都江堰市聚興路江安河橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1

1、都江堰市聚興路-江安河橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)城鄉(xiāng)建設(shè)學(xué)院 土木工程專(zhuān)業(yè) 許德祥（指導(dǎo)教師：謝宗榮）摘要：本設(shè)計(jì)為都江堰市聚興路-江安河橋梁(預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋)的上部結(jié)構(gòu)。在設(shè)計(jì)中，橋梁上部結(jié)構(gòu)的計(jì)算著重分析了橋梁的恒載以及活載的作用力，進(jìn)行恒載內(nèi)力的計(jì)算。運(yùn)用杠桿原理法、偏心壓力法求出活載橫向分布系數(shù)，并運(yùn)用最不利荷載進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。主梁的配筋計(jì)算，采用正常使用極限應(yīng)力狀態(tài)方法估算預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量，計(jì)算了鋼絞線的各種預(yù)應(yīng)力損失；并進(jìn)行預(yù)加應(yīng)力階段和使用階段主梁截面的強(qiáng)度和變形驗(yàn)算、錨固區(qū)局部強(qiáng)度驗(yàn)算。主梁采用后張法預(yù)制施工。關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土；恒載；活載；預(yù)應(yīng)力損失ju xing road-jia

2、ng an river bridge of du jiang yan cityupper structure designdexiang xu （civil engineering，department of civil engineering，urban and rural development college，sichuan agricultural university，20077260）tutor：zongrong xie（department of engineering management，urban and rural development college ,sichuan

3、 agricultural university，611830）abstract: this design for ju xing road-jiang an river bridge of du jiang yan city(prestressed concrete beam bridge) upper structure. in the design, calculation of bridge the upper structure is analyzed emphatically the constant load and bridge live load, the internal

4、force calculation of constant load. using lever principle method, eccentric-pressed method for transverse distribution coefficient, living load using the most unfavorable load and internal force calculation. the main girder, the reinforcement calculation of normal use extreme stress state method to

5、estimate the number of prestressed reinforced steel, calculated the various prestress loss; and add stress stage and gets the girder use phase strength and deformation section of anchorage zone checking and calculating local strength. after girder precast construction by post-tensioning method. key

6、words: pre-stressed concrete; dead load；live load; loss of pre-stress第一部分：設(shè)計(jì)報(bào)告1前言1.1設(shè)計(jì)任務(wù)由于已建石拱橋老化，加之交通量增大，為了緩解交通壓力，特修建都江堰市聚興路-江安河橋梁。1.2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(jtg d622004)、公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(jtg d602004)。 汽車(chē)荷載按公路-級(jí)，人群荷載3kn/m2，每側(cè)欄桿、人行道重量的作用力分別為1.52kn/m和3.6kn/m。1.3任務(wù)要求根據(jù)給定的設(shè)計(jì)原始資料，擬定橋梁類(lèi)型、分孔布置，選擇上部結(jié)構(gòu)形式（不同的情況可采

7、用不同的分孔布置、不同的上部結(jié)構(gòu)形式）。設(shè)計(jì)時(shí)按設(shè)計(jì)內(nèi)容要求進(jìn)行，并控制設(shè)計(jì)進(jìn)度。通過(guò)本畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)橋梁設(shè)計(jì)計(jì)算理論，計(jì)算方法，施工圖設(shè)計(jì)有一個(gè)全面的掌握。完成的設(shè)計(jì)資料應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范深度要求。 2設(shè)計(jì)資料2.1地形地貌橋位區(qū)主要為現(xiàn)存道路、居住地等。地貌單元為成都平原岷江水系一級(jí)階地。2.2區(qū)域地質(zhì)情況都江堰地區(qū)位于四川盆地西部，灌縣斷裂由什邡八角場(chǎng)經(jīng)都江堰市二王廟從橋區(qū)北側(cè)約8公里處通過(guò)。該斷裂帶（什邡）和南段（名山）歷史上曾有地震活動(dòng)，在都江堰市及附近該活動(dòng)微弱，從地殼穩(wěn)定性來(lái)看橋位區(qū)域相對(duì)穩(wěn)定。2.3地層巖性該區(qū)域有人工填土（雜色，松散-稍密，稍濕，主要有填卵石、磚瓦碎塊混少量粘性土、

8、砂組成，厚度1.8-4.5m）和卵石土（灰-青色，松散-密實(shí)，飽和。巖漿巖、變質(zhì)巖為主，含量55-90%,粒徑2-15cm，大者有15cm以上；卵石里混有不等量漂石10-30%，粒徑在20-40cm）。 地下水對(duì)混凝土無(wú)結(jié)晶類(lèi)、分解類(lèi)、結(jié)晶分解復(fù)合類(lèi)腐蝕性，所以本場(chǎng)地環(huán)境類(lèi)別為類(lèi)。2.4地震基本烈度根據(jù)中華人民共和國(guó)中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖（gb18306-2001），該位置地震烈度為度，設(shè)計(jì)地震分組為一組，地震加速度為0.1g，特征周期為0.35秒；建筑場(chǎng)地類(lèi)別為類(lèi)，為可進(jìn)行建設(shè)的一般場(chǎng)地。2.5地基土物理力學(xué)指標(biāo)表2.1地基土物理力學(xué)指標(biāo)土名 容重（kn/m3）容許承載力（kpa）內(nèi)聚力（kp

9、a）內(nèi)摩擦角（0）極限摩阻力（kpa）壓縮模量（mpa）松散卵石20.0 180-30.0 14015.0 稍密卵石21.0 350-33.0 16025.0 中密卵石22.0 580-36.0 18030.0 密實(shí)卵石23.0 850-40.0 26040.0 3設(shè)計(jì)要求3.1使用上的要求橋上的行車(chē)道和人行道寬度要保證車(chē)輛和人群的安全暢通，并要滿足將來(lái)交通量增長(zhǎng)的需要。橋型、跨度大小和橋下凈空要滿足泄洪、安全通航或通車(chē)等要求。建成的橋梁要保證使用年限，并便于檢查和維修。3.2經(jīng)濟(jì)上的要求橋梁設(shè)計(jì)要體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)上的合理性。在設(shè)計(jì)中使橋梁的總造價(jià)和材料等的消耗為最少，要充分考慮橋梁在使用期間的運(yùn)營(yíng)條

10、件以及養(yǎng)護(hù)和維修等方面的問(wèn)題。3.3設(shè)計(jì)上的要求橋梁設(shè)計(jì)根據(jù)因地制宜、就地取材、方便施工的原則，要合理選用適當(dāng)?shù)臉蛐?。整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)及其各部分構(gòu)件，在制造、運(yùn)輸、安裝和使用過(guò)程中要具有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。3.4施工上的要求橋梁結(jié)構(gòu)要便于制造和架設(shè)。盡量采用先進(jìn)的工藝技術(shù)和施工機(jī)械,利于加快施工速度，保證工程質(zhì)量和施工安全。3.5美觀上的要求由于都江堰是旅游勝地，所以設(shè)計(jì)的橋梁要具有優(yōu)美的外形，與周?chē)木爸孪鄥f(xié)調(diào)。 3.6環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展橋梁設(shè)計(jì)要考慮環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的要求，包括生態(tài)、水、噪聲等諸方面，從橋位選擇、橋跨布置、上部結(jié)構(gòu)施工方法等多方面考慮環(huán)保要求，要采取必要的工

11、程控制措施，將不利影響減至最小。4方案比選 本設(shè)計(jì)有三種方案，都采用裝配式，方案一為裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋，方案二為后張法裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋，方案三為預(yù)應(yīng)力混凝土箱型梁橋。 方案比選是從施工技術(shù)、適用性、經(jīng)濟(jì)性、美觀性等四方面比較。表4.1各種橋型方案優(yōu)缺點(diǎn)比較項(xiàng)目方案一方案二方案三裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn) 支梁橋，跨徑20m，6孔。后張法裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋，跨徑40m，3孔。預(yù)應(yīng)力混凝土箱型梁 橋，跨徑60m，2孔。施工技術(shù)主梁采用預(yù)制吊裝施工，施工技術(shù)成熟，工藝要求一般。主梁采用預(yù)制吊裝施工，施工技術(shù)成熟，工藝要求較高。 主梁采用預(yù)制吊裝施 工，施工技術(shù)成熟，工藝要求較高。適用

12、性裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋受力明確,構(gòu)造簡(jiǎn)單,施工方便,便于工業(yè)化生產(chǎn),可節(jié)省大量的模板和支架,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,縮短工期。但是由于材料強(qiáng)度不高而重度較大，當(dāng)結(jié)構(gòu)跨徑增大時(shí)，其自重也相應(yīng)增加，所以承載能力大部分消耗于結(jié)構(gòu)自重，從而限制了它的跨越能力。具備了裝配式鋼筋混 凝土簡(jiǎn)支梁橋的優(yōu)點(diǎn)。充分利用了高強(qiáng)度材料，所以截面小，自重較小，跨越能力提高。剛度大，能消除裂縫，并提高橋梁的耐久性。具備方案二的優(yōu)點(diǎn)?？古偠却?，橫向抗彎剛度大，其穩(wěn)定性比方案一、二好。經(jīng)濟(jì)性混凝土骨料可就地取材，因而成本低，維護(hù)費(fèi)用少。當(dāng)跨徑在20m時(shí)，在此環(huán)境中就增加了橋墩數(shù)、基礎(chǔ)數(shù)量等，費(fèi)用也增加了。與方案一比較，一般 可以

13、節(jié)約鋼材30%-40%，跨徑越大，節(jié)省越多。與方案二相同。美觀性景觀效果一般。采用三孔，橋型較好。采用兩孔，比較呆板。綜上所述，方案二比方案一、三較好，所以采用后張法裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋設(shè)計(jì)。5設(shè)計(jì)方法5.1設(shè)計(jì)思路5.1.1橫斷面設(shè)計(jì)從上面可知，都江堰的設(shè)計(jì)車(chē)速不超過(guò)80km/h。橋梁設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)年限是100年，以后都江堰的發(fā)展會(huì)更加繁榮，而且為了提高都江堰道路的行車(chē)速度，把設(shè)計(jì)行車(chē)速度提為80km/h，這就要求單個(gè)行車(chē)道寬度為3.75m。為了使行車(chē)通暢，車(chē)道定為四車(chē)道。為了節(jié)約成本且適應(yīng)交通量增加，方便以后建八車(chē)道（在此橋旁邊再建一座單向四車(chē)道的橋梁就是八車(chē)道了）且不拆除此橋，車(chē)道按單

14、向四車(chē)道計(jì)算。表5.1城市道路交通規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范項(xiàng)目城市規(guī)模與人口（萬(wàn)人）快速路主干路次干路支路機(jī)動(dòng)車(chē)設(shè)計(jì)速度（km/h）大城市2008060403020060-8040-604030中等城市-404030道路網(wǎng)密度 （km/km2)大城市2000.4-0.50.8-1.21.2-1.43-42000.3-0.40.8-1.21.2-1.43-4中等城市-1.0-1.21.2-1.43-4道路中機(jī)動(dòng)車(chē)車(chē)道條數(shù)(條）大城市2006-86-84-63-42004-64-64-62中等城市-42-42 橋面橫坡的形成通常有三種形式。第一種，對(duì)于板橋或就地澆注的肋板式梁橋，可將墩臺(tái)頂部做成傾斜的；第二種

15、，采用不等厚的鋪裝層（包括混凝土的三角墊層和等厚的路面鋪裝層）；第三種，橋?qū)捿^大時(shí)，可直接將行車(chē)道做成雙向傾斜。由于本設(shè)計(jì)的橋?qū)挷皇翘貏e寬，且為了設(shè)計(jì)方便和節(jié)約成本，選擇了第二種的橋面橫坡形式。橋面橫坡坡度一般在1%-2%，而最適宜是1.5%。故本設(shè)計(jì)采用橫坡坡度為1.5%。 圖5.1橋橫斷面圖5.1.2縱斷面設(shè)計(jì) 城市橋梁在平面上宜做成直橋，特殊情況時(shí)可做成彎橋，其線型布置應(yīng)符合現(xiàn)行的規(guī)范中的規(guī)定。由于本橋路線是在直線上，故本設(shè)計(jì)為直橋。在橋位處，聚興路與金土路之間要跨越電站引水渠和池塘，總長(zhǎng)大約在120m左右，故本設(shè)計(jì)采用340m的預(yù)應(yīng)力混凝土t形橋梁，全長(zhǎng)130m。橋面縱坡坡度i5%，一

16、般在0.2%i0.4%,宜在3%范圍內(nèi)?？紤]都江堰市是一個(gè)多雨的城市，因此縱坡坡度采用i=1.5%。 圖5.2橋位示意圖5.1.3粱肋設(shè)計(jì)用杠桿原理法（適用于荷載靠近主梁支點(diǎn)時(shí)的荷載橫向分布，也可用于雙主梁或橫向聯(lián)系很弱的無(wú)中間橫隔梁的橋）和偏心壓力法（適用于橋上具有可靠的橫向聯(lián)系，且橋的寬跨比b/l0.5的情況）計(jì)算荷載橫向分布。偏心壓力法具有概念清楚、公式簡(jiǎn)明和計(jì)算簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，但是其在推導(dǎo)中由于做了橫隔梁近似絕對(duì)剛度和忽略主梁抗扭剛度，導(dǎo)致了邊梁受力偏大，因此偏心壓力法要修正。然后進(jìn)行內(nèi)力組合，計(jì)算配筋等。5.1.4其他 橫隔梁、橋面等的設(shè)計(jì)方法與梁肋的設(shè)計(jì)方法類(lèi)似，不做介紹。5.2設(shè)計(jì)感

17、受 實(shí)際情況用箱梁適用，但是用t型梁也適用，而且構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便；靜定結(jié)構(gòu)，地基要求不高，能適用于地基較差的橋位；適合于較小跨徑的橋梁，經(jīng)濟(jì)合理的常用跨徑在20m以下；采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，可提高簡(jiǎn)支梁的跨越能力，一般在50m以下。6設(shè)計(jì)成果6.1總的成果 完成了都江堰市聚興路-江安河橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),為了適應(yīng)以后交通量的增長(zhǎng)，特意將梁等級(jí)由公路-級(jí)變?yōu)楣?級(jí)。6.2承擔(dān)的成果及其評(píng)價(jià) 承擔(dān)了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)。對(duì)我完成的成果，總的來(lái)說(shuō)，是合格水平，完全可以用于生產(chǎn)實(shí)踐。7總結(jié)7.1設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)與重點(diǎn) 鋼束布置、鋼束預(yù)應(yīng)力損失估算。 7.2改進(jìn)的地方 對(duì)材料的選用，截面的選取，鋼筋和鋼束

18、的布置，施工圖的繪制等。8結(jié)束語(yǔ)緊張的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于劃上了一個(gè)滿意的句號(hào)，從七月份至今，回想起過(guò)去五個(gè)多月的設(shè)計(jì)，收獲是很大的。看到展現(xiàn)在眼前的畢業(yè)設(shè)計(jì)成果，不僅使我對(duì)四年來(lái)大學(xué)所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的進(jìn)行了一次比較系統(tǒng)的復(fù)習(xí)和總結(jié)歸納，而且使我真正體會(huì)了設(shè)計(jì)的艱辛和一種付出后得到了回報(bào)的滿足感和成就感。同時(shí)也為以后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也為以后的人生作好了鋪墊。通過(guò)本畢業(yè)設(shè)計(jì)，掌握了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、步驟和方法，全面了解了設(shè)計(jì)的全過(guò)程；培養(yǎng)正確、熟練的結(jié)構(gòu)方案、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算、構(gòu)造處理及繪制結(jié)構(gòu)施工圖的能力；培養(yǎng)我們?cè)诠こ淘O(shè)計(jì)中的配合意識(shí)；培養(yǎng)正確、熟練運(yùn)用規(guī)范、手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)圖集及參考書(shū)的能力；通過(guò)實(shí)際工程

19、訓(xùn)練，建立功能設(shè)計(jì)、施工、經(jīng)濟(jì)全面協(xié)調(diào)的思想，進(jìn)一步建立結(jié)構(gòu)工程師的責(zé)任意識(shí)。9致謝在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，得到了專(zhuān)業(yè)課老師、答辯組老師的熱情輔導(dǎo)和鼓勵(lì)，尤其是我的導(dǎo)師謝宗榮副教授付出了不少的心血；還有同學(xué)間的互幫互助。在設(shè)計(jì)階段各位老師認(rèn)真負(fù)責(zé)、兢兢業(yè)業(yè)、不辭勞苦，同學(xué)們也是積極討論問(wèn)題，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。同時(shí)，中鐵四局和成都大西南鐵路監(jiān)理有限公司提供了部分有價(jià)值的設(shè)計(jì)施工圖，得到了他們的支持和幫助。在此一并致謝！由于設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)少，時(shí)間緊，任務(wù)重，不免有疏忽和不足的地方，懇請(qǐng)各位老師提出寶貴意見(jiàn)，在此不勝感激。參考文獻(xiàn)：1 毛鶴琴.土木工程施工m.武漢,武漢理工大學(xué)出版社，20092 邵旭東.橋梁工

20、程m.武漢，武漢理工大學(xué)出版社，20083 黃平明.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理m.北京，人民交通出版社，20084 王進(jìn).怎樣當(dāng)好路橋施工員m.山東，山東科學(xué)技術(shù)出版社，20075 中華人民共和國(guó)交通部.jtg.d622004.公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范.北京，人民交通出版社，20046 中華人民共和國(guó)交通部.jtg.602004.公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范.北京,人民交通出版社，20047 中華人民共和國(guó)交通運(yùn)輸部.jtct.b02-01-2008.公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則.北京,人民交通出版社，20088 中華人民共和國(guó)交通部.jtg.d632007.公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范.北京,人民交通出版社

21、，20079 中華人民共和國(guó)交通部.jtj.0622002.公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范.北京,人民交通出版社，200210 中國(guó)鐵路工程總公司.客運(yùn)專(zhuān)線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南. 成都,成都大西南鐵路監(jiān)理有限公司，200911 單輝祖.材料力學(xué)教程m.北京,高等教育出版社，200712 崔清洋,張大長(zhǎng).結(jié)構(gòu)力學(xué)m.武漢,武漢理工大學(xué)出版社，200913 macgregor,wight james k. reinforced conecretem. pearson prentice hall,200514 王常才.橋涵施工技術(shù)m.北京,人民交通出版社，200715 周念先.橋梁方案比選m.上海,同

22、濟(jì)大學(xué)出版社，1997第二部分：預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支t形梁橋計(jì)算書(shū)1設(shè)計(jì)資料及構(gòu)造布置1.1設(shè)計(jì)資料1.1.1標(biāo)準(zhǔn)跨徑及橋?qū)挊?biāo)準(zhǔn)跨徑：40m。主梁全長(zhǎng)：39.96m。計(jì)算跨徑：38.88m。橋面凈空：凈-16.0附21.00人行道（四車(chē)道）。1.1.2設(shè)計(jì)荷載汽車(chē)荷載按公路-級(jí)，人群荷載3kn/m2，每側(cè)欄桿、人行道重量的作用力分別為1.52kn/m和3.6kn/m。1.1.3材料及工藝 主梁混凝土用c50，ec=3.45104mpa，抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fck=32.4mpa，抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fcd=22.4mpa；抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftk=2.65mpa，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ftd=1.83mpa。預(yù)應(yīng)力鋼束采

23、用astm a416-97a標(biāo)準(zhǔn)的低松弛鋼絞線，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fpk=1860mpa，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fpd=1260mpa，公稱(chēng)直徑15.24mm，公稱(chēng)面積140mm2，ep=1.95105mpa；錨具采用夾片式群錨。主筋采用hrb400級(jí)鋼筋，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fsk=400mpa，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fsd=300mpa。直徑12mm者，一律采用hrb335級(jí)鋼筋，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fsk=335mpa，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fsd=280mpa。es=2.0105mpa。1.1.4設(shè)計(jì)規(guī)范 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(jtg d622004)及公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(jtg d602004)，按a

24、類(lèi)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)此梁。 1.1.5施工方法 采用后張法施工，預(yù)制主梁時(shí)，預(yù)留孔道采用預(yù)留金屬波紋管成型，鋼絞線采用td雙作用千斤頂兩端同時(shí)張拉；主梁安裝就位后現(xiàn)澆60cm寬的濕接縫。最后施工100mm厚的瀝青橋面鋪裝層（平均）。1.2橫截面布置1.2.1主梁間距與主梁片數(shù) 間距1.8-2.5m，采用2.2m；片數(shù)為8片。1.2.2主梁跨中截面及主要尺寸擬定主梁高度：在計(jì)算跨徑的1/14-1/25,梁高采用2.5m。肋寬：在0.18-0.2m，采用0.18m（有馬蹄）。無(wú)馬蹄采用0.4m。馬蹄：寬50cm，高25cm。主梁各部分尺寸如下： 圖1.1橋梁橫斷面圖（單位：cm）圖1.2主梁各部

25、分尺寸圖（單位：cm）計(jì)算截面幾何特性： 表1.1跨中截面幾何特性分塊名稱(chēng)分塊面積yisi=aiyi（yu-yi）ix=ai（yu-yi）2iiai（mm2）（mm）（mm3）（mm）（mm4）（mm4）翼板3030007522725103858223.061090.568109三角承托40000183732010375022.51090.022109腹板4050001125455625103-19214.93109170.859109下三角25600219756243.2103-126440.901090.036109馬蹄1250002375296875103-1442259.921090.

26、651109合計(jì)898600yu =933838788.2103-561.31109172.136109yb =1567733.446109檢驗(yàn)截面效率指標(biāo)p（主要是跨中截面）：上核心距ku=i/aiyb=733.446109/（8986001567） =520.888mm下核心距kb=i/aiyu=733.446109/（898600933） =874.847mm所以p=（520.888+874.847）/2500=0.5580.5，以上說(shuō)明跨中截面尺寸是合理的。1.3橫截面變化位置本設(shè)計(jì)主梁采用等高度形式，橫截面的t梁翼板厚度沿跨長(zhǎng)不變，馬蹄部分為配合鋼束彎起從距中點(diǎn)14600mm距離向支

27、點(diǎn)逐漸抬高。梁端部區(qū)段由于錨頭集中力的作用而引起較大的局部應(yīng)力，也因布置錨具的需要，在距梁端1000mm內(nèi)將腹板加厚到與馬蹄同寬。腹板加厚處到支點(diǎn)截面的距離為1740mm，中間有1280mm腹板加厚過(guò)渡段。1.4橫隔梁的設(shè)置橫隔梁在橋跨中點(diǎn)和兩個(gè)四分點(diǎn)及梁端共設(shè)置5道。其間距9.72m，采用開(kāi)洞方式，它的高度2.1m，平均厚度0.2m。2主梁內(nèi)力計(jì)算控制截面：跨中、四分點(diǎn)、變化點(diǎn)、支點(diǎn)。2.1恒載內(nèi)力計(jì)算2.1.1恒載集度預(yù)制梁自重（第一期恒載）:按跨中截面計(jì)，主梁的恒載集度：g（1）=0.898625-0.0925= 20.215kn/m由于馬蹄抬高所形成的7個(gè)橫置的三棱柱重力折算成的恒載集

28、度：g（2）=（7/2）（9.72-1.28/2-0.46）（800+950）/2000-0.05-0.250.125/39.96 =1.0853kn/m由于梁端腹板加厚所增加的重力折算成恒載集度：g（3）=2(1.294-0.8986)(1+1.28/2)25/39.96 = 0.8114kn/m 橫隔梁: 內(nèi)橫隔梁體積：v=0.21.012.1-0.04/2-0.0256/2-1.40.3-(1.2+1.4)/20.4-0.30.2 0.352 =0.18764 m3 端橫隔梁體積：v=0.20.92.1-0.029/2-1.40.3-(1.2+1.4)/20.4-0.30.20.352

29、=0.1321 m3 g（3）邊=（30.18764+20.1321）25/39.96 =0.5175kn/m g（3）中=2g（3）邊=1.0350kn/m g1邊=20.215+1.0853+0.8114+0.5175 =22.6292kn/m g2中=23.1467kn/m 第二期恒載: 一側(cè)欄桿為1.52kn/m；一側(cè)人行道為3.60kn/m。 橋面鋪裝層:0.11624=38.4kn/m 濕接縫:0.30.152414/8+0.20.70.32470/(839.96)=2.1107kn/m g21=2.1107kn/m g22=2（1.52+3.6）+38.4/8 =6.08kn/m

30、 2.1.2橫載內(nèi)力 表2.1橫載內(nèi)力計(jì)算表（=x/l,x距左端支點(diǎn)的距離)項(xiàng)目名稱(chēng)邊梁計(jì)算數(shù)據(jù)l=38.88m l2=1511.654m2項(xiàng) 目gima=0.5（1-）l2gi（kn.m)qa=0.5（1-）lgi（kn）跨中四分點(diǎn)變化點(diǎn)四分點(diǎn)變化點(diǎn)支點(diǎn)-0.50.250.37550.250.375500.5（1-）-0.1250.093750.1172-0.5（1-）-0.250.12450.5第一期恒載g122.62924275.943206.964009.12219.96109.38439.91第二期恒載g22.1107398.83 299.12 373.94 20.52 10.22

31、41.03 6.081148.86861.641007.1759.1029.43188.20項(xiàng)目名稱(chēng)中梁計(jì)算數(shù)據(jù)l=38.88m l2=1511.654m2項(xiàng) 目gima=0.5（1-）l2gi（kn.m)qa=0.5（1-）lgi（kn）跨中四分點(diǎn)變化點(diǎn)四分點(diǎn)變化點(diǎn)支點(diǎn)-0.50.250.37550.250.375500.5（1-）-0.1250.093750.1172-0.5（1-）-0.250.12450.5第一期恒載g123.14674373.733280.294100.80224.99122.04449.97第二期恒載g22.1107398.83 299.12 373.94 20.5

32、2 10.22 41.03 6.081148.86861.641007.1759.1029.43188.202.2活載內(nèi)力計(jì)算2.2.1沖擊系數(shù)和車(chē)道折減系數(shù)跨中和變化點(diǎn)截面：a=0.8986m2ic=0.733466m4g=0.898625=22.465n/mmc=g/g=22.465/9.81=2.290103ns3/m2c50砼e取3.351010n/m2所以f=3.14/(238.882) =3.402hz u=0.1767ln3.402-0.0157=0.201因四車(chē)道，橫向折減系數(shù)為0.67跨徑小于150m縱向折減系數(shù)為1.00 支點(diǎn)截面： a=1.299m2ic=0.830568

33、m4g=1.29925=32.35n/mmc=g/g=32.35/9.81=3.298103ns3/m2c50砼e取3.351010n/m2所以f=3.14/(238.882) =3.017hz u=0.1767ln3.017-0.0157=0.1792.2.2計(jì)算主梁的荷載橫向分布系數(shù)跨中的荷載橫向分布系數(shù)mc：l/b=38.88/72.2=2.522且具有可靠的橫向聯(lián)結(jié),所以可按修正的剛性橫梁法來(lái)繪制橫向影響線和計(jì)算mc。計(jì)算主梁的抗扭慣矩it：對(duì)于t形梁，抗扭慣矩可近似按下式計(jì)算： it= 跨中及變化點(diǎn)截面： 翼板：t1=he=hf+stan =150+4901/4 =27.25cm t

34、1/b1=0.124 所以 c1=0.307 腹板:t2=18cm t2/b2=0.0950.1 所以 c2=1/3 馬蹄:t3=（25+16+25）/2 =33cm t3/b3=0.66 所以 c3=0.197 所以 it=2.0895110-2m4 支點(diǎn)截面： 翼板:t1=he=hf+stan =150+4001/3 =28.33cm t1/b1=0.128 所以 c1=0.306 腹板:t2=40cm t2/b2=0.181 所以 c2=0.295 所以 it=5.7162410-2m4 跨中及變化點(diǎn)的it/i支點(diǎn)的it/i，所以跨中及變化點(diǎn)的抗扭修正系數(shù)=0.931是最大的。 綜上所述

35、（1+u）及都取跨中及變化點(diǎn)的，（1+u)=1.201, =0.931。 b= (2.23.5)2+(2.22.5)2+(2.21.5)2+(0.52.2)2+(-2.21.5)2+(-2.22.5)2+(-2.23.5)2 = 424.84=203.28m2 計(jì)算橫向分布系數(shù)： 對(duì)于1號(hào)邊梁: =1/n+=1/8+0.93112.25/42=0.417 =1/n +=1/8-0.93112.25/28=-0.122 計(jì)算零點(diǎn)位置x/0.417=（72.2-x）/0.122 x=11.91m mcq= =0.5(0.417/11.91)(11.91-0.2)8-1.8-3.1-4.9-6.2-

36、8.0-9.3-11.1 =0.8627 mcr=（0.417/11.91）（11.91+0.925） =0.4494 對(duì)于2號(hào)邊梁: =1/n+=1/8+0.9318.75/42=0.319 =1/n+=1/8-0.9318.75/42=-0.069 計(jì)算零點(diǎn)位置x/0.319=（72.2-x）/0.069x=12.66m mcq= =0.5(0.319/12.66)(12.66-0.2)8-1.8-3.1-4.9-6.2-8.0-9.3-11.1 =0.6965 mcr=（0.319/12.66）（12.66+0.925） =0.3423 對(duì)于3號(hào)邊梁:=1/n+=1/8+0.9315.2

37、5/42=0.241 =1/n+=1/8-0.9315.25/42=0.009 mcq= =0.5(72.2-0.2)8-1.8-3.1-4.9-6.2-8.0-9.3-11.1+ 0.50.0098 =0.6175 mcr=0.009+（72.2+0.925） =0.2549對(duì)于4號(hào)邊梁:=1/n+=1/8+0.9311.75/42=0.1638=1/n+=1/8-0.9311.75/42=0.0862 mcq= =0.5(72.2-0.2)8-1.8-3.1-4.9-6.2-8.0-9.3-11.1+ 0.50.08628 =0.5393 mcr=0.0862+（72.2+0.925）=0

38、.1685 圖2.1荷載橫向分布系數(shù)mc荷載位于支點(diǎn)時(shí)，應(yīng)按杠桿原理法計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)m0： 對(duì)于一號(hào)梁: moq=0.5（1/2.2）（2.2-0.2+2.2-0.2-1.8+0）=0.5 mor=（1/2.2）（2.2+0.925)=1.4205 對(duì)于二號(hào)梁: moq=0.5（2.2-1.8+2.2）/2.2=0.5909 mor=0 對(duì)于三號(hào)梁: moq=0.5（2.2-1.8+2.2）/2.2=0.5909 mor=0 對(duì)于四號(hào)梁： moq=0.5（2.2-1.8+2.2）/2.2=0.5909 mor=0圖2.2荷載橫向分布系數(shù)mo計(jì)算荷載內(nèi)力：計(jì)算1號(hào)梁：荷載橫向分布系數(shù)匯總：

39、 mcq=0.8627 moq=0.5 mcr=0.4494 mor=1.4205內(nèi)力影響線面積： 跨中： 彎矩:=38.882/8=188.96m2 y=l/4=9.72m 剪力:=l/8=4.86m y=0.5 四分點(diǎn)： 彎矩:=0.5（1-）l2=（3/32）38.882=141.718m2 y=（1-）l=338.88/16=9.72m 剪力:=（1-）l=338.88/16=7.29m y=0.75 變化點(diǎn)： 彎矩:=0.5（1-）l2=0.117238.882=177.166m2 y=（1-）l=0.3755（1-0.3755）38.88/16=9.117m 剪力:=（1-）l=0

40、.3755（1-0.3755）238.88/16=7.582m y=0.6245 支點(diǎn)： 剪力:=l/2=38.88/2=19.44m公路一級(jí)集中荷載： 計(jì)算彎矩效應(yīng)時(shí):pk=180+（40-5）=320kn計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí):pk=1.2320=384kn公路一級(jí)均布荷載： 汽車(chē)荷載:10.5kn/m；人群荷載:3.0kn/m。表2.2跨中彎矩與剪力荷載種類(lèi)荷載類(lèi)型qk或qr（kn/m）pk（kn）（1+u）mc或ys（kn.m或kn）sism公路一級(jí)10.53200.804670.8627188.961377.33 3536.539.722159.20 人群3-0.4494188.96254.

41、76 q公路一級(jí)10.53840.804670.86274.8635.42 168.710.5133.28 人群3-0.44944.866.55表2.3四分點(diǎn)彎矩與剪力荷載種類(lèi)荷載類(lèi)型qk或qr（kn/m）pk（kn）（1+u）mc或ys（kn.m或kn）sism公路一級(jí)10.53200.804670.8627141.7181032.98 2652.38 7.291619.40 人群3-0.4494141.718191.06 q公路一級(jí)10.53840.804670.862710.93579.71 279.63 0.75199.93 人群3-0.449410.93514.74 表2.4變化點(diǎn)彎矩與剪力荷載種類(lèi)荷載類(lèi)型qk或qr（kn/m）pk（kn）（1+u）mc或ys（kn.m或kn）sism公路一級(jí)10.53200.804670.8627177.1661291.36 3316.619.1172025.25 人群3-0.4494177.166238.86 q公路一級(jí)10.53840.804670.86277.58255.27 221.74 0.6245166.47 人群3-0.44947.58210.22 支點(diǎn)剪力： 圖2.3支點(diǎn)剪力示意圖 汽車(chē)荷載： =0.8