預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋畢業(yè)設(shè)計(jì)解析

1、廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目： 某公路互通立交 330m 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋設(shè)計(jì) 系 別： 土木工程系 專業(yè)班級(jí)： 土建 L093 姓 名： 張永環(huán) 學(xué) 號(hào)： 20091994 指導(dǎo)教師： 朱清元 職 稱： 助工（碩士） 二一三 年 五 月 十一 日 摘要 摘摘 要要 本設(shè)計(jì)是根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求和相關(guān)行業(yè)的規(guī)范,對(duì)某公路互通立交 橋30+30+30m 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋進(jìn)行設(shè)計(jì)。 在設(shè)計(jì)中，參照已建橋梁設(shè)計(jì)方案確定橋梁型式和結(jié)構(gòu)型式。橋梁上部結(jié)構(gòu) 的計(jì)算著重分析了橋梁在使用過程中的恒載和活載內(nèi)力，采用荷載集度方法，使 用力學(xué)求解器

2、進(jìn)行恒載內(nèi)力的計(jì)算，運(yùn)用杠桿原理法、修正偏心壓力法求出活載 （汽車、人群）橫向分布系數(shù)，并運(yùn)用最大荷載法法進(jìn)行活載的加載，使用力學(xué)求 解器進(jìn)行活載內(nèi)力的計(jì)算，對(duì)于其它因素（溫度、基礎(chǔ)不均勻沉降、徐變）引起的 內(nèi)力，通過手算或電子計(jì)算器計(jì)算；內(nèi)力組合計(jì)算包括承載力極限狀態(tài)的基本組 合、作用短期效應(yīng)組合、作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合；手算進(jìn)行了預(yù)應(yīng)力鋼筋配筋計(jì)算，估 算了鋼絞線的各種預(yù)應(yīng)力損失，進(jìn)行持久狀況承載力極限狀態(tài)驗(yàn)算、持久狀況正 常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算、持久狀況構(gòu)件的應(yīng)力驗(yàn)算和撓度的計(jì)算與驗(yàn)算預(yù)拱度的 設(shè)計(jì)。下部結(jié)構(gòu)采用以鉆孔端承樁為基礎(chǔ)的雙墩柱，采用盆式橡膠支座，并分別 對(duì)橋墩和樁基礎(chǔ)進(jìn)行了計(jì)算和驗(yàn)算。

3、施工方式采用碗扣式腳手架滿堂支架并進(jìn) 行設(shè)計(jì)與計(jì)算。 本設(shè)計(jì)大部分采取手算，部分采用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器輔助計(jì)算，全部設(shè)計(jì)圖紙 AutoCAD 繪制，計(jì)算機(jī)編檔、排版，打印出圖及論文。還有，翻譯了一篇英文短 文“ Bridge Engineering and Aesthetics”。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土;連續(xù)梁;杠桿原理法;修正偏心壓力法 Abstract Abstract The design is based on graduation design task book requirements and relevant industry standards, design of 30

4、+30+30m prestressed concrete continuous box girder bridge overpass bridge, a highway. In the design, design reference bridges have been built to determine bridge type and structure. Calculation of bridge upper structure focuses on the analysis of the bridge during the use of dead load and live load

5、internal force, the load density method, the use of Mechanics Solver for computing the permanent load, live load using the lever principle method, modified eccentric-pressed method (car, the crowd) transverse distribution coefficient of live load, and loading using the maximum load method, the use o

6、f mechanics solver to calculate the live load internal force, the other factors (temperature, uneven settlement of foundation, the internal forces caused by creep), calculated by hand or the electronic calculator; the combination of internal force calculation of bearing capacity limit state includin

7、g basic combination, short- term effect combination, effects of long-term effect combination; hand count were prestressed reinforcement calculation, loss of prestress steel strand estimated, permanent status of bearing capacity limit state checking, permanent condition normal use limit state checkin

8、g, design calculation and checking should be lasting pre force calculation and deflection of the arch degree of components. Double column substructures with drilling end bearing pile foundation, the pot rubber bearing, and were on the pier and pile foundation were calculated and checked. Constructio

9、n of the scaffold of the full support and design and calculation. This design mostly take hand, part of the auxiliary solver structural mechanics computation, all the drawings of AutoCAD drawing, computer filing, typesetting, printing out the map and the. Also, translated an English essay Bridge Eng

10、ineering and Aesthetics. Keywords: prestressed concrete, continuous beams, the lever principle method, modified eccentric-pressed method. 目錄 目目 錄錄 摘 要 .I ABSTRACT.II 目 錄.III 1初步設(shè)計(jì).1 1.1設(shè)計(jì)基本資料.1 1.1.1設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn).1 1.1.2 主要資料.1 1.1.3 相關(guān)參數(shù).2 1.1.4 預(yù)應(yīng)力布置.2 1.1.5 施工方式.2 1.1.6 設(shè)計(jì)規(guī)范.2 1.2 橋梁方案設(shè)計(jì).2 1.2.1 總則.2 1.2.

11、2 連續(xù)梁施工方案的選擇（比選）.2 1.2.3 結(jié)構(gòu)構(gòu)造尺寸.3 2上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算.5 2.1橋梁原橫截面特性計(jì)算.5 2.1.1截面特性的計(jì)算.5 2.1.2 檢驗(yàn)截面效率指標(biāo) （希望 在 0.50 以上）.7 2.2 橋面板的計(jì)算和梁有效寬度的計(jì)算.7 2.2.1 橋面板的計(jì)算.7 2.2.2 梁有效寬度的計(jì)算.7 2.3 主梁內(nèi)力計(jì)算.10 2.4 活載內(nèi)力計(jì)算.12 2.4.1 沖擊系數(shù)計(jì)算.12 2.4.2 求主梁抗彎慣性矩 IT（扭轉(zhuǎn)虎克定律）.13 2.4.3 汽車荷載內(nèi)力計(jì)算（結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器計(jì)算）.14 2.4.4 人群荷載內(nèi)力計(jì)算.21 2.5 內(nèi)力組合(取截面最大值組

12、合).29 2.5.1 承載力極限狀態(tài)的基本組合.29 2.5.2 作用短期效應(yīng)組合.30 2.5.3 作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合.30 2.6 預(yù)應(yīng)力鋼筋配筋計(jì)算.31 2.6.1 構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)要求估算非預(yù)應(yīng)力鋼筋的數(shù)量.33 2.6.2 小配筋率的要求.37 2.6.3 預(yù)應(yīng)力鋼筋的選用.37 2.6.4 有效截面的截面特性.37 2.6.5 具體的預(yù)應(yīng)力鋼筋布置.39 目錄 2.6.6 縱向預(yù)應(yīng)力筋彎起設(shè)計(jì).39 2.7 預(yù)應(yīng)力損失及有效預(yù)應(yīng)力的計(jì)算.41 2.7.1 摩擦預(yù)應(yīng)力損失.41 2.7.2 錨具變形和鋼筋回縮損失.42 2.7.3 鋼筋與臺(tái)座之間的溫差引起的預(yù)應(yīng)力損失.43 2

13、.7.4 混凝土的彈性壓縮引起的應(yīng)力損失.43 2.7.5 鋼束松弛損失.44 2.7.6 收縮徐變損失.45 2.7.7 有效預(yù)應(yīng)力的計(jì)算.46 2.8 持久狀況承載力極限狀態(tài)驗(yàn)算.47 2.8.1 正截面抗彎承載力驗(yàn)算.47 2.8.2 斜截面抗剪承載力驗(yàn)算.49 2.9 持久狀況正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算.50 2.9.1 抗裂驗(yàn)算.50 2.9.2 裂縫寬度驗(yàn)算.55 2.10 撓度的計(jì)算與驗(yàn)算預(yù)拱度的設(shè)計(jì).56 2.10.1 撓度計(jì)算.56 2.10.2 允許撓度的驗(yàn)算.58 2.11 持久狀況構(gòu)件的應(yīng)力驗(yàn)算.58 2.11.1 持久狀況構(gòu)件的應(yīng)力驗(yàn)算.58 2.11.2 短暫狀況構(gòu)件的應(yīng)

14、力驗(yàn)算.61 2.12 構(gòu)造配筋.62 2.13 主梁橋面板懸臂板的計(jì)算.63 2.13.1 恒載內(nèi)力以縱向梁寬 1m 的板梁計(jì)算.63 2.13.2 活載產(chǎn)生的內(nèi)力.63 2.14 錨下局部應(yīng)力計(jì)算.66 2.14.1 截面尺寸驗(yàn)算.67 2.14.2 局部承壓承載力驗(yàn)算.67 3 下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算.69 3.1 樁設(shè)計(jì)與計(jì)算.69 3.1.1 設(shè)計(jì)資料.69 3.1.2 荷載計(jì)算.69 4 下部結(jié)構(gòu)施工設(shè)計(jì)方案.81 設(shè)計(jì)總結(jié).83 致 謝.84 參考文獻(xiàn).85 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) - 0 - 1. 初步初步設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 1.11.1 設(shè)計(jì)基本資料設(shè)計(jì)基本資料 1.1.1 設(shè)計(jì)

15、標(biāo)準(zhǔn) 1）設(shè)計(jì)荷載：公路-1級(jí) 2）橋面寬：全寬24m，分離式兩橋.每橋?qū)?2m,橫向布置為 1.5m人行道 +3m非機(jī)動(dòng)車道+2x3.75m機(jī)動(dòng)車道 3）設(shè)計(jì)車道：4車道 4）設(shè)計(jì)車速：100km/h 5）地震烈度：基本烈度 6 度，按 7 度設(shè)防 6）橋面橫坡：1.5% 7）橋面縱坡：2.0% 8）豎曲線半徑：橋梁范圍內(nèi)無豎曲線 9）平曲線半徑：橋梁范圍內(nèi)無平曲線 10）溫度：季節(jié)溫差的計(jì)算值為-20和+20 1.1.2主要材料 1、 混凝土 C50(Ec=3.45x104) 1） 橋面鋪裝:選用10cm厚C50防水混凝土作為鋪裝層，上加6cmAC-20I中 粒式瀝青混凝土，其上再加4cm

16、AK-13A型瀝青混凝土抗滑表層。 2） 連續(xù)梁：C50 3） 樁基、承臺(tái)、橋墩、橋臺(tái)、搭板：C25 2、鋼筋 1）主筋：II 級(jí)鋼筋 2）輔助鋼筋：II 級(jí)鋼筋 3）預(yù)應(yīng)力筋：箱梁縱向預(yù)應(yīng)力束采用j15.24高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞 線，ASTMA416-90a270級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度=1860MPa（=1260=1260 pk f pd f MPa，=390=390 MPa） ，Ey=1.95105 MPa。pdf , 3、預(yù)應(yīng)力管道 預(yù)應(yīng)力管道均采用鍍鋅金屬波紋管。 4 伸縮縫 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) - 1 - 采用 SSF80A大變位伸縮縫。 5、支座 采用盤式橡膠支座。 1.

17、1.3相關(guān)參數(shù) 1. 相對(duì)溫度 75% 2. 管道摩擦系數(shù) u=0.25 3. 管道偏差系數(shù)=0.0025l/米 4. 鋼筋回縮和錨具變形為 4mm 1.1.4預(yù)應(yīng)力布置 箱梁采用YM型錨具及配套的設(shè)備。管道成孔采用波紋圓管，且要求鋼波紋管 的鋼帶厚度不小于 0.35mm。預(yù)應(yīng)力張拉采用引伸量和張拉應(yīng)力雙控。并以引伸 量為主。引伸量誤差不得超過-5%-10%。 1.1.5施工方式 整體現(xiàn)澆滿堂支架 1.1.6設(shè)計(jì)規(guī)范 1公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2004） 2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） 3公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D632007）

18、4公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JT J0412000） 5公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG C30-2002） 6. 城市橋梁設(shè)計(jì)通用規(guī)范（CJ J11-2011） 7. 公路鋼筋混凝土及預(yù)壓力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D622004） 1.21.2 橋型方案設(shè)計(jì)橋型方案設(shè)計(jì) 1.2.1 總則 混凝土連續(xù)梁從主筋配置上分為鋼筋混凝土連續(xù)梁和預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁。一 般來說鋼筋混凝土連續(xù)梁適用于 25m 以下的小跨徑連續(xù)結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁 適用于 25m 以上的跨徑大中等跨徑連續(xù)梁。等高度連續(xù)梁,具有跨越能力小、構(gòu)造簡(jiǎn) 單、施工方便快捷的特點(diǎn)。是實(shí)際公路橋梁中應(yīng)用最多的結(jié)構(gòu)類型。本橋跨徑為 70

19、m，故采用預(yù)應(yīng)力混凝土等高度連續(xù)梁。 1.2.2 連續(xù)梁施工方案的選擇（比選） 在連續(xù)梁的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)方案與施工方法是相互制約的，具體項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié) 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) - 2 - 合橋址地形、工程規(guī)模、工期、造價(jià)等因素合理確定施工方案。由于橋址地形平坦、 地面土質(zhì)較好、且橋梁凈空較低，采用支架整體現(xiàn)澆，施工中無體系轉(zhuǎn)換，施工方 便、快捷，經(jīng)濟(jì)效益較好。 1.2.3 結(jié)構(gòu)構(gòu)造尺寸 1.2.3.1 結(jié)構(gòu)跨徑布置 橋梁跨孔布置受地質(zhì)、地形、橋下通車通航等因素制約。在條件允許的情況下， 應(yīng)力求受力合理、施工方便、跨孔配置協(xié)調(diào)一致。 一般情況下，等高度小跨徑連續(xù) 梁可采用相同跨徑。本橋跨

20、徑采用 30m+30m+30m。 1.2.3.2 梁高 對(duì)變高度連續(xù)梁一般取 1/14-1/18（100m 以內(nèi)） ，跨中截面梁高的高跨比 1/30- 1/50；本橋跨徑 30m，支點(diǎn)截面梁高 Hc=2.20m?？缰薪孛媪焊?Hc=1.00m 因考慮縱坡 故取 Hc=1.30m 1.2.3.3 橫截面形式 箱形截面具有較大的剛度和強(qiáng)大的抗扭性能和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，受力明確、節(jié)省材料、 架設(shè)安裝方便，跨越能力較大、橋下視覺效果好等優(yōu)點(diǎn)。而被廣泛地應(yīng)用于城市橋 梁和高等級(jí)公路立交橋的上部結(jié)構(gòu)中。故本城市橋梁采用單箱雙室箱形截面。 1.2.3.4 箱梁橫斷面細(xì)部構(gòu)造 箱梁橫斷面由頂板、底板、腹板、懸臂板、承

21、托構(gòu)成；各部分構(gòu)造須滿足受力、 構(gòu)造、施工方便的要求。 1、 頂板 箱梁頂板需要滿足橫向抗彎以及布置預(yù)應(yīng)力鋼筋的需求。一般在腹板間距為 3.5-7.0m 時(shí)，頂板厚度可采用 0.18-0.3m。擬取 0.28m。 2、 底板 箱梁底板需要滿足縱向抗彎以及布置預(yù)應(yīng)力鋼筋的需求。一般變高度連續(xù)梁底 板厚度宜采用 0.25-0.30m，靠近橫梁處加厚過渡處理。擬取 0.30m。 3、 腹板厚度 腹板厚度除滿足受力需求外，還需要滿足通過、連接、錨固預(yù)應(yīng)力鋼筋的構(gòu)造 需求。 1） 、腹板厚度一般采用 0.40-0.80m。通常，對(duì)于變高度連續(xù)梁，靠近橫梁處加 厚過渡處理。擬取 0.6m。 2） 、箱梁一

22、般采用直腹板。擬采用采用直腹板。 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) - 3 - 4、 懸臂板 懸臂板長(zhǎng)度及腹板間距是調(diào)節(jié)橋面板彎矩的主要手段。懸壁板長(zhǎng)度擬取 2.0m； 懸臂端部厚度一般取 0.16-0.20m，擬取 0.20m；懸臂根部厚度一般為 0.4-0.6m，擬 取 0.5m。 5、 承托（梗腋） 承托布置在頂?shù)装迮c腹板連接的部位，承托的形式有兩種：豎承托和橫承托。 前者對(duì)腹板受力有力；后者對(duì)頂?shù)装迨芰τ欣?。一般地，受抗剪、主拉?yīng)力控制的 宜設(shè)置豎承托；受縱橫抗彎控制 圖 1-1 主橋標(biāo)準(zhǔn)橫斷面（m） 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) - 4 - 2. 上部上部結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)與與計(jì)計(jì)

23、算算 2.12.1 橋梁原橫截面特性計(jì)算橋梁原橫截面特性計(jì)算 2.1.1 截面特性的計(jì)算 圖 2-1 支座 跨中橫截面(m) 圖 2-2 支座 跨中轉(zhuǎn)化橫截面(m) 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) - 5 - 面積： 支座 A = (0.2+0.5)222+0.62.22+6.8(0.3+0.3) +0.30.922+0.20.422=8.47 跨中 A = (0.2+0.5)222+0.61.32+6.8(0.3+0.3) +0.30.922+0.20.422=7.39 求其形心和抗彎慣性矩 圖 2-3 支座 跨中橫截面(m) 支座截面 特性參數(shù) AiZiYiAi*Zi 1200*30=3

24、6000205157380000 120*150=180001151052070000 800*40=3200020200640000 Ai = 86000AiYi=8830000 AiZi=10090000 Zi分塊面積的形心至下緣的距離 Yi分塊面積的形心至上緣的距離 形心距下邊緣的距離： =AiZi/Ai=117.3 下 Z 形心距上邊緣的距離： =220-117.3=102.7 上 Z 抗彎慣性矩 I: 支座抗彎慣性矩 IiAi Zi-Z0 i A 2 0 ZZi I 27000003600087.7276886440279586440 3375000018000-2.39522033

25、845220 426666732000-97.3302953280307219947 620651607 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) - 6 - 抗彎慣性矩I=6.2065 4 m 跨中截面 特性參數(shù) AiZiYiAi*Zi 1200*30=36000115154140000 120*60=72007060504000 800*40=3200020110640000 Ai = 75200AiYi=4492000AiZi =5284000 形心距下邊緣的距離： =AiZi/Ai=70.27cm 下 Z 0 Z 形心距上邊緣的距離： =130-70.27=59.73cm 上 Z 抗彎慣性矩

26、I: 跨中抗彎慣性矩 IiAi Zi-Z0 i A 2 0) (ZZi I 27000003600044.737202782474727824 21600007200-0.275252160525 426666632000-50.278086633385132999 162021348 跨中截面抗彎慣性矩I=1.6202 4 m 2.1.2 檢驗(yàn)截面效率指標(biāo) （希望 在 0.50 以上） 跨中截面 ys=Ai*yi/Ai=0.5973 yx=1-0.593=0.407 截面重心至上核心的距離：ks=I/Ai*yx=1.6202/（7.520*0.407）=0.5294 截面重心至下核心的距離：

27、kx=I/Ai*ys=1.6202/（7.520*0.597）=0.3609 截面效率指標(biāo)：=(ks+kx)/h=（0.529+0.361）/1.3=0.6850.50,合適 2.22.2 橋面板的計(jì)算和梁有效寬度的計(jì)算橋面板的計(jì)算和梁有效寬度的計(jì)算 2.2.1 橋面板的計(jì)算 橋面板的計(jì)算采用標(biāo)準(zhǔn)車加局部荷載，對(duì)板進(jìn)行局部驗(yàn)算和配筋。該橋是雙 向行駛的,橋總寬為24米，按4個(gè)車道設(shè)計(jì)。其內(nèi)力的計(jì)算在后邊的恒載內(nèi)力計(jì)算 中有說明。故此處略過。 2.2.2 梁有效寬度的計(jì)算： 2.2.2.1 橋的剪力理論 箱型梁和T型梁由于剪力滯效應(yīng)，在梁承受彎矩時(shí)，頂?shù)装逅艿睦瓑簯?yīng)力， 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科

28、生畢業(yè)設(shè)計(jì) - 7 - 隨著離腹板的距離越遠(yuǎn)，受力越小，所以不是全梁在受力，如果按照全梁截面進(jìn) 行受力分析，必然導(dǎo)致不安全。 目前，橋梁剪力滯計(jì)算的方法很多，有線條法，比擬桿法，差分法等，但目 前應(yīng)用較為方便應(yīng)用也較廣泛的是等效寬度法，規(guī)范上給出了計(jì)算方法。本設(shè)計(jì) 采用次種方法。 寬度法考慮梁剪力滯效應(yīng): 1、簡(jiǎn)支梁和連續(xù)梁各跨中部梁段，懸臂梁中間跨的中部梁段 ifmi bb 2、 簡(jiǎn)支梁支點(diǎn)，連續(xù)梁邊支點(diǎn)及中間支點(diǎn)，懸臂梁懸臂段 ismi bb 2.2.2.2 橋的剪力滯計(jì)算 如圖所示，將梁根據(jù)腹板的數(shù)目分成如圖的各種小梁，分別進(jìn)行計(jì)算。 圖 2-4 梁截面分隔 （1）邊跨計(jì)算： 邊跨邊梁

29、= =0.8 ， = = =0.083，查圖得=0.802，=1.6； 1 ll 1 1 l b 1 . 005 . 0 8 4 . 0 b t s 1m b s 1 b = = =0.142，查圖得=0.600，=2.0； 1 2 l b 308 . 0 4 . 3 s 2m b s 1 b 將整個(gè)箱梁等效成工字型截面，如下： 圖 2-5 支座有效截面 面積：A =6.400m 2 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) - 8 - 圖 2-6 跨中有效截面 面積：A =5.320m 2 求其形心和抗彎慣性矩： 支座有效截面 特性參數(shù) AiZiYiAi*Zi 8.4*0.3=2.522.050.1

30、55.166 1.2*1.5=1.801.151.052.070 5.2*0.4=2.080.22.00.416 Ai = 6.40AiZi =7.652 Zi分塊面積的形心至下緣的距離 Yi分塊面積的形心至上緣的 距離 形心距下邊緣的距離： =AiZi/Ai=1.20 下 Z 0 Z 形心距上邊緣的距離： =2.2-1.20=1.0m 上 Z 抗彎慣性矩 I: 支座 抗彎慣性矩（m） Ii Ai Zi-Z0 i A 2 0 ZZi I 0.01892.520.851.82071.840 0.33751.80-0.050.00450.342 0.02772.08-1.002.08002.10

31、4.282 支座截面抗彎慣性矩 I=4.282 4 m 跨中截面 特性參數(shù) AiZiYiAi*Zi 8.4*0.3=2.521.150.152.898 1.2*0.6=0.720.70.60.504 5.2*0.4=2.080.21.10.416 Ai = 5.32AiZi =3.818 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) - 9 - 形心距下邊緣的距離： =AiZi/Ai=0.71m 下 Z 0 Z 形心距上邊緣的距離： =1.3-0.7=0.6m 上 Z 抗彎慣性矩 I: 跨中 抗彎慣性矩（m） Ii Ai Zi-Z0 i A 2 0) (ZZi I 0.01892.520.450.5100

32、.5289 0.02160.72-0.10.0070.0286 0.02772.08-0.510.5410.5687 1.1262 跨中截面抗彎慣性矩 I=1.126 4 m 對(duì)于原來的箱梁截面的形心軸= 59.73m 來說，抗彎慣性矩 I =1.620。 上 Z 4 m 2.32.3 主梁內(nèi)力計(jì)算主梁內(nèi)力計(jì)算 （1）恒載內(nèi)力以縱向取 1m 的板條計(jì)算 一期恒載內(nèi)力即梁的恒載內(nèi)力計(jì)算: 主梁支座截面的恒載集度：=211.75 g q1A2547 . 8 mkN / 主梁跨中截面的恒載集度：=184.75 g q1A2539 . 7 mkN / 二期恒載橋面鋪裝、欄桿的內(nèi)力計(jì)算： 橋面的恒載集度

33、： 瀝青混凝土找平及抗滑層：= 1 gmkN /4 . 2240 . 110. 0 鋼筋混凝土面層：mkNg/5 . 2250 . 11 . 0 2 鋼筋砼防撞欄：mkNg/ 5 . 122515 . 0 3 =17.40 g q2 Hz m EI l f c 97 . 3 10602.20 620. 11034500 3014 . 3 2 616.13 2 616.13 3 6 22 1 mkN / 恒載集度 支座截面的恒載集度：q=211.75+17.40=229.15kN/m 跨中截面的恒載集度：q=184.75+17.40=202.15kN/m 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) - 1

34、0 - 圖 2-7 恒載作用計(jì)算簡(jiǎn)圖 圖 2-8 彎矩圖 圖 2-9 剪力圖 圖 2-9 彎矩影響線 圖 2-10 剪力影響線 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) - 11 - 表 3.5 恒載內(nèi)力計(jì)算結(jié)果 跨數(shù)位置 距本跨左 支點(diǎn)距離 (m) 恒載彎矩 （kNm) 恒載剪力(kN) 0002435.80 1/4 75 12583.01919.673 1/21513795.09-596.45 3/422.53504.39-2165.31 第一（三）跨 130-18906.95-3701.81 00-18906.953105.36 1/47.5-969.001568.86 1/2154848.30

35、0 3/422.5-969.00-1568.86 第二跨 130-18906.95-3105.36 2.42.4 活載內(nèi)力計(jì)算活載內(nèi)力計(jì)算 荷載設(shè)計(jì)等級(jí)為公路-1 級(jí)，車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值)( k q 為：)( k P 10.5/ k qkN m =280kN k P 305 (180180) 505 （注：設(shè)計(jì)橋梁為 4 車道，根據(jù)城市橋梁設(shè)計(jì)通用規(guī)范計(jì)算彎矩不乘增長(zhǎng) 系數(shù)，計(jì)算剪力應(yīng)乘以增長(zhǎng)系數(shù) 1.20） 2.4.1 沖擊系數(shù)計(jì)算 由于梁體取 C50 混凝土，混凝土的彈性模量取=。 EMPa 4 1045 . 3 mkggGmc/10602.2081 . 9 1015

36、0.202/ 33 1.620 c I 4 m 連續(xù)梁橋： Hz m EI l f c 97 . 3 10602.20 620 . 1 1034500 3014 . 3 2 616.13 2 616.13 3 6 22 1 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) - 12 - 因?yàn)?，故HzfHz145 . 1 1 23 . 0 0157 . 0 ln1767. 0 11 fu Hz m EI l f c 89. 6 10602.20 620. 11034500 3014 . 3 2 651.23 2 651.23 3 6 22 1 因?yàn)?，故HzfHz145 . 1 2 33 . 0 0157. 0l

37、n1767 . 0 22 fu 注：1、當(dāng)計(jì)算連續(xù)梁的沖擊力引起的正彎矩效應(yīng)和剪力效應(yīng)時(shí)，采用； 1 u 2、計(jì)算連續(xù)梁沖擊引起的負(fù)彎矩效應(yīng)時(shí)，采用。 2 u 2.4.2 求主梁抗彎慣性矩 IT（扭轉(zhuǎn)虎克定律） 將原截面等效成有效圖如下： 圖 2-11 跨中轉(zhuǎn)化截面 跨中截面扭轉(zhuǎn)慣性矩 抗彎慣性矩 I=1.620 4 m 1.對(duì)于翼板， 1 . 0025. 0 12 3 . 0 b t ，查表 2-5-2，得 c1= 1 3 對(duì)于腹板， 10 . 2 6 . 0 2 . 1 b t ，查表 2-5-2，得 c2=0.141 對(duì)于低板， 1 . 005 . 0 8 4 . 0 b t ，查表 2

38、-5-2，得 c3= 1 3 =120.33+0.1410.61.23+80.43=0.425m4 3 1 i m Tii i Icbt 1 3 1 3 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) - 13 - 2.車道折減系數(shù) 在本設(shè)計(jì)中，去掉對(duì)應(yīng)的路肩寬度后，W 符合單向三車道寬度，按通規(guī) 4.3.1 條。車道折減系數(shù)為 =0.78。 3. 縱向折減系數(shù) 計(jì)算跨徑 30m20m， kN/m2925 . 2 20 220 80 2090 25 . 4 20 20 80 20 25 . 4 ）（）（ p w L W 人群荷載集度 qr=2.9252=5.85kN/m 根據(jù)彎矩影響線圖，進(jìn)行人群荷載彎矩加

39、載，如下圖： 人群荷載加載過程實(shí)例： （1）邊跨 1/2 處的影響線 1234 ( 1 )( 2 )( 3 ) 圖 2-39 邊跨跨中彎矩影響線 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) - 21 - 根據(jù)彎矩影響線圖，進(jìn)行人群荷載彎矩加載，如下圖： 1234 ( 1 )( 2 )( 3 ) 圖 2-40 人群荷載最大正彎矩布載 1234 ( 1 )( 2 )( 3 ) -288.75 404.25 72.19 -288.75 72.19 圖 2-41 結(jié)構(gòu)彎矩圖 計(jì)算邊跨 1/2 處的人群最大正彎矩為：M =671.83594mKN 1234 ( 1 )( 2 )( 3 ) 圖 2-42 中跨跨中

40、1/2 處人群荷載負(fù)彎矩布載圖 1234 ( 1 )( 2 )( 3 ) -216.56-216.56-216.56 324.84 -216.56 圖 2-43 結(jié)構(gòu)彎矩圖 計(jì)算邊跨 1/2 處的人群最小負(fù)彎矩為：M = -223.94531mKN 剪力影響線圖示： 1234 ( 1 )( 2 )( 3 ) 圖 2-44 中跨中 1/2 處影響線 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) - 22 - 根據(jù)建立圖示，最大剪力加載圖示： 1234 ( 1 )( 2 )( 3 ) 圖 2-45 邊跨跨中人群最大剪力布載 1234 ( 1 )( 2 )( 3 ) 12.6312.63 -59.55 6.77

41、 -1.35 圖 2-46 結(jié)構(gòu)剪力圖 計(jì)算邊跨 1/2 處的人群最大正剪力為：Q = 18.39551KN 1234 ( 1 )( 2 )( 3 ) 圖 2-47 邊跨跨中人群最小剪力布載 1234 ( 1 )( 2 )( 3 ) 45.12 -27.07-27.07 65.42 -78.96 87.98 -56.40 圖 2-48 結(jié)構(gòu)剪力圖 計(jì)算中跨 1/2 處的人群最小負(fù)剪力為：Q = -33.37988KN 人行道正中加載（彎矩或剪力）各控制截面的內(nèi)力計(jì)算結(jié)果如下表： k q k q 表 3.12 人行道人群荷載截面內(nèi)力 彎矩(kNm)剪力(kN) 跨數(shù)位置 據(jù)本跨 支點(diǎn)的 距離(m

42、) 正彎矩負(fù)彎矩正剪力負(fù)剪力 000018.3955168.99512 1/47.5277.6922-44.789118.3955148.52012 1/215483.7219-89.578118.3955128.04512 3/422.5618.0891-134.36718.395517.57012 第一跨 130680.7938-179.15618.39551-12.9049 00-447.891-447.8917.1982425.28613 1/47.5-403.102-80.62037.1982421.78613 1/215-358.313214.98757.1982418.26613

43、 3/422.5-313.523438.93287.1982414.78613 第二跨 130-268.734591.21567.1982411.28613 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) - 23 - 人群荷載增大系數(shù)時(shí)， 或，其中0.9991 kpq S kpq S p 表 3.13 人行道人群荷載截面內(nèi)力（計(jì)增長(zhǎng)系數(shù)） 彎矩(kNm)剪力(kN) 跨數(shù)位置 據(jù)本跨 支點(diǎn)的 距離(m) 正彎矩負(fù)彎矩正剪力負(fù)剪力 000018.39551 68.9951 2 1/47.5277.6922-44.789118.39551 48.5201 2 1/215483.7219-89.578118.3

44、9551 28.0451 2 3/422.5618.0891-134.36718.395517.57012 第一跨 130680.7938-179.15618.39551 - 12.9049 00-447.891-447.8917.19824 25.2861 3 1/47.5-403.102-80.62037.19824 21.7861 3 1/215-358.313214.98757.19824 18.2661 3 3/422.5-313.523438.93287.19824 14.7861 3 第二跨 130-268.734591.21567.19824 11.2861 3 查閱公路橋涵設(shè)

45、計(jì)手冊(cè)-基本資料 Y5=0.230=6，Y6=0.148830=4.464,Y7=0.102430=3.072, Y8=0.061630=1.848，Y9=0.027230=0.816 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) - 24 - =1/2156+1/2(6+4.464)3+1/2(4.464+3.072)3+1/2(3.072+1.84 8)3+1/2(1.848+0.816)3+1/230.816=84.6 計(jì)算邊跨 1/2 處的人群最大正彎矩為： M = =5.8584.6=494.91 k qmKN Y11=-0.019530=-0.585，Y12=-0.03230=-0.96，Y1

46、3=-0.038530=- 1.155，Y14=-0.0430=-1.2，Y15=-0.037530=-1.125，Y16=-0.032030=- 0.96， Y17=-0.024530=-0.735，Y18=-0.016030=-0.48，Y19=-0.007530=- 0.225， =1/230.585+1/2(0.585+0.96)3+1/2(0.96+1.155)3+1/2(1.155 +1.2)3+1/2(1.2+1.125)3+1/2(1.125+0.96)3+1/2(0.96+0.735)3 +1/2(0.735+0.48)3+1/2(0.48+0.225)3+1/230.225

47、=22.275 計(jì)算邊跨 1/2 處的人群最小負(fù)彎矩為： M = =-5.8522.275=-130.30875 k qmKN Y5=0.4000，Y6=0.2976,Y7=0.2048,Y8=0.1232，Y9=0.0544 =1/2(0.4000+0.2976)3+1/2(0.2976+0.2048)3+1/2(0.2048+0.1232) 3+1/2(0.1232+0.0544)3+1/230.0544=2.64 計(jì)算邊跨 1/2 處的人群最大正剪力為： Q = 5.852.64=15.444kN k q Y5=-0.400，Y11=-0.039，Y12=-0.064,Y13=-0.07

48、7,Y14=-0.08，Y15=0.075 Y16=-0.064，Y17=-0.049,Y18=-0.032,Y19=-0.015 =1/2150.4+1/230.039+1/2（0.039+0.064） 3+1/2（0.064+0.077）3+1/2（0.077+0.08）3+1/2（0.08+0.075） 3+1/2（0.075+0.064）3+1/2（0.064+0.049） 3+1/2（0.049+0.032）3+1/2（0.032+0.01）3+1/20.0153=4.485 計(jì)算邊跨 1/2 處的人群最小負(fù)剪力為： Q = -5.854.485=-26.23725kN k q 人群

49、荷載增大系數(shù)時(shí)，其中0.9991 p 人群最大正彎矩 =0.961424.5228=407.9664108kNm kpq S 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) - 25 - 人群最小負(fù)彎矩 =0.961（-111.77595）=-107.416688kNm kpq S 人群最大正剪力 =0.96113.24752=12.73086672kNm kpq S 人群最小負(fù)剪力 =0.961(-22.50573)=-21.62800653kNm kpq S （1）中支點(diǎn)處的影響線 圖 2-49 中支點(diǎn)彎矩影響線 根據(jù)彎矩影響線圖，進(jìn)行汽車荷載彎矩加載，如下圖： 1234 ( 1 )( 2 )( 3 )

50、 圖 2-50 中支點(diǎn)處汽車荷載負(fù)彎矩布載 1234 ( 1 )( 2 )( 3 ) -433.13 346.50 -433.13-433.13 108.28 -433.13 346.50 圖 2-51 結(jié)構(gòu)彎矩圖 計(jì)算中支點(diǎn)處的汽車最小負(fù)彎矩為：M =-895.78125mKN 剪力影響線圖示： 1234 ( 1 )( 2 )( 3 ) 圖 2-52 中支點(diǎn)處剪力影響線 根據(jù)建立圖示，最大剪力加載圖示： 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) - 26 - 1234 ( 1 )( 2 )( 3 ) 圖 2-53 中支點(diǎn)處汽車最大剪力布載 1234 ( 1 )( 2 )( 3 ) 57.75 -86

51、.63 72.19 -72.19 86.63 -57.75 圖 2-54 結(jié)構(gòu)剪力圖 計(jì)算中支點(diǎn)的汽車最小負(fù)剪力為：Q = -127.96875 959 . 0 )11 (5 . 0)211 (5 . 0 ss a 人行道正中加載（彎矩或剪力）各控制截面的內(nèi)力計(jì)算結(jié)果如下表： k q k q 人行道人群荷載截面內(nèi)力 彎矩()剪力() 跨數(shù)位置 據(jù)本跨 支點(diǎn)的 距離(m) 正彎矩負(fù)彎矩正剪力負(fù)剪力 000070.18250 1/47.5361.85626.310 1/215394.65-17.565 3/422.561.44-61.44 第一跨 1300-526.95-105.315 000-5

52、26.9587.90 1/47.50-32.512543.95-107.494 1/215132.3000 3/422.50-32.51250-43.95 第二跨 1300-526.9500-87.9 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) - 27 - 人群荷載增大系數(shù)時(shí)， 或，其中0.9991 kpq S kpq S p 人行道人群荷載截面內(nèi)力（計(jì)增長(zhǎng)系數(shù)） 彎矩(kNm)剪力(kN) 跨數(shù)位置 據(jù)本跨 支點(diǎn)的 距離(m) 正彎矩負(fù)彎矩正剪力負(fù)剪力 000018.3955168.99512 1/47.5277.6922-44.789118.3955148.52012 1/215483.7219-

53、89.578118.3955128.04512 3/422.5618.0891-134.36718.395517.57012 第一跨 130680.7938-179.15618.39551-12.9049 00-447.891-447.8917.1982425.28613 1/47.5-403.102-80.62037.1982421.78613 1/215-358.313214.98757.1982418.26613 3/422.5-313.523438.93287.1982414.78613 第二跨 130-268.734591.21567.1982411.28613 查閱公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)

54、-基本資料： Y1=0.026430=0.792,Y2=0.051230=1.536,Y3=0.072830=2.184,Y4=0.0896 30=2.688,Y5=0.100030=3.000,Y6=0.102430=3.072,Y7=0.095230=2.856,Y 8=0.076830=2.304 ，Y9=0.045630=1.368 =1/20.7923+1/2(0.792+1.536)3+1/2(1.536+2.184)3+1/2(2. 184+2.688)3+1/2(2.688+3.000)3+1/2(3.000+3.072)3+1/2(3.072+ 2.856)3+1/2(2.8

55、56+2.304)3+1/2(2.304+1.368)3+1/21.3683 2=110.592 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) - 28 - 計(jì)算中支點(diǎn)的汽車最小負(fù)彎矩為： M = =-5.018110.592=-554.950656（結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算結(jié)果-895.781） k qmKN Y10=1,Y11=0.039,Y12=0.064,Y13=0.077,Y14=0.080,Y15=0.075,Y16=0.064,Y17= 0.049,Y18=0.032,Y19=0.015 =1/2130+1/20.0393+1/2(0.039+0.064)3+1/2(0.064+0.077) 3+1/2

56、(0.077+0.080)3+1/2(0.080+0.075)3+1/2(0.075+0.064)3+ +1/2(0.064+0.049)3+1/2(0.049+0.032)3+1/2(0.032+0.015)3+ 1/20.0153 =15.7425 計(jì)算中支點(diǎn)的汽車最小負(fù)剪力為： Q = -5.01815.7425=-78.995865kN（結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算結(jié)果-127.969） k q 人群荷載增大系數(shù)時(shí)，其中1.3289 p 汽車最小負(fù)彎矩 =1.3289（-554.950656）=-730.2040732kNm（結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算結(jié)果- kpq S 1504.55） 汽車最小負(fù)剪力 =1.32

57、89(-78.995865)=-103.9427592kNm（結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算結(jié)果- kpq S 214.936） 2.52.5 內(nèi)力組合內(nèi)力組合( (取截面最大值組合取截面最大值組合) ) 2.5.1 承載力極限狀態(tài)的基本組合： m i n j QjkQjckQQGikGiud SSSS 12 1100 ：結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，取 1.0。本設(shè)計(jì)取一下設(shè)計(jì)組合： 0 1.2 恒載+1.4 汽車荷載（計(jì)入沖擊力） 取以上內(nèi)力組合的最大值作為承載能力極限狀態(tài)組合： 表 3.19 承載能力極限狀態(tài)組合表 彎矩(kNm)剪力(kN) 跨數(shù)位置 據(jù)本跨支 點(diǎn)的距離 (m) 正彎矩負(fù)彎矩正剪力負(fù)剪力 000040

58、65.32 1/47.522367.601916.58 1/21528344.78-1688.65 3/422.57815.34-3873.37 第一跨 130-30053-6050.35 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) - 29 - 00-300535103.61 1/47.52447.272926.62 1/21515912.92710.80-710.80 3/422.52447.268-2926.62 第二跨 130-28212-4823.61 2.5.2 作用短期效應(yīng)組合： n j Qjkj m i Giksd SSS 1 1 1 恒載 +0.7 汽車荷載（不計(jì)沖擊力） （式中 ）7

59、 . 0 1 j 表 3.21 短期效應(yīng)組合表 彎矩(kNm)剪力(kN) 跨數(shù)位置 據(jù)本跨支 點(diǎn)的距離 (m) 正彎矩負(fù)彎矩正剪力負(fù)剪力 0003006.98 1/43.5162171326.16 1/217.519694.63356.56-1067.36 3/4215309.42-2802.8 第一跨 135-24694.2-4505.9 00-24694.23380.8 1/43.51867.482090.85 1/217.512380.05355.40-355.40 3/4211867.48-1621.06 第二跨 135-23247.4-3653.95 2.5.3 作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合：

60、 Qjk n j j m i Gikld SSS 1 2 1 恒載+0.4 汽車荷載（不計(jì)沖擊力） （式中 ）4 . 0 2 j 表 3.23 長(zhǎng)期效應(yīng)組合表 彎矩(kNm)剪力(kN) 跨數(shù)位置 據(jù)本跨支 點(diǎn)的距離 (m) 正彎矩負(fù)彎矩正剪力負(fù)剪力 0002762.19 1/43.514659.51151.95 1/217.517166.2459.37-865.54 第一跨 3/4214535.84-2529.6 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) - 30 - 135-21011.4-4161.29 00-21011.43498.84 1/43.562.451867.14 1/217.577