三跨連續(xù)箱梁計算書模板

.PAGE.題目學(xué)院〔系：專業(yè)班級：學(xué)生姓名：指導(dǎo)老師：..學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外,本論文不包括任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名：2007年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保障、使用學(xué)位論文的規(guī)定,同意學(xué)校保留并向有關(guān)學(xué)位論文管理部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版,允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)省級優(yōu)秀學(xué)士論文評選機(jī)構(gòu)將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索,可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于1、保密囗,在年解密后適用本授權(quán)書2、不保密囗。〔請在以上相應(yīng)方框內(nèi)打"√"作者簽名：20XX月日導(dǎo)師簽名：20XX月日..目錄摘要ITOC\o"1-2"\h\z\uAbstractII緒論11上部結(jié)構(gòu)設(shè)計概述31.1設(shè)計基本資料31.2截面形式及截面尺寸擬定41.3毛截面幾何特性計算52上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算92.1單元劃分92.2恒載內(nèi)力計算102.3溫度及墩臺基礎(chǔ)沉降次內(nèi)力計算112.4收縮次內(nèi)力152.5活載組合內(nèi)力計算162.6內(nèi)力組合183預(yù)應(yīng)力鋼束的估算與布置243.1計算原理243.2預(yù)應(yīng)力鋼束的估算273.3預(yù)應(yīng)力鋼束布置303.4預(yù)應(yīng)力損失計算324普通鋼筋估算365強(qiáng)度驗(yàn)算386應(yīng)力、變形驗(yàn)算416.1基本原理416.2施工階段應(yīng)力驗(yàn)算416.3使用階段應(yīng)力驗(yàn)算476.4撓度的計算與驗(yàn)算預(yù)拱度的設(shè)計577橋墩的計算607.1設(shè)計資料607.2墩柱計算618鉆孔灌注樁計算658.1荷載計算658.2樁長計算668.3樁的內(nèi)力計算〔m法668.4樁頂縱向水平位移驗(yàn)算與樁身材料截面強(qiáng)度驗(yàn)算69結(jié)束語72致謝73參考文獻(xiàn)74..摘要根據(jù)設(shè)計任務(wù)書要求和設(shè)計規(guī)范的規(guī)定,本著"安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀"八字原則,對平南高速公路D匝道橋第三聯(lián)進(jìn)行了設(shè)計。該橋上部為四跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋,均為30m。橋基礎(chǔ)為二根樁單排布置。第一章進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)的計算。對30m跨徑采用剛性鉸接板法計算出跨中和1/4跨的荷載橫向分布系數(shù),支點(diǎn)的用杠桿法計算出。根據(jù)恒載和活載的兩種組合進(jìn)行了配筋,按新規(guī)范進(jìn)行了預(yù)應(yīng)力損失的計算,按短暫和持久狀態(tài)進(jìn)行了應(yīng)力驗(yàn)算。并對30m跨徑的用橋梁博士軟件進(jìn)行了配筋和應(yīng)力驗(yàn)算。第二章進(jìn)行下部結(jié)構(gòu)的計算,主要包括了蓋梁和樁基礎(chǔ)的計算。蓋梁活載橫向分布系數(shù)在荷載對稱布置時采用杠桿法,非對稱布置時采用偏心受壓法進(jìn)行計算。樁基礎(chǔ)采用"m法",墩柱采用偏心受壓構(gòu)件進(jìn)行了計算。然后進(jìn)一步進(jìn)行截面強(qiáng)度的驗(yàn)算,其中包括承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。在正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算中包括計算截面的混凝土法向應(yīng)力驗(yàn)算、預(yù)應(yīng)力鋼筋中的拉應(yīng)力驗(yàn)算、截面的主應(yīng)力計算。關(guān)鍵詞:預(yù)應(yīng)力混凝土樁基礎(chǔ)墩柱AbstractAccordingtothespecificationrequirementsandgeneraldesigncodeforbridgesandculverts,andonthebasisoftheprincipleofthesafety,utility,economyandaesthetics,wehavecarriedoutthethirdunitelocatedattheDrampbridgeofPINGNANPHighway.Thebridgeisstructuredwithfourspansofprestressedconcretecontinuousbridge,whicharesimplysupported.Thelengthofthefourspansisall30meters.Theabutmentadoptstwopilessingle-rowlydisposed.Thefirstchaptercalculatestheupperstructure.Theloadlateraldistributioncoefficientbetweenquarterspanandmidspan,iscalculatedwiththelawofthepin-jointmethod,andthepivotwiththelawoflevermethod.Onthebasisoftwocombinationsofliveloadsanddeadloads,prestressedcablesarecalculated.Accordingtothenewdesigncode,thelossoftheprestressedconcretehasalsobeencalculated,bytemporaryandlastingstate.Andthe30-meterspanhasbeencalculatedwiththeapplicationsoftware—DoctorBridgeThesecondchaptercalculatesthesubstructure,includingpiercopingandpiers.Thecalculationoflateraldistributioncoefficientofthepiercopingadoptsthelawoflevermethodwhenloadsaredisposedsymmetrically,thelawofeccentric-compressingmethodwhenloadsaredisposedunsymmetrically.Thecalculationofthepilesadoptsthelawofm-method.Thepiersarecalculatedaseccentriccompressionmembers.Thelaststepischeckingthemaincrosssection.theworkincludestheload-caringcapacityultimatestateandthenormalserviceabilityultimatestateaswellasthemainsection’sbeingoutofshape.Keywords:prestressedconcretepilepier..緒論預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋以結(jié)構(gòu)受力性能好、變形小、伸縮縫少、行車平順舒適、造型簡潔美觀、養(yǎng)護(hù)工程量小、抗震能力強(qiáng)等而成為最富有競爭力的主要橋型之一。本章簡介其發(fā)展：由于普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)存在不少缺點(diǎn)：如過早地出現(xiàn)裂縫,使其不能有效地采用高強(qiáng)度材料,結(jié)構(gòu)自重必然大,從而使其跨越能力差,并且使得材料利用率低。為了解決這些問題,預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生,所謂預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),就是在結(jié)構(gòu)承擔(dān)荷載之前,預(yù)先對混凝土施加壓力。這樣就可以抵消外荷載作用下混凝土產(chǎn)生的拉應(yīng)力。自從預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)產(chǎn)生之后,很多普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)被預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)所代替。我國的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)起步晚,但近年來得到了飛速發(fā)展?，F(xiàn)在,我國已經(jīng)有了簡支梁、帶鉸或帶掛梁的T構(gòu)、連續(xù)梁、桁架拱、桁架梁和斜拉橋等預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)體系。雖然預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的發(fā)展還不到80年。但是,在橋梁結(jié)構(gòu)中,隨著預(yù)應(yīng)力理論的不斷成熟和實(shí)踐的不斷發(fā)展,預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的運(yùn)用必將越來越廣泛。然而,當(dāng)跨度很大時,連續(xù)梁所需的巨型支座無論是在設(shè)計制造方面,還是在養(yǎng)護(hù)方面都成為一個難題；而T型剛構(gòu)在這方面具有無支座的優(yōu)點(diǎn)。因此有人將兩種結(jié)構(gòu)結(jié)合起來,形成一種連續(xù)—剛構(gòu)體系。這種綜合了上述兩種體系各自優(yōu)點(diǎn)的體系是連續(xù)梁體系的一個重要發(fā)展,也是未來連續(xù)梁發(fā)展的主要方向。另外,由于連續(xù)梁體系的發(fā)展,預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁在中等跨徑范圍內(nèi)形成了很多不同類型,無論在橋跨布置、梁、墩截面形式,或是在體系上都不斷改進(jìn)。在城市預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁中,為充分利用空間,改善交通的分道行駛,甚至已建成不少雙層橋面形式。在設(shè)計預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋時,技術(shù)經(jīng)濟(jì)指針也是一個很關(guān)鍵的因素,它是設(shè)計方案合理性與經(jīng)濟(jì)性的標(biāo)志。目前,各國都以每平方米橋面的三材〔混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋、普通鋼筋用量與每平方米橋面造價來表示預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指針。但是,橋梁的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指針的研究與分析是一項非常復(fù)雜的工作,三材指標(biāo)和造價指標(biāo)與很多因素有關(guān),例如：橋址、水文地質(zhì)、能源供給、材料供應(yīng)、運(yùn)輸、通航、規(guī)劃、建筑等地點(diǎn)條件；施工現(xiàn)代化、制品工業(yè)化、勞動力和材料價格、機(jī)械工業(yè)基礎(chǔ)等全國基建條件。同時,一座橋的設(shè)計方案完成后,造價指針不能僅僅反應(yīng)了投資額的大小,而是還應(yīng)該包括整個使用期限內(nèi)的養(yǎng)護(hù)、維修等運(yùn)營費(fèi)用在內(nèi)。通過連續(xù)梁、T型剛構(gòu)、連續(xù)—剛構(gòu)等箱形截面上部結(jié)構(gòu)的比較可見：連續(xù)—剛構(gòu)體系的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指針較高。因此,從這個角度來看,連續(xù)—剛構(gòu)也是未來連續(xù)體系的發(fā)展方向?？偠灾?一座橋的設(shè)計包含許多考慮因素,在具體設(shè)計中,要求設(shè)計人員綜合各種因素,作分析、判斷,得出可行的最佳方案。本次設(shè)計題目為平南高速公路化龍互通D匝道橋第三聯(lián)施工圖設(shè)計。本次設(shè)計為<>m預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁,橋?qū)挒?2m,分為兩幅,設(shè)計時只考慮單幅的設(shè)計。梁體采用單箱雙室箱型截面,全梁共分40個單元一般單元長度分為1/8跨長。頂板、底板、腹板厚度均不變。由于多跨連續(xù)梁橋的受力特點(diǎn),靠近中間支點(diǎn)附近承受較大的負(fù)彎矩,而跨中則承受正彎矩,則梁高采用變高度梁,按二次拋物線變化。這樣不僅使梁體自重得以減輕,還增加了橋梁的美觀效果。本次設(shè)計的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁采用滿堂支架法施工。通過這次設(shè)計,我們將對以前所學(xué)的專業(yè)知識特別是象《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》、《橋梁工程》、《基礎(chǔ)工程》、《荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》等課程所學(xué)的知識進(jìn)行了鞏固,并將理論知識與實(shí)際工程問題相結(jié)合,加深了我們對所學(xué)知識的掌握,讓我們能靈活的運(yùn)用理論知識解決實(shí)際橋梁工程問題。通過這次設(shè)計,我們對CAD軟件運(yùn)用更加熟練,也接觸到了一些新的專業(yè)軟件如橋梁博士。通過這次設(shè)計,我們還將學(xué)會更加全面的獨(dú)立思考問題,也將學(xué)會廣泛查閱文獻(xiàn)資料和熟練使用規(guī)范手冊。為了更好的掌握預(yù)應(yīng)力混凝土的基礎(chǔ)知識,這次設(shè)計將是一次讓我們用所學(xué)的知識解決預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋工程問題的機(jī)會。由于本人水平有限,且又是第一次從事這方面的設(shè)計,難免出現(xiàn)錯誤,懇請各位老師批評指正！1上部結(jié)構(gòu)設(shè)計概述1.1設(shè)計基本資料橋面跨徑及凈寬跨徑：m。橋面凈寬：凈—12.0m。主梁全長：120m。主要材料混凝土：〔1預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁C50混凝土〔2橋臺臺身及橋墩混凝土C30混凝土〔3承臺混凝土C30混凝土〔4樁基混凝土C25水下混凝土〔5孔道壓漿C40水泥砂漿橋面鋪裝：采用10cm厚瀝青混凝土。預(yù)應(yīng)力鋼絞線：預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用=1860MPa、符合ASTM４16—2003的規(guī)定,單根鋼絞線直徑15.24mm,截面面積Ａ＝140,彈性模。普通鋼筋：R235鋼筋,HRB335鋼筋應(yīng)分別符合GB13013-91和GB1499-98的規(guī)定,鋼筋直徑≥12mm采用HRB335〔20MnSi熱扎螺紋鋼,鋼筋直徑<12mm采用R235〔A3鋼。鋼板：鋼箱梁采用Q345C鋼板。錨具：采用OVM15-12,OVM15-15錨具。支座：采用GPXZ系統(tǒng)抗震型盆式橡膠支座。伸縮縫：采用QMF-8O型伸縮裝置。主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：道路等級：高速公路。車道數(shù)：匝道設(shè)單向2車道?？拐鸬燃墸簶蛑穮^(qū)地震動峰值加速度為0.1g,地震動反應(yīng)譜特征周期0.35g,地震基本烈度為VII度。荷載標(biāo)準(zhǔn)：公路Ⅰ級。設(shè)計使用年限：設(shè)計基準(zhǔn)期為100年。設(shè)計規(guī)范《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》〔JTGD60－2004《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》〔JTGD62－2004《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》〔JTJ041－2000《公路工程抗震設(shè)計規(guī)范》〔JTJ004－89《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》〔JTJ024－85支座強(qiáng)迫位移邊支座：1cm。中支座：1.5cm。施工方式采用整體式支架現(xiàn)澆施工。1.2截面形式及截面尺寸擬定橋形布置該設(shè)計是立交橋匝道橋的一聯(lián)。為減小建筑高度,適當(dāng)增大跨徑并提高行車舒適性,決定采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋,孔徑為：30m+30m+30m+30m,見圖1-1。圖1-1橋梁計算簡圖截面形式及梁高采用等高度箱型截面。箱梁根部高取1.8m,高跨比H1/L=1/16.7。橫截面尺寸每幅橋面全寬12m,故取單箱雙室截面為單幅橋的構(gòu)造斷面。箱梁頂板采用鋼筋混凝土。為使頂板鋼筋較為適宜,箱梁腹板凈距以不超過5m為宜取1.38m,采用頂板翼緣外懸2.4m,則箱梁地板寬度為7m?？紤]布置預(yù)應(yīng)力鋼束、普通鋼筋及承受輪載的需要箱梁頂板厚度采用22cm。根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗(yàn)資料,設(shè)置防撞護(hù)欄。箱梁頂板翼緣短部厚度采用15cm。翼緣根部厚度為40cm。腹板與頂、底板相接處均做60cm×20cm和50cm×25cm承托,以利脫模并減弱轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力集中。主梁橫截面構(gòu)造如圖1-2所示。圖1-2主梁橫截面構(gòu)造圖箱梁底板厚度及腹板寬度設(shè)置〔1箱梁底板厚度設(shè)置:采用20cm厚的箱梁底板?！?腹板寬度：采用45cm厚的腹板。橫隔板〔梁設(shè)置在過渡墩支座處設(shè)置120cm的橫隔板,中墩支座處設(shè)置150cm的橫隔板。如圖1-3所示。圖1-3橫隔板構(gòu)造圖1.3毛截面幾何特性計算毛截面幾何特性計算是結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算、配筋計算及撓度計算的前提。毛截面幾何特性計算方法很多,本設(shè)計中采用分塊面積法計算。具體分塊見圖1-4。分塊面積法手算截面特性表1-1毛截面積幾何特性分塊號分塊面積Ai<cm2>Yi<cm>Si=Ai*Yi<cm3><Ys-Yi><cm>Ix=Ai<Ys-Yi>2<cm4>Ii<cm4>12*240*15=72007.55400066.4317445122*240*153/12=135000225*240=600023.314000050.6153621602*240*253/36=208333.332*180*45=1620090145800-16.141992022*45*1803/12=4374000042*282.5*22=124301113673062.949178176.32*282.5*223/12=50134352*282.5*20=113001701921000-96.11043578732*282.5*203/12=37666762*60*20=240028.76880045.249032964*60*203/36=53333.372*50*25=2500151.7379250-77.8151321004*50*253/36=48828.18180*45=810090729000-16.1209960145*1803/12=21870000合計=66130Ys==73.9=4886660/=226976920.3=66933504.7293910425=6.613=7.31i=66.67cm圖1-4截面分塊示意圖施工階段的單元信息與截面特性運(yùn)用橋梁博士軟件計算得到施工階段的單元信息與截面特性,見表1-2。表1-2第1-6施工階段的截面特性單元號節(jié)點(diǎn)號節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)X〔m截面面積<m2>截面抗彎慣距<m4>截面中心軸高度<m>110.06.6132.939221.0620.56.6132.939221.06220.56.6132.939221.0634.196.6132.939221.06334.196.6132.939221.0647.886.6132.939221.06447.886.6132.939221.06511.66.6132.939221.065511.66.6132.939221.06615.36.6132.939221.066615.36.6132.939221.06718.96.6132.939221.067718.96.6132.939221.06822.66.6132.939221.068822.66.6132.939221.06924.06.6132.939221.069924.06.6132.939221.061029.36.6132.939221.06101029.36.6132.939221.061130.06.6132.939221.06111130.06.6132.939221.061230.86.6132.939221.06121230.86.6132.939221.061333.86.6132.939221.06131333.86.6132.939221.061437.56.6132.939221.06141437.56.6132.939221.061541.36.6132.939221.06151541.36.6132.939221.061645.06.6132.939221.06161645.06.6132.939221.061748.86.6132.939221.06171748.86.6132.939221.061852.56.6132.939221.06181852.56.6132.939221.061954.06.6132.939221.06191954.06.6132.939221.062059.36.6132.939221.06202059.36.6132.939221.062160.06.6132.939221.06續(xù)表1-2單元號節(jié)點(diǎn)號節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)X〔m截面面積<m2>截面抗彎慣距<m4>截面中心軸高度<m>212160.06.6132.939221.062260.86.6132.939221.06222260.86.6132.939221.062363.86.6132.939221.06232363.86.6132.939221.062467.56.6132.939221.06242467.56.6132.939221.062571.36.6132.939221.06252571.36.6132.939221.062675.06.6132.939221.06262675.06.6132.939221.062778.86.6132.939221.06272778.86.6132.939221.062882.56.6132.939221.06282882.56.6132.939221.062984.06.6132.939221.06292984.06.6132.939221.063089.36.6132.939221.06303089.36.6132.939221.063190.06.6132.939221.06313190.06.6132.939221.063290.86.6132.939221.06323290.86.6132.939221.063393.86.6132.939221.06333393.76.6132.939221.063497.46.6132.939221.06343497.46.6132.939221.06351016.6132.939221.0635351016.6132.939221.06361056.6132.939221.0636361056.6132.939221.06371086.6132.939221.0637371086.6132.939221.06381126.6132.939221.0638381126.6132.939221.06391146.6132.939221.0639391146.6132.939221.06401206.6132.939221.0640401206.6132.939221.06411206.6132.939221.062上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算滿堂支架施工的連續(xù)梁橋不產(chǎn)生恒載徐變二次力,且在配置預(yù)應(yīng)力剛束前尚無法計算預(yù)加力產(chǎn)生的次內(nèi)力,因此,當(dāng)前情況下的主梁內(nèi)力計算包括：恒載內(nèi)力計算、活載內(nèi)力計算、溫度次內(nèi)力計算及支座沉降次內(nèi)力計算。2.1單元劃分拆分單元時,應(yīng)將支點(diǎn)和《公路橋規(guī)》〔JTGD62—2004規(guī)定的驗(yàn)算截面位于單元的節(jié)點(diǎn)處,同時在截面構(gòu)造尺寸變化點(diǎn)處也應(yīng)布置節(jié)點(diǎn)?？紤]到本例橋跨較小,將每孔計算跨徑之8等分作為一個單元,另外,為便于中支點(diǎn)剪力計算,在A、D、B、C支點(diǎn)兩邊及邊支點(diǎn)以外分別增加0.75m的小單元〔即=1\*GB3①、=10\*GB3⑩……,全橋共計40個單位,41個節(jié)點(diǎn)。a單元節(jié)點(diǎn)圖b橋博中單元模型示意圖圖2-1單元劃分示意圖表2-1節(jié)點(diǎn)號單元號對應(yīng)關(guān)系表節(jié)點(diǎn)號23456789截面A/8/43/8/25/824.07/8節(jié)點(diǎn)號1113141516171819截面B/8/43/8/25/854.07/8節(jié)點(diǎn)號2123242526272829截面C/8/43/8/25/884.07/8節(jié)點(diǎn)號3133343536373839截面D/8/43/8/25/83/47/8表2-2節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)表節(jié)點(diǎn)號12345678910坐標(biāo)00.54.1887.8811.615.318.922.624.029.3節(jié)點(diǎn)號11121314151617181920坐標(biāo)3030.833.837.571.34548.852.554.059.3節(jié)點(diǎn)號21212324252627282930坐標(biāo)6060.863.867.571.37578.882.584.089.3節(jié)點(diǎn)號3132333435363738394041坐標(biāo)9090.893.797.4101.1104.8108.4112.1115.8119.51202.2恒載內(nèi)力計算主梁恒載內(nèi)力包括一期恒載〔箱梁自重及二期恒載〔橋面鋪裝和防撞護(hù)欄等橋面系作用下的內(nèi)力。對于滿堂支架現(xiàn)澆等截面連續(xù)梁橋,考慮建造過程無體系轉(zhuǎn)換,故恒載內(nèi)力可按結(jié)構(gòu)力學(xué)方法或參考文獻(xiàn)直接計算；對于變截面連續(xù)梁橋,則用有限元計算更為方便。本設(shè)計為等截面,采用滿堂支架法,故恒載內(nèi)力可依據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)方法或參考文獻(xiàn)直接計算。一期恒載集度〔q1一期恒載集度包括橫梁及橫隔板的集度,也可只考慮箱梁集度而將橫隔板作為集中力加在節(jié)點(diǎn)。本設(shè)計將箱梁及橫隔板一起處理成分段均布集度作用在相應(yīng)的單元上,計算公式為：其中：i——單元號——i單元號一期恒載集度——i號單元的毛截面,等于該單元兩端節(jié)點(diǎn)截面積的平均值。按上式計算的各單元一期恒載集度見下表。表2-3一期橫載集度表〔kN/m單元號12345678910集度348208.1165.3165.3165.3165.3165.3165.3165.3348單元號11121314151617181920集度348165.3165.3165.3165.3165.3165.3165.3165.3348單元號21222324252627282930集度348165.3165.3165.3165.3165.3165.3165.3165.3348單元號31323334353637383940集度348165.3165.3165.3165.3165.3165.3165.3208.1348二期恒載集度〔q2二期恒載集度為橋面鋪裝集度和防撞護(hù)欄集度之和,即：=橋面鋪裝集度+防撞護(hù)欄集度上式中橋面鋪裝厚按10cm計算,鋪裝層寬為11m,護(hù)欄以每10m2.06混凝土計,混凝土容重按25kN/計。恒載內(nèi)力圖根據(jù)以上的單元劃分、各單元〔節(jié)點(diǎn)幾何特性及相應(yīng)的恒載集度,可方便地求出一期恒載內(nèi)力和一、二期恒載內(nèi)力,其中恒載彎矩見圖2-2所示。a結(jié)構(gòu)重力彎矩圖〔b結(jié)構(gòu)重力剪力圖〔c施工階段彎矩圖〔d施工階段剪力圖〔圖2-2恒載內(nèi)力圖2.3溫度及墩臺基礎(chǔ)沉降次內(nèi)力計算計算方法溫度及墩臺基礎(chǔ)沉降及收縮徐變次內(nèi)力采用橋梁博士軟件計算。其中,計算溫度次內(nèi)力時,溫度梯度采用非線性變化,由規(guī)范查得；墩臺基礎(chǔ)沉降分別按兩種工況考慮,即2號節(jié)點(diǎn)和40號節(jié)點(diǎn)沉降1cm。相應(yīng)的：11節(jié)點(diǎn)、21節(jié)點(diǎn)31節(jié)點(diǎn)沉降1.5cm。計算結(jié)果運(yùn)用橋梁博士計算軟件,分為溫度次內(nèi)力及墩臺基礎(chǔ)沉降次內(nèi)力表如下所示。.1溫度次內(nèi)力溫度次內(nèi)力的計算公式按《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》〔JTGD62—2004p98<3-3-13>式計算。<1>溫差應(yīng)力式中：—橋面板重心處由溫差引起的縱向力；—橋面板截面面積；t—溫度差；α—混凝土線膨脹系數(shù),按《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》JTGD60—2004的規(guī)定采用；—混凝土彈性模量；E—橋面板重心至換算截面重心軸的距離,重心軸以上取正值,以下取負(fù)值；—對全截面產(chǎn)生的初彎矩；MEQ\S<',t>—對全截面產(chǎn)生的二次彎矩；—對全截面產(chǎn)生的總彎矩；由于箱形截面計算過于復(fù)雜,我們先把它換算成工字形截面,只要保證面積相等,慣性矩相等。運(yùn)用橋梁博士軟件計算結(jié)果如下：表2-4溫度次內(nèi)力表單元號節(jié)點(diǎn)號剪力〔彎矩〔221850.03-185681441851.36e+035-1852.04e+03661852.72e+037-1853.4e+03881854.08e+039-1854.34e+0310101855.31e+0311-1855.45e+031212-60.25.4e+031360.25.22e+031414-60.24.99e+031560.24.77e+031616-60.24.54e+031760.24.32e+031818-60.24.09e+031960.24.00e+032020-60.23.69e+03續(xù)表2-4單元號節(jié)點(diǎn)號剪力〔彎矩〔2160.23.64e+03222260.13.69e+0323-60.13.87e+03242460.14.09e+0325-60.14.32e+03262660.14.54e+0327-60.14.77e+03282860.14.99e+0329-60.15.08e+03303060.15.4e+0331-60.15.44e+033232-1855.31e+03331854.75e+033434-1854.08e+03351853.4e+033636-1852.72e+03371852.04e+033838-1851.36e+03391851.02e+0340400.0-1.23e-10410.00.0溫度引起的內(nèi)力圖如下：a溫度引起的彎矩圖〔b溫度引起的剪力圖〔圖2-3溫度引起的內(nèi)力圖.2支座沉降次內(nèi)力計算運(yùn)用橋梁博士軟件,計算2號、40號節(jié)點(diǎn)〔邊支座下沉1cm及11號、21號、31號節(jié)點(diǎn)下沉1.5cm的次彎矩及次剪力見表2-5。表2-5支座沉降次內(nèi)力表單元號節(jié)點(diǎn)號剪力<>彎矩<>22-63.08.73e-10363.0-23244-63.0-465563.0-69766-63.0-929763.0-1.16e+0388-63.0-1.39e+03963.0-1.48e+031010-63.0-1.81e+031163.0-1.86e+03121278.5-1.8e+0313-78.5-1.56e+03141478.5-1.27e+0315-78.5-975161678.5-68117-78.5-387181878.5-92.819-78.524.9202078.543721-78.54962222-20.74802320.74182424-20.73412520.72632626-20.71862720.71082828-20.730.42920.7-0.5933030-20.7-1093120.7-12532324.23-12133-4.23-10934344.23-93.535-4.23-77.936364.23-62.337-4.23-46.738384.23-31.239-4.23-23.240400.00.0支座不均勻沉降沉降引起的內(nèi)力圖見圖2-4所示。a不均勻沉降引起的彎矩圖〔b不均勻沉降引起的剪力圖〔圖2-4支座沉降引起的內(nèi)力圖2.4收縮次內(nèi)力靜定結(jié)構(gòu)由混凝土的徐變不會產(chǎn)生徐變次內(nèi)力。對于超靜定結(jié)構(gòu),由于冗力的存在,混凝土徐變受到多余約束的制約,從而引起徐變次內(nèi)力,徐變次內(nèi)力的存在使結(jié)構(gòu)的內(nèi)力重分布,重分布后的內(nèi)力可按規(guī)范方法進(jìn)行計算〔第3.2.11實(shí)際上,徐變次內(nèi)力是由于體系轉(zhuǎn)換〔即從靜定結(jié)構(gòu)到超靜定結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的,因此在施工時應(yīng)盡量避免反復(fù)的體系轉(zhuǎn)換次數(shù)。本設(shè)計為滿堂支架施工,沒有體系轉(zhuǎn)換,故不考慮徐變次內(nèi)力。表2-6收縮次內(nèi)力表單元號節(jié)點(diǎn)號收縮次內(nèi)力剪力〔彎矩<>22-3.260.033.26-12.044-3.26-24.153.26-36.166-3.26-48.173.26-60.288-3.26-72.293.26-76.71110-3.26-93.8113.26-96.314141.04-88.515-1.04-84.616161.04-80.717-1.04-76.818181.04-72.919-1.04-71.4續(xù)表2-6單元號節(jié)點(diǎn)號收縮次內(nèi)力剪力〔彎矩<>21201.04-65.921-1.04-65.12424-0.929-72.1250.929-75.62626-0.929-79.1270.929-82.62828-0.929-86.0290.929-87.43130-0.929-92.3310.929-93.034323.15-90.633-3.15-81.236343.15-69.835-3.15-58.138363.15-46.537-3.15-34.940383.15-23.339-3.15-17.3a收縮引起的彎矩圖〔b收縮引起的剪力圖〔圖2-5徐變引起的內(nèi)力圖2.5活載組合內(nèi)力計算活載組合內(nèi)力計算表采用公路Ⅰ級荷載,無人群荷載與掛車荷載。由橋博計算出結(jié)果。圖2-6汽車活載彎矩包絡(luò)圖運(yùn)用橋博軟件輸出的活載內(nèi)力表如下表2-7所示。表2-7活載內(nèi)力表單元號節(jié)點(diǎn)號組合Ⅰ組合Ⅱ組合Ⅲ剪力〔彎矩<>剪力<>彎矩<>剪力<>彎矩<>220.00.010.1-197648-1.833-5271.81e+0311.6-246-5261.71e+03444073.00e+03-59.4-3934132.68e+0351853.56e+0360.7-604-3123.02e+0366-2993.53e+03-60.1-8072222.86e+037-54.03.04e+0360.1-1.02e+03-1462.34e+0388-5222.1e+03-59.4-1.22e+0385.51.64e+03987.91.63e+0359.4-1.3e+03-67.11.36e+0310101.81422-526-2.3e+0315.840911-45.9714276-2.17e+03691-1.13e+031212-64.3379295-2.46e+03702-1.25e+0313-54.03.04e+0360.1-1.02e+03-1462.34e+0314148.512.03e+0364.9-1.4e+035171.21e+0315-3582.77e+03-64.8-1.19e+03-4131.94e+031616-2333.09e+0364.8-9893142.2e+03173472.81e+0344.1-1.07e+03-2242.05e+031818-4662.08e+03-44.2-1.21e+031491.62e+03194831.67e+0379.0-1.27e+03-1231.4e+03202044.8719-274-2.18e+0310368421-59.8757300-2.39e+03-1037522222-45.9714276-2.17e+03691-1.13e+0323-4541.12e+03-168-1.53e+03-61277.624243.09e-022.11e+0343.0-1.2e+035091.23e+0325-3492.81e+03-42.9-1.07e+03-4061.94e+032626-2413.09e+03-66.1-9923072.17e+03273562.78e+0366.1-1.2e+03-2161.99e+032828-3492.81e+03-42.9-1.07e+03-4061.94e+03295111.57e+0394.6-1.5e+03-1111.27e+03303060.8372-292-2.47e+0378.536831-78.5418321-2.69e+03-78.54183232-3.71412527-2.3e+03709-1.22e+0333-502969-174-1.54e+03-63930.834345232.08e+0358.5-1.2e+035481.25e+033552.93.03e+03-58.4-998-4532.1e+0336362993.51e+0360.1-7993592.49e+0337-1863.55e+03-59.9-595-2652.45e+033838-4062.99e+0358.6-3881772.00e+0339-1.152.48e+03-58.6-290-1351.61e+0340400.00.0476-187475-11.2410.00.00.00.0-4450.0繪制內(nèi)力包絡(luò)圖根據(jù)橋博計算的彎矩、剪力組合結(jié)果可繪制出包絡(luò)圖見圖2-7所示。a使用階段組合Ⅰ彎矩圖<>b承載能力極限組合Ⅰ彎矩圖〔<>c使用階段組合Ⅰ剪力包絡(luò)圖〔d承載能力極限組合Ⅰ剪力包絡(luò)圖〔圖2-7內(nèi)力包絡(luò)圖2.6內(nèi)力組合內(nèi)力組合原理公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)上可能同時出現(xiàn)的作用,按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行作用效應(yīng)組合,取其最不利效應(yīng)組合進(jìn)行設(shè)計：a只有在結(jié)構(gòu)上可能同時出現(xiàn)的作用,才進(jìn)行其效應(yīng)組合。當(dāng)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件需做不同受力方向的驗(yàn)算時,則應(yīng)以不同方向的最不利的作用效應(yīng)進(jìn)行組合。b當(dāng)可變作用的出現(xiàn)對結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生有利影響時,該作用不應(yīng)參與組合。c施工階段作用效應(yīng)的組合,應(yīng)按計算需要及結(jié)構(gòu)所處條件而定,結(jié)構(gòu)上的施工人員和施工機(jī)具設(shè)備均應(yīng)作為臨時荷載加以考慮。d多個偶然作用不同時參與組合。根據(jù)以上的內(nèi)力計算結(jié)果,參照橋規(guī)〔JTJ023--04第條即可進(jìn)行內(nèi)力組合。荷載組合方式為：組合Ⅰ：恒載+汽車組合Ⅱ：恒載+汽車+溫度影響力+基礎(chǔ)變位影響力承載能力極限狀態(tài)下的效應(yīng)組合公路橋涵結(jié)構(gòu)按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時,應(yīng)采用以下兩種作用效應(yīng)組合：基本組合和偶然組合,由于本設(shè)計不考慮偶然作用的影響,故只采用基本組合?；窘M合是永久作用的設(shè)計值效應(yīng)與可變作用設(shè)計值效應(yīng)相組合,其效應(yīng)組合表達(dá)式為：<2-1>或<2-2>式中：—承載能力極限狀態(tài)下作用基本組合的效應(yīng)組合設(shè)計值；—結(jié)構(gòu)重要性系數(shù),按《通規(guī)》JTGD60-2004表規(guī)定的結(jié)構(gòu)設(shè)計安全等級采用,對應(yīng)于設(shè)計安全等級一級、二級和三級分別取1.1、1.0和0.9；—第個永久作用效應(yīng)的分項系數(shù),應(yīng)按《通規(guī)》JTGD60-2004表的規(guī)定采用；、—第個永久作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計值；—汽車荷載效應(yīng)〔含汽車沖擊力、離心力的分項系數(shù),取=1.4。當(dāng)某個可變作用在效應(yīng)組合中其值超過汽車荷載效應(yīng)時,則該作用取代汽車荷載,其分項系數(shù)應(yīng)采用汽車荷載的分項系數(shù)；、—汽車荷載效應(yīng)〔含汽車沖擊力、離心力的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計值；—在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)〔含汽車沖擊力、離心力、風(fēng)荷載外的其他第個可變作用效應(yīng)的分項系數(shù),取=1.4,但風(fēng)荷載的分項系數(shù)取=1.1；、—在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)〔含汽車沖擊力、離心力外的其他第個可變作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計值；—在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)〔含汽車沖擊力、離心力外的其他可變作用效應(yīng)的組合系數(shù),當(dāng)永久作用與汽車荷載和人群荷載〔或其他一種可變作用組合時,人群荷載〔或其他一種可變作用的組合系數(shù)取=0.80；當(dāng)除汽車荷載效應(yīng)〔含汽車沖擊力、離心力外尚有兩種其他可變作用參與組合時,其組合系數(shù)取=0.70；尚有三種可變作用參與組合時,其組合系數(shù)取=0.60；尚有四種及多于四種的可變作用參與組合時,取=0.50。注：本設(shè)計為公路立交的匝道,無人群荷載,并且不考慮風(fēng)荷載等。表2-8承載能力極限狀態(tài)下的效應(yīng)基本組合表單元號節(jié)點(diǎn)號項目組合Ⅰ22剪力<>4.37e+03彎距<>-60.93剪力<>-1.2e+03彎距<>1.04e+0466剪力<>51.6彎距<>3.04e+047剪力<>2.66e+03彎距<>1.92e+041010剪力<>-3.12e+03彎距<>1.00e+0411剪力<>5.95e+03彎距<>-1.72e+041616剪力<>1.04e+03彎距<>2.43e+0417剪力<>1.69e+03彎距<>2.94e+042020剪力<>-2.23e+03彎距<>7.02e+0321剪力<>5.07e+03彎距<>-3.37e+032222剪力<>4.69e+03彎距<>-30523剪力<>-1.62e+03彎距<>1.24e+042626剪力<>642彎距<>2.75e+0427剪力<>2.12e+03彎距<>1.65e+043030剪力<>-2.62e+03彎距<>3.62e+0331剪力<>5.51e+03彎距<>-2.3e+043636剪力<