桥梁工程毕业设计计算书.doc

攀枝花学院本科毕业设计（论文） 昆玉公路羊街大桥设计 学生姓名： 陈 双 全 学生学号： 201010701020 院 （系）： 土木与建筑工程学院 年级专业： 2010 级道桥一班 指导教师： 党琛 讲师 助理指导教师： 二一四年五月 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 摘要 i 摘摘 要要 预应力混凝土梁式桥在我国桥梁建筑上占我重要的地位，在目前，对于中小跨径 的永久性桥梁，无论是公路桥梁或者城市桥梁，都在尽量采用预应力混凝土梁式桥， 因为这种桥梁具有就地取材，工业化施工，耐久性好，适应性强， 。整体性好以及美观 等多种优点。 本设计采用装配式简支 t 梁结构，其上部结构由主梁、横隔梁、行车道板，桥面部分 和支座等组成，显然主梁是桥梁的主要承重构件。其主梁通过横梁和行车道板连接成 为整体，使车辆荷载在各主梁之间有良好的横向分布。桥面部分包括桥面铺装、伸缩 装置和栏杆等组成，这些构造虽然不是桥梁的主要承重构件，但它们的设计与施工直 接关系到桥梁整体的功能与安全，这里在本设计中也给予了详细的说明。 本设计主要受跨中正弯矩的控制，当跨径增大时，跨中由恒载和活载产生的弯矩 将急剧增加，是材料的强度大部分为结构重力所消耗，因而限制的起跨越能力，本设 计采用 35m 标准跨径，合理地解决了这一问题。在设计中通过主梁内力计算、应力钢 筋的布置、主梁截面强度与应力验算、行车道板及支座、墩台等等设计，完美地构造 了一座装配式预应力混凝土简支 t 梁桥，所验算完全符合要求，所用方法均与新规范 相对应。本设计重点突出了预应力在桥梁中的应用，这也正体现了我国桥梁的发展趋 势。 关键词：关键词：预应力，简支 t 梁，后张法，应力验算 攀枝花学院毕业设计（论文） abstract ii abstract prestressed concrete beam bridge of my important position in the bridge construction in china, at present, for small and medium span of permanent bridge, highway bridges and city bridges, are using prestressed concrete beam bridge as far as possible, because this kind of bridges with local materials, industrial construction, good durability, strong adaptability,. integral sex is good and beautiful, and other advantages. this design adopts the fabricated simply supported t beam structure, the upper structure consists of main girder, transverse beam, driving, but the deck part and bearing etc, apparently girder bridge is the main bearing component. its main girder by beams and driving but connected into one whole, make the vehicle load between the beams have good lateral distribution. bridge deck consists of bridge deck pavement, telescopic device and railings, etc, the main bearing component not bridge structure, but their design and construction of the bridge is directly related to the overall function and safety, here in this design also gives detailed instructions. this design is mainly controlled by cross is bending moment, when the span increases, the span of the bending moment produced by constant load and live load will increase sharply, most is the strength of the material is consumed by gravity structure, thus limiting the spanning capacity, this design uses standard 35 m span, properly solve the problem. by girder internal force calculation in the design, the layout of the stress of reinforced, girder cross section strength and stress calculation, driving but and pedestal, pier and so on design, perfectly constructed a prefabricated prestressed concrete simply supported t beam bridge, the completely meets the requirements of calculating methods are corresponding with the new specification. the design 攀枝花学院本科毕业设计（论文） abstract iii highlights the application of prestress in bridge, this is also reflected the development trend of the bridges in our country. key words: after prestressed simply supported t beam, a method, the stress calculation 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 目 录 目录目录 摘摘 要要.i i abstractabstract.iiii 1 1 设计方案比选设计方案比选.1 1.1 设计资料 1 1.2 方案编制 1 1.3 方案比选 2 2 2 上部结构计算上部结构计算.2 2.1 设计资料及构造布置.2 2.1.1 设计资料 2 2.2 主梁作用效应计算.8 2.3 预应力钢束的估算和确定.21 2.4 主梁截面几何特性计算.26 2.5 钢束预应力损失估算.31 2.6 主梁截面承载力与应力验算.39 2.7 主梁变形验算.49 2.8 主梁端部的局部承压验算.50 2.9 横隔梁计算.53 2.10 行车道板计算.60 2.11 板式橡胶支座的设计计算.65 3 3 下部结构计算下部结构计算.69 3.1 设计资料.69 3.2 盖梁计算.70 3.3 墩柱计算.83 3.4 钻孔桩计算.88 3.5 桥台计算.96 4 4 施工组织设计施工组织设计.109 4.1 编制说明及编制依据.109 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 目录 4.2 工程概况.109 4.3 施工总平面布置及说明.110 4.4 施工总进度计划及工期保证措施.113 4.5 施工方案及施工组织.115 4.6 资源需要量计划.128 结论结论.129 参考文献参考文献.130 致谢致谢.131 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 1 设计方案比 选 1 1 设计方案比选 1.1 设计资料 横河桥：桥面净宽 9 米，桥梁全宽 12 米，桥下不通航；双向 2 车道，设计时速 60km/h,设计荷载为公路二级； 1.2 方案编制 初步确定 预应力混凝土简支 t 梁桥、等截面预应力混凝土连续梁桥、预应力混凝土简 支梁桥 三种桥梁形式。 1.2.1 预应力混凝土简支 t 梁桥 图 1.1 预应力混凝土简支 t 形梁桥（尺寸单位：cm） 孔径布置：等跨分布，每跨 30m，桥长 210 米，桥宽 12m。桥面设有 2%的横坡，设有 2%的 纵坡，每跨之间留有 4cm 的伸缩缝。 结构构造：全桥采用等跨等截面预应力 t 形梁，主梁间距 2.4m。预制 t 梁宽 2m，现浇 湿接缝 0.4m。 下部构造：桥墩均采用双柱式桥墩，基础为钻孔灌注桩基础，桥台采用扩基 u 形桥台。 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 1 设计方案比 选 2 施工方法：主梁采用预制装配式施工方法。 1.2.2 等截面预应力混凝土连续梁桥 图 1.2 等截面预应力混凝土连续梁桥（尺寸单位：cm） 孔径布置：采用不等跨分布，共 3 跨，孔跨布置：155m + 100m + 155m，桥长 315 米，桥宽 12m。桥面设有 2%的横坡，设有 2%的纵坡。 结构构造：全桥采用等截面预应力箱梁，单箱单室结构，梁高 2m. 下部构造：桥墩均采用双柱式桥墩，基础为钻孔灌注桩基础，桥台采用扩基 u 形桥台。 施工方法：顶推法施工。 1.2.3 预应力混凝土简支梁桥 图 1.3 预应力混凝土连续梁桥（尺寸单位：cm） 孔跨布置：全桥采用 30m 等跨布置,桥长 210m，桥面宽 12m，桥面设有 2%的横坡，设 有 2%纵坡，跨间留有 4cm 的伸缩缝。 主梁结构：主梁为等截面板式梁，预制板高度 2m，中板宽度为 2.4m。 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 1 设计方案比 选 3 下部结构：桥墩均采用双柱式桥墩，基础为钻孔灌注桩基础，桥台采用扩基 u 形桥台。 施工方案：吊装施工法 1.3 方案比选 表 1.1 方案比选表 方案的最终确定：由上表可知，根据当地地形、地质的具体情况，结合桥梁设计原则， 选择第一方案经济上比第二方案好；另外第一方案工期较短，施工难度较小；在使用 性与适用性方面均较好。所以选择第一方案作为最优方案。 比较项目第一方案第二方案第三方案 主跨桥形 预应力混凝土简支 t 形梁桥 等截面预应力混凝 土连续梁桥 预应力混凝土简支梁桥 受力性能 结构简单，受力明 确 横向分布系数小， 截面具有良好的抗 弯、抗扭性。 结构复杂，能较好符合梁的 内力分布规律 经济性 等截面形式，可大 量节省模板，加快 施工进度，简易经 济，地质情况适宜。 梁、柱的材料用量 和费用增加；施工 成本增加，造价增 加。 能最大程度减小梁的材料用 量，但柱和桩基的材料用量 巨大，对机械、人力资源的 消耗大。 施工方面 桥梁的上、下部可 平行施工，使工期 大大缩短；无需在 高空进行构件制作， 质量以控制，可在 一处成批生产，从 而降低成本。 技术要求较高，施 工机具也较多，施 工工期较长，由于 在高空作业，施工 危险度高 采用两种不同类型梁，模版 和梁的制作流程复杂，且桩、 柱结构多，对地形条件依赖 性强。 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 1 设计方案比 选 4 2 上部结构计算 2.1 设计资料及构造布置 2.1.1 设计资料 1桥梁跨径及桥宽 标准跨径：30m(墩中心距离)；主梁全长：29.96m；计算跨径：29.00m； 桥面净空：净。 12m1.5m29m 2设计荷载 公路级(；) 7.875kn/m10.50.75 k q207kn2760.75 k p 人群荷载 3.0kn/m2，栏杆及人行道板的每延米重取 6.0kn/m。 3材料及工艺 混凝土主梁用 c50，栏杆及桥面铺装用 c30。 预应力钢筋采用公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(jtg d62-2004)的 s15.2 钢绞线，每束 7 根，全梁配 5 束，fpk=1860mpa。 普通钢筋直径大于和等于 12mm 的采用 hrb335 钢筋；直径小于 12mm 的均用 hpb300 钢 筋。按后张法施工工艺制作主梁，采用内径 70mm、外径 77mm 的预埋波纹管和夹片锚具。 4设计依据 (1)交通部颁公路工程技术标准(jtg b01-2003)，简称标准 ； (2)交通部颁公路桥涵设计通用规范(jtg d60-2004)，简称桥规 ； (3)交通部颁公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(jtg d62-2004)， 简称公预规 ； 5基本设计数据(见表 2.1) 2.1.2 横断面布置 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 2 上部结构计 算 2 1主梁间距与主梁片数 主梁间距通常应随梁高与跨径的增大而加宽为经济，同时加宽翼板对提高主梁截面效 率指标 很有效，故在许可条件下应适当加宽 t 梁翼板，本设计主梁翼板宽度为 2400mm，由于宽度较大，为保证桥梁的整体受力性能，桥面板采用现浇混凝土刚性接 头，因此主梁的工作截面有两种：预施应力、运输、吊装阶段的小截面(bi=2000mm)和 运营阶段的大截面(bi=2400mm)，净9m+21.5m 的桥宽选用五片主梁，如图所示。 150090001500 20020002000400200040020004002000200 1/2跨中截面 5cm沥青混凝土8cm混凝土 1/2支点截面 现浇部分 400 图 2.1 主梁一般构造图(尺寸单位：mm) 图 2.2 横隔梁立面图(尺寸单位：cm) 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 2 上部结构计 算 3 图 2.3 剖面图(尺寸单位：mm) 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 2 上部结构计 算 4 表 2.1 基本设计数据 名称项目符号单位数据 立方强度fcu，kmpa50 弹性模量ecmpa 3.4510 4 轴心抗压标准强度fckmpa32.4 轴心抗拉标准强度ftkmpa2.65 轴心抗压设计强度fcdmpa22.4 轴心抗拉设计强度ftdmpa1.83 容许压应力0.7fckmpa20.72短暂 状态容许拉应力0.7ftkmpa1.757 容许压应力0.5fckmpa16.2标准荷载组合： 容许主压应力0.6fckmpa19.44 容许拉应力 st - 0.85pc mpa0 混凝 土 持久 状态 短期效应组合： 容许主拉应力0.6ftkmpa1.59 标准强度fpkmpa1860 弹性模量epmpa 1.9510 5 抗拉设计强度fpdmpa1260 最大控制应力 con0.75fpkmpa1395 s15. 2 钢 绞线 持久状态应力(标准荷载组合)0.65fpkmpa1209 钢筋混凝土1kn/m325 沥青混凝土2kn/m323 材料 重度 钢绞线3kn/m378.5 钢束于混凝土的弹性模量比ep无量纲5.65 2主梁跨中截面主要尺寸拟定 (1)主梁高度 预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在 1/151/25，标准设计中高跨 比约在 1/181/19，当建筑高度不受限制时，增大梁高往往是较经济的方案，因为增 大梁高可以节省预应力钢束用量，同时梁高加大一般只是腹板加高，而混凝土用量增 加不多，综上所述，本设计取用 2000 mm 的主梁高度比较合适的。 (2)主梁截面细部尺寸 t 梁翼板的厚度主要取决于桥面板受车轮局部荷载的要求，还应考虑是否满足主梁受弯 时上翼板受压的强度要求，本设计 t 梁的翼板厚度取用 180mm，翼板根部加厚到 300mm 以抵抗翼缘板根部较大的弯矩。 在预应力混凝土梁中腹板内主拉应力较小，腹板厚度一般有布置预制孔管的构造决定， 同时从腹板本身的稳定性条件出发，腹板厚度不宜小于其高度的 1/15.本设计腹板厚度 取 200mm。 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 2 上部结构计 算 5 马蹄尺寸基本有布置预应力钢束的需要确定的，设计实践表明，马蹄面积占截面总 面积的 10%20%为合适，根据公预规9.4.9 条对钢束净距的要求，初拟马蹄宽度 为 400mm，高度为 250mm，马蹄与腹板交接处作三角过渡，高度为 150mm。按照以上拟 定的外形尺寸，就可绘出预制梁的跨中截面(见图 2.4) 图 2.4 跨中截面尺寸图(尺寸单位：mm) 计算截面几何特征：将主梁跨中截面划分成五个规则图形的小单元，截面几何特性列 表计算见表 2.2 2.1.3 横截面沿跨长的变化 如图 2.1 所示，本设计主梁采用等高形式，横截面的 t 梁翼板厚度沿跨长不变，梁端 部区段由于锚头集中力的作用而引起较大的局部应力，也为布置锚具的需要，在距梁 端 1480mm 范围内将腹板加厚到与马蹄同寛，马蹄部分为配合钢束弯起而从四分点附 近(第一道横隔梁处)开始向支点逐渐抬高，在马蹄抬高的同时腹板宽度亦开始变化。 2.1.4 横隔梁的设置 模型试验结果表明，在荷载作用处的主梁弯矩横向分布，当该处有横隔梁时比较均匀， 否则直接在荷载作用下的主梁弯矩很大，为减小对主梁设计起主要控制作用的跨中弯 矩，在跨中设置一道中横隔梁；当跨度较大时，应设置较多的横隔梁，本设计在桥跨 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 2 上部结构计 算 6 中点、四分点和支点处设置五道横隔梁，其间距为 7.25m，由于主梁全长为 29.96m， 故设置端横隔梁，厚度为上部 250mm，下部为 230mm，高度为 1820mm。中横隔梁高 度为 1750mm，厚度上部为 170mm，下部为 150mm。 表 2.2 跨中截面几何特性计算表 分块 面积 ai, cm2 分块 面积 形至 上缘 距离 yi,cm 分块面积对 上缘静距 si=aiyi,cm3 分块面积的 自身惯距 ii,cm4 di=ys- yi ,cm 分块面积对 截面形心的 惯距 ix=aidi 2,cm4 i=ii+ix ,cm4 分 块 名 称 (1)(2)(3)=(1)(2)(4)(5)(6)=(1)(5)2(7)=(4)+(6) 大毛截面 翼 板 432093888011664050.721111327911229919 三 角 承 托 10802223760864037.7215366221545262 腹 板 314096.53030106449821.667-36.78424769310697515 下 三 角 150170255001875-110.2818242521826127 马 蹄 1000187.518750052083.333-127.781632772816379811 96904855786506629060-186.435049574i=41678634 小毛截面 翼 板 36009324009720054.791080699910904199 三 角 承 托 10802223760864041.7918861161894756 腹 板 314096.53030106449821.667-32.7133596249809446 下 三 角 150170255001875-106.2116920851693960 马 蹄 1000187.518750052083.333-123.711530416415356247 89704855721706609620-166.0533048988i=39658608 大毛截面形心至上缘距离： 140.28cm,59.72cm9690578650 biis yasy 小毛截面形心至上缘距离： 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 2 上部结构计 算 7 cm21.361,59.72cm9708721705 biis yasy 上核心距： 41678634 30.66 9690 (20059.72) s x i k a y 下核心距： x k72.02 s i a y 截面效率指标： kk30.6672.02 0.510.5 200 sx h 表明以上初拟的主梁跨中截面是合理的。 2.2 主梁作用效应计算 根据上述梁跨结构纵，横截面的布置，并通过可变作用下的梁桥荷载横向分布计算， 可分别求得各主梁控制截面(一般取跨中、四分点、变化点和支点截面)的永久作用和最 大可变作用效应，然后再进行主梁作用效应组合，本设计以边梁作用效应计算为例。 2.2.1 永久作用效应计算 1永久作用集度 (1)预制梁自重 跨中截面段主梁的自重(四分点截面至跨中截面，长 7.25m)： 1 0.8970 25 7.25162.58 kng （） 马蹄抬高与腹板宽度段梁的自重(长 6.25m)： (2) 6.25 (1.1733330.8970) 25161.74 kn 2 g 支点段梁的自重(长 1.48m)： 3 1 173333 25 1 4843.41kng （） 边主梁的横隔梁： 中横隔梁体积： 3 0.16 (1.57 0.90.5 0.9 0.120.5 0.175 0.15)0.21624 m 端横隔梁体积： 3 0.241.82 0.8-0.5 0.8 0.32/30.3392 m（） 故边半跨内横梁重力为： 4 0.15 0.21624 1 0.33922516.59 kng （） （） 2 号、3 号梁半跨内横梁重力为： 4 0.216242 0.33922533.18 kng （） （3） 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 2 上部结构计 算 8 边预制梁永久作用集度 161.7443.41 16.5925.66 kng （162. 58）/ 14. 59 2 号、3 号预制梁永久作用集度 161.7443.41 33.1826.76 kng （162. 58）/ 14. 98 (2)二期永久作用 现浇 t 梁翼板集度 0.18 0.4 251.8 kn/mg （2） 边梁现浇部分横隔梁 一片中横隔梁(现浇部分)体积： 3 0.16 0.2 1.570.05024 mv 一片端横隔梁(现浇部分)体积： 3 0.24 0.2 1.820.08736 mv 故边梁在整跨内横梁重力集度为： 0.050242 0.0873625/ 29.960.27 kn/mg （3）（3 ） 2 号、3 号梁在整跨内横梁横梁重力为： 0.050244 0.0873625/ 29.960.54 kn/mg （3）（6 ） 铺装 8cm 混凝土铺装： 0.08 9 2518 kn/m 5cm 沥青铺装： 0.05 9 2310.35 kn/m 若将桥面铺装均摊给五片主梁，则： g10.35 /55.67 kn/m （4）（18 ） 栏杆及人行道板每延米重取为 6.0kn/m 若将两侧栏杆及人行道板均摊给五片主梁，则： 5 g6 2/52.4 kn/m 边梁二期永久作用集度： g1.80.275.672.410.14 kn/m 2 号、3 号梁二期永久作用集度：g1.80.545.672.410.41 kn/m 2永久作用效应 如图 2-5 所示，设 x 为计算截面离左支座的距离，并设=x/l v m l=29.0m m影响线 v影响线 + - 1- (1-)l (1-)lx=al 图 2.5 永久作用效应计算图 主梁弯矩和剪力的计算公式分别为： 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 2 上部结构计 算 9 , glms 2 )1 ( 2 1 lg)21 ( 2 1 q 永久作用效应见表 2.3： 表 2.3 各梁永久作用效应 1 号梁永久作用效应 跨中截面 =0.5 四分点(变化点)截面 =0.25 支点截面 =0 弯矩,knm2697.512023.130.00 一期 剪力,kn0.00186.04372.07 弯矩,knm1065.97799.480.00 二期 剪力,kn0.0073.52147.03 弯矩,knm3763.482822.610.00 剪力,kn0.00259.56519.10 2，3 号梁永久作用效应 跨中截面 =0.5 四分点(变化点)截面 =0.25 支点截面 =0 弯矩,knm2813.152109.860.00 一期 剪力,kn0.00194.01388.02 弯矩,knm1094.35820.760.00 二期 剪力,kn0.0075.47150.95 弯矩,knm3907.502930.620.00 剪力 kn0.00269.48538.97 2.2.2 可变作用效应计算(修正刚性横梁法) 1冲击系数和车道折减系数 按桥规4.3.2 条规定，结构的冲击系数与结构的基频有关，因此要先计算结构的基 频。 简支梁桥的基频可采用右列公式估算： 4.50hz 2469.42 4168 . 0 103.45 292 14 . 3 2 4 22 c c m ei l f 其中： kg/m42.2469 81. 9 10250.9690 3 g g mc 根据本桥的基频，可计算出汽车荷载的冲击系数为： 0.17670.01570.25inf 按桥规4.3.1 条，当车道大于两车道时，需进行车道折减，三车道折减 22，四车 道折减 33%，但折减后不得小于用两行车队布载的计算结果。 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 2 上部结构计 算 10 2计算主梁的荷载横向分布系数 (1)跨中的荷载横向分布系数 c m 如前所述，本设计桥跨内设五道横隔梁，具有可靠的横向联系，且承重结构的长宽比： 29 2.422 5 2.4 l b 所以可以按修正的刚性横梁法来绘制横向影响线和计算横向分布系数 c m 计算主梁抗扭惯距： t i 对于 t 形梁截面，抗扭惯距可以近似按下式计算： 3 1 ii n i it tbci 式中：bi、ti 为单个矩形截面的宽度和高度；ci 为矩形截面抗扭刚度系数； n 为梁截面划分成单个矩形截面的个数； 对于跨中截面，翼缘板的换算平均厚度： 1 240 1180.5 12 180 t22.5 cm 240 马蹄部分的换算平均厚度： 3 2540 32 5 cm 2 t. 图 2-6 示出了的计算图示，的计算见表 2.4 t i t i 图 2.6 计算图式(尺寸单位：mm) t i 表 2.4 计算表 t i 分块名称bititi/bici)m10( 433 iiiti tbci 翼板240.0022.500.0940.33339.11250 腹板145.0020.000.1380.30403.52640 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 2 上部结构计 算 11 马蹄40.0032.500.8130.16642.28488 =14.92378 计算抗扭修正系数 ： 对于本设计主梁的间距相同，并将主梁近似看成等截面，则得： n i ii n i ti ia i e gl 1 2 1 2 12 1 1 取 g=0.4e，l=29m， 4 0.0746189m514923780 . 0 ti i a1=4.8m，a2=2.4m，a3=0， a4=-2.4m，a5=-4.8m 得 =0.92 4 m0.41678634 i 0.416786342)2.42(4.8 222 iii a 按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值，可按下式计算： 式中：n=5， ，计算所得的 列于表 n i i i ij a ea n 1 2 1 2 5 1 22 m 6 . 57)4 . 28 . 4(2 i i a ij 2-5 内 表 2.5 值的计算表 ij 梁号i1i2i3i4i5 10.5680.3840.20.016-0.168 20.3840.2920.20.1080.016 30.20.20.20.20.2 计算荷载横向分布系数 mc 各号梁的横向影响线和最不利荷载图式如图 2.7 所示 1 号梁的横向分布系数：可变作用(公路-)： cq1 1 (0.5070.3690.2690.131)0.638 2 m 可变作用(人群)： cr1 0.603m 2 号梁的横向分布系数：可变作用(公路-)： 2 1 (0.3530.2840.2350.166)0.519 2 cq m 可变作用(人群)： cr2 0.401m 3 号梁的横向分布系数：可变作用(公路-)： cq3 1 0.78 (0.20.20.20.20.20.2)0.468 2 m 可变作用(人群)： cr3 0.400m (2)支点截面的荷载横向分布系数 mo 如图 2.8 所示，按杠杆原理法绘制荷载横向分布系数影响线并进行布载，梁可变作用的 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 2 上部结构计 算 12 横向分布系数可计算如下： 1 号梁： 可变作用(汽车)：； oq1 1 0.6670.334 2 m 可变作用(人群)： 1 1.188 or m 2 号梁： 可变作用(汽车)：； 2 1 (0.3330.9170.375)0.813 2 oq m 可变作用(人群)： or2 0m 3 号梁： 可变作用(汽车)：； oq3 1 (0.083 1.0000.458)0.771 2 m 可变作用(人群)： or3 0m (3)横向分布系数汇总(见表 2.6) 表 2.6 各号梁可变作用横向分布系数 梁号可变作用类型mcm0 公路-级0.638 0.334 1 人群0.603 1.188 公路-级0.519 0.813 2 人群0.401 0.000 公路-级0.468 0.771 3 人群0.400 0.000 150090001500 0.568 0.384 0.200 0.016 -0.168 180013001800 0.603 0.507 0.369 0.269 0.131 汽车 人群 180013001800 人群 13001800 人群汽车 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 180013001800 人群 13001800 汽车 0.401 0.384 0.353 0.292 0.284 0.235 0.200 0.166 0.116 0.108 0.047 0.016 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 2 上部结构计 算 13 图 2.7 跨中横向分布系数 mc 的计算图式(尺寸单位：mm) 150090001500 1800 人群 180013001800 180013001800 汽车 汽车 汽车 1.188 1.000 0.667 0.083 1.000 0.458 0.333 1.000 0.917 0.375 图 2.8 支点横向分布系数 m0 计算图式(尺寸单位：mm) 3车道荷载的取值 根据桥规4.3.1 条，公路-级的均布荷载标准值 qk 和集中荷载标准值 pk 为： 0.75 10.57.875 kn k p 计算弯矩时： 360 180 0.75 (295) 180207kn 505 k p 计算剪力时： 1.2 207.0248.4kn k p 4计算可变作用效应 在可变作用效应计算中，本设计对于横向分布系数的取值作如下考虑：支点处横向分 布系数 m0 ，从支点至第一根横梁系段，横向分布系数从 m0 直线过渡到 mc；其余梁 段均取 mc (1)求跨中截面的最大弯矩和最大剪力 计算跨中截面最大弯矩和最大剪力采用直接加载求可变作用效应，图 2.9 示出跨中截面 作用效应计算图示 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 2 上部结构计 算 14 l=29.0m p=207knq =7.875kn/m 0.638 0.334 0.638 0.334 0.603 1.188 1.188 0.603 l/4=7.25 3.6253.625 kk q =4.5kn/m 人 0.5 0.5 q =4.5kn/m 人 p=207kn k q =7.875kn/m k m影响线 v影响线 布载方式 布载方式 m人 m汽 - + 图 2.9 跨中截面作用效应计算图式 计算公式为：汽车荷载： )()1 ( kkkcqq qypms 人群荷载： rcrr qms 公路-级汽车可变作用效应(含冲击力)： 1 号梁: m1857.07kn 7.25)290.57.8757.25(2070.63810.25)(1 max m 121.82kn 0.5)0.5290.57.8750.5(248.40.63810.25)(1 max v 2 号梁: m1510.69kn 7.25)290.57.8757.25(2070.51910.25)(1 max m 99.09kn 0.5)0.5290.57.8750.5(248.40.51910.25)(1 max v 3 号梁: 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 2 上部结构计 算 15 mkn24.3621 7.25)290.57.8757.25(207468 . 0 10.25)(1 max m kn36 . 9 8 0.5)0.5290.57.8750.5(248.40.46810.25)(1 max v 人群可变作用效应： 1 号梁 : m285.26kn0.5297.254.50.603 max m 9.84kn0.50.5290.54.50.603 max v 2 号梁 : mkn70.8910.5297.254.50.401 max m kn54. 60.50.5290.54.50.401 max v 3 号梁 : mkn23.8910.5297.254.5400. 0 max m kn53 . 6 0.50.5290.54.50.400 max v (2)求 l/4(变化点)截面处的最大弯矩和最大剪力，如图 2.10 所示 公路-级汽车可变作用效应(含冲击力)： 1 号梁: mkn93.3921 )438 . 5 290.57.875438 . 5 (2070.63810.25)(1 max m kn80.991 0.5)43290.57.8750.75(248.40.63810.25)(1 max v 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 2 上部结构计 算 16 m影响线 v影响线 布载方式 布载方式 3l/16=5.438 0.25 0.75 - l=29.0m p=207knq =7.875kn/m kk q =4.5kn/m 人 p=207kn k q =7.875kn/m k q =4.5kn/m 人 + 0.638 0.334 0.638 0.334 0.603 1.188 1.188 0.603 m人 m汽 图 2.10 l/4(变化点)截面作用效应计算图式 3 号梁: mkn77.1021 )438 . 5 290.57.875438. 5(2070.46810.25)(1 max m kn56.146 0.5)43290.57.8750.75(248.40.46810.25)(1 max v 人群可变作用效应： 1 号梁 m6kn 9 . 1320.529438 . 5 4.50.603 max m kn13 . 2 20.543290.754.50.603 max v 2 号梁 mkn29.1420.529438 . 5 4.50.401 max m kn72.140.543290.754.50.401 max v 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 2 上部结构计 算 17 3 号梁 mkn93.1410.529438 . 5 4.50.400 max m kn68.140.543290.754.50.400 max v (3)求支点截面处的最大弯矩和最大剪力，如图 2.11 所示 v影响线 布载方式 1 q =4.5kn/m 人 p=207kn k q =7.875kn/m k l=29.0m 0.638 0.334 0.638 0.334 0.603 1.188 1.188 0.603 m人 m汽 图 2.11 支点截面作用效应计算图式 计算公式为： 汽车荷载： yqqypms kkkkcqq1 )1 ()()1 ( 人群荷载： yqqms rrcrr1 式中 yk=1， 为三角形面积，对于汽车荷载，而对于人群荷载 2 )( 0 1 amm cqq ；公路-级汽车可变作用效应(含冲击力)： 2 )( 0 1 amm crr l a y 3 1 _ 1 号梁 278.33kn 083 . 0 25. 7)638 . 0 334. 0(5 . 0916 . 0 25 . 7 )638 . 0 334 . 0 (5 . 0 875 . 7 10.25)(1) 1290.57.8751(248.40.63810.25)(1 max v 2 号梁 kn71.452 083 . 0 25. 7)519 . 0 813. 0(5 . 0916 . 0 25 . 7 )519 . 0 813 . 0 (5 . 0 875 . 7 10.25)(1) 1290.57.8751(248.40.51910.25)(1 max v 3 号梁 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 2 上部结构计 算 18 kn92.222 083. 025 . 7 )468 . 0 771 . 0 (5 . 0916 . 0 25 . 7 )468 . 0 771 . 0 (5 . 0 875 . 7 10.25)(1) 1290.57.8751(248.40.46810.25)(1 max v 人群可变作用效应： 1 号梁 48.88kn0.0837.250.603)-(1.188 0.50.9167.250.603)-(1.1880.54.50.52914.50.603 max v 2 号梁 kn63 . 9 10.0837.250.401)-(0 0.50.9167.250.401)-(00.54.50.52914.50.401 max v 3 号梁 kn58 . 9 10.0837.250.400)-(0 0.50.9167.250.400)-(00.54.50.52914.50.400 max v 2.2.3 主梁作用效应组合 本设计按桥规4.1.6-4.1.8 条规定，根据可能同时出现的作用效应选择了三种最不利 的效应组合；短期效应组合，长期效应组合和承载能力极限状态基本组合。 表 2.7 1 号梁作用效应组合 跨中截面 四分点截面 (变化点截面) 支点 截面 序 号 荷载类型 mmax knm qmax kn mmax knm qmax kn qmax kn 一期恒载标准值 g12697.510.002023.13186.04372.07 二期恒载标准值 g21065.970.00799.4873.52147.03 总永久作用=+3763.480.002822.61259.5