橋梁工程畢業(yè)設(shè)計(jì)2754381540

1、 changsha university of science & technology 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： xx高速公路k87+424分離式 立體交叉橋梁施工圖設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： xx學(xué) 號(hào)： xx班 級(jí): xx專 業(yè)： 土木工程（橋梁工程）指導(dǎo)教師： xx2009 年 6 月 xx高速公路k87+424分離式 立體交叉橋梁施工圖設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： xx學(xué) 號(hào)： xx班 級(jí)： xx所在院(系): 土木與建筑學(xué)院指導(dǎo)教師： xx 完成日期: xxxx高速公路分離式立體交叉橋梁施工圖設(shè)計(jì)摘要為了使書(shū)本知識(shí)與工程實(shí)踐相結(jié)合，本人選擇xx高速公路第三合同段k87+424分離式立體交叉橋進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)

2、過(guò)程中采用電算程序進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算和組合計(jì)算，預(yù)應(yīng)力筋的配置和驗(yàn)算部分則采用手工計(jì)算，圖形及表格主要是由excel和autocad繪制。通過(guò)設(shè)計(jì)得到了各種組合效應(yīng)下的包絡(luò)圖和最終的鋼筋布置圖，基本掌握了一座橋梁的設(shè)計(jì)流程，積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵詞：分離式立體交叉橋；電算程序；預(yù)應(yīng)力筋the separate interchange bridges working drawing design of yueyang to changsha highway k87 +424abstract in order to combine book knowledge and engineering pract

3、ice, i chose to design the separate interchange bridge of the third contract paragraph of changsha to hunan highway k87 +424 . in the designing progress ,i used computer program both in internal force calculation and combination calculation ,moreover, manual calculation is used in the prestressed re

4、inforcements configuration and checking part. whats more, the graphs and forms are mainly drawn by excel and autocad. by designing, i have not only got the envelope map and final layout of the steel under the effect of various combinations, but also mastered the designing process of a bridge, and ac

5、cumulated valuable experience. keywords: separate interchange bridge; computer procedures; prestressed reinforcement目 錄1 方案比選11.1 當(dāng)今橋梁技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r介紹及呈現(xiàn)特點(diǎn)分析11.2 橋型方案比選21.2.1適用性21.2.2 舒適與安全21.2.3 經(jīng)濟(jì)性21.2.4 先進(jìn)性21.2.5 美觀性21.3 梁部截面形式42 內(nèi)力計(jì)算62.1 主梁尺寸擬定62.1.1 梁尺寸擬定62.1.2 細(xì)部尺寸62.2 主梁恒載內(nèi)力計(jì)算72.2.1 恒載集度計(jì)算72.2.2 恒載下的

6、內(nèi)力計(jì)算82.3 支座位移引起的內(nèi)力計(jì)算112.4 荷載（作用）組合及內(nèi)力包絡(luò)圖122.4.1 基本可變荷載（人群、汽車）內(nèi)力和位移計(jì)算142.4.2 短期效應(yīng)組合計(jì)算152.4.3 基本效應(yīng)組合計(jì)算162.4.4 長(zhǎng)期效應(yīng)組合計(jì)算183 預(yù)應(yīng)力筋的設(shè)計(jì)與布置203.1 按構(gòu)件正截面抗裂性要求估算預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量203.2 預(yù)應(yīng)力筋估算結(jié)果213.3預(yù)應(yīng)力束的布置原則213.3.1連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力鋼束的配置223.3.2 橫截面布置223.3.3 平面及立面布置223.4預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算233.4.1 預(yù)應(yīng)力筋與孔道壁之間摩擦引起的應(yīng)力損失243.4.2 錨具變形預(yù)應(yīng)力筋回縮應(yīng)力損失253.4.3 混

7、凝土加熱養(yǎng)護(hù)時(shí)預(yù)應(yīng)力筋引起的應(yīng)力損失263.4.4 混凝土彈性壓縮引起的應(yīng)力損失263.4.5 預(yù)應(yīng)力筋松弛引起的應(yīng)力損失273.4.6 混凝土收縮和徐變引起的應(yīng)力損失283.5正截面承載能力計(jì)算303.5.1 正彎矩最大的跨中截面303.5.2 負(fù)彎矩最大的跨中支座截面313.6斜截面承載力驗(yàn)算323.6.1斜截面抗剪承載力驗(yàn)算323.6.2 斜截面抗彎承載力驗(yàn)算353.7 截面正應(yīng)力計(jì)算353.7.1 預(yù)加預(yù)應(yīng)力階段混凝土截面正應(yīng)力計(jì)算353.7.2 使用階段的正應(yīng)力計(jì)算393.8梁斜截面主拉應(yīng)力和主壓應(yīng)力403.8.1代表截面驗(yàn)算413.8.2主壓應(yīng)力的限制值433.8.3主應(yīng)力驗(yàn)算43

8、4 抗裂性驗(yàn)算444.1 作用短期效應(yīng)組合作用下正截面抗裂驗(yàn)算454.1.1 預(yù)加力產(chǎn)生的構(gòu)件抗裂驗(yàn)算邊緣的混凝土預(yù)壓應(yīng)力的計(jì)算454.1.2 由荷載產(chǎn)生的構(gòu)建抗裂驗(yàn)算邊緣混凝土的法向拉應(yīng)力的計(jì)算454.1.3 正截面混凝土抗裂驗(yàn)算454.2 作用短期效應(yīng)組合作用下的斜截面抗裂驗(yàn)算454.2.1 剪應(yīng)力驗(yàn)算464.2.2 正應(yīng)力驗(yàn)算464.2.3 主拉應(yīng)力驗(yàn)算.464.2.4 主拉應(yīng)力的限制值465 主梁變形（撓度）計(jì)算475.1 撓度計(jì)算475.2 預(yù)拱度計(jì)算485.3 預(yù)拱度的設(shè)置486 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)507 參考文獻(xiàn)528 致謝53附錄54附表1 恒載作用下的內(nèi)力表54附表2 支座沉降作用

9、下的內(nèi)力56附表3 短期效應(yīng)作用下的內(nèi)力表63附表4 基本效應(yīng)作用下的內(nèi)力表70附表5 長(zhǎng)期效應(yīng)作用下的內(nèi)力表77附件附件a開(kāi)題報(bào)告附件b 譯文及原文1 方案比選1.1 當(dāng)今橋梁技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r介紹及呈現(xiàn)特點(diǎn)分析目前，鋼梁、鋼拱的最大跨徑已超過(guò)500米，鋼斜拉橋?yàn)?90米，而鋼懸索橋達(dá)1990米。隨著跨江跨海的需要，鋼斜拉橋的跨徑將突破1000米，鋼懸索橋?qū)⒊^(guò)3000米。橋型不斷豐富。20世紀(jì)50年代60年代，橋梁技術(shù)經(jīng)歷了一次飛躍：混凝土梁橋懸臂平衡施工法、頂推法和拱橋無(wú)支架方法的出現(xiàn)，極大地提高了混凝土橋梁的競(jìng)爭(zhēng)能力。斜拉橋的涌現(xiàn)和崛起，展示了豐富多彩的內(nèi)容和極大的生命力。懸索橋用鋼箱加勁梁

10、，技術(shù)上出現(xiàn)新的突破。 結(jié)構(gòu)不斷輕型化。懸索橋采用鋼帶加勁梁，斜拉橋在密索體系的基礎(chǔ)上采用開(kāi)口截面，使梁的高跨比大大減少。拱橋采用少箱甚至拱助或桁架體系。梁橋采用長(zhǎng)懸臂、板件減薄等。這些都使橋梁上部結(jié)構(gòu)越來(lái)越輕型化。箱梁內(nèi)力計(jì)算更切合實(shí)際。對(duì)于箱梁，必要時(shí)用考慮約束扭轉(zhuǎn)、翹曲、畸度、剪滯的內(nèi)力。由于剪滯的影響，箱梁頂?shù)装逶谑軓澢闆r下，其縱向應(yīng)力是不均勻的，靠箱肋處大，橫向跨中處小。箱梁溫差應(yīng)力的計(jì)算。箱梁由于架設(shè)方向及環(huán)境的不同，會(huì)承受不同的溫差。溫差應(yīng)力必須考慮，在特定的情況下，溫差應(yīng)力很大，甚至超過(guò)荷載應(yīng)力。因此，必須按照現(xiàn)場(chǎng)可能出現(xiàn)的溫差，計(jì)算內(nèi)力，加以組合，進(jìn)行配筋。 按施工步驟計(jì)算恒

11、載內(nèi)力。按結(jié)構(gòu)的最終體系計(jì)算恒載內(nèi)力，往往并不是實(shí)際的內(nèi)力。必須按照施工順序，逐階段地進(jìn)行計(jì)算，在計(jì)算中考慮混凝土齡期不同的變化收縮影響。這樣，既得到了各施工階段的控制內(nèi)力，又得到了結(jié)構(gòu)形成時(shí)的內(nèi)力和將來(lái)的內(nèi)力。 20世紀(jì)80年代，逐跨拼裝法在國(guó)外得到較多的應(yīng)用。美國(guó)lougkey橋101孔，每孔36米，用可移動(dòng)杵架，用浮吊將梁塊件放在杵架上就位，一次張拉，完成整孔，每周完成3孔。 斜拉橋自1955瑞典建成第一座現(xiàn)代斜拉橋跨徑186.2米的stromsund橋以來(lái)，至今已有40多年了，斜拉橋的發(fā)展并開(kāi)始出現(xiàn)多跨斜拉橋，結(jié)構(gòu)不斷趨于輕型化；從初期的鋼斜拉橋，發(fā)展為混凝土梁、結(jié)合梁和混合式斜拉橋。

12、跨徑不斷增大，跨徑1000米以上的斜拉橋在不久的將來(lái)即會(huì)出現(xiàn)。1.2 橋型方案比選橋梁的形式可考慮t形剛構(gòu)、梁橋、斜腿剛構(gòu)和斜拉橋。任選三種作比較，從安全、功能、經(jīng)濟(jì)、美觀、施工、工期多方面比選，最終確定橋梁形式。1.2.1 適用性性橋上應(yīng)保證車輛和人群的安全暢通，并應(yīng)滿足將來(lái)交通量增長(zhǎng)的需要。橋下應(yīng)滿足泄洪、安全通航或通車等要求。建成的橋梁應(yīng)保證使用年限，并便于檢查和維修。1.2.2 舒適與安全現(xiàn)代橋梁設(shè)計(jì)越來(lái)越強(qiáng)調(diào)舒適度，要控制橋梁的豎向與橫向振幅，避免車輛在橋上振動(dòng)與沖擊。整個(gè)橋跨結(jié)構(gòu)及各部分構(gòu)件，在制造、運(yùn)輸、安裝和使用過(guò)程中應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。1.2.3 經(jīng)濟(jì)性設(shè)

13、計(jì)的經(jīng)濟(jì)性一般應(yīng)占首位。經(jīng)濟(jì)性應(yīng)綜合發(fā)展遠(yuǎn)景及將來(lái)的養(yǎng)護(hù)和維修等費(fèi)用。1.2.4 先進(jìn)性橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)現(xiàn)代橋梁建設(shè)的新技術(shù)。應(yīng)便于制造和架設(shè)，應(yīng)盡量采用先進(jìn)工藝技術(shù)和施工機(jī)械、設(shè)備，以利于減少勞動(dòng)強(qiáng)度，加快施工進(jìn)度，保證工程質(zhì)量和施工安全。1.2.5 美觀性一座橋梁，尤其是座落于城市的橋梁應(yīng)具有優(yōu)美的外形，應(yīng)與周圍的景致相協(xié)調(diào)。合理的結(jié)構(gòu)布局和輪廓是美觀的主要因素，決不應(yīng)把美觀片面的理解為豪華的裝飾?，F(xiàn)在根據(jù)上述原則，對(duì)將要選用的橋梁作出綜合評(píng)估：梁橋梁式橋是指其結(jié)構(gòu)在垂直荷載的作用下，其支座僅產(chǎn)生垂直反力，而無(wú)水平推力的橋梁。預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋受力明確，理論計(jì)算較簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)和施工的方法日臻完

14、善和成熟。預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋具有以下主要特征：1）混凝土材料以砂、石為主，可就地取材，成本較低；2）結(jié)構(gòu)造型靈活，可模型好，可根據(jù)使用要求澆鑄成各種形狀的結(jié)構(gòu)；3）結(jié)構(gòu)的耐久性和耐火性較好，建成后維修費(fèi)用較少；4）結(jié)構(gòu)的整體性好，剛度較大，變性較??；5）可采用預(yù)制方式建造，將橋梁的構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；6）結(jié)構(gòu)自重較大，自重耗掉大部分材料的強(qiáng)度，因而大大限制其跨越能力；7）預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋可有效利用高強(qiáng)度材料，并明顯降低自重所占全部設(shè)計(jì)荷載的比重，既節(jié)省材料、增大其跨越能力，又提高其抗裂和抗疲勞的能力；8）預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋所采用的預(yù)應(yīng)力技術(shù)為橋梁裝配式結(jié)構(gòu)提供了最有效的拼裝手段，

15、通過(guò)施加縱向、橫向預(yù)應(yīng)力，使裝配式結(jié)構(gòu)集成整體，進(jìn)一步擴(kuò)大了裝配式結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍。斜腿剛構(gòu)的靜力特點(diǎn)是，在豎直何在作用下，斜腿剛構(gòu)的兩端不僅有豎直反力，而且還有水平反力。由于水平反力的作用，拱的彎矩大大減少。如在均布荷載q的作用下，簡(jiǎn)直梁的跨中彎矩為ql2/8，全梁的彎矩圖呈拋物線形，而拱軸為拋物線形的斜腿剛構(gòu)的彎矩則很小，拱只受軸向壓力。設(shè)計(jì)得合理的拱軸，主要承受壓力，彎矩、剪力均較小，故其的跨越能力比梁大得多。由于斜腿水平推力的推力類似拱橋，要求支撐拱的墩臺(tái)和地基必須承受拱端的強(qiáng)大推力，因而修建推力拱橋要求有良好的地基。由于沒(méi)有足夠的墩臺(tái)和地基承受強(qiáng)大水平推力，故不考慮此橋型。上部結(jié)構(gòu)和下

16、部結(jié)構(gòu)連成整體的框架結(jié)構(gòu)。根據(jù)基礎(chǔ)連結(jié)條件不同，分為有鉸與無(wú)鉸兩種。這種結(jié)構(gòu)是超靜定體系，在垂直荷載作用下，框架底部除了產(chǎn)生豎向反力外，還產(chǎn)生力矩和水平反力。常見(jiàn)的剛架橋有門(mén)式剛架橋和斜腿剛架橋等。上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)連成整體的框架結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)是超靜定體系，在垂直荷載作用下，框架底部除了產(chǎn)生豎向反力外，還產(chǎn)生力矩和水平反力。此類橋會(huì)造成行車不舒適且鉸易損壞；維修量大，耗費(fèi)的人力財(cái)也大。由于是超靜定結(jié)構(gòu)，預(yù)加力、徐變、收縮等產(chǎn)生此內(nèi)力，受力復(fù)雜故不選用此類橋。斜拉橋的特點(diǎn)是依靠固定與索塔的斜拉索支撐梁跨，梁是多跨彈性支撐梁，梁內(nèi)彎矩與橋梁的跨度基本無(wú)關(guān)，而與拉索的間距有關(guān)。他們適用于大跨、特大跨

17、度橋梁，現(xiàn)在還沒(méi)有其他類型的橋梁的跨度能超過(guò)他們。斜拉橋與懸索橋不同之處是，斜拉橋直接錨于主梁上，稱自錨體系，拉索承受巨大的拉力，拉索的水平分力使主梁受壓，因此塔、梁均為壓彎構(gòu)件。由于斜拉橋的主梁通過(guò)拉緊的斜索與塔直接相連，增加了主梁抗彎、抗扭剛度，在動(dòng)力特性上一般遠(yuǎn)勝于懸索橋。懸索橋的主纜為承重索，它通過(guò)吊索吊住加勁梁，索兩端錨于地面，稱地錨體系。斜拉橋具有施工方便、橋型美觀、用料省、主梁高度小、梁底直線容易滿足通航和排洪要求、動(dòng)力性能好的優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展非常迅速，跨徑不斷增大。但在本方案中太不經(jīng)濟(jì)，此橋型不予考慮。目前我國(guó)城市交通高架橋結(jié)構(gòu)一般考慮簡(jiǎn)支梁和連續(xù)梁結(jié)構(gòu)形式。簡(jiǎn)支梁受力明確，受無(wú)縫鋼

18、軌因溫度變化產(chǎn)生的附加力、特殊力的影響小，設(shè)計(jì)施工易標(biāo)準(zhǔn)化、簡(jiǎn)單化；但其梁高較大，景觀稍差，行車條件也不如連續(xù)梁。連續(xù)梁結(jié)構(gòu)與同等跨度的簡(jiǎn)支梁相比，可以降低梁高，節(jié)省工程數(shù)量，有利于爭(zhēng)取橋下凈空，并改善景觀；其結(jié)構(gòu)剛度大，具有良好的動(dòng)力特性以及減震降噪作用，使行車平穩(wěn)舒適，后期的維修養(yǎng)護(hù)工作也較少。從城市美學(xué)效果來(lái)看，連續(xù)梁造型輕巧、平整、線路流暢，將給城市爭(zhēng)色不少。但連續(xù)梁對(duì)基礎(chǔ)沉降要求嚴(yán)格，特別是由于聯(lián)長(zhǎng)較大，橋上無(wú)縫鋼軌因溫度變化而產(chǎn)生的水平力很大，使得梁體與墩臺(tái)之間的受力十分復(fù)雜，加大了設(shè)計(jì)難度。綜合考慮，采用連續(xù)梁結(jié)構(gòu)作為高架區(qū)間的標(biāo)準(zhǔn)型式。1.3 梁部截面形式梁部截面形式考慮了箱形

19、梁、組合箱梁、槽型梁、t型梁等可采用的梁型。連續(xù)單箱梁方案該方案結(jié)構(gòu)整體性強(qiáng)，抗扭剛度大，適應(yīng)性強(qiáng)。景觀效果好。該方案需采用就地澆筑，現(xiàn)場(chǎng)澆筑砼及張拉預(yù)應(yīng)力工作量大，但可全線同步施工，施工期間工期不受控制,對(duì)橋下道路交通影響較其他方案稍大。簡(jiǎn)直組合箱梁結(jié)構(gòu)整體性強(qiáng)，抗扭剛度大，適應(yīng)性強(qiáng)。雙箱梁預(yù)制吊裝，鋪預(yù)制板，重量輕。但從橋下看,景觀效果稍差。從預(yù)制廠到工地的運(yùn)輸要求相對(duì)較低，運(yùn)輸費(fèi)用較低。但橋面板需現(xiàn)澆施工,增加現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)量，工期也相應(yīng)延長(zhǎng)。但美觀較差，并且徐變變形大，對(duì)于無(wú)縫線路整體道床軌道結(jié)構(gòu)形式來(lái)說(shuō)，存在著后期維修養(yǎng)護(hù)工作量大的缺點(diǎn)。槽型梁為下承式結(jié)構(gòu)，其主要優(yōu)點(diǎn)是造型輕巧美觀，線路建

20、筑高度最低,且兩側(cè)的主梁可起到部分隔聲屏障的作用，但下承式混凝土結(jié)構(gòu)受力不很合理，受拉區(qū)混凝土即車道板圬工量大，受壓區(qū)混凝土圬工量小，梁體多以受壓區(qū)(上翼緣)壓潰為主要特征，不能充分發(fā)揮鋼及混凝土材料的性能。同時(shí)，由于結(jié)構(gòu)為開(kāi)口截面，結(jié)構(gòu)剛度及抗扭性較差，而且需要較大的技術(shù)儲(chǔ)備才能實(shí)現(xiàn)。t型梁結(jié)構(gòu)受力明確，設(shè)計(jì)及施工經(jīng)驗(yàn)成熟,跨越能力大,施工可采用預(yù)制吊裝的方法，施工進(jìn)度較快。該方案建筑結(jié)構(gòu)高度最高，由于梁底部呈網(wǎng)狀,景觀效果差。同時(shí)，其帽梁雖較槽型梁方案短些，但較其他梁型長(zhǎng)，設(shè)計(jì)時(shí)其帽梁也須設(shè)計(jì)成預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土帽梁，另外預(yù)制和吊裝的實(shí)施過(guò)程也存在著與其他預(yù)制梁同樣的問(wèn)題。相比之下，箱型梁抗

21、扭剛度大，整體受力和動(dòng)力穩(wěn)定性能好，外觀簡(jiǎn)潔，適應(yīng)性強(qiáng)，在直線、曲線、折返線及過(guò)渡線等區(qū)間段均可采用，且施工技術(shù)成熟，造價(jià)適中。因此，結(jié)合工程特點(diǎn)和施工條件，選擇連續(xù)箱型梁。綜合上述的比較，在橋跨的布置上，我將選用兩跨連續(xù)梁橋；在截面的選用上，選擇等截面箱形截面。2 內(nèi)力計(jì)算 由于斜腿剛構(gòu)整體對(duì)地基的要求較高，而t型剛構(gòu)在主墩處容易出現(xiàn)裂縫，且行車不舒適和鉸易損壞，但是等截面連續(xù)梁與高速干道的適應(yīng)性好，又有建 筑高度小，外形簡(jiǎn)單且久用不衰的優(yōu)點(diǎn)兼 橋面平順，行車舒適性較好的整體優(yōu)異性。故本設(shè)計(jì)采用兩跨預(yù)應(yīng)力混凝土等截面連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，全長(zhǎng)60m，每跨徑定為30 m。2.1 主梁尺寸擬定2.1.1

22、梁尺寸擬定 主梁高度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的主梁高度與起跨徑之比通常在1/15 1/25之間，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)中，高跨比約在1/18 1/19 ，當(dāng)建筑高度不受限制時(shí)，增大梁高是比較經(jīng)濟(jì)的方案?？梢怨?jié)省預(yù)應(yīng)力鋼束布置用量，加大深高只是腹板加厚，增大混凝土用量有限。根據(jù)橋下通車線路情況，并且為達(dá)到美觀的效果，取梁高為1.95 m，這樣高跨比為1/15.38，位于1/15 1/25之間，符合要求。2.1.2 細(xì)部尺寸由于橋?qū)捫∮?2 m，故可以采用單箱單室箱型梁，箱寬5.5 m。在跨中處頂板厚取20cm，底板厚取30 cm，腹板厚取25 cm；支座處為便于配置預(yù)應(yīng)力筋，頂板厚取20 cm，底板厚取30 cm

23、，腹板厚取30 cm；端部為了布設(shè)錨具，因此將腹板厚度設(shè)定為30 cm。具體尺寸見(jiàn)下圖：圖2.1 支座截面圖 （尺寸單位：cm）圖2.2 跨中截面圖 （尺寸單位：cm）全梁段各個(gè)截面的相關(guān)截面特性如下表2.1所示：表2-1 截面特性表截面面積（cm2）慣性矩（cm4）截面面積（cm2）慣性矩（cm4）133100182325536.61733100182325536.6233100182325536.61833100182325536.6333100182325536.61931650179765957.7433100182325536.62031650179765957.7531650179

24、765957.72131650179765957.7631650179765957.72231650179765957.7731650179765957.72331650179765957.7831650179765957.72431650179765957.7931650179765957.72531650179765957.71031650179765957.72631650179765957.71131650179765957.72731650179765957.71231650179765957.72833100182325536.61331650179765957.729331001

25、82325536.61431650179765957.73033100182325536.61533100182325536.63133100182325536.61633100182325536.62.2 主梁恒載內(nèi)力計(jì)算要計(jì)算主梁的恒載內(nèi)力，必須先計(jì)算其相關(guān)的集度，故在此先進(jìn)性集度的計(jì)算。2.2.1 恒載集度計(jì)算 第一期恒載恒載集度g1 g=(a148+a26+a36)25 a1=3.1651m2 a2 =3.31 m2 a3= ( a1+ a2)/2=3.237 m2則 ，g=7734.8kn g1=g/l=7734.8/60=128.91kn/m 第二期恒載集度包括結(jié)構(gòu)自重、橋面二期荷

26、載(橋面鋪裝、欄桿和人行道)欄桿和人行道g2 g2=5.2kn/m橋面鋪裝集度g3 g3 =0.025.523+1/2(0.06+0.12) 5.524=14.41kn/m則橫載集度g g= g1+ g2 +g3=148.52kn/m2.2.2 恒載下的內(nèi)力計(jì)算 利用橋梁電算計(jì)算軟件建模(有限元桿件原理)，將其平分為30個(gè)單元，每單元2.0m。取梁體截面分布圖如下： 圖2.3 截面單元圖 由橋梁電算的輸出文件d0-123.out將各截面在恒載作用下的彎矩列于下表（完整數(shù)據(jù)見(jiàn)附表1）： 表2-2 自重作用下梁各截面內(nèi)力表距左支座的距離(m)彎矩（kn.m)距左支座的距離(m)彎矩（kn.m)距左

27、支座的距離(m)彎矩（kn.m)01.25e-02202.89e+03402.89e+0322.56e+03221.23e+03424.78e+0344.55e+0324-2.33e+03446.19e+0366.03e+0326-5.66e+03467.12e+0387.02e+0328-9.47e+03487.57e+03107.54e+0330-1.38e+04507.54e+03127.57e+0332-9.48e+03527.02e+03147.12e+0334-5.66e+03546.03e+03166.19e+0336-2.33e+03564.55e+03184.79e+0338

28、5.23e+02582.57e+03將上表中的彎矩用圖示如下： 圖2.4 恒載作用下的彎矩(單位：kn.m)下面用力法方程來(lái)驗(yàn)算所取的截面單元的可行性。分析：將梁體視為一次超靜定結(jié)構(gòu)，取桿件結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖2.5 基本結(jié)構(gòu)圖 圖2.6 一次超靜定結(jié)構(gòu)圖圖2.7 力法基本體系 力法求解過(guò)程：將最右邊的支座用單位力1代替，作出在單位力1的作用下的各個(gè)彎矩圖如下：根據(jù)力法的平衡方程：11x1+1p=011=2/ei(1/23030302/3)=18000/ei1p= 2/ei(1/36683430303/4)= 30075300/ei解得：x1=1p/1=1670.85kn/m則橫載作用下的彎矩

29、m：1x1+mpm1/4=l/4x11/2q(l/4)2=7.51670.851/2148.52(7.5)2= 12531.375kn.mm1/2=1/2q(l/2)2l/2x1=151670.851/2148.52(15)2= 8354.25kn.m支座m=301670.8566834= 16708.5kn.m在單位力作用下，作出此時(shí)的彎矩圖：圖2.8 圖由力法方程解得恒載下彎矩部分截面的彎矩值如下表：表2-3 恒載下彎矩部分截面的彎矩值（值）距左支座的距離(m)彎矩（kn.m）距左支座的距離(m)彎矩（kn.m）00.00e+0031-6.25e+047.5-4.77e+0332-5.82

30、e+0415-1.67e+0433-5.43e+0417-2.15e+0435-4.64e+0420-2.79e+0437-3.93e+0423-3.93e+0440-2.79e+0425-4.64e+0443-2.15e+0427-5.43e+0445-1.67e+0428-5.82e+0452.5-4.77e+0329-6.25e+04600.00e+0030-6.68e+04根據(jù)表2.3 ， 作出恒載下彎矩部分截面的彎矩圖如下：圖2.9 恒載下彎矩圖(單位：kn.m)由力法方程解得二期恒載下彎矩部分截面的彎矩值如下表：表2-4 恒載下梁部分截面彎矩表（m值）距左支座的距離(m)彎矩（kn

31、.m）距左支座的距離(m)彎矩（kn.m）00.00e+0031-1.40e+047.51.25e+0432-1.14e+04158.35e+0333-9.02e+03176.94e+0335-4.64e+03203.73e+0337-8.50e+0223-8.50e+02403.73e+0325-4.64e+03436.94e+0327-9.02e+03458.35e+0328-1.14e+0452.51.25e+0429-1.40e+04600.00e+0030-1.67e+04 根據(jù)表2.4，作出 恒載下梁部分截面彎矩表如下：圖2.10 恒載作用下的彎矩圖m（單位：kn.m） 根據(jù)表2.

32、2與表2.4及圖2.4與圖2.10可以看出，兩者間的結(jié)果相差不大，說(shuō)明所取的模型滿足要求。2.3 支座位移引起的內(nèi)力計(jì)算由于各個(gè)支座處的豎向支座反力和地質(zhì)條件的不同引起支座的不均勻沉降，連續(xù)梁是一種對(duì)支座沉降特別敏感的結(jié)構(gòu)，所以由它引起的內(nèi)力是構(gòu)成內(nèi)力的重要組成部分。其具體計(jì)算方法是：兩跨連續(xù)梁的三個(gè)支點(diǎn)中的每個(gè)邊支點(diǎn)下沉，其余的支點(diǎn)不動(dòng)，所得到的內(nèi)力進(jìn)行疊加。計(jì)算采用橋梁電算程序fr2來(lái)計(jì)算，其模型為圖2.3所示的模型。由橋梁電算程序fr2的輸出文件d0-123.ded將各截面在恒載作用下的彎矩列于下表： 表2-5 支座沉降作用下的彎矩距左支座的距離(m)彎矩（kn.m）距左支座的距離(m)

33、彎矩（kn.m）距左支座的距離(m)彎矩（kn.m）00.00e+00203.34e+03401.39e+032-6.18e-03221.40e+03423.43e+0342.41e+0324-1.13e+03444.99e+0364.25e+0326-4.13e+03466.07e+0385.58e+0328-7.62e+03486.67e+03106.42e+0330-1.15e+04506.79e+03126.79e+0332-1.61e+04526.42e+03146.67e+0334-7.61e+03545.58e+03166.07e+0336-4.13e+03564.25e+031

34、84.50e+0338-1.13e+03582.41e+03根據(jù)表2.5的結(jié)果作支座沉降作用下的彎矩圖如下： 圖2.11 支座沉降作用下的彎矩圖(單位：kn.m)2.4 荷載（作用）組合及內(nèi)力包絡(luò)圖 作用效應(yīng)組合是結(jié)構(gòu)上 幾種作用分別產(chǎn)生的效應(yīng)的隨機(jī)疊加，而作用效應(yīng)最不利組合則是指有可能的作用效應(yīng)組合中對(duì)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生總效應(yīng)最不利的一組作用效應(yīng)組合。公路橋規(guī)規(guī)定按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)各自的情況選擇基本組合和偶然組合中的一種或兩種作用效應(yīng)組合。（1） 基本組合是承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)的組合，其表達(dá)式為：橋梁結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全等級(jí)采

35、用，對(duì)于公路橋梁，安全一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)分別取1.1、1.0和0.9；第i個(gè)永久作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)，當(dāng)個(gè)永久作用（結(jié)構(gòu)重力和預(yù)應(yīng)力作用）對(duì)結(jié)構(gòu)承載力不利時(shí)，=1.2；對(duì)結(jié)構(gòu)承載力有利時(shí)，其分項(xiàng)系數(shù)的值取1.0；汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）的分項(xiàng)系數(shù)，=1.4；當(dāng)某個(gè)可變作用在效應(yīng)組合中超過(guò)汽車荷載時(shí)，則該作用取代汽車荷載，其分項(xiàng)系數(shù)采用汽車荷載的分項(xiàng)系數(shù)；第i個(gè)永久作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值；汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）的標(biāo)準(zhǔn)值；在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）、風(fēng)荷載外的第j個(gè)可變作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)，取=1.4，但是風(fēng)荷載的分項(xiàng)系數(shù)取=1.1；在作用效應(yīng)組合中除汽車

36、荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）、風(fēng)荷載外的第j個(gè)可變作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值；在作用效應(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)，當(dāng)永久作用效應(yīng)與汽車荷載和人群荷載（或其他一種可變作用）組合時(shí)，人群荷載（或其他一種可變作用）的組合系數(shù)=0.80；當(dāng)除汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）外尚存在兩種可變作用參與組合時(shí)，其組合系數(shù)取=0.70；尚有三種其他可變作用參與組合時(shí)，=0.60；尚有四種或更多種其他可變作用參與組合時(shí)，=0.50。（2） 公路橋規(guī)規(guī)定按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同結(jié)構(gòu)不同的設(shè)計(jì)要求，選用下面一組或兩種效應(yīng)組合：（2.1） 作用短期效應(yīng)組合是

37、當(dāng)永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用效應(yīng)品頻遇值的組合，其基本表達(dá)式為：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)，汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力）=0.7；人群荷載=1.0；風(fēng)荷載=0.75；溫度梯度作用=0.80；其他作用=1.0；第j個(gè)可變作用效應(yīng)的頻遇值；（2.2） 作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合是當(dāng)永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用準(zhǔn)永久值的效應(yīng)組合，其基本表達(dá)式為：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)的準(zhǔn)永久值系數(shù)，汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力）=0.40；人群荷載=0.4；風(fēng)荷載=0.75；溫度梯度作用=0.80；其他作用=1.0；第j個(gè)可變作用效應(yīng)的準(zhǔn)永久值。根據(jù)梁跨結(jié)構(gòu)縱斷面的布置，并通過(guò)

38、對(duì)移動(dòng)荷載作用最不利位置，確定控制截面的內(nèi)力，然后進(jìn)行內(nèi)力組合，畫(huà)出內(nèi)力包絡(luò)圖。2.4.1 基本可變荷載（人群、汽車）內(nèi)力和位移計(jì)算用橋梁電算程序adload運(yùn)行影響線結(jié)果文件d0-123.da2后，輸出基本可變荷載計(jì)算結(jié)果文件d0-123.sq1，其結(jié)果見(jiàn)附表2。現(xiàn)在根據(jù)自重、二期恒載、沉降、移動(dòng)荷載進(jìn)行組合。由以上幾種荷載（作用）可以有4種組合情況：a、自重+二期恒載b、自重+二期恒載+沉降c、自重+二期恒載+移動(dòng)荷載d、自重+二期恒載+沉降+移動(dòng)荷載 利用橋梁電算計(jì)算軟件建模計(jì)算荷載組合下的各內(nèi)力，相關(guān)資料如下：緣石、欄桿重：g2=5.2kn/m橋面鋪裝重： g3=14.41kn/m合

39、計(jì)： g=19.61kn/m 將橋面系荷載作為二期橫載一均布荷載的形式加在主梁上；主梁自重按r =26kn/m3的容重，以計(jì)主梁自重的形式計(jì)入橫載中。且在每個(gè)橋墩處設(shè)有一道橫隔梁，其重量按非節(jié)點(diǎn)荷載計(jì)算。兩跨連續(xù)梁的三個(gè)支點(diǎn)中的中間支點(diǎn)相對(duì)兩個(gè)邊支點(diǎn)下沉1cm，其余的支點(diǎn)不動(dòng)。汽車荷載的取用如下：汽車荷載分為公路-i級(jí)和公路一b級(jí)兩個(gè)等級(jí)，汽車荷載由車道荷載和車輛荷載組成，車道荷載由均布荷載和集中荷載組成。1）公路-i級(jí)車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為qk = lu.5knim;集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值按以 下規(guī)定選取:橋梁計(jì)算跨徑小于或等于5m時(shí)，p k = 180kn;橋梁計(jì)算跨徑等于 或大于50m時(shí)，p

40、k=360kn;橋梁計(jì)算跨徑在5m50m之間時(shí)，pk值采用直線內(nèi)插求得。計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)，上述集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值p應(yīng)乘以1.2的系數(shù)。2) 公路二級(jí)車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值pk按公路一級(jí) 車道荷載的0.75倍采用。3)車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)滿布于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號(hào)影響線上; 集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值只作用于相應(yīng)影響線中一個(gè)最大影響線峰值處。有上述的原則可得如下數(shù)據(jù)：人群：qr =2.55kn/m2 ，集中荷載：pk=270kn均布荷載：qk=7.875kn/m ， 沖擊系數(shù)：1+u=1.452.4.2 短期效應(yīng)組合計(jì)算 由xyzh程序計(jì)算短期效應(yīng)組合內(nèi)力部分?jǐn)?shù)據(jù)d0-123.o

41、zh如下（完整數(shù)據(jù)見(jiàn)附表3）：表2-6 短期效應(yīng)組合內(nèi)力單元截面坐標(biāo)（m）短期效應(yīng)組合最大剪力(kn)最大彎矩(kn.m)最小剪力(kn)最小彎矩(kn.m)03.07e+03-1.15e-011.42e+03-1.98e-0122.51e+035.50e+031.10e+032.49e+0341.91e+039.79e+038.20e+024.42e+0361.40e+031.29e+045.61e+025.83e+0388.88e+021.50e+042.99e+026.75e+03103.78e+021.61e+043.53e+017.20e+03124.82e+011.61e+04-4

42、.08e+027.17e+0314-2.17e+021.51e+04-9.14e+026.65e+0316-4.81e+021.30e+04-1.42e+035.65e+0318-7.43e+029.84e+03-1.92e+034.18e+0320-1.00e+035.69e+03-2.44e+032.22e+0322-1.26e+031.65e+03-2.94e+03-1.35e+03續(xù)表2-6 24-1.51e+03-1.54e+03-3.45e+03-7.27e+0326-1.77e+03-5.19e+03-3.96e+03-1.42e+0428-2.02e+03-9.27e+03-4

43、.47e+03-2.22e+0430-2.31e+03-1.38e+04-5.05e+03-3.13e+04324.49e+03-9.27e+032.03e+03-2.22e+04343.99e+03-5.19e+031.78e+03-1.42e+04363.48e+03-1.54e+031.53e+03-7.26e+03382.97e+031.65e+031.27e+03-1.34e+03402.46e+035.69e+031.02e+032.22e+03421.95e+039.84e+037.61e+024.18e+03441.45e+031.30e+045.02e+025.65e+034

44、69.40e+021.51e+042.40e+026.65e+03484.33e+021.61e+04-2.31e+017.17e+0350-1.08e+011.61e+04-3.51e+027.20e+0352-2.77e+021.50e+04-8.58e+026.75e+0354-5.40e+021.29e+04-1.37e+035.83e+0356-8.02e+029.79e+03-1.88e+034.42e+0358-1.10e+035.50e+03-2.47e+032.49e+0360-1.38e+03-5.26e-02-3.06e+03-8.29e-02由表2.6可以繪制短期效應(yīng)組

45、合下的彎矩包絡(luò)圖和剪力包絡(luò)圖：圖2.11 短期效應(yīng)組合下的彎矩包絡(luò)圖（單位：kn.m）圖2.12 短期效應(yīng)組合下的剪力包絡(luò)圖(單位：kn)2.4.3 基本效應(yīng)組合計(jì)算由xyzh程序計(jì)算基本組合內(nèi)力部分?jǐn)?shù)據(jù)d0-123.ozh如下（完整數(shù)據(jù)見(jiàn)附表3）：表2-7 各單元在基本效應(yīng)組合下的內(nèi)力表單元截面坐標(biāo)基本組合效應(yīng)最大剪力最大彎矩最小剪力最小彎矩02.91e+03-1.38e+03-2.03e-0122.38e+035.23e+031.10e+032.50e+0341.81e+039.31e+038.25e+024.43e+0361.33e+031.23e+045.68e+025.85e+038

46、8.48e+021.43e+043.08e+026.78e+03103.65e+021.53e+044.63e+017.24e+03123.19e+011.54e+04-3.61e+027.21e+0314-2.31e+021.44e+04-8.40e+026.70e+0316-4.92e+021.25e+04-1.32e+035.72e+0318-7.51e+029.57e+03-1.80e+034.25e+0320-1.01e+035.68e+03-2.28e+032.30e+0322-1.57e+031.63e+03-2.78e+03-9.12e+0224-1.52e+03-1.63e+

47、03-3.24e+03-6.40e+0326-1.77e+03-5.24e+03-3.72e+03-1.29e+0428-2.02e+03-9.28e+03-4.20e+03-2.05e+0430-2.77e+03-1.66e+04-4.75e+03-2.91e+04324.22e+03-9.29e+032.43e+03-2.05e+04343.74e+03-5.24e+031.78e+03-1.29e+04363.26e+03-2.80e+031.53e+03-6.39e+03382.78e+031.63e+031.28e+03-9.12e+02402.30e+035.68e+031.02e

48、+032.30e+03421.82e+039.57e+037.68e+024.25e+03441.34e+031.25e+045.11e+025.72e+03468.62e+021.44e+042.51e+026.70e+03483.83e+021.54e+04-9.59e+017.21e+0350-2.45e+011.53e+04-3.42e+027.24e+0352-2.87e+021.39e+04-8.22e+026.78e+0354-5.48e+021.23e+04-1.30e+035.85e+0356-8.08e+029.31e+03-1.79e+034.43e+0358-1.10e

49、+035.23e+03-2.35e+032.50e+0360-1.70e+03-6.02e-02-2.91e+03-9.94e-02由表2.7可以繪制基本效應(yīng)組合下的彎矩包絡(luò)圖和剪力包絡(luò)圖： 圖2.13 基本效應(yīng)組合下的彎矩包絡(luò)圖（單位：kn.m）圖2.14 基本效應(yīng)組合下的剪力包絡(luò)圖（單位：kn）2.4.4 長(zhǎng)期效應(yīng)組合計(jì)算 由xyzh程序計(jì)算長(zhǎng)期效應(yīng)組合內(nèi)力部分?jǐn)?shù)據(jù)d0-123.ozh如下（完整數(shù)據(jù)見(jiàn)附表4）：表2-8 各單元在長(zhǎng)期效應(yīng)組合下的內(nèi)力表單元截面坐標(biāo)長(zhǎng)期組合效應(yīng)最大剪力最大彎矩最小剪力最小彎矩02.93e+031.41e+03-1.19e-01-1.92e-0122.37e+0

50、31.12e+035.26e+032.51e+0341.79e+038.37e+029.35e+034.48e+0361.29e+035.87e+021.23e+045.91e+0387.95e+023.34e+021.43e+046.88e+03102.98e+028.03e+011.53e+048.05e+0312-1.88e+01-3.52e+021.53e+047.35e+0314-2.73e+02-8.47e+021.42e+046.86e+0316-5.26e+02-1.34e+031.22e+045.90e+0318-7.79e+02-1.83e+039.12e+033.65e+0320-1.02e+03-2.33e+035.06e+032.52e+0322-1.28e+03-2.83e+031.15e+03-1.00e+0324-1.53e+03-3.32e+0