拱桥毕业设计论文

1、-PAGE . z. - - . 可修编. -. z.摘 要本桥位于沪蓉国道主干线*省*至*段K29+245处，跨越佑溪，沟宽约110m。河道与路线正交，河床稳定，河道顺直，平时沟内水量较少，沟底较深，比降较大，泄洪顺畅。设计主要分为桥型方案比拟和推荐方案设计，桥型方案中拟定了三个比选方案，方案一为混凝土简支梁桥，方案二为预应力混凝土箱形连续梁桥。方案三为上承式混凝土箱形拱桥。通过方案比选，最终选用方案三：上承式混凝土箱形拱桥，跨径组成为净跨径64m拱跨和两边各一跨8m简支板引桥跨。桥梁全长89.28m，桥面净空为外侧0.5m钢筋混凝土防撞护栏桥面宽净11.0m 0.75m波形钢板防撞护栏，桥

2、面横坡2%。本桥上部为空腹式，下部为重力式实体桥台，引桥采用轻型桥台和柱式桥墩。构造计算主要针对上部构造盖梁、立柱、拱箱，下部构造桥台进展了细部尺寸拟定、内力计算、配筋计算、截面验算。桥梁下部构造为重力式墩，根底采用刚性扩大根底。本设计仅对1号桥墩进展了强度及稳定性验算。关键词：拱轴系数；箱形拱肋；主拱圈内力组合；截面强度； 刚性扩大根底。-. z.AbstractAccordingto the graduation project taskpaper of the bridge engineering graduates,thisbridge is located in section K2

3、49+245 of the HuRong national highway in Hubei from yichang to enshi,which crossing the creek you*i.The riverway is orthogonal with the road and is very deep with little river water at ordinary times. Bottom of trench is more depth with much gradient, and flood discharge smoothly.The designmaily foc

4、us on the parison between the project style of the bridge and the design of the remended style. There are three alternatives on the bridge style,the fist one is a concrete simple beam bridge,the second is a prestressed concrete continuous girder bridge bo*,and the third one is aopen spandrel top-bea

5、r arch bridge.Through paring the three projects,and the third one is the best.The bridge has a net span across 64m arch and an 8m simply supported slab by every side.The bridge is 89.28m at length,with a 0.5m reinforced concrete impact-proof guard railing by the outboard, a net width 11m and a 0.75m

6、 waveform impact-proof guardrail and a 2% deck transverse slope.The upper of the bridge is empty arch and the below is gravity type abutment entities.The approach bridge has a light the abutment and pillar type pier.The structural calculation are mainly aimed at the detail sizes,internal forces,rein

7、forcement and cross section area on the upper capping beam structure,upright column,arch bo* and the below structure of the bridge abutment.This bridge adopts the gravity type pier and rigid e*panding structure in lower foundation.In this article, take the strength and stability of the number1 bridg

8、e -pier as an e*ample.Key words:arch a*is coefficient;arch rib;internal force;internal force bination;rigidity of section;rigid e*panding foundation-. z.目 录TOC o 1-3 h z uHYPERLINK l _Toc295775175摘要 PAGEREF _Toc295775175 h IHYPERLINK l _Toc295775176Abstract PAGEREF _Toc295775176 h IIHYPERLINK l _Toc

9、295775177第一章 构造设计方案 PAGEREF _Toc295775177 h 1HYPERLINK l _Toc2957751781.1 设计资料 PAGEREF _Toc295775178 h 1HYPERLINK l _Toc295775179 桥梁名称 PAGEREF _Toc295775179 h 1HYPERLINK l _Toc295775180 根本资料 PAGEREF _Toc295775180 h 1HYPERLINK l _Toc295775181 设计标准 PAGEREF _Toc295775181 h 2HYPERLINK l _Toc2957751821.2

10、 方案比选 PAGEREF _Toc295775182 h 2HYPERLINK l _Toc295775183 方案一：简支梁桥 PAGEREF _Toc295775183 h 2HYPERLINK l _Toc295775184 方案二：等截面小箱形连续梁桥 PAGEREF _Toc295775184 h 3HYPERLINK l _Toc295775185 方案三：钢筋混凝土箱形拱桥 PAGEREF _Toc295775185 h 4HYPERLINK l _Toc2957751861.3 方案选择 PAGEREF _Toc295775186 h 5HYPERLINK l _Toc295

11、775187第二章 推荐方案桥梁上部构造尺寸拟定 PAGEREF _Toc295775187 h 6HYPERLINK l _Toc2957751882.1 方案简介及上部构造尺寸拟定 PAGEREF _Toc295775188 h 6HYPERLINK l _Toc295775189 拱肋 PAGEREF _Toc295775189 h 6HYPERLINK l _Toc295775190 盖梁与腹孔墩 PAGEREF _Toc295775190 h 6HYPERLINK l _Toc295775191 横隔板 PAGEREF _Toc295775191 h 6HYPERLINK l _To

12、c2957751922.1.4 桥面板及桥面铺装 PAGEREF _Toc295775192 h 6HYPERLINK l _Toc295775193 排水设施 PAGEREF _Toc295775193 h 6HYPERLINK l _Toc2957751942.2 主要材料 PAGEREF _Toc295775194 h 6HYPERLINK l _Toc2957751952.3 桥梁设计荷载 PAGEREF _Toc295775195 h 7HYPERLINK l _Toc295775196第三章 盖梁计算 PAGEREF _Toc295775196 h 8HYPERLINK l _To

13、c2957751973.1 上部构造恒载计算 PAGEREF _Toc295775197 h 8HYPERLINK l _Toc295775198 桥面铺装及空心板计算 PAGEREF _Toc295775198 h 8HYPERLINK l _Toc295775199 恒载内力计算 PAGEREF _Toc295775199 h 11HYPERLINK l _Toc2957752003.2 活载计算 PAGEREF _Toc295775200 h 15HYPERLINK l _Toc295775201 活载横向分布系数计算 PAGEREF _Toc295775201 h 15HYPERLIN

14、K l _Toc295775202 按顺桥向可变荷载移动情况求支座反力 PAGEREF _Toc295775202 h 20HYPERLINK l _Toc295775203 可变荷载横向分布后各梁支点反力 PAGEREF _Toc295775203 h 21HYPERLINK l _Toc295775204 各梁恒载、可变荷载反力组合 PAGEREF _Toc295775204 h 24HYPERLINK l _Toc295775326 三柱式反力Gi计算 PAGEREF _Toc295775326 h 26HYPERLINK l _Toc2957753273.3 内力计算 PAGEREF

15、_Toc295775327 h 27HYPERLINK l _Toc295775328 各截面的弯矩 PAGEREF _Toc295775328 h 27HYPERLINK l _Toc295775329 相当于最大弯矩时的剪力 PAGEREF _Toc295775329 h 28HYPERLINK l _Toc295775330 相当于最大弯矩时的剪力组合 PAGEREF _Toc295775330 h 29HYPERLINK l _Toc295775331 盖梁内力汇总 PAGEREF _Toc295775331 h 30HYPERLINK l _Toc2957753323.4 截面配筋设

16、计与承载能力校核 PAGEREF _Toc295775332 h 31HYPERLINK l _Toc295775333 正截面抗弯承载能力验算 PAGEREF _Toc295775333 h 31HYPERLINK l _Toc295775334 腹筋及箍筋设计 PAGEREF _Toc295775334 h 33HYPERLINK l _Toc295775335 斜截面抗剪承载能力验算 PAGEREF _Toc295775335 h 35HYPERLINK l _Toc295775336 全梁承载能力校核 PAGEREF _Toc295775336 h 37HYPERLINK l _Toc

17、295775337 裂缝验算 PAGEREF _Toc295775337 h 38HYPERLINK l _Toc295775338 挠度验算 PAGEREF _Toc295775338 h 38HYPERLINK l _Toc295775339第四章 腹孔墩立柱计算 PAGEREF _Toc295775339 h 39HYPERLINK l _Toc2957753404.1 恒荷载计算 PAGEREF _Toc295775340 h 39HYPERLINK l _Toc2957753414.2 活荷载计算 PAGEREF _Toc295775341 h 39HYPERLINK l _Toc2

18、95775342 汽车荷载计算 PAGEREF _Toc295775342 h 39HYPERLINK l _Toc295775343 风荷载计算 PAGEREF _Toc295775343 h 40HYPERLINK l _Toc2957753444.3 荷载组合 PAGEREF _Toc295775344 h 41HYPERLINK l _Toc295775345 最大、最小垂直反力 PAGEREF _Toc295775345 h 42HYPERLINK l _Toc295775346 最大弯矩 PAGEREF _Toc295775346 h 42HYPERLINK l _Toc29577

19、53474.4 截面配筋计算及应力验算 PAGEREF _Toc295775347 h 43HYPERLINK l _Toc295775348 作用于墩柱顶的外力 PAGEREF _Toc295775348 h 43HYPERLINK l _Toc295775349 作用于墩柱底的外力 PAGEREF _Toc295775349 h 43HYPERLINK l _Toc295775350 截面配筋计算 PAGEREF _Toc295775350 h 43HYPERLINK l _Toc295775351第五章 主拱圈内力计算 PAGEREF _Toc295775351 h 46HYPERLIN

20、K l _Toc2957753525.1 主拱截面尺寸确实定 PAGEREF _Toc295775352 h 46HYPERLINK l _Toc295775353 主拱尺寸和材料 PAGEREF _Toc295775353 h 46HYPERLINK l _Toc295775354 主拱截面尺寸拟定 PAGEREF _Toc295775354 h 46HYPERLINK l _Toc2957753555.2 拱轴系数确实定 PAGEREF _Toc295775355 h 47HYPERLINK l _Toc295775356 主拱圈截面特性计算 PAGEREF _Toc295775356 h

21、 47HYPERLINK l _Toc295775357 主拱圈立面布置中的计算 PAGEREF _Toc295775357 h 47HYPERLINK l _Toc2957753585.3 主拱圈截面内力计算 PAGEREF _Toc295775358 h 49HYPERLINK l _Toc295775359 按无矩法计算不计弹性压缩恒载水平推力PAGEREF _Toc295775359 h 49HYPERLINK l _Toc295775360 拱圈弹性中心及弹性压缩系数 PAGEREF _Toc295775360 h 49HYPERLINK l _Toc295775361 弹性压缩引起

22、的恒载内力 PAGEREF _Toc295775361 h 50HYPERLINK l _Toc295775362 压力线偏离拱轴线引起的内力 PAGEREF _Toc295775362 h 50HYPERLINK l _Toc295775363 恒载内力 PAGEREF _Toc295775363 h 56HYPERLINK l _Toc295775364 活载内力 PAGEREF _Toc295775364 h 56HYPERLINK l _Toc295775365 不计弹性压缩的活载内力 PAGEREF _Toc295775365 h 57HYPERLINK l _Toc29577536

23、6 计入弹性压缩的活载内力 PAGEREF _Toc295775366 h 57HYPERLINK l _Toc295775367 温度变化引起的内力 PAGEREF _Toc295775367 h 62HYPERLINK l _Toc295775368 混凝土收缩内力 PAGEREF _Toc295775368 h 63HYPERLINK l _Toc2957753695.4 荷载组合 PAGEREF _Toc295775369 h 65HYPERLINK l _Toc295775370 计入荷载平安系数的荷载效应 PAGEREF _Toc295775370 h 65HYPERLINK l

24、_Toc295775371 荷载组合 PAGEREF _Toc295775371 h 68HYPERLINK l _Toc2957753725.5 主拱圈强度验算 PAGEREF _Toc295775372 h 68HYPERLINK l _Toc295775373 拱圈强度验算 PAGEREF _Toc295775373 h 68HYPERLINK l _Toc295775374 拱圈截面合力偏心距验算 PAGEREF _Toc295775374 h 69HYPERLINK l _Toc295775375 拱脚截面直接抗剪验算 PAGEREF _Toc295775375 h 69HYPERL

25、INK l _Toc295775376 拱的整体“强度稳定性验算 PAGEREF _Toc295775376 h 72HYPERLINK l _Toc295775377 横向稳定性验算 PAGEREF _Toc295775377 h 73HYPERLINK l _Toc295775378第六章 桥墩及根底计算 PAGEREF _Toc295775378 h 74HYPERLINK l _Toc2957753796.1 桥台尺寸拟定 PAGEREF _Toc295775379 h 74HYPERLINK l _Toc2957753806.2 荷载计算 PAGEREF _Toc295775380

26、h 75HYPERLINK l _Toc295775381 桥墩以上恒荷载计算 PAGEREF _Toc295775381 h 75HYPERLINK l _Toc295775382 活载内力计算 PAGEREF _Toc295775382 h 79HYPERLINK l _Toc295775383 内力组合 PAGEREF _Toc295775383 h 80HYPERLINK l _Toc2957753846.3 正截面强度验算 PAGEREF _Toc295775384 h 85HYPERLINK l _Toc295775385 墩身截面受压承载能力验算验算 PAGEREF _Toc29

27、5775385 h 85HYPERLINK l _Toc295775386 墩身截面合力偏心矩验算 PAGEREF _Toc295775386 h 86HYPERLINK l _Toc2957753876.4 基底应力及偏心距验算 PAGEREF _Toc295775387 h 86HYPERLINK l _Toc295775388 地基承载能力验算 PAGEREF _Toc295775388 h 86HYPERLINK l _Toc295775389 基底偏心距验算 PAGEREF _Toc295775389 h 88HYPERLINK l _Toc2957753906.5 墩台稳定性验算

28、PAGEREF _Toc295775390 h 88HYPERLINK l _Toc295775391 抗倾覆稳定性验算 PAGEREF _Toc295775391 h 88HYPERLINK l _Toc295775392 抗滑动稳定性验算 PAGEREF _Toc295775392 h 89HYPERLINK l _Toc295775393第七章 施工方案 PAGEREF _Toc295775393 h 91HYPERLINK l _Toc2957753947.1 施工准备 PAGEREF _Toc295775394 h 91HYPERLINK l _Toc2957753957.2 施工方

29、法 PAGEREF _Toc295775395 h 91HYPERLINK l _Toc2957753967.3 设备组成局部 PAGEREF _Toc295775396 h 91HYPERLINK l _Toc2957753977.4 主要机具 PAGEREF _Toc295775397 h 91HYPERLINK l _Toc295775398 主要机械名称 PAGEREF _Toc295775398 h 91HYPERLINK l _Toc295775399 主要机具介绍 PAGEREF _Toc295775399 h 91HYPERLINK l _Toc2957754007.5 施工步

30、骤 PAGEREF _Toc295775400 h 92HYPERLINK l _Toc295775401 桥位放样 PAGEREF _Toc295775401 h 92HYPERLINK l _Toc295775402 根底施工 PAGEREF _Toc295775402 h 92HYPERLINK l _Toc295775403 墩台施工 PAGEREF _Toc295775403 h 92HYPERLINK l _Toc295775404 主拱圈施工 PAGEREF _Toc295775404 h 92HYPERLINK l _Toc2957754057.6 拱上建筑施工 PAGEREF

31、 _Toc295775405 h 94HYPERLINK l _Toc295775406 墩柱盖梁 PAGEREF _Toc295775406 h 94HYPERLINK l _Toc295775407 桥面系工程 PAGEREF _Toc295775407 h 94HYPERLINK l _Toc295775408参考文献 PAGEREF _Toc295775408 h 95HYPERLINK l _Toc295775409附录 PAGEREF _Toc295775409 h 96HYPERLINK l _Toc295775410附录A 外文翻译 PAGEREF _Toc295775410

32、h 96HYPERLINK l _Toc295775411第一局部英文原文 PAGEREF _Toc295775411 h 96HYPERLINK l _Toc295775412第二局部汉语翻译 PAGEREF _Toc295775412 h 101HYPERLINK l _Toc295775413致谢 PAGEREF _Toc295775413 h 107-. z.构造设计方案设计资料桥梁名称沪蓉高速公路佑溪桥。根本资料1 桥位概况本桥位于沪蓉国道主干线*省*至*段K29+240处，跨越佑溪。河道与路线正交，河床稳定，河道顺直，平时沟内水量较少，沟底较深，比降较大，泄洪顺畅，设计水位：210

33、.17m，一般冲刷线：203.08m；本桥线性为直线，与流水方向正交；桥址断面、地质情况及路线纵断面资料见附图；桥面横坡采用2% 。2 桥址断面资料：桥址断面特征点桩号及地面高程见表1.1。表1.1 桥址断面特征点桩号及地面高程路线桩号地面标高路线桩号地面标高K29+190243.96K29+245.00207.88+196.00237.92+258.50208.26+200.00235.19+261.50211.46+214.50220.63+272.00220.46+225.00211.06+287.00235.51+231.50205.99+288.50236.95+231.50207.

34、25300.00244.613 地质资料：桥位处地质钻探资料见表1.2。表1.2 地质钻探资料钻孔编号位置分层编号岩性名称厚度m重度kN/m3承载力kPa1K29+1951强风化白云岩0-8.4208002弱风化炭质白云岩28.720002K29+2361圆砾0-2.93194002弱风化炭质白云岩28.78003K29+2501含碎石亚粘土0-1.76191202强风化白云岩28.77004 水文资料：设计水位：210.17m；一般冲刷线：203.08m。5 桥面横坡：采用2%。设计标准1 公路等级：高速公路；2 桥面净空：横向布置采用别离式断面；半幅：外侧0.5m钢筋混凝土防撞护栏净11.

35、0m 内侧0.75m波形钢板防撞护栏；左侧边缘距路线中心线0.5m；3 设计荷载：汽车荷载：公路 = 1 * ROMAN I级；4 设计洪水频率：1/100；5 通航要求：无；6 抗震烈度：7度。方案比选方案一：简支梁桥1 孔径布置：330，桥梁全长90m，其桥型布置见图1.1。2 上部构造构造1外侧0.5m钢筋混凝土防撞护栏桥面净宽11.0m 0.75m波形钢板防撞护栏，桥面横坡2%。2主梁：边跨和中跨高均为2m，T形梁。3横隔梁：梁高1.75m。 图1.1 立面图尺寸单位：cm3 下部构造：采用柱式桥墩，柱式桥台。4 施工方法及优缺点简支梁桥是目前我国农村公路建立中广泛使用的一种桥梁构造形

36、式。简支桥梁构造简单，施工方便，主要由上部构造、支座系统、桥墩、桥台和墩台根底等组成。简支梁的主要施工方法有：预制安装法和就地浇筑法。预制安装法是在预制工厂或者在运输方便的桥址附近设置预制场进展梁的成批预制，然后采用一定的架设方法进展安装就位，其优点有工期短、容易控制构件的质量和尺寸精度、降低工程本钱、可减少混凝土收缩、徐变引起的变形等，但缺点是：需要大型的起吊运输设备和施工场地和梁体的整体工作性能就不如就地浇筑法。就地浇筑法是在桥位处搭设支架，作为工作平台，然后在其上制作模板，并在模板中浇注梁体混凝土，待混凝土到达强度后撤除模板、支架。这种方法适用于两岸桥墩不太高的引桥和城市高架桥，或靠岸边

37、水不太深且无通航要求的小跨径桥梁，优点：不需大型的吊装设备和专门的预制场地、构造的整体性能好，缺点：工期长、施工质量不容易控制、本钱较高等。5 美观方面其构造比拟单一，所以其美观性、新颖性比拟差。6 行车舒适方面相邻两跨间存在异向转角，路面有折角，影响行车平顺。方案二：等截面小箱形连续梁桥1 孔径布置：25m+40m+25m，其桥型布置见图1.2。图1.2 立面图尺寸单位：cm2 上部构造构造1外侧0.5m钢筋混凝土防撞护栏桥面净宽11.0m 0.75m波形钢板防撞护栏，桥面横坡2%。2主梁:采用预应力混凝土后*连续小箱梁。 3 下部构造构造采用柱式墩，墩台采用桩根底。4 施工方法及优缺点连续

38、梁桥梁弯矩分布比拟均匀，梁的挠度也小，可节约材料，增大跨径，但因本桥较高，采用全支架施工比拟困难，无支架施工时也需要两套设备吊装，施工进度比拟慢。5 美观方面构造形式单一，与环境的协调性较差。6 行车舒适方面主梁变形曲线平缓，桥面伸缩缝少，行车舒适。方案三：钢筋混凝土箱形拱桥1 孔径布置：本方案为悬链线箱形拱桥，主拱净跨径64m，箱拱净矢跨比1/8，桥全长89.28m。其桥型布置图如图1.3：2 上部构造构造图1.3立面图尺寸单位：cm1外侧0.5m钢筋混凝土防撞护栏桥面净宽11.0m 0.75m波形钢板防撞护栏，桥面横坡2%。2主拱：采用箱形截面，截面高1.6m。3横隔板：在腹孔墩柱下面设置

39、，板厚0.30m。4桥面板：采用装配式预应力混凝土简支空心板，厚度40cm，跨径为796cm。3 下部构造构造两侧采用薄壁轻型桥台，主拱圈采用钢筋混凝土实体桥台，根底为刚性扩大根底。4 施工方法及优缺点主拱肋采用无支架门柱式缆索吊装，每个主拱肋纵向分为3段进展吊装.箱间现浇钢筋混凝土横隔板组成整体箱，箱间横向用钢管作临时连接，本方案主拱箱施工比拟复杂，组装难度高，但构件预制比拟多，控制好可加快施工进度。优点：具有较大的跨越能力，充分发挥圬工材料及其它抗压材料的性能、构造较简单，受力明确简洁；缺点：有水平推力的拱桥，对地基根底要求较高、跨径较大时，自重较大，对施工工艺等要求较高、建筑高度较高，对

40、稳定不利，设计中跨径不是太大，根底位于岩石内，稳定性较好。5 美观方面此种桥造型比拟美观，与环境的协调性较好。方案选择从构造形式看，三个方案可以分为梁式和拱式两种类型。从受力的角度看，梁式桥是一种在竖向荷载作用下无水平反力的构造，由于外力的作用方向与承重构造的轴线接近垂直，故与同样跨径的其他构造相比，主梁产生的弯矩最大。拱式桥的主要承重构造是拱圈，这种构造在竖向荷载作用下，桥墩或桥台将承受水平推力，这种水平推力将显著抵消荷载所引起在拱圈内的弯矩，因此与同跨径的梁相比，拱的弯矩和变形要小得多从而跨越能力大。总的来说，三个方案均符合要求，简支梁桥构造简单，施工困难少，工期短，连续梁桥变形和缓，伸缩

41、缝少，刚度大，行车平稳，但施工工期长，施工困难。拱桥外形美观，构造简单，能就地取材，能耐久，而且养护、维修费用少；但自重比拟大，相应的水平推力也较大。综上所述，再结合地形，推荐方案三：上承式混凝土箱形拱桥。推荐方案桥梁上部构造尺寸拟定方案简介及上部构造尺寸拟定本设计方案采用三跨上承式混凝土等截面箱形肋拱构造，桥下无通航要求，由于跨径不是很大，应选用一跨，净跨径是：64m。桥面全宽12.25m，即外侧0.5m钢筋混凝土防撞护栏+净11.0m +内侧0.75m波形钢板防撞护栏。桥面板采用空心板。支座采用板式橡胶支座。主拱圈采用箱形肋拱，桥墩采用混凝土墩，根底因地基承载力较高弱风化炭质白云岩，故采用

42、明挖刚性扩大根底。上部构造采用满堂架施工。拱肋拱肋采用混凝土箱形拱，拱肋高度按经历公式估算：取拱圈高度取h=1.6m=160cm。盖梁与腹孔墩盖梁的截面尺寸为100cm120cm，因盖梁上直接搭设空心板，考虑防震要求，在盖梁两端设高20cm宽11cm的挡块，挡块与板之间预留2cm以便桥面板的安装与调整。横隔板横隔板从拱顶至拱脚方向设置，横隔板厚0.16m。每3.38m设置一道共7块，全拱共设20道。桥面板及桥面铺装桥面板采用厚度为40cm的空心板，边板宽度为1.125m，中板宽度为0.99m。桥面的横坡为2%，在支座上放楔形垫块形成横坡。桥面铺装选用平均厚度9cm的防水混凝土作铺装层，5cm厚

43、的沥青混凝土磨耗层。排水设施因桥长大于50m，桥面横坡小于2%，需设置排水设施，桥面每隔8m设一个泄水管，交织排列于行车道两侧。泄水管直径10cm。泄水管口顶部采用铸铁格栅盖板，其顶面比周围路面低5mm。主要材料箱形拱肋采用C40混凝土，空心板、盖梁采用C40混凝土，防撞墙、立柱采用C35混凝土，刚性扩展根底采用C30混凝土，引桥轻型桥台及主拱桥台均采用C30混凝土。受力钢筋采用R235级钢筋材料重度沥青混凝土：1=23kN/m3，钢筋混凝土：2=25kN/m3，混凝土：3=24kN/m3。桥梁设计荷载公路 = 1 * ROMAN I级汽车荷载公路 = 1 * ROMAN I级汽车荷载包括车道

44、荷载和车辆荷载，其中，车道荷载由均布荷载和集中荷载组成，桥梁构造的整体计算采用车道荷载，桥梁构造的局部加载、桥台和挡土墙压力等的计算采用车辆荷载。盖梁计算上部构造恒载计算桥面铺装及空心板计算1 桥面铺装层分摊到每一块板上的重量：沥青混凝土面层 =0.051238=9.2kN防水混凝土铺装层 =0.091248=18kN2 空心板计算(1)空心板尺寸见以下图3.1和3.2，每块空心板的宽度为99cm，空心板长为7.96m。图3.1 桥面板中板尺寸图尺寸单位：cm图3.2 桥面板边板尺寸图尺寸单位：cm(2)空心板毛截面面积:(3空心板自重：中板：边板： 4防撞墙：1防撞墙的尺寸见图3.32防撞墙

45、毛截面面积：3防撞墙自重在8m的板跨内：防撞墙均摊到桥面板上: 图3.3 防撞墙尺寸(尺寸单位：cm)(5波形钢板防撞护栏波形护栏的质量相对于混凝土可以忽略不计，故只算底座处混凝土的自重。1波形钢板防撞护栏的尺寸见图3.4图3.4 防撞墙尺寸(尺寸单位：cm)2波形钢板防撞护栏毛截面面积：3波形钢板防撞护栏自重在8m的板跨内：防撞墙均摊到桥面板上: 6铰缝：1)铰接缝的尺寸如图3.5图3.5 铰接缝示意图尺寸单位：cm2铰缝的面积：3铰缝重：平摊到每一块板上的自重为：由于桥面板采用标准的预应力混凝土空心板，所以无须对其进展截面配筋计算。3 桥面铺装与空心板传递给盖梁的力1一块中板传给盖梁的力2

46、一块边板传给盖梁的力4 盖梁自重可分为两局部：矩形和梯形荷载，见图3.6。图3.6 盖梁荷载布置图恒载内力计算1 盖梁立柱支反力计算腹孔上部构造采用钢筋混凝土空心板，板的连接方式是企口混凝土铰连接。由文献【2】规定：钢筋混凝土盖梁，其跨高比时，盖梁可简化为连续梁计算，一般构造图见图3.7。图3.7 盖梁一般构造图单位：cm盖梁构造自重如图3.8所示，将盖梁自重简化为图3.9所示，现利用力法计算其作用效应，做图和图如图3.10所示。图3.8 盖梁构造自重图单位：m图3.9 简化后盖梁自重作用情况图单位：m盖梁自重简化计算：集中力弯矩图3.10 弯矩图盖梁惯性矩C30混凝土的弹性模量由得 由竖向力

47、平衡可求的三个支撑反力分别为：2.盖梁自重及产生的弯矩、剪力计算取盖梁的一半计算盖梁截面划分情况见图3.11盖梁自重及产生的弯矩、剪力计算如下表3.1图3.11 盖梁截面划分尺寸单位cm表3.1 盖梁自重及产生的弯矩、剪力计算截面编号自重kN弯矩kNm剪力Q左Q右 = 1 * GB3 - = 1 * GB3 -10.78-10.78 = 2 * GB3 - = 2 * GB3 -25.87-25.87表3.1 盖梁自重及产生的弯矩、剪力计算截面编号自重kN弯矩kNm剪力Q左Q右-43.8761.10-46.1046.10-4.53-4.53-55.16-55.16-70.1670.16注：由于

48、构造对称，剩余那局部力关于截面7-7对称。活载计算活载横向分布系数计算活载对称布置时用杠杆原理法，非对称布置时用偏心压力法。汽车荷载：公路级荷载。1车辆对称布置1以盖梁跨中对称布载a 单列车荷载布置如图3.12: 图3.12 单列车对称布置横向分布系数尺寸单位：cm1=2=3=4=5=8=9=10=11=12=06=7=0.6=0.3b 双列车荷载布置如图3.13: 图3.13 双列车对称布置横向分布系数尺寸单位：cmc 三列车荷载布置如图3.14:图3.14 双列车对称布置横向分布系数尺寸单位：cm以两立柱跨中对称布载a单列车 荷载布置如图3.15(a):图3.15 单列车对称布置横向分布系

49、数尺寸单位：cmb双列车 荷载布置如图3.16:图3.16 双列车对称布置横向分布系数尺寸单位：cm2 非对称布置a单列车荷载布置如图3.17(a):图3.17 非对称布置横向分布系数尺寸单位：cm由 ：，则：b 双列车荷载布置如图3.17(b):由 ：，则：c 三列车荷载布置如图3.17(c):由 ：，则：按顺桥向可变荷载移动情况求支座反力按顺桥向可变荷载移动情况，求得支座可变荷载反力的最大值如图3.18。公路-级荷载，由文献【7】有：(内插所得)。当车道数大于2时，汽车荷载要考虑横向折减：车道数为2时，折减系数为1.0；车道数为3时，折减系数为0.78;但折减后的效应不得小于两设计车道的荷

50、载效应。图3.18 顺桥向可变荷载支座反力计算图尺寸单位：cm单孔布置单列车时：单孔布置双列车时：单孔布置三列车时：双孔布置单列车时：双孔布置双列车时：双孔布置三列车时：可变荷载横向分布后各梁支点反力计算一般公式为，见表3.2表3.2 各梁支点反力计算表荷载横向分布情况公路级荷载kN计算方法荷载布置横向分布系数单孔双孔FR1FR2以 两 立 柱 跨 中 对 称 布 置 按 杠 杆 原 理 法 计 算单 车 列 公 路- I 级1=0229.3750.00 268.750.00 2=0229.3750.00 268.750.00 3=0.3229.37568.81 268.7580.63 4=0

51、229.3750.00 268.750.00 5=0.4229.37591.75 268.75107.50 6=0229.3750.00 268.750.00 7=0229.3750.00 268.750.00 8=0229.3750.00 268.750.00 9=0229.3750.00 268.750.00 10=0229.3750.00 268.750.00 11=0229.3750.00 268.750.00 12=0229.3750.00 268.750.00 双 车 列 公 路 - I 级1=0458.750.00 537.50.00 2=0.43458.75197.26 537

52、.5231.13 3=0458.750.00 537.50.00 4=0.35458.75160.56 537.5188.13 5=0.48458.75220.20 537.5258.00 6=0458.750.00 537.50.00 7=0.38458.75174.33 537.5204.25 8=0458.750.00 537.50.00 9=0458.750.00 537.50.00 10=0458.750.00 537.50.00 11=0458.750.00 537.50.00 12=0458.750.00 537.50.00 续表3.2 各梁支点反力计算表续表3.2各梁支点反力计

53、算表各梁恒载、可变荷载反力组合组合计算见表3.3，表中均取用各梁的最大值，其中冲击系数为：文献【1】规定汽车荷载的冲击力标准值为汽车荷载标准值乘以冲击系数。按构造基频的不同而不同，对于简支板桥：式3.1当14Hz时，=0.45；当1.5Hz14Hz时，=0.1767 。图3.19 桥面板中板尺寸图尺寸单位：cm由前面计算可知：中板的毛面积:相对于底边的静距： 毛截面重心离底边的距离：有文献【2】查的C40混凝土的弹性模量，代入公式得：则：表3.3 各梁恒载、可变荷载根本值未计入冲击系数荷 载情 况1号板R12号板R23号板R34号板R45号板R56号板R67号板R78号板R89号板R910号板

54、R1011号板R1112号板R12恒载107.88102.54102.54102.54102.54102.54102.54102.54102.54102.54102.54107.88对称= 1 * GB3单0.000.000.000.000.0080.6380.630.000.000.000.000.00双0.000.000.00255.310.00228.44228.440.00255.310.000.000.00三0.00157.22157.22220.110.00188.66188.660.00220.11157.22157.220.00对= 2 * GB3单0.000.0080.630

55、.00107.50.000.000.000.000.000.000.00双0.00231.130.00188.132580.00204.250.000.000.000.000.00非对称单65.3760.6052.1143.6235.1326.6418.159.661.17-7.32-15.8-20.58双99.2193.1682.4171.6760.9250.1739.4228.6717.927.17-3.58-9.63三79.1876.2170.9265.6360.3455.0549.7644.4739.1833.8928.6325.63三柱式反力Gi计算利用迈达斯软件按图3.20所示情况

56、加载计算三柱反力，其中支座反力Ri见表3.4，取表中大值。各荷载加载计算结果如表3.5所示。图3.20 弯矩、墩柱反力计算简图尺寸单位：cm表3.4三柱反力G1的计算支反力G1G2G3板恒载389.83461.49389.83单列对称1.8157.661.8单列对称113.1487.78-12.79单列非对称293.51103.75-3.79双列对称107.95751.61107.95双列对称386.7518.45-23.65双列非对称218.21101.71-51.16三列对称337.58203.43-3.46三列非对称279.35238111.54内力计算各截面的弯矩弯矩计算：按图3.20

57、给出的截面位置，各截面弯矩计算见表3.5，计算式为：式中墩柱反力及支座反力数值见表3.5所示表3.5不同荷载情况的墩柱反力及支座反力(单位：kN)柱支反力双孔加载板支反力支反力G1G2G3R1R2R3R4R5R6板恒载389.83461.49389.83107.88102.54102.54102.54102.54102.54单列对称1.8157.661.80.000.000.000.000.0080.63单列对称113.1487.78-12.790.000.0080.630.00107.50.00单列非对称293.51103.75-3.7965.3760.652.1143.6235.1326.

58、64双列对称107.95751.61107.950.000.000.00255.310.00228.44双列对称386.7518.45-23.650.00231.130.00188.132580.00双列非对称218.21101.71-51.1699.2193.1682.4171.6760.9250.17三列对称337.58203.43-3.460.00157.22157.22220.110.00188.66三列非对称279.35238111.5479.1876.2170.9265.6360.3455.05表3.6 各种荷载作用下的各截面弯矩计算表单位：kNm截面1-1截面2-2截面3-3截面

59、4-4截面5-5截面6-6截面7-7盖梁自重-2.89-13.23-34.155.0154.217.84-9.32板恒载-1.35-63.38-104.93-51.2284.91-60.94-176.31单列对称0.000.000.000.903.946.98-32.44单列对称0.000.000.0056.57141.6789.0351.53单列非对称-8.17-38.40-85.20-1.43199.27285.32290.34双列对称0.000.000.0053.98156.36-92.31-280.21双列对称0.000.00-28.8948.89252.63-60.32-205.60

60、双列非对称-12.40-58.29-129.46-116.54-203.49-480.82-600.48三列对称0.000.00-19.6570.5399.75-232.64-425.45三列非对称-9.90-46.52-103.55-41.5754.02-27.57-91.56相当于最大弯矩时的剪力一般计算公式为：截面1-1：截面2-2：截面3-3：截面4-4：截面5-5：截面6-6：截面7-7：计算值见表3.7表3.7各截面剪力计算表单位：kN截面截面1-1截面2-2截面3-3荷载左右左右左右盖梁自重-10.78 10.78 -25.88 -25.88 -43.88 61.10 板恒载-1