简支转连续引桥上部结构

简支转连续桂江大桥毕业设计（论文）摘要桂江大桥位于佛山市南海区，单幅宽10m，五跨等跨径为25m，全长100m。桂江大桥简支转连续箱梁结构总体的设计，需要理解桥梁体系的转换，采用Midas软件进建立模型。设计主要内容有：恒载和活载计算，估算配筋面积，配置预应力钢束；计算细部结构的受力状况；划分各个施工阶段，对每个施工阶段进行结构安全的受力计算和分析；使用阶段进行结构永久荷载、活荷载、预应力和附加应力的计算和结构合理性的分析；承载能力极限状态和正常使用极限状态的截面验算，作出包罗图；根据上部结构的计算结果对下部结构进行设计。设计难点有：预应力的张拉控制和施工阶段的加载。关键词：简支转连续，预应力连续箱型梁，Midas软件，预应力钢束，施工阶段，恒载，活载，应力组合，包络图，截面验算。

Abstract

GuijiangBridgeislocatedinGuangdongProvince,isaTwo-yonghighwayoverpass,asinglewidthof10m,totallengthof100m.BanyanBridgesimplysupportedTbeamcontinuousoveralldesign,needtounderstandtheconversionofthebridgesystem,theuseofBridgeDoctorsoftwareintothemodel.Designelementsinclude:deadloadandliveloadcalculations,estimatesreinforcementsize,configurationprestressedsteelbeam,calculatedetailedstructureofthestressstate;byeachconstructionstage,constructionstageofthestructuralsafetyofeachoftheforcecalculationandanalysis;withstagestructure,permanentloads,liveloads,prestressedandadditionalstresscalculationsandstructuralanalysisofreasonableness;ultimatelimitstateandlimitstatesectionalchecking;structurecalculationbasedontheresultsoftheupperstructureofthelowerpartofthedesign.Designchallengeare:pre-stresstensioncontrolandconstructionphaseoftheload.Isimplifiedthedesign,construction,totalconstructionphase3,calculationissimple.

Keywords:simplysupportedcontinuousprestressedT-beamBridgeDoctor,prestressedsteelbeams,constructionstage,deadload,liveload,stresscombination,envelope,crosschecking.

目录TOC\o"1-3"\h\u4966前言 -10-14258第一章工程概况 -11-81131.1设计基本概况 -11-75491.1.1桥梁线型布置 -11-95841.1.2主要技术标准 -11-249671.1.3主要材料 -11-270391.1.4桥面铺装 -12-132281.1.5桥面排水 -12-103011.1.6施工方式 -12-95541.1.7设计依据 -12-258351.1.8支座强迫位移 -13-276551.1.9温度影响 -13-14511.2桥型及纵、横断面布置 -13-270821.2.1桥型布置及孔径划分 -13-124101.2.2截面形式及截面尺寸拟定 -13-124671.2.3箱梁底板厚度及腹板宽度设置 -15-273531.3毛截面几何特性计算 -17-94431.4截面效率指标 -17-12931第二章桥面板设计 -18-140422.1桥面板恒载内力计算 -18-166052.2桥面板活载内力计算 -19-168132.3桥面板荷载内力组合 -21-304382.4主梁行车道板配筋 -22-76052.4.1行车道板尺寸的复核 -22-75452.4.2支点处配筋 -22-183682.4.3板跨中配筋 -23-252522.5抗剪验算 -23-16768第三章上部结构内力计算 -25-246393.1、单元划分 -25-133723.1.1节点坐标表 -26-166533.2、施工过程介绍 -27-296793.3、恒载内力计算 -28-311483.3.1预制箱梁一期恒载集度 -28-89003.3.2成桥后一期恒载集度 -29-220063.3.3二期恒载集度 -30-84153.3.4各阶段恒载效应计算 -30-10873.4横向分布系数计算 -35-316873.5活载内力计算 -38-33023.6温度次内力计算 -46-290773.7支座位移引起的内力计算 -48-15822第四章主梁内力初步组合 -51-253444.1按持久状态承载能力极限状态设计 -51-112054.1.1基本组合 -51-262664.1.2偶然组合 -52-317774.2按持久状态下正常使用极限状态设计 -52-64354.2.1作用短期效应组合 -52-231114.2.2作用长期效应组合 -53-31632第五章预应力钢束的估算及布置 -61-87155.1预应力筋的估算 -61-98005.1.1按正常使用极限状态的应力要求计算 -61-118955.1.2按承载能力极限状态的强度要求计算 -65-90645.2预应力筋束的布置 -66-305975.2.1预应力筋的布置原则 -66-4110预应力钢筋最小配筋率验算 -74-160655.2.2普通钢筋的布置 -77-25841第六章预应力损失及有效预应力的计算 -78-189346.1预应力损失计算 -79-22636.1.1预应力损失计算 -79-25685第七章主梁截面验算 -82-91307.1截面强度验算 -82-250107.2截面抗裂验算 -87-79897.2.1正截面和斜截面抗裂验算 -87-319487.2.2法向拉应力 -89-273497.2.3主拉应力和主压应力 -89-28864参考文献 -101-415结束语 -102-28430致谢 -104-前言预应力连续箱型型梁在中小跨径桥梁的设计中能满足安全、经济、合理的基本要求。而且还有美观、适用、施工方便等优势。桂江大桥设计采用5跨等跨径的连续预应力箱型梁，简支转连续施工。做桂江大桥的简支转连续结构总体设计就需要有各种地质水文资料、设计标准、参考文献等。在连续箱梁的设计中，要对桥梁的各个结构，各个施工阶段进行具体的计算和分析。（1）拟定桥梁的分跨、箱梁的截面尺寸，查看各种设计资料，采用Maisd软件进行模型的建立。（2）计算恒载和活载，估算配筋面积，配置预应力钢束，计算细部结构的受力状况。（3）划分各个施工阶段，对每个施工阶段进行结构安全的受力计算和分析。（4）在使用阶段进行结构永久荷载、活荷载、预应力和附加应力的计算和结构合理性的评估，进行承载能力极限状态和正常使用极限状态的截面验算。在本设计中，把连续箱梁当做全预应力构件，所以在设计说明书中主要考虑预应力钢束，普通钢筋的作用几乎可以忽略。我在做毕业设计的这段时间内认真学复习了专业知识，学习了新的知识。我通过复习课本知识，了解了我所要做的设计的基本方向；通过去图书馆查阅资料使我有了设计的具体思路；通过与同学、老师的交流使我知晓了我的设计细节；通过我具体的行动操作使我明白了为什么要这么做。本设计中主要的应用软件是Midas博士，我花了大量的时间用在学习使用Midas上。我向老师，同学还有学长请教过，终于使我从了解到熟悉再到最后能够熟练的使用。使用它我完成了模型的建立，结构的计算。数据的处理是用excel来完成的，图纸是使用autoCAD来做成的。设计中的每个环节都使我获益匪浅。第一章工程概况1.1设计基本概况桂江大桥位于广东省佛山市。根据线路及相应行业技术要求，经比选，采用简支转连续预应力混凝土等截面小箱梁桥型方案。1.1.1桥梁线型布置平曲线半径：无平曲线。竖曲线半径：无竖曲线，纵坡采用1.5%。1.1.2主要技术标准设计荷载：公路I级，人群荷载取3.0设计速度：100桥面布置：采用双向四车道车道，总宽：22（人行道）+20.5（护栏）+43.75（行车道）=20m设计基准期：100年设计安全等级：一级设计洪水频率：1/100通航标准：不通航1.1.3主要材料1）混凝土=1\*GB3①预制箱梁、横梁：C50混凝土，弹性模量Ec=34500；=2\*GB3②现浇接头、湿接缝、人行道、护栏：C40混凝土；；=3\*GB3③水泥混凝土铺装层：C25混凝土，Ec=28000。2）钢材=1\*GB3①预应力钢绞线：低松弛高强度预应力钢绞线应符合ASTMA416-97的规定，单根钢绞线直径15.24，钢绞线面积；钢绞线抗拉强度标准=1860，设计值，弹性模量。=2\*GB3②普通钢筋：采用符合《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》GB13013－91和《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》GB1499-98的规定。直径≥12者，均采用HRB335（20MnSi）热轧螺纹钢筋，，；凡钢筋直径＜12者，采用R235（A3）钢筋，，。3）其它=1\*GB3①锚具及管道成孔。预制箱梁锚具采用锥形锚具，预应力孔道采用金属波纹管，孔道内径为5.5。=2\*GB3②桥梁支座性能应符合交通部行业标准《公路桥梁板式橡胶支座》JT/T4-93的规定。采用GPXZ协调抗震型盆式橡胶支座。=3\*GB3③桥梁伸缩采用J-75型伸缩装置。1.1.4桥面铺装桥面铺装采用8cm厚的防水混凝土铺装，混凝土容重按25KN/m3计，之上是10cm厚沥青混凝土桥面铺装，桥面横坡采用1%，在梁底利用三角垫层设置横向坡度。1.1.5桥面排水桥面纵向设置1.5%的坡度，排水采用自然排水。1.1.6施工方式简支转预应力连续施工方法。1.1.7设计依据交通部标准《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）；交通部标准《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）；交通部标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62-2004）；范立础桥梁工程（上册）徐岳预应力混凝土连续梁桥设计1.1.8支座强迫位移每个支座单独下沉1，取最不利组合设计。1.1.9温度影响主梁上、下缘温差为5℃。1.2桥型及纵、横断面布置1.2.1桥型布置及孔径划分为了缩短工期，提高行车的舒适性，综合分析比较各种桥型后最终采用预应力混凝土连续梁桥，跨径为425m，施工方法为简支转连续。考虑伸缩缝的设置，实际桥跨长为99.84，即在桥的两头各设8cm的伸缩缝，桥跨结构的计算简图见图3-1所示。图中，两边跨计算跨径为2452cm，两中跨计算跨径为2500cm，连续梁两端至边支座中心线之间的距离为40cm。主梁计算简图（单位：）1.2.2截面形式及截面尺寸拟定（1）截面形式及梁高采用等高度箱型截面。梁高1.25m，高跨比H/L=1/20。选用箱型截面主要是出于其突出的受力和构造特点。（2）横截面尺寸桥面总宽为20m，分两幅，每幅桥面宽度为10。由于采用先简支后连续的施工方法，主梁需先预制再运输、吊装就位，因此在横截面布置时应考虑到施工中的运输及吊装能力。将每幅桥做成四个单箱单室的组合截面。其中，预制中梁顶板宽210,底板宽100；预制边梁顶板宽230，底板宽100；预制主梁间采用40的湿接缝。从而减少主梁的吊装质量。边、中主梁均采用斜腹板，以减轻主梁自重，腹板斜度为1:4。为满足顶板负弯矩钢束、普通钢筋的布置及轮载的局部作用，箱梁顶板取等厚度15。同时为了防止应力集中和方便脱模，在腹板与顶板交界处设置2010的承托。跨中、支点横断面箱梁布置图如图所示。主梁横断面构造图如图所示。1/2跨中处横断面箱梁布置图（cm）1/2支点处横断面箱梁布置图（cm）跨中边梁跨中中梁主梁跨中横断面构造图（cm）支点边梁支点中梁主梁支点横断面构造图（cm）1.2.3箱梁底板厚度及腹板宽度设置（1）箱梁底板厚度的设置，如图所示。简支转连续施工的梁桥跨中正弯矩较大，因此底板不宜过厚；但是支点处存在负弯矩，需要底板有一定的厚度来提供受压面积。因此将底板厚度在跨内大部分区域设置为15，仅在距边支点160、中支点220处开始加厚，加厚区段长度均为150,且底板加厚至25，为锚固底板预应力束提供空间。边支承线中支承线箱梁底板厚度变化示意图（单位：）（2）腹板宽度设置，如图3-5所示。由连续梁剪力变化规律，兼顾施工方便性，腹板宽度除在支点附近区域加宽，其余均为15，距边支点160、中支点220处开始加宽，加宽区段长度均为150，且腹板最终加宽至25。腹板宽度变化示意图（单位：）1.3毛截面几何特性计算采用迈达斯计算各控制截面几何特性，计算结果列于下表毛截面特性数据序号名称截面积m2Iyy截面惯性矩（m4）Czm中性轴至梁底距离（m）预制跨中中梁0.79560.15840.7576支点中梁1.04560.19140.7015支点边梁1.08870.19880.7142跨中边梁0.83440.16430.7712成桥跨中中梁0.8530.1680.786支点中梁1.10.2040.726跨中中梁0.8530.1680.786支点中梁1.10.2040.7261.4截面效率指标跨中截面效率指标计算采用表3-3数据结果，由以下公式求解。上核心距：（1-1）下核心距：（1-2）截面效率指标：一般截面效率指标取，且较大者更经济（1-3），。初拟的主梁跨中截面是合理的。经计算其他截面尺寸都合理，计算过程略。第二章桥面板设计主梁桥面板计算示意图如图4-1所示。主梁跨中截面桥面板计算示意图（单位：）由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》第4.1.1条，因板的长边长度与短边长度之比为25/1.35=18.5≮2，故按单向板计算。2.1桥面板恒载内力计算以纵向梁宽1m的板梁计算,每延米板上恒载：铺装层：，将承托的面积摊于桥面板上面，则板厚桥面板：计算梁肋处的截面有效高度：，，S=27.5。总恒载：肋间净距：=120计算跨径：L=；=1.35，=1.35，因此取L=1.35。跨中弯矩：支点剪力：2.2桥面板活载内力计算单向板内力计算简图如图所示。单向板内力计算简图（单位：）采用公路Ⅱ级汽车荷载，后轴轴重标准值，车轮着地宽度。（1）荷载分布宽度平行于板的跨径方向的荷载分布宽度：垂直于板的跨径方向的荷载分布宽度：单个车轮在板的跨径中部：荷载位于靠近板的支承处：冲击系数取,汽车荷载在1m宽简支板条中所产生的内力，跨中弯矩计算公式（2-1）：（2-1）代入数据：剪力计算计算公式（2-2）：（2-2）式中：故,2.3桥面板荷载内力组合跨中弯矩：，支点剪力：，内力修正：因即主梁抗扭能力大，故支点弯矩修正：跨中弯矩修正：支点剪力：。2.4主梁行车道板配筋2.4.1行车道板尺寸的复核对正截面尺寸进行复核在给定尺寸的前提下，矩形截面板的抗弯极限承载力按下式计算。（2-3）式中：相对界限受压区高度，参考表5.2.1；,参考第5.1.5条；钢筋合力点到受拉边缘的距离，板条宽b=1,。则跨中，；支点，将数据代入式（2-3）：>>>>由此可见，板厚满足正截面设计要求。2.4.2支点处配筋取单位1宽计算（b=1），采用Ⅱ（HRB335）级钢筋,C40混凝土。有效高度,钢筋合力点到受拉边缘的距离。计算高度。查第5.2.2公式：（2-4）(2-5)（2-6）式中：；；；；；；b-板宽，。式（2-4）取等号，将数据代入式（2-4）和式（2-5）中。，。，满足式（2-6），可以。选用布置钢筋，钢筋间距20，，。2.4.3板跨中配筋取单位1宽板计算（b=1）钢筋合力点到受拉边缘的距离，计算高度，，由公式（2-4），公式（2-5）。解得：，，可以。选用布置钢筋，钢筋间距19，，。2.5抗剪验算由第5.2.10计算公式：（2-7）；；；混凝土抗拉强度。代入式（2-7）右边:故,混凝土已经能满足抗剪要求，只需按构造配置箍筋。第三章上部结构内力计算3.1、单元划分本设计采用软件MIDAS进行上部结构分析。此设计实例为先简支后连续的预应力连续梁桥，结合施工、使用中结构的受力特性及预应力钢束布置，将全桥划分为103个单元、104个节点，如图所示：3.1.1节点坐标节点号X（m）节点号X（m）节点号X（m）节点号X（m）节点号X（m）节点号X（m）1018173534525169688685211918363553527069878632201937365453717088874321203837555472718988542221393856557372908965232240395756747391907624234140585775749291872524424159587674.89392982624.8434260597776949310927264443616078779594111028274544626179789695121129284645636280799796131230294746646381809897141331304847656482819998151432314948666583821009916153332504967668483101100171634335149.86867858410225.2110350.2110475.213.2、施工过程介绍第一施工阶段为预制主梁，待混凝土强度达到设计强度的100%后张拉正弯矩区段的预应力钢束，并压注水泥浆，再将各跨预制箱梁安装就位，形成由临时支座支承的简支梁状态；第二施工阶段首先浇注第1、2跨及第3、4跨连续段湿接头混凝土，达到设计强度后，张拉负弯矩区段的预应力钢束并压注水泥浆，严格来说此阶段形成了两联连续梁，且每联为3跨连续；三施工阶段是先浇注第2、3跨连续段接头混凝土，达到设计强度后，再张拉负弯矩区段预应力钢束并压注水泥浆，此阶段形成了7跨连续梁（4大跨3小跨）；第四施工阶段拆除全桥的临时支座，主梁支承在永久支座上，完成体系转换，最终形成4跨连续梁体系；第五施工阶段进行防护栏及桥面铺装施工。由施工过程可知结构荷载是分阶段形成的，主要包括：预制箱梁的一期恒载集度（g1），二期恒载集度（g2）[2]。根据本设计横断面的具体构造特点及平面杆系有限元计算分析的特点，恒载计算时将空间桥跨结构简化为平面结构进行分析，即只对由单片梁够成的四跨简支转连续梁进行结构分析，在活载计算时将采用横向分布这一实用计算方法（全桥都采用跨中横向分布系数），，恒载空间效应按每片梁均分考虑（将桥面铺装和栏杆及其他空间效应给四片梁均摊）。3.3、恒载内力计算预应力混凝土简支转连续梁桥恒载内力计算与施工方法有着直接的联系。当为简支结构时，按简支梁受力特性计算，当形成连续结构时，按连续结构进行内力计算，其中在体系转换阶段，应计入撤除临时支承引起的内力，主梁恒载最终弯矩应由各阶段内力叠加而成。3.3.1预制箱梁一期恒载集度由预制箱梁的构造知横隔梁均位于支承处，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荷载作用在支承点上面。故仅为预制箱梁的自重集度，计算公式为：（3-1）式中：—预制箱梁第i号单元的一期恒载集度；—预制箱梁第i号单元的截面面积，可由毛截面几何特性表3-3中求得，截面变化的单元，为该单元两端节点截面积的平均值。得，截面变化的单元，为该单元两端节点截面积的平均值。按以上公式计算预制中、边梁各单元一期恒载集度见表。此恒载集度主要用于主梁简支状态下的施工验算。预制中梁一期恒载集度（）单元号123-2425集度26.1423.01519.8923.015单元号262728-5051集度26.1423.01519.8923.015单元号525354-7677集度26.1423.01519.8923.015单元号787980-102103集度26.1423.01519.8923.015单元号104集度26.14预制边梁一期恒载集度（）单元号123-2425集度27.21824.0420.8624.04单元号262728-5051集度27.21824.0420.8624.04单元号525354-7677集度27.21824.0420.8624.04单元号787980-102103集度27.21824.0420.8624.04单元号104集度27.2183.3.2成桥后一期恒载集度预制梁计入每片梁间现浇湿接缝后的恒载集度即为成桥一期恒载集度。成桥后忽略横隔梁产生的结构内力，仅计其产生的支持反力，并且由于中、边梁的构造尺寸完全相同，因此成桥以后中、边箱梁的一期恒载集度相同，记为。计算公式为：（3-2）式中：—成桥后箱梁第i号单元的一期恒载集度；—成桥后箱梁第i号单元的毛截面面积，可由毛截面几何特性表中求得。当i单元截面变化，为该单元两端节点截面积的平均值。按以上公式计算成桥以后各箱梁的恒载集度见表成桥以后各箱梁的恒载集度（）单元号123-2425集度27.523.752023.75单元号262728-5051集度27.523.752023.75单元号525354-7677集度27.523.752023.75单元号787980-102103集度27.523.752023.75单元号104集度27.53.3.3二期恒载集度二期恒载集度为桥面铺装、护栏、人行道恒载集度之和。桥面铺装采用8cm厚的防水混凝土铺装，混凝土容重按25KN/m3计，之上是10cm厚沥青混凝土桥面铺装，容重按26KN/m3计，且桥面铺装宽7.5。护栏及人行道恒载集度取7.5计算。因桥梁横断面布置有四片箱梁组成，将全部二期恒载平均分摊到四片主梁，故二期恒载集度为：=1/4[0.087.525+0.17.526+7.5]=10.53.3.4各阶段恒载效应计算第一施工阶段的恒载内力位置剪力(kN)弯矩(kN*m)位置剪力(kN)弯矩(kN*m)I[1]-261.150I[27]-231.63191.17I[2]-233.87247.52I[28]-212.13413.05I[3]-213.29471.11I[29]-192.63615.43I[4]-192.71674.11I[30]-173.12798.3I[5]-172.13856.53I[31]-153.19961.46I[6]-151.541018.36I[32]-133.251104.68I[7]-130.961159.61I[33]-113.321227.97I[8]-110.381280.28I[34]-92.731331I[9]-89.791380.37I[35]-72.151413.44I[10]-69.211459.87I[36]-51.561475.29I[11]-48.621518.78I[37]-30.981516.56I[12]-28.041557.11I[38]-10.41537.25I[13]-7.461574.86I[39]10.191537.35I[14]13.131572.03I[40]30.771516.87I[15]33.711548.61I[41]51.361475.81I[16]54.31504.6I[42]71.941414.16I[17]74.881440.02I[43]92.521331.93I[18]95.461354.85I[44]113.111229.11I[19]116.051249.08I[45]133.041106.03I[20]135.981123.07I[46]152.98963.02I[21]155.92977.11I[47]172.91800.07I[22]175.85811.22I[48]192.42617.4I[23]195.36625.62I[49]211.92415.23I[24]214.86420.51I[50]231.42193.55I[25]234.36195.89I[99]213.32467.83I[102]-252.320第一施工阶段恒载剪力图第一施工阶段恒载弯矩图第三施工阶段的恒载内力位置剪力(kN)弯矩(kN*m)位置剪力(kN)弯矩(kN*m)I[1]-247.530I[27]-220.1171.91I[2]-221.56234.55I[28]-201.19382.56I[3]-201.67446.17I[29]-182.28574.29I[4]-181.78637.89I[30]-163.37747.14I[5]-161.89809.73I[31]-144.07900.86I[6]-142961.68I[32]-124.771035.28I[7]-122.111093.73I[33]-105.471150.42I[8]-102.221205.9I[34]-85.581245.94I[9]-82.331298.17I[35]-65.691321.58I[10]-62.441370.55I[36]-45.81377.32I[11]-42.551423.05I[37]-25.911413.17I[12]-22.661455.65I[38]-6.021429.13I[13]-2.771468.36I[39]13.871425.2I[14]17.121461.18I[40]33.761401.38I[15]37.011434.11I[41]53.661357.67I[16]56.911387.15I[42]73.551294.07I[17]76.81320.3I[43]93.441210.58I[18]96.691233.56I[44]113.331107.18I[19]116.581126.93I[45]132.63984.2I[20]135.881000.7I[46]151.93841.93I[21]155.18855.17I[47]171.23680.33I[22]174.48690.34I[48]190.14499.65I[23]193.39506.4I[49]209.05300.05I[24]212.3303.56I[50]227.9681.48I[25]231.2181.8I[99]213.32467.83I[102-239.84-9.83第三施工阶段恒载剪力图第三施工阶段恒载弯矩图第四施工阶段恒载内力位置剪力-z(kN)弯矩-y(kN*m)位置剪力-z(kN)弯矩-y(kN*m)I[1]-274.040I[27]-247.53131.58I[2]-245.41259.73I[28]-226.68368.69I[3]-223.48494.18I[29]-205.82584.94I[4]-201.54706.69I[30]-184.97780.38I[5]-179.61897.27I[31]-163.68954.71I[6]-157.681065.92I[32]-142.41107.75I[7]-135.741212.63I[33]-121.111239.57I[8]-113.811337.4I[34]-99.181349.72I[9]-91.871440.24I[35]-77.241437.93I[10]-69.941521.15I[36]-55.311504.2I[11]-481580.12I[37]-33.371548.54I[12]-26.071617.15I[38]-11.441570.95I[13]-4.131632.26I[39]10.491571.42I[14]17.81625.42I[40]32.431549.96I[15]39.731596.65I[41]54.361506.56I[16]61.671545.95I[42]76.31441.23I[17]83.61473.32I[43]98.231353.97I[18]105.541378.74I[44]120.171244.7I[19]127.471262.23I[45]141.451113.89I[20]148.761124.11I[46]162.74961.8I[21]170.05964.71I[47]184.03788.37I[22]191.33784.01I[48]204.88593.92I[23]212.19582.25I[49]225.73378.61I[24]233.04359.63I[50]246.59142.28I[25]253.89116.16I[99]225465.15I[102]-269.29-72.73第四施工阶段恒载剪力图第四施工阶段恒载弯矩图3.4横向分布系数计算桥梁的单跨计算跨径为25m,横截面如下图所示、试求1-4号边梁的荷载横向分布系数mq。因为结构受力对称，只需取一半即可求出想要的结果，计算1-2号梁的横向分布系数。1号梁的影响线图示（尺寸单位：cm）1号梁分布系数计算图示（尺寸单位：cm）此桥在跨度内设有横隔梁，具有强大的横向连接刚性，且承重结构的长宽比为故可按刚性横梁法来绘制横向影响线并计算横向分布系数mq。本桥各根主梁的横截面均相等，梁数n=4,梁间距为2.5m，则：（3.3）==31.25（1）号梁横向影响线的竖标值为：（3.4）（3.5）由和绘制的1号梁横向影响线，图中并按《公路通规》确定了车辆荷载和人群荷载的最不利荷载位置。可由和计算横向影响线的零点位置，设零点至1号梁位的距离为x，则解得：x=5.83m于是，1号梁的荷载横向分布系数可计算如下：车辆荷载：（3.6）===0.519（2）2号梁横向影响线的竖标值为：由和绘制的1号梁横向影响线，图中并按《公路通规》确定了车辆荷载和人群荷载的最不利荷载位置。可由和计算横向影响线的零点位置，设零点至1号梁位的距离为x，则解得：x=14.4m2号梁分布系数计算图示（尺寸单位：cm）于是，2号梁的荷载横向分布系数可计算如下：车辆荷载：（3.6）===0.459连续梁桥荷载横向分布系数的简化使用计算方法是按等刚度原则,将连续梁的某一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。用等效简支梁变换比拟法计算,即求出P=1作用于连续梁跨中时的跨中挠度ω,再取一等效简支梁其跨径与非简支梁荷载跨相同其换算刚度为EI*,相应的挠度为ω0。由以上两个挠度得等效简支梁换算惯矩I*的换算系数Cω=ω/ω0,然后可应用各种等截面简支梁的荷载横向分布系数计算方法计算mc值。结合电算已经算出简支梁阶段跨中挠度ω0=39.4mm。连续梁的跨中挠度ω=48.9mm。得(3.8)计算得到，1号梁的横向分布系数最大mcq=0.420作为横向分布系数设计值。3.5活载内力计算计算各截面最大弯矩和最小弯矩及剪力《桥规》4.3规定：汽车荷载有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。桥梁结构的整体计算采用车道荷载；桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台和挡土墙土压力等的计算采用车辆荷载。车辆荷载和车道荷载不得叠加。本设计设计荷载是公路Ⅰ级，其车道荷载的均布荷载标准值为qk=10.5kN/m;集中荷载标准值为Pk=320kN。计算剪力效应时Pk应乘以1.2，Pk=1.2×320=384kN车道荷载的均布荷载标准值应满布于使结构产生最不利效应的同号影响线上；集中荷载标准值只作用于相应影响线中最大影响线峰值处。将车道荷载的均布荷载标准值布置在第1、2、3、、4跨上，集中荷载标准值布置在该截面处。计算公式：(3.9)式中：Sp——所求截面的最大活载内力（弯矩或剪力）；——汽车荷载冲击系数，取1.3——荷载横向分布系数Pi——车辆荷载的轴重；yi——沿桥纵向与荷载位置对应的内力影响线坐标值。现在取第一跨做计算，左支点截面是支座处截面弯矩影响线为零，1/4跨截面，跨中1/2跨截面，跨中3/4跨处截面，右支点截面是第二个支点处的截面。计算出控制截面的活载内力影响线。左支点截面剪力影响线（Fz)1/4跨截面剪力影响线（Fz)1/4跨截面弯矩影响线（My)1/2跨截面剪力影响线（Fz)1/2跨截面弯矩影响线（My)3/4跨截面剪力影响线（Fz)3/4跨截面弯矩影响线（My)右支点截面剪力影响线（Fz)右支点截面弯矩影响线（My)各截面弯矩最大和弯矩最小及相应的剪力单元号汽车汽车汽车汽车单元号汽车汽车汽车汽车maxMminMmaxQminQmaxMminMmaxQminQ10019.81-406.3453465.43-1463.160.44-458.52378.52-19.116.6-378.5254495.62-1246.363.04-444.193702.6-39.228.66-351.1355484.06-951.0266.48-424.064972.74-59.443.7-324.2556376.27-690.0870.34-402.5151191.79-79.2558.7-297.9557460.5-476.0174.64-379.7361361.51-99.0673.54-272.358548.68-413.8460.01-355.9271498.82-118.888.21-247.3959643.81-336.5470.43-331.581604.77-138.6102.69-223.2760772-274.3881.6-306.6991666.48-158.5116.94-200.0461885.54-234.3393.41-281.68101686.92-178.3134.75-177.7562975.44-207.7107.7-256.66111669.37-198.1156.18-154.43631052.8-202.01124.4-231.83121617.51-217.9182.41-136.38641098.3-196.26143.7-207.41131586-237.7208.21-117.44651112.4-243.97164.1-183.53141561.64-257.5233.82-100.11661111.7-288.92185.8-161.11151494.64-277.3260.15-84.04671108.8-333.87208.8-139.48161388.13-297.1285.83-69.26681075.4-378.81232.6-118.76171245.52-317310.79-57.15691014.4-427.82257.0-102.04181070.56-336.8334.95-46.8870931.93-489.89281.8-87.9419867.42-356.6358.24-37.971829.05-567.4306.8-75.4820640.9-387.2380.58-29.6472688.17-647.05331.8-63.5521461.16-470.4401.89-22.1473556.6-743.45356.6-52.2622330.01-580.0422.06-15.4574455.83-862.57381.1-41.6923211.47-803.9440.85-9.6175345.13-994.63404.9-31.9724107.24-1118.458.21-4.6676231.27-1143.7428.1-37.12538.1-1461.474.08-1.5977266.4-1330.4450.0-3326248.93-1521.30.53-466.1781.12-1798.30.04-487.2227260.6-1386.32.03-457.887919.42-1646.40.78-481.6228183.1-1219.35.09-441.378057.55-1363.72.4-470.1129276.26-106239.22-41981145.74-1028.76.34-454.0830389.12-920.635.81-395.6182252.22-724.5411.46-436.6131494.58-792.045.81-371.5283375.13-539.7517.45-417.7432592.99-686.356.61-346.9284505.57-436.924.25-397.5833743.32-597.968.12-322.0185716.72-365.8731.84-376.3634864.13-516.180.23-296.9986938.29-343.5840.15-354.1435966.41-453.292.83-272.05871135.6-324.4949.16-331361038.11-395.4108.38-247.38881304.5-305.460.09-307.03371091.54-352.6126.61-223.19891440.7-286.3172.88-282.3381113.63-309.8147.62-199.67901540.8-267.2387.78-256.87391105.87-266.9169.52-176.99911601.4-248.14103.9-230.81401111.32-224.0192.47-155.85921619.6-229.05121.4-205.47411085.78-199.4216.53-135.77931660.9-209.96140.3-179.96421028.62-206.3241.11-116.9941707.8-190.88160.4-154.0343942.42-215.8266.01-101.47951720.3-171.79181.6-132.8544846.49-251.2291.04-88.35961694.8-152.7203.8-115.2545731.53-301.0316.01-76.74971628.1-133.61226.8-101.1746598.91-367.0340.7-65.8981517.4-114.53250.8-86.8747513.81-451.5364.94-55.65991377.5-95.44275.5-72.3848422.31-546.8388.45-71.111001203.6-76.35300.9-57.7449341.29-782.7410.81-66.93101980.81-57.26326.9-42.9850472.33-1057.431.91-63.22102707.05-38.18353.5-28.1351443.4-1326.451.42-59.74103380.61-19.09380.6-16.2352471.09-1601.59.23-465.95活载最大最小弯矩图活载最大最小剪力图3.6温度次内力计算箱形截面连续梁桥由于日照温差引起的内力及次内力重分布计算，主要是考虑由于桥面板受到日照，在桥面板和梁肋之间产生温差，而在梁体内产生内力。对于简支转连续箱梁，在简支梁阶段，结构处于静定状态，温度产生的内力计算中，无二次弯矩。在连续梁阶段，结构处于超静定状态，温度产生的内力计算中，除了计算初弯矩还需计算二次弯矩。由于连续梁只有一个横向支座，所以整体温变对梁体的内力没有影响，考虑到桥面板由于日照等因素产生的不均匀温变，假设桥面板和梁底的不均匀温差为20℃。温度作用：均匀温度和梯度温度.均匀温度：体系温差5℃主要控制截面由温度变化引起的内力值见下表温度次内力位置剪力-z弯矩-y位置剪力-z弯矩-y位置剪力-z弯矩-y(kN)(kN*m)(kN)(kN*m)(kN)(kN*m)I[1]00I[34]-20.79130.45I[67]-21.1460.87I[2]-21.15-313.64I[35]-20.79121.43I[68]-20.7961.23I[3]-21.26-309.28I[36]-20.79112.48I[69]-20.7961.78I[4]-21.15-277.52I[37]-20.79133.79I[70]-20.7962.37I[5]-21.15-224.65I[38]-20.67124.67I[71]-20.79145.52I[6]-21.15-150.65I[39]-20.79110.41I[72]-20.79218.27I[7]-21.15-66.07I[40]-20.7690.34I[73]-20.79265.92I[8]-21.15-2.63I[41]-20.7987.43I[74]-20.79297.08I[9]-21.1560.81I[42]-20.7977.65I[75]-20.79301.22I[10]-21.15145.39I[43]-20.8175.43I[104]-20.67307.98I[11]-21.15146.39I[44]-20.7972.35I[77]-20.79-314.62I[12]-21.02147.39I[45]-20.971.24I[78]-20.76-310.89I[13]-21.15148.39I[46]-20.7962.37I[79]-20.79-304.03I[14]-21.11149.39I[47]-20.79145.52I[80]-21.14-299.67I[15]-21.15158.39I[48]-20.79218.27I[81]-21.17-267.92I[16]-21.15167.39I[49]-20.79265.92I[82]-21.14-219.3I[17]-21.15169.39I[50]-20.79297.08I[83]-21.25-145.32I[18]-21.02175.39I[103]-20.79301.22I[84]-21.14-146.87I[19]-21.15189.39I[52]-20.79307.98I[85]-21.14147.45I[20]-21.11219.4I[53]-20.79-311.95I[86]-21.14-67.54I[21]-21.15267.88I[54]-20.79-308.29I[87]-21.14-60.77I[22]-21.15299.58I[55]-20.79-301.54I[88]-21.142.65I[23]-21.02303.79I[56]-20.79-297.25I[89]-21.1466.07I[24]-21.15310.67I[57]-20.79-266.03I[90]-21.1469.34I[25]-21.11-311.95I[58]-20.79-218.23I[91]-21.14136.13I[102]-21.15-308.29I[59]-20.79-145.49I[92]-21.02138.67I[27]-20.79-301.54I[60]-20.79-62.34I[93]-21.14143.94I[28]-20.81-297.25I[61]-20.67-61.45I[94]-21.14149.65I[29]-20.79-266.03I[62]-20.79-60.24I[95]-21.14150.63I[30]-20.9-218.23I[63]-20.760.01I[96]-21.14224.61I[31]-20.79-145.49I[64]-20.7959.88I[97]-21.02277.31I[32]-20.79-144.49I[65]-21.1460.11I[98]-21.14308.99I[33]-20.79-143.49I[66]-21.1760.45I[99]-20.14309.54I[100]003.7支座位移引起的内力计算由于各个支座处的竖向支反力和地质条件的不同引起支座的不均匀沉降，连续梁是一种对支座不均匀沉降特别敏感的结构，所以由它引起的内力是构成内力的重要组成部分，其具体计算方法是：五跨跨连续梁的六个支座中取边支座下沉1cm，其余支座不动，按以上方法用Maids程序计算出支座位移引起的内力。支座沉降次内力位置剪力-z弯矩-y位置剪力-z弯矩-y位置剪力-z弯矩-y(kN)(kN*m)(kN)(kN*m)(kN)(kN*m)I[1]24.730I[34]-53.44236.78I[67]53.44236.79I[2]24.7320.76I[35]-53.44255.39I[68]53.44240.86I[3]24.7114.97I[36]-53.44256.87I[69]53.44245.37I[4]24.73-21.28I[37]-53.44258.45I[70]53.41255.74I[5]24.73-83.1I[38]-53.41280.47I[71]53.44237.13I[6]24.73-169.64I[39]-53.44-286.93I[72]53.44-345.07I[7]24.73-268.54I[40]-53.44-453.71I[73]53.44-496.11I[8]24.73-267.46I[41]-53.44464.35I[74]53.44-619.13I[9]24.73-268.41I[42]-53.44489.6I[75]53.44-699.2I[10]24.73-276.48I[43]-53.44524.42I[104]53.44-709.92I[11]24.73-287.58I[44]-53.44614.54I[77]-24.73-727.25I[12]24.71-289.34I[45]-53.44617.54I[78]-24.73-715.03I[13]24.73-303.63I[46]-53.41621.67I[79]-24.73-710.92I[14]24.73-304.88I[47]-53.44623.19I[80]-24.71-702.66I[15]24.73-308.66I[48]-53.44745.87I[81]-24.73-698.5I[16]24.73-310.56I[49]-53.44826.27I[82]-24.73-660.63I[17]24.73-339.65I[50]-53.44836.92I[83]-24.73-603.75I[18]24.73-341.67I[103-53.44854.33I[84]-24.73-517.21I[19]24.73-342.72I[52]53.44866.68I[85]-24.73-488.76I[20]24.73-416.9I[53]53.44857.37I[86]-24.73-467.52I[21]24.71-515.81I[54]53.44839.96I[87]-24.73-456.24I[22]24.73-602.35I[55]53.41829.36I[88]-24.73-452.11I[23]24.73-658.3I[56]53.44749.11I[89]-24.71-418.3I[24]24.73-696.31I[57]53.44626.19I[90]-24.73-344.12I[25]24.73-701.03I[58]53.44621.75I[91]-24.73-320.76I[102]-53.44-709.29I[59]53.44631.54I[92]-24.73-304.56I[27]-53.44-739.58I[60]53.44636.86I[93]-24.73-299.65I[28]-53.44-730.19I[61]53.44645.23I[94]-24.73-289.34I[29]-53.41-712.86I[62]53.44671.34I[95]-24.73-269.93I[30]-53.44-701.96I[63]53.44-456.04I[96]-24.71-171.02I[31]-53.44-622.01I[64]53.41-289.26I[97]-24.73-84.48I[32]-53.44-499.09I[65]53.44223.67I[98]-24.71-21.8I[33]-53.44-346.89I[66]53.44243.58I[99]-24.7314.43I[100]00支座沉降最大最小弯矩图支座沉降最大最小剪力图第四章主梁内力初步组合本设计结构按极限状态设计法设计：正常使用极限状态和承载能力极限状态。对于这两种极限状态，应按相应的荷载组合规律进行内力组合。对于预应力混凝土连续梁桥，同一截面因不同荷载作用所产生的内力可能同号也可能异号，因此应考虑不同的荷载安全系数进行内力组合。4.1按持久状态承载能力极限状态设计4.1.1基本组合其基本组合：永久作用的设计值效应与可变作用的设计值效应相组合，其效应组合表达式为：（5.1）式中：——桥梁结构的重要性系数，按结构设计安全等级采用，取1.0——第i个永久效应的分项系数，当永久作用效应对结构的承载力不利时，取1.4。——第i个永久作用效应的标准值；——汽车荷载效应的分项系数，取1.4；——汽车荷载的效应标准值；——在作用效应组合中除汽车荷载效应风荷载外的其他第j个可变作用效应的分项系数，取1.4；——在作用效应组合中除汽车荷载效应外的其他第j个可变作用效应的标准值；——在作用效应组合中除汽车荷载效应组合时，人群荷载的组合系数取0；当其除汽车荷载外尚有两种可变作用参与组合时，其组合系数取0.7；尚有三种其他可变作用参与组合时，取0.6；尚有四种可变作用参与时取0.5；4.2按持久状态下正常使用极限状态设计正常使用极限状态设计采用短期效应和长期效应两种组合。4.2.1作用短期效应组合永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应相组合，其效应组合表达示为：(6-3)式中:4.2.2作用长期效应组合永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合，其效应组合表达式为：(6-4)式中:—第j个可变作用效应的准永久值系数具体到本设计：极限承载能力组合=1.2恒荷载+1.4汽车荷载+1.0二期恒载+1.12温度荷载+0.5沉降+徐变+收缩正常使用阶段短期效应组合=1.0恒载+0.7汽车荷载+1.0二期恒载+1.0温度荷载+1.0沉降+徐变+收缩正常使用阶段长期效应组合=1.0恒载+0.4汽车荷载+1.0二期恒载+1.0温度荷载+1.0沉降+徐变+收缩利用maids软件输出内力组合列于下表承载能力基本组合单元位置轴向(kN)剪力-y(kN)剪力-z(kN)扭矩(kN*m)弯矩-y(kN*m)弯矩-z(kN*m)1I[1]15.8939.37-1254.33294.27-149.51173.035I[5]-28.3439.59-1236.78339.11236.451166.8810I[10]14.3539.37-648.07284.666338.96869.815I[15]15.1939.37913.07283.494745.51321.5420I[20]16.1139.371438.24262.49-4513.6237.5526I[26]17.2447.39-1452.85305.87-5468.111275.6330I[30]-31.0647.65-1378.34300.24-4721.461243.5935I[35]17.2747.39-834.57289.993930.57896.2540I[40]17.8647.39802.89288.564213.44235.245I[45]18.647.391344.48271.46-4145.87-112.4451I[51]17.2747.47-1423.61300.44-4991.231276.9755I[55]-3047.73-1349.5311.55-4217.011244.760I[60]17.347.47-808.19287.144178.89896.8865I[65]17.9247.47829.27285.83972.44234.6570I[70]18.6747.471373.31266.24-4642.62-113.776I[76]21.5259.15-1515.4304.35-5523.251468.8480I[80]-28.7559.48-1442.8295.06-4594.361430.6985I[86]21.5659.15-917.86285.584705.4995.2990I[90]22.1859.15643.08284.146374.46170.2495I[95]23.0859.151231.5268.15317.64-275.54101I[101-4.80-428.51-0.08-112.420作用短期效应组合单元位置轴向(kN)剪力-y(kN)剪力-z(kN)扭矩(kN*m)弯矩-y(kN*m)弯矩-z(kN*m)1I[1]-5574.4336.48-440.65206.37-1487.74489.265I[5]-5574.82-49.23-216.5202.09-1428.66483.4210I[10]-5667.3636.42-344.05242.26-1303.13329.3415I[15]-7767.4736.41532.06260.02-1794.63-367.720I[20]-9065.6536.6602.69282.75-2978.91-950.2226I[26]-3598.3344.56-1098.27242.39-2279.87816.4530I[30]-8098.93-79.92-347.28176.51-2912.35277.3735I[35]-4554.944.51-506.14219.14-2578.01454.6140I[40]-6775.2644.53479.88233.56-1387.35-365.9445I[45]-8096.7744.69626.27250.78-2575.04-988.1151I[51]-3593.244.65-1075.31239.33-2002.64818.2555I[55]-8104.31-79.92-323.88180.82-2633.97277.5760I[60]-4568.2444.6-484.12217.18-2512.16454.0665I[65]-6772.3644.62501.81231.66-1450.19-366.3170I[70]-8099.8644.78649.37247.8-2841.03-989.6676I[76]-3629.756.21-1140.94270.24-2256.011004.2580I[80]-9072.68-83.29-263.08181.85-3033.38350.385I[86]-5558.8256.15-535.82241.88-2921.32462.0490I[90]-566