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毕业设计说明书题目:********大桥施工图设计学号: 姓名: 专业班级: 指导老师:2007年6月
学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名:2007年6月250学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定,同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密ロ,在 年解密后适用本授权书2、不保密ロイ〇(请在以上相应方框内打“J”)作者签名:2007年作者签名:2007年6月25日导师签名:2007导师签名:2007年6月25日目录TOC\o"1-5"\h\z摘要 1\o"CurrentDocument"Abstract 2绪论 3\o"CurrentDocument"1工程概况 4\o"CurrentDocument"1.1设计资料 4\o"CurrentDocument"1.2主要技术标准 4\o"CurrentDocument"1.3主要材料 5L4设计要点 5\o"CurrentDocument"1.5施工方式 6\o"CurrentDocument"1.6设计规范 6\o"CurrentDocument"7支座强迫位移 6L8温度影响 6\o"CurrentDocument"2尺寸拟定 7\o"CurrentDocument"1桥型布置及孔径划分 7\o"CurrentDocument"2截面型式及截面尺寸拟定 7\o"CurrentDocument"3毛截面几何特性计算 9\o"CurrentDocument"4第一、二联(4X20m)计算 11\o"CurrentDocument"4.1主梁内力计算 11\o"CurrentDocument"4.2预应カ钢束估算及受拉区普通钢筋数量的确定 28\o"CurrentDocument"4.3主梁换算截面几何特性计算 32\o"CurrentDocument"4.4预应カ损失及有效预应カ计算 334.5配束后主梁内力计算及内力组合 38\o"CurrentDocument"4.6主梁正截面强度验算 454.7持久状况和短暂状况构件的应カ验算 465第三联(5X20m)计算 61\o"CurrentDocument"5.1总体设计方案简述 61\o"CurrentDocument"5.2施工方案简述 61\o"CurrentDocument"5.3主要设计参数和假设 61\o"CurrentDocument"5.4材料特性 62\o"CurrentDocument"结构离散 63\o"CurrentDocument"受カ阶段划分及阶段计算要素 70\o"CurrentDocument"5.7承载能力极限状态验算 70\o"CurrentDocument"5.8正常使用阶段验算结果 77\o"CurrentDocument"9计算结果分析 89\o"CurrentDocument"10钢束应カ计算结果 90\o"CurrentDocument"6U型重力台计算 92\o"CurrentDocument"1设计资料 92\o"CurrentDocument"6.2恒载计算 92\o"CurrentDocument"6.3土压カ计算 95\o"CurrentDocument"6.4活载 976.5支座摩阻カ 97\o"CurrentDocument"6.6温降、混凝土收缩影响カ、制动カ 98\o"CurrentDocument"6.7内力汇总及组合 99\o"CurrentDocument"8群桩基础计算 99\o"CurrentDocument"6.9桩身配筋计算及验算 103\o"CurrentDocument"7肋板台计算 101\o"CurrentDocument"7.1设计资料 108\o"CurrentDocument"2台身顶、底的台后土压カ 108\o"CurrentDocument"3承台底的台后土压カ 111\o"CurrentDocument"台身底的台前土压カ 112\o"CurrentDocument"基础底的台前土压カ 113\o"CurrentDocument"台前、台后土压カ汇总 114\o"CurrentDocument"7恒载 116活载 119\o"CurrentDocument"支座摩阻カ 120\o"CurrentDocument"10温降、混凝土收缩影响カ、制动カ 120\o"CurrentDocument"11台身顶、底及承台底的配筋计算及截面验算 121\o"CurrentDocument"12群桩基础计算 123\o"CurrentDocument"13桩身配筋计算及验算 126\o"CurrentDocument"8桥墩盖梁和墩柱计算 131\o"CurrentDocument"1设计资料 131\o"CurrentDocument"2盖梁计算 131\o"CurrentDocument"桥墩墩柱 138\o"CurrentDocument"4钻孔灌注桩计算 145结束语 152致谢 错误!未定义书签。参考文献 154目前随着高等级公路的发展,为改善桥梁行车的舒适性,简支转连续梁桥在中等跨径的连续梁桥中得到了广泛的应用。对简支转连续梁桥的设计方法以及结构受力研究将具有重要意义。本次毕业设计大庆至广州高速公路竹林塘大桥施工图设计,正是采用了先简支后结构连续的设计方法。本桥上部结构为13跨简支转连续梁桥,主梁按部分预应カ混凝土A类构件设计,由预制预应カ混凝土空心板和现浇混凝土桥面板组合而成,采用先简支后结构连续,墩顶负弯矩由桥面板主筋承担。设计计算采用同济大学桥梁工程系编制的《平面杆系有限元程序》(桥梁博士)进行计算,横向按较接板考虑。下部结构采用了三种桥台,分别为柱式台、肋板台、U型重力台。下部结构的计算,主要包括了桥台和桥墩盖梁、桥台桩基础、桥墩墩柱的计算。盖梁活载横向分布系数在荷载对称布置时采用杠杆法,非对称布置时采用偏心受压法进行计算。桩基础采用“m法”,墩柱采用偏心受压构件进行了计算。关键词:较接板 简支转连续梁桥墩柱AbstractWiththecurrentdevelopmentofhigh-gradehighway,inordertoimprovethecomfortofbridgetraffic,simply-to-continuousbeambridgehasbeenusedwidelyinthemediumspancontinuousbridges.Thesimply-to-continuousgirderbridgedesignandforcestructurestudywillbeofgreatsignificance.Thisgraduationdesign,theworkingdrawingdesignforZhulintangBridgeinDaqingtoGuangzhouExpresswayjustusesthedesignmethodofsimple-to-strueturalcontinuous.Theupperstructureofthebridgeis13-spansimply-to-continuousgirderbridge.ThemaingirderwasdesignedbypartlyprestressedconcretecategoryAcomponent.Itwasconstitutedofprecastprestressedconcretehollowplateandcast-in-placeconcretebridgedeck,Withfirstsimplysupportedandthencontinuousstructure.Thenegativebendingmomentofthetoppierwassupportedbythemainsinewinbridgedeck.Thecalculationmethodinthedesignreferedtouplanarfiniteelementprogram“writtenbybridgeengineeringdepartmentinTongjiUniversity(Dr.Bridges).Thehorizontalwasconsideredbyarticulatedplate.Thebottomstructureusedthreekindsofabutments:pole,ribbedslabandU-gravityabutment.Thecalculationofthelowerpartofthestructuremainlyincludedbridgeabutment,piercappinggirder,abutmentpilefoundationandpierpillar.Cappinggirderliveloadhorizontaldistributioncoefficientadoptedthelevermethodtocalculatewhenthepressurewasdistributedsymmetrically,andtheeccentriccoefficientmethodwhenunsymmetrically.Pilefoundationusedthe'mmethodtocalculate,andpillaradoptedtheeccentriccompressionmethod.Keywords:articulatedplatesimply-to-continuousbeambridgepier近二三十年来,我国预应カ混凝土连续梁桥发展迅速,无论在桥型、跨度以及施工方法与技术方面都有突破性发展,不少预应カ混凝土桥梁的修建技术已达到国际先进水平。为适应我国经济的发展,缓解交通问题给人们生产生活带来的不便,预应カ混凝土结构的应用范围将更加广阔。本次设计就是在这样的行业大背景下,导师给我出了一个具有时代现实意义的课题:大广高速公路竹林塘大桥施工图设计。本次设计在国家新颁布的《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004、《公路钢筋混凝土及预应カ混凝土桥涵设计规范》JTGD62-2004等设计规范的强カ支撑下,运用桥梁博士V3.0对结构受カ进行了分析与研究。由于本桥采用先简支后结构连续的设计方法,因而存在结构体系转换的问题。在体系转换中除了要计算因施工程序不同而产生的施工内力タト,还要计及张拉预应カ筋、混凝土徐变收缩、基础沉降等所产生的次内力。计算时考虑支座沉降8mm,并考虑了梯度温度引起的附加效应。在计算主梁的荷载横向分布系数时,采用了等刚度原则(是指在跨中施加一个集中荷载或ー个集中扭矩,则连续梁和等代简支梁的跨中挠度或转角彼此相等)将连续梁的某ー跨等代为等跨径的等截面的简支梁来计算荷载横向分布系数。由于支座、墩顶、桩顶的刚度不同,在计算温度上升变化影响カ、汽车制动力等作用在各墩上的分配时,采用了集成刚度计算方法。盖梁活载横向分布系数在荷载对称布置时采用杠杆法,非对称布置时采用偏心受压法进行计算。桩基础釆用“m法”,墩柱采用偏心受压构件进行了计算。由于肋板台和重力台采用了群桩基础,在进行计算时考虑了群桩效应。教育面向现代化是社会进步的需要,为了体现我校教育与时俱进的特点,本次设计受カ分析运用了目前广受桥梁设计朋友使用的桥梁博士软件。同时为了加深诸如荷载横向分布系数的确定、集成刚度的计算等知识点的理解,对这部分内容采用了手算。此次设计是初次尝试,其中难免有遗漏、疏忽之处,错误在所难免,殷切希望指导老师、工程技术人员批评指正。1工程概况本次设计以国家重点工程(大庆至广州高速公路)为课题背景。大庆至广州高速公路是国家高速公路"7918”网中的纵5线。其中湖北省黄石市至通山县南段(简称:大广南高速公路)项目全长107公里,是湖北省高级公路网”五纵三横ー环”公路主骨架组成的路段,是贯穿鄂东南地区的南北骨干通道。本次毕业设计选取大广线阳新县境内的竹林塘大桥进行施工图设计。设计资料气候特征拟建桥位于黄石市阳新县境内。黄石地处中纬度,太阳辐射季节性差别大,远离海洋,陆面多为矿山群,春夏季下垫面粗糙且增湿快,对流强,加之受东亚季风环流影响,其气候特征冬冷夏热、四季分明,光照充足,热能丰富,雨量充沛,为典型的亚热带东亚大陆性气候。黄石年平均气温17℃。最热月(7月)平均29.2℃,最冷月(1月)平均3.91。无霜期年平均264天,年平均降水量1382.6毫米,年平均降雨日132天左右,全年日照1666.4-2280.9小时,占全年月日可照射时数的31%-63%。境内多东南风,年平均风速为每秒2.17米。1.1.2工程地质黄石的大地构造分为淮阳山字型构造体系,东西(纬)向构造体系(褶皱构造、断裂构造),新华厦构造体系。黄石岩浆活动频繁,岩石类型以中酸性为主,侵住特征为四深成、浅成,超浅成列贲发;成岩特征,可分侵入岩、火山岩。黄石地质条件较好,土耐カー般较高,除个别软土层低于10t/mク外,一般在15-20t/ボ之间。地下水含量丰富,工程地质性质良好。地震设防裂度为6度。3桥梁线型布置.平曲线半径:左偏圆曲线上,R=1333.985m。.竖曲线半径:无竖曲线,纵坡为ー2.6%。2主要技术标准.整体式路基宽度:26.0米;.设计行车速度:100公里/小时;.设计荷载:公路一I级;.设计洪水频率:1/100;.地震动峰值加速度系数为0.05g,按0.1g设防。1.3主要材料.预应カ混凝土主梁采用C50混凝土,基桩采用C25混凝土,其余构件采C30混凝土。.预应カ钢束:采用ASTMA416-87a标准低松驰钢绞线,fPK=\86OMPa,直径15.2mm,公称面积140nun、锚具采用OVM15型系列锚具,管道采用预埋金属波纹管成型。.钢材:HRB335.R235钢筋标准应分别符合GB1499—1998和GB13013-1991的规定,焊接的钢筋均应满足可焊要求,其它钢材均应符合国标规定。.桥面铺装:上层10cm沥青混凝土和下层!0cmC50碎桥面铺装。.支座:采用四氟F4GYZ225x42,GYZ275x49橡胶支座。.伸缩缝:采用80型异形钢单缝式伸缩装置。4设计要点.空心板按部分预应カ混凝土A类构件设计。.主梁由预制预应カ混凝土宽幅空心板和现浇混凝土桥面板组合而成,釆用先简支、后结构连续。墩顶负弯矩由设于桥面板内的负弯矩钢筋承担。.结构计算釆用桥梁博士3.0程序计算,横向按较接板考虑。.计算时考虑支座沉降8mm,并考虑了梯度温度引起的附加效应。.主梁计算按组合截面分阶段考虑,整体化桥面现浇层未达到混凝土设计强度等级前,按由预制板独自受力计算,桥面铺装、护栏及汽车荷载的作用按预制板、较缝及整体化桥面现浇层共同受力的组合截面计算。当桥面有横坡时,整体化桥面现浇层厚度最薄处不小于10cm。.还应特别注意是否要调整锚栓孔长度,以保证空心板在顺桥向能自由伸缩。.斜交板梁的斜角为25°。预制空心板斜板有左、右斜之分,本图仅绘出ー种斜交方向的情况,使用时请注意桥梁斜交方向。.伸缩缝最大采用80型,因此ー联长度不应大于100m。5施工方式简支转结构连续施工法:先将每片简支梁进行横向整体化后,再转换为连续梁。1.6设计规范《公路工程技术标准》JTGB01-2003;《公路工程抗震设计规范》JTJ004-89;《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004;《公路砖石混凝土桥涵设计规范》JTJ022-85;《公路钢筋混凝土及预应カ混凝土桥涵设计规范》JTGD62-2004;《公路桥涵地基础与基础设计规范》JTJ024-85;《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000〇7支座强迫位移考虑支座沉降8mm。1.8温度影响.有效温度作用效应:升温温差取25C,降温温差取-23℃〇.梯度温度效应:非线性计算温差采用如下表1-1模式。表1-1非线性梯度温度模式表模式ー至梁顶距(m)0.00.10.40温度145.50.0模式二至梁顶距(m)0.00.10.40温度-7-2.750.02尺寸拟定1桥型布置及孔径划分该桥为大庆至广州高速公路上的竹林塘大桥。为缩短工期,提高行车舒适性,综合分析比较各类桥型后最终采用预应カ混凝土连续梁桥,跨径为13X20m,施工方法为简支转连续。全桥分三联:第一联4X20m,第二联4X20m,第三联5X20m。在桥台处和联与联之间各设置6cm的伸缩缝,桥跨结构的计算简图分为4><20m和5X20m两种,如图2T、图2-2所示。一 7994 -35^31961.7一2000一2000 „1961.7塗3图2T4X20m计算简图(单位:cm)
一 9994 一3し?1961.71 2000 „ 2000 „ 2000 „1961.7密;3
图2-25X20m计算简图(单位:cm)2截面型式及截面尺寸拟定1截面型式及梁高采用等高度的空心板截面。预制梁高0.9米,组合梁高1.0米,高跨比H/L=l/20,选用空心板主要是出于其良好的受力及便于施工等特点。2.2横截面尺寸每幅桥面全宽为13m。由于采用简支转连续的施工方法,主梁先预制再运输、吊装就位,因此横截面布置时应考虑到施工中的吊运能力,将每幅桥做成八块空心板组合截面。其中,预制中梁顶板宽141cm,底板宽149cm:预制边梁顶板宽!83cm»底板149cm。预制主梁横向按较接板连接。为满足顶板负弯矩普通钢筋的布置及轮载的局部作用,空心板顶板取等厚度15cm。同时为防止应カ集中和便于脱模,在腹板与顶板交界处设置20cmX5cm的承托,
在腹板与底板交界处设置8cmX8cm的承托。主梁横断面构造图如图2-3所示。2600/2=130025TrajL0cmC50现浇防水碎6X150149.549.51275桥梁中心线2600/2=130025TrajL0cmC50现浇防水碎6X150149.549.51275桥梁中心线10cm沥青混凝土桥面防水层图2-3横断面构造图(单位:cm)钢筋碎防撞墙2.3空心板底板厚度设置简支转连续施工的连续梁桥跨中正弯矩较大,因此底板不宜过厚;同时支点处也存在负弯矩,需要底板要有一定的厚度来提供受压面积。因而将底板厚度在跨内设为10cm。2.4腹板宽度设置根据连续梁桥剪カ变化规律,兼顾施工方便性,腹板宽度除在支点附近区域加宽外,其余均为16cm。即在距支点60cm处开始加宽,加宽区段为10cm,且腹板最终加宽至32cm。边板腹板厚度变化与中板ー样,仅用中板腹板厚度变化示意,如图2-4所示。边跨中板 中跨中板图2-4空心板平面布置图(单边跨中板 中跨中板图2-4空心板平面布置图(单位:cm)3毛截面几何特性计算毛截面几何特性是计算结构内力、配束及变形计算的前提。本设计采用分块法计算毛截面几何特性。如图3T所示。跨中中板毛截面计算如下:毛截面:A=ZA=2x101x10+2x16x90+4x68+10x8+2x8x12+20x5+8x8=5608。ガ对截面上缘的静距S=10X101X5+2X1/2X20X5X11.667+2X16X90X45+2X1/2X4X22.667+2X1/2X8X10X74.667+2X8X12X84+101X10X85+2X1/2X8X8X77.333=254882.8cm3ys=254882.85608=45.450cvn=2x3至小任—ys=254882.85608=45.450cvn=2x3至小任—+23+2x2242x312363636123612=2019093c加・2ム=10X101X5X5+2X1/2X20X5X11.667X11.667+2X16X90X45X45+2X1/2X4X22.667X22.667+2X1/2X8X10X74.667X74.667+2X8X12X84X84+101X10X85X85+2X1/2X8X8X77.333X77.333=15491374cm4El=ZEy=254882.8x45.45=11584423.26cパIo=ダム+ダムーZ41=2019093+15491374-11584423.26=5926044cm4
跨中中板
141149064-キス892ZI。16・8X8 8X8跨中边板跨中中板
141149064-キス892ZI。16・8X8 8X8跨中边板1©149支点中板支点边板图3-1截面形式及分块跨中边板、支点中板、支点边板毛截面几何特性计算同上,现将毛截面几何特性计算结果列于表3-1〇表3T毛截面几何特性计算结果截面位置A(截面面积)(62)1(截面惯矩)(かッy(中性轴至下缘距离)(m)预制中板跨中0.5610.059260.445支点0.74960.066640.452预制边板跨中0.60310.066160.482支点0.80380.074580.47成桥后中板跨中0.56410.064980.44支点0.74960.066640.452成桥后边板跨中0.6480.067140.516支点0.80380.074580.474第一、二联(4X20m)计算《公路钢筋混凝土及预应カ混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)中4.1.4条规定:装配式较接斜板桥的预制板块,可按宽为两板边垂直距离,计算跨径为斜跨径的正交板计算。因而根据规范本桥虽然斜角为25°,然而仍可以按宽为两板边垂直距离1.5m,跨径为斜跨径(即20m)的正交板计算。由于第一、二联4X20m计算涉及到三次超静定的问题,计算工作量大。因而采用部分手算部分电算(桥梁博士V3.0进行计算)4.1主梁内力计算4.1.1单元划分全桥单元划分时,综合考虑了结构在施工过程及正常使用阶段控制设计的位置,使控制截面位于单元节点处。此设计为简支转结构连续梁桥,结合施工、使用中的结构的受力特性、预应筋束布置以及桥面抵抗负弯矩的普通钢筋的布置,将第一、二联分为62个单元,中跨为16个单元,边跨为15个单元,如图4T所示。3が L1=196L7 甲9 L2=2000 _图4-1单元划分示意(单位:cm)节点号与控制截面对应关系见表4-1〇表4T节点号与控制截面对应表节点号2368101214控制截面永久支点变化点ム4A23ム4变化点临时支点节点号16181921242728控制截面永久支点临时支点变化点ムム~23ム变化点节点号30323435374043控制截面临时支点永久支点临时支点变化点ムT丄2~23ム4节点号11464850515456
续表4-1控制截面变化点临时支点永久支点临时支点变化点らムT节点号586062控制截面3ム~T~变化点永久支点诸节点的总体坐标见表4-2。表4-2节点坐标表节点号12345678X坐标(m)00.3530.50.62.4964.99257.488759.985节点号910111213141516X坐标(m)13.9714.977517.473819.25619.35619.51619.6719.97节点号1718192021222324X坐标(m)20.2720.42420.56420.66424.9725.9727.4729.97节点号2526272829303132X坐标(m)32.4733.9734.9739.25639.35639.51639.6739.97节点号3334353637383940X坐标加)40.2740.42440.56440.66444.9745.9747.4749.97节点号4112434445464748X坐标(m)52.4753.9754.9759.25659.35659.51659.6759.97节点号4950515253545556X坐标(m)60.2760.42460.56460.66462.4662564.962565.9769.955节点号57585960616263X坐标(m)72.4512574.947577.4437579.3679.4679.61779.971.2恒载内力计算简支转连续梁桥由于存在体系转换的问题,因而施工程序对结构内力有一定的影响,所以在恒载内力计算之前有必要对施工过程给予简要介绍,以便合理进行内力计算。本次计算共划分为9个施工阶段:第一阶段:浇筑墩台基础(实际略),形成4跨简支结构。第二阶段:加较缝硅,将简支梁横向整体化。第三阶段:养护10天。第四阶段:加墩顶现浇段。第五阶段:撤临时支座,永久支座受カ,形成连续结构。第六阶段:浇注10cm桥面板。第七阶段:现浇的桥面板与预制板形成全截面。第八阶段:浇注全联防撞栏及沥青建桥面铺装。第九阶段:完成收缩徐变。由施工过程可知结构恒载是分阶段形成的,主要包括:预制箱梁一期恒载集度(g;),成桥后箱梁的一期恒载集度(gj,二期恒载集度(8ユ)。针对横断面的具体构造特点及平面杆系有限元程序计算分析的特点,将空间桥跨结构简化为平面结构进行计算,即只对由单块空心板构成的四跨简支转连续梁桥进行结构分析,在活载计算时将采用荷载横向分布的计算方法,恒载空间效应按每片梁均分考虑。1.2.1恒载集度计算.预制空心板一期恒载集度(g;)表4-3预制中板一期恒载集度(kN/m)单元号1-234-111213-1819集度18.7416.3814.0216.3818.7416.38单元号20-272829-343536-4344集度14.0216.3818.7416.3814.0216.38单元号45-505152-596061-62集度18.7416.3814.0216.3818.74由施工过程及预制板的构造,可将墩顶现浇段看成空心板加横隔梁,横隔梁自重对于主梁不产生恒载弯矩,因此计算中将横隔梁作为集中力作用在支承节点上。那么あ仅为预制空心板自重集度,计算公式为:gu=Ax25kN/才式中:i 单元号g;广ー预制空心板i号单元一期恒载集度;4一一预制空心板i号单元毛截面面积,截面变化的单元,A:为单元两端节点截面积的平均值。按上式计算预制中、边板各单元一期恒载集度见表4-3、表4-4。此恒载集度主要用于主梁简支状态下的施工验算。表4-4预制边板一期恒载集度(kN/m)单元号1-234-111213-1819集度20.0117.5815.0717.5820.0117.58单元号20-272829-343536-4344集度15.0717.5820.0117.5815.0717.58单元号45-505152-596061-62集度20.0117.5815.0717.5820.01.成桥后空心板一期恒载集度(gj预制梁计入每片梁间较缝碎及10cm桥面板后的恒载集度即为成桥后空心板一期恒载集度,按上式计算。计算成桥后中、边板各单元一期恒载集度见表4-5、表4-6。表4-5成桥后中板一期恒载集度(kN/m)单元号1-234-111213-1819集度22.6721.4520.2421.4522.6721.45单元号20-272829-343536-4344集度20.2421.4522.6721.4520.2421.45单元号45-505152-596061-62集度22.6721.4520.2421.4522.67表4-6成桥后边板一期恒载集度(kN/m)单元号1-234-111213-1819集度24.7722.8820.9922.8824.7722.88单元号20-272829-343536-4344
集度20.9922.8824.7722.8820.9922.88单元号45-505152-596061-62集度24.7722.8820.9922.8824.77.二期恒载集度(g2)二期恒载集度为桥面铺装与护栏恒载集度之和。铺装层为!0cm沥青混凝土,容重按23kN/オ计,护栏ー侧每延米按0.39才,混凝土容重按25kN/オ计。为了简化计算,将桥面铺装和护栏恒载由每块板均担,因桥梁横断面布置由八块板组成,则g2=1/810.1义11.5X23+0.39X2X25]=5.74(kN/m)〇4.1.2.2恒载内力计算结果由施工过程可知,g;适用于主梁第一施工阶段恒载内力计算,适用于主梁第七施工阶段恒载内力计算,g1+g2适用于第九施工阶段恒载内力计算。根据单元划分及相应的恒载集度,采用桥梁博V3.0软件进行恒载内力计算。表4-7、表4-8、表4-9分别给出g;、gi、gi+gユ作用下的边板在第1、7、9施工阶段恒载内力。表4-7g;在第一施工阶段的恒载内力截面号剪カ(kN)弯矩(kN•m)截面号剪カ(kN)弯矩(kN•m)2左7.38-1.318左3.22-0.2482右151-1.318右151-0.248677.55272178.45188-0.736719241.09E-0371410-7952027-78.451814左151-0.24830左151-0.24814右3.22-0.24830右3.22-0.248表4-8g1在第七施工阶段的恒载内力截面号剪カ(kN)弯矩(kN•m)截面号剪カ(kN)弯矩(kN•m)2左-0.3696.52E-0216右-11.244.42右-86.52E-0221-5.921.756-3.15-25.824-0.691-14.8
82.08-28.5274.54-5.16107.3-5.0532-9.7730.616左-12.544.4表4-9g|+gユ在第九施工阶段的恒载内力截面号剪カ(kN)弯矩(kN•m)截面号剪カ(kN)弯矩(kN•m)2左4.24-0.74816128-5102右91.8-0.7482167.9-20.1636.1296247.931708-23.832627-52.159.210-83.757.932112-351图4-2恒载内力图(弯矩单位:kN•m,剪力单位:kN)4.1.3活载内力计算对于用现浇混凝土纵向企口缝连接的装配式板桥,由于块件间横向具有一定的连接构造,但其连接刚性又很薄弱,因此对于跨中和L/4处的荷载横向分布计算,采用较接板法计算。而对支点处采用杠杆原理法计算,支点至L/4之间按直线内插求得。
4.1.3.1冲击系数和车道折减系数.冲击系数汽车荷载的冲击系数是汽车过桥时对桥梁结构产生的竖向动カ效应的增大系数。冲击影响与结构的刚度有关。一般来说,跨径越大、刚度越小,对动荷载的缓冲作用越强。《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60—2004)采用了结构基频/来计算桥梁结构的冲击系数,冲击系数"可按下式计算:当了<1.5Hz时,当1.5Hz4/<14Hz时,当ア>14Hz时,〃=O.O5〃=0.17671n/-0.0157,=0.45类型、建筑材料等动カ特性内容,它直接反映了冲击系数与桥梁结构之间的关系。连续梁桥中y;〃=O.O5〃=0.17671n/-0.0157,=0.45类型、建筑材料等动カ特性内容,它直接反映了冲击系数与桥梁结构之间的关系。连续梁桥中y;礬信た等信计算连续梁的冲击カ引起的正弯矩效应和剪力效应时,采用工;计算连续梁的冲击カ引起的负弯矩效应时,采用ん。计算跨径,=20加,结构材料弹性模量E=3.45m,边板跨中截面惯性矩,,=0.06714パ中板支点截面惯性矩,,'=0.07458M,边板跨中处的单位长度”=20.99x103/9.81=2140kg/m,边板支点处加=24.77125x1039.81=2525依/“。代入相应的数据可得:エ=且坐杵13.616 /代入相应的数据可得:エ=且坐杵13.616 /3.45xlQ'0x0,067142x3.14x20?V2140=5.64Hz=9.50Hz23.651_13.45xlQ'0x0.07458
2x3,14x20?V2525=9.50Hz因此,根据《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)第4.3.2条,有:正弯矩段:〃=0,17671n/-0,0157=0,1767xln5,64—0.0157=0.290负弯矩段:〃=0.1767In/-0.0157=0.1767xIn9.50-0.0157=0.382.车道折减系数按《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60—2004)第4.3.1条中表4.3.1-4横向折减系数中的规定:三车道的车道折减系数为;4=0.78。1.3.2计算主梁荷载的横向分布系数连续梁桥荷载横向分布的简化实用计算方法是按等刚度原则将连续梁的某ー跨等代为等跨径的等截面简支梁来计算荷载横向分布系数。所谓等刚度是指在跨中施加一个集中荷载或ー个集中扭矩,则连续梁桥和等代简支梁的跨中挠度或扭转角彼此相等。边跨与中跨之比约为1,可作为四等跨连续梁桥来分析,计算跨径取20m;又因每片梁仅在支点附近很小区域内有所变化,但仍可近似按常截面梁来考虑,这样计算误差是很小的。由参考文献[6]给出F.Leonhardt的计算结果可知:对等跨常截面连续梁等效简支梁抗弯惯性矩换算系数为:边跨X|=1.432,中跨X2=1.860。而抗扭惯矩换算系数为:x>=X2=1。1.边跨荷载横向分布系数计算(1)边跨等代简支梁主梁抗弯(抗扭)惯矩计算四等跨常截面连续梁的边跨按等刚度原则变换为常截面简支梁,其断面布置不变,每片梁的抗弯、抗扭刚度仍彼此相等,只是大小发生变化,其值可按下式计算:11,=X
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