桥梁专业课程设计[西安三河中桥设计]

1、桥梁专业课程设计西安三河中桥设计摘要本设计为西安至铜川公路K6+042处的三河中桥，交叉角度为90°，设计荷载为公路II级。拟建5-16m装配式后张法预应力混凝土简支板桥，桥面连续。桥梁计算跨径为15.3m，桥面宽度7.25m，设计两个车道，设计平安等II级，环境类别II类。下部结构采用肋形埋置式桥台，桩柱式桥墩。设计主要内容为桥梁上部结构和下部结构的计算以及设计图纸的绘制。上部结构的设计包括横断面布置，汽车荷载横向分布系数、冲击系数的计算，作用效用组合，持久状态承载能力极限状态计算，持久状态正常使用极限状态计算，持久状态和短暂状态构件应力计算，桥面板配筋计算。下部结构设计包括盖梁承

2、载力验算及裂缝验算与抗剪验算、墩柱承载力验算及裂缝宽度盐酸、桩基承载力验算及裂缝宽度验算，墩柱与桩基的水平位移。设计图主要是构件的配筋图和详图。根据验算结果得出结论：设计的桥梁结构是平安、经济、合理的，并满足现行标准的要求。关键词：简支板桥，后张法，肋形埋置式桥台AbstractThe design of SanHe medium bridge is located in K6+042 of the secondary roads which is from XiAn to TongChuan simply-supported slab bridge is a prestressed conc

3、rete bridge,which is 5-16 meters in span,at the cross angle of 90 degrees and the bridge of security level is grade II. The calculation of span(the orthogonal, the simply supported) is m. The precast beam length is 15.96m,The load of designed is Hightway grade，the width of Deck is m,setting up two L

4、anes,，the environmental condition is grade II.The substructure uses the rib form for type abutment buried and circular section piers with a diameter of 1.0 and circular section bored pouring pile foundation with a diameter of 1.2 m. The main content of design is the consideration of Bridge superstru

5、cture and substructure, and the design drawings of drawing. The design of superstructure consists of cross-section layout, the transverse distribution factors of moving Vehicles、the Calculation of impact factor, the combination of function and utility, the Calculation of persistent state of ultimate

6、 limit state, the Calculation of persistent state of limit state，the calculation of stress component of persistent state and transient state，the calculation of bridges deck reinforcement. The structure design including cover checking and calculating bearing capacity of beams cracks and shear checkin

7、g and calculating the pier and bearing capacity of crack width, pile foundation bearing capacity and hydrochloric acid checking checking the crack width, pier column and horizontal displacement of pile foundation. According to the calculation results, the bridge designed in this graduation project w

8、as safe, economical and reasonable, and it is qualified for the present bridge design specifications .Keywords: simply-supported slab bridge, post-tensioning method, Rib form for type abutment buried第一章 设计资料及主要技术指标路线在K6+024，为正交桥。上部结构为5-16m预制空心板，先简支后连续，桥梁总宽为7.25m，两侧为防撞护栏，桥面净宽为6.25m，下部结构桥台由于填土较高，采用埋置式

9、肋型台，桩根底，桥墩采用柱式墩，桩根底。1.1.2地形地貌、地质及建设条件本桥位处土层依次为粉质粘土、卵石层、粉质粘土，地质条件复杂，所以将根底设计成桩根底。1本桥的结构体系为简支结构体系，预制空心板采用局部预应力A类构件设计；桥面现浇层参与结构受力，荷载横向分布系数按杠杆原理法和铰接板法计算。2设计计算采用平面杆系结构计算软件计算，桥面现浇层参与结构受力，荷载横向分配系数按铰接板法计算。 主要技术指标 表1-1公路等级汽车荷载等级行车道数桥面净宽m斜度°横向桥板块数板宽m预制板长m预制板高m预制板最大吊装静载kN设计平安等级环境类别二级公路公路级26905边板289；中板227二级

10、级1?公路桥涵设计通用标准?JTG D6020042?公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计标准?JTG D6220043?公路桥涵地基与根底设计标准?JTG D6320074?公路桥梁抗震设计细那么?JTG/T B02-01-20215?公路桥涵施工技术标准?JTJ04120006?公路圬工桥涵设计标准?JTG D61-20057?城市桥梁工程施工与质量验收标准?CJJ 2-20218?混凝土结构设计标准?GB50010-20021.3.1 混凝土混凝土标号的选用如表2-1所示。 混凝土标号选用汇总 表1-2序号结构部位混凝土标号要求1预制空心板、封锚端、铰缝和桥面现浇层C50混凝土2封端C4

11、0混凝土3桥面铺装层沥青混凝土4台帽、背墙、防撞护栏C30混凝土5支座垫石C40小石子混凝土6桩根底C25混凝土C25混凝土：轴心抗压强度设计值，轴心抗拉强度设计值，弹性模量。C30混凝土：轴心抗压强度设计值，轴心抗拉强度设计值，弹性模量Ec=3.0x104MPa。C40混凝土：轴心抗压强度设计值，轴心抗拉强度设计值，弹性模量。C50混凝土：轴心抗压强度设计值，轴心抗拉强度设计值，弹性模量。有条件时，铰缝混凝土可选择抗裂、抗剪、韧性好的钢纤维混凝土。混凝土中不得掺和粉煤灰。1.3.2 普通钢筋设计采用HRB335、R235钢筋，R235钢筋其质量应符合GB1499.1-2021的规定，HRB3

12、35钢筋其质量应符合GB1499.2-2007要求。直径20mm的钢筋采用直螺纹I级连接，连接区段内的接头率不大于50%，并满足标准JGJ 1072003/J 2572003及DB50/5027-2004要求。R235钢筋：抗拉设计强度，标准强度，弹性模量。HRB335钢筋：抗拉设计强度，标准强度，弹性模量。采用抗拉强度标准值，公称直径的低松弛高强度钢绞线，其力学性能指标应符合?预应力混凝土用钢绞线?GB/T 52242003的规定。预应力钢筋及其锚具主要参数 表1-3材料项 目参 数混凝土特性参数桥梁所处地区相对湿度低松弛钢绞线控制张拉应力1395MPa弹性模量Ep1.95×105

13、MPa公称面积A139mm2松弛率松弛系数锚具及波纹管钢束管道摩阻系数钢束管道偏差系数k单端锚具变形及回缩值l肋形埋置式桥台采用C30混凝土。锥坡、护坡采用M7.5浆砌片石。1钢板：采用?碳素结构钢?GB/T700-2006规定的Q235B钢板。2锚具：采用YM15-4和YM15-5型系列锚具及其配套设备；管道成孔采用圆形金属波纹管。金属波纹管钢带厚度不应小于0.35mm。3支座：采用板式橡胶支座GYZ型产品，其性能均应符合?公路桥梁板式橡胶支座?JT/T42004的规定。4桥面：采用FYT-1改良型桥面防水材料，假设选用其他材料，应符合现行的行业标准或标准要求。第二章 总体布置图2-1三河中

14、桥立面图本桥的结构体系为先简支后连续结构体系，预制空心板采用局部预应力A类构件设计，板宽1.24m，高0.8m，桥面总宽7.25m。桥面横坡通过现浇层调整。桥面现浇层参与结构受力，荷载横向分配系数按铰接板法计算。如图3-2所示。图2-2三河中桥上部横断面图下部桥墩采用双柱式桥墩，桩根底。盖梁长6.34m，宽1.2m。墩柱直径为1.0m，高6.4m，故在中部设置一道横系梁，桩的直径为1.0m，桩长20m，如图2-3所示。图2-3桥墩一般构造图结合地质条件考虑后，桥台拟定为肋形埋置式桥台、桩根底。背墙长7.25m, 在台帽上设置抗震挡块,并设置抗震锚栓。肋宽1.0m,高5.525m。双排桩根底为摩

15、擦桩，桩径为1.0m，长20m，如图4-2所示。图2-4桥台一般构造图第三章 上部结构计算1跨径: 标准跨径16m，板长15.96m,计算跨径15.3m；2桥面宽度：6+1.25m；3设计荷载：公路II级荷载；4结构重要性系数：1.0。为简化计算，本桥的设计计算以边板跨中截面作为控制截面进行计算。图3-1、3-2分别为边板和中板截面分块图，计算各截面惯性矩，并通过平行移轴公式，求得截面对主形心轴的惯性矩。截面各局部几何特性列于表3-1中 边、中板毛截面几何特性表 表3-1板号边板中板几何特性面积A(m2)抗弯惯性矩I(m4)截面重心到顶板距离m面积A(m2)抗弯惯性矩I(m4)截面重心到顶板距

16、离m图3-1 边板截面构造尺寸及截面分块单位：cm图3-2 中板截面构造尺寸及截面分块单位：cm计算抗扭惯性矩 其中。根据公式可计算得，。根据刚度参数公式计算刚度系数0计算支点截面横向分布系数按杠杆原理法计算，对于汽车荷载，最不利情况为一个车轮全部位于一块板上，故汽车荷载的横向分布系数：图3-3 边板横向分布影响线及最不利荷载图预制板之间采用企口缝，所以跨中的荷载横向分布系数采用铰接板法进行计算。1计算横向分布影响线计算表表3-2横向分布影响线板号r单位荷载作用位置i号板中心123456712442021571251028882100022021981701351119688100031571

17、701761561281111021000412513515616915613512510002跨中的荷载横向分布系数Mc计算当双行汽车荷载作用时，1号板的横向分布系数最不利，因此取1号板横向分布影响线为例，如以下图3-4所示：1板的横向分布系数如下：1号板：因此，对于各块板的横向分布系数偏平安取。图3-4边板横向分布影响线3.3.1 恒载内力计算1预制板的自重第一期恒载中板：边板：2桥面板间接头和桥面铺装第二期恒载100mmC40混凝土和80mm沥青混凝土铺装，重力密度取为，重力密度；护栏单侧，重力密度。中板：边板：3主梁恒载总和 主梁恒载总和表 表3-3第一期恒载第二期恒载总和中板边板（1

18、） 边板的弯矩和剪力主梁弯矩和剪力的计算公式为设,为计算截面离左支点的距离 恒载内力作用效应汇总表 表3-4截面板号弯矩剪力计算式()()()计算式()()()跨中截面边板366497842519中板截面边板中板截面边板中板支点边板中板采用直接加载求汽车荷载内力，计算公式为：1公路II级车道荷载：在计算剪力时，集中荷载要乘以1.2系数。2冲击系数 简支梁桥的结构基频可按下式计算： 当时，故冲击系数为：。3汽车荷载横向折减系数：双车道折减系数。4荷载横向分布系数跨中采用铰接板法计算，支点用杠杆法计算，。 5内力影响线见图3-5图3-5 内力影响线跨中截面：截面 截面支点截面：6作用效应组合作用组

19、合效应表 表3-5序号荷载类别弯矩剪力L/8L/4L/2支点L/8L/41恒载2汽车荷载3×恒载4×汽车荷载6099525承载能力极限根本组合3+46×7×8正常极限设计值短期组合1+69正常极限设计值长期组合1+710×511×812×9 根据?公预规?6.3.1条，A类预应力混凝土构件正截面抗裂性是控制混凝土的法向应力，并符合以下条件： 在作用短期效应组合下，应满足的要求。式中：在作用短期效应组合作用下，构件抗裂验算边缘混凝土的法向拉应力； 构件抗裂验算边缘混凝土的有效预压应力。在初步设计时，和可按以下公式近似计算：，

20、式中：A，W构件毛截面面积及对毛截面受拉边缘的弹性地抗拒； 预应力钢筋重心对毛截面重心轴的偏心距，,为预应力钢筋截面重心距截面下缘的距离，可预先假定。代入即可求得满足局部预应力A类构件正截面抗裂性要求所需的有效预加力为：式中：混凝土抗拉强度标准值。预应力空心板桥采用C50，由上表得，空心板毛截面面积， 在此假设=90mm，那么，代入得那么所需预应力钢筋截面面积为：式中： 预应力钢筋的张拉控制力； 全部预应力损失值，按张拉控制力的20%估算。按照?公预规?，=1860MPa，现取=1395MPa，那么。采用4束315.2钢绞线，预应力钢筋的截面积。采用夹片式群锚，D56金属波纹管成孔。见图3-6

21、。图3-6预应力钢筋布置图(单位：cm)3.4.2 预应力钢筋布置1跨中截面预应力钢筋的布置后张法预应力混凝土受弯构件的预应力管道布置应符合?公路桥规?中有关构造要求，参考已有的设计图纸并按?公路桥规?中的构造要求，对跨中界面的预应力钢筋进行初步布置。2锚固面钢束布置为使施工方便，全部4束预应力钢筋均锚于梁端，这样布置符合均匀分散的原那么，不仅能满足张拉，还可提供较大的预剪力。3其他截面钢束位置及倾角计算采用直线段中接圆弧曲线的方式弯曲；为使预应力钢筋的预加力垂直作用于锚固板，N1弯起角，N2弯起角；各钢束的弯起半径为：R1=2000cm，R2=1000cm。图3-7预应钢束布置图4各截面钢束

22、位置及倾角计算计算时，首先应判断出i点所在区段，然后计算和，即：当时，i点位于直线段还未弯起，故对于N1，；对于N2，。 当时，i点位于圆弧弯曲段，和按下式计算，即，； 当时，i点位于靠近锚固端的直线段，此时，；各截面钢束位置及倾角计算值详见表3-6。 各截面钢束位置及倾角计算值表 表3-6计算截面钢束编号跨中截面xi=0N155301394小于00090N244901564200L/4截面xi=3990mmN155301394小于00090N244901564200L/8截面xi=5985mmN155301394455595N244901564149556256支点截面xi=7650mmN1

23、553013942120499189N244901564316094885763.5.1 工字形截面等效换算图3-8工字形换算截面将原截面等效成图3-7所示工字形截面，由?公预规?得，C50混凝土，。由前面计算得跨中，代入上式得：整理后求得：，且，说明中和轴在翼缘板内，可用下式求得普通钢筋面积：说明按照受力计算不需要纵向普通钢筋，现按构造要求配置。普通钢筋选用HRB335，。根据?公预规?规定，普通钢筋采用1216，普通钢筋布置在空心板下缘一排截面受拉边缘，沿空心板跨长直线布置，钢筋重心至板下缘50mm处。即。1换算截面面积钢筋混凝土截面换算系数预应力钢筋和非预应力钢筋截面面积分别为，；混凝土

24、截面面积为。换算截面面积公式：；代入数据得：。2换算截面重心位置所有钢筋换算截面对毛截面重心的静距为： 换算截面重心至空心板毛截面重心的距离为：换算截面重心至空心板截面下缘的距离为：换算截面重心至空心板截面上缘的距离为：换算截面重心至预应力钢筋重心的距离为：换算截面重心至普通钢筋重心的距离为：3换算截面惯性矩4换算截面弹性地抗拒下缘：上缘：5孔道压浆前各控制截面的几何特性 孔道压浆前各控制截面的几何特性汇总表 表3-7计算截面混凝土净截面A(cm2)yu(cm)yb(cm)ep(cm)I(106cm4)WWu=I/yuWb=I/ybWp=I/ep跨中截面L/4截面L/8截面支点截面一般取弯矩最

25、大的跨中截面进行正截面承载力计算。预应力钢绞线合力作用点到截面底边的距离，普通钢筋到截面底边的距离，那么预应力钢筋和普通钢筋的合力作用点到截面底边的距离为：采用换算等效工字形截面来计算，上翼缘厚度，上翼缘工作宽度，肋宽b=635mm，首先判断截面类型：所以属于第一类T形。计算受压区高度：由 得 且。计算跨中抗弯承载力：由计算我们可知，跨中截面抗弯承载力满足设计要求。1斜截面抗剪承载力对于预应力混凝土简支梁桥，应按照规定对各个控制界面进行斜截面抗剪承载力验算。首先，对截面抗剪强度上、下限复核，即：式中的为验算截面处剪力组合设计值，为混凝土强度等级，为混凝土抗拉强度设计值。对于支点截面，纵向受拉钢

26、筋合力点至混凝土截面下缘的距离为所以，为预应力提高系数，取1.25；那么计算说明，截面尺寸满足要求,不需要进行斜截面抗剪强度计算，仅需要按照构造配置箍筋。?公预规?规定，主梁斜截面抗剪强度按照下式计算：式中，为异号弯矩影响系数，取1.0；为预应力提高系数，取1.25；为受压翼缘的影响系数，取1.0。箍筋选用双肢直径为8mm的HRB335钢筋，间距，那么，故，采用全部预应力钢筋的平均值，即所以支点截面处斜截面抗剪满足要求。非预应力构造钢筋作为承载力储藏，未予考虑。2斜截面抗弯承载力由于钢束均锚固于梁端，钢束数量沿跨长方向没有变化，且弯起角度缓和，其斜截面抗弯强度一般不控制设计，故不另行计算。3.

27、7.1预应力钢筋张拉锚下控制应力按?公路桥规?规定采用1预应力钢筋与管道间摩擦引起的预应力损失对于跨中截面：，d为锚固点到支座中线的水平距离；、k，k=0.0015；为张拉端到跨中截面间，管道平面转过的角度。N1和N2在跨中都未弯起，所以=8。跨中截面各钢束摩擦应力损失值见下表3-8。跨中截面摩擦应力损失计算表3-8钢束编号o(弧度)N141395N291395平均值同理，可算出其它控制界面处的值。各截面摩擦应力损失的平均值的计算结果见下表3-9。各设计控制截面平均值表3-9截面跨中L/4L/8支点平均值MPa2锚具变形、钢丝回缩引起的应力损失计算锚具变形、钢丝回缩引起的应力损失，后张法曲线布

28、筋的构件应考虑锚固后反摩阻的影响。首先应计算反摩阻影响长度，即式中：张拉端锚具变形，两端同时张拉时，单位长度由管道摩阻引起的预应力损失。为7800mm时。锚固端为跨中截面，扣除沿管道摩阻损失后锚固端预应力为由于梁两端对称张拉钢绞线，可取梁跨中截面为锚固端，那么单位长度由管道摩阻引起的预应力损失为因为，预应力钢筋离张拉端处考虑反摩擦后的预应力损失为：，式中为时，在范围内，预应力钢筋考虑反摩擦后左张拉端锚下的预应力损失值。锚具变形引起的预应力损失汇总见表3-10。 锚具变形引起的预应力损失计算表 表3-10截面钢束编号平均值跨中截面N1780015090N2780011473L/4截面N13975

29、15090N2397511473L/8截面N115090N211473支点截面N115015090N2150114733预应力钢筋分批张拉时混凝土弹性压缩引起的应力损失混凝土弹性压缩引起的应力损失按应力计算需要控制的截面进行计算，对于简支梁可取截面进行计算，并以此计算结果作为全梁各截面预应力钢筋应力损失的平均值。按以下简化公式计算，即式中，m为张拉批数，取m=4；为预应力钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值，此处混凝土取其实际强度，按设计强度的90%计算，即，查得，故所以，。4钢筋松弛引起的应力损失 对于采用超张拉工艺的低松弛级钢绞线，由钢筋松弛引起的预应力损失按下式计算，即式中，为张拉系数，采

30、用超张拉时取0.9；为钢筋松弛系数，对于低松弛钢绞线取0.3；仍采用截面的应力值作为全梁的平均值计算，所以 。 5混凝土收缩徐变引起的应力损失混凝土收缩、徐变终极值引起的受拉区预应力钢筋的应力损失按下式计算，即构件理论厚度2Ac/u=2×636200/2444.1=520.6，可查表并插值得相应的徐变系数终极值为，；混凝土收缩应变终极值。跨中截面 L/4截面 所以 各截面钢束预应力损失平均值及有效预应力汇总表 表3-11预加应力阶段MPa使用阶段MPa跨中L/4L/8支点各截面钢束预应力损失平均值及有效预应力汇总表 续表3-11钢束有效预应力预加应力阶段使用阶段跨中L/4L/8支点1

31、构件在制作、运输及吊装等施工阶段，混凝土强度等级为C45，在预加力和自重作用下的截面边缘混凝土的法向压应力应符合的要求。短暂状况下梁跨中截面上、下缘的正应力为上缘：下缘：因为，预加力阶段混凝土的压应力满足应力限制值的要求；混凝土的拉应力通过规定的预拉区配筋率来防止出现裂缝，预拉区混凝土没有出现拉应力，故预拉区只需配置配筋率不小于0.2%的纵向钢筋即可。3.8.2、持久状况下的应力验算1混凝土的正应力计算对于预应力混凝土梁的正应力计算的作用取标准值，汽车荷载计入冲击系数。，跨中截面混凝土上边缘压应力计算值为满足要求。2持久状况下跨中预应力钢筋的应力验算所以钢束应力为可知钢筋应力满足要求。3.9

32、持久状况下的混凝土主应力验算预应力混凝土受弯构件在斜截面开裂前，根本处于弹性工作状态，所以主应力可按材料力学方法计算。此桥设计取L/4截面进行计算。全截面参与工作时，截面特性计算应计入非预应力钢筋和预应力钢筋影响的换算截面，变板计算图示见上图3-1。 分别计算上梗肋、重心轴和下梗肋处对净截面重心轴的面积矩。以第一阶段净截面计算为例。AA： XX：BB：其他不同阶段的面积矩计算方法与上相同，面积矩汇总于下表3-12。面积矩计算表 表3-12截面类型第一阶段净截面对其重心轴重心轴距上边为第二阶段换算截面对其重心轴重心轴距上边为计算点位置AAXXBBAAXXBB面积矩符号面积矩×107mm

33、3取剪力和弯矩都较大的截面为例进行计算。1剪应力计算在计算主应力点，按作用标准值组合计算的剪力产生的混凝土剪应力，对于等高度截面上任一点在作用标准值组合下的剪应力可按以下公式计算：，2正应力计算A-A截面：3主应力计算主应力可按以下公式计算：代入数据，得同理，可得其他截面的主应力，见表3-13。主应力计算表 表3-13计算点面积矩mm3剪应力MPa正应力(MPa)主应力MPaSnSoAA×107×107XX×107×107BB×107×1074主压应力限值混凝土的主压应力限值为fck×，与表1-14的计算结果比拟，可见混凝土

34、主压应力计算值均小于限值，满足要求。5主应力验算将表1-14中的主压应力值与主压应力限值进行比拟，均小于相应的限制值。最大主拉应力为=0.125ftk×，按?桥规?的要求，仅需按构造布置箍筋。正截面抗裂验算取跨中截面进行。1预加力产生的构件抗裂验算边缘的混凝土预压力：,由荷载产生的构件抗裂验算边缘混凝土的法向拉应力：对于A类局部预应力混凝土构件，作用荷载短期效用组合作用下的混凝土拉应力需满足：由以上计算知压，说明截面在作用短期效用组合作用下已经消压，计算结果满足?公规?中A类局部预应力构件按作用短期组合的抗裂要求。同时，A类局部预应力混凝土构件还必须满足作用长期效用组合的抗裂要求。满

35、足抗裂要求。 斜截面抗裂验算应取剪力和弯矩均较大的最不利区段截面进行，这里仍取L/4截面进行计算。该截面的面积矩见表3-12。1剪应力可按下式计算，其中VQS为可变作用引起的剪力短期效应组合值，所以有：代入数据，得 2正应力计算 代入数据，得3主拉应力计算 代入数据，得同理，其他截面的主应力可依照以上公式算得，主应力汇总于表3-14。 主拉应力计算表 表3-14计算点面积矩(mm3)剪应力MPa正应力(MPa)主拉应力(MPa)SnSoA-A5.812×107×107X-X×107×107B-B×107×107 作用短期效应组合下抗裂

36、验算的混凝土的主拉应力限值为tk×从表3-14中可以看出，以上主拉应力均符合要求，所以截面满足短期效应组合作用下的斜截面抗裂验算要求。3.11 主梁变形验算主梁在各控制截面的换算截面惯性矩各不相同，此桥的设计取L/4处截面的换算截面惯性矩I0=×1010mm4作为全梁的平均值来计算。现将可变荷载作为均布荷载作用在主梁上，那么主梁跨中挠度系数=5/48×106N·mm。那么由可变作用引起的挠度为考虑长期效应的可变荷载引起的挠度值为，满足要求。考虑长期效应的恒载引起的挠度：,那么主梁上拱值为考虑长期效应的预加力引起的上拱值为梁在预加力和何在短期效应组合作用下

37、并考虑长期效应的挠度值为预加力产生的长期上拱值大于按荷载短期效应组合计算的长期挠度值，所以不需要设置预拱度。采用板式橡胶支座，其设计按照?公预规?8.4条要求进行。橡胶支座的平面尺寸由橡胶的抗拉强度和梁端或墩台顶混凝土的局部承压强度来确定，对橡胶板应满足假设选定支座平面尺寸，那么支座形状系数S为式中矩形支座加劲钢板短边的尺寸，20-1=19cm，矩形支座加劲钢板长边的尺寸，20-1=19cm。满足标准要求。橡胶板的平均容许压应力为，橡胶支座的剪切弹性模量常温，那么橡胶支座的抗压弹性模量为计算时最大支座反力为N恒=220.266kN,N汽=161.00kN，N恒+ N汽=381.266kN。故主

38、梁的计算温差取,温度变形由两端的支座均摊，那么每一个支座的水平位移计算汽车荷载制动力引起的水平位移。首先确定作用在每一个支座上的制动力××10%=28.6kN，因要求不小于90kN,故取制动力为90kN。五块板共10个支座，每个支座承受的水平力为：按照?公预规?8.4条要求，橡胶层总厚度应满足：不计汽车制动力时：。计汽车制动力时：。，即。选用六层钢板、七层橡胶组成橡胶支座，上下层橡胶片厚度为0.25cm，中间层厚度为0.5cm，薄钢板厚度为0.2cm，那么：橡胶片的总厚度为：。支座总厚度：，符合标准要求。第四章肋形埋置式桥台设计计算设计荷载：公路II级上部结构：采用16m钢

39、筋混凝土空心板，计算跨径15.3m，板长15.96m。桥台资料：台帽包括翼墙、背墙采用C30混凝土，轴心抗压强度；双肋台身及桩根底采用C25混凝土，轴心抗压强度。混凝土重度，均采用HRB335钢筋。图4-1 桥台一般构造图单位：cm埋置式桥台是将台身埋在锥形护坡中，只露出台帽在外以安置支座和上部构造。这样，桥台所受的土压力大为减少，桥台的体积也相应的减小。埋置式框架式桥台结构本身存在着斜杆，能够产生水平力以平衡土压力，稳定性较好。其构造尺寸如图4-1。4.3.1台身顶、底的台后土压力1台身顶的台后土压力填土内摩擦角，台帽宽7.25m，台身肋宽，两肋外缘距离5.25m，台帽背高度2.3m，填土容

40、重，汽车荷载等代土层厚度为：式中：破棱体平面内布设的荷载破棱体平面面积，B为破棱体宽度，取7.25m。为破棱体长度，按以下计算。先求破棱体破裂面与竖直线夹角“的正切值，按标准公式式中：台背与竖直线交角，=0；、土的内摩擦角、土的容重，、；台背与土的摩擦角，；那么其中H为台帽背墙顶至台帽底的高度，见图4-1。破棱体的平面内，横桥向布置一个加重车后轴，其重力为。土压力系数按标准所给公式：其中，为填土外表与水平面交角，其它符号意义同前。台帽背墙顶至台帽底高度范围内的土压力，按照标准为：对台身顶台帽底的力臂为：台帽背墙顶至台帽底高度范围内的土压力，对台身顶的土压力弯矩：2台身底的台后土压力上面中台帽背

41、墙高度范围内的土压力，系用于台身截面的验算。而台身顶截面的验算中，系台后土压力控制设计，也就是说，顺时针方向弯矩控制设计时，要求台后土压力越大，对台身顶截面愈未不利。对于台身底的截面验算来说，系恒载及活载的反时针方向的竖直力偏心弯矩控制设计，即在计算台身底的台后土压力时，因其弯矩方向为顺时针方向，其值愈小对截面愈为不利。所以，在计算台后土压力时，不考虑台后破坏棱体上有活载。台帽高度范围内，土压力的计算宽度为台帽长度7.25m。台身每一肋的土压力计算宽度：式中为肋的宽度1.0m，为肋的根数2。两肋为2×1.5=3m。台身底承受自填土顶至台身底高度范围内的台后土压力。在这个高度范围内，有

42、背墙土压力及肋身土压力，因其横桥向承受的土压力宽度不一样，所以要根据土压力单宽强度分别计算。对台身底的力臂为：对台身底的弯矩为：对台身底的弯矩为：对台身底的弯矩为：承台底截面与台身底截面一样，系恒载和活载的反时针方向的竖直力偏心弯矩控制设计，故计算台后土压力时，因产生顺时针方向弯矩，其值愈小对截面愈为不利。所以在计算台后土压力时，不考虑台后破棱体上有活载。1台帽背墙高度范围内的土压力土压力单宽强度为；对承台底的力臂为：对承台底的弯矩为：2台身两肋高度范围内土压力对承台底的力臂为：对承台底的弯矩：3台根底范围内的土压力对承台底的力臂为：对承台底的弯矩为： 台身底土压力式中：土的容重，；台身底以上

43、台身高度，；台身两肋计算宽度，。式中:土的内摩擦角，；台肋前缘与竖直线交角，°；土的容重， ；台背与土的摩擦角，。E的竖向分力：E的水平分力：E作用点离台身底的的距离：E对台身底的力矩：竖向分力横向分力承台底的台后土压力由于承台厚度较台身高度小得多，可假定台肋前坡延至承台底，用前式计算土压力。台身高加承台高为，台身计算宽度为6.25m。，土压力单宽强度为：台身局部土压力台身局部土压力的竖直分力：的水平分力：的竖直分力：的水平分力：对承台底的弯矩：垂直分力： 水平分力：对承台底的弯矩：垂直分力：水平分力：4.3.5台后、台前土压力汇总台后、台前土压力汇总时，水平力向桥为正，向岸为负；弯

44、矩计算顺时针为正，逆时针为负。 台身底及台身底的台后、台前土压力汇总 表4-1截面位置台身底承台底土压力kN台后土压力台帽台身承台台前土压力台身承台垂直分力水平分力合计kN土压力弯矩kN·m台后土压力台帽台身承台台前土压力台身承台垂直分力水平分力合计kN·m上部结构恒载按照上章计算的恒载一半，为。恒载偏心弯矩计算按如下。上部结构恒载对台身顶的偏心弯矩为：上部构造恒载对台身底承台底的偏心距为：下部结构恒载包括下部结构物的重力和桥台根底上面承载的土重力，计算见表4-2，4-3。台帽、台身和承台均采用C30混凝土，容重采用，土的容重采用。 台身顶承受的台帽及其以上局部桥台恒载 表4-2名称体积重力对台身顶中心力臂偏心弯矩翼墙桥头搭板牛腿背墙台帽上两侧挡板7台座00桥头搭板93合计注：桥头搭板长6m，厚，宽。 台身底、承台底承受的桥台荷载 表4-3名称体积重力对台身底承台底力臂偏心弯矩翼墙桥头搭板牛腿背