自錨式懸索橋設(shè)計

自錨式懸索橋設(shè)計摘要自錨式懸索橋作為一種特殊懸索橋橋型，在沉寂了多年之后，現(xiàn)在又重新引起工程界的興趣。它保留了傳統(tǒng)的懸索橋橋型，以其優(yōu)美的外形受到工程師們的青睞。但此種橋型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，國內(nèi)外對其研究的資料和成果也很少。本文主要是對一座中等跨度的正在施工中的混凝土自錨式懸索橋—某某橋進行設(shè)計和計算分析。1.理想索力的計算。懸索橋一般要求恒載作用下索力均勻，這樣彎矩和剪力就分布均勻。此橋主塔采用滑動索鞍以及有一定的預(yù)偏量，所以橋塔在恒載作用下不受彎，調(diào)索時只需控制主梁的彎矩。使主梁彎矩盡量上下均勻，可得吊索的理想索力。2.主梁的計算。自錨式懸索橋是將主纜直接錨固于加勁梁的兩端，所以求得的主梁的軸力很大，主梁的縱向只需配置普通鋼筋。3.橋面板的計算。橋面板為雙向板，按雙向板求內(nèi)力配筋。關(guān)鍵詞混凝土，自錨式，懸索橋，設(shè)計AbstractAsaparticularkindofsuspensionbridge,self-anchoredsuspensionbridgehasmadeanappearanceinfieldofengineeringafteryears’dreariness.Preservingshapeoftraditionalsuspensionbridge,itcausestheengineer’sfavorbyitselegantfigure.Howener,duetocomplexityofitsstructure,therearelittleresearchdataorachievementathomeandabroad.Thispaperhasputemphasisondesignandcomputationalanalysistoamiddle-spanconcreteself-anchoredsuspensionbridgeinconstruction—FuShunWanXinBridgearedone.1.Calculationofthereasonalforceofcable.Thesuspensionbridgeiscommonlyrequiredtheforceofcableareuniformitywhenthedeadloadactedonthebridge.Thentheshearandbendingmomentwilldistributeuniformly.Thetowerofthisbridgeadoptsaslipingsaddleandtherearesomedeclinations.Thereforethebridgetowerdoesn’thasbendingmomentwhenthedeadloadactedonthebridge.Whenweadjusttheforceofthecable,wejustneedcontrolthebendingmomentofthegirder.Ifthedistributionofthegirderbendingmomentisuniformly,theforceofthecableisthereasonalforceofcable.2.Calculationofgirder.self-anchoredsuspensionbridge,thecableanchoredatthetwoendsofthegirderdirectly,sotheaxial-forceofthegirderisverygreatThereforethegirderonlyneedordinaryreinforcingbar.3.Calculationofdeckslab.Thedeckslabistwo-wayslab,woneedcalculatethedeckslabaccordingtothetwo-wayslab.Keywordsconcrete,self-anchored,suspensionbridge,design目錄HYPERLINK\l"_Toc75798485"摘要IHYPERLINK\l"_Toc75798486"錯誤！超級鏈接引用無效。HYPERLINK\l"_Toc75798487"第1章緒論1HYPERLINK\l"_Toc75798488"錯誤！超級鏈接引用無效。HYPERLINK\l"_Toc75798489"1.1.1自錨式懸索橋的發(fā)展概況1HYPERLINK\l"_Toc75798490"錯誤！超級鏈接引用無效。HYPERLINK\l"_Toc75798491"1.1.3設(shè)計的主要內(nèi)容2HYPERLINK\l"_Toc75798492"錯誤！超級鏈接引用無效。HYPERLINK\l"_Toc75798493"2.1大橋概況3HYPERLINK\l"_Toc75798494"錯誤！超級鏈接引用無效。HYPERLINK\l"_Toc75798495"2.2.1結(jié)構(gòu)體系3HYPERLINK\l"_Toc75798496"錯誤！超級鏈接引用無效。HYPERLINK\l"_Toc75798497"2.3主橋施工方法4HYPERLINK\l"_Toc75798498"錯誤！超級鏈接引用無效。HYPERLINK\l"_Toc75798499"3.1恒載集度計算5HYPERLINK\l"_Toc75798500"錯誤！超級鏈接引用無效。HYPERLINK\l"_Toc75798501"3.3索力調(diào)整的分析6HYPERLINK\l"_Toc75798502"錯誤！超級鏈接引用無效。HYPERLINK\l"_Toc75798503"3.3.2考慮活載作用索力調(diào)整的分析7HYPERLINK\l"_Toc75798504"錯誤！超級鏈接引用無效。HYPERLINK\l"_Toc75798505"4.1恒載內(nèi)力計算9HYPERLINK\l"_Toc75798506"錯誤！超級鏈接引用無效。HYPERLINK\l"_Toc75798507"4.2.1橫向分布系數(shù)計算19HYPERLINK\l"_Toc75798508"錯誤！超級鏈接引用無效。HYPERLINK\l"_Toc75798509"4.3溫度內(nèi)力計算23HYPERLINK\l"_Toc75798510"錯誤！超級鏈接引用無效。HYPERLINK\l"_Toc75798511"4.5荷載組合畫內(nèi)力包絡(luò)圖24HYPERLINK\l"_Toc75798512"錯誤！超級鏈接引用無效。HYPERLINK\l"_Toc75798513"5.1本章小結(jié)30HYPERLINK\l"_Toc75798514"錯誤！超級鏈接引用無效。HYPERLINK\l"_Toc75798515"5.3截面驗算34HYPERLINK\l"_Toc75798516"錯誤！超級鏈接引用無效。HYPERLINK\l"_Toc75798517"5.3.2彎矩作用平面內(nèi)的截面復(fù)核35HYPERLINK\l"_Toc75798518"錯誤！超級鏈接引用無效。HYPERLINK\l"_Toc75798519"5.5撓度驗算42HYPERLINK\l"_Toc75798520"錯誤！超級鏈接引用無效。HYPERLINK\l"_Toc75798521"6.1橫梁計算43HYPERLINK\l"_Toc75798522"錯誤！超級鏈接引用無效。HYPERLINK\l"_Toc75798523"6.1.2應(yīng)力驗算46HYPERLINK\l"_Toc75798524"錯誤！超級鏈接引用無效。HYPERLINK\l"_Toc75798525"6.2橋面板計算51HYPERLINK\l"_Toc75798526"錯誤！超級鏈接引用無效。HYPERLINK\l"_Toc75798527"致謝57HYPERLINK\l"_Toc75798528"錯誤！超級鏈接引用無效。HYPERLINK\l"_Toc75798529"附錄159HYPERLINK\l"_Toc75798530"錯誤！超級鏈接引用無效。緒論課題背景自錨式懸索橋的發(fā)展概況前言自錨式懸索橋不同于一般的懸索橋，它不需要龐大的錨碇，而是把主纜直接錨固到橋面板或加勁梁的兩端，由它們來承擔(dān)主纜中的水平力。因此，端部支撐只需承擔(dān)拉索的豎向分力，這給不方便建造錨碇的地方修建懸索橋提供了一種解決方法。過去建造的自錨式懸索橋加勁梁大多采用鋼結(jié)構(gòu)。2002年7月在大連建成了世界上第一座鋼筋混凝土材料的自錨式懸索橋—金石灘金灣橋，為該類橋型的研究提供了寶貴的經(jīng)驗。歷史發(fā)展19世紀后半葉，奧地利工程師約瑟夫·朗金和美國工程師查理斯·本德分別獨立構(gòu)思出自錨式懸索橋的造型。本德于1867年申請了專利，朗金于1870年在波蘭建造了一座小型的鐵路自錨式懸索橋。20世紀初期自錨式懸索橋在德國興起。1915年，德國在科隆的萊茵河上建造了第一座大型自錨式懸索橋——科隆—迪茲橋，主跨185m。世界各國的工程師都認為該橋是一種創(chuàng)新，在它建成的15年里影響了其它橋梁的設(shè)計。于1929年在德國建成的科隆—米爾海姆橋，主跨315m，是當(dāng)時歐洲跨徑最大的懸索橋。此橋雖于1945年被毀，但它至今仍然保持著自錨式懸索橋的跨徑記錄。在20世紀30年代，工程師們認為自錨式懸索橋加勁梁中的軸力將使該種橋梁的受力性能接近于彈性理論，所以這段期間美國和德國修建了許多座自錨式懸索橋?，F(xiàn)代自錨式懸索橋1990年修建的日本此花大橋，又名大阪北港橋，是自1954年以來修建的第一座大型自錨式公路懸索橋，跨徑300m。韓國永宗大橋是世界上第一座雙層行車的公鐵兩用自錨式懸索橋，其結(jié)構(gòu)造型和尺寸都與此花大橋很相似。此外，還有美國舊金山—奧克蘭海灣新橋、韓國Sorok橋、愛沙尼亞Muhu島橋等都是自錨式懸索橋。自錨式懸索橋在我國修建較少，而且這種橋型在國內(nèi)的發(fā)展也較落后于國外。2002年在大連建成了世界上第一座加勁梁采用鋼筋混凝土材料的自錨式懸索橋，使這種橋型在我國也得到發(fā)展。至目前為止，國內(nèi)外自錨式懸索橋已修建了20余座。自錨式懸索橋的特點自錨式懸索橋的主纜直接錨固在加勁梁的兩端，所以它有其自身的特點。自錨式懸索橋的優(yōu)點1.不需要修建大體積的錨碇，可以在地質(zhì)條件差的地方修建。2.因受地形限制小，可結(jié)合地形靈活布置，既可做成雙塔三跨的懸索橋，也可做成單塔雙跨的懸索橋。3.保留了傳統(tǒng)懸索橋的外形，橋梁外形美觀。4.采用混凝土加勁梁的自錨式懸索橋：1).鋼筋混凝土加勁梁由于承受主纜傳遞的壓力，剛度會提高，可節(jié)省大量預(yù)應(yīng)力構(gòu)造及錨具，同時也克服了鋼在較大軸向力下容易壓屈的缺點。2).克服了以往自錨式懸索橋用鋼量大，建造和后期維護費用高的缺點，能取得很好的經(jīng)濟效益和社會效益。3).采用鋼筋混凝土材料造價低，結(jié)構(gòu)合理，橋梁外形美觀，所以不僅局限于在地基很差、錨碇修建困難的地區(qū)修建。自錨式懸索橋是一種在中小跨徑上很有競爭力的方案。自錨式懸索橋的缺點1.由于主纜直接錨固于加勁梁上，梁承受了很大的軸向力，為此需加大梁的截面，對于鋼結(jié)構(gòu)的加勁梁會明顯增加造價，對于混凝土梁則增加了主梁自重，從而增加了主纜用鋼量，所以這種橋型的跨徑是受限的。2.施工步驟受到限制，主纜錨固于主梁上，所以必須在主梁、主塔做好之后再吊裝主纜，安裝吊索，因此需要搭建大量臨時支架以安裝主梁。所以自錨式懸索橋若跨徑增大，其額外的施工費用就會增多。3.錨固區(qū)局部受力復(fù)雜。設(shè)計的主要內(nèi)容了解自錨式懸索橋的結(jié)構(gòu)形式及結(jié)構(gòu)特點；掌握這類橋梁的結(jié)構(gòu)計算方法，包括靜載索力計算、主梁內(nèi)力計算、溫度梯度計算、配筋計算等；熟練運用各種程序進行橋梁設(shè)計計算，熟悉計算機繪圖，提高橋梁設(shè)計的能力。靜載索力計算熟練掌握struct程序，建立靜載索力計算模型及索力調(diào)整模型，利用程序求得結(jié)構(gòu)在靜載作用下的索力。主梁內(nèi)力計算學(xué)習(xí)ansys程序，建立成橋模型，求得主梁分別在恒載、活載、溫度作用下的內(nèi)力，再進行內(nèi)力組合，畫出主梁的內(nèi)力包絡(luò)圖。主梁配筋計算由于主梁承受很大的軸向力，相當(dāng)于提供了免費的預(yù)應(yīng)力，只需配普通鋼筋。按偏心受壓構(gòu)件進行主梁配筋計算并驗算。繪圖繪制橋型布置圖、結(jié)構(gòu)圖、配筋圖?？傮w設(shè)計和構(gòu)造形式的選擇大橋概況某大橋位于某市區(qū)東部，跨越渾河，道路等級為城市主干道，機動車道為雙向6車道，橫斷面布置形式為：2.5m人行道+3.5m非機動車道+2.5m索區(qū)+24m機動車道+2.5m索區(qū)+3.5m非機動車道+2.5m人行道=41m。某大橋全長476.15m，跨徑布置為（35+18+15+70+160+70+15+16+24+29.15+24）m。其中主橋為自錨式鋼筋混凝土懸索橋，長度330m,跨徑為（15+70+160+70+15）m。南岸引橋為（35+18）m兩跨預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁，北岸引橋為16m跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土簡支空心板和（24+29.15+24）m三跨預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁?？傮w設(shè)計及構(gòu)造形式的選擇結(jié)構(gòu)體系主橋為雙索面自錨式混凝土懸索橋，主跨160m，邊跨70m，邊主跨之比1：2.29。錨固跨15m，全長15+70+160+70+15＝330m。主梁為單箱五室箱梁，主纜中心距26.5m。圖2－1主橋平面圖構(gòu)造形式主梁采用鋼筋混凝土箱梁，箱梁標(biāo)準(zhǔn)端面為單箱五室，梁寬41m，梁中心高度2.5m，設(shè)雙向1.5％橫坡。箱梁頂板厚20cm,底板厚18m，邊腹板厚50cm,中間腹板厚40cm。箱梁內(nèi)每5m設(shè)一道橫梁，橫梁中間厚度40cm，端部加厚為95cm，橫梁內(nèi)配置54根15.24mm鋼絞線預(yù)應(yīng)力束，分兩束布置。圖2－2主梁橫斷面圖索塔上設(shè)置裝飾性避雷針，使門式塔形成富于變化且高而挺拔的H型剛性橋塔。主塔采用矩形截面，尺寸2.5m*3.5m。上橫梁采用由兩條曲線組成的變截面梁。塔柱為實體截面，上下橫梁為箱形截面?；A(chǔ)采用擴大基礎(chǔ)。邊墩采用鋼筋混凝土雙圓柱墩，直徑2.0m?；A(chǔ)采用擴大基礎(chǔ)。主纜與主梁的夾角為8度，失跨比采用1：6。主纜直徑54.3cm，由85根54mm鍍鋅鋼絲繩組成，鋼絲標(biāo)準(zhǔn)強度為1960Mpa，主纜由單根連續(xù)的鋼絲繩繞過全圖2－3主塔部索鞍形成。吊吊桿沿順橋橋向間距5m，吊桿采采用121**7.1mmm鍍鋅高度度平行鋼絲絲，強度為為16700Mpa。主橋施工方法首先施工主塔及及邊墩擴大大基礎(chǔ)，爬爬模施工塔塔柱和邊墩墩，同時施施工臨時墩墩，安裝貝貝雷桁架，立立模澆筑錨錨固跨。安安裝塔頂索索鞍和梁上上索鞍，架架設(shè)主纜，同同時在支架架上施工主主跨和邊跨跨主梁。主主纜和主梁梁完成后，張張拉主梁內(nèi)內(nèi)橫向預(yù)應(yīng)應(yīng)力筋，安安裝索夾、并并張拉吊桿桿使主梁脫脫模，張拉拉吊桿過程程中需頂推推塔頂索鞍鞍。引橋主主梁同步施施工完畢后后，進行全全橋橋面鋪鋪裝、護欄欄、伸縮縫縫等施工。理想索力的計算算恒載集度計算在CAD中求得主主梁面積、慣慣性矩，由由面積及容容重可求得得一期、二二期恒載集集度。計算算列于表3－1：表3－1恒載集度度計算表面積（）容重()集度()主梁16.05226417.3522橋面鋪裝2.64（混凝凝土墊層）25661.44（瀝青青層）2333.12索區(qū)6.057*00.95**57*22/30002554.665橫梁8.4096**0.4**5*611/30002688.917558.0496**0.555*61//6002612.226斜承5.298*00.95**61*22/30002521.545側(cè)立板0.6554**0.955*61**2/3000256.326人蓋板1.2*22662.4人行道0.23*22511.5非機道0.21*2239.66欄桿——12總荷載集度q==795..71544。吊索的理想索力力計算懸索橋的理想索索力的計算算和斜拉橋橋類似，主主要采用不不可壓縮或或拉伸的結(jié)結(jié)構(gòu)了計算算靜載內(nèi)力力。最方便便直觀的方方法就是將將主纜和吊吊索切斷，用用力代替。具具體計算方方法如下：：忽略主纜對主梁梁的軸向作作用，只取取主梁為計計算構(gòu)件，原原吊桿作用用位置用一一個豎向支支撐代替，靜靜力計算后后，原吊索索處的支反反力就接近近于理想索索力。計算算模型如圖圖3－1所示，用struuct程序進行行計算，可可求得原吊吊索處的各各支撐的支支反力，所所得支反力力就接近于于理想索力力，見表3－2。圖3－1索力計算算模型表3－2原吊索處支反力力吊索編號索力(KN)吊索編號索力(KN)吊索編號索力(KN)34511.6005443978.611823978.455153835.7552463978.5668843979.044574016.8447483978.5779863976.833293968.3222503978.5776883985.0991113981.3227523978.5777903954.2665133977.8332543978.5777924036.7226153978.8008563978.5777974036.7226173978.3999583978.5777993954.2665193979.0559603978.57771013985.0992213976.8228623978.57771033976.8228233985.0992643978.57771053979.0559253954.2665663978.57771073978.3999274036.7226683978.57771093978.8008324036.7226703978.57771113977.8332343954.2665723978.57771133981.3227363985.0991743978.57761153968.3222383976.8332763978.57791174016.8447403979.0445783978.56681193835.7552423978.4551803978.6111214511.6005索力調(diào)整的分析析靜載作用下索力力調(diào)整的分分析由于主塔采用滑滑動索鞍以以及有一定定的預(yù)偏量量，可以使使橋塔在恒恒載作用下下不受彎，調(diào)調(diào)索時只需需控制主梁梁的彎矩。使使主梁彎矩矩盡量上下下均勻。將得到的初始索索力讀入struuct程序，建建模時忽略略吊桿單元元，模型見見圖3－2，將初始始吊索力按按節(jié)點荷載載加在原吊吊索兩端。經(jīng)經(jīng)過計算可可得到主梁梁、主纜等等的內(nèi)力，而而實際的吊吊索力就是是讀入的初初始索力。調(diào)調(diào)整時根據(jù)據(jù)主梁的彎彎矩圖來調(diào)調(diào)整讀入的的初始索力力值，直到到主梁的內(nèi)內(nèi)力滿足要要求為止。圖3－2索力調(diào)整整模型將表3－2中的初始索力讀讀入struuct程序，可可得主梁內(nèi)內(nèi)力圖，見見圖3－3所示。3488.322833488..328M（彎矩圖圖）單位：KN·mm-115001990Q（剪力圖）單位：KN92344N（軸力圖）單位：KN圖3－3主梁恒載內(nèi)力圖圖由于主梁在恒載載及讀入的的初始索力力作用下的的內(nèi)力圖較較均勻，則則認為讀入入的表3－2中的初始始索力即為為吊索在恒恒載作用下下的理想索索力?？紤]活載作用索索力調(diào)整的的分析考慮恒載和活載載疊加后的的效果，可可以用恒載載的應(yīng)力抵抵消一部分分活載產(chǎn)生生的應(yīng)力。即即使主梁在在恒載作用用下的跨中中彎矩為負負而支點處處的彎矩為為正，反復(fù)復(fù)調(diào)整讀入入的索力值值，直到主主梁內(nèi)力滿滿足要求為為止。調(diào)整整后吊索的的理想索力力見表3－3：表3－3吊索的理想索力力（考慮活活載作用）吊索編號索力(KN)吊索編號索力(KN)吊索編號索力(KN)34511.6005443978.611823978.455153835.7552463978.5668843979.044574016.8447483978.5779863976.833293968.3222503978.5776883985.0991113981.3227523978.5777903954.2665133977.8332543978.5777924036.7226153978.8008563978.5777974036.7226173978.3999583978.5777993954.2665193979.0559603978.57771013985.0992213976.8228623978.57771033976.8228233985.0992643978.57771053979.0559253954.2665663978.57771073978.3999274036.7226683978.57771093978.8008324036.7226703978.57771113977.8332343954.2665723978.57771133981.3227363985.0991743978.57761153968.3222383976.8332763978.57791174016.8447403979.0445783978.56681193835.7552423978.4551803978.6111214511.6005調(diào)整后主梁的內(nèi)內(nèi)力見圖3－4。這時主主梁的彎矩矩不均勻，吊吊索力也比比不考慮活活載的情況況稍大一些些。但疊加加活載后產(chǎn)產(chǎn)生的應(yīng)力力可抵消一一部分活載載產(chǎn)生的不不利應(yīng)力，從從而使結(jié)構(gòu)構(gòu)的總體受受力更合理理。2212577210005M（彎矩圖圖）單位：KN·mm-99667--93411-20051729732291636944Q（剪力圖）單位：KN-3685229192964495513N（軸力圖）單位：KN圖3－4主梁恒載內(nèi)力圖圖主梁內(nèi)力計算恒載內(nèi)力計算用ansys程程序建立成成橋模型并并進行計算算。模型共共210個節(jié)點，265個單元，主主梁、主塔塔單元類型型為beamm3，主纜和和吊索單元元類型為linkk10。主纜吊吊索的初應(yīng)應(yīng)變由主纜纜內(nèi)力及吊吊索的理想想索力反求求得到。主主纜線型為為二次拋物物線。模型型如圖4－1所示。圖4－1主梁計算算模型在調(diào)整模型的過過程中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)，主纜線線型對吊索索內(nèi)力的影影響非常大大，反復(fù)調(diào)調(diào)整主纜線線型，使恒恒載作用的的下吊索內(nèi)內(nèi)力接近與與理想索力力，于是可可得主纜線線型方程為為：左邊跨：右邊跨：中間跨：（主跨跨跨中為原原點）由程序計算可得得主梁的恒恒載內(nèi)力，彎彎矩值列于于表4－1，剪力值值列于表4－2，內(nèi)力圖圖見圖4－2。表4－1主梁恒載彎矩（N·m）節(jié)點號彎矩節(jié)點號彎矩節(jié)點號彎矩11.99E-0074217871400.378243053444.742383616..92143-19162332.78331202011.93-42303662.444-5081900.168470365477.624-34003559.845-40977443.98559552977.15-75679553.446-25716007.38699699055.726-62941442.847-604306678789869188.17-10017992948-43950335.388130937332.18-83034112.749-77445999.989122029449.99-11586449350-5971355690163954998.210-94348888.851-91957008.491155904550.311-12280888152-7294422892198618554.512-96963006.453-10390774493191356662.613-12109332854-83591004.694182894556.114-90963996.155-11325006295124456553.315-11081006056-91612449.39611982933516-76448559.757-1199500339765226200.4617-92062555.458-96977448.59864509811759-1239800609913817455.4419-64960226.260-99665220.110017084788.820-22304110.961-125325577101-29623884.121-29623991.862-99665221.4102-22303999.52217084755.763-123980062103-64960111.22313817466.9264-96977552.4104-535232252464509888.1165-119950039105-92062335.125652263338106-76448337.526119829554.167-113250069107-1108100362712445677968-83591113.6108-90963771.328182893885.669-103907754109-1210933032919135499670-72944339.7110-96962880.730198617990.571-91957221.3111-12280885531155904888.672-59713770.3112-9434866432163955335.373-77446115.5113-11586446933122029885.874-43950552.2114-83033990.534130937666.875-60430885.1115-1001799083589869511.5176-25716226.7116-629412253699699377.8877-40977664.6117-75679338.2375955328878-5082122.16118-340034483870365777.2679-19162556119-423035543931202300.278017871155.82120383621..1424043053711.8581492891..3381211.9866EE-0741492917..171————表4－2主梁恒載剪力（N）節(jié)點號剪力節(jié)點號剪力節(jié)點號剪力1-115296664248183082-52546222846072..543-1562733683-256605583-1331522044436302..284-56701994667518..245-1609977485-260536635-1509044346389064..686-6063244648999547-1658733287-264224457-1685322648340306..688-64320668313712..949-1708811789-267653399-1860166150290221..790-677500010138877..551-1760033191-2708088111-2033344952239007..192-709042212-34310..553-1812177593-661037713-2204699254186863..5941338002214-205654455-1865044495-814432215-2373999956133994..4961184607716-374961157-1918433397-970863317-254108845880605.228981028175518-542046659-1972133599-1130211319-270576656026903.337100868825..920-706727761-20259441101-1292311321-2867866662-26902..9102706725..422-868828863-20796443103-1456999423-3027211664-80604..8104542044..824-1028177765-21330332105-1624077825-3183644866-1339944106374960..226-1184600967-21859002107-1793388527-3337000268-1868633108205653..328-1337966369-22380445109-1964722829-1290033770-239007711034310.44730709001..571-22892660111-2137911631-1321533872-2902211112-138877732677500..673-23393445113-2312755133-1355833274-3403066114-313712234643206..975-23881003115-2489033235-1392711476-3890644116-489994436606324..777-24353440117-2666555537-1432011978-4363022118-667517738567019..579-24808668119-2845100939-1473577680-4818299120-846071140525462..681-252450011211152966641-15172009————主梁在恒載作用用下各截面面的軸力相相等，N=-9990593340.33N1986179901986618544M（彎矩圖）單位：N.m-1228808811-1233980662-122280855584410768988831323338311522966Q（剪力圖）單位：N-33248553-269914322-288456114N（軸力圖）單位：N9990599340..3圖4－2主梁恒載內(nèi)力圖圖活載內(nèi)力計算本設(shè)計中荷載等等級為城市市A級荷載，人人群荷載，非非機動車荷荷載。城A荷載，跨跨徑時，計計算彎矩時時按均布力力q＝10.00KN/mm，集中力P＝300KKN計算，計計算剪力、軸軸力時按均均布力q＝15.00KN/mm，集中力P＝300KKN計算。本本設(shè)計主跨跨跨徑L＝160m，也按此此規(guī)定取值值。用ansyys程序求得得橋梁支點點、L/8、L/4、3L/8、L/2等截面的的縱向影響響線，再加加載可求得得這些截面面在各活載載作用下的的最不利內(nèi)內(nèi)力，列于于表4－3，4－4，4－5。表4－3汽車荷載載作用下主主梁內(nèi)力邊跨支點彎矩（N·m）剪力（N）軸力（N）最大軸力-0.006227-2571099.578855040.00125最小軸力-0.006227247364..156-7909488.5299最大剪力-0.005882252537.7099最小剪力-0.004447-4768455.796634714.66721最大彎矩-0.00311514909.3313-64500最小彎矩-0.010229-22672..60066-4811955.1788邊跨L/8彎矩剪力軸力最大軸力13751188.6377-2098588.492255040.00125最小軸力28270477.8213285..862-7909488.5299最大剪力-12808331.7228223344..185-7630311.5044最小剪力27362200.6377-3962066.888836891.11076最大彎矩28348933.7377-1050333.044436251.77025最小彎矩-14120225.6007171118..35233-5978822.5055邊跨L/4彎矩剪力軸力最大軸力28277777.68-1452233.2666455040.00125最小軸力-27549002.044145262..274-7909488.5299最大剪力25810255.14207204..319-5066033.2433最小剪力46617611.51-2970277.597740292.33363最大彎矩53696144.078437.3444240213.99023最小彎矩-28705009.022154432..219-7561233.6699邊跨3L/8彎矩剪力軸力最大軸力36331011.75-95507..5027755039.99825最小軸力-34584882.28877319.22144-7909488.5299最大剪力31246911.9217878..71477-5013888.5233最小剪力52683100.27-2290399.1522843080.66566最大彎矩63614000.4593953.1180944115.66025最小彎矩-36519888.28890556.337-7482800.4299邊跨L/2彎矩剪力軸力最大軸力43211344.52-30953..8344455039.99825最小軸力-39100887.4339211.38868-7909488.5299最大剪力40637066.5377266325..59466-2081700.3866最小剪力41960766.75-1626688.50442-2387133.63最大彎矩65232733.72205239..66366149869..03255最小彎矩-42560220.43329468.00708-7305766.8299邊跨5L/8彎矩剪力軸力最大軸力45484544.216316.224255039.99825最小軸力-38833117.9-24845..26555-7909488.5299最大剪力39652788.8822322697.15最小剪力30709611.3066-1273455.01553-3339133.8566最大彎矩58347600.92285767..1211153485.11523最小彎矩-43975994.7331888.35534-7104944.2699邊跨3L/4彎矩剪力軸力最大軸力37222244.74380925..73955039.99825最小軸力-34021889.377-92894..57777-7909488.5299最大剪力28747099.9288404655..939-21439..689最小剪力-18007664.422-1119555.14228-6933788.4688最大彎矩39777377390289..60554797.11123最小彎矩-42398113-4974.99291-5325300.9999邊跨7L/8彎矩剪力軸力最大軸力11296988.28430409..9253355039.99825最小軸力-2708122621332-7909488.5299最大剪力14283166.1444469611..0123316478.5599622最小剪力-6257588.13-1698566.9399-7457088.9966最大彎矩20713600.9888394172..22633-21541..852最小彎矩-39302551.577-36193..24444-5926899.2455中跨支點彎矩剪力軸力最大軸力-27094552.944-60561..8879955039.99825最小軸力-12929221.288-69116..06-7909488.5299最大剪力689147..508154421..68911-5655988.6144最小剪力-26833003.133-5188111.4988-1831777.75227最大彎矩919034..84133702..41422-4052755.3344最小彎矩-44784999.577-3792522.58-3978066.6033中跨L/8彎矩剪力軸力最大軸力-17862886.5119-47872..4067755039.99825最小軸力-5179877.4411-92102..71188-7909488.5299最大剪力26788933.9355109426..11855-3254122.0677最小剪力19448111.4555-3769511.7366-3216999.5699最大彎矩27936222.6822-21437..60288-1691322.26227最小彎矩-26270556.811-46594..34477-3699333.9244中跨L/4彎矩剪力軸力最大軸力-10645115.9113-34949..4283355039.99825最小軸力893903..09-1148566.23446-7909488.5299最大剪力47604300.3699169533..24099-2868188.6266最小剪力34430544.06-2957022.3477-5533777.5111最大彎矩57526477.9485560.44664-3937299.9811最小彎矩-20474440.311-47423..95244-4773466.3566中跨3L/8彎矩剪力軸力最大軸力-5474077.1-21867..52255255039.99825最小軸力29394855.7-1374500.84881-7909488.5299最大剪力51924788.2230503..98055-3884577.9477最小剪力37662388.8388-2770866.5277-5964466.79最大彎矩59438733.62151998..51466-5784377.8277最小彎矩-11777449.2884-76866..17122-3137133.51中跨L/2彎矩剪力軸力最大軸力-2314866.775512256.665843355039.99825最小軸力56222333.55139597..279-7909488.5299最大剪力47122788.5855256745..33155-5238944.0855最小剪力11196966.6044-266446685最大彎矩61633522.36141039..82022-7284800.3533最小彎矩-3248377.2388-10721..939888-15471..46344表4－4人群荷載作用下下主梁內(nèi)力力邊跨支點彎矩（N·m）剪力（N）軸力（N）最大軸力-1.94E--07-44244..459667643.28836最小軸力-1.72E--0738942.9919-1202155.4最大剪力-1.79E--0738942.55802-1202133.7最小剪力-1.79E--07-44244..120777641.62222最大彎矩-2.24E--071.64E-0034.18E-002最小彎矩-2.39E--07-5301.5542211-1125722.1邊跨L/8彎矩剪力軸力最大軸力304762..9-33416..236887643.288.64最小軸力-27916..81133780.44903-1202155.4最大剪力-2333422.453334672.11798-1201644最小剪力258939..542-34307..926227591.92212最大彎矩304762..9-33416..236887643.28864最小彎矩-27916..81133780.44903-1202155.4邊跨L/4彎矩剪力軸力最大軸力583143..015-18759..786777643.28836最小軸力-5653466.4423455.66351-1202155.4最大剪力-3928611.369927619.00136-1199488.2最小剪力410657..944-22923..165117376.11132最大彎矩583144..756-18759..947337642.45529最小彎矩-5653488.181123455.77957-1202144.6邊跨3L/8彎矩剪力軸力最大軸力695950..336-7603.33338337643.28836最小軸力-7154511.519913130.77825-1202155.4最大剪力-4368977.656621312.6624-1196411最小剪力417396..473-15785..175447068.91113最大彎矩695950..336-7603.33338337643.28836最小彎矩-7154511.519913130.77825-1202155.4邊跨L/2彎矩剪力軸力最大軸力717842..5767053.1113587643.28836最小軸力-8209477.17882805.922454-1202155.4最大剪力-1430055.939921306.44975-52565..91最小剪力39901.33363-11447..45944-60006..19最大彎矩717842..5767053.1113587643.28836最小彎矩-8209477.17882805.922454-1202155.4邊跨5L/8彎矩剪力軸力最大軸力637873..63617881.333717643.28864最小軸力-8290855.5699-2356.5504688-1202155.4最大剪力-16437..0911126497.99824-29628..65最小剪力-1747744.8433-10973..15-82943..45最大彎矩637881..62217880.999817642.45529最小彎矩-8290933.5566-2356.1165688-1202144.6邊跨3L/4彎矩剪力軸力最大軸力403278..01332537.778637643.28836最小軸力-7538966.2477-12681..36088-1202155.4最大剪力17230.2270335889.55205-10146..13最小剪力-3678488.5044-16033.大彎矩403289..74632537.33767642.45529最小彎矩-7539077.98-12680..95044-1202144.6邊跨7L/8彎矩剪力軸力最大軸力131353..49243694.223147643.28836最小軸力-6329733.9022-23006..22111-1202155.4最大剪力-76198..4456644922.33463-349.69974最小剪力-4254211.9644-24234..336-1122222.4最大彎矩148867..2527319.99631-9221.1136最小彎矩-6504877.66-6631.9952755-1033511中跨支點彎矩剪力軸力最大軸力-3597299.9488-7394.77190777643.28836最小軸力-3770999.5533-26074..01944-1202155.4最大剪力77075.2214319317.11867-77589..63最小剪力-8139044.7166-52785..92511-34982..47最大彎矩133236..36615475.3376-48996..8最小彎矩-8700655.8677-48944..11444-63575..3中跨L/8彎矩剪力軸力最大軸力-2261477.8888-5486.44139777643.28836最小軸力62301.33493-19796..81855-1202155.4最大剪力-8043.338467710287.55503-58127..75最小剪力-1558033.1544-35570..78288-54444..35最大彎矩321211..677-20247..318-21662..46最小彎矩-4850588.2166-5035.9914499-90909..64中跨L/4彎矩剪力軸力最大軸力-1307322.0733-3578.009637643.28836最小軸力376158..982-13519..66444-1202155.4最大剪力287679..02611753.99914-26497..84最小剪力-42252..11722-28851..75211-86074..26最大彎矩634955..174-7839.6655988-51443..83最小彎矩-3895288.2655-9258.1104699-61128..27中跨3L/8彎矩剪力軸力最大軸力-73482..635-1669.77733337643.28836最小軸力564473..507-7242.5504966-1202155.4最大剪力425670..03920545.88721-32763..53最小剪力65320.88333-29458..15044-79808..58最大彎矩688658..4372227.933005-77092..16最小彎矩-1976677.5644-11140..20844-35479..94中跨L/2彎矩剪力軸力最大軸力-54399..459238.53777217643.28836最小軸力627245..043-965.35574633-1202155.4最大剪力308760..80426369.11881-57902..68最小剪力264084..78-27096..00799-54669..42最大彎矩694636..624-628.76645122-1056399.5最小彎矩-61791..04022-98.155522755-6932.6624表4－5非機動車荷載作作用下主梁梁內(nèi)力邊跨支點彎矩（N·m）剪力（N）軸力（N）最大軸力-1.94E--07-50565..18735.1775最小軸力-2.09E--0444506.119-1373899最大剪力-2.39E--0744505.881-1373877最小剪力-2.39E--07-50564..78733.2777最大彎矩-2.09E--071.64E-0034.18E-002最小彎矩-2.09E--07-6058.991-1286544邊跨L/8彎矩剪力軸力最大軸力348300..457-381908735.1775最小軸力-3190466.6438606.227-1373899最大剪力-2666777.0939625.335-1373300最小剪力295930..905-39209..18676.4775最大彎矩348300..457-381908735.1775最小彎矩-3190466.6438606.227-1373899邊跨L/4彎矩剪力軸力最大軸力666449..16-21439..88735.1775最小軸力-6461100.2226806.444-1373899最大剪力-4489844.4231564.559-1370844最小剪力469323..364-26197..98429.8338最大彎矩666451..149-21439..98734.2226最小彎矩-6461122.2126806.662-1373888邊跨3L/8彎矩剪力軸力最大軸力795371..806-8689.5528735.1775最小軸力-8176588.8915006.661-1373899最大剪力-4993111.6124357.228-1367333最小剪力477024..534-18040..28078.755最大彎矩795371..806-8689.5528735.1775最小彎矩-8176588.8915006.661-1373899邊跨L/2彎矩剪力軸力最大軸力820391..518060.70018735.1775最小軸力-9382255.353206.7771-1373899最大剪力-1634355.3624350.228-60075..3最小剪力45601.5522-13082..8-68578..5最大彎矩820391..518060.70018735.1775最小彎矩-9382255.353206.7771-1373899邊跨5L/8彎矩剪力軸力最大軸力728998..44120435.8818735.1775最小軸力-9475266.37-2693.115-1373899最大剪力-18785..24730283.441-33861..3最小剪力-1997422.68-12540..7-94792..5最大彎矩729007..56820435.4438734.2226最小彎矩-9475355.49-2692.776-1373888邊跨3L/4彎矩剪力軸力最大軸力460889..15837186.0048735.1775最小軸力-8615955.71-14493-1373899最大剪力19691.7737841016.559-11595..6最小剪力-4203988.29-18323..5-1170588最大彎矩460902..56837185.5578734.2226最小彎矩-8616099.12-14492..5-1373888邊跨7L/8彎矩剪力軸力最大軸力150118..27649936.2278735.1775最小軸力-7233988.75-26292..8-1373899最大剪力-87083..93851339.883-399.666最小剪力-4861966.53-27696..4-1282544最大彎882-10538..4最小彎矩-7434144.47-7579.337-1181155中跨支點彎矩剪力軸力最大軸力-4111199.95-8451.1118735.1775最小軸力-4309700.93-29798..9-1373899最大剪力88085.9952322076.778-88673..9最小剪力-9301766.83-60326..8-39980最大彎矩152270..12517686.114-55996..4最小彎矩-9943611-55936..1-72657..5中跨L/8彎矩剪力軸力最大軸力-2584544.73-6270.1198735.1775最小軸力71201.55424-22624..9-1373899最大剪力-9192.4439311757.22-66431..7最小剪力-1780600.75-40652..3-62222..1最大彎矩367099..059-23139..8-24757..1最小彎矩-5543522.25-5755.333-1038977中跨L/4彎矩剪力軸力最大軸力-1494088.08-4089.2258735.1775最小軸力429895..979-15451-1373899最大剪力328776..02913433.113-30283..3最小剪力-48288..134-32973..4-98370..6最大彎矩725663..056-8959.661-58793最小彎矩-4451755.16-10580..7-69860..9中跨3L/8彎矩剪力軸力最大軸力-83980..148-1908.3318735.1775最小軸力645112..587-8277.115-1373899最大剪力486480..05123481-37444最小剪力74652.33875-33666..5-91209..8最大彎矩787038..222546.2005-88105..3最小彎矩-2259055.78-12731..7-40548..5中跨L/2彎矩剪力軸力最大軸力-62170..806272.614488735.1775最小軸力716851..482-1103.227-1373899最大剪力352869..4943036.2115-66174..5最小剪力301811..182-30966..9-62479..3最大彎矩795299..003-718.5888-1207311最小彎矩-70618..327-112.0663-7923橫向分布系數(shù)計計算某大橋機動車道道為雙向六六車道，城城A荷載當(dāng)車車道數(shù)等于于或大于4條時，剪剪力提高25%。六車道道的車道折折減系數(shù)ξ＝0.55。沖擊系系數(shù)μ＝20/（80+L），L＝160m時，μ＝0.1。用橫向框架法求求主梁的橫橫向分布系系數(shù)，取橫橫斷面建立立模型如圖圖4－3，由struuct程序可求求得主梁橫橫向影響線線，在影響響線上布置置車輛荷載載、人群荷荷載和非機機動車荷載載，便可求求得荷載橫橫向分布系系數(shù)。如圖圖4－4所示。圖4－3橫向分布布系數(shù)計算算模型＝1/2（y1++…yi+…yn）圖4－4一肋L/8截面的橫橫向影響線線按上述方法求得得橫向分布布系數(shù)匯于于表4－6：表4－6橫向分布系數(shù)表表汽（1+μ）ξ人非邊跨支點1肋0.990.5989551.5194881.39963332肋1.4850.8984225003肋1.4450.874222500邊跨L/81肋1.020.61711.47494491.27521152肋1.4350.8681775003肋1.450.87725500邊跨L/41肋1.1050.66852251.29611161.12679942肋1.3850.83792250.089555870.012066073肋1.410.85305500邊跨3L/81肋1.130.6836551.22540091.06777762肋1.3750.83187750.159699920.17704493肋1.4150.856077500.01201124邊跨L/21肋1.1450.69272251.20228851.04843332肋1.370.8288550.181011570.194200253肋1.420.85910.037177180.01933344邊跨5L/81肋1.1350.68667751.23054471.0720772肋1.3750.83187750.154855480.173155063肋1.430.86515500邊跨3L/41肋1.0750.65037751.33366651.15805592肋1.3850.83792250.049311260.088222363肋1.4350.868177500邊跨7L/81肋1.0150.61407751.45787781.26112肋1.4250.8621225003肋1.4350.868177500中跨支點1肋0.980.59291.56106641.35022292肋1.4850.8984225003肋1.460.883300中跨L/81肋1.090.6594551.2813441.11447772肋1.380.83490.104822970.132899483肋1.4350.868177500中跨L/41肋1.2350.74717751.0988220.961655942肋1.350.8167550.266299490.262800953肋1.390.8409550.046544530.05728852中跨3L/81肋1.2550.75927751.04220020.91403322肋1.350.8167550.305722430.294500253肋1.380.83490.073355460.08081134中跨L/21肋1.260.76231.03248820.905844652肋1.360.82280.311955820.299500983肋1.370.8288550.078122820.08499908活載內(nèi)力計算考慮橫向分布的的影響，是是把箱梁分分割為幾條條肋，求各各個肋的內(nèi)內(nèi)力，再進進行配筋計計算。以此此來考慮偏偏壓和扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。梁肋汽車荷載內(nèi)內(nèi)力P＝（1+μ）*ξ*q，即由表4－3中的彎矩矩、剪力和和軸力值分分別乘以表表4－6中各肋對對應(yīng)的（1+μ）ξ值，可得得主梁各肋肋的汽車荷荷載內(nèi)力值值。梁肋人群荷載（非非機動車荷荷載）內(nèi)力力P＝（或）*q，即由表4－4（表4－5）中的內(nèi)內(nèi)力值分別別乘以表4－6中各肋對對應(yīng)的（）值，可可得主梁各各肋的人群群荷載（非非機動車荷荷載）內(nèi)力力值?，F(xiàn)將求得的第一一肋的汽車車荷載內(nèi)力力值列于表表4－7，其它肋肋、其它荷荷載內(nèi)力值值與此相似似不再列出出。表4－7第一肋的汽車荷荷載內(nèi)力值值邊跨支點彎矩（N·m）剪力（N）軸力（N）最大軸力-0.0037755422-1924944.7332966.2215499最小軸力-0.0037755422185198..452-4737388.6211最大剪力-0.0034485899189071..353-4609588.9333最小剪力-0.0026677311-3570088.4920792.3352855最大彎矩-0.001888669911162.44163-38632..275最小彎矩-0.00611632-16974..693-2882111.8522邊跨L/8彎矩剪力軸力最大軸力848585..71099-1618799.5933965.1191711最小軸力17445711.1977164523..382-4880944.3377最大剪力-7904011.2599172282..121-4708666.7411最小剪力16885211.7555-3056244.0922765.55025最大彎矩17494122.9255-81019..86422370.9925611最小彎矩-8713611.0022131996..419-3689533.2944邊跨L/4彎矩剪力軸力最大軸力189044007336795.6624366最小軸力-18417220.899121389..327-5287688.8655最大剪力17254799.8322173151..584-3386766.9333最小剪力31165044.1133-2482122.9726936.4434122最大彎矩35897211.24667050.71194126883.9999044最小彎矩-19190007.044129052..249-5054877.5766邊跨3L/8彎矩剪力軸力最大軸力24837700.0111-81617..1337628.0084044最小軸力-23643991.41166074.11012-5407311.9622最大剪力21361955.6177186190..979-3427744.2644最小剪力36016800.3166-1957288.2729452.0090888最大彎矩43489711.418880288.8865230159.6631655最小彎矩-24966881.79977386.00779-5115611.9155邊跨L/2彎矩剪力軸力最大軸力29933577.91-26803..11938127.5571888最小軸力-27086115.3117976.19974-5479099.82最大剪力28150311.1111230612..997-1442044.8311最小剪力29067277.2677-1408555.67-1653622.8999最大彎矩45188344.7888177718..307103818..02555最小彎矩-29482551.75525516.55867-5060888.8344邊跨5L/8彎矩剪力軸力最大軸力31233099.788814004.9944337794.5579988最小軸力-26665777.322-21325..778-5431244.5811最大剪力27228577.8766276984..999-72957..94844最小剪力21087522.3555-1093055.8-2292900.2977最大彎矩40065844.4555245286..42236726.9916966最小彎矩-30197118.3661620.855634-4878788.6522邊跨3L/4彎矩剪力軸力最大軸力24208411.9155309680..72235796.6628622最小軸力-22126998.911-75520..389-5144133.15最大剪力18696399.4699328972..633-13943..83777最小剪力-11711772.166-91016.0211最大彎矩25870200.7011317293..25235638.6671911最小彎矩-27574668.388-4044.44619-3463444.8488邊跨7L/8彎矩剪力軸力最大軸力693719..47133330379..96933798.6677255最小軸力-16629992.511-1236355.72-4857011.7188最大剪力877093..23611360470..47810119.0096066最小剪力-3842622.4244-1303811.12-4579211.2522最大彎矩12719700.9999302564..137-13228..31288最小彎矩-24134669.233-27781..708-3639555.6488中跨支點彎矩剪力軸力最大軸力-16064334.655-44883..92932633.2205622最小軸力-7665733.0277-51223..64-4689533.3833最大剪力408595..55755114445..774-3353433.4188最小剪力-15909330.433-3845044.17-1086066.09最大彎矩544895..7566699090.22017-2402877.7466最小彎矩-26553002.4-2810733.57-2358599.53