简支梁桥毕业设计计算书

1、湖南工程学院毕业设计 毕 业 设 计题 目：06 号大桥的初步设计及引桥计算 院 （系）： 湖南工程学院应用技术学院 专 业： 土 木 工 程 班 级： 1084 姓 名： 蒋 票 学 号： 201013170429 指导教师： 黄 佳 梅 下达时间2014.02 完成时间2014.06-I-摘要本设计采用预应力混凝土简支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

2、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30m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：预应力；简支T梁；后张法；应力验算AbstractThe design is ab

3、out a reinforce concrete simply supported T beam structure, its superstructure by the king post, septum transversum beam, the lane board, the bridge floor part and the support and so on is composed, the obvious king post is the bridge main carrier. Its king post connects into the whole through the c

4、rossbeam and the lane board, enable the vehicles load to have the good traverse between various king posts .Bridge floor part including compositions and so on flooring, expansion and contraction installment and parapet, these structures although is not the bridge main carrier, but their design and t

5、he construction relates the bridge whole directly the function and the security, here has also given the detailed explanation in this design.This design mainly steps the sagging moment control, when the span increases, cross the bending moment which produces by the dead load and the live load the sh

6、arp growth, is the material intensity majority of consumes for the structure gravity, thus limits the spanning ability, this design uses the 30m standard span, has solved this problem reasonably. In the design through the king post endogenic force computation, the stress steel bar arrangement, king

7、post section intensity and stress checking calculation, lane board and support, pillar Taiwan and so on designs, a structure assembly type prestressed concrete simple support T beam bridge, the checking calculation completely has conformed to the requirement perfectly, uses the method and the new st

8、andard corresponds. Keywords Pre-stressed；Simple support T beam；Tensioning； Stresschecking calculation-105-目录摘要IAbstractII第1章 设计概况说明91.1设计概括91.1.1设计依据91.1.2主要设计标准91.1.3主要技术规范91.2预应力混凝土连续刚构桥91.2.1总体布置91.2.2主桥上部结构设计91.2.3引桥上部结构设计101.2.4下部结构设计111.2.5桥台设计111.2.6施工方案121.3预应力混凝土连续梁桥121.3.1总体布置121.3.2上部结构设

9、计121.3.3引桥上部结构设计131.3.4下部结构设计131.3.5桥台设计141.3.6施工方案14第2章 上部结构计算162.1设计资料及构造布置162.1.1 设计资料162.1.2 横断面布置162.1.3 横截面沿跨长的变化182.1.4 横隔梁的设置192.2主梁作用效应计算202.2.1 永久作用效应计算202.2.2 可变作用效应计算(修正刚性横梁法)222.2.3主梁作用效应组合292.3预应力钢束的估算和确定302.3.1跨中截面钢束的估算和确定302.3.2.预应力钢束布置312.4主梁截面几何特性计算352.4.1 主梁预制并张拉预应力钢筋352.4.2 灌浆封锚，

10、主梁吊装就位并现浇40cm湿接缝352.4.3桥面栏杆及人行道施工运营阶段352.5钢束预应力损失估算372.5.1 预应力钢束与管道间摩擦引起的预应力损失()382.5.2 锚具变形、钢丝回缩引起的预应力损失()422.5.3 混凝土弹性压缩引起的预应力损失()432.5.4 由钢束松弛引起的预应力损失()432.5.5 混凝土收缩徐变引起的预应力损失()432.5.6 各截面钢束应力损失平均值及有效预应力452.6主梁截面承载力与应力验算452.6.1 持久状况截面承载能力极限状态验算452.6.2 主梁截面应力验算472.7主梁变形验算532.7.1 荷载短期效应作用下主梁挠度验算532

11、.7.2 预加力引起的上拱度计算542.7.2 预拱度的设置542.8主梁端部的局部承压验算542.8.1 局部承压区的截面尺寸验算542.8.2局部抗压承载力验算552.9横隔梁计算562.9.1 确定作用在跨中横隔梁上的计算荷载562.9.2 跨中横隔梁的内力影响线572.9.3 横隔梁的内力计算582.9.4 横隔梁配筋计算602.10行车道板计算622.10.1 悬臂板荷载效应计算632.10.2 连续板荷载效应计算632.10.3 截面设计、配筋与承载力验算662.11板式橡胶支座的设计计算672.11.1 确定制作平面尺寸682.11.2 确定支座的厚度682.11.3 验算支座偏

12、转情况692.11.4 验算支座的抗滑稳定性69第3章 下部结构计算703.1设计资料703.2盖梁计算713.2.1 荷载计算713.2.2 内力计算773.2.3 截面配筋设计与承载力校核793.3墩柱计算813.3.1 荷载计算813.3.2 截面配筋计算及应力验算833.4钻孔桩计算853.4.1 荷载计算853.4.2 桩长计算863.4.3 桩的内力计算(m法)873.4.4 桩身截面配筋与承载力验算883.4.5 墩顶纵向水平位移验算903.5桥台计算913.5.1 设计资料及基本数据913.5.2 桥台与基础构造及拟定的尺寸913.5.3 荷载计算及组合913.5.4 地基承载

13、力验算983.5.5 基底偏心距验算993.5.6 基础稳定性验算99总结102参考文献103致谢104 第1章 设计概况说明1.1设计概括1.1.1设计依据 1、工程地质剖面图 2、桥位平面图1.1.2主要设计标准 1、荷载等级：公路II级； 2、桥面纵坡为2%；横坡为2%； 3、设计水位36.612m，通航水位32.055m； 4、通航标准：III(1)双向通航孔 5、结构设计基准年限：100年；桥面净宽12m=2×1.5m（人行道）+2×4.5m（行车道）。1.1.3主要技术规范公路工程技术标准（JTG B01-2003）；公路桥涵设计通用规范（JTG D60-200

14、4）；公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）；公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007）；公路工程结构可靠度设计统一标准（GB/T50283-1999）；公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）；内河通航标准（GB50139-2004）。1.2预应力混凝土连续刚构桥1.2.1总体布置8×40m（简支连续T梁）+100m+180m+100m(预应力连续刚构)+1×40m（简支连续T梁）=740m，连续刚构边主跨比为0.55。连续刚构立面图见图11： 图11连续刚构桥立面图（单位：cm） 1.2.2主桥上部结构设计桥面净宽12m，

15、横桥向采用整体式断面。单箱单室截面的顶板宽度一般小于20m，单箱双室的顶板宽度约为25m左右。主桥采用变截面单箱单室箱梁（参考马鞍石嘉陵江大桥1）采用C50高强混凝土。箱梁顶板宽11m，底板宽5.4m，两侧悬臂长度2.8m，支点梁高13m，高跨比为1/18.46（一般1/161/181），跨中梁高4m，为支点梁高的1/3.25（跨中截面梁高通常为支点截面梁高的1/2.51/3.51），腹板厚度为0.4m0.75m，底板厚度为0.32m1.3m，顶板厚度为0.3m，梁底曲线采用三次曲线1。主梁横断面图如图12：图12主梁横断面图（单位：cm）变高度箱梁采用直腹板，顶板与腹板接头处设置梗腋，可提高

16、截面的抗扭刚度和抗弯刚度，减少扭转剪应力和畸变应力。底板和腹板之间设置下梗腋，便于底板混凝土的浇筑为了提高箱梁的整体性，减轻结构自重，箱梁采用三向预应力体系：箱梁采用挂篮悬臂施工的方法，纵向预应力筋采用高强低松弛钢绞线直线式布束方式，顶板预应力筋沿水平布置并锚固在梗肋处，可以减少预应力筋的摩阻损失，穿束方便，也改善了腹板的混凝土浇筑条件；横向预应力采用高强低松弛钢绞线，扁锚体系配以扁平波纹管成空；竖向预应力筋比较短，采用高强粗钢筋减少力筋张拉锚固时的回缩损失2。1.2.3引桥上部结构设计引桥采用先简支后连续的预应力混凝土T梁，T梁采用C50高强混凝土，每跨采用7片T梁，30mT梁共77片。T梁

17、预制梁高2.00m，翼板宽2.0m，梁中段腹板宽0.2m，梁端腹板宽0.4m,T梁间距2.2m，横隔板间距7.2m。T梁横向通过梁间横隔板及翼缘板的湿接缝成整体，纵向通过两跨T梁间湿接头及施加预应力连续成连续结构。预应力管道采用钢波纹管成型，预应力筋采用高强低松弛钢绞线。T梁截面图如图13。图13 T梁截面图（单位：cm）1.2.4下部结构设计由于连续刚构桥采用墩梁固结形式，在温度变化、混凝土收缩、徐变及制动力等因素作用下会引起较大的水平位移，就需要桥墩的水平抗推刚度尽量的小。竖直双肢薄壁墩可增加桥墩纵向竖向荷载作用下的刚度，同时其水平抗推刚度小，在桥梁纵向允许的变化大，这不仅可以减小主梁附加

18、内力，而且由于主梁的负弯矩峰值出现在双肢薄壁墩的墩顶，可减少主梁在墩顶截面处的尺寸。故本桥主墩采用双肢薄壁墩，双肢墩中距10m，宽3m(双肢薄壁墩设计洛溪大桥2)，壁厚0.5m墩高27m，横向长与主梁底板等宽8m。墩下现浇5.5m厚C30钢筋混凝土承台，承台尺寸15m×12m。承台下面采用直径2m的9根钻孔灌注桩（桩基础设计参考虎门大桥2），钻孔灌注桩采用C30混凝土，桩底切入持力岩层5m。主墩下部结构如图14。图14 主墩下部结构图（单位：cm）引桥桥墩采用2根直径1.8m柱，承台厚度2m，承台尺寸12m×6m，承台下面布置2根2m的桩，桩底切入持力岩层5m。引桥下部结构

19、图如图15。图15引桥下部结构图（单位：cm）1.2.5桥台设计由于地质条件的原因采用框架式轻型桥台，用钻孔灌注桩作基础。为了保持轻型桥台的稳定性，除了构造物应牢固地埋入土中外，还应该保证铰接处有可靠的支撑，锚固上部块件的栓钉孔、上部构造与台背间以及上部构造各块件的连接缝，均需用与上部构造同强度等级的小石子混凝土填实。桥台总宽12m，每隔1.7m设有支座一共7个，钻孔灌注桩桩径为1.5m。1.2.6施工方案下部结构施工时，采用双壁钢围堰法施工，搭设工作平台，用回旋钻机钻进地基成孔。待桩基混凝土强度达到规范要求时，现浇钢筋混凝土大体积承台，大体积混凝土的浇筑需注意水化热和体积变形。主墩施工时可以

20、在承台上搭设支架分阶段现浇，完成主墩浇筑，待达到设计强度后即可进入主桥上部结构施工。连续钢构采用挂篮悬臂现浇施工，先浇筑主墩顶0#块，0#块长度在10m以上，方便安装挂篮，在0#块两侧对称平衡的浇筑梁段混凝土（每段长25m），每浇筑完一对梁段，待达到规定强度后张拉预应力筋并锚固，然后向前移动挂篮，进行下一梁段的施工，直到悬臂端为止，先边跨合龙，再中跨合龙。引桥采用吊装预制T梁的方法，横向通过梁间横隔板及翼缘板的湿接缝连接成整体，纵向通过两跨T梁间湿接头及施加预应力连接成连续结构。1.3预应力混凝土连续梁桥1.3.1总体布置13×30m(简支T梁)+95m+170m+95m（预应力连续

21、梁）+2×30m(简支T梁)=750m。连续梁边主跨比为0.558。连续梁桥立面图见图16。图16 连续梁桥立面图1.3.2上部结构设计本桥为95m+170m+95m 3跨一联的预应力混凝土连续箱梁，桥梁全长750m连续梁跨径的布置一般为不等跨的形式。主跨径在40m60m的预应力混凝土连续梁桥，一般都会采用等高的主梁3。该桥主跨170m采用变高度连续梁。主梁横截面布置采用C50双悬臂矩形单箱单室的变高度箱型截面，箱梁定宽12m，底板宽9m，支点处梁高8.8m，跨中梁高3.2m。变高度连续梁的截面变化曲线可以为二次抛物线、圆弧线、折线或者介于二次抛物线之间的1.51.8次抛物线变化形式

22、4。这里梁底立面及箱梁底板厚度均按二次抛物线变化。箱梁顶板厚度采用30cm，腹板厚度则采用90cm、60cm、40cm三种，如图17所示。中跨箱梁在支点L/4、跨中各设一道横隔板以抗畸变变形。图17 主梁横截面布置图（尺寸单位：cm）1.3.3引桥上部结构设计引桥采用先简支后连续的预应力混凝土T梁，T梁采用C50高强混凝土，每跨采用7片T梁，30mT梁共91片。T梁预制梁高2.0m，翼板宽2.0m，梁中段腹板宽0.2m，梁端腹板宽0.4m,T梁间距2.2m，横隔板间距7.2m。T梁横向通过梁间横隔板及翼缘板的湿接缝成整体，纵向通过两跨T梁间湿接头及施加预应力连续成连续结构。预应力管道采用钢波纹

23、管成型，预应力筋采用高强低松弛钢绞线。T梁截面图如图18。图18 T梁截面图（单位：cm）1.3.4下部结构设计桥位处主要地层有中砂、细沙和泥质粉砂岩等。基岩埋置较深，因此全桥基础均采用钻孔灌注摩擦桩。如图19主墩采用高桩承台基础，每墩桩基分三排共10根D180cm钻孔灌注桩，桥墩采用C30钢筋混凝土圆端形实心墩。承台和桩基均采用C25钢筋混凝土（参考白沙大桥2）。图19 主墩横断面布置图（尺寸单位cm）引桥桥墩采用2根直径1.8m柱，承台厚度2m，承台尺寸12m×6m，承台下面布置2根2m的桩，桩底切入持力岩层5m。引桥下部结构图如图20。图2.0 引桥下部结构图（单位cm）1.3

24、.5桥台设计由于地质条件的原因采用框架式轻型桥台，用钻孔灌注桩作基础。为了保持轻型桥台的稳定性，除了构造物应牢固地埋入土中外，还应该保证铰接处有可靠的支撑，锚固上部块件的栓钉孔、上部构造与台背间以及上部构造各块件的连接缝，均需用与上部构造同强度等级的小石子混凝土填实。桥台总宽12m，每隔1.70m设有支座一共7个，钻孔灌注桩桩径为1.5m。1.3.6施工方案主桥按两个“T”对称悬臂浇筑施工，0号梁段长500cm，其余121号梁段分段长为5×250cm+5×300cm+11×400cm，0号、1号梁段采用塔设托架浇筑完成，其余梁段采用挂篮悬浇，五个合龙段长为200c

25、m。在主墩上安装支座及托架，浇筑墩梁临时固结，浇筑0号、1号梁段。待0号、1号梁段混凝土强度达到80%以上时，张拉三向预应力，灌浆。安装挂篮，准备浇筑2号梁段；分段对称浇筑221号梁段。对边跨合龙段进行临时固结，并在顶底板各张拉4根最短的预应力束，张拉为设计值的50%，经过一昼夜温差后，如无异常方可浇筑混凝土。拆除边跨现浇段临时支架、模板，拆除主墩上临时固结。对中跨合龙段进行临时固结，并在顶板各张拉4根最短的预应力束，张拉力设计值的50%，固结时要求温度为15，经过一昼夜温差后，如无异常方可浇筑混凝土5。待混凝土强度达到80%以上时，张拉纵向、竖向、横向预应力筋，纵向后期束按先长束后短束顺序张

26、拉，同时将原来已张拉50%设计值的束再补张拉到设计吨位，灌注。完成以上程序后，即可分级对称拆除施工挂篮。在桥面清洗干净后，可进行桥面、栏杆系等附属设施的安装。第2章 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。2设计荷载公路级(；)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6根，全梁配5

27、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R235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2.1.2.1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

28、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240cm，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 =220cm)和运营阶段的大截面(bi =240cm)，净9m+2×1.5m的桥宽选用五片主梁，如图所示。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：mm)表2-1 基本设计数据名称项目符号单位数据混凝土立方强度fcu，kMPa50弹性模量EcMPa3.45×104轴心抗压标准强度fckMPa32.4轴心抗拉标准强度ft

29、kMPa2.65轴心抗压设计强度fcdMPa22.4轴心抗拉设计强度ftdMPa1.83短暂状态容许压应力0.7fckMPa20.72容许拉应力0.7ftkMPa1.757持久状态标准荷载组合：容许压应力0.5fckMPa16.2容许主压应力0.6fckMPa19.44短期效应组合：容许拉应力st -0.85pcMPa0容许主拉应力0.6ftkMPa1.59s15.2钢绞线标准强度fpkMPa1860弹性模量EpMPa1.95×105抗拉设计强度fpdMPa1260最大控制应力con0.75fpkMPa1395持久状态应力(标准荷载组合)0.65fpkMPa1209材料重度钢筋混凝土

30、1kN/m325沥青混凝土2kN/m323钢绞线3kN/m378.5钢束于混凝土的弹性模量比Ep无量纲5.652.1.2.2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200cm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

31、取用18cm，翼板根部加厚到30cm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18cm。 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40cm，高度为25cm，马蹄与腹板交接处作三角过渡，高度为15cm。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

32、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1-1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148cm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

33、时，应设置较多的横隔梁，本设计在桥跨中点、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，故设置端横隔梁的高度与主梁同高，厚度为上部25cm，下部为23cm，中横隔梁高度为175cm，厚度为上部为17cm，下部为15cm。表2-2 跨中截面几何特性计算表分块名称分块面积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,cm4di=ys- yi,cm分块面积对截面形心的惯距Ix=Ai×di 2,cm4I=Ii+Ix,cm4(1)(2)(3)=(1)×(2)(4)(5)(6)=(1)×

34、;(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1000187.518750052083.333-127.78163277281637981196904855786506629060-186.435049574I=41678634小毛截面翼板36009324009720054

35、.791080699910904199三角承托10802223760864041.7918861161894756腹板314096.53030106449821.667-32.7133596249809446下三角150170255001875-106.2116920851693960马蹄1000187.518750052083.333-123.71153041641535624789704855721706609620-166.0533048988I=39658608大毛截面形心至上缘距离：小毛截面形心至上缘距离：上核心距：下核心距：截面效率指标：表明以上初拟的主梁跨中截面是合理的。2.2主

36、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 2.2.1.1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)： 马蹄抬高与腹板宽度段梁的自重(长6.25m)： 支点段梁的自重(长1.48m)： 边主梁的横隔梁 中横隔梁体积： 端横隔梁体积： 故边半跨内横梁重力为： 2号、3号梁半跨内横梁重力为：边预制梁永久作用集度 2号、3号预制梁永久

37、作用集度(2)二期永久作用现浇T梁翼板集度 边梁现浇部分横隔梁 一片中横隔梁(现浇部分)体积：一片端横隔梁(现浇部分)体积： 故边梁在整跨内横梁重力集度为：2号、3号梁在整跨内横梁横梁重力为：铺装8cm混凝土铺装：5cm沥青铺装：若将桥面铺装均摊给五片主梁，则：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：边梁二期永久作用集度： 2号、3号梁二期永久作用集度：2.2.1.2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a=x/l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： (2-1) (2-2)永久作用效应见表2-3：表2-3

38、 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=0一期弯矩,kN·m2697.512023.130.00剪力,kN0.00186.04372.07二期弯矩,kN·m1065.97799.480.00剪力,kN0.0073.52147.03弯矩,kN·m3763.482822.610.00剪力,kN0.00259.56519.102，3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=0一期弯矩,kN·m2813.152109.860.00剪力,kN0.00194.01388.02二期弯矩,

39、kN·m1094.35820.760.00剪力,kN0.0075.47150.95弯矩,kN·m3907.502930.620.00剪力KN0.00269.48538.972.2.2 可变作用效应计算(修正刚性横梁法)2.2.2.1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： 其中： 根据本桥的基频，可计算出汽车荷载的冲击系数为：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。如前所述，本设计桥跨内设

40、五道横隔梁，具有可靠的横向联系，且承重结构的长宽比：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 计算主梁抗扭惯距：对于T形梁截面，抗扭惯距可以近似按下式计算： (2-3)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：马蹄部分的换算平均厚度： 图2-6示出了的计算图示，的计算见表2-4图2-6 计算图式(尺寸单位：mm)表2-4 计算表分块名称bititi/bici翼板240.0022.500.0940.33339.11250腹板145.0020.000.1380.30403.52

41、640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： (2-4)取G=0.4E，L=29m，a1=4.8m，a2=2.4m，a3=0， a4=-2.4m，a5=-4.8m 得=0.92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2-5内：表2-5 值的计算表梁号i1i2i3i4i510.5680.3840.20.016-0.16820.3840.2920.20.1080.01630.20.20.20.20.2计算荷载横向分布系数mc各号梁的

42、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-)： 可变作用(人群)：2号梁的横向分布系数：可变作用(公路-)： 可变作用(人群)：3号梁的横向分布系数：可变作用(公路-)： 可变作用(人群)：(2)支点截面的荷载横向分布系数如图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，梁可变作用的横向分布系数可计算如下：1号梁：可变作用(汽车)：；可变作用(人群)：2号梁：可变作用(汽车)：；可变作用(人群)：3号梁：可变作用(汽车)：；可变作用(人群)：(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mcm01

43、公路-级0.638 0.334 人群0.603 1.188 2 公路-级0.519 0.813 人群0.401 0.000 3 公路-级0.468 0.771 人群0.400 0.000 图2-7 跨中横向分布系数mc的计算图式(尺寸单位：mm)图2-8 支点横向分布系数m0计算图式(尺寸单位：mm)2.2.2.2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和集中荷载标准值 为：计算弯矩时：计算剪力时：2.2.2.3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 ，从支点至第一根横梁系段，横向分布系数从直线过渡到；其余梁段均取；

44、(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：图2-9 跨中截面作用效应计算图式计算公式为：汽车荷载： (2-5) 人群荷载： (2-6)公路-级汽车可变作用效应(含冲击力)：1号梁2号梁3号梁人群可变作用效应：1号梁 2号梁 3号梁 (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号梁图2-10 L/4(变化点)截面作用效应计算图式3号梁人群可变作用效应：1号梁2号梁3号梁(3)求支点截面处的最大弯矩和最大剪力，如图2-11所示图2-11 支点截面

45、作用效应计算图式计算公式为：汽车荷载： (2-7)人群荷载： (2-8)式中yk=1，为三角形面积，对于汽车荷载，而对于人群荷载；公路-级汽车可变作用效应(含冲击力)：1号梁 2号梁 3号梁 人群可变作用效应：1号梁 2号梁 3号梁 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号梁作用效应组合序号荷载类型跨中截面四分点截面(变化点截面)支点截面MmaxkN·mQmaxkNMmaxkN·mQmaxkNQmaxkN一期恒载标准值G126

46、97.510.002023.13186.04372.07二期恒载标准值G21065.970.00799.4873.52147.03总永久作用=+3763.480.002822.61259.56519.10公路-汽车荷载标准值(含冲击力，=0.25)1857.07121.821392.93199.80278.33公路-汽车荷载标准值(不计冲击力)1485.6597.451114.34159.84222.66人群荷载标准值Q2285.269.84213.9622.1348.88作用长期效应组合1.0×(+0.4×+0.4×)4471.8442.923353.93332

47、.35627.72作用短期效应组合1.0×(+0.7×+1.0×)5088.6978.063816.60393.58723.84承载能力极限状态下的基本组合 1.2×+1.4×+0.8×1.4×7435.56181.575576.86615.981067.33表2-8 2号梁作用效应组合序号荷载类型跨中截面 四分点截面(变化点截面)支点截面MmaxkN·mQmaxkNMmaxkN·mQmaxkNQmaxkN一期恒载标准值G12813.15 0.00 2109.86 194.01 388.02 二期恒载标准

48、值G21094.35 0.00 820.76 75.47 150.95 总永久作用=+3907.50 0.00 2930.62 269.48538.97 公路-汽车荷载标准值 (含冲击力，=0.25)1510.69 99.09 1133.12 162.53 245.71 公路-汽车荷载标准值 (不计冲击力)1208.55 79.28 906.49 130.03 196.57 人群荷载标准值Q2189.70 6.54 142.29 14.72 19.63 作用长期效应组合 1.0×(+0.4×+0.4×)4466.80 34.33 3350.13327.38 625

49、.45 作用短期效应组合 1.0×(+0.7×+1.0×)4943.19 62.04 3707.45375.22 696.20 承载能力极限状态下的基本组合 1.2×+1.4×+0.8×1.4×7016.43 146.05 5262.47 567.40 1012.74 表2-9 3号梁作用效应组合序号荷载类型跨中截面 四分点(变化点)截面支点截面MmaxkN·mQmaxkNMmaxkN·mQmaxkNQmaxkN一期恒载标准值G12813.15 0.00 2109.86 194.01 388.02 二期恒

50、载标准值G21094.35 0.00 820.76 75.47 150.95 总永久作用=+3907.50 0.00 2930.62 269.48538.97 公路-汽车荷载标准值 (含冲击力，=0.25)1362.2489.36 1021.77 146.56 222.92 公路-汽车荷载标准值 (不计冲击力)1089.7971.49 817.42 117.25 178.33 人群荷载标准值Q2189.236.53 141.93 14.68 19.58 作用长期效应组合 1.0×(+0.4×+0.4×)4419.11 31.21 3314.36 322.25 618.13 作用短期效应组