远通大桥引桥工程概况与桥梁方案.docx

中国矿业大学2012届本科生毕业设计 第86页1 工程概况与桥梁方案1.1 概述远通大桥引桥为远通大桥在过河之后的与路面衔接的连接构造，位于北京市区五环线上的作为穿越惠河的重要桥梁。远通桥是东五环跟京通快速路的交叉路口，过往的车辆比较多，右转进入往通州方向的京通快速路，往东走近3公里路出快速路在双桥掉头，可进入向西的快速路，有七个方向的换向路口，直接进出东五环和京通快速路而不需要交路费。为了五环上的人流量和车流量的出行交通安全和快捷、为周围人提供方便，所以在惠河上建立远通大桥，其分为主桥和引桥，主桥为80m+98m+80m跨径的连续变截面箱梁，采用悬臂法施工；远通桥引桥为345m连续t型梁，采用预制拼装。远通桥引桥上部结构采用预应力混凝土连续梁结构，边跨简支，采用45m的标准跨径，桥梁全宽11m，桥面铺装采用10cm厚沥青混凝土，共设四条伸缩缝，引桥实际长度为135m。本工程为二级公路上桥梁，通航能力3级净空标准为75m10m，设计车速为80 km/h，本工程仅包括桥梁工程，施工时注意与主桥工程衔接好。1.2 自然地理概况1.2.1 地形、地貌 远通大桥位于北京市区五环线上的作为穿越惠河的重要桥梁。远通桥是东五环跟京通快速路的交叉路口1.2.2 工程地质本地区在地质构造上正处于华北地区中部燕山沉降带的西部。在漫长的地质历史中，既经过大幅度的下降，接受巨厚的沉积；又产生过剧烈的造山运动。特别是中生代，以燕山运动为主的造山运动，构成了北京地区地质构造骨架和地貌的雏形。伴随着地壳运动的发展，褶皱变形和断裂发育广泛，岩浆活动也很频繁。地区的岩性条件比较复杂，各类岩石（土）均有出露，大体上可划分为松散堆积物和坚硬岩石（基岩）两大类。松散堆积物主要分布在山前平原区，其厚度从山前数米向东南逐渐加厚至数百米，主要为各类壤上、砂壤土、砂、卵砾石。坚硬岩石多出露在山区，主要有岩浆岩类（又称火成岩）、变质岩类、沉积岩类。地貌类型主要有中山、低山、丘陵、平原、山间盆地等。已探明储量矿产的有40余种，以煤、铁、石灰石等最为丰富，其次为大理石、硅石、花岗石及铜、锌、铅、金、银等有色金属。北京有大小河流200余条，主要有永定河、潮白河、北运河、拒马河、泃错河五大河流，多属海河水系，大多发源于西北山地或蒙古高原，向东南蜿蜒于平原之上，汇入海河后注入渤海。水资源较贫乏，主要来源于地表径流和地下水，总量约有42亿立方米。土壤一般呈垂直地带性分布，自高而下为山地草甸土山地棕壤山地褐土；平原土壤呈水平性分布，由山麓至平原依次为褐土碳酸盐褐土、潮土和沼泽化土；局部低洼地区有盐土，近郊分布有水稻土和菜园土。植物种类异常繁多，以菌、禾本、豆、蔷薇等科为优势种。原始森林植被为北温带落叶阔叶林，已破坏无存。1.2.3 水文地质 该桥位河段基本顺直，上下游有弯曲，纵坡较平顺 , 河床断面宽浅，有砂洲、汊流，滩、槽界限划分欠清晰。其左岸较陡，右岸较平缓，河床土质为砂卵石，建议按华北、东北地区8反和9反综合选用糙率系数，即河槽mc=47, 河滩mt=35。其年限接近百年一遇概率，水文计算：设计频率p=1%。地表水、地下水对混凝土均无腐蚀性1.2.4 气象特性 本工程地处亚热带区，雨量充沛，气温适宜，无霜期长，四季分明，受海洋季风影响显著，又属亚热带海洋性潮湿或湿润型气候。春季：气温回升快，昼夜温差大，干旱多风沙。春季随着太阳高度角的逐渐增大，白昼时间加长，地面所得热量超过支出，因而气温回升迅速，月平均温可升高96，3月平均温4.5，4月为13.1。白天气温高，而夜间辐射冷却较强，气温低，是昼夜温差最大的季节。一般气温日较差1214，最大日较差达16.8。此外，春季冷空气活动仍很频繁，由于急剧降温，出现“倒春寒”天气，易形成晚霜冻。并多大风，8级以上大风日数占全年总日数的40。当大风出现时常伴随浮尘、扬沙、沙暴天气。春季降水稀少，加重春旱，素有“十年九春旱”之说。夏季：酷暑炎热，降水集中，形成雨热同季。夏季除山区外，平原地区各月平均温都在24以上。最热月虽不是 6月份，但极端最高温多出现在 6月份，1961年 6月 10日极端最高温为43.5。进入盛夏7月，是全年最热月份，平均温接近26，高温持久稳定，昼夜温差小。夏季降水量占全年降水量的 70，并多以暴雨形式出现。本市最大的一日降水量曾达到479毫米（1972年7月27日）。因此，山区易出现山洪，平原造成洪涝，暴雨是北京夏季主要自然灾害之一。此外，山区热对流作用较强，形成局部地区雷阵雨，并伴有冰雹，给农业造成一定损失。秋季：天高气爽，冷暖适宜，光照充足。入秋后，北方冷空气开始入侵，降温迅速。因此，初霜冻的过早来临时有发生。冬季：寒冷漫长。冬季长达5个月，若以平均温0以下为严冬，则有3个月（122月）。隆冬1月份平原地区平均温为-4以下，山区低于-8，极端最低气温平原为-27.4。冬季降水量占全年降水量的2，常出现连续一个月以上无降水（雪）记录。冬季虽寒冷干燥，但阳光却多，每天平均日照在6小时以上，为开发利用太阳能创造了有利条件。1.2.5 地震资料根据历史记载和最近的地震记录，该地区经历过多次地震但分布不均一，有一定规律，该地区尚无大于7级的地震。本地区地震基本烈度为六度。1.3 设计依据（1）设计任务书；（2）新建桥纵断面图及河床断面图；（3）物探报告及钻孔报告；（4）公路桥涵设计通用规范（jtgd60-2004），后简称公桥规；（5）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（jtgd62-2004）。1.4 设计标准（1）桥面宽度为净-9+21.0；（2）车辆荷载标准：公路路；（3）设计抗震基本烈度为：六级；（4）设计洪水频率：百年一遇；（5）设计洪水位：10.59m；（6）通航要求：三级（净宽净高= 75m10m）。1.5 拟定方案1.5.1 构思宗旨（1）符合地区发展规划，满足交通功能需要。（2）桥梁构造形式简洁、美观，能反映新的科技成果。（3）要保证桥梁结构受力合理，技术成熟可靠，施工方便。（4）河床宽度不大，设计方案不宜采取斜拉桥、悬索桥方案。（5） 造价（材料费、人工费、机具设备费）、工期及养护维修。 （6）施工设备和施工能力也是必需考虑的一个方面。1.5.2 初拟方案根据国内外桥梁工程发展历史，常见的桥梁结构形式有如下几种，可根据实际工程需要从中选择某一种。桥梁的上部结构选为梁式桥，通常在垂直荷载作用下只产生垂直支座反力。梁式桥结构简单、施工方便、工期短、造价低，且容易维修，除特大跨桥梁外，是设计中优先考虑的结构体系，应用甚广。梁桥可分为简支梁桥、连续梁桥、悬臂梁桥和连续t形刚构桥。简支梁桥。梁式桥上部结构分跨简支于桥墩、桥台上的称为简支梁桥。简支梁桥是静定结构，垂直荷载作用下最大弯矩在跨中，支座处为零，一般适用于中小跨径，地基不均匀沉降对梁内力无影响，若一跨破坏，对临跨无影响，它可以预先分段预制，分跨架设，该类桥结构简单，制造、运输和架设均方便，多做成标准设计，以便于构件生产工艺工业化、施工机械化，提高质量，降低造价。连续梁桥。梁搁置在若干跨的桥墩支座上面连成一体，在中间支座上连续通过，是超静定结构。在垂直荷载作用下，梁身在跨中承受正弯矩，在中间支座处承受负弯矩。当跨度较大时，采用连续梁较省材料。连续梁桥整体性强，刚度较大，一跨损坏时，临跨可发挥作用，利用修复。悬臂梁桥。带有悬臂部分的简支梁桥，其特点是悬臂部分受力时产生负弯矩，并可减少简支部分正弯矩，有单悬臂梁桥和双悬臂梁桥，是静定结构，跨越能力比简支梁大，对基础沉降适应性强，世界上特大跨度的钢桁架几乎都采用悬臂梁，但悬臂梁上铰结构复杂，该处伸缩缝不利于高速行车。连续t形刚构桥。即墩与梁固结的连续梁桥，超静定结构，墩梁固结处既可承受垂直、水平力，又可以承受弯矩，但对地基沉降要求较高，宜采用挂篮悬臂法施工。根据梁桥的以上特点，初步拟定连续梁桥方案：预应力混凝土简支变连续t梁桥（1）主要技术指标及设计资料标准跨径：45米，计算跨径：44.60米,主梁预制长度:44.50米,桥面净空：净9+21米,设计荷载:公路二级;材料:t形主梁为c50;盖梁、墩柱、桥面铺装（防水）为c30混凝土；栏杆、人行道、基础为c25混凝土，设计依据：公路工程水文勘测设计规范（jtg c302002）公路桥涵设计通用规范（jtg d602004）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（jtg d622004）。（2）桥位布置本方案桥梁主跨由四个等跨径为45米的简支梁桥组成，桥梁总长135米；桥梁纵向布置见图1-1，桥宽为9+21， 由5片截面相同的t梁组成，t梁结构尺寸见图1.2；桥面不设置纵坡，横坡设计为找坡1.5，横坡由铺装层找坡。图1.1 桥位纵向布置图（单位：cm）图1.2 结构布置图（尺寸单位：cm）（3）比较项目a.工艺技术要求：本方案中结构按标准尺寸设计，预制简便。技术较为成熟，施工要求除张拉预应力钢筋较为专业外，其他施工要求较低。吊装要求不高，大部分施工单位都有能力完成，所需要的设备较少。由于主梁可以预制，故占用的施工场地也较小。b.使用效果：主桥桥面采用连续铺装桥面，整个桥面在两端的墩台处各设置一条伸缩缝，行车条件较好，不会出现明显跳车现象。后期养护也较为方便，为增加各梁间的连接，每跨设置5片横隔梁，整体性能一般。由于承德市地震动峰值加速度为0.05g，小于原7烈度，在盖梁边缘按构造设置抗震挡，对于本设计中桥梁的整体性能满足要求。c.美观度：本方案结构简单，外形较为普通，相比拱桥和箱梁桥，艺术感欠佳。不过线形简洁，坐落也算大方。（4）方案说明 本方案结构简单，且张拉预应力钢丝量少，施工程序简单，技术要求不高，造价合适；设计的跨度使得墩柱设置时未处于河道水位深处，避开了更大的阻水和紊流冲刷；桥面伸缩缝较少，行车条件较好，也便于后期的养护；等截面形式，可大量节省模板，加快建桥进度，简易经济；构造简单，线形简洁美观。不足之处有：方案桥梁整体性一般；桥梁抗扭性能不够好，需要较科学地设置横隔梁来增强结构整体性和抗扭刚度，预应力张拉后上拱偏大，影响桥面线形，带来桥面铺装加厚。该方案比较适合低等级野外公路桥的建设方案。2 设计基本资料2.1 桥梁线形布置 无平曲线；无竖曲线2.2 主要技术标准标准跨径：45m(墩中心距)；预制长度：45.0米；计算跨径：44.60米；桥面净宽：净9+21（人行道）；设计荷载：汽车荷载公路二级；2.3 主要材料及基本数据混凝土：主梁采用c50混凝土，桥面铺装c30；钢绞线：预应力钢束采用15.2钢丝束，截面下方抗正弯矩区每束12根，跨中支座处抵抗负弯矩区每束8根； 钢筋：直径小于12mm钢筋取用r235,直径大于等于12mm钢筋取用hrb335；人群荷载、每侧人行道栏杆的作用力、每侧人行道重分别是：3、1.52、3.28千牛每平方米。使用后张法的施工工艺制作桥梁主梁。预制时，预留孔道采用内径70mm，外径77mm的预埋金属波纹管成孔，钢绞线采用td双作用千斤顶两端同时张拉，锚具采用夹片式群锚。主梁安装就位后现浇600mm宽的湿接缝，最后施工混凝土桥面的铺装层。各材料特性基本数据见指标见表2.1。表2.1 材料特性指标表名称项目符号单位数据主梁混凝土立方体强度mpa50弹性模量mpa3.45104轴心抗压标准强度mpa32.4轴心抗拉标准强度mpa2.65轴心抗压设计强度mpa22.4轴心抗拉设计强度mpa1.83短暂状态压应力限值0.7mpa20.72拉应力限值1.15mpa2.887持久状态压应力限值压应力0.5mpa16.2主压应力0.6mpa19.44续表2.1拉应力限值短期 组合拉应力-0.80mpa0.00短期组合主拉应力0.4mpa1.06长期组合拉应力-mpa0.0015.2钢绞线标准强度mpa1860弹性模量mpa1.95105抗拉设计强度mpa1260最大控制应力0.75mpa1395持久状态应力：标准荷载组合0.65mpa1209材料容重钢筋混凝土kn/m325.0沥青混凝土kn/m323.0钢绞线kn/m378.5钢束与混凝土的弹性模量比5.65注：fck、ftk分别为钢束张拉时混凝土的抗压、抗拉强度标准值，本设计考虑混凝土强度达到设计强度的90%时开始张拉预应力钢束，因此fck=29.6mpa， ftk=2.51mpa。2.4 桥面铺装采用10cm沥青混凝土面层。2.5 施工工艺使用后张法的施工工艺制作桥梁主梁。预制时，预留孔道采用内径70mm，外径77mm的预埋金属波纹管成孔，钢绞线采用td双作用千斤顶两端同时张拉，锚具采用夹片式群锚。主梁安装就位后现浇td宽的湿接缝，最后施工混凝土桥面的铺装层。图2.1节段划分图（半跨）连续t梁采用桥梁博士dr.brige划分为142个节点，141个单元和三个施工节段。悬浇段施工节段划分每片梁翼缘板的30cm和两个跨中合拢段，中跨合拢段长度为四个单元每个单元划分长度为0.5米，即为47、48、94、95单元，其他单元均为预制而成。先简支后连续，在第一施工阶段把三跨没跨五片总共15片俩先简支到临时支座上，第二施工阶段为浇筑跨中两个现浇段把临时支座换成永久支座，最后施工阶段张拉截面上缘处负弯矩区的预应力钢筋，最后解除根部的临时固结，实现体系转换。2.6 支座强迫位移支座：下沉1cm2.7 温度影响主梁上、下缘温差10。3 桥型及纵、横断面布置3.1 桥型布置及孔径划分为减小建筑高度，适当增大跨径并提高行车舒适性，决定采用预应力混凝土连续梁桥，同时考虑通航要求，孔径为3跨45m。引桥为简支梁变连续梁桥，主桥和引桥共设4条伸缩缝，实际桥长为135000，桥梁结构计算图式见图3.1。 图3.1 桥跨结构计算简图（单位：cm）3.2 截面选型及截面尺寸拟定3.2.1 主梁的高度确定预应力混凝土简支梁的主梁高度与其跨径之比一般在1/151/25，标准设计中高跨比在1/181/29。当桥梁高度不受限制时，增大梁高可以节省预应力钢束用量，并且梁高加大一般仅仅是腹板加高，所以混凝土用量增加不明显，因此一般增大梁高是较经济的方案。综合以上所有因素考虑，取主梁的高为2100mm。3.2.2 主梁的截面细部尺寸确定t梁翼板的厚度主要取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求，同时应该考虑是否满足主梁受弯时上翼板受压的强度要求。所以预制t梁的翼板厚度取用180mm，翼板根部加厚到300mm以便抵抗翼缘根部较大的弯矩值。腹板内主拉应力较小，所以厚度一般由布置预制孔道的构造决定，并且从腹板本身的稳定条件考虑，厚度不宜小于其高度的1/15。最终确定腹板厚度为200mm。马蹄尺寸由布置预应力钢束的需要来确定。翼板马蹄面积占截面总面积的较合适。考虑到主梁配置的钢束较少，决定跨中截面将钢束按两层布置，一层最多排三束，同时根据公预规第9.4.9条对钢束净距及预留管道的构造要求，初拟马蹄宽度为500mm，高度300mm，马蹄与腹板交接处作三角过渡，高度为100mm，以减小局部应力。按照以上拟定的外形尺寸，绘制出预制主梁的跨中截面见图3.2所示。3.2.3 主梁间距与主梁片数确定 主梁间距随梁高与跨径的增大而加宽偏于经济，并且加宽翼板能提高主梁截面效率指标。所以应在条件许可下应适当加宽t梁翼板。根据设计要求的桥面宽度，主梁间距采用2200mm，选用5片主梁组成，横截面布置如图3.2所示。图3.2（a） 结构布置图（尺寸单位：cm）图3.2（b） 结构布置图（尺寸单位：cm）图3.2（c） 结构布置图（尺寸单位：cm）3.2.4 横截面沿跨长的变化 主梁采用等高的形式，t梁翼板的厚度沿跨长不变。梁端部区段因为锚头集中力的作用而引起较大的局部应力，因此，在距离梁端1060cm的范围内将腹板加厚到与马蹄同宽（见图3.3）。3.2.5 横隔梁的设置在桥跨中点、四分点和支点处分别设置五道横隔梁，其间距分别为11m和10.85m。图3.3 横隔梁布置图（尺寸单位：cm）3.3 计算截面几何特征3.3.1 全截面几何特性的计算将主梁跨中截面划分为五个规则的小单元，见图3.4.图3-4 主梁跨中截面分块图（尺寸单位：cm）截面形心至上缘距离为：式中：分块面积；分块面积的形心至上缘的距离。由于主梁的宽度较大，为了确保桥梁的整体受力性能佳，桥面板采用现浇混凝土刚性接头，因此主梁的工作截面由两种：预制和吊装阶段的小截面（b=160cm）；运营阶段的大截面（b=220cm）。主梁跨中截面的全截面几何特性数据如表3.2。表3.2 主梁跨中大毛截面的集合特性表分块名称分块面积分块面积对上缘静矩分块面积对界面形心惯矩分块面积的惯矩翼板360093240062.611411.209.7三角承托840221848049.61206.740.7续表3.2腹板360090324000-18.39121.75972.0下三角150176.726500-105.06165.560.04马蹄1500195292500-123.392283.7611.396906938804189.01993.7，,3.3.2 检验截面的效率指标截面的重心至上核心的距离：截面的重心至下核心的距离：截面的效率指标：（希望值0.50）所以较为合理。 4 主梁内力计算 在配置预应力钢束之前尚无法计算预应力产生的次内力，因此，在目前情况下的主梁内力计算包括：恒载内力计算、活载内力计算、温度次内力计算及支座沉降次内力计算。 4.1 恒载内力计算 恒载内力包括一期恒载（箱梁自重）及二期恒载（桥面铺装和防撞护栏等桥面系）作用下的内力。对于变截面连续梁桥，用桥梁博士dr.bbrige计算更为方便。4.1.1 单元划分全桥分为三个施工阶段，每个施工阶段的施工、力的加载、支座支支撑情况输入桥梁博士dr.bbrige计算。这样便于模拟施工过程，而且这些截面正是需要验算的截面。另外，在支座、临时支座处相应增设了几个单元。这样全桥从左到右顺序划分为141个节点、142个单元，141个截面，如下图4.1假设简支梁：现浇中横梁：体系转换阶段：图4.1 施工阶段划分图4.1.2 恒载计算箱梁自重桥梁博士程序自动计算，记为荷载工况：恒荷载（cs）预制梁自重（一期恒载）按跨中截面计算，主梁的恒载集度：因为变截面的过渡区段折算成的恒载集度：因为梁端腹板加宽所增加的重力折算成的恒载集度：中间横隔梁体积：端部横隔梁体积：边主梁的横隔梁恒载集度：中主梁的横隔梁恒载集度：边主梁的一期恒载集度为：中主梁的一期恒载集度为：（2）二期恒载：二期恒载包括人行道重、人行道栏杆重和桥面铺装重。单侧人行道栏杆；单侧人行道。1号梁：2号梁：3号梁：恒载计算汇总见表4.1表4.1 恒载汇总表梁号一期恒载二期恒载总恒载123.146.87=1.52+3.28+2.0730.01223.565.2028.76323.566.5630.124.1.3 恒载计算结果利用桥梁博士计算中跨合龙后，各截面的弯矩、剪力数值，弯矩、剪力数值见下表4.2（a）、4.2（b）4.2（c）：（注：因为弯矩对称，所以只需列出一跨的截面即1.47号截面；又因为剪力反对称，列出1-47号截面，下同）。表4.2（a）恒载引起弯矩、剪力、轴力（第一施工阶段）阶段累计内力单元号节点号阶段累计效应弯矩(kn.m)剪力(kn)轴力(kn)111.06e-10610-1.57e-1022301592-1.58e-1033592575-1.57e-10441.15e+03540-1.58e-10551.67e+03506-1.56e-10662.16e+03474-1.55e-10772.62e+03442-1.43e-10883.05e+03411-1.59e-10993.44e+03381-1.63e-1010103.81e+03352-1.10e-1011114.15e+03324012124.46e+03298013134.74e+03272014145.00e+03248015155.24e+03224016165.45e+03200017175.64e+03175018185.80e+03151019195.94e+03127020206.05e+03103021216.15e+0378.4022226.21e+0354.2023236.25e+0329.9024246.27e+034.87025256.26e+03-19.4026266.23e+03-43.6027276.18e+03-67.8028286.10e+03-92029295.99e+03-116030305.86e+03-140031315.71e+03-165032325.54e+03-1890续表4.2（a）33335.33e+03-213034345.11e+03-237035354.86e+03-262036364.59e+03-287037374.29e+03-312038383.96e+03-338039393.61e+03-366040403.23e+03-394041412.82e+03-424042422.38e+03-455043431.91e+03-487044441.41e+03-52004545870-55404646299-589047492.76e-105990表4.2（b）恒载引起弯矩、剪力、轴力（第二施工阶段）阶段累计内力单元号节点号阶段累计效应弯矩(kn.m)剪力(kn)轴力(kn)11-65745.8-55622-63828.4-55733-62811.2-55844-633-31.8-56555-678-64.3-57566-751-95.1-59377-849-124-61788-968-152-64599-1.10e+03-178-6851010-1.25e+03-201-7341111-1.40e+03-223-7881212-1.54e+03-204-8491313-1.61e+03121-8221414-1.36e+03457-7711515-928473-7351616-507448-704续表4.2（b）1717-107424-6741818269400-6461919620376-6172020949351-58921211.26e+03327-56522221.54e+03303-54023231.81e+03279-51924242.06e+03245-50725252.27e+03221-48926262.45e+03197-47027272.62e+03173-45428282.76e+03148-43929292.88e+03124-42530302.98e+0399.9-41331313.05e+0375.7-40232323.10e+0351.5-39233333.13e+0327.2-38134343.13e14e+0333.8-37536363.39e+03387-41737373.99e+03748-44438384.75e+03776-43639395.48e+03751-40840406.21e+03724-39741416.91e+03693-39742427.59e+03661-40843438.24e+03626-43344448.85e+03589-46745459.43e+03541-51046469.95e+03499-56747471.09e+04-3.55e+03-8.96e+03表4.2（c）恒载引起弯矩、剪力、轴力（第三施工阶段）阶段累计内力单元号节点号阶段累计效应弯矩(kn.m)剪力(kn)轴力(kn)11-61070.47.84e+0322-57550.17.83e+0333-552307.83e+0344-533-18.67.81e+0355-573-56.77.78e+0366-640-91.77.74e+0377-743-1257.69e+0388-892-1577.63e+0399-1.05e+03-1847.53e+031010-1.24e+03-2087.42e+031111-1.46e+03-2297.29e+031212-1.63e+03-2097.09e+031313-1.83e+0369.67.02e+031414-1.60e+033497.02e+031515-1.32e+033537.08e+031616-1.05e+033217.14e+031717-8162907.19e+031818-6042597.24e+031919-4182287.29e+032020-2601977.33e+032121-1251667.37e+032222-16.81357.40e+03232366.41047.43e+03242413363.37.45e+03252515832.27.47e+0326261551.137.49e+032727128-307.50e+03282874.9-61.17.50e+032929-4.9-92.27.50e+033030-109-1237.50e+033131-239-1547.49e+033232-396-1857.49e+033333-581-2177.47e+03续表4.2（c）3434-794-2487.46e+033535-1.08e+03-2317.48e+0336362.14e+0371.31.31e+0437372.67e+033901.31e+0438383.29e+034141.33e+0439393.82e+033891.33e+0440404.34e+033561.34e+0441414.78e+033201.34e+0442425.15e+032821.34e+0443435.48e+032391.34e+0444445.74e+031941.34e+0445455.93e+031381.34e+0446466.05e+0387.21.33e+0447476.77e+03-7195.70e+03图4.2 恒载弯矩图4.2 汽车荷载计算4.2.1 冲击系数和车道折减系数（1）汽车冲击系数按下述方法计算根据通规4.3.2中的规定，适用于连续梁的结构基频计算公式如下： （4.1） （4.2）式中：f1、f2基频，hz（计算连续梁冲击力引起的正弯矩效应和剪力效应时，采用f1；计算连续梁冲击力引起的负弯矩效应时，采用f2）；l计算跨径，m；e混凝土弹性模量，pa；ic梁跨中截面惯性矩，m4；mc结构跨中处的单位长度质量，kg/m；g结构跨中处延米结构重力，n/m；g重力加速度，g=9.81m/s2。式中：； 则 冲击系数为：，故桥梁设计为两车道，所以车道不折减。4.2.2 主梁荷载横向分布系数（1）跨中荷载横向分布系数（采用修正偏心压力法计算）本设计桥跨有5道横隔梁，承重结构的宽跨比为，梁间湿接缝具有可靠的横向连接效果。按修正偏心压力法计算荷载横向分布系数。a.计算主梁抗扭惯矩对于形截面，单根主梁抗扭惯矩可近似计算为： （4.3）式中：、为相应单个矩形截面的宽度和高度； 为矩形截面抗扭刚度系数查表4.3取值； 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：马蹄部分的换算平均厚度：的计算图式见图4.3，计算结果见表4.4。表4.3 矩形截面抗扭刚度系数取值表t/b1.00.6670.5710.500.400.3330.250.1670.1250.10c0.1410.1960.2140.2290.2490.2630.2810.2990.3070.3130.333表4.4 计算表分块名称翼缘板2.20.240.110.3100.00943腹板1.510.200.130.3050.00368马蹄0.50.350.70.1890.004050.01716图4.3 计算图示（尺寸单位：cm）b.计算抗扭修正系数因为主梁的间距相等，可将主梁看成近似等截面，故有： 式中：；，计算得。c.按修正偏心压力法计算横向影响线各坐标值： 式中：。计算所得值见表4.5。表4.5 计算结果汇总表梁号14.40.564-0.16422.20.3820.018300.200.20d.计算荷载横向分布系数（见图4.4）图4.4 跨中荷载横向分布系数计算图（尺寸单位：cm）号梁：；号梁：；号梁：；。（2）支点的荷载横向分布系数（采用杠杆法计算）杠杆原理法适用于双主梁桥或横向联系弱的无中间哼歌来那个的桥梁；杠杆原理法也适用于多梁式桥梁，当荷载位于靠近主梁支点时的荷载横向分布系数的计算，此时主梁的支撑刚度远大于主梁间横向联系的刚度，受力特性与杠杆原理法德假设相符合。故支点的荷载横向分布系数计算如图4.5所示。按杠杆原理法绘制荷载横向影响线并进行布载。图4.5 支点荷载横向分布系数计算图（尺寸单位：cm） 号梁：； 号梁：； 号梁：；。（3）荷载横向分布系数汇总（见表4.7）。表4.7 荷载横向分布系数汇总表荷载跨中1/4跨支 点1号梁2号梁3号梁1号梁2号梁3号梁公路级0.6570.5300.400.4090.7960.796人群0.6140.4080.401.27004.2.3 汽车引起内力计算（1）车道荷载的取值根据通规第4.3.1条，公路级车道荷载的均布荷载标准值；集中荷载标准值：计算弯矩时：计算剪力时：2.荷载引起的内力 (4.3) (4.4)式中 sqk主梁在车道荷载的均布荷载作用下的内力； spk主梁在车道荷载的集中荷载作用下的内力； 汽车荷载的冲击系数，取1.313 多车道横向折减系数，本设计中取3.082； mi荷载横向分布系数，由程序自动计算； qk车道荷载的均布荷载； pk车道荷载的集中荷载； 相应的主梁内力影响线面积； yk对应于车道集中荷载的影响线最大竖标值。用桥梁博士程序对t梁顶部按照实际车道的位置进行车道荷载的布置，内力图如下图4.6。图4-6 汽车弯矩图 车道荷载引起的最大、最小弯矩见下表4.8（取全桥的一跨单元）。表4.8 车道荷载引起的最大、最小弯矩单元号节点号最大弯矩最小弯矩110022150-12.133292-24.244566-48.455820-72.6661.06e+03-96.8771.24e+03-121881.44e+03-145991.62e+03-16910101.78e+03-194续表4.811111.89e+03-21812122.00e+03-24213132.11e+03-26614142.20e+03-29015152.25e+03-31516162.28e+03-33917172.33e+03-36318182.37e+03-38819192.37e+03-41220202.36e+03-43621212.34e+03-46122222.34e+03-48523232.29e+03-50924242.23e+03-53325252.18e+03-55826262.13e+03-58227272.09e+03-60628282.05e+03-63029292.02e+03-65530301.98e+03-67931311.90e+03-70432321.81e+03-72833331.75e+03-75234341.64e+03-77635351.53e+03-80136361.42e+03-82537371.29e+03-84938381.14e+03-87739391.01e+03-9244040893-9844141791-1.06e+034242668-1.15e+034343571-1.25e+034444458-1.36e+034545366-1.48e+034646355-1.64e+034747357-1.77e+034.3 温度梯度产生次内力计算按通规4.3.10条规定，桥面采用10cm厚沥青混凝土。由通规表4.3.10-3中查得混凝土铺装竖向温差计算的温度基数：t1=14 oc，t2=5.5 oc，如图4.8。图4.7 梁截面温度梯度（单位：mm）由温度梯度产生的内力图如下，图4.8。图4.8 温度梯度产生的内力图具体数值整理汇集成下表4.9。表4.9 温差引起的弯矩正温差引起弯矩反温差引起弯矩整体升温引起弯矩整体降温引起弯矩单元号节点号弯矩弯矩弯矩弯矩110000226.42-3.21003312.8-6.42004425.7-12.8005538.5-19.2006651.3-25.7007764.2-32.1008877-38.5009989.8-44.9001010103-51.3001111115-57.7001212128-64.21.51e-10-1.51e-101313141-70.62.30e-10-2.30e-101414154-772.26e-10-2.26e-101515167-83.42.21e-10-2.21e-101616180-89.82.18e-10-2.18e-101717192-96.22.14e-10-2.14e-101818205-1032.11e-10-2.11e-101919218-1092.06e-10-2.06e-102020231-1152.02e-10-2.02e-102121244-1222.00e-10-2.00e-10续表4.92222257-1281