i

4

其中G=0.4El=39.5mElT=6x0.00942056=0.5652336m

2

=63.2/w1=0.295849渥

代入上述公式計(jì)算得夕=0.867

2)汽車(chē)荷載橫向分布系數(shù)

15

pn

圖2-3橋梁橫斷面、汽車(chē)荷載橫向分布系數(shù)、人群荷載橫向分布系數(shù)(尺寸單位/cm)

Fig2-3bridgecrosssection,motorloadtransversedistributioncoefficient,thecrowdload

transversedistributioncoefficient(unitofscale/cm)

主梁片數(shù)n=6,各梁中心線到橋梁中心線之間的距離分別為：

aI=1.9X2+0.95=4.75m=1.9+0.95=2.85m?3=0.95m

ci4=0.95m恁=2.85ma(,=4.75m

￡a；=2x4.752+2x2.85?+2x0.952=63.2m2

i=l

①三列汽車(chē)偏載作用時(shí)

e=0

475X

1號(hào)梁m<u=2x(1+0.867x0)x0.78=0.25,

“663.2

由于e=0故

2號(hào)，3號(hào)，4號(hào)，5號(hào)，6號(hào)梁的橫向分布系數(shù)均為0.257

②兩列汽車(chē)荷載作用時(shí)

16

c=----50-180-----=155cm.=1.55tn

22

i號(hào)滋。J，八o”4.75x1.55._

1節(jié)水=2x(—+0.867x---------------)=(n).51i(n)

，夕663.2

285x155

2號(hào)梁mca=2x(1+0.867x--)=0.439

“663.2

3號(hào)梁m=2x(—+0.867x°，95xL55)_Q

“663.2

③單列汽車(chē)荷載(p=l)作用時(shí)

900“180……

e=----50---------=31(x771=3.1/77

22

1八“r4.75x3.1八cc

1號(hào)梁m=—+0.867x-------=0.343

“rn663.2

1八—2.85x3.1core

2號(hào)梁tn”=—F0.867x--------=0.272

s663.2

10.95x3.1

3號(hào)梁m=—+0.867x--------=0.210

c“(t663.2

比較單列偏載作用和雙列偏載作用及三列偏載作用的橫向分布系數(shù)，雙列偏

載作用下更不利，故

1號(hào)梁橫向分布系數(shù)：取叫“=0.510

2號(hào)梁橫向分布系數(shù)：取乙,,=0.439

3號(hào)梁橫向分布系數(shù)：取機(jī)=0.369

3)人群荷載橫向分布系數(shù)

①考慮單列布置人群荷載時(shí)，荷載偏心矩

1號(hào)梁人群橫向分布系數(shù)/n(r=1+0.867x^^=0.451

663.2

2號(hào)梁人群橫向分布系數(shù)加,,=工+0.867x型出=0.337

663.2

3號(hào)梁人群橫向分布系數(shù)mcr=-+0.867x螫@=0.224

663.2

②考慮雙列布置人群荷載時(shí)，荷載偏心矩e=0

1、2、3號(hào)梁人群橫向分布系數(shù)為=2x1/6=0.33：

比較單列布置人群荷載和雙列布置人群荷載的橫向分布系數(shù)得:

17

1號(hào)梁人群橫向分布系數(shù)〃%=0451

2號(hào)梁人群橫向分布系數(shù)加“=0.337

3號(hào)梁人群橫向分布系數(shù)乙,=0.333

2）主梁支點(diǎn)截面的荷載橫向分布系數(shù)（采用杠桿法）

①繪制1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)梁的荷載反力影響線；

②確定荷載的橫向最不利的布置；（見(jiàn)圖2-4）

③內(nèi)插計(jì)算對(duì)應(yīng)于荷載位置的影響線縱標(biāo)；

由杠桿法計(jì)算得到1、2、3號(hào)梁的橫向分布系數(shù)

1號(hào)梁橫向分布系數(shù)

人群荷載橫向分布系數(shù)為%）八=1.474

汽車(chē)荷載橫向分布系數(shù)為加oq=0.605x~~0.303

2號(hào)梁橫向分布系數(shù)

人群荷載橫向分布系數(shù)為〃捫2=0?。66

汽車(chē)荷載橫向分布系數(shù)為/），J』*；S316=0527

3號(hào)梁橫向分布系數(shù)

人群荷載橫向分布系數(shù)為〃捫3=。

0.053+0.316+1-

汽車(chē)荷載橫向分布系數(shù)為冷--------------------=().685

2

18

13彈

圖2-4各主梁的橫向分布影響線及荷載布置

Fig2-4thebeamsofthetransverseloaddistributioninfluencelineandlayout(unitof

scale/cm)

表2-6橫向分布系數(shù)總匯

Table2-6transversedistributioncoefficientofgroupcompany

跨中-"4段的分布系數(shù)改.支點(diǎn)的分布系數(shù)相o

梁號(hào)

汽車(chē)荷載人群荷載汽車(chē)荷載人群荷載

10.5100.4510.3031.474

20.4390.3370.5270.066

30.3690.3330.6850

3)活載內(nèi)力計(jì)算

①?zèng)_擊系數(shù)和車(chē)道折減系數(shù)4.2.1沖擊系數(shù)和車(chē)道折減系數(shù)

根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》，簡(jiǎn)支梁橋的自振頻率可采用以下式子

估算:

19

(2-8)

G

mc=—(2-9)

g

其中：

/一結(jié)構(gòu)的計(jì)算跨徑。〃)

E—結(jié)構(gòu)材料的彈性模量(N/m2)

一結(jié)構(gòu)跨中截面的截面慣生矩(m4)

mc—結(jié)構(gòu)跨中處的單位長(zhǎng)度貢量Ckg/m)

G—結(jié)構(gòu)跨中處每延米結(jié)構(gòu)重力(kNhn)

g一重力加速廉=9.8(〃?/$2)

G0.652x25,....,

一=--------xlO=1661.57炮/m

g9.816

7i3.1413.45xl(V。x0.295849

~2x39S*\1611.57=2.28Hz

當(dāng)1.5法414法時(shí)，〃=0.1767In7—0.0157；

當(dāng)/>14/時(shí)，〃=0.45

本計(jì)算1.5/W/W14/，故〃=0.1767In/—0.0157=0.130

查《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》、橋面凈寬力=9加，車(chē)輛雙向行駛，74口414,

橫向布置車(chē)隊(duì)數(shù)為2,不考慮折減系數(shù)，4=1

2.4.4跨中截面

公路一I級(jí)車(chē)道荷載，計(jì)算跨徑/=39.5利，位于5-50m之間，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)

395-5

值Pk=180+X(360-180)=318女N,均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值以=T0.5kN/m。

公路-II級(jí)車(chē)道荷載為公路-1級(jí)車(chē)道荷載的75%,則p*=318xO.75=238.5kN

%=10.5x0.75=7.875kN/m；計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)乘以1.2的

20

系數(shù)。則計(jì)算剪力時(shí)，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值p*=238.5xl.2=286.2kN；均布荷載標(biāo)準(zhǔn)

值佻=7.875kN/m。

計(jì)算主梁跨中截面活載彎矩時(shí)，采用全跨統(tǒng)一的橫向分布系數(shù)機(jī),.，鑒于跨

中剪力影響線的較大坐標(biāo)位于橋跨中部，故也按不變化的“計(jì)算。

彎矩影響線下［-----------------------

L/4^

1/2

剪力影響線—

1/2

圖2-5跨中截面內(nèi)力計(jì)算圖

Fig2-5crosssectioninternalforcecalculationchar

1）彎矩

①汽車(chē)荷載作用下

跨中彎矩影響線的最大縱標(biāo)以=//4=3925=9.875/〃

k4

跨中彎矩影響線的面積

可變作用（汽車(chē)）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng):

I2QQ52

。L=195O3m2

"88

沖擊系數(shù)〃=0.130

1號(hào)梁的跨中截面彎矩

21

Mmax=（°K，%+4k，

=lxO.51x（238.5x9.875+7.875x195.03）

=1984.43ZN-a

可變作用（汽車(chē)）沖擊效應(yīng)：

"=1984.<B.1§257.98kit

2號(hào)梁的跨中截面彎矩

可變作用（汽車(chē)）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：

Mmax=勺k?好?yk+%

=1X0.439X（238.5x9.875+7.875x195.03）

=1708.17^-m

可變作用（汽車(chē)）沖擊效應(yīng)：

M=1708.>407.1^222.06krf

3號(hào)梁的跨中截面彎矩

可變作用（汽車(chē)）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：

Mmax=家廠0,yk+縱二0)

=1X0.369X(238.5x9.875+7.875x195.03)

=1435.80ZN?加

可變作用(汽車(chē))沖擊效應(yīng)：

M=1435.>80).1^186.65-kit

②人群荷載作用下

人群荷載集度分=3.0x1=3ZN/機(jī)

1號(hào)梁的跨中截面彎矩

M=mer<7rQ=0.451x3x195.03=263.kN-m

2號(hào)梁的跨中截面彎矩

Mr=mcrqrQ=0.3337x3x195.03=197.18AM根

3號(hào)梁的跨中截面彎矩

Mr=mcr?/?Q=0.333x3xl95.03=194.83AN?m

22

2）剪力

①汽車(chē)荷載作用下

跨中剪力影響線的最大縱標(biāo)y,=0.5m

跨中剪力影響線的面積。=39.5x0.5/4=4.9375/M2

1號(hào)梁的跨中截面剪力

可變作用（汽車(chē)）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：

Vmax=&%?（4》+/⑼

=1x0.51x（286.2x0.5+7.875x4.9375）

=92.8MN

可變作用（汽車(chē)）沖擊效應(yīng)：

V=92.8<D.1^12.071

2號(hào)梁的跨中截面剪力

可變作用（汽車(chē)）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：

Vmax=E%?（&

=1x0.439x（286.2x0.5+7.875x4.9375）

=79.89ZN

可變作用（汽車(chē)）沖擊效應(yīng)：

V=79.^90.1^10.391

3號(hào)梁的跨中截面剪力

可變作用（汽車(chē)）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：

匕皿=家/（4?”+以。）

=1x0.369x（286.2x0.5+7.875x4.9375）

=67.15ZN

可變作用（汽車(chē)）沖擊效應(yīng)：

V=67.1x30.138.731

23

②人群荷載作用下

人群荷載集度qr=3.0x0.75=2.25kN/m

跨中彎矩影響線的面積：C=24.5x0.5/4=3.0625加2

1號(hào)梁的跨中截面剪力

V=mcr-qr-Q=0.597x2.25x3.0625=4.114kN

2號(hào)梁的跨中截面剪力

V=m“qq=0.398x2.25x3.0625=2.74AN

3號(hào)梁的跨中截面剪力

V=mcr?分?O=0.4x2.25x3.0625=2.76kN

2.4.5四分點(diǎn)截面

計(jì)算主梁四分點(diǎn)截面活載彎矩時(shí)，采用全跨統(tǒng)一的橫向分布系數(shù)加「鑒于四

分點(diǎn)剪力影響線的較大坐標(biāo)位于橋跨中部，故也按不變化的也計(jì)算。

圖"I截面內(nèi)力計(jì)算圖

Figure2-6sectioninternalforcecalculationchart

24

1/4跨彎矩影響線的最大縱標(biāo)

1/4跨中彎矩影響線的面積’x39.5x7.406=146.27加2

2

1）彎矩

①汽車(chē)荷載作用下

1號(hào)梁1/4跨截面彎矩

可變作用（汽車(chē)）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：

Mmax=孰小（PK'%+%-Q）

=1x0.51x（238.5x7.406+7.875x146.27）

=1488.29ZN?加

可變作用（汽車(chē)）沖擊效應(yīng)：

M=14881^193.48-kit

2號(hào)梁1/4跨截面彎矩

可變作用（汽車(chē)）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：

Mmax=勺乳cq，（「K'），*+'Q）

=1x0.439x（238.5x7.406+7.875x146.27）

=1281.0%N?加

可變作用（汽車(chē)）沖擊效應(yīng)：

A7=l281.>0?.1^166.54kit

3號(hào)梁1/4跨截面彎矩

可變作用（汽車(chē)）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：

Mmm=^ncq-（PK-yk+縱,Q）

=1x0.369x（238.5x7.406+7.875x146.27）

=1076.82ZM，〃

可變作用（汽車(chē)）沖擊效應(yīng)：

M=1076.M.13139.99kit

②人群荷載作用下

1號(hào)梁1/4跨截面彎矩

Mr=mcr??Q=0.451x3x146.27=197.90^-m

25

2號(hào)梁1/4跨截面彎矩

M,.=mcr-qrQ=0.337x3x146.27=147.SSkN-m

3號(hào)梁1/4跨截面彎矩

M,.=mer-qr-Q=0.333x3xl46.27=146.12^-/n

2）剪力

1/4跨彎矩影響線的最大縱標(biāo)然=0.75〃，

1/4跨彎矩影響線的面積=3x39.5x0.75/2=ll.lla2

①汽車(chē)荷載作用下

1號(hào)梁1/4跨截面剪力

可變作用（汽車(chē)）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：

Knax=飆［＜PK?+縱⑼

=1X0.51X（286.2X0.75+7.875xll.ll）

=154.0%N

可變作用（汽車(chē)）沖擊效應(yīng)：

V=154.89.1^20.031

2號(hào)梁1/4跨截面剪力

可變作用（汽車(chē)）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：

Vmax="“（PKf+縱9）

=1x0.439x（286.2xO.75+7.875xll.ll）

=132.64ZN

可變作用（汽車(chē)）沖擊效應(yīng)：

V=132.1317.241

3號(hào)梁1/4跨截面剪力

可變作用（汽車(chē)）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：

Vmax=?（PK.%+縱。。

=1x0.369x（286.2x0.75+7.875xll.ll）

111.49^

26

可變作用(汽車(chē))沖擊效應(yīng)：

V=111.及。.1314.491

②人群荷載作用下

1號(hào)梁1/4跨截面剪力

丫=根“?分0=0.451x3xll.11=15.03ZN

2號(hào)梁1/4跨截面剪力

V=0=0.337x3x11.11=11.23攵N

3號(hào)梁1/4跨截面剪力

V=mcr-qrQ=0.333x3xll.11=11.10^

2.4.6支點(diǎn)截面

由于‘>7.9皿橫隔梁間距）故a取7.9m則y=0.93

4

Pk

q「

汽車(chē)荷載口□□口口□|門(mén)口

人群荷載*?

(b)

圖2?7（a）汽車(chē)荷載和人群荷載（b）沿梁跨的橫向分布系數(shù)

（c）梁上荷載分成兩部分（d）支點(diǎn)剪力影響線

Fig2-7(a)vehicleloadandload(b)thecrowdalongthetransversedistributioncoefficientof

thebeamspan

(c)theloadonthebeamisdividedintotwoparts(d)influencesshearline

1）汽車(chē)荷載作用下

27

1號(hào)梁支點(diǎn)截面剪力

由于相0,,<砥,/，設(shè)集中荷載《作用于距支點(diǎn)x位置處，則

K/i=切“4?九

=占PK.[%+1.（加〃—加0g）卜Y

Y395—九

=1x286.2x[0.303+——x（0.51-0.303）]x

7.939.5

dv

由———=0即可解得x-13.94m>a=1.9m

dx

故取尤=7.9m

可變作用（汽車(chē)）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：

匕=<&.%,,.寧

395-79

=11x286.2x0.51x———-=116.27kN

39.5

Ici—

m

匕2=4"%-QK--+-（oq-mCy]

39570

=lx[0.51x7.875x-j-+—x（0.303-0.5l）x7.875x0,93]

=73.26ZN

Vq=Vql+Vq2=116.27+72.26=189.53—

可變作用（汽車(chē)）沖擊效應(yīng)：

V=189.M1324.64]

2號(hào)梁支點(diǎn)截面剪力

由于人）4>mccl，則

可變作用（汽車(chē)）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：

28

m

匕I=凱■oq

=1.3X1X286.2X0.527=150.83ZN

Ici—

m

匕2=^eq-QK--+--（^0.-mcq）qK-y]

3957Q

=1x[0.439x7.875x士+—x（0.527-0.439）x7.875x0.93]

22

=70.86ZN

匕=%+匕2=150.83+70.86=22L690V

可變作用（汽車(chē)）沖擊效應(yīng)：

V=221.69.1328.82

3號(hào)梁支點(diǎn)截面剪力

由于人4＞機(jī)”，則

可變作用（汽車(chē)）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)：

%=我可

=1.3x1x286.2x0.685=196.05ZN

I（I—

匕2=VK?萬(wàn)+萬(wàn),即-mcg）qK-y]

39579

=1x[0.369x7.875x—+—x（0.685-0.369）x7.875x0.93]

22

=66.65ZN

匕=匕八+匕2=196.05+66.65=262.70ZN

可變作用（汽車(chē)）沖擊效應(yīng)：

V=262.70.1^34.15]

2）人群荷載作用下

1號(hào)梁支點(diǎn)截面剪力

II一

Vl.^mcr-qr--+-xa-（mOr-mcr）qr-y

3951

=0.451x3x—+-x7.9x（1.474-0.451）x3x0.93

22

=38.14ZN

2號(hào)梁支點(diǎn)截面剪力

/I