一级公路小箱梁毕业设计.doc

内蒙古科技大学毕业设计说明书 i 摘要摘要 桥梁位于包头市固阳县金山镇至达茂旗百灵庙镇一级公路 k5+098 处，二 相公村附近。河道与路线正交，河床稳定，滩槽分明，河道顺直，洪水期无漂 流物个泥石流，泄洪顺畅；本桥平面线形为直线，与流水方向正交；桥面横坡 1.5%。 根据所给资料拟定了三个桥型方案，方案一预应力混凝土连续小箱梁桥， 方案二采用预应力混凝土连续 t 形梁桥，方案三是预应力混凝土简支 t 形梁桥。 通过方案比选，最终选择方案一：预应力混凝土连续小箱梁桥为推荐方案， 该方案采用等跨常截面连续梁桥，由四片主梁构成，孔径布置为：650m,桥梁 全长 300m。主梁内力计算采用程序与手算结合，以相互校核。最终使用的是程 序计算的结果。内力组合完成以后，进行预应力筋得估算与配置。预应力钢束 按照均匀、分散且考虑锚具尺寸的原则布置在上、下板以及腹板内。完成五种 预应力损失计算完后，进行预应力损失组合及有效预应力计算，在截面强度计 算与验算以及正常使用极限状态验算时只取了特殊截面进行计算，最后进行了 桥墩及基础的设计、配筋和验算。 桥梁下部结构采用双柱式墩，基础采用桩基。本设计仅对一个桥墩进行了 配筋及强度验算。 在设计过程中，计算机的应用使一些计算过程更加简便，同时提高了对桥 梁大师、桥梁博士等软件的熟练程度。 关键词：关键词：预应力；上部结构；下部结构；连续梁桥；内力；内力组合； 截面强度； 刚性扩大基础。 内蒙古科技大学毕业设计说明书 ii abstract the bridge is located in the town of baotou city, jinshan county to damaoqi solid bailingmiao k5 +098 at the town highway, the second near the village of messire.orthogonal channel with the line, the river bed stability, beach slot clear, straight river, a flood of non-drifting objects flow, flood and smooth; a straight horizontal alignment of the bridge, and the flow direction orthogonal; deck cross slope of 1.5%. according to the data developed by the three bridge program, the program of a small continuous prestressed concrete box girder bridge, prestressed concrete continuous program of two t-shaped girder bridge, option iii is simply supported prestressed concrete t-beam bridge. through the program selection, the final choice program: small continuous prestressed concrete box beam bridge to the recommended program, which often uses such as cross-section of bridge, constituted by the four main beam, the aperture arrangement is: 6 50m, the whole bridge length 300m. main beam internal forces calculated using the program combined with the hand count to check each other. using a program to calculate the final results. combination of internal forces is complete, the tendon was estimated and configuration. prestressed steel beam in accordance with the uniform, scattered and arranged to consider the principles of anchorage in the size of the upper and lower plate and the web. after completion of five prestress loss calculation, the composition and the effective prestress prestress loss calculation, calculation and checking the section strength and the limit state checking a special section just take the time to calculate, finally, a pier and foundation design , reinforcement and checking. key word : prestressed; superstructure; substructure; continuous beam bridge; internal force; internal force combination; section strength; rigid expanded basis 内蒙古科技大学毕业设计说明书 iii 内蒙古科技大学毕业设计说明书 iii 目录目录 摘要.i abstract ii 第一章 桥梁结构方案评选1 1.1 设计资料 1 1.1.1 梁名桥称1 1.1.2 基本资料1 1.1.3 设计标准1 1.2 方案拟定 2 1.2.1 第一方案：预应力混泥土连续箱梁2 1.2.2 第二方案：预应力混泥土连续 t 梁 .2 1.2.3 第三方案：预应力混泥土简支 t 梁 3 1.3 方案比较3 1.4 方案选择3 第二章 推荐方案简介及结构尺寸拟定4 2.1 推荐方案简介 4 2.1.1 总跨径4 2.1.2 桥梁分孔4 2.1.3 桥梁的标高4 2.2 结构尺寸拟定 4 2.2.1 箱梁截面尺寸拟定4 2.2.2 横隔梁尺寸拟定.5 2.2.3 盖梁、墩柱、钻孔桩尺寸拟定.5 2.2.4 桥梁主要材料选用.6 第三章 桥面板计算6 3.1 行车道板设计6 3.1.1 恒载内力6 3.1.2 活载内力7 内蒙古科技大学毕业设计说明书 iv 3.1.3 内力组合9 3.2.外边梁悬臂板内力计算 9 3.2.1 恒载内力9 3.2.2.活载内力10 3.2.3 内力组合10 3.3 配筋设计11 3.3.1 支点处配筋.11 3.3.2 跨中配筋.11 3.3.3 悬臂板配筋.12 第四章 主梁内力计算13 4.1 主梁单元划分 .13 4.2 主梁截面几何特性计算14 4.2.1 中梁几何特性计算.14 4.2.2 其它截面的截面特性计算15 4.3.恒载内力计算 16 4.3.1 外边梁恒载集度.16 4.3.2 中梁恒载集度.16 4.3.3 弯矩计算17 4.3.4 剪力计算.18 4.3.5 其它截面恒载内力计算18 4.4 活载内力计算 .18 4.4.1 冲击系数计算18 4.4.2 车道折减系数.19 4.5 计算主梁荷载分布系数 19 4.5.1 边跨荷载横向分布系数计算19 4.5.2.第二跨荷载横向分布系数m计算22 4.5.3.第三跨荷载横向分布系数m计算25 4.6 活载内力计算27 4.6.1 汽车弯矩.27 4.6.2 汽车剪力.28 内蒙古科技大学毕业设计说明书 v 4.7 其它因素引起的次内力计算 29 4.8 内力组合 30 4.8.1 基本组合.30 4.8.2 短期效应组合.30 4.8.3 长期效应组合.31 4.8.4 其它截面的内力组合.31 第五章 预应力钢束的估算与布置.36 5.1 力筋估算36 5.3 横截面布置.40 5.4 立面布置与平面布置.41 第六章 预应力损失及有效预应力计算42 6.1 计算内容 42 6.2 预应力筋与管道壁间摩擦损失 42 6.2.1 控制应力与有关参数确定42 6.2.2 各截面的平均值.42 6.3 锚具变形、钢束回缩、接缝压缩引起的预应力损失 2s 计算43 6.3.1 计算公式43 6.3.2.计算结果见表43 6.4 混凝土的弹性压缩引起的应力损失 43 6.4.1 计算方法43 6.4.2 计算结果44 6.5 预应力钢筋由钢筋松弛引起的预应力松弛损失44 6.5.1 计算方法.45 6.5.2 计算结果.45 6.6 混凝土徐变收缩损失 6s 的计算 45 6.6.1 计算方法 .45 6.6.2 混凝土收缩系数与徐变系数的计算47 6.6.3 混凝土徐变收缩损失.48 6.6.4 预应力损失组合及有效预应力.48 内蒙古科技大学毕业设计说明书 vi 6.7 预加力产生的次内力50 6.7.1 计算方法.50 6.7.2 计算结果.50 6.8 考虑预应力次效应后的内力组合二 .51 第七章 主梁截面强度计算与验算.53 7.1 计算方法53 7.2 正截面强度验算.54 7.3 正常使用极限状态应力验算 54 7.3.1 短期效益下的验算.55 7.3.2 长期效益下的验算.56 第八章 盖梁计算.58 8.1 上部结构恒载计算 .58 8.1.1 盖梁自重计算58 8.1.2 恒载内力计算59 8.2 活载计算 59 8.2.1 活载横向分布系数计算59 8.2.2 按顺桥向活载移动情况求支座反力的最大值62 8.2.3 各板恒载、活载内力组合64 8.3 盖梁内力计算 64 8.3.1 各截面弯矩计算64 8.3.2 盖梁内力汇总65 8.4 截面配筋设计与承载力校核65 8.4.1 正截面承载力计算65 8.4.2 斜截面承载力计算67 8.5 盖梁裂缝宽度验算68 第九章 桥墩墩柱设计70 9.1 荷载计算 .70 9.1.1 恒载计算70 9.1.2 汽车荷载计算71 9.1.3 双柱反力横向分布计算71 内蒙古科技大学毕业设计说明书 vii 9.1.4 荷载组合72 9.2 截面配筋计算及应力验算 72 9.2.1 作用于墩柱顶的外力72 9.2.2 作用于墩柱底的外力73 9.2.3 截面配筋计算73 第十章 钻孔灌注桩计算75 10.1 钻孔桩计算 75 10.1.1 荷载计算.75 10.1.2 桩长计算77 10.1.3 桩的内力计算（m 法）.78 10.1.4 桩身截面配筋与承载力验算80 10.2 墩顶纵向水平位移验算.81 致谢83 参考文献84 外文翻译85 内蒙古科技大学毕业设计说明书 viii 内蒙古科技大学毕业设计说明书 1 第一章第一章 桥梁结构方案评选桥梁结构方案评选 1.设计资料设计资料 1.1.1 梁名桥称梁名桥称:包头市固阳县金山镇至达茂旗百灵庙镇一级公路,二相公大桥。 1.1.2 基本资料基本资料 拟建桥梁位于包头市固阳县金山镇至达茂旗百灵庙镇一级公路 k5+098 处， 二相公村附近。河道与路线正交，河床稳定，滩槽分明，河道顺直，洪水期无 漂流物个泥石流，泄洪顺畅；本桥平面线形为直线，与流水方向正交；桥址断 面见附表，桥面横坡采用 1.5%。 1.1.3 设计标准设计标准 1、公路等级：级。 2、桥面净空：采用分离式断面 半幅：0.5m 钢筋混凝土的防撞护栏+净 11.0m+0.8m 波形钢 板防护栏;左侧边缘距路线中心线 0.4m。 3、设计荷载：汽车荷载：公路级。 4、设计洪水频率：1/100。 5、通航要求：无。 6、地震烈度：7 度。 附表 桩号地面高程 设计 高程 桩号地面高程 设计 高程 k15+8401443.961k16+0801439.546 k15+8601443.966k16+1001439.497 k15+8801443.9k16+1401439.881 k15+9001443.713k16+1601439.941 k15+9171443.518k16+1801440.16 k15+9221442.379k16+2001440.348 k15+940 起点 1442.391445.88 k16+240 终点 1440.4381444.23 k15+9451441.365k16+2601440.744 k15+9541440.756k16+2801440.708 k15+9601438.902k16+3201440.746 内蒙古科技大学毕业设计说明书 2 k15+9801439.198k16+3401440.653 k16+0001439.166 k16+0201439.262 k16+0401439.592 k16+0601439.74 1.2 方案拟定方案拟定 根据设计资料，做了预应力混泥土连续箱梁、预应力混泥土连续 t 梁、预 应力混泥土简支 t 梁三个方案进行比较。 1.2.1 第一方案：预应力混泥土连续箱梁第一方案：预应力混泥土连续箱梁 桥型布置如图 1.1 1）.孔径布置：米，全长为 300 米。6 50 2）.上部结构 主梁采用箱型截面，梁高 2 米，翼缘板和顶板厚为 0.25 米，腹板和底板也 为 0.25 米，到支座处，腹板和底板加厚到 0.35 米。 3）.下部结构 两端桥台为柱式台，基础为桩基，桥墩为双柱式桥墩，基础采用桩基础。 4）.施工方法：简支转连续 图 1.1 方案一：等截面连续箱梁桥 1.2.2 第二方案：预应力混泥土连续第二方案：预应力混泥土连续 t 梁梁 桥型布置如图 1.2 1）.孔径布置：米，全长 300 米。10 30 2）.上部结构 主梁采用 t 型横断面，主梁高为 2.5 米，翼缘板厚为 0.16 米，翼缘板根部 厚为 0.25 米，马蹄宽 0.4 米，高为 0.38 米。 3）.下部结构 两端桥台为柱式台，基础为桩基，桥墩为双柱式桥墩，基础采用桩基础。 4）.施工方法：简支转连续 内蒙古科技大学毕业设计说明书 3 图 1.2 方案二：等截面连续 t 梁 1.2.3 第三方案：预应力混泥土简支第三方案：预应力混泥土简支 t 梁梁 桥型布置如图 1.3 1）.孔径布置：米，全长 300 米。10 30 2）.上部结构 主梁采用 t 型横断面，主梁高为 2.5 米，翼缘板厚为 0.16 米，翼缘板根部 厚为 0.25 米，马蹄宽 0.4 米，高为 0.38 米。 3）.下部结构 两端桥台为柱式台，基础为桩基，桥墩为双柱式桥墩，基础采用桩基础。 4）. 施工方法：采用整体现浇。 图 1.3 第三方案：预应力混泥土简支 t 梁 1.3 方案比较方案比较 从结构形式看：三个方案都属于梁桥。 从截面形式看：分为 t 形截面和箱型截面，t 形截面的优点是，制作简单， 梁肋内的配筋可以做成刚性的钢筋骨架，各主梁之间利用多到横隔梁连接，整 体性好，其缺点是，截面形状不稳定，运输和安装时较复杂，构件正好在桥面 板的跨中接头，对板的受力不好；箱型截面的优点是具有良好的受力性能，箱 型截面中偏载所产生的纵向应力与对称荷载所产生的纵向应力两者数值比较接 近。也就是说箱型截面具有很大的抗扭刚度，结构能充分发挥整体受力作用。 从结构体系看：第三方案梁桥属于简支体系，第一、二方案属于连续体系， 连续体系梁桥比简支体系梁桥的受力更加均匀。 从施工方法看，简支梁桥采用满堂支架就地浇注，连续梁桥采用简支转连 续。 从经济角度看，由于第一方案的跨径是少，而二、三方案跨径多，因此二、 三方案的下部结构材料用量要多于第一 内蒙古科技大学毕业设计说明书 4 方案，造价也随之增加，第一方案的跨径大于二、三方案，上部造价多于二、 三方案，但综合考虑到三个方案的总造价，第一方案要少于其它梁方案。 1.4 方案选择方案选择 总体来说，三个方案都是可行的，都满足安全、使用、美观的要求，从设 计、施工难度以及经济角度考虑，推荐方案一：预应力连续小箱梁。 第二章第二章 推荐方案简介及结构尺寸拟定推荐方案简介及结构尺寸拟定 2.1 推荐方案简介推荐方案简介 本设计经评选后采用六跨预应力连续小箱梁，全长 300m。桥下泄洪顺畅以 及无通航要求，将单跨跨径拟定为 50m，设三个车道，采用四片箱梁，每片箱 梁宽为 3.075m，桥面总宽为 12.3m，净宽为 11m。 2.1.1 总跨径总跨径 一般跨河桥梁，总跨径可参照水文资料来定，要求必须保证桥下有足够的 排洪面积，使河流河流遭受过大的冲刷，另一方面，根据河床土壤的性质和基 础的埋置深度，视河床的冲刷程度，适当缩短桥梁的总长度，以节约总投资， 根据以上原则，本桥根据设计要求拟定为 300m。 2.1.2 桥梁分孔桥梁分孔 桥梁的分孔主要取决于经济分孔和施工的设备条件，跨径越大，分孔越少， 施工越难，上部结构的造价就越高，墩台的数量越少，下部结构造价相对较低， 反之，上部结构的造价就越低，而下部结构的造价就会增加，这与桥墩的高度 以及基础工程的难易程度有关，最经济的分孔是使上、下部结构的总造价趋于 最低， ，综合以上因素，本设计分六孔，每孔均为 50 米。 2.1.3 桥梁的标高桥梁的标高 跨河桥梁，其标高应满足排洪和通航要求，但本设计不考虑排洪和通航， 且桥梁的起、终点设计高程已给定，起点高程 1445.88 米，终点高程 1444.23 米。 2.2 结构尺寸拟定结构尺寸拟定 2.2.1 箱梁截面尺寸拟定（如图箱梁截面尺寸拟定（如图 2.1） 内蒙古科技大学毕业设计说明书 5 图 2.1 主梁截面尺寸（单位：cm） 梁高定为 2 米，高跨比为 1/25, 梁高与跨径之比在 1/151/25 之间，满足要 求，翼缘板端部取 0.25 米，底板、腹板均取为 0.25 米，到支座处，腹板和底板 均加厚到 0.35 米，过度段为线性变化。 2.2.2 横隔梁尺寸拟定横隔梁尺寸拟定 为提高主梁的抗扭刚度，在主梁之间每隔 6.25 米设一道厚为 20 厘米的横 隔梁。见图 2.2 所示。 图 2.2 横隔梁布设示意图（单位：cm） 2.2.3 盖梁、墩柱、钻孔桩尺寸拟定盖梁、墩柱、钻孔桩尺寸拟定 盖梁高为 1.6 米，长为 11.6 米，宽为 1.2 米；墩柱直径为 1.2 米；钻孔桩 直径为 1.4 米。具体尺寸见图 2.4 所示。 内蒙古科技大学毕业设计说明书 6 图 2.4 下部结构尺寸（单位：cm） 2.2.4 桥梁主要材料选用桥梁主要材料选用 混泥土：预应力混泥土主梁采用 50 号混泥土，墩柱和灌注桩采用 30 号混 泥土；预应力钢绞线：采用低松弛高强钢绞线，直径为 15.24mm，截面积为 140，标准强度，弹性模量；预应力管道：采 2 m m1860 a m p b y r 5 1.95 10 a m p y e 用钢波纹圆扁管成型；支座：采用板式橡胶支座。 第三章第三章 桥面板计算桥面板计算 3.1 行车道板设计行车道板设计 桥面铺装采用 c40 防水混泥土，平均厚度为 8，容重为 25；面cm 3 kn m 层为 9后的沥青混泥土，容重为 25。cm 3 kn m 3.1.1 恒载内力恒载内力 取纵向 1 米宽板条进行计算 每延米板上的永久作用 沥青混泥土面层： 1 0.09 1 252.25kn mg c40 混泥土面层： 2 0.08 1 262.08kn mg 将承托面积平摊到桥面板： 3 0.1 0.3 2 260.891kn m 1.75 g 箱梁翼缘板自重： 4 0.25 26 16.5kn mg 4 1 11.721kn m i i gg 22 11 11.721 1.754.487kn m 88 og mgl 内蒙古科技大学毕业设计说明书 7 2 11 11.721 1.52.198kn 88 og vgl 3.1.2 活载内力活载内力 1.有效分布宽度计算 2 0.2a 2 0.6b 12 20.22 0.170.54maah 12 20.62 0.170.94mbbh 1 1.7522 1.75 0.541.121.17m 3333 ll aa 不发生重叠 所以取 冲击系数1.17ma 0.3 2.活载弯矩计算 1 1400.94 (1)()1.3(1.75)24.889 828 1.172 kn m op bp ml a 3.活载剪力计算 净跨径 0 1.5ml 内蒙古科技大学毕业设计说明书 8 图 3.1 板荷载分布 00 1 21.52 1.5 0.541.041 3333 m ll aa 不发生重叠 取1.04am 不发生重叠 0 1 1.5 0.540.280.820.5 33 m l aat 取 0.82ma 1.040.82 0.11 22 m aa 1 140 67.31 22 1.04 p a a 内蒙古科技大学毕业设计说明书 9 1 0 1 0 0.94 1.5 22 0.687 1.5 b l y l 22 2 140 ()(1.040.82)0.99 88 1.04 0.82 p aaa aa 0 2 0 11 1.50.11 323 0.976 1.5 aa l y l 1122 (1)()1.3 (67.31 0.6870.99 0.976)61.37kn op va ya y 3.1.3 内力组合内力组合 （1）.承载能力极限状态内力组合 1.0 (1.2 4.487 1.4 24.887)40.23kn m oud m 1.0 (1.2 2.198 1.4 61.37)88.56kn oud v 由于，即主梁抗扭能力大者 1 0.281.72 4 t h 跨中弯矩： 0.50.5 40.2320.12kn m oud mm 、 支点弯矩：0.70.7 40.2328.16kn m oud mm 、 （2）.正常使用极限状态内力组合 短期效应组合： 24.889 17.889 1.3 =4. 487+0. 7=kn mm 61.37 2.1980.735.24 1.3 knv 长期效益组合： 24.889 4.4870.412.15 1.3 kn mm 61.37 2.1980.421.08 1.3 knv 3.2.外边梁悬臂板内力计算外边梁悬臂板内力计算 3.2.1 恒载内力恒载内力 取纵向 1 米宽板条进行计算 每延米板上的永久作用 沥青混泥土面层： 1 0.09 1 252.25kn mg 内蒙古科技大学毕业设计说明书 10 c40 混泥土面层： 2 0.08 1 262.08kn mg 将承托面积平摊到桥面板： 3 0.1 0.3 261.04 0.75 kn mg 箱梁翼缘板自重： 4 0.25 26 16.5kn mg 0.5钢筋混泥土防撞墙自重：m0.5 0.6 1 2610.8kng 图 3.2 外边梁 22 110.5 (2.252.08) 0.25(6.5 1.04) 0.75 10.8 (0.75) 222 og m 7.66kn m 10.8(2.252.08) 0.25(1.046.5) 0.7517.4kn og v 3.2.2.活载内力活载内力 12 20.54aah 12 0.77bbh 10 20.54 1.42 0.753.44aadl 22 1 2 140 (1)1.3(0.750.5)8.59 44 3.44 0.77 kn m p p mb ab 1 2 140 (0.750.5) (1)1.317.18 22 3.44 0.77 kn p pb v ab 3.2.3 内力组合内力组合 （1）承载能力极限状态内力组合 1.0 (1.2 7.66 1.4 8.59)21.22kn m ud m 内蒙古科技大学毕业设计说明书 11 1.0 (1.2 17.54 1.4 17.18)45.1kn ud v （2）正常使用极限状态内力组合 短期效益 0.7 8.59 7.6612.29 1.3 kn m sd m 0.7 17.18 17.5426.79 1.3 kn sd v 期效益 0.4 8.59 7.6610.31 1.3 kn m sd m 0.4 17.18 17.5422.83 1.3 kn sd v 3.3 配筋设计配筋设计 取 1m 宽板带进行配筋计算 3.3.1 支点处配筋支点处配筋 选用 c50 混凝土、hrb335 钢筋 查表得： 22.4 a m p cd f1.83 a m p td f280 a m p sd f0.53 b 保护层取 30mm，则有效高度， 0 35030320m mh 28.16kn m d m 6 2 28.16 10 0.012 1.0 22.4 1000 320 s 11 2 0.0120.0120.53 b 12 0.012 0.578 2 s 6 28.16 10 543.75 280 0.578 320 2 m m s a 选用hrb335 按一排布置14 101099 2 m m s a 满足要求 max min 1099 0.34%0.450.2%0.29% 1000 320 td sd f f 、 3.3.2 跨中配筋跨中配筋 单向板 保护层取 30mm，有效高度 0 25030220m mh 20.12kn m d m 6 2 20.12 10 0.0186 1.0 22.4 1000 220 s 内蒙古科技大学毕业设计说明书 12 11 2 0.01860.01860.53 b 12 0.0186 0.596 2 s 6 20.12 10 548.03 280 0.596 220 2 m m s a 选用hrb335 按一排布置10 10785 2 m m s a 满足要求 max min 785 0.35%0.450.2%0.29% 1000 220 td sd f f 、 3.3.3 悬臂板配筋悬臂板配筋 保护层取 30mm，有效高度 0 25030220m mh 6 2 21.22 10 0.0196 1.0 22.4 1000 220 s 11 2 0.01960.01980.53 b 12 0.0198 0.599 2 s 6 21.22 10 575.09 280 0.599 220 2 m m s a 选用hrb335 按一排布置10 10785 2 m m s a 满足要求 max min 785 0.35%0.450.2%0.29% 1000 220 td sd f f 、 内蒙古科技大学毕业设计说明书 13 第四章第四章 主梁内力计算主梁内力计算 4.14.1 主梁单元划分主梁单元划分 本设计采用专用平面干系有限元程序进行结构设计分析。全桥单元划分时， 应综合考虑结构在施工过程及正常使用阶段控制设计的界面位置，使控制界面 位于单元节点处。本设计为简支转连续梁桥，结合施工、使用中结构的受力特 性及预应力筋束布置，将全桥划分为 251 个单元、252 个节点。 图 4.1 单元划分示意（单位 cm） 由于全桥单元划分是对称的，在这里只给出了半桥单元划分的节点表 表 4.1 单元节点划分表 节点号 1 2（支座） 34567 x 坐标 （m） 00.40.62.556.257.5 节点号 8910 11（1/4 截面） 121314 x 坐标 （m） 8.751011.2512.513.751516.25 节点号 151617181920 21（跨中） x 坐标 （m） 17.518.752021.2522.523.7525 节点号 22232425262728 x 坐标 （m） 26.2527.528.753031.2532.533.75 节点号 29303132333435 x 坐标 （m） 3536.25 37.5（3/ 4 截面） 38.754041.2542.5 节点号 363738394041 42（支座） x 坐标 （m） 43.754546.2547.548.7549.650 节点号 43444546474849 x 坐标 （m） 50.451.2552.553.755556.2557.5 节点号 50515253545556 内蒙古科技大学毕业设计说明书 14 x 坐标 （m） 58.756061.25 62.5（1/ 4 截面） 63.756566.25 节点号 575859606162 63（跨中） x 坐标 （m） 67.568.757071.2572.573.7575 节点号 646566676686970 x 坐标 （m） 76.2577.578.758081.2582.583.75 节点号 71727374757677 x 坐标 （m） 8586.25 87.5（3/ 4 截面） 88.759091.2592.5 节点号 787980818283 84（支座） x 坐标 （m） 93.759596.2597.598.7599.6100 节点号 85868788869091 x 坐标 （m） 100.4101.25102.5103.75105106.25107.5 节点号 929394 95（1/4 截面） 969798 x 坐标 （m） 108.75110111.25112.5113.75115116.25 节点号 99100101102103104 105（跨中） x 坐标 （m） 117.5118.75120121.25122.5123.75125 节点号 106107108109110111112 x 坐标 （m） 126.25127.5128.75130131.25132.5133.75 节点号 113114 115（3/4 截面） 116117118119 x 坐标 （m） 135136.25137.5138.75140141.25142.5 节点号 120121122123124125126 x 坐标 （m） 143.75145146.25147.5148.75149.6 150（支座） 4.2 主梁截面几何特性计算主梁截面几何特性计算 4.2.1 中梁几何特性计算中梁几何特性计算 内蒙古科技大学毕业设计说明书 15 图 4.2 主梁截面尺寸（cm） 1.面积计算 顶板面积： 1 307.5 257687.5 2 cma 上承托面积： 2 10 30 0.5 4600 2 cma 腹板面积： 3 2 25 1507500 2 cma 下承托面积： 4 10 10 0.5 2100 2 cma 底板面积： 5 25 157.53937.5 2 cma 5 7687.56007500 1003937.519825 2 cm i a 2.截面形心到底边的距离 10200252510 7687.5(200 12.5)600(20025)7750(25) 100(25)3937.5 12.5 323 19825 y 118.3586cm 3.自身惯性矩 顶板： 33 1 307.5 25 400390.629 1212 4 cm bh i 上承托： 3 2 30 10 43333.3333 36 4 cmi 腹板： 3 3 25 150 214062500 12 4 cmi 下承托： 3 4 10 10 21666.6667 12 4 cmi 内蒙古科技大学毕业设计说明书 16 底板： 3 5 157.5 25 202078.125 12 4 cmi 4.各分块对截面形心惯性矩的计算 顶板： 2 1 400390.6297687.5 (81.6414 12.5)37150739.560 4 cmi 上承托： 2 2 10 3333.3333600(81.641425)1708385.449 3 4 cmi 腹板： 2 3 140625007500 (81.64142575)16590286.450 4 cmi 下承托： 2 4 10 1666.6667 100 (118.358625)812122.1307 3 4 mic 底板： 2 5 205078.1253937.5 (118.3586 12.5)44328873.2 4 cmi 5 1 100590406.8 4 cm i i i 5.检验截面效率指标 100590406.8 42.8690 19825 118.3586 cm s k 100590406.8 62.1488 19825 81.6414 cm x k 表明以上初拟的主梁截面尺寸合理 62.148842.8690 0.530.5 200 4.2.2 其它截面的截面特性计算其它截面的截面特性计算 表 4.2 毛截面特性计算结果 截面位置 截面积（） 2 m截面惯矩（） 4 m 中性轴至梁底距离（）m 跨中 1.7580.8831.095 预制中梁 支点 2.1450.9921.05 跨中 1.7580.8831.095 预制边梁 支点 2.1450.9921.05 跨中 1.9831.0061.184 成桥后中梁 支点 2.371.1321.128 跨中 1.9831.0061.184 成桥后边梁 支点 2.371.1321.128 4.3.4.3.恒载内力计算恒载内力计算 4.3.14.3.1 外边梁恒载集度外边梁恒载集度 1.第一期恒载：（跨中截面） 内蒙古科技大学毕业设计说明书 17 1）主梁自重 =1.9825 26=51.545 1 gkn m 2）梁端腹板、底板加宽所增加的重力这算的恒载集度 =0.4768 2 g 2 (3.25 0.1 1 0.50.1 3.25 0.5 0.5 1.575) 26 50 kn m 3）横隔梁 0.4 (20.30.25) 1.50.1 0.4 0.5 4111.644 3 mv 3 11.644 26 1.01 300 kn mg 3 1 1 53.03kn m i i gg 2.第二期恒载 1）防撞墙： 0.3 267.8kn m 2）铺装层：0.17 24 1144.88kn m 2 1 (7.844.88)13.17 4 kn mg 53.031 13.1766.201kn mg 4.3.24.3.2 中梁恒载集度中梁恒载集度 1.第一期恒载：（跨中截面） 1）主梁自重 =1.9825 26=51.545 1 gkn m 2）梁端腹板、底板加宽所增加的重力这算的恒载集度 =0.4768 2 g 2 (3.25 0.1 1 0.50.1 3.25 0.5 0.5 1.575) 26 50 kn m 3）横隔梁 0.4 (20.30.25) 1.50.1 0.4 4123.288 3 mv 3 23.288 26 2.018 300 kn mg 3 1 1 53.03kn m i i gg 2.第二期恒载 1）防撞墙：0.3 267.8kn m 内蒙古科技大学毕业设计说明书 18 2）铺装层：0.17 24 1144.88kn m 2 1 (7.844.88)13.17 4 kn mg 54.04 13.1767.21g kn m 4.3.34.3.3 弯矩计算弯矩计算 66.21kn mq 图 4.3 计算模型（单位：cm） 3bcmi4bami2abmi 0m 11 437kiii 2 66.21 50 13793.75 12 kn m ff abba mm 22 3 2 110.4 66.21 49.666.21 0.420366.20 8282 kn m f bc l mglgl 1 13793.7520 366.176572.45kn m p f 1 1 11 6572.451 938.92 7 p f kii 1 1 3938.92320366.2017549.43kn m f bcbc mimi i 1 1 44 938.9213793.7517549.43kn m f baba mimi i 1 1 22 938.9213793.7511915.91kn m f abcb mimi i 4.3.44.3.4 剪力计算剪力计算 0 b m 2 1 17549.4349.65.3066.21 49.60 2 cb q1288.30kn cb q 0y 1288.3066.21 49.60 bc q1995.72kn bc q 66.21 50 1995.721314.78kn ab q 4.3.5其它截面恒载内力计算其它截面恒载内力计算 内蒙古科技大学毕业设计说明书 19 表 4.3 恒载内力计算表 截面x（）m q()knm()kn m 2 左(支座) 0.4-26.48-5.3 2 右 0.41288.3-5.3 11（1/4 截面） 12.5463.910709.3 21（1/2 截面） 25-350.4811406.82 31（3/4 截面） 37.5-1164.862087.52 42 左(支座) 50-1995.72-17549.43 42 右 501753.17-17549.43 53（1/4 截面） 62.5918.12-414.54 63（1/2 截面） 7584.685908.12 73（3/4 截面） 87.5-749.571719.28 84 左(支座) 100-1583.82-11915.91 84 右 1001629.97-11915.91 95（1/4 截面） 112.5802.352220.92 105（1/2 截面） 125-25.37077.59 115（3/4 截面） 137.5-852.91588.95 126 左(支座) 150-1680.53-14245.01 126 右 1501684.12-14245.01 4.44.4 活载内力计算活载内力计算 鉴于本设计箱梁的具体构造特点，活载内力计算考虑横向分布，并采用刚接 梁法计算。 4.4.14.4.1 冲击系数计算冲击系数计算 1 2 13.616 2 cc c e i f lm 2 2 23.652 2 cc c e i f lm 计算连续梁桥的冲击力引起的正弯矩效应和剪力时，采用；计算连续梁桥的冲 1 f 击力引起的负弯矩效应时，采用。 2 f 50ml 10 3.45 10en m c 1.006 4 m c i 5254.33kn m c m 10 1 22 13.61613.6163.45 101.006 2.23 22 3.14 505254.33 cc c e i f lm 10 2 22 23.65223.6523.45 101.006 3.87 22 3.14 505254.33 cc c e i f lm 当时， 1 1.514f 1 0.1767ln2.22880.01570.126 当时， 2 1.514f 2 0.1767ln3.87150.01570.223 因此，计算连续梁桥的冲击力引起的正弯矩效应和剪力时，取；计算 1 0.126 内蒙古科技大学毕业设计说明书 20 连续梁桥的冲击力引起的负弯矩效应时。 2 0.223 4.4.24.4.2 车道折减系数车道折减系数 按桥归三车道的折减系数为。0.78 4.5 计算主梁荷载分布系数计算主梁荷载分布系数 连续梁桥荷载横向分布系数的简化实用计算方法是按等刚度原则将连续梁 桥的某一跨等代为等跨径的等截面简支梁桥；来计算荷载横向分布系数。所谓 等刚度是指在跨中施加一个集中荷载或一个集中扭矩，则连续梁桥和等代简支 梁桥的跨中挠度或扭转角彼此相等。本设计为六等跨连续箱梁桥，计算跨径为 50m；又每片箱梁仅在支点附近很小区域内腹板、底板尺寸有所改变，因此仍 可近似按常截面箱梁考虑，这样带来的误差不是很大。综上所述本设计可简化 为六等跨常截面连续箱梁桥。 由结构力学