毕业设计（论文）-禹城徒骇河1号预应力混凝土简支梁桥设计.doc

青岛理工大学毕业设计（论文）青岛理工大学毕 业 设 计（论 文）题目：禹城徒骇河1号预应力混凝土简支梁桥全套图纸加扣 3012250582学生姓名： 学生学号： 院系名称： 土建工程系 专业班级： 土升085 指导教师： 2012年 6 月 4 日III毕业设计任务书专业 土木工程 班级 土木工程085班 姓名 下发日期 2011年12月20日 题目禹城徒骇河1号预应力混凝土简支梁桥专题中小跨度装配式预应力混凝土简支T梁设计主要内容及要求依照本任务书所提出的条件，遵照有关设计规范，进行后张预应力混凝土简支梁桥的设计。要求同学通过本毕业设计,掌握桥梁结构荷载的布置方法、掌握主梁的设计方法、掌握盖梁的设计与计算、掌握桥梁基础的设计与计算等。本设计要求达到安全可靠、技术先进和经济合理的目标，设计方法上有一定的创新。说明书和计算书要求文理通顺、标题明显、段落分明、数据准确和图文并茂。施工图纸要求严格按照现行制图标准进行绘制和编制，所表达的内容要正确、标准和完整。主要技术参数(一) 工程概况该桥位于省道101线禹城南边，横跨徒骇河，桥址场地地质相对平坦。上部结构采用装配式后张预应力混凝土T型简支梁桥，桥梁主梁标准跨径34m，共1跨，双向六车道。经技术经济比较，下部结构采用柱式桥墩、钻孔灌注桩基。(二) 工程水文地质情况1.地形地貌桥位处地貌类型为剥蚀残丘地貌，区域构造背景稳定，场地稳定性良好。2.各岩土层分布根据勘探资料，场区内的地层自上而下分述如下：(1)杂填土：场区普遍分布，主要由建筑垃圾组成，成分杂乱，局部地面为水泥块石地面，结构坚硬。该层厚度0.52.00m,平均厚度1.02m。(2)素填土：场区普遍分布，黄褐色、褐色、灰褐色，主要由粘性土组成，质较纯，局部混少量砾碎石，结构松散，该层厚度1.04.3m,平均厚度2.64m，工程性质很差，不能用作拟建物的地基持力层。(3)中砂：场区普遍分布，黄-浅黄色，主要成分为石英，含少量长石及云母细片，分选、磨圆好，质纯，饱和，中密，局部变相为细砂，层厚2.56.2m，平均4.68m。地基承载力特征值245kPa，压缩模量20MPa，极限侧阻力标准值200kPa。(4)含砂粉质粘土：场区普遍分布，褐黄土黄色，稍有光泽，含少量暗红褐色铁锰质氧化物斑点，含约25%30%中粗砂粒，局部夹砂薄层，呈透镜体分布。层厚2.14.0米m，平均3m，地基承载力特征值205kPa，压缩变形模量10MPa，极限侧阻力标准值120kPa。(5)中风化变粒岩：场区普遍分布，层厚未透，褐黄灰绿色，成分主要为长石、云母,少量石英，变粒结构，块状构造。地基承载力特征值1500kPa，弹性模量5000MPa，极限端阻力标准值10000kPa。3.地下水钻探期间实测地下稳定水位埋深为1.23.0m，地下水对混凝土无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。(三)本工程主要技术参数1.设计荷载：汽车荷载为公路桥涵设计通用规范中的公路级，人群荷载为3.0kN/。2.桥面宽度为分离式双向六车道，人行道宽度为2.0m3.桥面纵坡：1.5%。4.桥面横坡1.5%，人行道横坡1.5%。5.主梁标准跨径：34m。(四) 设计要点1.结构形式该桥设计为简支梁桥，上部结构采用预应力钢筋混凝土T形梁桥，桥面为连续铺装，桥两端设伸缩缝。2.主要材料：（1）桥面铺装采用C30防水混凝土。（2）主梁采用C50混凝土。（3）盖梁、系梁、桥头搭板、桥墩、柱、台身等均用C30混凝土。（4）预应力混凝土T型梁采用预应力15.2钢绞线；普通钢筋主筋采用HRB335级钢筋，其他均用R235级钢筋。3.结构尺寸：可参考标准设计尺寸及其它相关资料。进度及完成日期2012年3月05日3月11日 准备资料及桥梁结构的尺寸拟定2012年3月12日3月18日 主梁内力计算2012年3月19日3月25日 预应力钢束设计2012年3月26日4月01日 主梁截面几何特性2012年4月02日4月08日 预应力损失计算2012年4月09日5月06日 各阶段验算2012年5月07日5月13日 横隔梁内力计算、配筋设计2012年5月14日5月20日 行车道板的内力计算和配筋计算2012年5月21日5月27日 盖梁、桥墩的内力计算及配筋设计2012年5月28日6月03日 桩基的内力计算及配筋设计2012年6月04日6月10日 施工图绘制2012年6月11日6月24日 设计答辩：公开答辩、小组答辩、二次答辩3 个环节系主任签字日期教研室主任签字日期指导教师签字日期摘 要本设计是根据设计任务书的要求和相关规范的规定,对禹城徒骇河1号预应力混凝土简支梁桥进行设计的。简支梁桥属于静定结构，且相邻桥孔各自单独受力，故最易设计成各种标准跨径的装配式构件。鉴于多孔简支梁桥各跨的构造和尺寸划一，从而就能简化施工管理工作，并降低施工费用。在设计中，桥梁上部结构的计算着重分析了桥梁在使用中恒载以及活载的作用力，采用整体自重系数，荷载集度进行恒载内力的计算。运用杠杆原理法、刚性法求出活载横向分布系数，并运用最大荷载法进行活载的加载。进行了梁的配筋计算，估算了钢绞线的各种预应力损失，并进行预应力阶段和使用阶段主梁截面的强度和变形验算、锚固区局部强度验算和挠度的计算。下部结构采用以钻孔灌注桩为基础的墩柱，并对桩基础进行了计算和验算并进行了配筋设计。本设计全部设计图纸采用计算机辅助设计绘制，计算机编档、排版，打印出图及论文。关键词：预应力混凝土；简支；钻孔灌注桩IAbstractThe design is in accordance with the requirements of book design and related norms, Yucheng tuhai 1 prestressed concrete simply supported beam bridge design. Simply supported beam bridge is statically indeterminate structure, and the adjacent bridge opening separate force, it is most vulnerable to fabricated components designed into a variety of standard span. In view of the porous simply supported beam bridge span structure and size uniform, and thus will be able to simplify construction and reduce construction costs. In the design, calculation of the bridge superstructure analyzes the dead load and live load of the bridge in the use of force, and overall weight factor, and load the set of degrees for calculation of dead load of the internal force. The use of leverage, the rigid method to calculate the live load lateral distribution factor, and the use of the maximum load method to load live load. Beam reinforcement calculation, to estimate the loss of the steel strand prestressed and prestressed stage and use stage of the main beam cross-section of the strength and deformation checking, local checking the strength of the anchorage zone, and the deflection of the calculation. Substructure bored piles for the foundation pier, and pile foundation of computing and checking and reinforcement design. The design of all design drawings using computer aided design drawing, computer archiving, publishing, print out maps and papers.key word: prestressed concrete;simple supported;cast-in-place pileIII目 录摘 要IAbstractIII前 言1第1章 设计资料及构造布置31.1 设计资料31.1.1 桥梁跨径及桥宽31.1.2 设计荷载31.1.3 材料及工艺31.1.4 设计依据31.1.5 基本计算数据(见表11)31.2 横截面布置41.2.1 主梁间距与主梁片数41.2.2 主梁跨中截面主要尺寸拟定51.3 横截面沿跨长的变化81.4 横隔梁的设置8第2章 主梁作用效应计算92.1 永久作用效应计算92.1.1 永久作用集度92.1.2 永久作用效应102.2 可变作用效应计算122.2.1 冲击系数和车道折减系数122.2.2 计算主梁的荷载横向分布系数122.2.3 车道荷载的取值182.2.4 计算可变作用效应192.3 主梁作用效应组合27第3章 预应力钢束的估算及其布置293.1 跨中截面钢束的估算和确定293.1.1 按正常使用极限状态的应力要求估算钢束数293.1.2 按承载能力极限状态估算钢束数293.2 预应力钢束布置303.2.1 跨中截面及锚固端截面的钢束位置303.2.2 钢束起弯角和线形的确定323.2.3 钢束计算：33第4章 计算主梁截面几何特性374.1 截面面积及惯矩计算374.1.1 净截面几何特性计算374.1.2 换算截面几何特性计算：394.2 截面净距计算404.3 截面几何特性汇总43第5章 钢束预应力损失计算455.1 预应力钢束与管道壁之间引起的预应力损失455.2 由锚具变形、钢束回缩引起的预应力损失465.3 混凝土弹性压缩引起的预应力损失495.4 由钢束应力松弛引起的预应力损失555.5 混凝土收缩和徐变引起的预应力损失555.5.1 徐变系数终极值和收缩应变终极值的计算565.6 预加力计算及钢束预应力损失汇总59第6章 主梁截面承载力与应力验算616.1 持久状态承载能力极限状态承载力验算616.1.1 正截面承载力验算616.1.2 斜截面承载力验算636.2 持久状态正常使用极限状态抗裂验算676.2.1 正截面抗裂验算676.2.2 斜截面抗裂验算686.3 持久状态构件的应力验算716.3.1 正截面混凝土压应力验算716.3.2 预应力筋拉应力验算726.3.3 截面混凝土主压应力验算746.4 短暂状态构件的应力验算776.4.1预加应力阶段的应力验算776.4.2 吊装应力验算79第7章 主梁端部的局部承压验算817.1 局部承压区的截面尺寸验算817.2 局部抗压承载力验算83第8章 主梁变形验算858.1 计算由预加力引起的跨中反拱度858.2 计算由荷载引起的跨中挠度888.3 结构刚度验算898.4 预拱度的设置89第9章 横隔梁计算919.1 确定作用在跨中横隔梁上的可变作用919.2 跨中横隔梁的作用效应影响线929.2.1 绘制弯矩影响线929.2.2 绘制剪力影响线939.3 截面作用效应计算949.4 截面配筋计算95第10章 行车道板计算9710.1 悬臂板荷载效应计算9710.1.1 永久作用9710.1.2 可变作用9810.1.3 承载能力极限状态作用基本组合9810.2 连续板荷载效应计算9810.2.1 永久作用9910.2.2 可变作用10010.3 截面设计、配筋与承载力验算103第11章 盖梁设计10511.1设计资料10511.2 盖梁计算10611.2.1荷载计算10611.2.2内力计算11211.2.3截面配筋设计与承载力校核11411.3桥墩墩柱设计11711.3.1荷载计算11711.3.2 截面配筋计算及应力验算119第12章 钻孔桩计算12312.1 荷载计算12312.2 桩长计算12512.3 桩的内力计算(m法)12612.3.1 桩的计算长度b12612.3.2 桩的变形系数12612.3.3 地面以下深度z处桩身截面上的弯矩与水平压应力的计算12712.4 桩身截面配筋与承载力验算(图12-4)12812.5 墩顶-纵向水平位移验算13012.5.1 桩在地面处的水平位移和转角计算13012.5.2 墩顶纵向水平位移验算（如图12-5）131结 论133致 谢135参考文献137III前 言本设计为禹城徒骇河1号预应力混凝土简支梁桥，桥梁共1跨，每跨标准跨径34米，分离式双向六车道。经技术经济比较，上部结构采用装配式后张预应力混凝土T型简支梁桥，下部结构采用柱式桥墩、钻孔灌注桩基。依照所提出的条件，遵照有关设计规范，进行后张预应力混凝土简支梁桥的设计。通过本毕业设计,掌握桥梁结构荷载的布置方法、掌握主梁的设计方法、掌握桥梁支座的计算方法、掌握桥梁墩台的设计与计算、掌握桥梁基础的设计与计算等，并利用AutoCAD软件进行计算机辅助绘图。本设计安全可靠、技术先进和经济合理，设计方法上有一定的创新。计算书文理通顺、标题明显、段落分明、数据准确和图文并茂。施工图纸严格按照现行制图标准进行绘制和编制，所表达的内容要正确、标准和完整。本设计由十二章组成，第一章拟定主梁截面尺寸，确定上部结构；第二章主梁作用效应计算，在可变作用计算时应用刚性横梁法；第三章预应力钢束的估算及布置，计算了后张法预应力筋沿主梁纵向及锚固端的布置；第四章计算主梁截面几何特性；第五章钢束预应力损失计算，验算预应力筋的损失范围是否符合规范要求；第六到第八章主梁截面承载力与应力验算及端部承压和主梁变形验算，验算前面的设计和计算是否合理；第九章横隔梁计算，通过对横隔梁的内力计算确定配筋数量；第十章行车道板计算，通过计算给主梁翼缘配筋；第十一到十二章为下部结构设计和计算，通过计算确定了盖梁、墩和桩基的配筋。本设计主要依据为我国交通部颁布的公路桥涵设计通用规范(JTG D602004)、公路钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D622004)和公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D632007）。根据设计任务书和计算书还对桥梁的总体布置图、配筋图及一些附属设施图进行了绘制。限于本人设计水平，本设计一定存在不少缺点，请各位领导和老师给与批评和指正。1141青岛理工大学毕业设计（论文）第1章 设计资料及构造布置1.1 设计资料1.1.1 桥梁跨径及桥宽标准跨径：34m(墩中心距离)；主梁全长：33.96m；计算跨径：33m；桥面净空：2(净15+2.5m)35m。1.1.2 设计荷载公路级，人群荷载为3.0kN/m2，每侧人行栏及人行道、防撞栏重力的作用力分别为1.52kN/m和4.99kN/m。1.1.3 材料及工艺混凝土：主梁用C50混凝土，栏杆及桥面铺装用C30混凝土。预应力钢筋采用公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥函设计规范(JTG D622004)的s15.2钢绞线，每束6根，全梁配6束，pk=1860MPa。普通钢筋直径大于和等于12mm的采用HRB335钢筋；直径小于12mm的均采用R235钢筋。按后张法施工工艺制作主梁，采用内径70mm、外径77mm的预埋波纹管和夹片锚具。1.1.4 设计依据(1) 交通部颁公路桥涵设计通用规范(JTG D602004)，简称桥规；(2) 交通部颁公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTGD622004)，简称公预规。1.1.5 基本计算数据(见表11)表11 基本计算数据名称项目符号单位数据混凝土立方强度fcu,kMPa50弹性模量EcMPa轴心抗压标准强度fckMPa32.4轴心抗拉标准强度ftkMPa2.65轴心抗压设计强度fcdMPa22.4轴心抗拉设计强度ftdMPa1.83短暂状态容许压应力0.7f ckMPa20.72容许拉应力0.7f tkMPa1.757持久状态标准荷载组合容许压应力0.5fckMPa16.2容许主压应力0.6fckMPa19.44短期效应组合容许拉应力st-0.85pcMPa0容许主拉应力0.6ftkMPa1.59s15.2钢绞线标准强度fpkMPa1860弹性模量EpMPa抗拉设计强度fpdMPa1260最大控制应力con0.75fpdMPa1395持久状态应力标准荷载组合0.65fpkMPa1209材料重度钢筋混凝土1kN/m325.0沥青混凝土2kN/m323.0钢绞线3kN/m378.5钢束与混凝土的弹性模量比 EP无量纲5.65注：本设计考虑混凝土强度达到C45时开始张拉预应力钢束。fck和ftk分别表示钢束张拉时混凝土的抗压、抗拉标准强度，则：fck =29.6MPa, ftk =2.51MPa。1.2 横截面布置1.2.1 主梁间距与主梁片数本设计主梁翼板宽度为2500mm，由于宽度较大，为保证桥梁的整体受力性能，桥面板采用现浇混凝土刚性接头，因此主梁的工作截面有两种：预施应力、运输、吊装阶段的小截面(bi1600mm)和运营阶段的大截面(bi2500mm)。净15+2.5m的桥宽选用七片主梁。如图11图1-1 结构尺寸图（尺寸单位：mm）1.2.2 主梁跨中截面主要尺寸拟定(1)主梁高度预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在1/151/25，标准设计中高跨比约在1/181/19。当建筑高度受限制时，增大梁高往往是较经济的方案，因为增大梁高可以节省预应力钢束用量，同时梁高加大一般只是腹板加宽，而混凝土用量增加不多。综上所述，本设计中取用2250mm的主梁高度是比较合适的。(2)主梁截面细部尺寸T梁翼板的厚度主要取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求，还应考虑能否满足主梁受弯时上翼板受压的强度要求。本设计预制T梁的翼板厚度取用150mm，翼板根部加厚到250mm以抵抗翼缘根部较大的弯矩。在预应力混凝土梁中腹板内主拉应力较小，腹板厚度一般由布置预制孔管的构造决定，同时从腹板本身的稳定条件出发，腹板厚度不宜小于其高度的1/15。腹板厚度取200mm。马蹄尺寸基本由布置预应力钢束的需要确定的，马蹄面积占截面总面积的10%20%为合适。考虑到主梁需要配置较多的钢束，将钢束按二层布置，一层最多排三束，同时还根据公预规9.4.9条对钢束间距及预留管道的构造要求，初拟马蹄宽度为550mm，高度为250mm，马蹄与腹板交接处作三角过渡，高度过150mm，以减小局部应力。按照以上拟定的外形尺寸，就可绘出预制梁的跨中截面图（见图12） 图1-2 跨中截面尺寸图(尺寸单位：mm)(3)计算截面几何特性将主梁跨中截面划分成五个规则图形的小单元，截面几何特征列表计算见表1-2。表1-2 跨中截面几何特性计算表分块名称分块面积 Ai (cm2)分块面积形心至上缘距离yi (cm)分块面积对上缘静矩 Si=Aiyi (cm3)分块面积的自身惯矩 Ii (cm4)di=ys-yi (cm)分块面积对截面形心的惯矩Ix=Aidi2 (cm4)I=Ii+Ix (cm4)(1)(2)(3)=(1)(2)(4)(5)(6)=(1)(5)2(7)=(4)+(6)大毛截面翼板37507.52812570312.573.692036331020433622.5三角承托50018.3339166.52777.77862.561956876.81959654.6腹板3700107.539775010552708-26.31256120013113908下三角262.519551187.53281.25-113.8134000883403369马蹄1375212.5292187.571614.58-131.3123708184.6237797999587.5778416.5I=62690353小毛截面翼板24007.5180004500085.771765558317700583三角承托50018.3339166.52777.77874.93728077772810555腹板3700107.539775010552708-14.23749223.711301932下三角262.519551187.53281.25-101.732716610.62719891.8马蹄1375212.5292187.571614.58-119.2319546715196183308237.5768291.5I54151292注：大毛截面形心至上缘距离 ：小毛截面形心至上缘距离： (4)检验截面效率指标(希望在0.5以上)上核心距： (1-1)下核心距： (1-2)截面效率指标：= (1-3)1.3 横截面沿跨长的变化本设计主梁采用等高形式，横截面的T梁翼板厚度沿跨长不变。梁端部区段由于锚头集中力的作用引起较大的局部应力，也为布置锚具的需要，在距梁端1780mm范围内将腹板加厚到与马蹄同宽。马蹄部分为配合钢束弯起而从六分点附近(第一道横隔梁处)开始向支点逐渐抬高，在马蹄抬高的同时腹板宽度变开始变化。1.4 横隔梁的设置在荷载作用处的主梁弯矩横向分布，当该处有横隔梁时比较均匀，否则直接在荷载作用下的主梁弯矩很大。为减小对主梁设计起主要控制作用的跨中弯矩，在跨中设置一道中横隔梁；当跨度较大时，应设置较多的横隔梁。本设计在桥跨中点和三分点、六分点支点处设置七道横隔梁，其间距为5.5m。端横隔梁的高度与主梁同高，厚度为上部260mm，下部240mm；中横隔梁高度为2000mm，厚度为上部180mm，下部160mm。详见图11所示。第2章 主梁作用效应计算根据上述梁跨结构纵、横截面的布置，并通过可变作用下的梁桥荷载横向分布计算，可分别求得各主梁控制截面(一般取跨中、四分点、变化点截面和支点截面)的永久作用和最大可变作用效应，然后再进行主梁作用效应组合。2.1 永久作用效应计算2.1.1 永久作用集度(1)预制梁自重跨中截面段主梁的自重(六分点截面至跨中截面，长11m)：G(1)=0.823751125=226.53(kN)马蹄抬高与腹板变宽段梁的自重(长4.2m)：G(2)= (1.416125+0.82375)4.225/2=117.59(kN)支点段梁的自重(长1.78m)：G(3)= 1.416125251.78=63.02(kN)边主梁的横隔梁中横隔梁体积：0.17(1.850.70.50.10.50.1750.150. 5)=0.2137(m3)端横隔梁体积：0.25(2.100.5250.50.0650.325)=0.273(m3)故半跨内端主梁横隔梁重力为：而半跨内中主梁横隔梁重力为G(4) =(2.50.2137+10.273)25=20.18(kN)而半跨内中主梁横隔梁重力为(kN)预制梁永久作用集度：g1=(226.53+117.59+63.02+20.18)/16.98=25.17(kN/m)(kN/m)(2)二期永久作用现浇T梁翼板集度：g(5)=0.150.925=3.38(kN/m)边梁现浇部分横隔梁一片中横隔梁(现浇部分)体积：0.170.451.85=0.1415(m3)一片端横隔梁(现浇部分)体积：0.250.452.10=0.2363(m3)故：g(6)=(50.01415+20.0.2363)25/33.96=0.87(kN/m)(kN/m) 铺装8cm混凝土铺装：0.081525=30.00(kN/m)7cm混凝土铺装：0.071523=24.15(kN/m)若将桥面铺装均摊给八片主梁，则：g(7)=(30.00+24.15)/7=7.74(kN/m) 栏杆一侧人行道及人行栏：1.52kN/m一侧防撞栏：4.99kN/m若将两侧人行栏、防撞栏均摊给七片主梁，则：g(7) =(5.00+4.99) /7=0.93(kN/m) 边梁二期永久作用集度：g2=3.38+0.87+7.74+0.93=13.48(kN/m)中主梁二期永久作用集度(kN/m)2.1.2 永久作用效应如图2-1所示，设为计算截面离左支座的距离，并令。图2-1 永久作用效应组合主梁弯矩和剪力的计算公式分别为： (2-1) (2-2)永久作用效应计算见表2-1表2-2。表2-1 1号梁永久作用效应作用效应跨中 =0.5四分点 =0.25变截面点=0.1667支点 =0.00一期弯矩(kNm)3426.272569.701903.480剪力(kN)0207.6527687415.31二期弯矩(kNm)1758.741319.05997.080剪力(kN)0106.59142.12213.18弯矩(kNm)5185.113888.752880.560剪力(kN)0314.24418.99628.49表2-2 2号梁永久作用效应作用效应跨中 =0.5四分点 =0.25变截面点=0.1667支点 =0.00一期弯矩(kNm)3586.892690.171992.720剪力(kN)0217.39289.85434.78二期弯矩(kNm)1877.161407.871042.870剪力(kN)0113.77151.69227.54弯矩(kNm)5464.054098.043035.590剪力(kN)0331.16441.54662.322.2 可变作用效应计算2.2.1 冲击系数和车道折减系数按桥规4.3.2条规定，结构的冲击系数与结构的基频有关，因此要先计算结构的基频。简支梁桥的基频可采用下列公式估算： (2-3)其中：mc= (2-4)根据本桥的基频，可计算出汽车荷载的冲击系数为：=0.1767lnf-0.0157=0.255 (2-5)按桥规4.3.1条，当车道大于两车道时，需进行车道折减，三车道折减系数0.78，四车道折减系数0.67，但折减后不得小于用两行车队布载的计算结果。本设计按三车道设计，因此在计算可变作用效应时需进行车道折减。2.2.2 计算主梁的荷载横向分布系数(1)跨中的荷载横向分布系数mc本设计桥跨内设七道横隔梁，具有可靠的横向联系，且承重结构的长宽比接近0.5，所以采用修正刚性横梁法来绘制横向影响线和计算横向分布系数mc。 计算主梁抗扭惯性矩对于T行梁截面，抗扭惯性矩可近似按下式计算：式中：，相应为单个矩形截面的宽度和高度； 矩形截面抗扭刚度系数； 梁截面划分成单个矩形截面的个数对于跨中截面，翼缘板的换算平均厚度：(cm)马蹄部分的换算平均厚度：(cm)图22示出了的计算图示，的计算见表2-3。图2-2计算图示（尺寸单位：mm）表2-3 IT计算表分块面积(cm)(cm)翼缘板25017.217.53491/34.24037腹板175.3208.76500.30944.33903马蹄5532.50.21050.21053.9743412.55374 计算抗扭修正系数本设计主梁的间距相同，并将主梁近似看成等截面，则得：式中：G=0.4E；l=39.00m；=70.01255374=0.08787618；=7.5m；=5.0m；=2.5m；=0.0m；=-2.5m；=-5.0m；=-7.5m；=0.62690353计算得：=0.97 按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值式中：n=7，计算所得的值列于表2-4中表2-4 各梁横向分布系数梁号10.45460.35070.24680.14290.0389-0.065-0.168920.35070.28140.21210.14290.07360.0043-0.06530.24680.21210.17750.14290.10820.07360.038940.14290.14290.14290.14290.14290.14290.1429 各梁的横向影响线和最不得布载图式如图2-3所示。 图2-3 跨中的横向分布系数mc计算图式(尺寸单位：mm)1号梁可变作用（汽车公路级）四车道：mcq=0.5(0.3923+0.3175+0.2635+0.1887+0.1346+0.0598+ 0.0058- 0.0998)0.670.4229三车道：mcq=0.5(0.3923+0.3175+0.2635+0.1887+0.1346+0.059)0.78 0.5290二车道：mcq0.5(0.3932+0.3175+0.2635+0.1887)1=0.581故取1号梁可变作用(汽车)的横向分布系数为：mcq0.581可变作用(人群)：mcr0.45462号梁可变作用（汽车公路级）四车道 mc=0.5(0.3091+0.2592+0.2232+0.1733+0.1372+0.0873+ 0.0513+0.0014) 0.67 =0.4161三车道：mcq=0.5(0.3901+0.2592+0.2232+0.1733+0.1372+0.0873) 0.78 0.4638二车道：mcq0.5(0.3901+0.2592+0.2232+0.1733)1=0.4824故取2号梁可变作用(汽车)的横向分布系数为：mcq0.4824可变作用(人群)：mcr0.35073号梁可变作用（汽车公路级）四车道mc=0.5(0.2260+0.2011+0.1831+0.1581+0.1401+0.1152+ 0.0971+0.0722) 0.67 =0.3996三车道：mcq=0.5(0.2260+0.2011+0.1831+0.1581+0.1401 +0.1152)0.78 0.3992二车道：mcq0.5(0.2260+0.2011+0.1831+0.1581)1=0.3842故取3号梁可变作用(汽车)的横向分布系数为：mcq0.3992可变作用(人群)：mcr0.24684号梁可变作用（汽车公路级）四车道： mc0.5(80.1429) 0.67=0.3830三车道：mcq0.5(60.1429)0.780.3344二车道：mcq0.5(40.1429)1=0.2858故取4号梁可变作用(汽车)的横向分布系数为：mcq0.3830可变作用(人群)：mcr0.1429(2)支点截面的荷载横向分布系数mo如图2-4所示，按杠杆原理法绘制荷载横向分布影响线并进行布载，1-4号梁可变作用的横向分布系数可计算如下：图2-4 支点的横向分布系数mo计算图式(尺寸单位：mm)对于1号梁可变作用(汽车)：m=0=0可变作用(人群)：m=1对于2号梁可变作用(汽车)：m=(0.6+0.68+0.16)=0.72可变作用(人群)：m=0对于3号梁可变作用(汽车)：m=(0.28+1+0.48)=0.88可变作用(人群)：m=0对于4号梁可变作用(汽车)：m=(0.28+1+0.48)=0.88可变作用(人群)：m=0表2-5 各梁可变作用横向分布系数汇总表1号梁可变作用横向分布系数可变作用类别mcMo公路级0.58100人群0.454612号梁可变作用横向分布系数可变作用类别mcMo公路级0.48240.7200人群0.350703号梁可变作用横向分布系数可变作用类别mcMo公路级0.39960.8800人群0.246804号梁可变作用横向分布系数可变作用类别mcMo公路级0.38300.8800人群0.142902.2.3 车道荷载的取值根据桥规4.3.1条，公路级的均匀荷载标准值qk和集中荷载标准值Pk为：qk=10.5(kN/m)计算弯矩时：计算剪力时：2.2.4 计算可变作用效应在可变作用效应计算中，对于横向分布系数和取值作如下考虑：支点处横向分布系数取m0，从支点至第一根横梁段，横向分布系数从m0直线过渡到mc，其余梁段均取mc。对于1号梁(1)求跨中截面的最大弯矩和最大剪力：计算跨中截面最大弯矩和最大剪力采用直接加载求可变作用效应，图2-5示出跨中截面作用效应计算图示，计算公式为： 图2-5 跨中截面作用效应计算图式 (2-6)式中：S所求截面汽车(人群)标准荷载的弯矩或剪力；qk车道均布荷载标准值；Pk车道集中荷载标准值；影响线上同号区段的面积；y影响线上最大坐标值。可变作用(汽车)标准效应： 可变作用(汽车)冲击效应：可变作用(人群)效应：q=23.0=6.00(kN/m) (2)求四分点截面的最大弯矩和最大剪力：图2-6为四分点截面作用效应的计算图式图2-6 四分点截面作用效应计算图式可变作用(汽车)标准效应： 可变作用(汽车)冲击效应：可变作用(人群)效应：(3)求变截面处的最大弯矩和最大剪力图2-7为变截面处作用效应的计算图式。图2-7 变截面处作用效应计算图式可变作用(汽车)效应： 可变作用(汽车)冲击效应：可变作用(人群)效应： (4)求支点截面的最大剪力： 图2-8为支点点截面作用效应的计算图式图2-8 支点截面最大剪力计算图式可变作用(汽车)效应：可变作用(汽车)冲击效应：可变作用(人群)效应：对于2号梁图2-9为跨中截面作用效应计算图示(1)求跨中截面的最大弯矩和最大剪力：图2-9 跨中截面作用效应计算图式可变作用(汽车)标准效应： 可变作用(汽车)冲击效应：可变作用(人群)效应：q=23.0=6.00(kN/m) (2)求四分点截面的最大弯矩和最大剪力：图2-10为四分点截面作用效应的计算图式图2-10 四分点截面作用效应计算图式可变作用(汽车)标准效应： 可变作用(汽车)冲击效应：可变作用(人群)效应：(3)求变截面处的最大弯矩和最大剪力图2-11为变截面处作用效应的计算图式。图2-11 变截面处作用效应计算图式可变作用(汽车)效应： 可变作用(汽车)冲击效应：可变作用(人群)效应： (4)求支点截面的最大剪力： 图2-12为支点点截面作用效应的计算图式图2-12 支点截面最大剪力计算图式可变作用(汽车)效应：可变作用(汽车)冲击效应：可变作用(人群)效应：2.3 主梁作用效应组合根据可能同时出现的作用效应选择了三种最不理效应组合：短期效应组合，标准效应组合和承载能力极限状态基本组合，见表2-6表2-7。表2-6 1号主梁作用效应组合序号荷载类别跨中截面四分点截面变截面点支点MmaxVmaxMmaxVmaxMmaxVmaxVmax(kNm)(kN)(kNm)(kN)(kNm)(kN)(kN)(1)第一期永久作用3426.2702569.70207.651903.48276.87415.31(2)第二期永久作用1758.7401319.05106.59997.08142.12213.18(3)总永久作用5185.1103888.75314.242880.56418.99628.49(4)可变作用(汽车) 公路I级2199.30126.021641.79208.371208.0