濮臺(tái)二級(jí)公路魏寨簡(jiǎn)支橋梁設(shè)計(jì)

ANYANGINSTITUTEOFTECHNOLOGY本科畢業(yè)設(shè)計(jì)濮臺(tái)二級(jí)公路魏寨簡(jiǎn)支橋梁設(shè)計(jì)ThesecondaryhighwayofPuTaisimply-supportedbridgedesigninWeizhai學(xué)院名稱：土木與建筑工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)：土木工程(專升本)11-1指導(dǎo)教師職稱高級(jí)工程師講師2013年5月TOC\o"1-3"\h\u10569摘要 Ⅰ18449Abstract Ⅱ6227引言 15866第一章橋梁初步設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)尺寸擬定 2116451.1基本設(shè)計(jì)資料 2208451.1.1橋面凈空 247581.1.2橋型的選擇 2236521.1.3標(biāo)準(zhǔn)跨徑 2231781.1.4計(jì)算跨徑 27871.1.5主梁全長 3162481.1.6設(shè)計(jì)荷載 31.1.7材料 31.1.8計(jì)算方法 3193231.2橋梁立面設(shè)計(jì) 3208451.3橋梁橫截面設(shè)計(jì) 347581.3.1主梁間距 3236521.3.2主梁肋寬 3231781.3.3翼緣板尺寸 37871.4橫隔梁設(shè)計(jì) 4193231.5設(shè)計(jì)依據(jù) 431308第二章橋面系的布置 52.1橋面布置 5185142.2橋面鋪裝 52.3橋面排水系統(tǒng) 5284742.4橋面伸縮縫 686432.5欄桿和燈柱 686432.6安全帶 786432.7人行道 786432.8護(hù)欄 714034第三章行車道板的設(shè)計(jì) 8279443.1永久荷載效應(yīng)計(jì)算 9208013.1.1每延米板上的橫載 9326613.1.2永久荷載效應(yīng)計(jì)算 9217413.2可變荷載效應(yīng)計(jì)算 990473.2.1鋪裝層厚度 9159923.2.2輪壓分布寬度 9176433.3作用效應(yīng)基本組合 113.4截面設(shè)計(jì)與配筋驗(yàn)算 11105603.4.1截面配筋 11224393.4.2驗(yàn)算截面承載力 11130373.4.3矩形截面受彎構(gòu)件抗剪截面尺寸驗(yàn)算 12第四章主梁的設(shè)計(jì)26719 13315304.1主梁的荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算 13284184.1.1跨中荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算 134.1.2支點(diǎn)處荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算8643 204.2主梁內(nèi)力計(jì)算8643 214.2.1永久作用效應(yīng)8643 214.2.2可變作用效應(yīng)8643 234.3持久狀況承載能力極限狀態(tài)下截面設(shè)計(jì)、配筋與驗(yàn)算8643 294.3.1配筋計(jì)算8643 294.3.2持久狀況截面承載能力極限狀態(tài)計(jì)算8643 314.3.3斜截面抗剪承載力計(jì)算8643 314.3.4斜截面抗剪承載力驗(yàn)算8643 384.3.5持久狀況斜截面抗彎極限承載能力驗(yàn)算8643 4286434.4橋梁的抗震設(shè)防 4316322第五章主梁的裂縫寬度及撓度驗(yàn)算 44301665.1正常使用極限狀態(tài)下裂縫寬度驗(yàn)算 4448815.2正常使用極限狀態(tài)下的撓度驗(yàn)算 4631632第六章橫隔梁的設(shè)計(jì) 496.1確定作用在跨中橫隔梁上的可變作用8643 496.2跨中橫隔梁的作用效應(yīng)影響線計(jì)算8643 496.2.1彎矩影響線8643 516.2.2剪力影響線8643 526.3截面作用效應(yīng)計(jì)算8643 526.4橫隔梁截面配筋與驗(yàn)算8643 536.4.1正彎矩配筋8643 536.4.2負(fù)彎矩配筋8643 556.4.3抗剪計(jì)算與配筋設(shè)計(jì)8643 5625825結(jié)論 5731632致謝 588643參考文獻(xiàn) 59濮臺(tái)二級(jí)公路魏寨簡(jiǎn)支橋梁設(shè)計(jì)摘要：為了加快當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展以及加強(qiáng)與其他地區(qū)的聯(lián)系，故在此修此橋梁。本工程位于濮陽市華龍區(qū)濮臺(tái)二級(jí)公路第一標(biāo)段，標(biāo)準(zhǔn)跨徑為21m。設(shè)計(jì)荷載采用公路-Ⅱ級(jí)汽車荷載，該橋的設(shè)計(jì)時(shí)速為60km/h,人群荷載3kN/m2，每側(cè)護(hù)欄重量取6kN/m。全橋共由5片T型梁組成，單片T型梁高為1.4m，寬2.2m；橋上橫坡為雙向1.8%，坡度由C30防水混凝土橋面鋪裝層控制。本工程的設(shè)計(jì)使用年限為50年。在貫徹“安全，適用，經(jīng)濟(jì)，美觀”的原則下，通過對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)范以及其他設(shè)計(jì)文獻(xiàn)的詳細(xì)了解與熟悉，完成橋面鋪裝的類型和厚度，運(yùn)用極限狀態(tài)法進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算，利用G-M法和剛性橫梁法分別對(duì)主梁及橫隔梁進(jìn)行主梁和橫隔梁的橫向分布系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。同時(shí)完成主梁、橫隔梁及行車道板的配筋與驗(yàn)算，最后將橋梁總體布置圖、主梁布置圖、主梁一般構(gòu)造圖、橫隔梁一般構(gòu)造圖繪制出來。關(guān)鍵詞：二級(jí)公路簡(jiǎn)支橋梁荷載G-M法剛性橫梁法主梁橫隔梁行車道板 ThesecondaryhighwayofPuTaisimply-supportedbridgedesigninWeizhaiAbstract：Inordertospeeduplocaleconomicdevelopmentandstrengthenthecontactwithotherregions,intherepairingthebridge.ThisprojectislocatedinPuyangcityHualongdistrictbidfirstPuTaisecondaryroads,standardspanis21m.Designloadleveltheroad-Ⅱcarloads,thebridgedesignspeedof60km/h,thecrowdload3kn/m2,take6kn/mweighteachsideofthefence.Wholebridgeiscomposedof5Tbeam,monolithicmodelTbeamsis1.4mhigh,2.2mwide;Bridgetransverseslopeistwo-way1.8%andslopeiscontrolledbywaterproofC30concretebridgedeckpavementlayer.Theengineeringdesignofusefixednumberofyearfor50years.Incarryingoutthe\"safe,applicable,economic,beautiful\"principle,throughthefamiliarwithdesignspecificationsandotherdesigndocumentswithdetailedunderstanding,tocompletethetypeandthicknessofthesurfacinglayer,usingthemethodoflimitstate,theinternalforcecalculationandrigidcrossbeammethodbytheuseofG-Mrespectivelyofgirdersandcrossbeamsinsulationgirdersandcrossbeamsofthetransversedistributioncoefficientiscalculated.Girder,transversebeaminsulationandsimultaneouslydrivingbutreinforcementandcheckingcalculation,finallythegenerallayout,maingirderbridgelayout,generalstructurediagramofmaingirder,transversebeamisolationofgeneralstructuregraph.Keywords：secondaryroads；simplysupportedBridges；load；G-Mmethod；rigidtransversebeammethod；maingirder；diaphragm；carriagewayplate.引言簡(jiǎn)支T型梁橋是由幾片T型截面的主梁并列在一起裝配連接而成。T型梁的頂部翼板構(gòu)成行車道板，與主梁梁肋垂直相連的橫隔梁的下部以及T型梁翼板的邊緣，均設(shè)鋼筋連接構(gòu)造將各主梁連成整體，這樣就能使作用在行車道板上的局部荷載分布給各片主梁共同承受。本設(shè)計(jì)采用裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T型梁橋，標(biāo)準(zhǔn)跨徑為21m。裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T型簡(jiǎn)支梁橋具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）屬于單孔靜定結(jié)構(gòu)，它受力明確，構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，是中小跨徑橋梁中應(yīng)用最廣泛的橋型。（2）采用裝配式的施工方法，可以節(jié)約大量模板支架，縮短施工期限，加快建橋速度。（3）主梁高度如不受建筑高度限制，高跨比宜取偏大值。增大梁高，只增加腹板高度，混凝土數(shù)量增加不多，但可以節(jié)省鋼筋用量，往往比較經(jīng)濟(jì)。本設(shè)計(jì)通過對(duì)《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JTGD62-2004》及《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTGD60-2004》的了解及熟悉后進(jìn)行設(shè)計(jì)。 第一章橋梁初步設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)尺寸擬定1.1基本設(shè)計(jì)資料1.1.1橋面凈空表1.1車道寬度設(shè)計(jì)速度（km/h）1201008060403020車道寬度（m)3.753.753.753.503.503.253.00(單車道為3.50m）表1.2各級(jí)公路橋涵的汽車荷載等級(jí)公路等級(jí)高速等級(jí)一級(jí)公路二級(jí)公路三級(jí)公路四級(jí)公路汽車荷載等級(jí)公路-Ⅰ級(jí)公路-Ⅰ級(jí)公路-Ⅱ級(jí)公路-Ⅱ級(jí)公路-Ⅱ級(jí)本橋梁設(shè)計(jì)采用公路—Ⅱ級(jí)汽車荷載，共設(shè)雙向雙車道，確定的設(shè)計(jì)時(shí)速為60km/h根據(jù)表1.1和表1.2可以確定每車道寬3.5m，本橋梁位于城郊處，根據(jù)規(guī)定，人行道寬度根據(jù)當(dāng)?shù)氐男腥撕徒煌髁吭O(shè)置。本橋梁人行道寬度設(shè)置為1.0m，其中行車道與人行道之間設(shè)置1.0m寬的安全距離。因此，確定該橋的橋面橫向布置為：凈。1.1.2橋型的選擇橋梁的主要類型有：梁式橋、拱式橋、剛架橋、吊橋、組合體系橋。與其他橋型相比，梁式橋體系是古老的結(jié)構(gòu)體系。梁式橋是一種在豎向荷載作用下無水平反力的結(jié)構(gòu)。由于外力（橫載和活載）的作用方向與承重結(jié)構(gòu)的軸線接近垂直，故與同樣跨徑的其他結(jié)構(gòu)體系相比，梁內(nèi)產(chǎn)生的彎矩最大，通常需要抗彎能力強(qiáng)的材料（鋼、木、鋼筋混凝土等）來建造。為了節(jié)約鋼材和木料（木橋使用壽命不長，除戰(zhàn)備需要或臨時(shí)性橋梁外，一般不宜采用），目前在公路上應(yīng)用最廣的是預(yù)制裝配式的鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支橋梁。這種梁橋的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，對(duì)地基承載力的要求也不高，其常用的跨徑在50m以下。本設(shè)計(jì)為二級(jí)公路上的一座橋梁，而且跨度很小，可以設(shè)置為一座具有一跨的橋梁，不需設(shè)置連續(xù)跨。同時(shí)，采用連續(xù)跨不經(jīng)濟(jì)。因此，考慮到受力、施工方法等，本設(shè)計(jì)采用裝配式簡(jiǎn)支T型橋梁。1.1.3標(biāo)準(zhǔn)跨徑根據(jù)橋下凈空和方案的經(jīng)濟(jì)比較，確定該橋采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑為的裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T型梁。1.1.4計(jì)算跨徑本次設(shè)計(jì)采用板式橡膠支座，這種支座是僅用一塊橡膠做成的適用于中、小跨度橋梁的一種簡(jiǎn)單的支座。因本橋的跨徑只有21m，因此采用這種支座既符合要求，又經(jīng)濟(jì)合理。根據(jù)梁式橋計(jì)算跨徑的取值方法，計(jì)算跨徑取相鄰支座中心間距為。1.1.5主梁全長本次設(shè)計(jì)采用板式橡膠伸縮縫。這種伸縮縫裝置構(gòu)造簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，伸縮量可以達(dá)到60mm。根據(jù)當(dāng)?shù)氐臏囟冉y(tǒng)計(jì)資料，并參照以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，確定伸縮縫采用4cm，則預(yù)制梁體長為。1.1.6設(shè)計(jì)荷載公路-Ⅱ級(jí)汽車荷載，人群荷載為，荷載計(jì)算圖式參見《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60-2004)，每側(cè)護(hù)欄重量按6kN/m計(jì)。1.1.7材料鋼筋：由于此公路為二級(jí)公路，要求較低，同時(shí)為了節(jié)省造價(jià)，而且這兩種鋼筋的承載力可以承受得住較大的力。因此，主梁主筋、彎起鋼筋和架立鋼筋采用HRB335，其它采用HPB300混凝土：主梁采用C50，橋面鋪裝層采用C30防水。瀝青混凝土：橋面鋪裝層采用AC-13。1.1.8計(jì)算方法極限狀態(tài)法。1.2橋梁立面設(shè)計(jì)以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)及經(jīng)濟(jì)分析表明，鋼筋混凝土T型簡(jiǎn)支梁高跨比的經(jīng)濟(jì)范圍大約在11~16之間，根據(jù)跨度大者取較小比值的原則，本橋取1/16，則梁高為1.32m（標(biāo)準(zhǔn)跨徑為21m）。實(shí)際的設(shè)計(jì)按1.4m取。1.3橋梁橫截面設(shè)計(jì)1.3.1主梁間距裝配式鋼筋混凝土T型簡(jiǎn)支梁的主梁間距一般選在1.5~2.2m之間，本橋選用2.2m。1.3.2主梁梁肋寬為保證主梁的抗剪需要、梁肋受壓時(shí)的穩(wěn)定，以及混凝土的振搗質(zhì)量，通常梁肋寬度取在15~18cm，鑒于本橋的跨度為21m，縱向鋼筋數(shù)量較多，同時(shí)為安全考慮，取為20cm。1.3.3翼緣板尺寸由于橋面寬度已給定，主梁間距確定后，翼緣板的寬度即可得到為2.2m。因?yàn)橐砭壈逋瑫r(shí)又是橋面板，根據(jù)其受力特點(diǎn)，一般設(shè)計(jì)成變厚度：與腹板交接處較厚，通常取不小于主梁梁高的1/10，即為1.4/10=0.14m，本設(shè)計(jì)取為0.2m；翼緣板的懸臂端可以薄些，本設(shè)計(jì)取為0.18m。1.4橫隔梁設(shè)計(jì)為增強(qiáng)橋面系的橫向剛度，本橋除在支座處設(shè)置端橫隔梁外，在跨間等間距布置三根中橫隔梁，間距為4×5.05m（連同端橫隔梁在內(nèi)），梁高一般取為梁高的3/4左右（即1.05m，在靠近腹板處橫隔梁底緣到主梁梁頂?shù)木嚯x為1.2m）；厚度通常取在12~16之間，本設(shè)計(jì)為安全考慮，橫隔梁厚度平均取為20cm。圖1.1橋梁橫斷面和主梁縱斷面圖（單位：cm）1.5設(shè)計(jì)依據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60-2004）《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》（JTGD62-2004）《公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD61-2005）《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB01-2003)第二章橋面系的布置橋面系包括行車道鋪裝、排水防水系統(tǒng)、人行道（或安全帶）、伸縮縫、緣石、欄桿、護(hù)欄和照明燈具。橋面系直接與車輛、行人接觸，它對(duì)橋梁的主要結(jié)構(gòu)既能傳力又能起到保護(hù)的作用，因此，其構(gòu)造合理性、施工質(zhì)量和養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，直接影響到橋梁的使用功能。2.1橋面布置橋面的布置應(yīng)在橋梁的總體設(shè)計(jì)中考慮，它根據(jù)道路的等級(jí)、橋梁的寬度、行車的要求等條件確定。對(duì)于混凝土梁式橋的橋面布置有雙向車道布置、分車道布置和雙橋面布置等。本橋梁為雙向車道布置，即橋梁上同時(shí)存在上下行車輛和機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車。2.2橋面鋪裝橋面鋪裝是橋面中最上層的部分，又稱橋面保護(hù)層，是車輪直接作用的部分，它的主要功能是保護(hù)橋梁主體結(jié)構(gòu)，承受車輪的直接磨損，防止主梁遭受雨水的侵蝕，并能對(duì)車輛集中荷載起到一定的分布作用。因此，橋面鋪裝要求有抗車轍、行車舒適、抗滑、不透水（和橋面板一起作用時(shí)）、剛度好等。行車道鋪裝可采用水泥混凝土、瀝青混凝土、瀝青表面處治和泥結(jié)碎石等各種類型。水泥混凝土和瀝青混凝土橋面鋪裝用的較廣，能滿足各項(xiàng)要求。水泥混凝土鋪裝的耐磨性能好，適合重載交通，但養(yǎng)生期長，以后修補(bǔ)較麻煩。瀝青混凝土橋面鋪裝維修養(yǎng)護(hù)方便，但易老化和變形。瀝青表面處治和泥結(jié)碎石橋面鋪裝，耐久性較差，僅在中級(jí)或低級(jí)公路橋梁上使用。橋面鋪裝一般不作受力計(jì)算，如在施工中能確保鋪裝層與行車道板緊密結(jié)合成整體，則鋪裝層的混凝土（除去作為車輪磨耗部分可取0.01~0.02m厚外）還可以計(jì)算在行車道的厚度內(nèi)和行車道共同受力。本設(shè)計(jì)橋面鋪裝采用5~13cm的C30防水混凝土，上面鋪裝3cm厚的瀝青混凝土（AC-13)作為可以修補(bǔ)的磨耗層。2.3橋面排水系統(tǒng)橋面積水不利于行車的安全，也給行人帶來不便。橋面積水還會(huì)給結(jié)構(gòu)帶來損害。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)不宜經(jīng)受時(shí)而濕潤時(shí)而干曬的交替作用。濕潤后的水分如果接著嚴(yán)寒而結(jié)冰，則更有害，因?yàn)閾饺牖炷廖⒓?xì)發(fā)紋和大孔隙內(nèi)的水分，會(huì)在結(jié)冰時(shí)會(huì)導(dǎo)致混凝土發(fā)生破壞。而且，水分侵襲鋼筋也會(huì)使它銹蝕。因此，為防止雨水滯積于橋面并滲入梁體而影響橋梁的耐久性，除在橋面鋪裝內(nèi)設(shè)置防水層外，應(yīng)使橋上的雨水迅速引導(dǎo)而排除橋外。為了雨水的迅速排出除，防止雨水積滯于橋面并滲入梁體而影響橋梁的耐久性，在橋梁設(shè)計(jì)時(shí)要有一個(gè)完整的排水系統(tǒng)。橋面的縱坡，一般做成雙向縱坡，在橋中心設(shè)置豎曲線，縱坡對(duì)于一些考慮為平坡的橋，也盡可能設(shè)置3%~5%，以利于排水。對(duì)于瀝青混凝土或水泥混凝土鋪裝，橫坡一般采用1.5%~2.0%.行車道路面普遍采用拋物線形橫坡，人行道則用直線形。在橋面除設(shè)置縱橫坡排水外，常常需要設(shè)置一定數(shù)量的泄水管。通常當(dāng)橋面縱坡大于2%，而橋長小于50m時(shí)，一般能保證從橋頭引道上排水，橋上就可以不設(shè)泄水管。此時(shí)，可在引道兩側(cè)設(shè)置流水槽，以免雨水沖刷引道路基。當(dāng)橋面縱坡大于2%，而橋長大于50m時(shí)，為防止雨水積滯橋面就需要設(shè)置泄水管，每隔12~15m設(shè)置一個(gè)。當(dāng)橋面縱坡小于2%時(shí)，泄水管就需要設(shè)置更密一些，一般每隔6~8m設(shè)置一個(gè)。本橋梁的縱橫坡分別為縱坡：2%橫坡1.8%則泄水管每隔8m設(shè)置一個(gè)。2.4橋面伸縮縫為了保證橋跨結(jié)構(gòu)在氣溫變化、活載作用、混凝土收縮與徐變等影響下按靜力圖式自由的變形，就需要使橋面在兩梁端之間以及在梁端與橋臺(tái)背墻之間設(shè)置橫向伸縮縫。對(duì)伸縮縫的設(shè)計(jì)與施工，應(yīng)全面考慮以下因素:①能夠適應(yīng)橋梁溫度變化所引起的伸縮②橋面平坦，行駛性良好的構(gòu)造③施工安裝方便，且與橋梁結(jié)構(gòu)聯(lián)為整體④具有能夠安全排水和防水的構(gòu)造⑤承擔(dān)各種車輛荷載的作用⑥養(yǎng)護(hù)、修理與更換方便⑦經(jīng)濟(jì)廉價(jià)在設(shè)置伸縮縫處，欄桿與橋面鋪裝都要斷開。伸縮縫必須與橋面牢固連接，如結(jié)構(gòu)埋置太淺，在車輛不斷沖擊下會(huì)使伸縮縫附近的橋面鋪裝崩碎破壞。伸縮縫是橋梁的薄弱位置，因?yàn)楹芪⑿〉牟黄秸蜁?huì)使它承受很大的沖擊作用，因此常常是養(yǎng)護(hù)和維修的重點(diǎn)。本次設(shè)計(jì)采用板式橡膠伸縮縫。這種伸縮縫裝置構(gòu)造簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，伸縮量可以達(dá)到60mm。2.5欄桿和燈柱橋梁欄桿設(shè)置在人行道上，其功能主要在防止行人和非機(jī)動(dòng)車輛掉入橋下。其設(shè)計(jì)應(yīng)符合受力要求，并注意美觀，高度不應(yīng)小于1.1m。照明用燈一般高出車道8~12m左右。本設(shè)計(jì)欄桿采用鋼欄桿，高度為1.2m，照明用燈高度高出車道為8m。2.6安全帶為保障交通安全，在行車道邊緣設(shè)置高出行車道的帶狀構(gòu)造物—安全帶不設(shè)人行道的橋上，兩邊應(yīng)設(shè)寬度不小于0.25m，高為0.25~0.35的護(hù)欄安全帶。為了保證行車安全，安全帶的高度已經(jīng)用到≥0.4m。安全帶可以做成預(yù)制塊件與橋面鋪裝層一起現(xiàn)澆。本設(shè)計(jì)安全帶設(shè)置為1m。2.7人行道人行道是用路緣石或護(hù)欄及其他類似設(shè)施加以分隔的專門供人行走的部分。人行道由人行道板、人行道梁、支撐梁及緣石組成。人行道梁擱在行車道的主梁上，一端懸臂挑出，另一端則通過預(yù)埋的鋼板與主梁預(yù)留的錨固鋼筋焊接。人行道頂面一般鋪設(shè)20mm厚的水泥砂漿或?yàn)r青砂作為面層，并以此形成人行道頂面的排水橫坡。人行道在橋面斷縫處也必須做伸縮縫?，F(xiàn)代橋梁人行道伸縮縫與行車道伸縮縫是連在一起的。本設(shè)計(jì)人行道寬為1m。2.8護(hù)欄一般橋梁上的欄桿，當(dāng)設(shè)于人行道上時(shí)，主要作用是提供行人安全感，遮攔行人，防止其跌落橋下；當(dāng)無人行道時(shí)，橋上的欄桿雖也有時(shí)起防止行人跌落橋下，但其主要作用與高填路堤或危險(xiǎn)路段所設(shè)護(hù)欄相仿，用以視線誘導(dǎo)，起到一些輪廓標(biāo)的作用，使車輛盡量在路幅之內(nèi)行駛，并給駕駛員以安全感第三章行車道板的設(shè)計(jì)鋼筋混凝土肋式梁橋的橋面板(又稱行車道板)是直接承受車輛輪壓的鋼筋混凝土板，它在構(gòu)造上與主梁梁肋和橫隔梁聯(lián)系在一起，既保證了梁的整體作用，又將活載傳遞于主梁。對(duì)于裝配式T形梁橋，如果兩主梁之間的翼緣板端邊自由或者采用鋼板連接時(shí)，則可把梁外側(cè)的翼緣板當(dāng)作沿短跨一端固定而另一端為自由端的懸臂板來分析。當(dāng)相鄰翼緣板間采用不承擔(dān)彎矩的鉸接縫連接時(shí)，則可簡(jiǎn)化為鉸接懸臂板。作用在橋面上的車輪壓力，通過橋面鋪裝層擴(kuò)散分布在鋼筋混凝土板面上，由于板的計(jì)算跨徑相對(duì)于輪壓的分布寬度來說不是相差很大，故計(jì)算時(shí)應(yīng)較精確地將輪壓作為分布荷載來處理，這樣做既避免了較大的誤差，又能節(jié)約橋面板的材料用量。富有彈性的充氣車輪與橋面的接觸面實(shí)際上近似于橢圓，而且荷載又要通過鋪裝層擴(kuò)散分布，可見車輪壓力在橋面板上的實(shí)際分布形狀是很復(fù)雜的。然而，為了計(jì)算方便起見，通常又近似地把車輪與橋面的接觸面看作是a2×b2的矩形，此處a2是車輪（或履帶）沿行車方向的著地長度，b2為車輪（或履帶）的寬度。各級(jí)荷載的a2和b2值可從《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》中查得。至于荷載在鋪裝層內(nèi)的擴(kuò)散程度，根據(jù)試驗(yàn)研究，對(duì)于混凝土或?yàn)r青面層，荷載可以偏安全地假定呈45o角擴(kuò)散。3.1永久荷載效應(yīng)計(jì)算由于主梁翼緣板在接縫處沿縱向全長設(shè)置連接鋼筋，故行車道板可按兩端固定和中間鉸接的板計(jì)算，如圖3.1所示。圖3.1行車道板計(jì)算圖式3.1.1每延米板上的恒載g（取縱向1m寬板帶計(jì)算）瀝青混凝土面層：C30防水混凝土墊層：T型梁翼緣板自重：每延米跨寬板的恒載總計(jì)：3.1.2永久荷載效應(yīng)計(jì)算彎矩：剪力：3.2可變荷載效應(yīng)將公路-Ⅱ級(jí)車輛荷載的兩個(gè)軸重為140kN的后輪（軸間距為1.4m）沿橋梁的縱向，作用于鉸縫軸線上為最不利荷載，此時(shí)兩邊的懸臂板各承受一半的車輪荷載。由《橋規(guī)》查得：重車后輪的著地長度，著地寬度。車輪在板上的布置及其壓力分布圖形如圖2.2所示：3.2.1鋪裝層總厚：H=0.03+0.09m=0.12m，3.2.2輪壓分布寬度：沿著行車方向的輪壓分布寬度為:垂直行車方向的輪壓分布寬度為：圖3.2可變荷載圖式（單位：cm)輪壓分布寬度重疊荷載對(duì)于懸臂根部的有效分布寬度為：?jiǎn)屋啎r(shí)：局部加載沖擊系數(shù)1+μ取1.3，則作用于每米寬板條上的彎矩為：?jiǎn)蝹€(gè)車輪時(shí)：取兩者中的最不利情況，則作用于每米寬板帶上的剪力3.3作用效應(yīng)基本組合按照承載能力極限狀態(tài)下作用基本組合彎矩和剪力的設(shè)計(jì)值分別是：彎矩：剪力：3.4截面設(shè)計(jì)與配筋驗(yàn)算3.4.1截面配筋懸臂板根部厚度為20cm，設(shè)凈保護(hù)層厚度，選用直徑為12mm的HRB335鋼筋，則有效高度由：即整理得：解得最小值：驗(yàn)算>滿足要求。鋼筋截面面積可按下式計(jì)算：選用直徑為12mm的HRB335鋼筋，間距為100mm。此時(shí)，鋼筋所能提供的面積為3.4.2驗(yàn)算截面承載力由下式得：>承載力滿足要求。3.4.3矩形截面受彎構(gòu)件抗剪截面尺寸應(yīng)滿足：>滿足抗剪最小截面尺寸要求，又：因此，僅需設(shè)置構(gòu)造鋼筋。《橋規(guī)》規(guī)定：板內(nèi)應(yīng)設(shè)置垂直于主鋼筋的分布鋼筋，且直徑不應(yīng)小于8mm，間距不應(yīng)大于200mm。故采用。第四章主梁的設(shè)計(jì)根據(jù)作用于一片主梁的橫載和通過橫向分布系數(shù)求得的計(jì)算活載，就可按一般工程力學(xué)的方法計(jì)算主梁的截面內(nèi)力（彎矩M和剪力Q）。有了截面內(nèi)力，就可以按鋼筋混凝土的計(jì)算原理進(jìn)行主梁各截面的配筋設(shè)計(jì)和驗(yàn)算。本設(shè)計(jì)采用比擬正交異性板法（G-M法）來計(jì)算橫向分布系數(shù)，因?yàn)镚-M法適用于寬度與跨度之比的比值大于0.5、橋面板連續(xù)并設(shè)有多道橫隔梁的橋梁。本橋梁的寬跨比為：B/L=11/20.5=0.537>0.5，且本設(shè)計(jì)的橋跨內(nèi)設(shè)有五道橫隔梁，具有可靠的橫向聯(lián)系。4.1主梁的荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算4.1.1跨中荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算主梁的抗彎及抗扭慣性矩求主梁截面的重心位置翼緣板厚按平均厚度計(jì)算，其平均厚度為：則抗彎慣性矩為主梁的比擬單寬抗彎慣性矩：橫隔梁抗彎慣性矩：截面尺寸見圖3.1對(duì)于T型梁截面，可以看成是由若干個(gè)實(shí)體矩形截面組成的組合截面，它的抗扭慣性矩等于各個(gè)矩形截面的抗扭慣矩之和?？山瓢聪率接?jì)算：（4-1）式中——單個(gè)矩形截面的寬度和高度；——矩形截面抗扭剛度系數(shù)，根據(jù)比值t/b按表4-1進(jìn)行計(jì)算取值時(shí)可以采用內(nèi)插法；——梁截面劃分成單個(gè)矩形截面的個(gè)數(shù)。表4.1c取值表t/b1.00.90.80.70.60.50.40.30.20.1<0.1c0.1410.1550.1710.1890.2090.2290.2500.2700.2910.3121/3表4.2有效寬度C/L0.050.100.150.200.250.300.350.400.450.500.9830.9360.8670.7890.7100.6350.5680.5090.4590.416對(duì)于開口薄壁截面，當(dāng)其每一組成部分的狹長矩形厚度與寬度之比甚小時(shí)，即，，即由于橫隔梁截面有變化，故取平均值來確定翼緣板的有效寬λ，橫隔梁的長度取兩根邊主梁的軸線距離即。查表知?jiǎng)t圖4.1由橫隔梁和橋面板組成的T型梁斷面圖(單位：cm）橫隔梁截面中心位置（平均厚度去19cm）抗彎慣性矩：所以，橫隔梁比擬單寬抗彎慣性矩為：主梁和橫隔梁的抗扭慣性矩：對(duì)于T型梁，翼緣板為剛性連接，且有橫隔梁連接，故按剛性連接計(jì)算。對(duì)于主梁梁肋：查表知對(duì)于橫隔梁梁肋：查表知利用下式得：計(jì)算參數(shù)和式中B為橋梁承重結(jié)構(gòu)半寬，即因此有計(jì)算各主梁影響線坐標(biāo)：由，查G-M法計(jì)算圖表可得和值，見下表：表4.3影響系數(shù)和取值表影響系數(shù)梁位荷載位置校核B3B/4B/2B/40-B/4-B/2-3B/4-B00.930.951.001.051.071.051.000.950.938.00B/41.051.061.071.071.030.970.920.850.808.00B/21.081.281.181.081.000.920.820.740.687.903B/41.541.381.241.080.950.760.680.660.607.82B1.801.521.281.060.920.780.680.640.528.0400.760.880.981.121.191.120.980.880.767.91B/41.601.501.351.181.100.900.640.360.147.90B/22.522.081.751.380.980.630.24-0.17-0.557.883B/43.342.752.101.480.920.38-0.16-0.59-1.108.00B4.143.462.421.600.780.14-0.55-1.09-1.707.98根據(jù)實(shí)際梁位與表中所列梁位的關(guān)系，用內(nèi)插法可求得實(shí)際梁位處的和值，如圖4.2所示圖4.2梁位關(guān)系圖對(duì)于1號(hào)梁：對(duì)于2號(hào)梁：對(duì)于3號(hào)梁：（這里是指表列梁位在0點(diǎn)的k值）將1號(hào)梁、2號(hào)梁和3號(hào)梁的橫向影響線坐標(biāo)值列表計(jì)算，見表4.4表4.4梁影響線坐標(biāo)計(jì)算表梁號(hào)算式荷載位置B3B/4B/2B/40-B/4-B/2-3B/4-B11.5921.4081.2481.0760.9440.7640.6800.6560.5843.52.8922.1641.5040.8920.332-0.238-0.690-1.220-1.908-1.484-0.196-0.4280.0520.4320.9181.3461.804-0.332-0.259-0.160-0.0750.0090.0750.1600.2350.3153.1672.6332.0041.4290.9010.407-0.078-0.455-0.9050.6340.5270.4010.2860.1800.081-0.016-0.091-0.18121.0621.1481.1141.0741.0180.9500.8800.8060.7521.9681.7321.5101.2601.0520.7920.4800.148-0.136-0.906-0.584-0.396-0.186-0.0340.1580.4000.6580.888-0.158-0.102-0.069-0.033-0.0060.0280.0700.1150.1551.8101.6301.4411.2271.4060.8200.5500.2630.0190.3620.3260.2880.2450.2090.1640.1100.0530.00430.930.951.001.051.071.051.000.950.930.760.880.981.121.191.120.980.880.760.170.070.02-0.07-0.12-0.070.020.070.170.0300.0120.003-0.012-0.021-0.0120.0030.0120.0300.7900.8920.9831.1081.1691.1080.9830.8920.7900.1580.1780.1970.2220.2340.2220.1970.1780.158計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)：按《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60-2004）規(guī)定，汽車荷載距人行道邊緣距離不小于0.5m。布載時(shí)，人群荷載取，欄桿及人行道板每延米重取為（包括人行道板取，欄桿扶手上的豎向力標(biāo)準(zhǔn)值取，欄桿立頂柱上的水平推力標(biāo)準(zhǔn)值取）。按照最不利荷載位置進(jìn)行布載，并按相應(yīng)的影響線坐標(biāo)值計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)，見圖4.3所示。 圖4.3荷載橫向分布影響線及橫向最不利布載圖（尺寸單位：cm）1號(hào)梁計(jì)算結(jié)果：汽車荷載：人群荷載：2號(hào)梁計(jì)算結(jié)果：汽車荷載：人群荷載：3號(hào)梁計(jì)算結(jié)果：汽車荷載：人群荷載：人行道板：4.1.2梁端剪力橫向分布系數(shù)計(jì)算（杠桿原理法）端部剪力橫向分布系數(shù)計(jì)算圖示見圖4.4圖4.4端部橫向分布系數(shù)計(jì)算圖式（尺寸單位：cm）1號(hào)梁計(jì)算結(jié)果：汽車荷載：人群荷載：2號(hào)梁計(jì)算結(jié)果：汽車荷載：人群荷載:3號(hào)梁計(jì)算結(jié)果：汽車荷載：人群荷載：4.2作用效應(yīng)計(jì)算4.2.1永久作用效應(yīng)永久荷載：假定橋面構(gòu)造各部分重力平均分配給各主梁承擔(dān)，則永久荷載計(jì)算結(jié)果見表4.5表4.5鋼筋混凝土T型梁橋永久荷載計(jì)算表構(gòu)件名構(gòu)件尺寸/cm構(gòu)件單位長度體積/重度/每延米重/主梁0.662516.5橫隔梁中梁0.0985252.4625邊梁0.04931.2325橋面鋪裝瀝青砼0.066231.518砼墊層（取平均厚9cm）0.198254.956.468欄桿及人行道部分6人行道重力按人行道板橫向分布系數(shù)分配至各梁的板重為：橫向分布系數(shù)為，則。各梁的永久荷載匯總結(jié)果見表4.6表4.6各梁的永久荷載值梁號(hào)主梁橫隔梁欄桿及人行道橋面鋪裝層總計(jì)1（5）16.51.23252.2266.46826.42652（4）16.52.46252.2266.46827.6565316.52.46252.2266.46827.6565永久作用效應(yīng)計(jì)算影響線面積計(jì)算見表4.7表4.7影響線面積計(jì)算表項(xiàng)目計(jì)算面積影響線面積永久作用效應(yīng)計(jì)算見表4.8表4.8永久作用效應(yīng)計(jì)算表梁號(hào)1、526.426552.531388.184026.426539.41041.204126.426510.25270.87162、427.656552.531452.795927.656539.41089.666127.656510.25283.4791327.656552.531452.795927.656539.41089.666127.656510.25283.47914.2.2可變作用效應(yīng)汽車荷載沖擊系數(shù)計(jì)算：結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)與結(jié)構(gòu)的基頻有關(guān)，故應(yīng)先計(jì)算結(jié)構(gòu)的基頻，簡(jiǎn)支梁橋的基頻簡(jiǎn)化公式為其中：由于，故可由下式計(jì)算汽車荷載的沖擊系數(shù)表4.9沖擊系數(shù)結(jié)構(gòu)基頻沖擊系數(shù)0.050.45注：為結(jié)構(gòu)基頻公路－Ⅱ級(jí)均布荷載、集中荷載及其影響線面積計(jì)算（見表4.10）:公路－Ⅱ級(jí)車道荷載按照公路－Ⅰ級(jí)車道荷載的0.75倍采用，均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值為計(jì)算彎矩時(shí):計(jì)算剪力時(shí)：按最不利方式布載可計(jì)算車道荷載影響線面積，計(jì)算過程見表4.5，其中的影響線面積取半跨布載方式，。表4.10公路－Ⅱ級(jí)車道荷載及影響線面積計(jì)算表項(xiàng)目頂點(diǎn)位置l/2處7.875181.552.53l/4處7.875181.539.4支點(diǎn)處7.875217.510.251/2處7.875217.52.5625可變作用（人群）（每延米）可變作用彎矩效應(yīng)計(jì)算（見表11～13）彎矩計(jì)算公式如下：(4-2)其中，由于只能布置兩車道，故橫向折減系數(shù)。計(jì)算跨中和處彎矩時(shí)，可近似認(rèn)為荷載橫向分布系數(shù)沿跨長方向均勻變化，故各主梁值沿跨長方向相同。表4.11公路－Ⅱ級(jí)車道荷載產(chǎn)生的彎矩計(jì)算表梁號(hào)內(nèi)力10.6201.2867.87552.53181.55.1251071.48750.62039.43.84375803.631320.60152.535.1251038.65150.60139.43.84375779.003930.61352.535.1251059.39000.61339.43.84375794.5580表4.12人群荷載產(chǎn)生的彎矩梁號(hào)內(nèi)力10.6201.2867.87552.53181.55.1251071.48750.62039.43.84375803.631320.60152.535.1251038.65150.60139.43.84375779.003930.61352.535.1251059.39000.61339.43.84375794.5580永久作用設(shè)計(jì)值與可變作用設(shè)計(jì)值的分項(xiàng)系數(shù)為：永久荷載作用分項(xiàng)系數(shù)：汽車荷載作用分項(xiàng)系數(shù)：人群荷載作用分項(xiàng)系數(shù)：基本組合公式為（4-3）式中－橋梁結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，取為1.0－在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)（含沖擊力、離心力）的其他可變作用效應(yīng)的組合系數(shù)，人群荷載的組合系數(shù)取為0.8。表4.13彎矩基本組合計(jì)算表梁號(hào)內(nèi)力永久荷載人群荷載汽車荷載彎矩基本組合值11388.184093.76611071.48753270.92131041.204170.3290803.63132453.297221452.795954.99891038.65153259.06581089.666141.2518779.00392444.406831452.795952.00471059.39003284.74631089.666139.0060794.55802463.6672可變作用的剪力效應(yīng)計(jì)算在可變作用剪力效應(yīng)計(jì)算時(shí)，應(yīng)計(jì)入橫向分布系數(shù)沿橋跨方向變化的影響。通常按如下方法處理，先按跨中的由等代荷載計(jì)算跨中剪力效應(yīng)；再用支點(diǎn)剪力荷載橫向分布系數(shù)并考慮支點(diǎn)至為直線變化來計(jì)算支點(diǎn)剪力效應(yīng)?？缰薪孛婕袅Φ挠?jì)算(4-4)跨中剪力的計(jì)算結(jié)果見表4.14和表4.15表4.14公路－Ⅱ級(jí)車道荷載產(chǎn)生的跨中剪力計(jì)算表梁號(hào)內(nèi)力剪力效應(yīng)/kN10.6201.2867.8752.5625217.80.5102.917820.6011.2867.8752.5625217.80.599.763930.6131.2867.8752.5625217.80.5101.7558表4.15人群荷載產(chǎn)生的跨中剪力計(jì)算表梁號(hào)內(nèi)力剪力效應(yīng)/kN10.59532.56244.574120.34932.56252.682930.33032.56252.5369支點(diǎn)處截面剪力的計(jì)算支點(diǎn)剪力效應(yīng)橫向分布系數(shù)的取值為：支點(diǎn)處為按杠桿原理法求得的；～段為跨中荷載的橫向分布系數(shù)；支點(diǎn)到及到另一支點(diǎn)在和之間按照直線規(guī)律變化，如圖4－5、圖4－6所示。圖4－5汽車荷載產(chǎn)生的支點(diǎn)圖4－6人群荷載產(chǎn)生的支點(diǎn)剪力效應(yīng)剪力效應(yīng)計(jì)算圖示（尺寸單位：cm）計(jì)算圖示（尺寸單位：cm）梁端剪力效應(yīng)計(jì)算：汽車荷載作用及橫向分布系數(shù)取值如圖4－5所示，計(jì)算結(jié)果及過程如下。1號(hào)梁:2號(hào)梁：3號(hào)梁：人群荷載作用及橫向分布系數(shù)沿橋跨方向取值見圖4－6，計(jì)算結(jié)果及過程如下:1號(hào)梁：2號(hào)梁：3號(hào)梁：剪力基本組合（見表4.16）基本組合公式為：(4-5)表4.16剪力效應(yīng)基本組合表梁號(hào)內(nèi)力永久荷載人群汽車(由標(biāo)準(zhǔn)荷載乘以沖擊系數(shù)）基本組合值1270.871623.074173.8929594.338904.5741102.9178149.20792283.47916.349227.6863666.046602.682999.7639142.67433283.47917.822228.6380669.028802.5369101.7558145.2994由表可知，剪力效應(yīng)以3號(hào)梁控制設(shè)計(jì)。4.3持久狀況承載能力極限狀態(tài)下截面設(shè)計(jì)、配筋及驗(yàn)算4.3.1配筋計(jì)算由彎矩基本組合計(jì)算表可以看出，3號(hào)梁值最大，考慮到設(shè)計(jì)施工方便，并留有一定的安全儲(chǔ)備，故按3號(hào)梁計(jì)算彎矩進(jìn)行配筋。設(shè)鋼筋凈保護(hù)層為4cm，鋼筋重心到底邊的距離為a=18cm，則主梁有效高度為。已知3號(hào)梁跨中彎矩，下面判別主梁為第一類T型截面或第二類T型截面：若滿足，則受壓區(qū)位于翼緣板內(nèi)，為第一類T型截面，否則位于腹板內(nèi)，為第二類T型截面。式中，為橋跨結(jié)構(gòu)重要系數(shù)，取為1.0，為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，本設(shè)計(jì)采用C50，故；為T型截面受壓翼緣有效寬度，取下列三者中最小值：計(jì)算跨徑的1/3：相鄰兩梁的平均間距：此處，b為梁腹板寬度，其值為20cm，為承托長度，其值為0，為受壓區(qū)翼緣板懸出板得平均厚度，其值為19cm。所以，取判別式左端為判別式右端為因此，受壓區(qū)位于翼緣板內(nèi)，屬于第一類T型截面。應(yīng)按寬度為的矩形截面進(jìn)行正截面的抗彎承載力計(jì)算。設(shè)混凝土截面受壓區(qū)高度為，則利用下式計(jì)算：即整理得：解得根據(jù)式：則選用10根直徑為36的HRB335鋼筋，則圖4-7鋼筋布置圖(單位：cm）鋼筋重心位置為：查表可知，，則截面受壓區(qū)高度符合規(guī)范要求。配筋率為故配筋率滿足規(guī)范要求。4.3.2持久狀況截面承載能力極限狀態(tài)計(jì)算按截面實(shí)際配筋面積計(jì)算截面受壓區(qū)高度為截面抗彎極限狀態(tài)承載力為抗彎承載力滿足要求。4.3.3斜截面抗剪承載力計(jì)算由表13可知，支點(diǎn)剪力以3號(hào)梁位最大，考慮安全因素，一律采用3號(hào)梁剪力值進(jìn)行抗剪計(jì)算。跨中剪力效應(yīng)以1號(hào)梁位最大，一律以1號(hào)梁剪力值進(jìn)行計(jì)算。假定最下排2根鋼筋沒有彎起而通過支點(diǎn)，則有：根據(jù)式故端部抗彎截面尺寸滿足要求。根據(jù)下式，若滿足要求，可不進(jìn)行斜截面抗剪強(qiáng)度計(jì)算，僅按構(gòu)造要求設(shè)置鋼筋，在本次設(shè)計(jì)中，因此，，應(yīng)進(jìn)行持久狀況斜截面抗剪承載力驗(yàn)算。最大剪力取用距支座中心（梁高一半）的數(shù)值，其中混凝土與箍筋共同承擔(dān)的剪力不小于60%，彎起鋼筋（按彎起）承擔(dān)的剪力不大于40%計(jì)算第一排（從支座向跨中計(jì)算）彎起鋼筋時(shí)，取距支座中心處由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力值計(jì)算第一排彎起鋼筋以后的每一排彎起鋼筋時(shí)，取前一排彎起鋼筋下面彎起點(diǎn)處由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力值圖3.8彎起鋼筋配置及計(jì)算圖式（尺寸單位：cm）由內(nèi)插可得，距支座中心處得剪力效應(yīng)為則相應(yīng)各排彎起鋼筋的位置及承擔(dān)的剪力計(jì)算根據(jù)下式計(jì)算與斜截面相交的彎起鋼筋的抗剪承載能力(4-6）式中－彎起鋼筋的抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度（MPa)－在一個(gè)彎起鋼筋平面內(nèi)彎起鋼筋的總面積（）－彎起鋼筋與構(gòu)建縱向軸線的夾角當(dāng)計(jì)算第一排彎起鋼筋時(shí)，取用距支點(diǎn)處由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力，其中。彎起鋼筋強(qiáng)度彎起角度為。則：需要彎起2根36的HRB335，可提供面積當(dāng)計(jì)算第一排彎起鋼筋以后的每一排彎起鋼筋時(shí)，取用前一排彎起鋼筋下面的彎起點(diǎn)處由彎起鋼筋承擔(dān)的那部分剪力。設(shè)第一排彎起鋼筋下面彎起點(diǎn)處距離支座的距離為，架立鋼筋為直徑為20的HRB335鋼筋（外徑為22.7mm，保護(hù)層厚度45mm）則：通過內(nèi)插法可求得距離支座位置處承擔(dān)的剪力則第二排彎起鋼筋面積為需彎起2根直徑為36的HRB335鋼筋，可提供面積當(dāng)彎起第三排鋼筋時(shí)，設(shè)第二排彎起鋼筋下面彎起點(diǎn)處距離支座的距離為則：通過內(nèi)插法可以求得距支座位置處承擔(dān)的剪力則需彎起2根直徑為36的HRB335鋼筋，可提供面積當(dāng)彎起第四排鋼筋時(shí)，設(shè)第三排彎起鋼筋下面彎起點(diǎn)處距離支座的距離為，則通過內(nèi)插法求得距離支座位置處承擔(dān)的剪力則第四排彎起鋼筋的面積為需彎起2根直徑為36的HRB335鋼筋，可提供面積當(dāng)彎起第五排鋼筋時(shí)，設(shè)第四排彎起鋼筋下面彎起點(diǎn)處距離支座的距離為，則通過內(nèi)插法求得距離支座位置處承擔(dān)的剪力則第五排彎起鋼筋的面積為設(shè)第五排彎起鋼筋下面彎起點(diǎn)處距離支座的距離為，則從支座中心算起，由彎起鋼筋（斜筋）承擔(dān)剪力的區(qū)段長度為因，說明需要由彎起鋼筋承擔(dān)剪力的區(qū)段已經(jīng)布置了足夠的彎起鋼筋（斜筋），不需要再設(shè)置彎起鋼筋了。表4.17彎起鋼筋位置及承擔(dān)的剪力值計(jì)算表斜筋排次彎起點(diǎn)距離支座中心距離/mm承擔(dān)的剪力值11211.9253.222383.6226.8533515.1166.5444606.6108.3055657.752.13表4.18每排彎起鋼筋面積計(jì)算表彎起排次每排彎起鋼筋計(jì)算面積彎起鋼筋數(shù)目每排彎起鋼筋實(shí)際面積11591.46236203621425.842336203631046.772 3620364680.7123620365327.662336402.1在靠近跨中處，增設(shè)2根直徑為16的HRB335的輔助斜筋，主筋彎起后持久狀況承載能力極限狀態(tài)正截面承載力驗(yàn)算。2根直徑為36的HRB335鋼筋的抵抗彎矩為跨中截面的鋼筋抵抗彎矩為圖4.9全梁抗彎承載力驗(yàn)算圖示（尺寸單位：cm）第一排鋼筋彎起處正截面承載力為第二排鋼筋彎起處正截面承載力為第三排鋼筋彎起處正截面承載力為第四排鋼筋彎起處正截面承載力為第五排鋼筋彎起處正截面承載力為箍筋設(shè)計(jì)根據(jù)下式，箍筋間距的計(jì)算式為（4-7）式中－異號(hào)彎矩影響系數(shù)，本設(shè)計(jì)去－受壓翼緣影響系數(shù)，本設(shè)計(jì)去P－斜截面內(nèi)縱向受拉鋼筋的配筋百分率。，當(dāng)P>2.5時(shí)，取P=2.5。－同一截面上箍筋的總截面面積（）－箍筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，選HPB300箍筋，則－用于抗剪配筋設(shè)計(jì)的最大剪力截面的梁腹寬度－用于抗剪配筋設(shè)計(jì)的最大剪力截面的有效高度－用于抗剪配筋設(shè)計(jì)的最大剪力設(shè)計(jì)值分配于混凝土和箍筋共同承擔(dān)的配筋系數(shù)，取為－用于抗剪配筋設(shè)計(jì)的最大剪力設(shè)計(jì)值（）選用2根直徑為10HPB300雙肢箍，則面積，距離支座中心處的主筋為2根直徑為36的HRB335鋼筋，。有效高度。配筋率則最大剪力設(shè)計(jì)值把相應(yīng)的參數(shù)值代入得：按有關(guān)箍筋的構(gòu)造要求選用在支座中心向跨中方向長度不小于梁高（140cm）范圍內(nèi)，箍筋間距不宜大于100mm，所以在距離支座中心1.4m范圍內(nèi)，取箍筋間距。箍筋布置如下：由支座向跨中的長度為1.4m配置雙肢箍，由梁跨中向兩邊支座各2.350m僅按構(gòu)造配筋即可，其他梁段間距為250mm。當(dāng)間距為當(dāng)間距為均滿足最小配筋率HPB300鋼筋不小于0.18%的要求。4.3.4斜截面抗剪承載力驗(yàn)算斜截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算位置為：距支座中心h/2（梁高一半）受拉區(qū)彎起鋼筋彎起點(diǎn)處截面箍筋數(shù)量或間距有改變處得截面構(gòu)件腹板寬度改變處的截面圖4.10斜截面抗彎驗(yàn)算截面圖示（尺寸單位：cm） 因此，本設(shè)計(jì)要進(jìn)行斜截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算的截面包括距支點(diǎn)h/2處截面1-1，相應(yīng)的剪力設(shè)計(jì)值為距支座中心1.2119m處得截面2-2（第一排彎起鋼筋彎起點(diǎn)及箍筋間距變化處）相應(yīng)的剪力值距支座中心2.3836m處的截面3-3（第二排彎起鋼筋彎起點(diǎn)處）相應(yīng)的剪力值為距支座中心3.5151m處得截面4-4（第三排彎起鋼筋彎起點(diǎn)）相應(yīng)的剪力值為距支座中心4.6064m處的5-5截面（第四排彎起鋼筋彎起點(diǎn)）相應(yīng)的剪力值為驗(yàn)算斜截面抗剪承載力時(shí)，應(yīng)該計(jì)算通過斜截面頂端正截面內(nèi)的最大剪力和相應(yīng)于上述最大剪力的彎矩。最大剪力在計(jì)算出斜截面水平投影長度C值后，可內(nèi)插求得，相應(yīng)的彎矩可以按比例繪制的彎矩圖上量取。根據(jù)下式，受彎構(gòu)件配有箍筋和彎起鋼筋時(shí)，其截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算公式為（4-8）（4-9）（4-10）式中－斜截面內(nèi)混凝土與箍筋共同承擔(dān)的抗剪能力設(shè)計(jì)值（)－與斜截面相應(yīng)的普通彎起鋼筋的抗剪能力設(shè)計(jì)值（)－斜截面內(nèi)在同一彎起平面的普通彎起鋼筋的截面面積（）－異號(hào)彎矩影響系數(shù)，簡(jiǎn)支梁取1.0－受壓翼緣的影響系數(shù)，取1.1－箍筋的配筋率，根據(jù)下式計(jì)算斜截面水平投影水平C為式中－斜截面受壓正截面的廣義剪跨比（4-11)當(dāng)時(shí)，?。ㄟ^斜截面受壓端正截面內(nèi)由使用荷載產(chǎn)生的最大剪力組合設(shè)計(jì)值（）－相應(yīng)于上述最大剪力時(shí)的彎矩組合設(shè)計(jì)值（）－通過斜截面受壓區(qū)頂端正截面上的有效高度，自受拉縱向主鋼筋的合力點(diǎn)至受壓邊緣的距離（）為了簡(jiǎn)化計(jì)算可近似取C值為（可采用平均值）則有由C值可內(nèi)插求得各個(gè)截面頂端處的最大剪力和相應(yīng)的彎矩。斜截面1-1斜截面內(nèi)有2根直徑為36的HRB335鋼筋，則縱向受拉鋼筋的配筋百分率為則斜截面截割2組彎起鋼筋共4根直徑為36的HRB335鋼筋，故斜截面2-2斜截面內(nèi)有2根直徑為36的HRB335鋼筋，則縱向受拉鋼筋的配筋百分率為則斜截面截割2組彎起鋼筋共4根直徑為36的HRB335鋼筋，故斜截面2-2實(shí)際截割了3組彎起鋼筋，但由于第三排彎起鋼筋與斜截面交點(diǎn)靠近受壓區(qū)，實(shí)際的斜截面可能不與第三排鋼筋相交，故近似忽略其抗剪承載力。一下其他相似情況參照此法處理。斜截面3-3斜截面內(nèi)有4根直徑為36的HRB335鋼筋，則縱向受拉鋼筋的配筋百分率為則斜截面截割2組彎起鋼筋共4根直徑為36的HRB335鋼筋，故斜截面4-4斜截面內(nèi)有6根直徑為36的HRB335鋼筋，則縱向受拉鋼筋的配筋百分率為則斜截面截割2組彎起鋼筋共4根直徑為36的HRB335鋼筋，故斜截面5-5斜截面內(nèi)有6根直徑為36的HRB335鋼筋，則縱向受拉鋼筋的配筋百分率為取則斜截面截割2組彎起鋼筋共2根直徑為36的HRB335鋼筋和2根直徑為16的HRB335鋼筋，故所以，斜截面抗剪承載力符合要求。4.3.5持久狀況斜截面抗彎極限承載能力驗(yàn)算鋼筋混凝土受彎構(gòu)件斜截面抗彎承載能力不足而破壞的原因，主要是由于受拉區(qū)縱向鋼筋錨固不好或彎起鋼筋位置不當(dāng)而造成，故當(dāng)受彎構(gòu)件的縱向鋼筋和箍筋滿足構(gòu)造要求時(shí)，可不進(jìn)行斜截面抗彎承載力計(jì)算。4.4橋梁的抗震設(shè)防由于工程場(chǎng)地可能遭受的地震的不確定性，以及人們對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)地震破壞機(jī)理的認(rèn)識(shí)尚不完備。因此橋梁抗震實(shí)際上還不能完全依靠定量的計(jì)算。根據(jù)以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，采用構(gòu)造設(shè)施可以有效地減輕橋梁的震害。如主梁與主梁或主梁與蓋梁之間適當(dāng)?shù)倪B接措施可以防止落梁。而本設(shè)計(jì)的橋址位于濮陽，查閱相關(guān)資料可知抗震設(shè)防烈度為8度，因此根據(jù)《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/TB02-01—2008）的有關(guān)規(guī)定，使用橫向和縱向限位裝置可以實(shí)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力反應(yīng)和位移反應(yīng)之間的協(xié)調(diào)，從而保證在中小地震作用下不因位移過大導(dǎo)致伸縮縫等連接部件發(fā)生損壞，達(dá)到抗震的預(yù)期目標(biāo)。第五章主梁的裂縫寬度及撓度驗(yàn)算5.1持久狀況正常使用極限狀態(tài)下裂縫寬度驗(yàn)算公路橋涵鋼筋混凝土構(gòu)件在正常使用狀態(tài)下的裂縫寬度計(jì)算，應(yīng)按左右（荷載）短期效應(yīng)組合并考慮長期效應(yīng)影響進(jìn)行驗(yàn)算。Ⅰ類和Ⅱ類環(huán)境：0.20mmⅢ類和Ⅳ類環(huán)境：0.15mm最大裂縫寬度按下式計(jì)算：(5-1) (5-2)式中－鋼筋表面形狀系數(shù)，取＝1.0－作用長期效應(yīng)影響系數(shù)，長期荷載作用時(shí)，，(5-3)和分別為按作用長期效應(yīng)組合和短期效應(yīng)組合計(jì)算的內(nèi)力－與構(gòu)件受力性質(zhì)有關(guān)的系數(shù)，取=1.0ｄ－縱向受拉鋼筋直徑，當(dāng)采用不同直徑的鋼筋時(shí)，改用換算直徑，換算公式為,當(dāng)為焊接鋼筋骨架是，鋼筋的換算直徑需乘以系數(shù)1.3(5-4)－縱向受拉鋼筋配筋率－鋼筋的彈性模量，對(duì)HRB335鋼筋，－構(gòu)件受拉翼緣寬度－構(gòu)件受拉翼緣厚度－受拉鋼筋在使用荷載作用下的應(yīng)力，按下式計(jì)算(5-5)－按作用短期效應(yīng)組合計(jì)算的彎矩值－受拉區(qū)縱向受拉鋼筋截面面積取1號(hào)梁的跨中彎矩效應(yīng)進(jìn)行組合短期效應(yīng)組合式中－汽車荷載效應(yīng)（不含沖擊）的標(biāo)準(zhǔn)值－人群荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值長期效應(yīng)組合受拉鋼筋在短期效應(yīng)組合作用下的應(yīng)力為把以上數(shù)據(jù)代入的計(jì)算公式為裂縫寬度滿足要求，同時(shí)在梁腹高的兩側(cè)應(yīng)放置直徑為6～8mm的防裂鋼筋，以防產(chǎn)生裂縫。若用，則，可得，介于0.001～0.002之間，滿足要求。5.2持久狀況正常使用極限狀態(tài)下的撓度驗(yàn)算設(shè)計(jì)一座鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋，除了要對(duì)主梁進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算或應(yīng)力驗(yàn)算，以確定結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度安全儲(chǔ)備外，還要計(jì)算梁的變形(通常指豎向撓度），以確保結(jié)構(gòu)具有足夠的剛度。因?yàn)闃蛄喝绨l(fā)生過度的變形，不但會(huì)導(dǎo)致高速行車?yán)щy，加大車輛的沖擊作用，引起橋梁的劇烈振動(dòng)和使行人不適，而且可能使橋面鋪裝層和結(jié)構(gòu)的輔助設(shè)備遭致破壞，嚴(yán)重者甚至危及橋梁的安全?！豆窐蛞?guī)》規(guī)定，對(duì)于鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋，以汽車荷載（不計(jì)沖擊力）計(jì)算上部結(jié)構(gòu)跨中最大豎向撓度，不應(yīng)超過L/600，L為計(jì)算跨徑。對(duì)于一般小跨徑的鋼筋混凝土梁橋，當(dāng)橫載和靜活載所計(jì)算的撓度不超過1./1600時(shí)，可以不設(shè)預(yù)拱度。鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，在正常使用極限狀態(tài)下的撓度，可按給定的剛度用結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法計(jì)算，其抗彎剛度B，根據(jù)下式進(jìn)行計(jì)算(5-6)(5-7)(5-8)式中－全截面抗彎剛度，(5-9)－開裂截面抗彎剛度，(5-10)－開裂彎矩－構(gòu)件受拉區(qū)混凝土塑性影響系數(shù)－全截面換算截面慣性矩－開裂截面換算截面慣性矩－混凝土軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，對(duì)C50混凝土，－全截面換算截面重心軸以上（或以下）部分對(duì)重心軸的面積矩－換算截面抗裂邊緣的彈性抵抗矩全截面換算截面對(duì)重心軸的慣性矩可近似用毛截面的慣性矩代替全截面換算截面面積式中n－鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量之比計(jì)算全截面換算截面受壓區(qū)高度計(jì)算全截面換算截面重心軸以上部分對(duì)重心軸的面積矩設(shè)開裂截面換算截面中性軸距頂面的距離為（cm），由中性軸以上和以下?lián)Q算截面面積矩相等的原則，按下式求解（假設(shè)中性軸位于腹板內(nèi)）代入相關(guān)參數(shù)值整理得解得故假設(shè)正確?？捎?jì)算開裂截面換算截面慣性矩為代入數(shù)據(jù)則據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，結(jié)構(gòu)跨中由自重產(chǎn)生的彎矩為公路－Ⅱ級(jí)可變荷載，，跨中橫向分布系數(shù)，人群荷載，跨中橫向分布系數(shù)永久作用可變作用（汽車）可變作用（人群）式中－作用短期效應(yīng)組合頻遇值系數(shù),對(duì)汽車,對(duì)人群當(dāng)采用C40～C50混凝土?xí)r,撓度長期增長系數(shù),本設(shè)計(jì)為C50混凝土,則通過內(nèi)插得,施工中可通過設(shè)置預(yù)拱度來消除永久作用撓度,則在消除結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的長期撓度后主梁的最大撓度處不應(yīng)超過計(jì)算跨徑的1/600。撓度值滿足要求。判別是否要設(shè)置預(yù)拱度則故應(yīng)設(shè)置預(yù)拱度，跨中預(yù)拱度為支點(diǎn)，預(yù)拱度按順橋向做成平順的曲線。第六章橫隔梁配筋計(jì)算6.1確定作用在跨中橫隔梁上的可變作用具有多根內(nèi)橫梁的橋梁，跨中處的橫梁受力最大，通常只計(jì)算跨中橫梁的作用效應(yīng)，其余橫梁可根據(jù)跨中橫梁偏安全地選用相同的截面尺寸和配筋。橋梁結(jié)構(gòu)的局部加載計(jì)算應(yīng)采用車輛荷載，下圖為跨中橫梁縱向最不利荷載布置。圖6.1跨中橫梁的最不利受載圖示（尺寸單位：cm）縱向一行車輪和人群荷載對(duì)跨中橫梁的計(jì)算荷載為：汽車：跨中橫梁受力影響線的面積：人群荷載：6.2跨中橫梁的作用效應(yīng)影響線計(jì)算圖6.2跨中橫梁作用效應(yīng)影響線圖示（尺寸單位：cm）6.2.1彎矩影響線計(jì)算公式：如圖所示，在橋梁跨中當(dāng)單位荷載P=1作用在j號(hào)梁軸上時(shí)，i號(hào)梁軸所收的作用為豎向力（考慮主梁抗扭），于是，由平衡條件就可以寫出A截面的彎矩計(jì)算公式。當(dāng)P=1作用在截面1-1左側(cè)時(shí)(6-1)即(6-2)式中－ｉ號(hào)梁軸到A-A截面的距離－單位荷載P=1作用位置到A-A的距離當(dāng)P=1作用在截面A-A的右側(cè)時(shí)，同理可得(6-3)計(jì)算彎矩影響線值：在前面已經(jīng)計(jì)算出橫向影響系數(shù)豎坐標(biāo)值，得到：。對(duì)于A-A截面彎矩影響線可計(jì)算如下當(dāng)P=1作用在1號(hào)梁軸上時(shí)當(dāng)P=1作用在4號(hào)梁軸上時(shí)當(dāng)P=1作用在5號(hào)梁軸上時(shí)根據(jù)上面計(jì)算的三點(diǎn)坐標(biāo)及A-A截面的位置，可以做出的影響線。同理，影響線計(jì)算如下根據(jù)上面計(jì)算的三點(diǎn)坐標(biāo)及B-B截面的位置，可以做出的影響線。6.2.2剪力影響線1號(hào)梁右截面的剪力影響線計(jì)算當(dāng)P=1作用在計(jì)算截面以右時(shí)：（即1號(hào)梁的荷載橫向影響系數(shù)）(6-4)當(dāng)P=1作用在計(jì)算截面以左時(shí)：(6-5)2號(hào)梁右截面的剪力影響線計(jì)算當(dāng)P=1作用在計(jì)算截面以右時(shí)：如P=1作用在4號(hào)梁軸上時(shí)如P=1作用在5號(hào)梁軸上時(shí)：當(dāng)P=1作用在計(jì)算截面以左時(shí)如P=1作用在1號(hào)梁軸上6.3截面作用效應(yīng)計(jì)算截面作用效應(yīng)的計(jì)算公式為(6-6)式中－橫梁沖擊系數(shù)，取為0.3，則－車道折減系數(shù)，兩車道為1.0，三車道為0.78－汽車對(duì)于跨中橫梁的計(jì)算荷載－人群對(duì)于跨中橫梁的計(jì)算荷載－與計(jì)算荷載相對(duì)應(yīng)的橫梁作用效應(yīng)影響線的豎向坐標(biāo)值－與人群荷載相應(yīng)的影響線面積可變作用汽車和人群在相應(yīng)影響線上的最不利位置加載見圖，橫梁內(nèi)力計(jì)算結(jié)果見下表