橋梁畢業(yè)設(shè)計(jì)書(shū)講武城北樁柱式變截面連續(xù)箱梁橋

1、目 錄摘要1一、畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)21 目的22 主要設(shè)計(jì)參數(shù)23 設(shè)計(jì)成果要求24 畢業(yè)設(shè)計(jì)提交的成果35 考核及進(jìn)度安排46 畢業(yè)設(shè)計(jì)的紀(jì)律47 畢業(yè)設(shè)計(jì)注意的問(wèn)題4二、開(kāi)題報(bào)告51 工程簡(jiǎn)介52 橋梁設(shè)計(jì)53 結(jié)構(gòu)計(jì)算124 橋梁軟件復(fù)核分析145 設(shè)計(jì)工作計(jì)劃及進(jìn)度安排146 預(yù)期成果14三、上部結(jié)構(gòu)計(jì)算書(shū)151 設(shè)計(jì)資料及參數(shù)151.1 設(shè)計(jì)資料151.2 設(shè)計(jì)參數(shù)1616162 荷載及內(nèi)力計(jì)算162.1 一期恒載（現(xiàn)澆箱梁自重）162.2 二期恒載162.3 橫向分布系數(shù)172.4 計(jì)算活載內(nèi)力172.5 各階段內(nèi)力的計(jì)算172.6 支反力匯總182.7 單元內(nèi)力組合匯總183 結(jié)構(gòu)計(jì)

2、算193.1 橋梁博士模型193.2 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算和布置1919203.3 普通鋼筋配筋估算2121213.4 承載能力極限狀態(tài)強(qiáng)度驗(yàn)算223.5 正常使用極限狀態(tài)應(yīng)力驗(yàn)算23）23）25）28303.6 成橋階段各跨跨中位移303.7 荷載短期效應(yīng)組合長(zhǎng)期撓度和預(yù)拱度設(shè)置304 現(xiàn)行橋梁規(guī)范要求305 預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算326 局部承壓驗(yàn)算376.1 局部受壓區(qū)尺寸要求376.2 局部抗壓承載力計(jì)算377 支座的選取388 結(jié)論38四、下部結(jié)構(gòu)計(jì)算書(shū)391 設(shè)計(jì)資料391.1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)391.2 水位地質(zhì)條件391.3 材料391.4 設(shè)計(jì)依據(jù)及計(jì)算程序392 橋墩蓋梁計(jì)算392.1 蓋梁尺

3、寸392.2 恒載內(nèi)力計(jì)算392.3 活載內(nèi)力計(jì)算402.4 樁頂最大反力402.5 內(nèi)力組合412.6 配筋計(jì)算422.7 已知混凝土箍筋分配系數(shù)計(jì)算箍筋間距和斜筋根數(shù)表443 橋墩樁柱計(jì)算453.1 柱頂截面內(nèi)力計(jì)算及配筋453.2 柱底截面內(nèi)力計(jì)算及配筋463.3 樁基沖刷截面內(nèi)力計(jì)算及配筋473.4 樁長(zhǎng)計(jì)算484949外文翻譯50參考文獻(xiàn)55附件：圖紙目錄56講武城北樁柱式變截面連續(xù)箱梁橋摘要：本設(shè)計(jì)根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)及相關(guān)資料，對(duì)講武城北橋進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)。通過(guò)方案比選，確定該橋采用變截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋，基礎(chǔ)形式采用樁柱式，跨徑組合為 ，全長(zhǎng) m，橋面寬度 m，橋面橫坡2%，

4、設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)為：公路-級(jí)。本設(shè)計(jì)用橋梁博士V3.0.3建立平面有限元分析模型，對(duì)該橋即預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算與控制截面的抗彎配筋計(jì)算，強(qiáng)度驗(yàn)算、使用階段變形驗(yàn)算。經(jīng)內(nèi)力計(jì)算及各項(xiàng)驗(yàn)算證明該設(shè)計(jì)是合理的。關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋，結(jié)構(gòu)計(jì)算，強(qiáng)度驗(yàn)算，變形驗(yàn)算Abstract: This design according to the design plan descriptions of graduation of late and relevant information，carried on the preliminary design leave bridge. Throu

5、gh the scheme is selected，determine the bridge using variable cross-section of prestressed concrete continuous box girder bridge，foundation forms using pile pillar type，span combination for 18m + 30m + 18m，span 66m and total wide 14m，bridge deck cross-sectional slope 2%，Bridge collapse，for linear ax

6、is. Design load standard islevel. This design uses DBV3.0.3 to establish plane finite element analysis model. The prestressed concrete continuous girder bridge is internal force calculation and control section flexural reinforcement calculation，intensity checking and use the phase crack width checki

7、ng and calculating deformation. The internal force calculation and the results show the design is reasonable.Keywords: prestressed concrete continuous box girder bridge，structure calculation，intensity checking，deformation checking開(kāi)題報(bào)告：華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告設(shè)計(jì)題目：講武城北樁柱式變截面連續(xù)箱梁橋設(shè)計(jì)1 工程簡(jiǎn)介該橋?yàn)槟纤闭{(diào)中線一期總干渠河北段跨線橋梁

8、，位于磁縣講武城北。本處地型為為丘陵地區(qū)，地震設(shè)防烈度7度。地質(zhì)資料如圖1，上部為粘性土，下部主要是沙礫石。圖1.1 地質(zhì)資料圖該橋橋型選用 樁柱式現(xiàn)澆變截面預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁橋，橋?qū)挒閮?人行道，共 m，設(shè)計(jì)荷載為公路一級(jí)。材料：C50混凝土。立柱、蓋梁及橋頭搭板采用C30混凝土，基樁采用C25混凝土。橋面鋪裝采用三涂FYT-1改進(jìn)型防水層+10cm厚C50混凝土（原路面為混凝土路面）。預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用1860級(jí)高強(qiáng)低松弛15.24鋼絞線。2 橋梁設(shè)計(jì)2.1 橋型布置該橋采用現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力變截面連續(xù)箱梁，共3跨，跨徑為m?？偪鐝綖?m，一般30m<L<100m屬于中橋，橋型布置圖如圖2.

9、1。圖2.1 橋型布置圖2.2 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)支點(diǎn)截面跨高比Hs/L一般取1/151/18，因此支點(diǎn)截面高度取1.8m，為L(zhǎng)/16.7?？缰薪孛娓呖绫菻c/L一般取1/251/50，因此取跨中截面高度為1.2m，為L(zhǎng)/25。支座處直線段長(zhǎng)度Ls取2m，箱梁梁底曲線為直線+拋物線，邊跨從距左支座2m處為拋物線頂點(diǎn)，以頂點(diǎn)為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，水平為x軸，豎直方向?yàn)閥軸，中跨以跨中梁底為為頂點(diǎn)建立坐標(biāo)系，水平為x軸，豎直方向?yàn)閥軸，則 邊跨梁底曲線方程為：y=2.67e-03x2 （21）中跨梁底曲線方程為：y=3.06122e-03x2 （22）參考例圖，橋?qū)?4m宜采用單箱三室截面形式。箱梁橫截面由

10、頂板、底板、腹板、懸臂板、梗腋構(gòu)成；各部分構(gòu)造須滿足受力、構(gòu)造、施工方便的要求，具體尺寸如圖2.2、圖2.3和圖2.4。（1）頂板箱梁頂板需要滿足橫向抗彎以及布置預(yù)應(yīng)力鋼筋的需求，一般頂板厚度可采用0.180.30m。因此，頂板寬度取0.25m。圖2.2 跨中截面（2）底板箱梁底板需要滿足縱向抗彎以及布置預(yù)應(yīng)力鋼筋的要求，一般變高度連續(xù)梁底板厚度隨負(fù)彎矩從跨中到支點(diǎn)逐漸加厚，跨中底板厚度宜采用0.20.3m。因此，跨中底板厚度選取0.2m，支點(diǎn)底板厚度采用0.4m。另外，為了增強(qiáng)墩臺(tái)支座處抗剪抗扭，在支座處設(shè)置實(shí)心，接近支座設(shè)置漸變段，靠近橋臺(tái)處的漸變段長(zhǎng)為3m，靠近橋墩處的漸變段長(zhǎng)為2m，漸

11、變末端箱兩側(cè)腹板厚由55cm變?yōu)?5cm，底板由20cm厚增至40cm。圖2.3 漸變端處截面圖2.4 橋墩處截面（3）腹板腹板尺寸除滿足受力要求外，還需要滿足通過(guò)、連接、錨固預(yù)應(yīng)力鋼筋的構(gòu)造要求。腹板厚度一般采用0.400.80m。通常，支點(diǎn)處腹板較厚，跨中處腹板較薄，起變點(diǎn)一般設(shè)置在L/4附近，變化段長(zhǎng)度一般為36m。變高度箱梁不宜采用斜腹板，以免施工困難和支點(diǎn)附近底板寬度過(guò)小造成設(shè)計(jì)困難。因此，腹板采用直腹板，跨中腹板選用0.55m，支點(diǎn)處腹板，選用0.65m。（4）懸臂板懸臂板長(zhǎng)度一般不大于5m，當(dāng)長(zhǎng)度超過(guò)3m后，宜布置橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋，懸臂端部厚度一般取0.160.20m，懸臂根部厚度

12、一般為0.40.6m。因此，懸臂板長(zhǎng)度取2m，端部厚度取0.2m，根部厚度取0.4m。（5）梗腋梗腋布置在底頂板與腹板連接的部位，起均勻過(guò)渡力線、增加橫向剛度以抵抗扭轉(zhuǎn)、畸變應(yīng)力。一般頂板梗腋長(zhǎng)高比通常有1：4，1：3，2：1和1：1，底板梗腋長(zhǎng)高比1：1和1：2。因此，頂板梗腋尺寸取0.8m×0.2m，底板梗腋尺寸選0.4m×0.2m。橋縱向布置如圖2.5所示。圖2.5 橋縱向布置圖2.3 下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)下部結(jié)構(gòu)尺寸根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)和公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D63-2007）初步選定，最后通過(guò)計(jì)算進(jìn)行驗(yàn)算，調(diào)整下部結(jié)構(gòu)尺寸。橋規(guī)規(guī)定兩柱間距不得小于2.5倍的柱徑，這

13、里初步選取柱徑150cm，樁徑160cm，兩柱間距為400cm。蓋梁厚度一般不小于柱徑，取160cm。為了防止箱梁向兩側(cè)滑動(dòng)，在橋墩橋臺(tái)處的蓋梁上都設(shè)置擋塊，擋塊的構(gòu)造依據(jù)箱梁橫斷面，由于箱梁下部是直角，因此這里擋塊是豎直的，擋塊與箱底兩側(cè)留10cm的允許伸縮距離。擋塊高50cm，寬30cm。耳背墻長(zhǎng)度取3m，一般耳墻頂要高于錐坡頂0.1m。在樁柱連接處設(shè)置系梁，主要是加強(qiáng)橫向聯(lián)系，保證樁柱穩(wěn)定性。這里系梁尺寸取為高140cm，寬140cm，長(zhǎng)323cm。根據(jù)工程地質(zhì)條件，初步擬定橋臺(tái)處樁長(zhǎng)25m，橋墩處樁長(zhǎng)20m。橋臺(tái)和橋墩的一般構(gòu)造圖如圖2.6、圖2.7所示。 圖2.6 橋臺(tái)一般構(gòu)造圖 圖

14、2.7 橋墩一般構(gòu)造圖2.4 細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)在箱梁懸臂板邊緣宜設(shè)置向下凸出的滴水槽構(gòu)造，示意圖如圖2.8。圖2.8 滴水槽和過(guò)人孔構(gòu)造圖2.4.2 通風(fēng)孔一般設(shè)計(jì)在箱梁腹板上，主要功能為減小箱梁內(nèi)外側(cè)大氣溫度差。其形狀一般為直徑10cm左右的圓形，間距約5m。2.4.3 泄水孔橋面泄水孔設(shè)置在橋面較低側(cè)，一般采用預(yù)埋鑄鐵泄水孔或PVC泄水孔，在橋墩處設(shè)置。箱底泄水孔設(shè)置在箱室較低處，形狀為圓形，直徑一般為10cm。2.4.4 防水層在箱梁頂面混凝土與橋面構(gòu)造之間應(yīng)設(shè)置可靠的防水層構(gòu)造。本設(shè)計(jì)采用三涂FYT-1改進(jìn)型防水層。2.4.5 橋面橫坡的形成橋面橫坡采用構(gòu)造造坡，即通過(guò)箱梁頂板成坡的形式。箱梁

15、底板在橫橋向保持水平，通過(guò)橋面板傾斜來(lái)形成對(duì)稱的人字橫坡。本設(shè)計(jì)橋向兩側(cè)設(shè)置2%橫坡，主要是利于排水。2.4.6 伸縮縫常用的伸縮縫裝置有填塞嵌固對(duì)接型、鋼制支承型、板式橡膠型、模數(shù)式、無(wú)縫（暗縫）型等類型。伸縮縫裝置的設(shè)置應(yīng)保證橋梁接縫處的變形自由、協(xié)調(diào)，車輛能平穩(wěn)、安全的通過(guò)，并適應(yīng)接縫周圍可能出現(xiàn)的少量的錯(cuò)位，不致因此而引起伸縮縫裝置部件的受損或脫落。在橋墩和橋臺(tái)處箱梁橫截面要變?yōu)閷?shí)心，在橋臺(tái)處由于伸縮縫挖槽，防止混凝土損失過(guò)大，因此要加厚頂板，加厚25cm，其構(gòu)造示意圖如圖2.9。圖2.9 伸縮縫構(gòu)造圖3 結(jié)構(gòu)計(jì)算3.1 幾何特征計(jì)算計(jì)算內(nèi)容包括：凈截面和換算截面的面積、截面中心位置、

16、截面對(duì)重心軸的慣性矩。計(jì)算方法采用手算和電算相結(jié)合。3.2 荷載和組合結(jié)構(gòu)計(jì)算包括：各階段的橫載計(jì)算（包括二期橫載）、活載計(jì)算、附加荷載計(jì)算（季節(jié)溫差、日照溫差、汽車制動(dòng)力、支座沉降、地震荷載、船撞力、風(fēng)荷載等）。同時(shí)依據(jù)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 D62-2004)規(guī)定，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行正常使用和承載能力兩種極限狀態(tài)下的合作組合分析。3.3 預(yù)應(yīng)力鋼筋的估算及布置按構(gòu)件正截面抗裂性要求估算預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量。根據(jù)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 D62-2004)的規(guī)定，預(yù)應(yīng)力梁應(yīng)滿足使用階段的應(yīng)力要求和承載能力極限能力狀態(tài)的強(qiáng)度要求。對(duì)各控制截面在各種荷載組合

17、下，分別按上述要求對(duì)主梁所需的鋼束數(shù)進(jìn)行估算。在確定了預(yù)應(yīng)力鋼束的數(shù)量之后，普通鋼筋的數(shù)量可由正截面承載能力極限狀態(tài)的要求確定。預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置根據(jù)公預(yù)規(guī)的規(guī)定，預(yù)應(yīng)力梁應(yīng)滿足使用階段的應(yīng)力要求和承載能力極限能力狀態(tài)的強(qiáng)度要求，滿足梁端錨固和張拉的要求，同時(shí)預(yù)應(yīng)力管道布置符合公路橋規(guī)中的相關(guān)構(gòu)造要求。為了方便張拉操作，腹板鋼束都錨固在梁端，支座負(fù)彎矩鋼束在人孔處張拉。（1）跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置后張法預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力管道布置按公路橋規(guī)中的相關(guān)構(gòu)造要求布置，并參考已有的設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)跨中截面的預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行初步布置。（2）錨固面鋼束布置對(duì)于錨固端截面，鋼束布置考慮下面兩方面：一是預(yù)應(yīng)

18、力鋼束群重心盡可能靠近截面形心，使截面均勻受壓；二是考慮錨頭布置的可能性，以滿足張拉操作方便等要求。；（3）其它截面鋼束位置及傾角計(jì)算。 3.4 強(qiáng)度驗(yàn)算驗(yàn)算內(nèi)容包括：正截面抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算、斜截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算、正截面抗裂驗(yàn)算、斜截面抗裂驗(yàn)算、應(yīng)力驗(yàn)算、局部受壓驗(yàn)算。（1）正截面抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算先將結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化，選取控制截面按照規(guī)范要求進(jìn)行驗(yàn)算。（2）斜截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算需要驗(yàn)算的截面位置：支點(diǎn)橫梁邊緣處截面；梁高突變處截面；腹板厚度突變處截面；1/4跨徑處截面；腹板箍筋布置方式突變處截面；剪力較大區(qū)域，下彎或彎起預(yù)應(yīng)力鋼筋無(wú)法覆蓋或布置較少的截面。按照規(guī)范相關(guān)條文要求，對(duì)以上截面進(jìn)行斜截面抗剪驗(yàn)算。（

19、3）正截面抗裂驗(yàn)算（4）斜截面抗裂驗(yàn)算（5）應(yīng)力驗(yàn)算（6）局部受壓驗(yàn)算4 橋梁軟件復(fù)核分析建立模型內(nèi)力計(jì)算預(yù)應(yīng)力筋的估算全橋結(jié)構(gòu)安全驗(yàn)算截面調(diào)整（正截面強(qiáng)度、斜截面強(qiáng)度、預(yù)應(yīng)力損失、預(yù)拱度等）內(nèi)力圖和變形圖最終成果。5 設(shè)計(jì)工作計(jì)劃及進(jìn)度安排開(kāi)題報(bào)告、方案設(shè)計(jì)和外文翻譯2周，內(nèi)力計(jì)算1周，內(nèi)力組合和繪制內(nèi)力包絡(luò)圖1周，配筋設(shè)計(jì)1周，施工驗(yàn)算1周，應(yīng)力和強(qiáng)度驗(yàn)算1.5周，電算程序復(fù)核1周，繪圖1.5周，成果整理1周?？傇O(shè)計(jì)時(shí)間11周，另答辯時(shí)間1周。6 預(yù)期成果完成一座整橋計(jì)算，并編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。圖形繪制包括圖紙目錄、設(shè)計(jì)總說(shuō)明、全橋工程數(shù)量匯總表、橋型布置圖、一般構(gòu)造圖、預(yù)應(yīng)力鋼筋布置圖等。提

20、交的成果包括紙質(zhì)和電子文檔兩部分。上部結(jié)構(gòu)計(jì)算書(shū)：1 設(shè)計(jì)資料及參數(shù)1.1 設(shè)計(jì)資料（1）橋梁跨徑及橋?qū)挘簶?biāo)準(zhǔn)跨徑：18m+30m+18m；計(jì)算跨徑：邊跨17.5m，中跨30m；橋面寬度：凈12m+2×1m，總寬14m；（2）設(shè)計(jì)荷載：公路-I級(jí)；（3）計(jì)算方法：極限狀態(tài)法。（4）施工工藝：預(yù)應(yīng)力主梁采用整體現(xiàn)澆，采用后張法張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋。（5）計(jì)算依據(jù)1.公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTG B01-2003），簡(jiǎn)稱標(biāo)準(zhǔn)；2.公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2004），簡(jiǎn)稱橋規(guī)；3.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 D62-2004) ，簡(jiǎn)稱公預(yù)規(guī)。（6）荷載組合均按現(xiàn)行

21、規(guī)范組合要求：1.承載能力極限狀態(tài)組合組合2.正常使用極限狀態(tài)組合組合組合組合：標(biāo)準(zhǔn)值組合。永久作用【結(jié)構(gòu)重力+預(yù)加力+基礎(chǔ)變位+混凝土收縮徐變】+可變作用【汽車荷載效應(yīng)（計(jì)沖擊力）+風(fēng)荷載效應(yīng)+溫度梯度+均勻溫升（降）】。1.2 設(shè)計(jì)參數(shù)1.2.1 混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土梁上部結(jié)構(gòu)采用C50混凝土，鉸縫采用C50細(xì)石混凝土。立柱、蓋梁及橋頭搭板采用C30混凝土，基樁采用C25混凝土。表1.1 混凝土主要參數(shù)標(biāo)號(hào)容重（kN/m3）fcd（MPa）fcd（MPa）Ec（MPa）C2526.011.51.232.80×104C3026.013.81.393.00×104C5026.

22、022.41.833.45×1041.2.2 預(yù)應(yīng)力鋼束及普通鋼筋 預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用1860級(jí)高強(qiáng)低松弛15.24鋼絞線，配套OVM系列錨具。主要力學(xué)性能：極限抗拉強(qiáng)度f(wàn)ptk=1860MPa，彈性模量E=1.95×105，一段錨具變形及鋼束回縮值6mm，預(yù)應(yīng)力管道為鋼波紋管管道，摩擦系數(shù)0.25；管道偏差系數(shù)0.0015/m；鋼筋回縮和錨具變形為每側(cè)6mm，兩端張拉。普通鋼筋為R235鋼筋（公稱直徑小于12mm）和HRB335鋼筋（公稱直徑大于12mm）兩種。表1.2 普通鋼筋重要參數(shù)表鋼筋種類容重（kN/m3）fsk（MPa）fsd（MPa）Ec（MPa）R23578.

23、52351952.1×105HRB33578.53352802.1×105以上各種材料特性參數(shù)值參見(jiàn)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 D62-2004) 。2 荷載及內(nèi)力計(jì)算2.1 一期恒載（現(xiàn)澆箱梁自重）用橋博軟件進(jìn)行受力分析時(shí)，橋博會(huì)自動(dòng)考慮箱梁自重。2.2 二期恒載（1）欄桿及人行道構(gòu)件：每側(cè)取5KN/m（2）橋面鋪裝：橋面鋪裝采用10cm厚C50混凝土+三涂FYT-1改進(jìn)型防水層。故箱梁的二期恒載集度為：=5×2+0.1×12×26=41.2kN/m2.3 橫向分布系數(shù)（1）汽車荷載效應(yīng)：對(duì)于整體箱梁、整體板梁等結(jié)構(gòu)，其

24、分布系數(shù)就是其所承受的汽車總列數(shù)，考慮橫向折減、偏載后的修正值。對(duì)于一個(gè)橋面3車道的整體箱梁驗(yàn)算時(shí)，其橫向分布系數(shù)為：偏載系數(shù)×車道數(shù)×橫向折減系數(shù)×縱向折減系數(shù)=1.15×3×0.78×1=2.691。汽車的橫向分布系數(shù)已經(jīng)包含了汽車車道數(shù)的影響。（2）人群效應(yīng)：對(duì)于整體箱梁、整體板梁等結(jié)構(gòu)，橫向分布系數(shù)為1。（3）1=0.201，計(jì)算連續(xù)梁的沖擊力引起的負(fù)彎矩效應(yīng)時(shí)，沖擊系數(shù)2=0.298。（4）車道汽車荷載的橫向車道折減系數(shù)取=0.78。2.4 計(jì)算活載內(nèi)力根據(jù)橋規(guī)第4.3條，公路級(jí)車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為qk=10.5KN/

25、m，集中荷載Pk=180+（360-180）（30-5）/（50-5）=280KN，計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí)，Pk=1.2×280=336kN。對(duì)于Ml/2、Ml/4、M變、Ql/2、Ql/4（橫向分布系數(shù)均相同）的計(jì)算，依據(jù)公式： （21）對(duì)于Qo的計(jì)算，依據(jù)公式 （22）對(duì)于Q變的計(jì)算，依據(jù)公式 （23）人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值按下列規(guī)定采用：當(dāng)橋梁計(jì)算跨徑小于或等于50m，人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值為3.0kN/m2，本設(shè)計(jì)橋梁計(jì)算跨徑為30m，所以人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值為3.0kN/m2。2.5 各階段內(nèi)力的計(jì)算各施工階段信息如下：表2.1 施工階段的劃分階段所做工作參與的單元1箱梁的澆筑、鋼束的張拉、道的灌漿等1

26、-1322二期恒載1-1323投入使用1-132表2.2 節(jié)點(diǎn)號(hào)與控制截面對(duì)應(yīng)關(guān)系表節(jié)點(diǎn)號(hào)21220273752678297132截面支座1L1/4L1/23L1/4支座2L/4L/23L/4支座3支座4表2.3 主要截面信息及內(nèi)力統(tǒng)計(jì)表 信息單元號(hào)截面慣矩I(m4)截面面積A(m2)截面高度H（m）中性軸高yc(m)彎矩(KN·m)剪力(KN)21.5594913.30341.20.612-39.71.07e+03121.41638.328841.240.6931.9e+03-164201.880668.789071.360.755-281-937272.57149.153071.

27、530.855-4.83e+03-1.67e+03375.3331919.32341.80.922-1.61e+04-3.39e+03521.763978.698671.330.7361.22e+031.49e+03671.333268.414871.20.666.78e+031.29e-082.6 支反力匯總表2.4 支反力匯總表支座節(jié)點(diǎn)號(hào)豎向力（KN）水平力（KN）彎矩（KN·m）21.51e+0300287.52e+032.89e-020847.52e+03001101.51e+03002.7 單元內(nèi)力組合匯總表2.5 基本組合（承載能力極限狀態(tài)荷載組合I組合內(nèi)力）節(jié)點(diǎn)號(hào)212

28、2027375267彎矩（KN·m）-49.311600104003700-131001390026400剪力（KN）21801480-151-1510819044601180表2.6 短期組合（正常使用極限狀態(tài)荷載組合II組合內(nèi)力）節(jié)點(diǎn)號(hào)2122027375267彎矩（KN·m）-3284320460010200526025706910剪力（KN）2050781-329-114051301610452表2.7 長(zhǎng)期組合（正常使用極限狀態(tài)荷載組合I組合內(nèi)力）節(jié)點(diǎn)號(hào)2122027375267彎矩（KN·m）-328318033409280498016605370剪力

29、（KN）1660545-465-1210464012602563 結(jié)構(gòu)計(jì)算總體計(jì)算采用橋梁博士V3.03平面桿系。施工階段劃分：按照橋梁實(shí)際施工工序，現(xiàn)澆主梁，張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋二期恒載（橋面鋪裝）考慮收縮續(xù)變（3650天），建立從施工階段到成橋階段的模型。3.1 橋梁博士模型主梁的分段應(yīng)該考慮有限元在分析桿件時(shí)，分段越細(xì)，計(jì)算結(jié)構(gòu)的內(nèi)力值越接近真實(shí)值，本設(shè)計(jì)全橋長(zhǎng)66m，分為132個(gè)單元，共133個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)單元0.5m，節(jié)點(diǎn)號(hào)與控制截面對(duì)應(yīng)關(guān)系表如表3.1。表3.1 節(jié)點(diǎn)號(hào)與控制截面對(duì)應(yīng)關(guān)系表節(jié)點(diǎn)號(hào)21220273752678297132截面支座1L1/4L1/23L1/4支座2L/4L/23

30、L/4支座3支座4模型簡(jiǎn)圖：圖3.1 全橋單元模型圖3.2 左邊跨單元模型圖3.3 中跨單元模型圖3.4 右邊跨單元模型3.2 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算和布置用橋梁博士進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼束的估算，計(jì)算完成后導(dǎo)出各個(gè)單元截面配筋面積，以此來(lái)初步確定預(yù)應(yīng)力鋼束的分布情況。本橋采用部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件設(shè)計(jì)，估算配筋時(shí)截面取構(gòu)件的毛截面。按公預(yù)規(guī)條，控制A類預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件正截面抗裂性的是混凝土的法向拉應(yīng)力，并符合以下條件：在作用短期效應(yīng)組合下，應(yīng)滿足要求。式中：按作用的短期效應(yīng)組合計(jì)算的構(gòu)件抗裂驗(yàn)算邊緣混凝土的法向拉應(yīng)力。在初步設(shè)計(jì)時(shí)，和可按公式近似計(jì)算 （31） （32）代入即可求得滿足部分預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件正截面抗

31、裂性要求所需的有效預(yù)加力為： （33）對(duì)于C50混凝土，其軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值=2.65Mpa。預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉控制應(yīng)力為=1310，預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)力的20%估算，則可得需要預(yù)應(yīng)力鋼筋的面積為：AP=Npe/（1-0.2）con （34）預(yù)應(yīng)力鋼筋的布置根據(jù)公預(yù)規(guī)的規(guī)定，預(yù)應(yīng)力梁應(yīng)滿足使用階段的應(yīng)力要求和承載能力極限能力狀態(tài)的強(qiáng)度要求，滿足梁端錨固和張拉的要求，同時(shí)預(yù)應(yīng)力管道布置符合公路橋規(guī)中的相關(guān)構(gòu)造要求。為了方便張拉操作，腹板鋼束都錨固在梁端，支座負(fù)彎矩鋼束在人孔處張拉。對(duì)于錨固端截面，鋼束布置考慮下面兩方面：一是預(yù)應(yīng)力鋼束群重心盡可能靠近截面形心，使截面均勻受壓；二是考慮錨頭布置的

32、可能性，以滿足張拉操作方便等要求。經(jīng)橋博計(jì)算選用8束沿橋跨方向的通長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力鋼筋，每束19根，兩段張拉；箱梁支座頂板人孔采用36束局部預(yù)應(yīng)力鋼筋，每束5根，具體預(yù)應(yīng)力鋼筋布置見(jiàn)附圖，示意圖如下。配束大樣圖：圖3.5 左邊跨配束圖圖3.6 中跨配束圖圖3.7 右邊跨配束圖圖3.8 負(fù)彎矩配束圖3.3 普通鋼筋配筋估算本設(shè)計(jì)的橋梁為部分預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，主要由預(yù)應(yīng)力鋼筋承擔(dān)作用，普通鋼筋可以按構(gòu)造配筋，參考交通部頒布的公路橋梁通用圖來(lái)配置普通鋼筋。一般受力主筋用HRB335級(jí)B16鋼筋，箍筋用RRB235級(jí)鋼筋。按相應(yīng)規(guī)范計(jì)算，由計(jì)算公式： （35）普通鋼筋的布置參照公預(yù)規(guī)第9條的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行布置，

33、具體布置參見(jiàn)圖紙箱梁普通鋼筋布置圖。3.4 承載能力極限狀態(tài)強(qiáng)度驗(yàn)算正截面承載依據(jù)承載能力極限狀態(tài)計(jì)算的內(nèi)力組合值來(lái)驗(yàn)算正截面的承載力，計(jì)算公式如下： （36）表3.2 承載能力極限組合各跨控制截面承載力（單位：kN.m）單元節(jié)點(diǎn)內(nèi)力屬性Mj極限抗力受力類型是否滿足22最大彎矩-49.3-3.08E+04上拉受彎是最小彎矩-930-3.08E+04上拉受彎是55最大彎矩5.24E+032.67E+04下拉受彎是最小彎矩5342.67E+04下拉受彎是1111最大彎矩1.12E+042.78E+04下拉受彎是最小彎矩1202.78E+04下拉受彎是1212最大彎矩1.16E+042.78E+04

34、下拉受彎是最小彎矩-224-3.33E+04上拉受彎是2020最大彎矩1.04E+042.88E+04下拉受彎是最小彎矩-5.34E+03-3.77E+04上拉受彎是2727最大彎矩3.70E+032.96E+04下拉受彎是最小彎矩-1.45E+04-6.56E+04上拉受彎是3131最大彎矩-2.58E+03-7.39E+04上拉受彎是最小彎矩-2.16E+04-7.39E+04上拉受彎是3535最大彎矩-9.86E+03-8.42E+04上拉受彎是最小彎矩-3.07E+04-8.42E+04上拉受彎是3737最大彎矩-1.31E+04-8.42E+04上拉受彎是最小彎矩-3.62E+04-

35、8.42E+04上拉受彎是3939最大彎矩-9.16E+03-8.42E+04上拉受彎是最小彎矩-2.91E+04-8.42E+04上拉受彎是4343最大彎矩-1.38E+03-7.04E+04上拉受彎是最小彎矩-1.69E+04-7.04E+04上拉受彎是5252最大彎矩1.39E+043.48E+04下拉受彎是最小彎矩5083.48E+04下拉受彎是6767最大彎矩2.64E+043.60E+04下拉受彎是最小彎矩9.13E+033.60E+04下拉受彎是8282最大彎矩1.39E+043.48E+04下拉受彎是最小彎矩5053.48E+04下拉受彎是9191最大彎矩-1.39E+03-7

36、.04E+04上拉受彎是最小彎矩-1.69E+04-7.04E+04上拉受彎是9595最大彎矩-9.17E+03-8.42E+04上拉受彎是最小彎矩-2.91E+04-8.42E+04上拉受彎是9797最大彎矩-1.31E+04-8.42E+04上拉受彎是最小彎矩-3.62E+04-8.42E+04上拉受彎是9999最大彎矩-9.87E+03-8.42E+04上拉受彎是最小彎矩-3.07E+04-8.42E+04上拉受彎是103103最大彎矩-2.64E+03-7.39E+04上拉受彎是最小彎矩-2.16E+04-7.39E+04上拉受彎是107107最大彎矩3.63E+032.96E+04下

37、拉受彎是最小彎矩-1.45E+04-6.56E+04上拉受彎是114114最大彎矩1.05E+042.88E+04下拉受彎是最小彎矩-5.34E+03-3.77E+04上拉受彎是122122最大彎矩1.17E+042.78E+04下拉受彎是最小彎矩-228-3.33E+04上拉受彎是123123最大彎矩1.12E+042.78E+04下拉受彎是最小彎矩1172.78E+04下拉受彎是129129最大彎矩5.26E+032.67E+04下拉受彎是最小彎矩5722.67E+04下拉受彎是132132最大彎矩-49.6-3.08E+04上拉受彎是最小彎矩-887-3.08E+04上拉受彎是圖3.9

38、承載能力極限組合最大抗力圖圖3.10 承載能力極限組合最小抗力圖由以上結(jié)果可以得出，各個(gè)控制截面的承載力均滿足要求。3.5 正常使用極限狀態(tài)應(yīng)力驗(yàn)算3.5.1 長(zhǎng)期效應(yīng)組合（組合）表3.3 長(zhǎng)期效應(yīng)組合各控制截面應(yīng)力值表（單位：MPa）單元節(jié)點(diǎn)應(yīng)力上緣正應(yīng)力下緣正應(yīng)力最大主應(yīng)力最大最小最大最小主壓應(yīng)力主拉應(yīng)力22應(yīng)力屬性1.341.281.811.741.81-2.26E-02容許值16.2016.2019.4-1.33是否滿足要求是是是是是是55應(yīng)力屬性2.321.991.811.472.32-8.48E-02容許值16.2016.2019.4-1.33是否滿足要求是是是是是是1111應(yīng)力屬

39、性2.952.22.181.272.95-4.87E-02容許值16.2016.2019.4-1.33是否滿足要求是是是是是是1212應(yīng)力屬性3.022.212.251.243.02-1.52E-02容許值16.2016.2019.4-1.33是否滿足要求是是是是是是2020應(yīng)力屬性2.631.742.681.572.68-0.124容許值16.2016.2019.4-1.33是否滿足要求是是是是是是2727應(yīng)力屬性5.044.32.441.55.04-0.172容許值16.2016.2019.4-1.33是否滿足要求是是是是是是3131應(yīng)力屬性4.253.663.142.364.25-0.3

40、09容許值16.2016.2019.4-1.33是否滿足要求是是是是是是3535應(yīng)力屬性2.472.041.651.22.47-4.71E-02容許值16.2016.2019.4-1.33是否滿足要求是是是是是是3737應(yīng)力屬性2.051.592.191.692.19-7.63E-02容許值16.2016.2019.4-1.33是否滿足要求是是是是是是3939應(yīng)力屬性3.713.262.522.043.71-0.421容許值16.2016.2019.4-1.33是否滿足要求是是是是是是4343應(yīng)力屬性4.273.8432.454.27-0.237容許值16.2016.2019.4-1.33是否

41、滿足要求是是是是是是5252應(yīng)力屬性1.771.183.552.833.55-0.138容許值16.2016.2019.4-1.33是否滿足要求是是是是是是6767應(yīng)力屬性3.112.192.461.363.11-8.16E-03容許值16.2016.2019.4-1.33是否滿足要求是是是是是是8282應(yīng)力屬性1.771.183.562.843.56-0.139容許值16.2016.2019.4-1.33是否滿足要求是是是是是是9191應(yīng)力屬性4.293.872.992.444.29-0.238容許值16.2016.2019.4-1.33是否滿足要求是是是是是是9595應(yīng)力屬性2.542.1

42、51.541.122.54-6.19E-02容許值16.2016.2019.4-1.33是否滿足要求是是是是是是9797應(yīng)力屬性2.061.592.191.692.19-6.05E-02容許值16.2016.2019.4-1.33是否滿足要求是是是是是是9999應(yīng)力屬性3.633.142.642.133.63-0.326容許值16.2016.2019.4-1.33是否滿足要求是是是是是是103103應(yīng)力屬性4.243.653.142.374.24-0.308容許值16.2016.2019.4-1.33是否滿足要求是是是是是是107107應(yīng)力屬性1.851.133.32.373.3-0.245容

43、許值16.2016.2019.4-1.33是否滿足要求是是是是是是114114應(yīng)力屬性2.631.742.681.562.68-0.123容許值16.2016.2019.4-1.33是否滿足要求是是是是是是122122應(yīng)力屬性3.032.222.261.243.03-1.61E-02容許值16.2016.2019.4-1.33是否滿足要求是是是是是是123123應(yīng)力屬性2.972.212.191.272.97-4.96E-02容許值16.2016.2019.4-1.33是否滿足要求是是是是是是129129應(yīng)力屬性1.91.591.471.141.9-8.36E-03容許值16.2016.201

44、9.4-1.33是否滿足要求是是是是是是132132應(yīng)力屬性1.41.341.811.741.81-9.83E-03容許值16.2016.2019.4-1.33是否滿足要求是是是是是是單元上緣最大應(yīng)力：5.04單元上緣最小應(yīng)力：-0.684單元下緣最大應(yīng)力：3.68單元下緣最小應(yīng)力：1.12單元最大主壓應(yīng)力：5.04單元最大主拉應(yīng)力：-0.684圖3.11 長(zhǎng)期效應(yīng)組合最大正拉應(yīng)力圖由以上結(jié)果可以得出，各個(gè)控制截面的截面應(yīng)力值均滿足要求。3.5.2 短期效應(yīng)組合（組合）表3.4 短期效應(yīng)組合各控制截面應(yīng)力值表（單位：MPa）單元節(jié)點(diǎn)應(yīng)力上緣正應(yīng)力下緣正應(yīng)力最大主應(yīng)力最大最小最大最小主壓應(yīng)力主拉

45、應(yīng)力22應(yīng)力屬性6.811.232.461.746.81-5.84E-02容許值16.2-1.8516.2-1.8519.4-1.33是否滿足要求是是是是是是55應(yīng)力屬性7.891.912.271.297.89-2.73E-01容許值16.2-1.8516.2-1.8519.4-1.33是否滿足要求是是是是是是1111應(yīng)力屬性8.972.032.460.7688.97-1.82E-01容許值16.2-1.8516.2-1.8519.4-1.33是否滿足要求是是是是是是1212應(yīng)力屬性9.092.022.510.6949.09-1.05E-01容許值16.2-1.8516.2-1.8519.4-

46、1.33是否滿足要求是是是是是是2020應(yīng)力屬性8.941.453.040.8288.94-0.188容許值16.2-1.8516.2-1.8519.4-1.33是否滿足要求是是是是是是2727應(yīng)力屬性11.33.972.850.81811.3-0.247容許值16.2-1.8516.2-1.8519.4-1.33是否滿足要求是是是是是是3131應(yīng)力屬性10.53.323.571.7810.5-0.41容許值16.2-1.8516.2-1.8519.4-1.33是否滿足要求是是是是是是3535應(yīng)力屬性8.911.751.961.068.91-6.33E-02容許值16.2-1.8516.2-1.8519.4-1.33是否滿足要求是是是是是是3737應(yīng)力屬性8.531.262.531.528.5