畢業(yè)設計論文道路橋梁小箱梁

1、摘 要本文是對福隆大橋進行的初步設計，擬定了三個方案：先簡支后連續(xù)預應力混凝土梁橋、混凝土鋼構(gòu)橋、斜拉橋三個橋型方案。結(jié)合了實際的情況進行比選，選定為等截面預應力混凝土連續(xù)梁橋，并且將跨徑定為8個30m。進而對等截面預應力混凝土連續(xù)梁橋方案進行了詳細設計。然后根據(jù)相關(guān)規(guī)定和參考以建造完成的近似橋梁，擬定主梁結(jié)構(gòu)尺寸。利用橋梁博士進行建模并對成橋后的內(nèi)力進行分析并估算結(jié)構(gòu)配筋面積。然后進行配筋，根據(jù)配筋結(jié)果進行全橋結(jié)構(gòu)安全驗算，根據(jù)結(jié)果表明主梁結(jié)構(gòu)滿足設計要求。在設計過程中，按照設計要求同時進行工程圖繪制。關(guān)鍵詞：預應力混凝土；連續(xù)梁橋；初步設計；方案比選Abstract This paper

2、is the preliminary design of Fulong bridge, there are three scheme：Simply supported continuous beam bridge、Concrete bridge、cable stayed bridge. Combined with the actual situation for comparison,selected for the section of prestressed concrete continuous girder bridge，and span will be a (30 m). Then

3、the equal cross section of prestressed concrete continuous girder bridge scheme was designed in detail，then according to the relevant provisions, and reference to build similar Bridge，develop girder structure size.Using Doctor Bridge modeling and analysis of the stress of the estimation and structur

4、al reinforcement area.And then to carry on the reinforcement ，according to the results on the safety checking of the whole bridge structure reinforcement，according to the results show that the main beam structure to meet the design requirements，In the design process, according to the design requirem

5、ents for engineering drawing at the same time.Keyword: prestressed concrete; Simply supported continuous beam bridge; preliminary design; scheme comparison目錄摘 要IAbstractII第一章 橋梁博士介紹1第二章 設計基本資料與主要技術(shù)指標52.1 工程概況52.2 設計技術(shù)標準52.3 有關(guān)設計資料52.4 基本計算數(shù)據(jù)：6第三章 橋型方案比選73.1 比選原則：73.2 橋型方案：73.3 結(jié)論：103.4 工作流程：10第四章 主梁

6、截面尺寸的擬定114.1 設計特點及受力特點：114.1.1 設計特點11受力特點114.2 結(jié)構(gòu)尺寸擬定：114.2.1 主橋箱梁構(gòu)造114.2.2 主梁截面尺寸擬定114.3 毛截面幾何特性計算12第五章 主梁作用效應計算175.1 施工過程及各施工過程計算力學圖式175.2結(jié)構(gòu)自重作用效應計算205.2.1 結(jié)構(gòu)單元劃分205.2.2 施工階段的輸入215.2.3 橫向分布系數(shù)計算225.3 汽車荷載作用效應計算265.3.1 沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)265.4 內(nèi)力組合29第六章 預應力鋼束估算及布置406.1 鋼束估算406.2鋼束布置416.3 非預應力鋼筋計算與布置436.3.1

7、負彎矩非預應力鋼筋計算43第七章 預應力損失及有效預應力計算457.1 基本理論457.2 預應力損失計算45后張法由預應力鋼筋與管道之間摩擦引起的應力損失45后張法由錨具變形、鋼筋回縮和接縫壓縮引起的預應力損失46后張法由混凝土彈性壓縮引起的應力損失46后張法由鋼筋松弛引起的預應力損失終極值46后張法由混凝土收縮、徐變引起的預應力損失47第八章 截面強度驗算508.1 基本理論508.2 計算公式50第九章 強度、應力與變形驗算429.1 強度計算與驗算429.2 應力計算與驗算45施工階段應力計算與驗算459.2.2 強度計算與驗算46截面承載能力極限狀態(tài)驗算48第十章 撓度驗算50參考文

8、獻52致謝53第一章 橋梁博士介紹本次畢業(yè)設計論文運用到Dr.Bridge系統(tǒng)。以下是對橋博介紹；Dr.Bridge系統(tǒng)是一個集可視化數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)庫管理、結(jié)構(gòu)分析、打印與幫助為一體的綜合性橋梁結(jié)構(gòu)設計與施工計算系統(tǒng)。系統(tǒng)的編制完全按照橋梁設計與施工過程進行，密切結(jié)合橋梁設計規(guī)范，充分利用現(xiàn)代計算機技術(shù)，符合設計人員的習慣。對結(jié)構(gòu)的計算充分考慮了各種結(jié)構(gòu)的復雜組成與施工情況。計算更精確；同時在數(shù)據(jù)輸入的容錯性方面作了大量的工作，提高了用戶的工作效率。 系統(tǒng)功能系統(tǒng)的基本功能線橋梁能夠計算鋼筋混凝土、預應力混凝土、組合梁以及鋼結(jié)構(gòu)的各種結(jié)構(gòu)體系的恒載與活載的各種線性與非線性結(jié)構(gòu)響應。其中非線性的

9、包括內(nèi)容如下：1)結(jié)構(gòu)的幾何非線性影響；2)結(jié)構(gòu)混凝土的收縮徐變非線性影響3)組合構(gòu)件截面不同材料對收縮徐變的非線性影響；4)鋼筋混凝土、預應力混凝土中普通鋼筋對收縮徐變的非線性影響；5)結(jié)構(gòu)在非線性溫度場作用下的結(jié)構(gòu)與截面的非線性影響；6)受軸力構(gòu)件的壓彎非線性和索構(gòu)件的垂度引起的非線性影響；7)對于帶索結(jié)構(gòu)可根據(jù)用戶要求計算各索的一次施工張拉力或考慮活載后估算拉索的面積和恒載的優(yōu)化索力；8)活載的類型包括公路汽車、掛車、人群、特殊活載、特殊車列、鐵路中-活載、高速列車和城市輕軌荷載。9)可以按照用戶的要求對各種構(gòu)件和預應力鋼束進行承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)及施工階段的配筋計算或應力

10、和強度驗算，并根據(jù)規(guī)范限值判斷是否滿足規(guī)范。 斜、彎和異型橋梁1)采用平面梁格系分析各種平面斜、彎和異型結(jié)構(gòu)橋梁的恒載與活載的結(jié)構(gòu)響應。2)系統(tǒng)考慮了任意方向的結(jié)構(gòu)邊界條件，自動進行影響面加載，并考慮了多車道線的活載布置情況，用于計算立交橋梁岔道口等處復雜的活載效應；3)最終可根據(jù)用戶的要求，對結(jié)構(gòu)進行配筋或各種驗算。基礎計算1)整體基礎：進行整體基礎的基底應力驗算，基礎沉降計算及基礎穩(wěn)定性驗算；2)單樁承載力：計算地面以下各深度處單樁容許承載力。3)剛性基礎：計算剛性基礎的變位及基礎底面和側(cè)面土應力。4)彈性基礎：計算彈性基礎（m法）的變形，內(nèi)力及基底和側(cè)面土應力；對于多排樁基礎可分析各樁的

11、受力特征。截面計算1)截面特征計算：可以計算任意截面的幾何特征，并能同時考慮普通鋼筋、預應力鋼筋、以及不同材料對幾何特征的影響；2)荷載組合計算：對本系統(tǒng)定義的各種荷載效應進行承載能力極限狀態(tài)荷載組合I-III和正常使用極限狀態(tài)荷載組合I-VI共9種組合的計算。3)截面配筋計算：可以用戶提供的混凝土截面描述和荷載描述進行承載能力極限狀態(tài)荷載組合I-III和正常使用極限狀態(tài)荷載組合I-III的荷載組合計算，并進行6種組合狀態(tài)的普通鋼筋或預應力鋼筋的配筋計算；4)應力驗算：可根據(jù)用戶提供的任意截面和截面荷載描述進行承載能力極限狀態(tài)荷載組合I-III和正常使用極限狀態(tài)荷載組合I-VI共9種組合的計算

12、，并進行9種組合的應力驗算及承載能力極限強度驗算；其中強度驗算根據(jù)截面的受力狀態(tài)按軸心受壓、軸心受拉、上緣受拉偏心受壓、下緣受拉偏心受壓、上緣受拉偏心受拉、下緣受拉偏心受拉、上緣受拉受彎、下緣受拉受彎8種受力情況分別給出強度驗算結(jié)果。橫向分布系數(shù)計算能運用杠桿法、剛性橫梁法或剛接（鉸接）板梁法計算主梁在各種活載作用下的橫向分布系數(shù)。打印與幫助系統(tǒng)1)系統(tǒng)輸出的各種結(jié)果，都可以隨時在各種Windows支撐的外圍設備上打印輸出，并提供打印預覽功能，使用戶在正式打印之前能夠預覽打印效果。2)Dr.Bridge系統(tǒng)提供了幾百個條文的幫助，共計十萬余漢字，對橋梁博士系統(tǒng)的各種功能都有相應的幫助系統(tǒng)。橋梁

13、博士系統(tǒng)的幫助系統(tǒng)與Windows幫助系統(tǒng)嚴格一致，使用十分方便。 系統(tǒng)的特色功能 材料庫1)材料庫根據(jù)材料的類型、規(guī)范的定義，做了相應的分類，并提供了比較全的材料數(shù)據(jù)。用戶在此基礎上可自定義各種規(guī)范的材料類型，建立用戶材料庫，方便后續(xù)項目的應用。2)材料在設計運用時可以根據(jù)材料庫中相應部分內(nèi)容的調(diào)整而變化，從而使內(nèi)容更全面、使用更方便、更新、更便捷。 自定義截面1)可以自己定義一種幾何圖形以及描述該圖形的幾何參數(shù)。以后，可以在圖形輸入時使用它，就如系統(tǒng)提供的一樣。2)對于比較特殊的截面，一經(jīng)構(gòu)造，一勞永逸。并且可以交流使用自定義的截面信息，大大的提高了用戶的工作效率。 自定義報告輸出1)新增

14、加一種輸出方式，通過指定的數(shù)據(jù)檢索信息讀取橋梁博士相對應的數(shù)據(jù)，能夠指定到所有的橋博原有輸出內(nèi)容。2)以表格的形式輸出，可以對數(shù)據(jù)、格式、圖形進行編排和二次加工。3)形成固定模式后，可反復使用，可以交換模板，快速的生成計算書與AutoCAD交互1)一種新的數(shù)據(jù)輸入輸出方式，簡潔的輸入、節(jié)約數(shù)據(jù)處理時間是本功能的最大特點。2)可以把原始數(shù)據(jù)輸出后直接引用，方便數(shù)據(jù)的交換和修改. 調(diào)束工具1)可以在調(diào)整鋼束的同時，看到預應力混凝土結(jié)構(gòu)由此產(chǎn)生的應力變化的過程。2)原來需要反復修改鋼束座標、重新計算，并查看效應圖的過程大大簡化，從而縮短了設計時間。 調(diào)索工具1)可進一步縮短拉索施工張拉力的確定過程。

15、2)與配套調(diào)束工具使用，完成斜拉橋的設計計算就不再令人感到棘手了。 腳本的輸入輸出1)提供了一個方便，簡單的輸入輸出方法。2)通過腳本可以高效率地修改原始數(shù)據(jù)，清晰全面地掌握所有的設計數(shù)據(jù)。通過腳本，可以方便地進行交流討論，這是圖形界面無法比擬的優(yōu)點。第二章 設計基本資料與主要技術(shù)指標2.1 工程概況福隆大橋位于四川省西昌市。本橋連接西昌市的德昌縣麻栗鄉(xiāng)和德昌縣阿月鄉(xiāng)，跨越過安寧河。全橋橋長240.00m。 2.2 設計技術(shù)標準設計荷載：公路I級橋面凈空：凈-14.3m+2×0.5m (含欄桿)，全寬15.3m。3、通航等級：不通航；4、地震基本烈度：地震基本烈度度2.3 有關(guān)設計資

16、料1、地質(zhì)情況；見指導教師提供地址勘查報告2、地區(qū)氣侯：工程所在地屬典型的中亞熱帶濕潤季風氣候區(qū)，具有四川盆地共同的氣候特征：四季分明，冬暖、春早、夏熱、秋雨、多云霧。冬夏季風更替明顯，冬季氣流來自北部高緯地區(qū)，氣溫較低，降水少，但因北有秦巴山地阻滯冷空氣南下而較溫暖。夏季多吹偏南風，氣候炎熱，降水集中。工程所在地氣溫差別不大。霜雪少見，無霜期長達290-320天。年降水量在980-1150毫米之間，大致由西南向東北遞減，降水季節(jié)分配不均。進入盛夏后，常有旱情發(fā)生，秋季受盆地地形影響，多秋雨綿綿天氣，云量大，日照少，加之冬季多霧，屬于日照較少的地區(qū)。 3、材料：鋼材，木材，水泥均能滿足供應，砂

17、礫石可以就地取材，塊片料石運距10公里。2.4 基本計算數(shù)據(jù)：根據(jù)公預規(guī)中各條規(guī)定，混凝土、鋼絞線和鋼筋的各項基本數(shù)據(jù)以及在各階段的限值，如表1-1所列。 基本計算數(shù)據(jù) 表1-1名稱項目符號單位數(shù)據(jù)主梁混凝土立方體強度彈性模量軸心抗壓標準強度軸心抗拉標準強度軸心抗壓設計強度軸心抗拉設計強度MPaMPaMPaMPaMPaMPa5032.42.6522.41.83短暫狀態(tài)壓應力限值拉應力限值MPaMPa20.722.887持久狀態(tài)壓應力限值：壓應力限值主壓應力限值拉應力限值：短期效應組合下拉應力限值短期效應組合主拉應力限值長期效應組合拉應力限值MPaMPaMPaMPaMPa16.219.440.0

18、01.060.00鋼絞線標準強度彈性模量抗拉設計強度最大控制應力MPaMPaMPaMPa186012601395持久狀態(tài)應力：標準荷載組合MPa1209材料重度鋼筋混凝土瀝青混凝土鋼絞線25.023.078.5鋼絞線與混凝土的彈性模量比無量綱5.65第三章 橋型方案比選3.1 比選原則：橋梁設計應遵循技術(shù)先進、安全可靠、適用耐久、經(jīng)濟合理、美觀及利于環(huán)保的原則，還應與當?shù)氐纳鐣?、?jīng)濟、文化和人民生活密切相關(guān)。橋梁設計還應滿足以下基本要求：1、 結(jié)構(gòu)尺寸和構(gòu)造上的要求；2、 使用上的要求；3、 經(jīng)濟上的要求；4、 施工上的要求；5、 美學和景觀上的要求；6、 環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的要求。3.2

19、橋型方案：根據(jù)福隆大橋橋址處的地形、地貌、工程地址、施工條件，提出了以下三種初步設計方案：（1）預應力混凝土斜拉橋橋梁凈跨240m，計算跨徑240m，橋面寬度,15.3m，（600+1200+600），采用1.5的橫坡，通過橫梁高度調(diào)整橫坡圖3-1預應力混凝土斜拉橋（2）預應力混凝土先簡支后連續(xù)箱型梁橋預應力混凝土連續(xù)梁橋，橋全長240m，每跨30m，總共八跨。等截面箱型截面。橋?qū)?5.3m，無人行道設置。圖3-2預應力混凝土先簡支后連續(xù)箱型梁橋（3）預應力混凝土T型剛構(gòu)橋主橋采用三跨預應力混凝土T型剛構(gòu)橋，主跨徑為120m，邊跨為60m，主梁采用變截面箱型截面，橋墩采用實體式橋墩，它具有堅固

20、耐久、施工簡易的優(yōu)點，但是工程量較大、自重大。圖3-3預應力混凝土T型剛構(gòu)橋方案比較 方案比較項目預應力混凝土斜拉橋預應力混凝土連續(xù)箱型梁橋預應力混凝土T型鋼構(gòu)橋安全性主橋跨度適中，拉索是柔性體系，風力作用下會振動，會影響橋上行車和橋本身的安全，橫向剛度小。行車平順舒適。 滿足行車安全和通航要求；施工技術(shù)先進，施工安全性高滿足行車安全和通航要求，橋下凈空大，橋下視野開闊；施工技術(shù)較先進，施工安全性較高 功能性高次超靜定結(jié)構(gòu)，包含更多設計變量，全橋中的技術(shù)經(jīng)濟合理性不能簡單地由結(jié)構(gòu)體積小、重量輕或者滿足應力要求等概念準確表示，給選定橋型方案和尋求合理設計帶來一定困難屬于超靜定結(jié)構(gòu)，受力較好，主橋

21、橋面連續(xù)，無伸縮縫，行車條件好，養(yǎng)護也容易屬于靜定結(jié)構(gòu)，受力不如超靜定結(jié)構(gòu)好；橋面平整度易受懸臂撓度影響，行車條件較差，主橋每孔有兩道伸縮縫容易損壞經(jīng)濟性現(xiàn)代感強，可通過索塔與拉索布置形式 獲得滿意造型，塔較高，使橋向縱向和橫向延伸，比例協(xié)調(diào)，均勻。需要大量拉索鋼絲，預應力柬，主塔構(gòu)造復雜，高空作業(yè)多，斜拉索施工復雜，工期較長。斜拉索后期營運養(yǎng)護費用較高，基礎施工復雜，還需要減震裝置需要的機具少，無需大型設備，可充分降低施工成本；所用材料普通，價格低，但是支座相對較多，成橋后的支座維護費用比較多工藝要求較嚴格，主橋上部構(gòu)造除用掛藍施工外，掛梁需另搞一套安裝設備；混凝土用量少，但鋼筋的用量較大，

22、基礎的造價也較高美觀性現(xiàn)代感強，可通過索塔與拉索布置形式 獲得滿意造型，塔較高，使橋向縱向和橫向延伸，比例協(xié)調(diào)，均勻。沒有拱橋那樣動人，但是整體性好，放眼望去，顯得敦厚樸實外觀同連續(xù)梁橋差不多造價1000035008000缺點它是多次超靜定結(jié)構(gòu)，設計計算復雜；索與梁或塔的連接構(gòu)造比較復雜；施工中高空作業(yè)較多，且施工控制等技術(shù)要求嚴格.1. 施工要墩梁臨時固結(jié)；2. 主墩有支座；3. 順橋向抗彎剛度和橫橋向抗扭剛度??；4. 全橋伸縮縫道數(shù)為橋孔數(shù)的兩倍，行車舒適性較差；5. 如設計不當，在跨中特易產(chǎn)生較大的收縮徐變變繞度；3.3 結(jié)論：從安全性來講，三方案均能滿足行車安全和通航要求，但是預應力混

23、凝土連續(xù)梁橋的施工技術(shù)更加成熟，施工安全性能高。從功能性來講，且承載能力好。從經(jīng)濟性來講，連續(xù)梁橋使用的設備少，鋼材使用量相對較少，不像拱橋跟鋼構(gòu)橋那樣多，造價上面也較低。從美觀性來講，很顯然拱橋更加漂亮。因為橋梁比選的五個主要標準中安全跟經(jīng)濟放在首要位置，所以盡管拱橋更加漂亮，我們還是選擇外觀不是那么耀眼但是安全性跟經(jīng)濟性更加好的預應力混凝土連續(xù)箱型梁橋。3.4 工作流程：方案擬定方案總體布置繪制方案草圖方案比選上部結(jié)構(gòu)尺寸擬定上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算預應力筋束的計算主梁截面強度驗算繪圖整理計算說明書。說明 ：本次設計擬借助auto CAD等軟件。第四章 主梁截面尺寸的擬定4.1 設計特點及受力特點

24、：4.1.1 設計特點本橋上部結(jié)構(gòu)為八跨先簡支后連續(xù)箱型梁橋，采用先簡支后連續(xù)施工，預應力混凝土連續(xù)梁橋采用先預制在拼接，通過濕接縫連成一個連續(xù)梁體系。在各個階段，可能具有不同的靜力體系，其中包括安裝單元、拆除單元、張拉預應力等工況，因此恒載內(nèi)力計算時必須精確模擬各個施工階段。橋梁恒載內(nèi)力由各個施工階段的內(nèi)力疊加而成，顯然對于不同的施工方法，橋梁恒載內(nèi)力是有很大區(qū)別的。而汽車荷載、人群荷載和溫度、墩臺沉降等作用在成橋以后才發(fā)生，與施工方法無關(guān)。由于先簡支后連續(xù)施工涉及很多施工工況，且由于體系發(fā)生轉(zhuǎn)換使預加應力和徐變產(chǎn)生的次內(nèi)力計算變得非常復雜，故設計時必須借助計算機輔助計算（橋梁博士V3.0）

25、才能完成的。4.1.2受力特點采用先簡支后連續(xù)施工的連續(xù)梁橋，在施工過程中經(jīng)歷箱型受力狀態(tài)，恒載產(chǎn)生的內(nèi)力由各個施工階段產(chǎn)生的內(nèi)力疊加而成。由于合龍段較短，其產(chǎn)生的內(nèi)力一般較小，故箱型受力狀態(tài)為主要部分。對先簡支后連續(xù)施工連續(xù)梁橋，合龍后根部負彎矩很大，而中跨跨中恒載彎矩很小；二期恒載加上去以后，根部負彎矩增大，中跨跨中承受較小的正彎矩。4.2 結(jié)構(gòu)尺寸擬定：4.2.1 主橋箱梁構(gòu)造為了更好地受力和節(jié)省材料，本橋選擇為等截面箱形梁橋，梁高為1.6。該橋為八跨30m預應力混凝土連續(xù)梁橋，施工方法為先簡支后連續(xù)施工，考慮伸縮縫的設置，實際橋跨長度為240m，即在橋的兩頭各設的伸縮縫，計算跨徑為29

26、.5m；4.2.2 主梁截面尺寸擬定主橋為等截面箱形梁橋，梁高1.6m。主梁截面尺寸圖如圖3-1和圖3-2所示。 圖4-1 支點截面尺寸圖（單位：cm） 圖4-2 跨中截面尺寸圖（單位：cm）4.3 毛截面幾何特性計算毛截面幾何特性計算是計算結(jié)構(gòu)內(nèi)力、配束及變形計算的前提。由于梯形分塊法是目前橋梁電算軟件的最常用的方法（即節(jié)線法），所以本設計方案也采用梯形分塊法計算毛截面幾何特性，經(jīng)過橋梁博士軟件計算出的毛截面幾何特性計算結(jié)果如下：（表3-1）圖4-3 橋梁博士截面設計系統(tǒng)輸出分成78個單元，由橋梁博士截面設計系統(tǒng)輸出得出78個截面的毛截面幾何特征如下：表3-1 毛截面幾何特性預制邊梁跨中：預

27、制邊梁支點：截面高度: 1.6 m基準材料: 中交新混凝土:C50混凝土基準彈性模量: 3.45 MPa換算面積: 1.41 換算慣矩: 0.445 中性軸高度: 0.898 m沿截面高度方向 5 點換算靜矩(自上而下):主截面: 點號: 高度(m): 靜矩(m*3): 1 1.6 0.0 2 1.2 0.34 3 0.8 0.36 4 0.4 0.3 5 0.0 0.0截面高度: 1.6 m基準材料: 中交新混凝土:C50混凝土基準彈性模量: 3.45 MPa換算面積: 1.5 換算慣矩: 0.476 中性軸高度: 0.934 m沿截面高度方向 5 點換算靜矩(自上而下):主截面: 點號:

28、高度(m): 靜矩(m*3): 1 1.6 0.0 2 1.2 0.369 3 0.8 0.382 4 0.4 0.315 5 0.0 0.0預制中梁跨中：預制中梁支點：截面高度: 1.6 m基準材料: 中交新混凝土:C50混凝土基準彈性模量: 3.45 MPa換算面積: 1.41 換算慣矩: 0.445 中性軸高度: 0.898 m沿截面高度方向 5 點換算靜矩(自上而下):主截面: 點號: 高度(m): 靜矩(m*3): 1 1.6 0.0 2 1.2 0.34 3 0.8 0.36 4 0.4 0.3 5 0.0 0.0截面高度: 1.6 m基準材料: 中交新混凝土:C50混凝土基準彈性

29、模量: 3.45 MPa換算面積: 1.36 換算慣矩: 0.434 中性軸高度: 0.908 m沿截面高度方向 5 點換算靜矩(自上而下):主截面: 點號: 高度(m): 靜矩(m*3): 1 1.6 0.0 2 1.2 0.331 3 0.8 0.349 4 0.4 0.291 5 0.0 0.0成橋中梁跨中：成橋邊梁支點：截面高度: 1.6 m基準材料: 中交新混凝土:C50混凝土基準彈性模量: 3.45 MPa換算面積: 1.5 換算慣矩: 0.476 中性軸高度: 0.934 m沿截面高度方向 5 點換算靜矩(自上而下):主截面: 點號: 高度(m): 靜矩(m*3): 1 1.6

30、0.0 2 1.2 0.369 3 0.8 0.382 4 0.4 0.315 5 0.0 0.0截面高度: 1.6 m基準材料: 中交新混凝土:C50混凝土基準彈性模量: 3.45 MPa換算面積: 1.5 換算慣矩: 0.476 中性軸高度: 0.934 m沿截面高度方向 5 點換算靜矩(自上而下):主截面: 點號: 高度(m): 靜矩(m*3): 1 1.6 0.0 2 1.2 0.369 3 0.8 0.382 4 0.4 0.315 5 0.0 0.0成橋中梁跨中：成橋中梁支點：截面高度: 1.6 m基準材料: 中交新混凝土:C50混凝土基準彈性模量: 3.45 MPa換算面積: 1

31、.36 換算慣矩: 0.434 中性軸高度: 0.908 m沿截面高度方向 5 點換算靜矩(自上而下):主截面: 點號: 高度(m): 靜矩(m*3): 1 1.6 0.0 2 1.2 0.331 3 0.8 0.349 4 0.4 0.291 5 0.0 0.0截面高度: 1.6 m基準材料: 中交新混凝土:C50混凝土基準彈性模量: 3.45 MPa換算面積: 1.36 換算慣矩: 0.434 中性軸高度: 0.908 m沿截面高度方向 5 點換算靜矩(自上而下):主截面: 點號: 高度(m): 靜矩(m*3): 1 1.6 0.0 2 1.2 0.331 3 0.8 0.349 4 0.

32、4 0.291 5 0.0 0.0以上結(jié)果為用橋梁博士建模的截面電算得出第五章 主梁作用效應計算5.1 施工過程及各施工過程計算力學圖式圖5-1全橋三維圖示由于本設計方案施工過程復雜，施工過程計算均采用計算機輔助計算，但為了了解施工過程的受力狀態(tài)，掌握施工過程內(nèi)力疊加的過程，在此簡要敘述施工過程的結(jié)構(gòu)計算力學圖式。1、 用橋梁博士將本橋節(jié)段劃分為78個單元如圖5-2所示圖5-2 橋梁節(jié)段劃分2、 施工過程及力學圖式。計算過程中不考慮收縮、徐變以及預應力的影響。先簡支后連續(xù)施工過程一共分為6個階段。下面借助橋梁博士對每個階段進行說明。階段1：1-17 22-37 42-57 62-78號安裝桿件

33、，1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12號鋼筋張拉。邊界條件輸入，在1 17 23 37 43 57 63 78桿件號處安裝豎向或橫向約束。，橋梁博士中的圖式如圖5-3所示。圖5-3 計算圖式階段2：在18-21處安裝桿件，并且邊界條件去除17 23號桿件約束，并在20號桿件加上約束。橋梁博士中的圖式如圖5-3所示。圖5-4計算圖式階段3：在38-41處安裝桿件，并且邊界條件去除37 43號桿件約束，并在40號桿件加上約束。橋梁博士中的圖式如圖5-5所示。 圖5-5 計算圖式階段4：在58-61處安裝桿件，并且邊界條件去除57 63號桿件約束，并在60號桿件加上約束。在橋梁博士中

34、的圖式如圖5-6所示。圖5-6 施工階段4計算圖式階段5：加荷載，在10 30 50 70 號桿件處加上豎向力集中荷載-20kN橋梁博士中的圖式如圖5-7所示。圖5-7計算圖式階段6：加豎向均布荷載-30kN橋梁博士中的圖式如圖5-8所示。 圖5-8圖式第7階段：圖5-95.2結(jié)構(gòu)自重作用效應計算5.2.1 結(jié)構(gòu)單元劃分結(jié)構(gòu)自重效應采用橋梁博士計算，單元的劃分應盡量與箱梁的階段劃分一致，即每一個施工節(jié)段自然劃分為一個單元，另外在支座和一些構(gòu)造變化的位置相應地增設幾個單元，這樣全橋一共劃分為78個單元和78個截面。5.2.2 施工階段的輸入簡要敘述一下在橋梁博士中施工階段的輸入方法。（1）節(jié)段的

35、安裝。在橋梁博士“輸入施工信息”界面中的“安裝桿件號”中直接輸入需要安裝的單元號，程序?qū)⒆詣蛹せ钤搯卧?，同時激活單元的自重，如圖5-9所示。圖5-10 節(jié)段的安裝（2）除了在新位置施加一個力以外，還需在原位置反向作用一個掛籃的重力，以模擬該位置掛籃的移除。橋梁博士中點擊“永久荷載”彈出對話框如圖5-10所示，點擊“集中荷載”彈出對話框如圖5-11所示，然后在“豎向力”中輸入掛籃的荷載，輸入正值力的方向向上，反之力的方向向下。圖5-11 施工階段荷載對話框圖5-12 集中荷載描述對話框圖5-13 均布荷載描述對話框5.2.3 橫向分布系數(shù)計算本設計為三跨簡支變連續(xù)箱梁橋，邊跨和中跨之比為L1/L

36、2=25/25=1,計算跨徑取30m。借助橋梁博士（V3.0）。橋博信息輸入如圖5-14、5-15所示：圖5-14 結(jié)構(gòu)特征描述圖5-15 橋面布置信息經(jīng)過橋梁博士計算結(jié)果如圖5-16所示：圖5-16 橫向分布結(jié)果橋梁博士數(shù)據(jù)輸出結(jié)果見表5-1、5-2所示：表5-1 影響線數(shù)值表坐標X1#梁2#梁3#梁4#梁5#梁0.0000.4560.2520.1430.0870.0631.2000.4050.2760.1560.0950.0692.4000.3540.2990.1690.1030.0753.6000.2760.2850.2140.1300.0954.8000.1970.2710.2590.

37、1570.1156.0000.1560.2140.2590.2140.1567.2000.1150.1570.2590.2710.1978.4000.0950.1300.2140.2850.2769.6000.0750.1030.1690.2990.35410.8000.0690.0950.1560.2760.40512.0000.0630.0870.1430.2520.456表5-2 橫向分布系數(shù)計算結(jié)果橫向分布系數(shù)計算結(jié)果梁號汽車掛車人群滿人 特載車列10.9600.0000.0004.5320.0000.00020.5660.0000.0003.1030.0000.00030.5240.

38、0000.0002.6100.0000.00040.4570.0000.0002.1950.0000.00050.3910.0000.0001.8410.0000.00010.9600.0000.0004.5320.0000.000采用先簡支后連續(xù)施工的連續(xù)梁，其恒載彎矩與采用一次落架的連續(xù)梁橋有很大不同，由于根部負彎矩遠大于跨中正彎矩。 圖5-17 最后施工階段自重作用效應內(nèi)力圖5.3 汽車荷載作用效應計算5.3.1 沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)（1）汽車沖擊系數(shù)按下法計算根據(jù)通規(guī)中的規(guī)定，適用于連續(xù)梁的結(jié)構(gòu)基頻計算公式如下：（式5-1）（式5-2）式中：、基頻，Hz，計算連續(xù)梁沖擊力引起的正彎矩

39、效應和剪力效應時，采用；計算連續(xù)梁沖擊力引起的負彎矩效應時，采用； 計算跨徑，單位m； E混凝土彈性模量，單位Pa； 梁跨中截面慣性矩，單位； 結(jié)構(gòu)跨中處的單位長度質(zhì)量，單位，當換算為重力計算時，其單位為，； 結(jié)構(gòu)跨中處延米結(jié)構(gòu)重力，單位； 重力加速度，單位。其中邊跨跨中截面：面積 截面慣矩 單位長度質(zhì)量 沖擊系數(shù) （式5-3）（適用于）則：用于正彎矩效應和剪力效應用于負彎矩效應本設計方案采用橋梁博士計算，為方便起見，在計算中沖擊系數(shù)偏安全地統(tǒng)一取較大值，即1.326。由橋梁博士計算得出汽車荷載效應內(nèi)力，如表5-3、圖形輸出如圖5-14所示： 表5-3 汽車荷載效應內(nèi)力 汽車MaxM結(jié)果1 1

40、 0.000e+000 0.000e+000 0.000e+000 1 2 0.000e+000 -1.371e+003 3.694e+002 2 2 0.000e+000 -4.122e+001 3.694e+002 2 3 0.000e+000 4.122e+001 3.461e+002 3 3 0.000e+000 -4.122e+001 3.461e+002 3 4 0.000e+000 3.805e+001 2.741e+002 4 4 0.000e+000 -3.816e+001 2.741e+002 4 5 0.000e+000 1.576e+001 2.459e+002 5 5

41、 0.000e+000 -1.587e+001 2.459e+002 5 6 0.000e+000 1.358e+001 3.543e+002 6 6 0.000e+000 -1.364e+001 3.543e+002 6 7 0.000e+000 -1.767e+002 5.033e+002 7 7 0.000e+000 -1.102e+001 5.033e+002 14 14 0.000e+000 -1.681e+002 7.698e+002 14 15 0.000e+000 4.351e+000 5.804e+002 15 15 0.000e+000 -1.921e+002 5.804e

42、+002 15 16 0.000e+000 1.893e+002 3.596e+002 16 16 0.000e+000 -1.892e+002 3.598e+002 16 17 0.000e+000 -1.985e+000 1.898e+002 17 17 0.000e+000 1.986e+000 1.898e+002 17 18 0.000e+000 -6.720e+000 1.918e+002 18 18 0.000e+000 6.720e+000 1.918e+002 18 19 0.000e+000 -9.953e+000 1.939e+002 19 19 0.000e+000 9

43、.161e+000 1.939e+002 19 20 0.000e+000 -1.080e+001 1.961e+002 20 20 0.000e+000 -3.241e+001 1.961e+002 20 21 0.000e+000 3.113e+001 1.890e+002 21 21 0.000e+000 -3.194e+001 1.890e+002 21 22 0.000e+000 2.955e+001 1.809e+002 25 25 0.000e+000 4.283e+000 4.794e+002 25 26 0.000e+000 -1.174e+001 6.862e+002 26 26 0.000e+000 1.175e+001 6.861e+002 26 27 0.000e+000 8.984e+000 8.898e+002 27 27 0.000e+000 -8.978e+000 8.897e+002 27 28 0.000e+000 3.381e+001 1.044e+003 28 28 0.000e+000 -3.381e+001 1.044e+003 28 29 0.000e+000 5.942e+001 1