某桥梁毕业项目设计方案

1 某桥梁毕业项目设计方案 1 桥式方案的初步设计 案提出 案设计原则 随着科学技术的不断进步，桥梁设计、建造理论也不断发展和成熟。在桥梁设计中要求桥梁符合实用、经济、安全、美观的基本原则，同时争取科技含量高等特点。设计时要求桥梁形式与周围地理环境能够很好的融合，设计城市桥梁还除满足功能要求外还特别注重美观大方。因此，对于特定的建桥条件，根据侧重点的不同可能会提出基于基本要求的多种不同设计方案，只有通过技术经济等方面的综合比较才能科学的得出实用、经济、美观的设计方案。在桥梁设计中，基本设 计原则如下： 适用性 修建桥梁的目的是用于交通运输，因此其适用性极为重要。它要求：桥梁宽度不仅应该满足现有车辆和人群的安全通畅，还应满足今后规划年限内交通量增长的需要。桥下净空应满足泄洪、通航或通车等要求。桥梁两端应方便车辆的进出，同时便于检查和维修。建成的桥梁应保证使用年限。 安全性 桥梁的安全至关重要，它要求桥梁在运输、安装和使用的过程中，应当有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性，并具有一定的安全储备。根据桥上的交通情况，桥面应考虑设置人行道、缘石、护栏、栏杆等，以保证车辆和行人的安全。此外，桥上还应 有照明设备，引桥纵坡不宜过陡，地震区桥梁应该按照抗震要求采取防震措施 。 经济性 桥梁方案设计中，设计的经济性是首要考虑因素。桥梁设计应遵循因地制宜、就地取材和方便施工的原则，综合考虑发展远景和将来的养护维修，使其造价和养护费用综合考虑后最省。 2 舒适性 现代桥梁设计越来越强调舒适度，要控制桥梁的竖向与横向振幅，避免车辆在桥上震动冲击。 美观性 桥梁建筑不仅是交通工程中的重点建筑物，而且也是美化环境的点缀品，桥梁应该具有优美的外形，结构布置简练，空间比例和谐，与周围环境相协调。合理的结构布局和轮廓是美观的重 要因素，此外，施工质量也会影响桥梁的美观性。 技术性 桥梁设计应体现现代桥梁建设的新技术。积极采用国内外的新结构、新材料、新工艺和新设备，以便于桥梁的建造和架设、减少劳动强度、加快施工进度、提高施工效率、保证工程质量和施工安全。 选的桥式方案 在对本桥的设计中，通过对基本设计资料的分析和以往的设计经验，初步确定的进行比选的三种桥式为： 预应力混凝土连续梁桥 拱桥 混凝土简支梁桥 应力混凝土连续梁桥 实用性 ：伸缩缝少 ，行车舒适，可满足高速交通运输要求 ； 能够充分发挥高强材料的受力特 性，具有强度高，刚度大，以及抗裂性能好等优点。 安全性： 温度，砼收缩徐变产生的附加内力较小； 整体性好，刚度大，可保证工程本身安全； 全桥有较好的抗震性能 。 经济性：施工技术成熟，降低施工成本； 在车辆运营中具有维修工作量小等优点 。 外观 ：形势简单，造型单一。 本方案桥跨布置为 15m+30m+15m，主桥长 60m，主桥基础采用桩基础。本 3 桥宽为：净 (7m+22m， 选用单箱单室截面，支座处梁高取 7m，跨中梁高取支座处的一半，取为 高沿桥梁纵向按二次抛物线变化 ，以支点梁顶为原点，抛物线方程为： 629 . 8 1 0 0 . 1 2 2 7y x x 纵向预应力钢筋采用 75 的低松弛钢绞线，普通钢筋采用 筋。 上部结构为预应力结构，采用的混凝土强度等级为 部结构为普通混凝土结构，采用混凝土强度等级为 承台和 钻孔灌注桩采用 凝土 。 桥面铺装为 6层平均厚度是 12 泥混凝土 。支座采用板式橡胶支座。采用重力式桥台，桩柱式桥墩，桩为直径 1m 的钻孔灌注桩，墩直径为 2m，墩与桩之间有承台。 在综合桥头接线要求后，主桥采用直线形，不设置纵坡。纵向和横向布置图 如下： 图 应力混凝土连续梁桥 布置 示意 图 4 图 续梁支座处截面尺寸图 图 续梁跨中截面尺寸图 桥 实用性：跨越能力较大；行车平顺、通畅、安全，可满足交通运输要求；但与梁式桥相比，上承式拱桥的建筑高度较大，当用于城市立交及平原地区时，因桥面标高提高，使两岸接线长度增加，或者使桥面纵坡增大，既增加了造价又对行车不利；且施工比较麻烦 ，工期长。 安全性：耐久性能较好，保证工程本身安全；自重较大，相应的水平推力也较大，增加了下部结构的工程量，当采用无 铰 拱时，对地基条件要求高 。 经济性：能充分就地取材，与混凝土梁桥相比，可以节省大量的钢材和水泥；所用材料普通，价格低，成桥后养护费用少。 外观：曲线形美感， 桥型美观，气势宏伟，与周边环境协调好 。 本方案桥跨布置为 15m+15m+15m+15m，主桥长 60m，桥面宽为：净 (7m 22m，矢跨比 1/8，主拱结构形式为闭口箱型截面，拱圈采用等截面悬链线，拱轴系数 m=箱用 凝土，全高 200制箱高 185板厚 18板预制厚 10后现浇加厚 15顶板以后厚 25普通钢筋采用 筋 ，箍筋采用 筋 。采用重力式桥台 ，桩柱式桥墩，桩为 钻孔灌注桩，墩为直径 3m，墩与桩之间有承台。 桥面不设置纵坡。 图 桥布置 示意 图 5 图 桥 面横断面图 凝土简支梁桥 实用性： 抗裂性 能较好 ；结构刚度 较 大。 安全性： 耐久性较好； 抗 剪承载力 较 高； 施工技术成熟 。 经济性：混凝土简支梁桥受力明确 、构造简单、施工方便 ， 建桥速度快 、工期短、模板支架少；制造简单、接头也方便， 取得经济效益 。 外观：构造简单，直观了然 ，挺拔有力，干净利落。 本方案桥跨布置为 20m3，主桥长 60m，采用双柱式桥墩，桩基础桥墩台。 桥面宽 净 (7+22m，采用 T 形截面梁， 主桥采用直线形，不设置纵坡。采用 凝土， 钢筋采用 钢筋，箍筋采用 钢筋 ， 桥梁下部结构：盖梁主筋用 筋， 其他均用 筋 ， 盖梁 、墩柱采用 凝土，系梁及钻孔灌注桩 采用 凝土。 图 凝土简支梁桥布置 示意 图 6 梁断面 图（单位： 选 表 型方案比较表 方案 项目 方案一：预应力混凝土连续梁桥 方案二：拱桥 方案三：混凝土简支梁桥 施工工艺 施工技术成熟，采用悬臂浇注施工，施工难度一般 施工技术成熟，可采用缆索吊装 及转体施工，施工难度较大 施工技术成熟，简支梁构件预制较为简单，施工难度较小 7 后期养护费用 一般 低 低 美观情况 曲线型底面，造型美观 抛物线形底面，曲线形美感， 气势宏伟 简洁明快， 挺拔有力，干净利落 运营情况 结构刚度大，变形小，主梁变形曲线平缓，有利于行车 自重较大，变形小，行车平顺舒适 结构刚度较小， 变形较大 受力特点 属于超静定结构，内力分布较均匀 属于多次超静定结构，受力非常复杂。有较大的水平推力，对基础要求高 属于静定结构，受力简单 根据设计的构想宗旨，桥型方案应满足受力合理、技术可 靠、施工方便 的原则 ，所选桥型要求美观并且要与城市环境相协调一致。 由以上比较，考虑技术、安全、适用、经济以及美观环保等综合因素，最后选择方案三：混凝土简支梁桥。 2总体布置及主梁的设计 （ 1）标准跨径 20m，计算跨径 长 （ 2）设计荷载：汽车荷载按公路 级，人群荷载为 ，结构重要性系数取 ,每侧的栏杆及人行道构件重量的作用力为 8 /kN m 。 （ 3）桥面宽 净 （ 7+22m。 （ 4）材料及工艺 桥梁上部结构：采用 凝土，弹性模量 43 . 4 5 1 0 P a，抗压强度标准值 3 2 P a，抗压强度设计值 2 2 P a，抗拉强度标准值2 P a ，抗拉强度设计值 1 P a 。 钢筋采用 钢筋，抗拉强度标准值 35,抗拉强度设计值80 ，钢筋的弹性摸量为 52 0 P a 。箍筋采用 钢筋。 8 桥梁下部结构：盖梁主筋用 筋，其他均用 筋。 盖梁 、墩柱采用 凝土，系梁及钻孔灌注桩 采用 凝土。 （ 5）环境：桥址位于野外一般地区，属于一般环境。 （ 6）桥面铺装为 6沥青混凝土，面层的容重为 21 3/kN m ，垫层平均厚度是 12 泥混凝土，垫层的容重为 25 3/kN m ， T 形翼缘板的容重为26 3/kN m 。 （ 7）设计依据 交通部颁：混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（ 62简称公预规； 交通部颁：公路桥涵设计通用规范（ 60简称桥规； 交通部颁：公路桥涵地基与基础设计规范（ 63称基 规。 （ 1）主梁宽度与主梁片数 主梁宽度通常应随梁高与跨径的增大而加宽为经济，同时加宽翼板对提高主梁截面效率指标很有效，故在许可条件下应适当加宽 T 梁翼板。本设计中，主梁宽度取为 2作缝， T 梁宽度为 208考虑人行道适当挑出，净 7+2 （ 2）主梁跨中截面主要尺寸拟定 由公预规 ，预制 T 形截面梁翼缘悬臂端的厚度不应小于 100设计取 100腹板相连处的翼缘厚度，不应小于梁高的 1/10,腹板宽度不应小于 140板的高度不应大于腹板宽度的 15 倍 ,本设计取腹板宽度为200度为 1340高为 1500使翼板与腹板连接和顺，在截面转角处设置圆角，以减小局部应力和便于脱模。 （ 3）横隔梁的设置 在荷载作用处的主梁弯距横向分布，当该处有内横隔梁时它比较均匀，否则直接在荷载作用下的主梁弯距很大。为减小对主梁设计起主要控制作用的跨中弯距，在跨中设置一道横隔梁；本设计在桥跨和两个四分点及梁端共设置五道横隔梁，其 9 间距为 的高度取用 度 按照以上拟定的外行尺寸，就可绘出结构尺 寸图（见图 构尺寸图（单位： 以纵向 1 米宽的板条进行计算如图 示。 10 图 接悬臂板计算图示（单位： 沥青混凝土面层：1g= 1= kN m 混凝土垫层：2g=5=kN m T 形翼缘板自重 ： 3g= 0 . 1 0 0 . 1 6 1 . 0 2 6 3 . 3 8 /2 k N m 合计： g=1g+2g+3g=kN m 每米宽板条的恒载内力： 弯距： 22011 7 . 6 4 0 . 9 5 3 . 4 522g l k N m 剪力：0 7 . 6 4 0 . 9 5 7 . 2 6g l k N 载产生的内力 按铰接板计算行车道板的有效宽度：（如图 示）。 由桥规得2a=b= 11 桥面铺装厚度为 18有： 1a=2a+ 2H=b=2b+2H=载对于悬臂板的有效分布宽度为 : a = 1a +d+20l =击系数 采用 1+ = 作用为每米宽板条上的弯矩为： 01(1 ) / 4 ( / 4 ) a l b 1 4 0 21 . 3 ( 0 . 9 5 0 . 9 6 / 4 )4 3 . 8 6 1 6 K N m a=38640 o = 1 9 0图 载有效分布宽度图示（ 作用于每米宽板条上的剪力为： 1 4 0 2( 1 ) 1 . 3 2 3 . 5 84 4 3 . 8 6Q K 承载能力极限状态内力组合： 1 . 2 1 . 4 1 . 2 3 . 4 5 1 . 4 1 6 . 7 4 2 7 . 5 8j A g A M K N m 1 . 2 1 . 4 1 . 2 7 . 2 6 1 . 4 2 3 . 5 8 4 1 . 7 2j A g A Q K N 12 度验算 （ 筋： 335 280 凝土：3 2 P a 2 . 6 5 , 2 2 . 4 , 1 . 8 3t k c d t P a f M P a f M P a ） 翼缘板的高度 ，由安全考虑，取 翼缘板 根部高度 ： h=160缘 板的宽度： b=1000设钢筋截面重心到截面受拉边缘距离5则0h=125 按公预规 规定：0 1 0()2d u c f b x h 61 . 0 2 7 . 5 8 1 0 1 . 0 2 2 . 4 1 0 0 0 ( 1 2 5 )2 解得： x= 验算0 0 . 5 5 1 2 5 6 8 . 7 5 ( ) 1 0 . 2 7 ( )h m m x m m 按公预规 规定：sd s f 2 2 . 4 1 0 0 0 1 0 . 2 7 / 2 8 0 8 2 2sA m m 查有关板宽 1m 内钢筋截面与间距表，考虑一层钢筋为 8 根由规范查得可供使用的有 12130（ 2870sA ， %2 9 4 01 0 0 0 8 7 0 m i n 然后按照构造布置 分布 钢筋。 按公预规 规定，矩形截面受弯构件的截面尺寸应符合下列要求，即： 330 , 00 . 5 1 1 0 0 . 5 1 1 0 5 0 1 0 0 0 1 2 5d c u kQ f b h 4 5 0 . 7 8 ( ) 4 1 . 7 2 ( ) Q k N 按公预规 规定： 330 2 00 . 5 1 0 0 . 5 1 0 1 . 0 1 . 8 3 1 0 0 0 1 2 5d t dQ f b h 1 1 4 . 3 7 5 ( ) 4 1 . 7 2 ( ) Q k N 故不需要进行斜截面抗剪承载力计算，仅按构造要求配置箍筋。 配 8300的箍筋。 根据公预规 ,板内应设置垂直于主钢筋的分布钢筋，直径不应小于 8距不应大于 200此板内用 8，间距为 170分布钢筋。 13 承载力验算： sd s f ( ) 2 8 0 0 . 0 0 0 8 2 2 / ( 2 2 . 4 1 . 0 ) 0 . 0 1 0 3 ( )s d s c dx f A f b m 0 1 0()2d u c f b x h 3 12 2 . 4 1 0 1 . 0 0 . 0 1 0 3 ( 0 . 1 2 5 0 . 0 1 0 3 )22 7 . 6 5k N m 2 7 . 5 8 2 7 . 6 5k N m M k N m 承载能力满足要求。 根据以上所述梁跨结构纵、横截面的布置，并通过活载作用下的梁桥荷载横向分布计算，可分别求得各个主 梁控制截面（一般取跨中、四分点和支点截面）的恒载和最大活载内力，然后再进行内力组合。 载产生的主梁内力 第一期恒载 主梁： ( 1 ) 2 6 0 . 2 0 1 . 5 0 ( 0 . 1 0 0 . 1 6 ) / 2 ( 2 . 1 0 0 . 2 0 ) 2 6 1 4 . 2 2/ k N m 横隔梁： 对于边主梁 ( 2 ) 1 . 3 0 ( 0 . 1 0 0 . 1 6 ) / 2 ( 2 . 1 0 0 . 2 0 ) / 2 0 . 1 5 5 2 6 / 1 9 . 5 0 1 . 1 1g /kN ( 2 ) 2 1 . 1 1 2 . 2 2 /g k N m 边主梁第一期恒载集度为：1 ( 1 ) ( 2 ) 1 4 . 2 2 1 . 1 1 1 5 . 3 3 /g g g k N m 中主梁第一期恒载集度为： 2 ( 1 ) ( 2 ) 1 4 . 2 2 2 . 2 2 1 6 . 4 4 /g g g k N m 第二期恒载 桥面铺装：3 0 . 0 6 7 2 1 ( 0 . 0 9 0 . 1 5 ) / 2 7 2 5 / 4 7 . 4 6 /g k N m 栏杆和人行道：4 28 4 /4g k N m 主梁的第二期恒载集度为：5 3 4 7 . 4 6 4 1 1 . 4 6 /g g g k N m 最终恒载 14 作用于边主梁的全部恒载集度 g 为：15 1 5 . 3 3 1 1 . 4 6 2 6 . 7 9g g g kN/m 作用于中主梁的全部恒载集度 g 为： 25 1 6 . 4 4 1 1 . 4 6 2 7 . 9 0g g g kN/m 永久作用效应 主梁弯距和剪力计算公式： ()2x l x； ( 2 )2x gQ l x。 边主梁恒载内力如下表 主梁恒载内力如下表 表 主梁永久作用效应 内力 界面位置 x 剪力 Q 弯矩 M x=0 2 6 1 Q 0M x=4 . 7 9 1 9 . 5 0( 1 9 . 5 0 2 )24Q 2 6 . 7 9 1 9 . 5 0 1 9 . 5 0( 1 9 . 5 0 )2 4 4M 9 5 5 kN m x=2 22 6 . 7 9 1 9 . 5 0 1 2 7 3 . 3 68M k N m 表 主梁永久 作用效应 内力 界面位置 x 剪力 Q 弯矩 M x=0 2 7 2 Q 0M x=4 . 9 0 1 9 . 5 0( 1 9 . 5 0 2 )24Q 2 7 . 0 1 9 . 5 0 1 9 . 5 0( 1 9 . 5 0 )2 4 4M 9 9 4 kN m x=2 22 7 . 9 0 1 9 . 5 0 1 3 2 6 . 1 28M k N m 载产生的主梁内力 (1) 支点截面的荷载横向分布系数0示，按杠杆原理法绘制荷载横向分布影响线进行布载， 1 号、 2 号梁可变作用的横向分布系数 可计算如下： 1 号主梁活载横向分布系数 15 公路 级： 0 . 9 2 9 0 . 0 7 1 0 . 522 人群荷载： 1 5o r 2 号主梁活载横向分布系数 公路 级： 1 . 0 0 0 0 . 1 4 3 0 . 5 7 222 人群荷载： 0or 图 点的横向分布系数0寸单位： （ a) 桥梁横截面；（ b) 1 号梁横向影响线；（ c) 2 号梁横向影响线 (2) 跨中的荷载横向分布系数知，此桥设有刚度强大的横隔梁，且承重结构的宽跨比为 1 9 . 5 02 . 3 2 24 2 . 1 0 故可按偏心压力法来计算横向分布系数步骤如下： 1） 求荷载横向分布影响线竖标 本桥各根主梁的横截面均相等，梁数 n=4，梁间距 4 2 2 2 2 21 2 3 41 ii a a a a a = 222 ( 2 . 1 0 1 . 0 5 ) 1 . 0 5 2 2 . 0 5 2m 16 则 1 号主梁在两个边主梁处的横向影响线的竖标值为： 2111 ( 2 . 1 0 1 . 0 5 ) 0 . 2 5 0 . 4 5 0 . 7 04 2 2 . 0 5 21414 4211 1 ( 2 . 1 0 1 . 0 5 ) 0 . 2 5 0 . 4 5 0 . 2 04 2 2 . 0 5a 2 号主梁在 两个边主梁处的横向影响线的竖标值为： 21 1 ( 2 . 1 0 1 . 0 5 ) 1 . 0 5 0 . 2 5 0 . 1 5 0 . 4 04 2 2 . 0 5 2424 4211 1 ( 2 . 1 0 1 . 0 5 ) 1 . 0 5 0 . 2 5 0 . 1 5 0 . 1 04 2 2 . 0 5a 2） 绘出荷载横向分布影响线 在最不利位置布载，如图 中人行道缘石至 1 号主梁轴线的距离 为： = 载横向分布系数计算图示（尺寸单位： a)桥梁横断面； b) 1 号主梁横向分布影响线； c) 2 号主梁横向分布影响线 17 荷载横向分布影响线的零点至 1 号梁位的距离为 x,可按比例关系求得： 3 2 . 1 00 . 7 0 0 0 . 2 0 0 ；解得 x=据此计算出对应各个荷载点的影响线竖标r,同理可以算得 2 号主梁横向分布影响线对应各个荷载点的影响线竖标r。 3） 计算荷载横向分布系数1 号梁的活载横向分布系数分别计算如下： 汽车荷载 12 q=12( 1q + 2q + 3q + 4q )= 1 ( 0 . 6 7 9 0 . 4 2 1 0 . 2 2 1 0 . 0 3 6 ) 0 . 6 4 32 人群荷载 r= 2 号梁的活载横向分布系数分别计算如下： 汽车荷载 12 q=12( 1q + 2q + 3q + 4q )= 1 ( 0 . 3 9 4 0 . 3 2 0 0 . 2 6 7 0 . 1 9 3 ) 0 . 5 8 72 人群荷载 r=得 1 、 2 号主梁的各种荷载横向分布系数后，就可得到各类荷载分布至该类梁的最大荷载值。 横向分布系数汇总如表 示。 表 载横向分布系数汇总 梁号 荷载位置 公路 人群荷载 边主梁 主梁 (3) 计算活载内力 在活载内力计算中，本设计对于横向分布系数的取值作如下考虑：计算主梁活载弯距时，均采用统一的横向分布系数于跨中和四分点剪力影响线的较大坐标位于桥跨中部，故也按不变化的支点截面活载剪力时， 18 由于主要荷载集中在支点附近而考虑支撑条件的影响，按横向分布系数沿桥跨的变化曲线取值，即从支点到 /4l 之间，横向分布系数用0余区段取 计算跨中截面最大弯距及相应荷载位置的剪力和最大剪力及相应荷载位置的弯距采用直接加载求活载内力，计算公式为： 对于汽车荷载： ( 1 ) ( )c k i k iS m q m P y 汽对于人群荷载：m q 人1） 均布荷载和内力影响线面积计算如表 示 表 布荷载和内力影响线面积计算 公路 I 级 均布荷载 ( / )kN m 人群 ( / )kN m 影响线面积 ( 2m 或 m) 影响线图示 /18l=m L L/4/11222l =m 3L /1 6L/ 1 3224l = /41 / 12 l =12） 公路 级集中荷载计算弯距效应时：3 6 0 0 . 7 5 1 8 0 0 . 7 51 8 0 0 . 7 5 ( 1 9 . 5 0 5 . 0 0 ) 1 7 8 . 5 05 0 5kP k N 计算剪力效应时： 1 . 2 1 7 8 . 5 0 2 1 4 . 2 0kP k N 3） 计算冲击系数 和车道拆减系数 按桥规第 规定，结构的冲击系数与结构的基频有关，因此先计类 型 截 面 19 算结构的基频，简支 T 梁桥的基频可采用下列公式估算： 10223 . 1 4 3 . 4 5 1 0 0 . 2 8 7 6 8 . 8 6 ( )2 2 1 9 . 5 0 2 1 5 3 . 1 其中： 30 . 8 1 2 4 2 6 1 02 1 5 3 . 1 ( / )9 . 8 1k g 根据本桥的基频，可计算出汽车荷载的冲击系数为： 0 . 1 7 6 7 l n 0 . 0 1 5 7 0 . 3 7 0f 根据桥规第 规定，当车道大于两车道时，由汽车荷载产生的效应需要进行拆减，本设计按两车道设计，所以不需要拆减，则 1 。 4） 计算 、1/4 (如表 示 ) 表 主梁 弯距和剪力计算表 截面 荷载 类型 ) kP( 1 y （ 2m 或 m） S(或 2 级 y=4l=群 2 级 群 4 级 y= 316l=群 4公路 级 群 20 表 主梁 弯距和剪力计算表 截面 荷载 类型 ( /kN m ) kP( 1 或 y （ 2m 或 m） S(或 2 级 y=4l=群 2 级 群 4 级 y=316l =群 4公路 级 群 ） 计算支点截面汽车荷载和人群荷载的最大剪力 1 号主梁横向分布影响线。 绘制荷载横向分布系数沿桥纵向的变化图形和支点剪力影响线如图 示。 _y =8 7 = 图 车荷载支点剪力计算图示（尺寸单位： m） (a)主梁纵断面图；（ b)车辆荷载作用下支点剪力的荷载横向分布系数沿跨长分布图；（ c)车辆集中荷载和均布荷载的布置；（ d)支点截面剪力影响线图 . 21 计算汽车荷载的支点剪力为： )(21)()1( _m a x, )= 示为人群荷载作用下支点剪力的分布图。变化区段附加三角形重心处的影响线坐标为： y 图 人群荷载支点剪力计算图 (a)人群荷载作用下支点剪力的荷载横向分布系数沿跨长分布图 不考虑冲击力的影响，则人群荷载支点剪力为： _m a x, )(21 = = 2 号主梁横向分布影响线。 绘制荷载横向分布系数沿桥纵向的变化图形和支点剪力影响线如图 示。 _y =8 7 =22 图 车荷载支点剪力计算图示（尺寸单位： m） (a)主梁纵断面图；（ b)车辆荷载作用下支点剪力的荷载横向分布系数沿跨长分布图；（ c)车辆集中荷载和均布荷载的布置；（ d)支点截面剪力 影响线图 . 计算汽车荷载的支点剪力为： )(21)()1( _m a x, )= 示为人群荷载作用下支点剪力的分布图。变化区段附加三角形重心处的影响线坐标为： y 23 图 群荷载 支点剪力计算图 (a) 人群荷载作用下支点剪力的荷载横向分布系数沿跨长分布图 不考虑冲击力的影响，则人群荷载支点剪力为： _m a x, )(21 = = 24 表 梁内力组合表 序号 荷载类型 梁号 跨中截面 四分点截面 支点 kN m kN m (1) 永久作用 2) 汽车荷载 3) 人群荷载 4) 标准组合 (1)+(2)+(3) 5) 短期组合 (1 ) 0 2 ) ( 3 ) 6) 极限组合 )+ )+) 以，由 3 1 9 5 . 0 4 , 6 5 5 . 6 6M k N m Q k N 控制设计。 面设计、强度验算 (1) 计算截面的确定 翼缘厚度 302 160100 翼缘的有效宽度为 按计算跨度 50031950030 25 按翼缘厚度 7 6 01 3 0122 0 012 从上述两个数值中取较小的值作为翼缘的有效宽度，因此 760 。 (2) 截面受力类型判别 s 1351 5 0 6 51 3 51 5 0 0h 0 ）（）（ 21 3 01 3 6 51 3 01 7 6 f0f kM d故为第一类 T 型截面； (3) 配筋计算 )211( 2000 = )36528 = 41 3 6 所需受力钢筋截面面积 = 2 8 0 6 =8550选用 8 40， 实际配置钢筋面积 210053 。 配筋率为：m i n% s 此时： 验算截面抗弯承载力： 30 0 . 0 7 1 42 2 . 4 1 0 1 . 7 6 0 0 . 0 7 1 4 ( 1 . 3 6 5 )2 3 7 4 1 . 8 1 ( ) 3 1 9 5 . 0 4 ( ) m M k N m ，满足要求。 （ 3）主梁剪力配筋 26 按公预规 0 条规定抗剪承载力验算要求： 330 , 00 . 5 1 1 0 0 . 5 1 1 0 5 0 2 0 0 1 3 6 5 9 8 4 . 5 0 ( )d c u kQ f b h k N 0 2 00 . 5 0 1 0 0 . 5 1 0 1 . 8 3 2 0 0 1 3 6 5 2 4 9 . 8 0 ( )d t dQ f b h k N 计算剪力效应0 6 5 5 dQ ，介于两者之间，主梁需要配置抗剪力钢筋。拟全部采用箍筋来承受剪力，选取箍筋为双肢 10， 。按 公预规 规定，箍筋间距 2 2 6 21 3 , 0200 . 2 1 0 ( 2 0 . 6 )()c u k s v s f A f b 2 6 221 . 1 0 . 2 1 0 ( 2 0 . 6 3 . 6 7 ) 5 0 1 5 7 2 1 0 2 0 0 1 3 6 56 5 5 . 6 6 2 0 5 ( ) 式中： p 取 4则： % 6 i n 即：配 10140 的箍筋，满足规范规定的要求。支点处按构造要求进行加密 ，具体布置见主梁钢筋图。 (1) 确定作用在中横隔梁上的计算荷载：对于跨中横隔梁的最不利荷载如图 示。 图 中横隔梁的受载图示 27 纵向一列轮重对中横隔梁的计算荷载为： 汽车荷载 1 1 1( ) ( 1 0 . 5 4 . 8 7 5 2 1 8 0 . 0 1 . 0 )2 2 2o q k kP q P y 计算剪力时： 1 1 1( ) ( 1 0 . 5 4 . 8 7 5 2 1 . 2 1 8 0 . 0 1 . 0 ) 1 2 6 . 3 02 2 2o q k kP q P y k N (2) 绘制中横隔 梁的内力影响线 在上面已经算得 1 号梁的横向影响线竖坐标值为： 2 0 0 411 同理可知 2 号梁 422121 绘制弯矩影响线：对于 2 号主梁和 3 号主梁之间截面的弯矩 23M 影响线可计算如下： P=1 作用在 1 号梁轴上时： ( 2 3 ) 1 1 1 2 11 . 5 0 . 5 1 1 . 5M d d d 0 . 7 0 0 1 . 5 2 . 1 0 . 4 0 0 . 5 2 . 1 1 1 . 5 2 . 1 0 . 5 2 5 P=1 作用在 2 号梁轴上时： ( 2 3 ) 2 1 2 2 21 . 5 0 . 5 1 0 . 5M d d d 0 . 4 1 . 5 2 . 1 0 . 3 1 4 0 . 5 2 . 1 1 0 . 5 2 . 1 0 . 5 4 0 P=1 作用在 4 号梁轴上时： ( 2 3 ) 4 1 4 2 41 . 5 0 . 5M 0 . 2 0 0 1 . 5 2 . 1 0 . 1 0 0 0 . 5 2 . 1 0 . 5 2 5 28 图 横隔梁内力计算（尺寸单位： 此三个竖标值和已知影响线折点位置（即所计算截面的位置），绘出23M影响线如图 示。 绘制剪力影响线：对于 1 号主梁处截面的1 P=1 作用在计算截面以右时： 1右（就是 1 号主梁荷载横向影响线） P=1 作用在计算截面以左时： 1R 1 即11右 1 绘成的1示。 （ 3） 截面内力计算 将所求得的计算荷载于汽 29 车荷载并计入冲击影响力 (1 ) ，则得到如下结果： 公路I 级 弯距23M23M= (1 ) =1 . 3 7 1 1 0 8 . 4 5 ( 1 . 0 7 2 0 . 1 6 0 ) 1 8 3 . 0 5 k N m 剪力1(1 ) 1 . 3 7 1 1 2 6 . 3 0 ( 0 . 6 7 9 0 . 4