安新二级公路淇河简支T型桥梁设计计算书

1、ANYANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 本 科 毕 业 设 计 安新二级公路淇河简支桥梁设计The Simply Supported Bridge Design for Qi river on the An-Xin II Highway 学院名称： 土木与建筑工程学院 专业班级： 土木工程（专升本）11-1 2013年 5月目 录摘要Abstract引 言1第一章 基本设计资料及结构尺寸拟定21.1基本设计资料21.1.1桥面净空21.1.2标准跨径的确定21.1.3设计荷载21.1.4材料初步选定31.1.5设计依据31.2桥型的选择31.3桥梁立面设计41.4桥梁横截

2、面设计41.4.1主梁间距51.4.2梁肋厚度51.4.3翼缘尺寸的拟定51.5横隔梁设计5第二章 桥面系的布置72.1桥面布置 72.2桥面铺装 72.3桥面纵横坡 72.4桥面防水及排水设施72.5桥面伸缩缝的设置 82.6人行道82.7栏杆和灯柱8第三章 行车道板的设计93.1永久荷载效应计算93.1.1每延米板上的恒载93.1.2永久荷载效应计算93.1.3可变荷载效应93.1.4验算截面承载力103.2截面设计与配筋验算10第四章 主梁的设计134.1主梁的荷载横向分布系数计算134.1.1跨中荷载横向分布系数计算134.1.2梁端剪力横向分布系数计算214.1.3荷载横向分布系数沿

3、桥跨方向的变化234.2主梁内力计算234.2.1永久作用效应234.2.2可变作用效应264.3持久状况承载能力极限状态下截面设计、配筋与验算324.3.1配置主梁受力钢筋324.3.2持久状况截面承载能力极限状态计算344.3.3斜截面抗剪承载能力计算344.3.4箍筋设计394.3.5斜截面抗剪承载力验算414.3.6持久状况斜截面抗弯极限承载能力验算454.4桥梁的抗震设防45第五章 正常使用极限状态下结构验算465.1正常使用极限状态下裂缝宽度验算46 5.2正常使用极限状态下的挠度验算47第六章 横隔梁的设计516.1横隔梁的可变作用计算516.2跨中横隔梁的作用效应影响线计算51

4、6.2.1弯矩影响线536.2.2剪力影响线546.3 截面作用效应计算556.4横隔梁截面配筋与验算566.4.1正弯矩配筋566.4.2负弯矩配筋586.4.3抗剪计算与配筋设计59结 论61致 谢62参考文献63安新二级公路淇河简支桥梁设计摘要：该设计采用装配式简支T形梁，标准跨径为22m，采用五片主梁。通过查阅大量相关资料，在研究、分析、论证的基础上，按照简支T形梁设计的基本程序、基本方法和设计步骤，完成该简支梁桥的设计。依据相关的设计规范，采用结构力学和结构设计原理相结合的方法进行计算。主要内容包括主梁结构尺寸拟定、内力计算与配筋、横隔梁的设计与验算和桥面铺装的设计。通过本次设计使我

5、们将所学的理论知识与工程实际结合起来，掌握简支T形梁设计的基本思路，培养我们分析解决问题的能力。关键词：简支梁桥 比拟正交异性板法 横向分布系数 内力计算 The Simply Supported Bridge Design for Qi river on the An-Xin II Highway Abstract：The design uses a T-shaped assembly simply supported beam, the standard span of 22m, using five main beam. Through access to a large number

6、of relevant information, in research, analysis, demonstration, based on the T-shaped in accordance with simply supported beam design of the basic procedures, the basic methods and design steps to complete the simply supported beam bridge design. Accordance with the relevant design specifications, us

7、ing the principles of structural mechanics and structural design method of combining the calculation. The main contents include the main beam structure size formulation, force calculation and reinforcement, horizontal beam design and checking and pavement design. Through this design, we will learn t

8、he theoretical knowledge and practical engineering combine to grasp simply supported T-beam design of the basic ideas, cultivate our ability to analyze and solve problems.Key words：Simply supported girder bridge；The Guyon-Massonnet method；Transverse distribution coefficient；Internal force calculatio

9、n 引 言简支梁是使用最广泛的一种桥型。它的构造简单，施工方便，受力简单，梁只有正弯矩。使用T形截面梁，体系温度变化，混凝土收缩徐变、张拉预应力等均不会在梁中产生附加内力；由于简支梁是静定结构，结构内力不受地基变形的影响，对基础要求低，能适用于地基较差的桥址上。在多孔简支桥中，相邻桥孔各自单独受力，便于预制、架设，因此在城市高架桥、跨河大桥的引桥上广泛采用。本次的桥址设在鹤壁淇河上，宜采用简支梁桥。本设计依据相关的设计规范，采用极限状态设计方法进行计算，最终完成该简支梁桥的设计，顺利完成预期成果，主要包括：毕业设计论文和设计图纸。在本次设计中掌握了简支梁桥设计的基本程序、基本方法和设计步骤，通

10、过这次设计，对所学的理论知识有了进一步的认识，但是，实践经验不足，导致有些地方设计时存在欠缺，且由于时间仓促，工程量较大，加之设计经验有限，还有不妥之处存在，敬请各位老师批评指正，以此来提高自己的专业水平。第一章 基本设计资料及结构尺寸拟定1.1基本设计资料1.1.1桥面净空本设计为安新二级公路，根据当地交通量的抽查结果显示，确定设计速度为60km/h，由表1.1可知，选取车道宽度为3.50m，采用双车道。当桥梁位于城镇和近郊时均应设置人行道，其宽度和高度应根据行人的交通流量和周围环境来确定。人行道的宽度为0.75m或1m，当宽度要求大于1m时，按0.5m的倍数增加。而本设计的桥址位于鹤壁淇河

11、上，属于城市桥梁，故需要设置人行道，且人行道宽度采用1m。根据公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）3.3条的规定，中央分隔带的宽度选取1m，则该桥的桥面净空为净。表1.1 车道宽度设计速度（km/h）1201008060403020车道宽度（m）3.753.753.753.503.503.253.00（单车道为3.50m）1.1.2标准跨径的确定根据桥下净空和方案的经济比较，宜采用标准跨径为22m，即（墩中心距离）。1.1.3设计荷载汽车荷载可分为公路级和公路级两个等级。汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成。车道荷载由均布荷载和集中荷载组成。桥梁的整体计算采用车道荷载；桥梁结构的局部加

12、载、涵洞、桥台和挡土墙压力等的计算采用车辆荷载。车辆荷载与车道荷载的作用不得叠加。各级公路桥涵设计的汽车荷载等级应符合表1.2的规定。表1.2 各级公路桥涵的汽车荷载等级公路等级高速公路一级公路二级公路三级公路四级公路汽车荷载等级公路级公路级公路级公路级公路级由表1.2可知：汽车荷载采用公路级。根据公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）4.3.5有关规定，当桥梁计算跨径小于或等于50m时，人群荷载标准值为；当桥梁计算跨径等于或大于150m时，人群荷载标准值为；当桥梁计算跨径在50150m，可由线性内插得到人群荷载的标准值。对跨径不等的连续结构，以最大计算跨径为准。城镇郊区行人密集地区

13、的公路桥梁，人群荷载标准值取上述规定值的1.15倍。专用人行桥梁，人群荷载标准值为。对于本设计的计算跨径小于50m,故选取人群荷载标准值为。根据公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）有关规定，每侧护栏重量按6kN/m计。1.1.4材料初步选定根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）有关规定，以及以往的设计经验，对于该主梁的主筋、弯起钢筋和架立钢筋采用HRB335，其它采用HPB300；主梁的混凝土采用C50，桥面铺装层采用C30防水；桥面铺装层采用AC-13的沥青混凝土。1.1.5设计依据公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）；公路钢筋混凝土

14、及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）；公路桥梁抗震设计细则（JTG/TB02-012008）；公路圬工桥涵设计规范（JTG D61-2005）。1.2桥型的选择桥梁按照受力体系可分为：梁式桥、拱式桥、刚架桥、吊桥四种基本体系，其中梁式桥以受弯为主，拱式桥以受压为主，吊桥以受拉为主。梁式桥的特点是其桥跨的承载结构由梁组成，主梁为主要承重构件，多用于中小跨径桥梁。钢筋混凝土梁式桥结构简单、施工方便，简支梁对地基承载力的要求也不高，整体性好且美观。但其结构本身自重大，且随着跨度的增大其自重所占的比值更是显著增大，大大限制了其跨越能力。对于中、小跨径桥梁，目前在公路上应用最广的时标准

15、跨径的钢筋混凝土或预应力混凝土简支梁桥，施工方法有预制装配和现浇两种。拱式桥的受力特点为拱肋承压、支承处有水平推力，跨越能力较大。与钢筋混凝土梁桥相比，拱式桥可以节省大量钢材和水泥，耐久性好，外型美观；构造较简单，有利于广泛采用。但由于它是一种推力结构，对地基要求较高；对多孔连续拱桥，为防止一孔破坏而影响全桥，要采取特殊措施或设置单向推力墩以承受不平衡的推力，增加了工程造价；在平原区修拱桥，由于建筑高度较大，使两头的接线工程和桥面纵坡量增大，对行车极为不利。刚架桥的主要承重结构是梁（或板）与立柱（或竖墙）整体结合在一起的刚架结构，梁和柱的联结处刚性大，以承担负弯矩的作用。在竖向荷载作用下，柱脚

16、处具有水平反力，梁部主要受弯，但弯矩值较同跨径的简支梁小，梁内还有轴压力，因而其受力状态介于梁桥与拱桥之间。刚架桥的跨中建筑高度可做得较小，但普通钢筋混凝土修建的刚架桥在梁柱刚结处较容易产生裂缝。需在该处多配钢筋。吊桥是用悬挂在两边塔架上的强大缆索作为主要承重结构。其承载系统包括缆索、塔柱和锚碇三部分，因此结构自重较小，跨越能力较大。吊桥的另一个特点是受力简单明了，成卷的钢缆易于运输，在将缆索架设完成后，便形成了一个强大稳定的结构支承系统，施工过程中的风险相对较小。但吊桥的刚度较小，属柔性结构，在车辆荷载作用下，将产生较大的变形；吊桥的抗风稳定性的能力较弱。通过对不同桥型的比选，遵循桥梁的设计

17、原则，针对本次设计的跨径较小的特点，确定该桥的桥型为梁式桥。在梁式桥中，简支梁桥应用最早，使用最广泛的。它构造简单，最易设计为各种标准跨径，有利于在工厂内或工地上采用工业化施工，组织大规模预制生产，并用现代化的起重设备进行安装。采用装配式的施工方法，可大量节约模板、支架，降低劳动强度，缩短工期，显著加快建桥速度。因此，装配式的钢筋混凝土简支梁桥为本次设计的首选。1.3桥梁立面设计梁式桥的立面设计通常指的是选定了桥梁体系后，确定桥长及分跨，梁高等。其布置的是否合理，将直接影响桥梁的实用、经济和美观。梁高的确定应通过多方面的比较，它取决于经济、梁重、建筑高度以及桥下净空等因素，装配式钢筋混凝土简支

18、梁桥高跨比的经济范围大约为1/161/11。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，混凝土数量增加不多，但可以节省钢筋用量，往往是比较经济。因此，该主梁梁高取200cm。鉴于本桥的跨径比较小，故采用一跨，依据以往的设计经验，当桥梁的跨径小于30m时，可直接选取40mm的伸缩缝，从而确定主梁的全长为22.96m。1.4桥梁横截面设计梁式桥横截面的设计主要是确定横截面布置形式，包括主梁截面形式、主梁间距、截面各部尺寸等。它与梁式桥体系在立面上布置、建筑高度、施工方法、美观要求及经济用料等因素都有关系。对于装配式简支梁桥，从主梁的横截面形式可分为三种基本类型：形梁桥、

19、T形梁桥和箱型梁桥。简单的形梁桥块件之间用穿过腹板的螺栓联结，以使施工简化。形构件的特点是：截面形状稳定，横向抗弯刚度大，块件堆放、装卸和安装都方便。但这种构造的制造较复杂；梁肋被分为两片薄的腹板，通常用钢筋网来配筋，难以做成刚度大的钢筋骨架。设计经验证明，跨度较大时形梁桥的混凝土和钢筋用量都比T形梁桥的大，而且构件也重。故形梁桥一般只用于612m的小跨径桥梁，目前较少使用。目前我国用得最多的装配式简支梁是T形梁桥。装配式T形梁的优点是：制造简单，梁内配筋可做成刚劲的钢筋骨架，主梁之间借助间距为46m的横隔梁来联结，整体性好，接头也较方便。不足之处是：截面形状不稳定，运输和安装较复杂；构件正好

20、在桥面板的跨中接头，对板的受力不利。箱型梁一般不适用于钢筋混凝土的简支梁桥，因为受拉区混凝土不参与工作，多余的箱型底板会增加自重。因此，综合上述三种截面形式的特点，该简支梁桥采用装配式简支T形梁桥。1.4.1主梁间距在确定桥面宽度后，可以确定主梁的间距。一般来说，若建筑物高度不受限制，则适当加大主梁间距（减少主梁片数），钢筋混凝土的用量会少些；但此时桥面板的跨径增大，悬臂翼缘板端部的荷载挠度较大，可能引起桥面接缝处产生纵向裂缝；同时，构件重量和尺寸的增大也使运输和架设工作趋于复杂。主梁间距一般可选择在1.02.2m之间。故该主梁间距采用2.2m，由桥面净空选取5片主梁。1.4.2主梁梁肋厚度在

21、满足主拉应力强度和抗剪强度需要的前提下，主梁梁肋的厚度，一般都做得较薄，以减轻构件的重量，但还要注意满足梁肋的屈曲稳定性，注意不致使浇筑混凝土困难，通常梁肋宽度在1518cm，鉴于本桥的跨度为22m，纵向钢筋较多，取30cm。1.4.3翼缘板尺寸的拟定钢筋混凝土梁中，T形梁翼板的厚度满足于桥面板承受的车辆局部荷载要求。根据受力特点，翼缘板一般都做成变厚度的，即端部较薄，至根部（与梁肋衔接处）加厚，且不小于主梁高度的1/10，即为2/10=0.2m，本设计取为0.22m；翼缘板的端部取0.14m。1.5横隔梁设计横隔梁在装配式T形梁桥中起着保证各根主梁相互连接成整体的作用，它的刚度愈大，桥梁的整

22、体性愈好，在荷载作用下各主梁就能更好地共同工作。一般来说，端横隔梁是必须要设置的，跨内横隔梁随跨径增大可以设13道，间距采用56m为宜。横隔梁的高度通常做成主梁高度的3/4左右；横隔梁的肋宽采用1216cm。本设计偏安全考虑，采取横隔梁高为160cm，肋宽为18cm主梁及横隔梁截面尺寸见图1.1。图1.1 桥梁横断面和主梁纵断面图（单位：cm）第二章 桥面系的布置桥面构造包括桥面铺装、桥面防水及排水设施、伸缩缝、人行道（或安全带）、缘石、栏杆和灯柱等。2.1桥面布置桥面的布置根据道路等级、桥梁的宽度、行车的要求等条件确定。对混凝土梁式桥的桥面布置有双车道布置、分车道布置和双桥面布置等。对于该梁

23、式桥采用双车道布置，即行车道上的上下行交通布置在同一桥面上。在桥面上，上下行交通画线分隔，没有明显的界限。2.2桥面铺装桥面铺装的功能是保护桥面板不受车辆轮胎（履带）的直接磨耗，防止主梁遭受雨水的侵蚀，并能对车辆轮重的集中荷载起一定的分散作用。因此，桥面铺装应具有抗车辙、行车舒适、抗滑、不渗水和桥面板结合良好等要求。桥面铺装可采用水泥混凝土、沥青表面处治和沥青混凝土等各种类型。沥青表面处治桥面铺装，耐久性较差，仅在中级或低级公路桥梁上使用。水泥混凝土和沥青混凝土桥面铺装性能良好，应用较广。水泥混凝土的耐磨性能好，适合重载交通。水泥混凝土桥面铺装直接铺设在防水层或桥面板上，层厚一般不小于80mm

24、，铺设时应避免二次成形。故本设计采用80mm的C30防水混凝土。但为了延长桥面的使用年限及行车舒适，宜在上面铺筑20mm厚的沥青表面处理，作为可修补的磨耗层。2.3桥面纵横坡桥面设置纵横坡，以利雨水迅速排除，防止或减少雨水对铺装层的渗透，从而保护行车道板，延长桥梁使用寿命。桥面上设置纵坡，首先有利于排水，同时，在平原地区，还可以在满足桥下通航净空要求的前提下，降低墩台高程，减少桥头引道土方量，从而节省工程费用。桥面的纵坡，一般都做成双向纵坡，在桥中心设置曲线，纵坡一般以不超过3%4%为宜，故本桥采用1.8%。桥面的横坡，一般采用1.5%3%，本桥采用2%。2.4桥面防水及排水设施为了保障桥面行

25、车通畅、安全，防止桥面结构受降水侵蚀，应设置完善的桥面防水和排水设施。对于该桥面铺装已采用防水混凝土铺装，故不需要专门防水层。本设计采用的泄水管设置在桥面行车道边缘处，距离缘石150mm，沿行车道两侧对称排列，间距为8m。泄水管口采用圆形，直径为150mm。泄水管口顶部采用铸铁格栅盖板，其顶面比周围路面低10mm，泄水管采用塑料管，内径为80mm。2.5桥面伸缩缝的设置桥梁伸缩装置的主要作用是适应桥梁上部结构在气温变化、可变作用、混凝土收缩徐变等因素的影响下变形的需要，并保证车辆通过桥面时平稳。一般设在两梁端与桥台背墙之间。在伸缩缝附近的栏杆、人行道结构也应断开，以满足梁体的自由变形。依据以往

26、设计经验，对于跨径小于30m的梁桥，可直接选取40mm的伸缩缝。2.6人行道人行道是用路缘石或护栏及其他类似设施加以分隔的专门供人行走的部分，由人行交通量决定，可选用0.75mm、1m，大于1m时，按0.5m倍数递增，行人稀少地区可不设人行道。本设计根据公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）相关规定，选取1m。2.7栏杆和灯柱桥梁栏杆设置在人行道上，其功能主要为防止行人和非机动车辆坠入桥下。其设计应符合受力要求，并主意美观，通常为0.91.2m。故本次设计采用1.0m。在靠近桥面伸缩缝处所有的栏杆，均断开以便扶手与栏杆之间能自由变形。在城市桥上以及城郊行人和车辆较多的公路桥上，都要设

27、置照明设备。桥梁照明应防止眩光，必要时应采用严格控光灯具、而不采用栏杆照明方式。照明灯可以设在栏杆扶手的位置上，在较宽的人行道上也可设在靠近路缘石处。照明用灯一般高出车道812m，本设计采用10m。第三章 行车道板的设计钢筋混凝土肋式梁桥的桥面板(又称行车道板)是直接承受车辆轮压的钢筋混凝土板，它在构造上与主梁梁肋和横隔梁联系在一起，既保证了梁的整体作用，又将活载传递于主梁。对于装配式T形梁桥，如果两主梁之间的翼缘板端边自由或者采用钢板连接时，则可把梁外侧的翼缘板当作沿短跨一端固定而另一端为自由端的悬臂板来分析。当相邻翼缘板间采用不承担弯矩的铰接缝连接时，则可简化为铰接悬臂板。3.1永久荷载效

28、应计算由于主梁翼缘板在接缝处沿纵向全长设置连接钢筋，故行车道板可按两端固定和中间铰接的板计算，如图3.1所示。3.1.1每延米板上的恒载g（取纵向1m宽板带计算）沥青混凝土面层：C30防水混凝土垫层： T型梁翼缘板自重： 每延米跨宽板的恒载总计： 图3.1 行车道板计算图式（单位：cm）3.1.2永久荷载效应计算弯矩：剪力：3.1.3可变荷载效应将公路-级车辆荷载的两个轴重为140kN的后轮（轴间距为1.4m）沿桥梁的纵向，作用于铰缝轴线上为最不利荷载，此时两边的悬臂板各承受一半的车轮荷载。由桥规查得：重车后轮的着地长度，着地宽度。车轮在板上的布置及其压力分布图形如图3-2所示：则沿着行车方向

29、的轮压分布宽度为: 垂直行车方向的轮压分布宽度为： 图3.2 可变荷载图式（单位：cm)由图3.2可见重车后轮轴两轮的有效分布宽度重叠荷载对于悬臂根部的有效分布宽度为： 单轮时：。局部加载冲击系数1+取1.3，则作用于每米宽板条上的弯矩为： 单个车轮时：取两者中的最不利情况，则作用于每米宽板带上的剪力为：3.1.4作用效应基本组合按照承载能力极限状态下作用基本组合弯矩和剪力的设计值分别是：3.2截面设计与配筋验算 假定受力钢筋在类环境中，则混凝土保护层厚度为40mm，悬臂板根部厚度为220mm，若选用直径为12mm的HRB335钢筋，则有效高度：则：，选用直径为12mm的HRB335钢筋，间距

30、为180mm。此时，钢筋所能提供的面积为验算最小配筋率：且满足要求。矩形截面受弯构件抗剪截面尺寸应满足：满足抗剪最小截面尺寸要求，又： 可不进行斜截面抗剪强度计算，仅按构造要求设置配置钢筋。根据公预规的一般规定：板内应设置垂直于主钢筋的分布钢筋，且直径不应小于8mm，间距不应大于200mm。故采用。第四章 主梁的设计桥梁的桥跨结构一般由主梁、横隔梁和桥面板构成，多片主梁通过横隔梁和桥面板连接成空间结构。当荷载作用在桥面板上时，桥梁的各主梁协同工作，共同承受外力，因此，主梁的内力计算应采用空间分析方法。为简化计算，在主梁内力计算时引入了荷载横向分布系数的概念。横向分布系数的本质是单片梁所分担车辆

31、荷载的比例，用乘以横向分布系数的车道荷载作用于单片梁，把空间问题转化为平面问题，进而求出单片梁的内力，这是目前普遍采用的一种方法。这种方法的特点是：首先求出各主梁的横向分布影响线，然后通过车辆横向最不利布置来计算荷载横向分布系数m。求出作用于单片梁上的最大荷载后，就能按照结构力学的方法求得主梁的活载内力值。4.1主梁的荷载横向分布系数计算4.1.1跨中荷载横向分布系数（G-M法）将主梁的抗弯惯性矩和抗扭惯性矩分摊于主梁间距内，将横隔梁的抗弯惯性矩和抗扭惯性矩分摊于横隔梁间距内，即把桥梁视为等效的两向刚度不同的比拟正交平板，然后按照古典弹性理论来进行分析，利用实用的图表来计算主梁跨中的荷载横向分

32、布系数。 计算主梁的抗弯及抗扭惯性矩及由于，属于宽桥，为更加精确的描述该梁桥所受荷载情况，采用G-M法计算荷载横向分布系数。求主梁截面的形心位置（见图4.1）平均板厚(翼缘板厚按平均厚度计算）：图4.1 主梁抗弯及抗扭惯性矩计算图式（单位：cm）主梁抗弯惯性矩为： 对于T型梁截面，可以看成是由若干个实体矩形截面组成的组合截面，它的抗扭惯性矩等于各个矩形截面的抗扭惯矩之和。可近似按下式计算： (4-1)式中 单个矩形截面的宽度和高度； 矩形截面抗扭刚度系数，根据比值t/b按表4.1进行计算取值时可以采用内插法； 梁截面划分成单个矩形截面的个数。表4.1 c取值表t/b1.00.90.80.70.

33、60.50.40.30.20.10.1c0.1410.1550.1710.1890.2090.2290.2500.2700.2910.3121/3对于开口薄壁截面，当其每一组成部分的狭长矩形厚度与宽度之比甚小时，即，即，则：对于翼缘板：，故c取对于梁肋：，由线性内插法得：c=0.2993则单位抗弯及抗扭惯矩：计算横梁抗弯及抗扭惯矩：按表4.2的规定来确定翼缘板的有效宽度。横隔梁的长度取为两根边主梁的轴线距离，则：所以：,查表4.2利用线性内插法得，故表4.2 有效宽度0.050.100.150.200.250.300.350.400.450.500.9830.9360.8670.7890.71

34、00.6350.5680.5090.4590.416因此，可按宽度为的T形梁截面来计算。横隔板截面中心位置计算如下如（图4.3所示）：图4.3 有横隔梁和桥面板组成的T形梁断面图（单位：cm）所以横隔板的抗弯和抗扭惯矩和有，查表4.1得 ，但由于连续桥面板的单宽抗扭惯矩只有独立宽扁板的一半，故取：，查表4.1由内插法得，则：单位抗弯及抗扭惯矩为计算抗弯参数和抗扭参数式中 B 桥梁承重结构的半宽，即； 计算跨径。按照弹性理论中应力和应变之间的关系，即对于钢筋混凝土，取，则：计算各主梁横向影响线坐标：已知，查G-M法图表，可得表4.3中数值。表4.3 各梁位K值计算影响系数梁位荷载位置B3B/4B

35、/2B/40-B/4-B/2-3B/4-B校核00.920.970.991.041.081.040.990.970.928.00B/41.081.111.111.121.060.980.920.840.768.06B/21.311.271.141.111.020.910.820.720.677.983B/41.551.411.241.090.960.850.760.690.618.08B1.891.551.291.080.910.780.670.600.518.0800.780.901.001.151.201.151.000.900.788.06B/41.611.491.381.271.100

36、.900.650.390.158.00B/22.432.131.801.431.020.610.22-0.21-0.597.923B/43.362.752.081.460.890.47-0.19-0.58-1.058.04B4.263.472.361.510.800.13-0.51-1.01-1.568.10校核：根据功的互等定理可得各梁位处的值，如图4.3所示图4.3 各梁位处K值计算（尺寸单位：cm）根据实际梁位与表中所列梁位的关系，用内插法可求得实际梁位的和值如图所示。对于1号梁：对于2号梁： 对于3号梁： (这里是指表列梁位在0点的K值) 将1号梁、2号梁和3号梁的横向影响线坐标值列表

37、计算，见表4.4。表4.4 梁影响线坐标计算表梁号算式荷载位置011.6181.4381.2501.0880.9500.8360.7420.6720.9503.5402.8942.1361.4700.8720.402-0.254-0.666-1.152-1.922-1.4560.886-0.3820.0780.4340.9961.3381.742-0.327-0.248-0.151-0.0650.0130.0740.1690.2270.2963.2132.6461.9851.4050.8850.476-0.085-0.439-0.8560.6430.5290.3970.2810.1770.09

38、5-0.017-0.088-0.17121.2181.2061.1281.1141.0360.9380.8600.7680.7062.1021.8741.6321.3661.0520.7260.3920.030-0.294-0.884-0.668-0.504-0.252-0.0160.2120.4680.7381.00-0.150-0.114-0.086-0.043-0.0030.0360.0800.1250.1701.9521.7601.5461.3231.0490.7620.4720.155-0.1240.3900.3520.3090.2650.2100.1520.0940.031-0.0

39、2530.9200.9700.9901.0401.0801.0400.9900.9700.9200.7800.9001.0001.1501.2001.1501.0000.9000.7800.1400.070-0.010-0.110-0.120-0.110-0.0100.0700.1400.0240.012-0.002-0.019-0.020-0.019-0.0020.0120.0240.8040.9120.9981.1311.1801.1310.9980.9120.8040.1610.1820.2000.2260.2360.2260.2000.1820.161绘制荷载横向分布影响线，求跨中截面

40、荷载横向分布系数：按公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）规定，汽车荷载距人行道边缘距离不小于0.5m。布载时，人群荷载取，栏杆及人行道板每延米重取为（包括人行道板取，栏杆扶手上的竖向力标准值取，栏杆立顶柱上的水平推力标准值取）。按照最不利荷载位置进行布载，并按相应的影响线坐标值计算荷载横向分布系数，如图4.4所示：1号梁2号梁3号梁图4.4 各主梁跨中荷载横向分布系数计算（尺寸单位：cm)由上图可知，1号梁偏安全的按照双车道荷载布置为最不利原则。按照最不利原则布置车道荷载和人群荷载，求相应的横向分布系数：对于汽车荷载： 对于人群荷载： 式中 、对应于汽车车轮和人群荷载集度的影响线坐

41、标。则各梁的横向分布系数如下1号梁计算结构：汽车荷载： 人群荷载： 2号梁计算结果：汽车荷载： 人群荷载： 3号梁计算结果： 汽车荷载： 人群荷载；从上面的计算结果可以看出，汽车荷载横向分布系数的最大值，人群荷载横向分布系数的最大值为。4.1.2梁端剪力横向分布系数计算（杠杆原理法）按杠杆原理法进行荷载横向分布计算的基本假设是：忽略主梁之间横向结构的联系作用，假设桥面板在主梁梁肋处断开并与主梁铰接，把桥面板当作横向支撑在主梁上的简支板或带悬臂的简支板来考虑。在实践中人们习惯偏于安全地采用杠杆原理法计算荷载位于靠近主梁支点时的荷载横向分布系数。1号梁2号梁3号梁图4.5 支点横向分布系数计算图式

42、（单位：cm)支点处横向分布系数计算图式见图4.5。则各梁的横向分布系数如下：公路级：， 人群荷载： ，从图4.5可以看出，人行道上布载人群荷载会引起2号梁的负反力（荷载横向分布系数小于零），与车辆荷载引起效应组合时会减小2号梁的受力，这时的做法是不考虑人行道的布载，偏安全的取。将各主梁荷载横向分布系数汇总列表4.5所示：表4.5 各主梁荷载横向分布系数汇总荷 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0.6180.6060.6230.4090.5910.591人群荷载0.6020.3760.338221.273004.1.3荷载横向分布系数沿桥跨方向的变化按下述方法进行：

43、跨中部分采用不变的荷载横向分布系数，从第一根内横隔梁起向支点荷载横向分布系数过渡。在实际应用中，当求跨中、1/4跨截面处的弯矩和剪力时，一般为了简化计算，均采用不变化的；在计算梁端支点剪力时，在主要荷载所在端需考虑荷载横向分布系数沿桥跨的变化。而离主要荷载较远的一端，由于相应影响线竖标值的显著减小，则可近似取用不变的简化计算。4.2主梁内力计算4.2.1永久作用效应永久荷载：假定桥面构造各部分重力平均分配给各主梁承担，则永久荷载计算结果见表4.6。表4.6 钢筋混凝土T型梁桥永久荷载计算表构件名构件尺寸cm构件单位长度体积 重度每延米重 主梁0.9422523.55横隔梁中梁252.8235边

44、梁251.41175桥面铺装沥青混凝土（厚2cm)0.044231.012混凝土C30防水（取平均厚度8cm）0.176254.45.412栏杆及人行道6人行道重力按人行道板横向分布系数分配至各梁的板重为：1号梁 ；2号梁；3号梁。各梁的永久荷载汇总结果见表4.7。 表4.7 各梁的永久荷载值 （单位：）梁号主梁横隔梁栏杆及人行道桥面铺装层总计1(5)23.551.411752.7485.41233.121752(4)23.552.82352.2385.14234.0235323.552.82352.0525.14233.8375永久作用效应计算，影响线面积计算见表4.8。表4.8 影响线面积

45、计算表项目计算面积影响线面积永久作用效应计算见表4.9。表4.9 永久作用效应计算表梁号1(5)33.1217557.781913.774733.1217543.341435.496633.1217510.75356.05882(4)34.023557.781965.877834.023543.341474.578534.023510.75365.7526334.837557.781955.130833.837543.341466.517333.837510.75363.75314.2.2可变作用效应汽车荷载冲击系数计算：结构的冲击系数与结构的基频有关，故先计算结构的基频，简支梁桥的基频简化计

46、算公式为其中由于，按桥规4.3.2规定，汽车荷载的冲击系数可由下式计算：公路级均布荷载、集中荷载及其影响线面积计算（见表4.10）：桥规规定：对于公路I级车道荷载的选取，桥梁计算跨径小于或等于5m时，；计算跨径大于或等于50m时，；桥梁计算跨径在5m50m之间时，采用直线内插求得；均布荷载标准值为。计算剪力效应时，上述集中荷载标准值应乘以1.2的系数；对于公路级车道荷载应按照公路I级车道荷载的0.75倍采用。则均布荷载标准值和集中荷载标准值为：计算弯矩时，计算剪力时，按最不利方式布载可计算车道荷载影响线面积，计算过程见表4.8。其中的影响线面积取半跨布载方式为最不利，。表4.10 公路级车道荷

47、载及其影响线面积计算表项目顶点位置/2处7.875184.557.78/4处7.875184.543.34支点处7.875221.410.75/2处7.875221.42.6875可变作用（人群）（每延米）可变作用弯矩效应计算（见表4.114.13）主梁活载内力采用车道荷载计算公式如下： (4-2)式中：多车道桥涵的汽车荷载折减系数，按桥规规定取值，由于只能布置两车道，故横向折减系数 ； 主梁跨中的荷载横向分布系数；（1+）汽车荷载的冲击系数； 沿桥跨纵向计算截面弯矩影响线的面积； 沿桥跨纵向与位置对应的内力影响线竖标值。计算跨中和处弯矩时，可近似认为荷载横向分布系数沿跨长方向均匀变化，故各主

48、梁值沿跨长方向相同。表4.11 公路级车道荷载产生的弯矩计算表梁号内力10.6181.3517.87557.78184.55.3751207.88000.61843.344.03125905.942920.60657.785.375118442610.60643.344.03125888.351830.62357.785.3751217.65250.62343.344.031251008.9834表4.12 人群荷载产生的弯矩梁号内力10.602357.78104.35070.60243.3478.272020.37657.7865.17580.37643.3448.887530.33857.7858.58890.33843.3443.9468确定了恒载内力和活载内力之后，需要对主梁顺桥向各截面的内力进行组合，以确定各个截面的计算内力，为截面配筋和验算提供依据。主梁内力组合可按结构重力内力+汽车荷载内力（包括冲击力）+人群荷载内力进行组合。按公预规（JTG D602004)其承载能力极限状态下基本组合公式为： (4-3)式中 桥梁结构重要性系数，取为1.0