桥梁上部结构毕业设计.doc

*大学本科毕业设计 摘 要随着时代的发展，交通建设逐渐成为地区经济发展的关键，而桥梁建设显得尤为突出。本文就一座T型简支梁的预应力混凝土桥梁为设计目的，从而探讨桥梁设计方面的一些知识与内容。本文主要设计*至*一级公路段上的一座分离式桥梁上部结构.桥长106.5米，由三跨组成，每跨长35.5米，单幅路宽为12米，两面设人行道。桥面铺装采用8cm沥青混凝土和15.5cm水泥混凝土；设计荷载为公路-I级。其中，桥梁上部结构设计包括结构尺寸的拟定，主梁设计，桥面板设计，横隔梁以及支座设计。主梁选定为预应力混凝土T型梁，混凝土采用C50，预应力钢束采用标准强度为1860Mpa的高强度钢绞线，支座则选用钢筋混凝土摆动式支座。主梁设计的主要内容有：荷载计算、荷载横向分布计算、内力影响线绘制；内力计算包括恒载内力、活载内力等；内力组合包括承载能力极限状态、正常使用极限状态；绘制内力图；截面强度计算包括破坏阶段截面强度和斜截面强度的计算等。横隔梁设计包括横隔梁荷载计算以及配筋等。行车道板设计由荷载计算，内力组合和钢筋配置组成。支座设计包括确定支座尺寸，进行支座配筋的工作。计算表明，各项验算符合要求，设计方案合理。关键词：预应力，混凝土，简支梁，上部结构设计AbstractAs time goes by, traffic construction has become the key to economic development. Especially in bridge construction, which is prominent. In this paper, I construct a T type simple beam of prestressed concrete bridge, so as to explore some knowledge and content about the bridge design.The design engineering is a separate bridge on a first class road from * to * .The bridge is 106.5 meters long, composed of three-span, and each spans length is 35.5 meters, single lane for 12 meters, besides, both sides set up the sidewalk. The bridge deck pavement is made up of 8cm asphalt concrete and the 15.5cm cement concrete; and design load is for road -I level.The bridge superstructure design includes the formulation of structural dimensions, the main beam design, the bridge deck design, diaphragm beams and bearing design. One concrete of bridges using C50, a standard strength of prestressed steel beam high-strength steel strand for the 1860Mpa , and bearing swing bearing to choose reinforced concrete .The design of the main girder content are: the load calculation, the load transverse distribution calculation, internal force influence line drawing; Internal force calculation includes constant load internal force, live load internal force, etc.; Combination of internal force of the carrying capacity of the limit state, including normal use limit state; To draw internal; For section strength calculation including destruction during section strength and inclined section strength calculation, etc. Cross the beam design includes horizontal load calculation and the beam reinforcement, etc. Carriageway board design includes the load calculation, the combination of internal force and reinforced configuration. Bearing design includes determine size bearings, making the work of reinforcement. Calculations show that the checking meets the requirements, so the design is reasonable.Keywords: prestressed concrete, simply supported beam, the upper structural design目 录第一章 引 言1第二章 基本资料22.1 设计资料22.2桥面布置22.3 材料容重22.4设计荷载22.5 工程地质、水文及气候资料22.6方案比较与选定32.6.1梁式桥32.6.2 刚架桥32.6.3 拱式桥42.6.4方案选定4第三章 桥梁结构设计53.1 拟定T型梁基本尺寸53.2 横隔梁基本尺寸53.3 桥面铺装5第四章 行车道板结构设计64.1计算数据64.2自重内力计算64.2.1恒载内力64.2.2恒载弯矩64.2.3车辆轮载在板上的分布64.3 行车道板配筋及验算84.3.1 行车道板的配筋84.3.2 行车道板复核94.3.3 现浇湿接缝钢筋10第五章 主梁结构设计115.1 设计资料115.1.1 技术设计标准115.1.2 材料115.2 主梁截面尺寸拟定115.2.1 横截面布置115.2.2 截面几何特性145.3主梁内力计算185.3.1 恒载内力及弯矩计算185.3.2 活载内力计算215.3.3荷载的跨中作用效应计算265.3.4 支点截面荷载最大剪力计算295.3.5 主梁弯矩剪力组合315.4钢筋面积的估算及钢束布置335.4.1受压翼缘有效宽度335.4.2预应力钢筋面积估算335.4.3预应力筋的布置335.4.4非预应力钢筋截面积估算及布置375.4.5主梁截面几何特性计算385.4.6持久状况截面承载能力极限状态计算405.4.7钢束预应力损失估算425.4.8应力验算475.4.9抗裂性验算525.4.10主梁变形验算545.4.11锚固区局部承压计算55第六章 横隔梁结构设计586.1确定作用在跨中横隔梁上的计算荷载586.2绘制跨中横隔梁的内力影响线586.2.1绘制弯矩影响线596.2.2绘制剪力影响线606.3截面内力计算616.4 横梁配筋设计626.4.1正弯矩配筋626.4.2负弯矩配筋636.4.3剪力配筋64第七章 支座结构设计657.1确定上下垫板的平面尺寸和厚度657.1.1确定钢板的平面尺寸657.1.2确定垫板厚度667.2确定弧形钢板的弧面半径和摆柱高度667.3确定摆柱的平面尺寸667.4确定摆柱的水平钢筋67第八章 附属设施设计688.1 排水设施的设置698.2 伸缩缝的设置698.2.1 设计资料698.2.2伸缩缝的计算708.3 栏杆71第九章 结 论72参考文献73致 谢74V河南理工大学本科毕业设计 第一章 引 言第一章 引 言随着人类社会的进步，桥梁已不仅仅简单是地区之间相互融合的通道，也是一个地区的标志，甚至是国家科技实力的象征，在人们的生活中扮演越来越重要的角色。自20世纪80年代以来，我国桥梁建设取得了飞速的发展，使我国的交通运输环境和能力得到了巨大的改变，极大地促进了经济的发展。而在其中，预应力混凝土简支梁桥的应用尤为广泛。预应力的技术是由法国土木工程师弗雷西内最早采用的，预应力混凝土简支梁桥就是在简支梁桥的基础上通过钢筋的预先张拉，使之产生预先应力，然后通过锚固工艺将钢筋穿过预制的混凝土梁段使之串联成一个整体，以获得更大的跨越能力的桥梁。因为预应力混凝土简支T梁桥造价相对便宜、设计相较简单、施工方法简便快捷，非常适合人们日常生活的需要，所以预应力混凝土简支T梁桥在很多国家和地区大部分建造。研究本设计能培养我们按照规范进行工程结构设计的能力，实践混凝土预应力桥的设计结构计算，掌握绘图软件的操作，提高对桥梁工程的认识。本设计属于后张法预应力混凝土简支T梁桥的设计，应用很广泛，在设计过程中完全按照规范要求设计，从中表现出预应力混凝土桥的优点及简支T梁桥的特点。设计中还运用了CAD、WORD和EXCLE等软件，充分提高了自己的计算机综合水平，保证了计算的准确。在公式的编辑上我使用的是”MathType”数学公式编辑器，它基本涵盖了所有公式的编写格式，提高了我做论文的精度。本篇论文就单独的一级公路后张法预应力混凝土T型简支梁桥梁的上部结构进行研究和设计，希望能以点带面的就桥梁设计方面进行研究。78*大学本科毕业设计 第二章 基本资料 第二章 基本资料2.1 设计资料桥孔布置为预应力混凝土简支桥梁，跨径为35.5m，桥梁总长为106.5m。设计车速为，分离式双向四车道。路线等级：一级公路；荷载等级：公路-级荷载，人群荷载：。桥面总宽24m，单幅桥面宽： 。桥面由5根梁组成，沿粱长设置5道横隔梁。2.2桥面布置 桥梁位于直线上，两侧设人行道，宽度为 1m，桥面铺装为8cm厚的沥青混凝土，其下为8-15.5cm混凝土垫层，设双面横坡，坡度为1.5%。横坡由混凝土垫层实现变厚度，两侧人行道外侧桥面铺装厚度8cm（2cm厚沥青混凝土和6cm混凝土垫层）。 2.3 材料容重水泥砼23 kN/m3，钢筋砼25 kN/m3，沥青砼21 kN/m3。2.4设计荷载公路级，人群3.0kN/m，每侧栏杆及人行道的重量按4.5 kN/m计。2.5 工程地质、水文及气候资料该地区土质主要分3层：1、砂土2、黏土3、砾石，地下水类型为第四季孔隙水，水位埋深4m左右，含水层主要岩性为砾石，厚3m左右。地震烈度为四度。桥梁位于*市境内，河流均为独流水域，流量随季节变化较大，平均水深3m左右，地表水体为沙河支流，属于季节性河流，设计洪水频率百年一遇。气候属暖湿性季风气候，四季分明，昼夜温差不大，年平均最低气温-4，历史最高气温为43.4，年平均气温为14.7。常年降水量786毫米，无霜期为180240天。2.6方案比较与选定桥梁设计的标准遵循以下原则：安全、适用、经济、美观，其中以安全性与经济性最为重要。桥型的选择应符合因地制宜、就地取材和便于施工与养护的原则。本设计预选方案有三种：梁式桥、刚架桥、拱桥。2.6.1梁式桥梁式桥是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构，由于外力（恒载和活载）的作用方向与桥梁结构的轴线接近垂直，因此与相同跨径的其他结构相比，桥梁内产生的弯矩最大，因此需要用抗弯、抗拉能力强的材料来建造，适合标准跨径的中等跨径桥。这种桥结构简单、施工方便，且对地基承载力要求也不高。（见下图2-1）图2-1 简支梁桥2.6.2 刚架桥桥跨结构主梁与墩台整体相连的桥梁称为刚架桥。由于梁和柱两者之间是刚性连接的，在竖向荷载作用下，将在主梁端部产生负弯矩，在柱脚处产生水平反力，梁部主要受弯，但其弯矩较同跨径的简支梁小，梁内有轴力作用，因此，刚架桥的受力状态介于梁桥与拱桥之间，在竖向荷载的作用下，都会产生水平推力，为此，必须要有良好的地质条件或较深的基础，也可以用特殊的构造措施来抵抗水平推力的作用。（见下图2-2）图2-2 刚架桥2.6.3 拱式桥拱桥主要承重结构是主拱圈或拱肋，在竖向荷载作用下，桥墩和桥台将承受水平推力。同时，墩台向拱圈或拱肋提供水平反力，这将大大抵消拱圈或拱肋中的由荷载产生的弯矩。因此，与同跨径的梁式桥相比，拱桥的弯矩、剪力和变形却要小得多，拱圈或拱肋以受压为主。拱式桥不仅跨越能力大，外形也比较美观，在允许条件按下，修建拱桥往往是经济合理的。但而为了确保安全，下部结构（特别是桥台）和地基必须具备能承受很大水平推力的能力。（见下图2-3）图2-3 拱式桥2.6.4方案选定对上述三种桥梁结构形式进行对比，经过对桥位所在附近地质的探测，包含其土壤的分层、物理力学性能、地下水等；调查和测量河流的水文情况（勘测时无水），包括河道性质，历年洪水资料等；当地有关气象资料：气温，雨量等。综合上述资料以及查得该地区地基承载力不是很高，且当地盛产建筑材料（砂、石料等），水泥钢材运输也方便。综合而言，预应力简支梁桥具有造价经济，施工工艺简单更成熟，施工工序相对简单，工期短，且最主要的是桥墩对基础承载能力要求不是很高，这样对于当地承载力不高的基础的要求就不大。故为使该桥做到结构先进可靠，施工方便，行车舒适，故推荐预应力简支梁桥方案。*大学本科毕业设计 第三章 桥梁结构设计第三章 桥梁结构设计3.1 拟定T型梁基本尺寸主梁高度：2.1m 主梁宽度：1.9m 主梁间距：2.40m翼板边缘厚度：0.14m翼缘根部厚度：0.22m肋宽：0.2m3.2 横隔梁基本尺寸横隔板高度：1.60m横隔板间距：28.62+28.63m横隔板厚度：上部0.16m，下部0.14m 图3-1 T梁基本尺寸（mm）3.3 桥面铺装面层：8 cm 沥青混凝土 重力密度为21 KN/垫层：8-15.5cm 水泥混凝土 重力密度为23 KN/T形翼缘板钢筋混凝土 重力密度为25KN/ *大学本科毕业设计 第四章 行车道板结构设计第四章 行车道板结构设计4.1计算数据板的长宽比=8.62/2.22,所以主梁肋之间的板为支撑在主梁梁肋上的单向板。恒载为结构自重；可变荷载为汽车荷载和汽车冲击力。桥面铺装为的沥青混凝土面层（重度为）和平均厚度为11.75cm的水泥混凝土垫层（重度为）4.2自重内力计算4.2.1恒载内力取单位板宽计算：计算跨径：L=2.2m。沥青混凝土自重：g=0.081.021=1.68KN/m垫层混凝土自重：g=0.11751.023=2.7025KN/m翼缘板自重：g=0.181.025=4.50KN/m自重集度：g=g+g+g=8.88KN/m4.2.2恒载弯矩跨中弯矩：M=g=8.882.2=5.3724KNm支点剪力：Q=g=8.882.2=9.768KN4.2.3车辆轮载在板上的分布1. 活载内力与弯矩（1）充气车轮与桥面的接触面为的矩形面，其中为行车向的着地长度，a2=0.2m；为车轮着地宽度，。（2）轮压荷载通过桥面铺装按扩散,轮压荷载分布面积= 其中H为铺装层厚度。H=0.235m。则=+2H=0.67，=+2H=1.07。(3) 荷载作用悬臂根部的有效分布宽度：=+=0.67+0.73=1.4=1.47所以取=1.47m1.4m故两相邻车轮有效宽度有重合区域取=+1.4=2.87m车轮作用于支撑处时：=+t=0.67+0.20=0.87m+=1.4得：x=0.285m由于这是汽车局部加载在T梁上，因此冲击系数为：=1.3作用于每米宽条上的弯矩为：=-1.3（1.1-1.07/4）=-26.40KNm作用于每米宽条上的剪力为=1.3=31.71 KNm2. 荷载组合(1).承受能力极限状态内力组合计算=1.2 M+1.4=1.2（5.37）+1.4（-26.4）=-43.404KNm=1.2 Q+1.4=1.29.768+1.431.71=56.12KN故桥面板设计内力为=-43.40 KNm=56.12 KN基本组合=+0.5 =21.70KNm =-39.28KNm =56.12KN(2).正常使用极限状态内力组合计算= M+ 0.7/1.3= -5.37+0.7（-26.4）/1.3=-19.59KNm= Q+ 0.7/1.3=9.768+0.731.71/1.3=31.965KN短期效应组合： =0.5 =-9.795KNm =-0.7 =13.713KNm =31.965KNm 长期效应组合 =0.5（-5.37+） =6.75KNm =-0.7（-5.37+） =9.45KNm =9.768+ =19.52KN4.3 行车道板配筋及验算（设计材料为混凝土，级钢筋）4.3.1 行车道板的配筋由桥面板知 =1.2 M+1.4=1.2（5.37）+1.4（-26.4）=-43.404KNm=1.2 Q+1.4=1.29.768+1.431.71=56.12KN 由=1.0，故=1.043.40=43.40KNm取板宽，板的平均厚度为h=130mm设，h=90mm 利用单筋矩形截面，有求解x 43.40=23.11000 解得： 则钢筋面积： =1495.1选择并布置钢筋：现取板的受力钢筋为，钢筋间距为=90mm，当单位板宽的钢筋面积为，取，则，。截面实际配筋率： 板的分布钢筋取8mm，其间距为200mm。4.3.2 行车道板复核保护层厚度C=30mm，大于钢筋直径d=14mm且满足最小保护层厚度的要求。受压区高度： 所以不会发生超筋现象。求矩形截面板的抗弯承载力： =23.1100026.67（93） =48.87KNm=48.87KNm=43.40KNm所以设计满足要求。4.3.3 现浇湿接缝钢筋宽度为50cm的现浇湿接缝，钢筋采用直径为10mm的HRB335级钢筋，钢筋间距与行车道板采用相同间距为200mm。*大学本科毕业设计 第五章 主梁结构设计第五章 主梁结构设计5.1 设计资料5.1.1 技术设计标准简支梁跨径：标准跨径，计算跨径；桥面净宽：单幅净宽10+2=12m；荷载：公路-级荷载；人群荷载：；安全等级为二级，结构重要性系数；环境：严寒地区，类环境条件。根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JDT D62-2004）要求，按照A类预应力混凝土构件设计此梁。施工方法采用后张法施工；预制主梁时，预留孔道采用预埋金属波纹管成型；钢绞线采用TD双作用千斤顶两端同时张拉；主梁安装就位后现浇500mm宽的湿接缝。最后按1.5%施工沥青桥面铺装层。5.1.2 材料1)预应力钢筋：采用ASTM A416-97a标准的低松弛钢绞线（标准型），抗拉强度标准值，抗拉强度设计值，公称直径15.2mm，公称截面积，弹性模量，锚具采用夹片式群锚。2)非预应力钢筋：HRB400级钢筋，抗拉强度标准值，抗拉强度设计值；HRB335级钢筋，抗拉强度标准值，抗拉强度设计值。(3)混凝土：主梁采用，轴心抗压强度标准值，轴心抗拉强度标准值=2.64；轴心抗压强度设计值=23.1，轴心抗拉强度设计值=1.89。5.2 主梁截面尺寸拟定5.2.1 横截面布置梁高：210cm；主梁间距：240cm；翼板宽度；190cm；翼板厚度：翼板端部14cm，翼板与腹板连接处22cm。腹板厚度：20cm马蹄尺寸：初拟尺寸，宽度60cm，高度25cm，马蹄与腹板交接处三角过渡，高度15cm，以减小局部应力，外部钝角为18053=127。桥面铺装：面层 沥青混凝土8cm，容重， 三角垫层 防水混凝土815.5cm，容重。设计主梁采用等高度形式，横截面的T梁翼板厚度沿跨长不变，马蹄部分为了配合预应力钢束弯起而从四分点开始向支点逐渐抬高，梁端部分区段由于锚头集中力的作用而引起较大的局部应力，同时也因布置锚具需要从四分点开始将腹板加厚到与马蹄同宽。尽量减小应力集中现象产生的影响。主梁横截面尺寸随着跨径不同位置截面逐渐发生变化，跨中主梁与中主梁亦稍有不同，以中主梁为例，分别选取预制阶段、使用阶段、和端部为代表表明其形状，其尺寸图形如下图所示：图5-1 主梁跨中预制阶段截面尺寸（mm）图5-2 主梁跨中使用阶段截面尺寸图（mm）图5-3主梁支点处截面尺寸图（mm）5.2.2 截面几何特性1（以中主梁使用阶段计算）1)面积， ，图5-4中主梁使用阶段分割块2)分块截面形心至上边缘距离 3)分块面积对上缘净距： 4)分块面积的自身惯性矩则： 所以有： 5)自身惯性矩 检验截面效率指标（以使用阶段中主梁为例）：上核心距： （5-1） 下核心距： (5-2)截面效率指标： (5-3)2.（以中主梁预制阶段计算）图5-5中主梁预制阶段分割块1)面积 2)分块截面形心至上边缘距离 3)分块面积对上缘净距 4)分块面积的自身惯性矩则： 所以有： 5)自身惯性矩检验截面效率指标上核心距： (5-4)下核心距： (5-5)截面效率指标： (5-6)综上所述，根据设计经验：一般截面效率指标取,且较大者宜较经济，上述计算表明，初拟主梁跨中截面是合理的。5.3主梁内力计算 5.3.1 恒载内力及弯矩计算计算恒载时，通常将跨内横隔梁的重量、桥面系的重量平均分配给各梁，因此，对于等截面梁桥的主梁，其计算荷载为均布荷载；在精确计算时，也可将恒载根据横向分布系数的计算原理进行横向分配的计算。该桥梁为钢筋混凝土简支梁桥，计算跨径为34.5m，结构自重系数1.0，每侧栏杆及人行道的重量为4.5KN/m。若简支梁承受的恒载集度为 g，恒载引起的任意截面弯矩Mx 和剪力Vx 分别为： （5-7） （5-8）式中：x计算截面到支点截面的距离（m）计算跨径（m） G恒载集度（kN/m）一、各主梁恒载计算及汇总1. 中主梁恒载集度1）按跨中截面计算主梁的恒载集度g=0.85625=21.4kN/m 2）由于马蹄抬高所形成四个横置的三棱柱重力所折算成的恒载集度g（2）=0.50.15 0.208.6 425/34.5=1.27KN/m3）由于梁端腹板加宽所增加的重力折算成的恒载集度g=0.51.480.2 8.6425/34.5=3.69KN/m4）主梁的横隔梁的重力折算成的恒载集度g=1.6-（0.14+0.22）/2 （2.4-0.2）（0.16+0.14）/2525/34.5=1.70KN/m5）第一阶段的恒载集度 g=g=21.4+0.37+3.69+1.70=27.16KN/m6）第二阶段的现浇部分恒载集度g=0.5250.14=1.75 KN/m7）第三阶段的恒载集度(栏杆+人行道+桥面铺装) 桥面铺装采用防水混凝土，厚度为80-155mm，每侧人行道及栏杆的重力集度为4.5 KN/m将其均分给五片T梁；g=1/524.5+9.0 0.081021+10(0.08+0.155)/223 =10.56KN/m 2.边主梁恒载集度:1）按跨中截面计算主梁的恒载集度g（1）=（0.856+0.035）25=22.275kN/m 2）由于马蹄抬高所形成四个横置的三棱柱重力所折算成的恒载集度g（2）=0.50.15 0.208.6 425/34.5=1.27KN/m3）由于梁端腹板加宽所增加的重力折算成的恒载集度g=0.51.480.2 8.6425/34.5=3.69KN/m4）主梁的横隔梁的重力折算成的恒载集度等于中主梁横隔梁何在极度的一半g=1.702=0.85 KN/m5）第一阶段的恒载集度 g=g=22.275+0.37+3.69+0.85=27.185 KN/m6）第二阶段的现浇部分恒载集度g=0.25250.14=0.875 KN/m7）第三阶段的恒载集度(栏杆+人行道+桥面铺装)桥面铺装采用防水混凝土，厚度为80-155mm，每侧人行道及栏杆的重力集度为4.5 KN/m将其均分给五片T梁；g=1/524.5+9.0 0.081021+10(0.08+0.155)/223 =10.56KN/m 8）恒载集度汇总列表； 将各主梁一期横载集度、二期横载集度、三期横载集度进行汇总，现列表如下表所示。表5.1 各主梁恒载计算及汇总（KN/m）梁号一期恒载集度二期恒载集度三期恒载集度1 号27.1851.7510.562号27.160.87510.563号27.160.87510.56二、各计算截面的剪力和弯矩值计算 分别代入公式（5-7）、（5-8）计算各主梁各截面的弯矩和剪力值，列表汇总如下：表5.2 边主梁恒载内力及弯矩 边主梁跨中四分点支点一期弯矩（KN.m）4044.6184721.320剪力（KN）0234.471468.941二期弯矩（KN.m）929.883697.4120剪力（KN）053.906107.813三期弯矩（KN.m）1571.3481178.3480剪力（KN）091.080182.16 总计弯矩（KN.m）6545.8494909.2240剪力（KN）0379.457758.914表5.3 中主梁恒载内力及弯矩 中主梁跨中四分点支点一期弯矩KN.m）4040.8993030.6740剪力（KN）0234.255468.51二期弯矩（KN.m）1859.7661394.8240剪力（KN）0107.813215.625三期弯矩（KN.m）1571.131178.3480剪力（KN）091.080182.160总计弯矩（KN.m）7471.7955603.8460剪力（KN）0433.148866.2955.3.2 活载内力计算一、 荷载横向分布系数计算（1）当荷载位于支点处时用杠杆原理法确定主梁支点处的荷载横向分部系数：如下图所示：图5-6支点处主梁荷载横向分布系数根据桥规（JPG D60-2004）的规定，在横向影响线上确定荷载沿横向最不利的布置位置。下式中相应为汽车荷载轴重和每延米跨长的人群荷载集度：为对应于汽车车轮和人群荷载集度的影响线坐标。由此可得荷载横向分布系数为 1号梁汽车荷载 人群荷载 2号梁汽车荷载 人群荷载 3号梁汽车荷载 人群荷载 2号梁人群荷载取，是考虑人行道上不布载时为最不利情况；否则人行道荷载引起的复反力，在考虑作用效应组合时反而会减小2号梁的受力。（2）荷载位于跨中时，由于此桥在跨度内设有横隔梁，具有强大的横向连接刚性，且承重结构的跨宽比为故可按偏心压力法来绘制横向影响线，并计算横向分布系数本桥各根主梁的横截面均相等，梁数5，梁间距为2.4m，则1.计算主梁抗扭惯矩I对于T型梁截面,抗扭惯矩按以下公式计算，计算结果见下表5.4。 (5-9)bi，ti相应单个矩形截面的高度和宽度ci矩形截面抗扭刚度系数m梁截面划分成单个矩形截面的块数 表5.4 抗扭惯矩计算表 分 块名 称(cm)(cm)=(10-3m4)翼 板24016.830.0700.3333.8110-3腹 板163.2200.1230.314.0510-3马 蹄60300.50.2293.3910-3I11.2510-32.计算抗扭修正系数 (5-10) 式中: n=5 G=0.425E =711.2510-3 It=0.53784081m求得：=0.9993.按修正刚性横梁法计算主梁跨中横向影响线竖标值 （5-11）可得：图5-7各主梁横向影响线竖标值1号梁 横向影响线的坐标值为 由绘制的1号梁横向影响线见上图5-7，图中还按照桥规（JTG D60）的规定，确定了汽车荷载的最不利荷载位置。设横向影响线的零点至1号梁位的距离为，则 解得设人行道缘石至1号梁轴线的距离为，则=(10-42.40)/2=0.2(m)1号梁的活荷载横向分布系数分别计算如下：汽车荷载 人群荷载 2号梁 横向影响线的坐标值为 2号梁活荷载横向分布系数为：汽车荷载 人群荷载 3号梁 横向影响线的坐标值为 3号梁活荷载横向分布系数为：汽车荷载 人群荷载 将各主梁荷载横向分布系数汇总如下表：表5.5 载横向分布系数汇总表活载梁号支座跨中汽车0.500.740.850.490.850.4人群1.290.6600.3100.2二、 各主梁在各控制截面的弯矩和剪力计算1.公路-级中集中荷载计算计算弯矩效应时计算剪力效应时2.冲击系数计算： mc主梁跨中出单位长度质量，mc =2350.6Kg/m Ic主梁跨中界面惯性矩，Ic =0.4994455631m4 E混凝土弹性模量，E=3.0104106Pa 简支梁结构基频 （5-12）由于 故可得出冲击系数 ：=0.2=1.2 双车道折减系数： 纵向每延米人群荷载集度 5.3.3荷载的跨中作用效应计算 首先将各截面影响线汇总如下：表5.6 荷载和内力影响线计算内力公路-级荷载标准值（kN/m）人群荷载标准值（kN/m）影响线面积（）影响线图示10.5310.5310.5310.5310.5310.53荷载的跨中作用效应计算过程如下（以号梁做示例,其余梁算法相同）车道均布荷载如下：车道集中荷载作用下：则 人群荷载作用下： 表5.7 车道荷载的弯矩截面位置梁号1+qk（KN/m）（）Pk(KN/m)=（m）弯矩（KNm）1.20.74010.5115.902986.4692752.3181.20.49010.5115.902986.4691882.4811.20.4010.5115.902986.4691487.7391.20.74010.5148.7802988.6253669.6071.20.49010.5148.7802988.6252429.8751.20.4010.5148.7802988.6251983.5710表5.8 人群荷载的弯矩截面位置梁号Por（kN/m） （）弯矩（kN/m）0.666.0111.59441.8960.316.0111.59207.5570.206.0111.59133.9080.666.0148.78589.1690.316.0148.78276.7310.206.0148.78178.5360由于支点处主梁的荷载横向分布系数发生变化，故车道和人群的荷载及剪力需要另外计算，下表先将主梁跨中截面的车道和人群荷载及剪力汇总，如下表所示表5.9 跨中截面车道荷载最大剪力截面位置梁号）（）剪力（kN）1.20.74010.59.70357.60.75328.6041.20.49010.59.70357.60.75217.5891.20.4010.59.70357.60.75177.6241.20.74010.54.310357.60.50198.9611.20.49010.54.310357.60.50131.7441.20.4010.54.310357.60.50107.546表5.10 跨中截面人群荷载最大剪力截面位置梁号 （）剪力（kN）0.666.09.7038.4120.316.09.7018.0420.206.09.7011.6400.666.04.3117.0680.316.04.318.0170.206.04.315.1725.3.4 支点截面荷载最大剪力计算支点截面汽车荷载最大剪力：作荷载横向分布系数沿桥跨方向的变化图形和支点剪力影响线，如图所示。图5-8支点截面剪力力学计算模型横向分布系数变化区段的长度： 影响线面积 附加三角形荷载中心的影响线坐标为 对于1号梁：车道荷载作用下的支点剪力为： 人群荷载作用下的支点剪力为：对于2号梁：车道荷载作用下的支点剪力为： 人群荷载作用下的支点剪力为：对于3号梁：车道荷载作用下的支点剪力为： 人群荷载作用下的支点剪力为：将各梁在支点截面的剪力汇总如下表5.12 各梁在支点截面的剪力 梁号剪力（KN）363.43489.202474.12783.27624.72515.9525.3.5 主梁弯矩剪力组合1.基本组合M(V)=1.2恒载弯矩(剪力)+1.4汽车荷载弯矩(剪力)+0.81.4人群荷载弯矩（剪力） 2.短期组合M(V)=恒载弯矩(剪力)+0.7+人群荷载弯矩(剪力) 3.长期组合M(V)=恒载弯矩(剪力)+0.4+人群荷载弯矩(剪力) 根据以上公式将各主梁内力进行汇总：表5.13 一 、五号梁弯矩剪力组合计算表组合跨中截面四分点截面支点MVMV m总恒载6545.84904909.224379.4570758.914人群荷载589.16917.068441.89638.412083.276汽车荷载3669.607198.9612752.318328.6040363.43基本组合13652.338297.66210239.238958.41502351.648短期组合9275.622133.1296956.639609.55501803.191长期组合8004.71973.1486003.422504.35601212.968表5.14 二、四号梁弯矩内力组合计算表组合跨中截面四分点截面支点MVMV总 恒载7471.79505603.846433.1480866.295人群荷载276.7318.017507.55718.042024.725汽车荷载2429.875131.7441882.481217.5890489.202基本组合12677.918193.4219928.552844.60901752.129短期组合9165.95384.8687209.517578.11701176.388长期组合8392.44647.1216434.362512.89401039.252表5.15 三号梁内力组合计算表组合跨中截面四分点截面支点MVMV总恒载7471.79505603.846433.480866.295人群荷载178.5365.172133.90811.