土木C072_066187_赵超_毕业设计说明书.doc

河北工业大学城市学院 毕业设计说明书 作 者 赵超 学 号 066187 系名称 土木工程 专 业 土木工程 桥梁方向 题 目 荆山高架桥 K4 792 195 K4 911 195 段设 计 指导教师 黄海新 副教授 评阅教师 2011 年 月 日 河北工业大学城市学院 2011 届本科毕业设计说明书 1 毕业设计中文摘要 河北工业大学城市学院 2011 届本科毕业设计说明书 2 荆山高架桥荆山高架桥 K4 792 195K4 792 195 K4 911 195K4 911 195 段桥梁施工图设计段桥梁施工图设计 摘要 摘要 预应力混凝土连续箱梁桥是工程上广泛使用的一种桥型 它不但具有可 靠的强度 刚度及抗裂性 而且具有行车平稳舒适 养护工作量小 伸缩缝少 设计及施工经验成熟的特点 与其它桥型相比具有很强的经济性 常成为最佳桥 型方案 根据设计要求 本设计采用了预应力混凝土连续梁桥结构 设计大致过程如下 1 经过方案比选确定主梁主要构造及细部尺寸 2 进行恒载和活载的内力计算 用内力组合后的结果估算出纵向预应力筋 的数目 然后再布置预应力钢丝束 3 计算预应力损失 4 进行截面强度的验算 做 CAD 图 关键词 预应力 连续梁 内力组合 配筋验算 毕业论文外文摘要 河北工业大学城市学院 2011 届本科毕业设计说明书 3 TitleTitle Jingshan K4 792 195 K4 911 195 Viaduct section of the bridge construction design Abstract Abstract The prestressed concrete continuous box girder bridge is widely used in engineering of a bridge It is not the strength stiffness and reliable and the anti cracking with comfortable and maintenance workload smooth traffic less expansion joints design and construction experience and other characteristics of the mature compared with strong economic form often become the best form According to the design requirement the design adopts the prestressed concrete continuous girder bridge structure Design general process is as follows 1 after scheme is selected details and determine the main girder structure size 2 On the live load and the internal force calculation the results after combination of prestressed estimate then prestressed steel beam layout 3 calculation prestress loss 4 for calculating strength section of CAD drawings KeywordsKeywords Prestressed concrete continuous beam combination of internal reinforcement 河北工业大学城市学院 2011 届本科毕业设计说明书 4 目次 1 概述 5 1 1 基本资料 5 1 2 设计标准 5 2 桥梁方案 5 2 1 桥梁设计原则 5 2 2 初拟方案 7 3 初步设计 9 3 1 设计基本资料 9 3 2 桥型及纵横断面设计 11 4 桥面板的计算和梁的有效宽度的计算 14 4 1 梁的有效宽度的计算 14 5 主梁内力计算 18 5 1 恒载内力计算 18 5 2 活载内力计算 21 6 其他因素引起的内力计算 34 6 1 温度引起的内力计算 34 6 2 支座引起的内力计算 35 6 3 徐变引起的内力计算 36 7 内力组合 36 7 1 承载力极限状态基本组合 36 7 2 正常使用短期效应组合 40 7 3 正常使用长期效应组合 43 8 预应力配筋计算 46 8 1 按正截面抗裂性要求估算预应力钢筋数量 46 8 2 预应力钢筋的选用 48 8 3 有效的截面特性 49 8 4 配筋计算 51 9 预应力损失及有效应力的计算 55 9 1 摩阻力损失 56 9 2 锚具变形钢筋回缩损失 57 9 3 混凝土的弹性压缩引起的应力损失 57 河北工业大学城市学院 2011 届本科毕业设计说明书 5 9 4 钢束松弛损失 58 9 5 收缩徐变损失 58 9 6 有效预应力的计算 59 10 持久状况承载力极限状态验算 60 10 1 持久力极限状态计算采用的表达式 60 10 2 正截面抗裂承载力验算 60 11 持久正常使用极限状态验算 74 11 1 抗裂验算 74 11 2 挠度的计算与预拱度的设计 98 12 持久状况构件的应力验算 99 12 1 预应力钢筋中的拉应力验算 100 12 2 使用阶段预应力混凝土应力计算 100 13 构造配筋 119 13 1 规范给出的桥梁一般构造规定 119 13 2 配置构造钢筋 120 结 论 121 参 考 文 献 122 致 谢 123 河北工业大学城市学院 2011 届本科毕业设计说明书 6 1 1 概述概述 1 11 1 基本资料基本资料 荆山高架桥位于济南市东区建设旅游路西段 设计里程K4 792 195 K4 911 195 为主线左线桥的一部分 该段桥宽 16 75m 环境相对湿度 75 温度范围为 10 34 计算温度 15 20 温度梯度按 通用规范 4 3 10 3 计 算 取 10cm 沥青砼铺装时的温度基数 1 21 2 设计标准设计标准 1 安全等级为一级 2 设计洪水频率 P 1 3 桥面净空 净 15 75 2 0 5m 防撞护栏 4 桥面横坡 双向 1 5 5 设计荷载 公路 级 6 河流不通航三 方案比选 2 2 方案比选方案比选 2 12 1 桥梁设计原则桥梁设计原则 2 1 1 适用耐久 1 应保证桥梁在 100 年的设计基准期内正常适用 2 桥面宽度能满足当前以及今后规划年限内的交通流量 包括行人通行 3 桥梁结构在承受设计荷载时不出现过大的变形和过宽的裂缝 4 应考虑不同的环境类别对桥梁耐久性的影响 在选择材料 保护层厚度 阻锈等方面满足耐久性的要求 5 桥跨结构的下面有利于泄洪 通航 跨河桥 或车辆和行人的通行 旱桥 6 桥梁的两端方便车辆的进入和疏散 不致产生交通堵塞现象等 7 考虑综合利用 方便各种管线 水 电气 通信等 的搭载 2 1 2 安全可靠 河北工业大学城市学院 2011 届本科毕业设计说明书 7 1 所设计的桥梁结构在强度和稳定方面应有足够的安全储备 2 防撞栏杆应具有足够的高度和强度 人与车流之间应做好防护栏 防止 车辆撞入人行道或撞坏栏杆而落到桥下 3 对于交通繁忙的桥梁 应设计好照明设施 并有明确的交通标志 两端 引桥坡度不宜太陡 以避免发生车辆碰撞等引桥的车祸 4 对于修建在地震区的桥梁 应按抗震要求采取抗震措施 对于河床易变 的 河道 应设计好导流设施 防止桥梁基础底部被过度冲刷 对于通行大吨位 船舶的河道 除按规定加大桥孔跨径外 必要时设置防撞构筑物等 2 1 3 技术先进 在因地制宜的前提下 尽可能采用成熟的新结构 新设备 新材料和新工艺 必 须认真学习国内外的先进技术 充分利用最新科学技术成就 把学习和创造 结合起来 淘汰和摒弃原来落后和不合理的东西 只有这样才能提高我国的桥 梁建设水平 赶超世界先进水平 2 1 4 经济 1 桥梁设计应遵循因地制宜 就地取材和方便施工的原则 2 经济的桥型应该是造价和使用年限内养护费用综合最省的桥型 设计中 应充分考虑维修的方便和维修费用少 维修时尽可能不中断交通 或中断交通 的时间最短 3 所选择的桥位应是地质 水文条件好 桥梁长度也较短 4 桥位应考虑建在能缩短河道两岸的运距 促进该地区的经济发展 产生 最大的效益 对于过桥收费的桥梁应能吸引更多的车辆通过 达到尽可能快回 收投资的目的 2 1 5 美观 一个桥梁应具有优美的外形 而且这种外形从任何角度看都应该是优美的 结构 布置必须精炼 并在空间有和谐的比例 桥型应与周围环境相协调 城市桥 梁和游览地区的桥梁 可较多地考虑建筑艺术上的要求 合理的结构布局和轮 河北工业大学城市学院 2011 届本科毕业设计说明书 8 廓是美观的主要因素 结构细部的美学处理也十分重要 另外 施工质量对桥 梁美观也有重大影响 2 1 6 环境保护和可持续发展 桥梁设计必须考虑环境保护和可持续发展的要求 包括生态 水 空气 噪 声等 几方面 应从桥位选择 桥跨布置 基础方案 墩身外形 上部结构施工方 法 施工组织等多方面全面考虑环境要求 采取必要的工程控制措施 并建立 环境检测保护体系 将不利影响减至最小 2 22 2 初拟方案 初拟方案 依据设计资料 全桥长 120m 15 75 2 0 5 16 75 m 米防撞护栏 设计 荷载为公路 I 级 可以初步的选定以下三种桥型 2 2 1 中承式系杆拱桥 中承式拱桥的行车道位于拱肋的中部 桥面系 行车道 人行道 栏杆等 一部分用吊杆挂在拱肋下 一部分用刚性立柱支承在拱肋上 它的优点是桥型 美观 尤其是在城市中是为数不多的城市建筑的亮点 更继承了中国古老的拱 桥的各项优点 不仅在受力上保持了上承式拱桥的基本力学特性 也可以充分 的发挥拱圈混凝土材料的抗压性能 而且构件简洁明快 具有广泛的适用场合 在不等跨的多孔连续拱桥中 为了平衡左右桥墩的水平推力 将较大跨径一孔 的矢跨比加大 做成中承式拱桥 可以减小大跨的水平推力 而且可以减小路 图图 1 中承式系杆拱桥中承式系杆拱桥 单位单位 cm 河北工业大学城市学院 2011 届本科毕业设计说明书 9 线转弯的障碍 但是它对施工的要求较高 而且需要一支专业的施工队伍 对 总体道路的工期有一定的影响 2 2 2 预应力混凝土简支 T 梁桥 图图 2 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥 单位 单位 cm 简支梁桥属于静定结构 构造简单 架设方便 结构内力不受地基变形 温度改变的影响 对基础要求较低 跨径超过 20m 时 一般选用预应力混凝土 梁 我国后张法装配式预应力混凝土简支梁桥的标准设计有 25m 30m 35m 40m 四种 其梁高分别为 1 25 1 45m 1 65 1 75m 2 00m 2 30m 标准设计中高跨比约为 1 17 1 20 因此 设定简支桥梁的跨径组合为 30 30 30 30 120m 2 2 3 预应力混凝土连续箱梁桥 河北工业大学城市学院 2011 届本科毕业设计说明书 10 图图 3 混凝土连续梁桥混凝土连续梁桥 单位 单位 cm 梁桥作为一种简单但实用的桥型 已经得到了充分的发展 连续梁可以做成 两跨或是三跨以及多跨一联的 通过计算可知 在恒载的作用下 由于支点负 弯矩的卸载作用 跨中正弯矩显著减小 因此相对而言 弯矩分布更加的合理 它的优点是结构刚度大 变形小 动力性能好 主梁变形绕曲线平缓 有利于 高速行车 此标段处于荆山高架桥上 因此连续梁更有利高速行车 加之其施 工难度相对较小 施工技术相对较低 同时 钢筋混凝土连续梁桥不易装配化 施工 而花费较高费用现浇却仍然会产生裂缝 仅在城市高架桥 小半径弯桥 中有少量使用 而预应力混凝土连续梁桥却应用非常广泛 随着悬臂施工法等 技术的发展 预应力的技术优点便于机械化作业 从而提高了施工质量 降低 了施工费用 因此综合考虑后选择预应力混凝土连续梁桥 施工方案采用满堂 支架施工 这样可以极大地减少施工工期 加快施工进度 河北工业大学城市学院 2011 届本科毕业设计说明书 11 3 3 初步设计初步设计 3 13 1 设计基本资料设计基本资料 3 1 1 设计标准 设计荷载 公路 级 桥全宽 15 75 2 0 5 m 设计车速 60km h 桥梁纵坡 5 桥梁横坡 1 5 地震烈度 7度设防 3 1 2 主要材料 1 混凝土 1 桥面砼土铺装 C50 2 连续梁 C50 3 桩基 承台 桥墩 桥台 搭板 C50 2 钢筋 1 主筋 II级钢筋 2 辅助钢筋 II级钢筋 3 预应力筋 箱梁纵向预应力束采用 j15 24 高强度低松弛预应力钢绞 线 ASTMA416 90a270级标准 标准强度Ry b 1860MPa Ey 1 95 105MPa 3 预应力管道 预应力管道均采用镀锌金属波纹管 施工方式 满堂支架 4 锚具 表3 1 锚具采用群锚体系OVM 锚 锚具型 号 垫板尺寸 mm 波纹管经外 内 mm 螺旋筋圈 径 mm 圈数 千斤顶 型号 锚具最小布 置间距 OVM15 518062 551704Ycw100200 河北工业大学城市学院 2011 届本科毕业设计说明书 12 OVM15 720077 702406Ycw150230 OVM15 923087 802706Ycw250260 OVM15 12 27097 903307Ycw250290 OVM15 19 320107 1004008Ycw400420 OVM15 27 370127 1204708Ycw650490 5 伸缩缝 采用SSF80A大变位伸缩缝 6 支座 采用盆式橡胶支座 3 1 3 相关参数 1 相对温度75 2 管道摩擦系数u 0 25 3 管道偏差系数 0 0025l 米 4 钢筋回缩和锚具变形为4mm 3 1 4 预应力布置 箱梁采用OVM 型锚具及配套的设备 管道成孔采用波纹圆管 且要求钢波 纹管的钢带厚度不小于0 35mm 预应力张拉采用引伸量和张拉吨位双控 并以 引伸量为主 引伸量误差不得超过 5 10 3 1 5 施工方式 满堂支架 3 1 6 设计规范 1 公路桥涵设计通用规范 JTG D60 2004 2 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62 2004 3 公路桥涵地基与基础设计规范 JTJ024 85 4 公路桥涵施工技术规范 JTJ041 2000 5 公路工程水文勘测设计规范 JTGC30 2002 河北工业大学城市学院 2011 届本科毕业设计说明书 13 3 23 2 桥型及纵 横断面布置桥型及纵 横断面布置 3 2 1 桥型布置及孔径划分 综合比较各类桥型后最终采用预应力混凝土连续箱 3 2 2 截面形式及截面尺寸拟定 1 立截面 从预应力混凝土连续梁的受力特点来分析 连续梁的立面应采取变高度布 置为宜 在恒 活载作用下 支点截面将出现较大的负弯矩 从绝对值来看 支点截面的负弯矩往往大于跨中截面的正弯矩 因此 采用变高度梁能较好地 符合梁的内力分布规律 另外 变高度梁使梁体外形和谐 节省材料并增大桥 下净空 但是 在采用顶推法 移动模架法 整孔架设法施工的桥梁 由于施 工的需要 一般采用等高度梁 等高度梁的缺点是 在支点上不能利用增加梁高而只能增加预应力束筋用量来 抵抗较大的负弯矩 材料用量多 但是其优点是结构构造简单 线形简洁美观 预制定型 施工方便 一般用于如下情况 1 桥梁为中等跨径采用等截面布置使桥梁构造简单 施工迅速 由于跨径 不 大 梁的各截面内力差异不大 可采用构造措施予以调节 2 等截面布置以等跨布置为宜 由于各种原因需要对个别跨径改变跨长时 也以等截面为宜 3 采用有支架施工 逐跨架设施工 移动模架法和顶推法施工的连续梁桥较 多采用等截面布置 双层桥梁在无需做大跨径的情况下 选用等截面布置可使结构构造简化 综上所述 等截面连续梁有施工快捷 方便等优点 且根据本桥具体状况选用 等 截面 2 横截面 梁式桥横截面的设计主要是确定横截面布置形式 包括主梁截面形式 主 梁间距 主梁各部尺寸 它与梁式桥体系在立面上布置 建筑高度 施工方法 河北工业大学城市学院 2011 届本科毕业设计说明书 14 美观要求以及经济用料等等因素都有关系 当横截面的核心距较大时 轴向压力的偏心可以愈大 也就是预应力钢筋 合力的力臂愈大 可以充分发挥预应力的作用 箱形截面就是这样的一种截面 此外 箱形截面这种闭合薄壁截面抗扭刚度很大 对于弯桥和采用悬臂施工的 桥梁尤为有利 同时 因其都具有较大的面积 所以能够有效地抵抗正负弯矩 并满足配筋要求 箱形截面具有良好的动力特性 再者它收缩变形数值较小 因而也受到了人们的重视 总之 箱形截面是大 中跨预应力连续梁最适宜的 横截面形式 常见的箱形截面形式有 单箱单室 单箱双室 双箱单室 单箱多室 双 箱多室等等 单箱单室截面的优点是受力明确 施工方便 节省材料用量 拿 单箱单室和单箱双室比较 两者对截面底板的尺寸影响都不大 对腹板的影响 也不致改变对方案的取舍 但是 由框架分析可知 两者对顶板厚度的影响显 著不同 双室式顶板的正负弯矩一般比单室式分别减少70 和50 由于双室式 腹板总厚度增加 主拉应力和剪应力数值不大 且布束容易 这是单箱双室的 优点 但是双室式也存在一些缺点 施工比较困难 腹板自重弯矩所占恒载弯 矩比例增大等等 本设计是一座公路连续箱形梁 采用的横截面形式为单箱双 室 3 2 3 梁高 根据经验确定 预应力混凝土连续梁桥的中支点主梁高度与其跨径之比通 常在1 15 1 25 之间 而跨中梁高与主跨之比一般为1 40 1 50 之间 当建 筑高度不受限制时 增大梁高往往是较经济的方案 因为增大梁高只是增加腹 板高度 而混凝土用量增加不多 却能显著节省预应力钢束用量 连续梁在支 点和跨中的梁估算值 等高度梁 H 常做 l 30 1 15 1 l 20 1 18 1 变高度 曲线 梁 支点处 H 跨中H l 20 1 16 1 l 50 1 30 1 变高度 直线 梁 支点处 H 跨中H l 20 1 16 1 l 28 1 22 1 本设计为梁高2 2m 符合一般设计要求 1 顶板与底板 箱形截面的顶板和底板是结构承受正负弯矩的主要工作部位 其尺寸要受 河北工业大学城市学院 2011 届本科毕业设计说明书 15 到受力要求和构造两个方面的控制 支墩处底版还要承受很大的压应力 一般 来讲 变截面的底版厚度也随梁高变化 墩顶处底板为梁高的 1 10 1 12 跨中 处底板一般为 200 250 底板厚最小应有 120 箱梁顶板厚度应满足横向弯矩的 要求和布置纵向预应力筋的要求 本设计中采用双面配筋 且底板由支点处以抛物线的形式向跨中变化 2 腹板和其它细部结构 1 箱梁腹板厚度 腹板的功能是承受截面的剪应力和主拉应力 在预应力梁 中 因为弯束对外剪力的抵消作用 所以剪应力和主拉应力的值比较小 腹板 不必设得太大 同时 腹板的最小厚度应考虑预应力筋的布置和混凝土浇筑要 求 其设计经验为 腹板内无预应力筋时 采用 200mm 腹板内有预应力筋管道时 采用 250 300mm 腹板内有锚头时 采用250 300mm 大跨度预应力混凝土箱梁桥 腹板厚度可从跨中逐步向支点加宽 以承受 支点处较大的剪力 本设计跨中处边腹板厚度为上72cm 下42 cm 中间腹板为42cm 当靠近支 座时 边腹板和中间腹板均变宽 2 横隔梁 横隔梁可以增强桥梁的整体性和良好的横向分布 同时还可以限制畸变 支承处的横隔梁还起着承担和分布支承反力的作用 由于箱形截面的抗扭刚度 很大 一般可以比其它截面的桥梁少设置横隔梁 甚至不设置中间横隔梁而只 在支座处设置支承横隔梁 因此本设计没有加以考虑 而且由于中间横隔梁的 尺寸及对内力的影响较小 在内力计算中也可不作考虑 边跨支点设1m的宽横 隔梁 中间支点设1 2m宽的横隔梁 并在横隔板上设置高1米 宽0 6米的过人 孔 支点处设内横隔梁 4 4 桥面板的计算和梁的有效宽度计算桥面板的计算和梁的有效宽度计算 4 14 1 梁有效宽度的计算 梁有效宽度的计算 河北工业大学城市学院 2011 届本科毕业设计说明书 16 据 桥规 4 2 3条 考虑梁剪力滞效应 箱型截面梁在腹板两侧上 下翼 缘的有效宽度可按下列规定计算 1 简支梁和连续梁各跨中部梁段 悬臂梁中间跨的中部梁段 fi b mi b 2 简支梁支点 连续梁边支点及中间支点 悬臂梁悬臂段 bmi si b 3桥的剪力滞计算 将梁根据腹板的数目分成如下图所示各种小梁 分别进行计算 1 边跨的计算 此桥为直腹板 根据规范公式 计算如下 边跨边梁 0 8 i ll 1 1 2 775 0 1388 0 8 25 b l 0 85 f 11 0 85 2 7752 359 mf bbm 2 1 2 475 0 1238 0 8 25 b l 0 88 f 22 0 88 2 4752 178 mf bbm 边跨中梁 河北工业大学城市学院 2011 届本科毕业设计说明书 17 0 8 i ll 3 1 2 475 0 1238 0 8 25 b l 0 88 f 33 0 88 2 4752 178 mf bbm 4 1 2 475 0 1238 0 8 25 b l 0 88 f 44 0 88 2 4752 178 mf bbm 将整个箱梁等效成工字形截面 上缘有效工作宽度 2 359 2 178 2 178 2 178 2 178 2 359 0 45 0 40 0 45 14 73m 下缘有效工作宽度 2 178 2 178 2 178 2 178 0 45 0 40 0 45 10 012m 如下 2 中间跨的计算 中跨边梁 河北工业大学城市学院 2011 届本科毕业设计说明书 18 0 6 i ll 1 1 2 775 0 1321 0 6 35 b l 0 86 f 11 0 86 2 7752 387 mf bbm 2 1 2 475 0 1179 0 6 35 b l 0 88 f 22 0 88 2 4752 178 mf bbm 中跨中梁 0 6 i ll 3 1 2 475 0 1179 0 6 35 b l 0 88 f 33 0 88 2 4752 178 mf bbm 4 1 2 475 0 1179 0 6 35 b l 0 88 f 44 0 88 2 4752 178 mf bbm 将整个箱梁等效成工字形截面 上缘有效工作宽度 2 387 2 178 2 178 2 178 2 178 2 387 0 45 0 40 0 45 14 786m 下缘有效工作宽度 2 178 2 178 2 178 2 178 0 45 0 40 0 45 10 012m 如下 河北工业大学城市学院 2011 届本科毕业设计说明书 19 综上 边跨和中跨箱梁的有效宽度几乎相等所以整个桥跨等效宽度看成一样为 1 2 359 m bm 2 2 178 m bm 3 2 178 m bm 4 2 178 m bm 将整个箱梁等效成工字形截面 上缘有效工作宽度 2 359 2 178 2 178 2 178 2 178 2 359 0 45 0 40 0 45 14 73m 下缘有效工作宽度 2 178 2 178 2 178 2 178 0 45 0 40 0 45 10 012m 如下 5 5 主梁内力计算主梁内力计算 5 15 1 结结恒载内力计算恒载内力计算 一期自重作用效应计算一期自重作用效应计算 1 梁的恒载集度 A g q1 m 体积 河北工业大学城市学院 2011 届本科毕业设计说明书 20 A 2 m 二期自重作用效应计算二期自重作用效应计算 2 二期自重作用集度的确定 桥面铺装层的恒载集度 0 10 15 75 2336 225 qKN m 铺装 护栏的恒载集度 7 214 qKN m 护栏 恒载集度 2 50 225 g qqqKN m 铺装护栏 总恒载集度总恒载集度 12 302 7450 225353 gg qqqkN m 结构自重弯矩图及剪力图结构自重弯矩图及剪力图 12 302 7450 225353 gg qqqkN m C50的 42 3 45 10 C EN mm 102 3 45 10 N m 72 3 45 10 kN m A 2 m 4 m 抗拉刚度 A 72 3 45 10 kN m 2 m 8 4 031 10 kN 抗弯刚度 72 3 45 10 kN m 2 m 8 1 827 10 kN 抗剪刚度 kGA 无剪切变形 均布质量 m 1 极限弯矩未定义 u M 用结构力学求解器计算得 结构自重弯矩图 河北工业大学城市学院 2011 届本科毕业设计说明书 21 结构自重剪力图 位置剪力弯矩 边跨 03136 103650 00000000 1 102253 603656737 13414 2 101371 1036511268 0182 3 10488 60365813592 6524 4 10 393 89634113711 0365 5 10 1276 3963411623 1707 6 10 2158 896347329 05487 7 10 3041 39634828 689024 8 10 3923 89634 7877 92682 9 10 4806 39634 18790 7926 10 10 5688 89634 31909 9085 中跨 06000 69250 31909 9085 1 104765 19250 13069 6097 2 103529 692501446 43902 3 102294 1925011638 2378 4 101058 6925017505 7865 5 10 176 80749119049 0853 6 10 1412 3074916268 1341 7 10 2647 807499162 93292 8 10 3883 30749 2266 51829 9 10 5118 80749 18020 2195 10 10 6354 30749 38098 1707 位置剪力弯矩 中跨 06354 30749 38098 1707 1 105118 80749 18020 2195 2 103883 30749 2266 51829 河北工业大学城市学院 2011 届本科毕业设计说明书 22 3 102647 807499162 93292 4 101412 3074916268 1341 5 10176 80749119049 0853 6 10 1058 6925017505 7865 7 10 2294 1925011638 2378 8 10 3529 692501446 43902 9 10 4765 19250 13069 6097 10 10 6000 69250 31909 9085 边跨 05688 89634 31909 9085 1 104806 39634 18790 7926 2 103923 89634 7877 92682 3 103041 39634828 689024 4 102158 896347329 05487 5 101276 3963411623 1707 6 10393 89634113711 0365 7 10 488 60365813592 6524 8 10 1371 1036511268 0182 9 10 2253 603656737 13414 10 10 3136 103650 00000000 5 25 2 活载的内力计算活载的内力计算 汽车荷载作用效应计算汽车荷载作用效应计算 设计等级是公路 级 mkNqk 5 10 255 180180260 505 k pKN 355 180180300 505 k pKN 汽车冲击系数汽车冲击系数 1 连续梁桥的结构基频 利用 通规 4 3 2条的条文说明 连续梁桥的结构基频 1 2 13 616 2 c c EI f lm 2 2 23 651 2 c c EI f lm 计算正弯矩和剪力效应时 33 353 10 9 8135 98 10 c mG gkg m 10 1 223 13 61613 6163 4500 105 2959 3 99 22 3 14 3535 98 10 c c EI fHz lm 因1 5Hz f 14Hz 11 0 1767ln0 01570 229f 河北工业大学城市学院 2011 届本科毕业设计说明书 23 10 2 223 23 65123 6513 4500 105 2959 6 93 22 3 14 3535 98 10 c c EI fHz lm 22 0 1767ln0 01570 326f 用于正弯矩效应和剪力效应 用于负弯矩效应 1 11 229 2 11 326 车道折减系数车道折减系数 按单向行驶确定车道数 去掉对应的路肩宽度 W符合单向四车道宽度 按 通规 4 3 1条 车辆的横向折减系数 0 67 车辆的纵向折减系数 车辆加载长度 150m 不考虑纵向折减 横向分布系数横向分布系数 5 2 1 抗弯惯矩 1 边梁 边梁截面尺寸 cm AutoCAD 查询 A 面积 面积 3 7356 I 抗弯惯矩 抗弯惯矩 1 2249 2 m 4 m 2 中梁 中梁截面尺寸 cm AutoCAD 查询 河北工业大学城市学院 2011 届本科毕业设计说明书 24 A 面积 面积 4 2125 I 抗弯惯矩 抗弯惯矩 2 0338 2 m 4 m 5 2 2 连续梁抗弯惯矩的折算 1 简支梁 P 1 作用于长度为 25m 跨中 跨中位移 24 41406 取 EA 10 EI 10 简支梁 P 1 作用于跨中的位移曲线 P 1 作用于长度为 35m 跨中 跨中位移 66 99219 取 EA 10 EI 10 2 连续梁 P 1 作用于边跨长度为 25m 跨中 边跨跨中位移 16 13338 抗弯刚度修正系数 24 41406 16 13338 1 5133 河北工业大学城市学院 2011 届本科毕业设计说明书 25 连续梁 P 1 作用于边跨跨中的位移曲线 P 1 作用于中跨长度为 35m 跨中 中跨跨中位移 22 92644 抗弯刚度修正系数 66 99219 22 92644 2 9220 连续梁 P 1 作用于中跨跨中的位移曲线 连续梁折算后的抗弯惯矩 表 5 1 连续梁折算后的抗弯惯矩 m4 边梁中梁 折算系数 折算前折算后折算前折算后 边跨1 51331 22491 85362 0338 3 0777 中跨2 92201 22493 57922 03385 9428 整个截面的抗扭惯矩整个截面的抗扭惯矩 河北工业大学城市学院 2011 届本科毕业设计说明书 26 迈达斯查询的毛截面几何特性计算表 截 面 截 面 高 度 m 顶板 厚度 m 底板 厚度 m 中心轴至 梁底的距 离 m 中心轴至 梁顶的距 离 m 面积 2 m 抗弯惯 性矩 Ixx 4 m 抗扭惯 性矩 Iyy 4 m 跨 中 1 80 300 351 01647770 783522311 683755 29593815 32149 支 点 1 80 500 501 00464310 795356915 358756 02980418 28168 考虑抗扭惯矩的修正系数考虑抗扭惯矩的修正系数 抗扭修正系数 如果考虑主梁抗扭能力 则计入抗扭的修正系数 其计算 公式 2 2 1 1 1 12 i Ti ii I Gl C ECI a G 主梁材料的剪切模量 G 0 43E l 主梁计算跨径 ITi 各主梁的抗扭惯矩 E 主梁材料的弯曲模量 ai 各主梁到桥面中心的距离 Ii 各主梁的抗弯惯矩 抗弯惯性矩换算系数 取为 1C 边跨长度为 25m 的桥跨为 1 5133 中跨长度为 35m 的桥跨为 2 9220C 表 5 2 计算 aiL Ti I 123 25 15 32149 5 3750 5 375 河北工业大学城市学院 2011 届本科毕业设计说明书 27 aiL Ti I 123 35 15 32149 5 3750 5 375 Ii i C L 长度 123 边跨 25 1 85363 07771 85360 237880 中跨 35 3 57925 94283 57920 235183 2 2 1 1 12 i Ti ii I Gl C ECI a 边跨 2 222 1 0 432515 32149 11 121 8536 5 3753 0777 01 8536 5 375 E E 0 2378800641 2 2 1 0 43 2515 32149 1 121 8536 5 3752 2 2 1 1 12 i Ti ii I Gl C ECI a 中跨 2 222 1 0 433515 32149 11 123 5792 5 3755 9428 03 5792 5 375 E E 0 2351830853 2 2 1 0 43 3515 32149 1 123 5792 5 3752 横向分布系数计算横向分布系数计算 跨中及支点均采用刚性横梁法 桥面中线距首梁距离 用于确定各种活载在影响线上移动的位置 对于刚 性横梁法为桥面的中线到首梁的梁位线处的距离 5 375m 河北工业大学城市学院 2011 届本科毕业设计说明书 28 1 1 边跨 边跨 各梁刚度不同时 影响线坐标的计算 1 8536 3 0777 1 8536 6 7849 i I 107 103325 2 ii a I 222 5 3751 853603 07775 3751 8536 1 1 号梁边跨 影响线纵标影响线纵标 11 1 11 2 iii IPea I P Ia I 222 1 85361 5 375 5 375 1 8536 10 237880 1 85363 0777 1 8536 5 3751 853603 07775 3751 8536 0 27319488860 11894 0 392134886 0 3921 11 1 13 2 iii IPea I P Ia I 222 1 85361 5 3755 375 1 8536 10 237880 1 85363 0777 1 8536 5 3751 853603 07775 3751 8536 0 2731948886 0 11894 0 1542548886 0 1543 一车道加载时 12 11 1 22 cqqqq m 河北工业大学城市学院 2011 届本科毕业设计说明书 29 1 0 5 0 4363 0 3965 0 4164 二车道加载时 1234 11 11 22 cqqqqqq m 1 0 5 0 4363 0 3965 0 3678 0 3279 0 76425 0 7643 三车道加载时 123456 11 0 780 78 22 cqqqqqqqq m 0 78 0 5 0 4363 0 3965 0 3678 0 3279 0 2992 0 2594 0 813969 0 8140 四车道加载时 河北工业大学城市学院 2011 届本科毕业设计说明书 30 12345678 11 0 670 67 22 cqqqqqqqqqq m 0 67 0 5 0 4363 0 3965 0 3678 0 3279 0 2992 0 2594 0 2306 0 1908 0 8403475 0 8404 2 2 号梁边跨 影响线纵标影响线纵标 21 2 21 2 iii IPea I P Ia I 222 3 07771 0 5 375 3 0777 10 237880 1 85363 0777 1 8536 5 3751 853603 07775 3751 8536 0 4536102227 0 4536 212 23 2 iii IPea I P Ia I 222 3 07771 0 5 375 3 0777 10 237880 1 85363 0777 1 8536 5 3751 853603 07775 3751 8536 0 45360 4536102227 一车道加载时 河北工业大学城市学院 2011 届本科毕业设计说明书 31 12 11 1 22 cqqqq m 1 0 5 0 4536 0 4536 0 4536 二车道加载时 1234 11 11 22 cqqqqqq m 1 0 5 0 4536 4 0 9072 三车道加载时 123456 11 0 780 78 22 cqqqqqqqq m 0 78 0 5 0 4536 6 1 0206 四车道加载时 12345678 11 0 670 67 22 cqqqqqqqqqq m 0 67 0 5 0 4536 8 1 215648 1 2157 2 2 中跨 中跨 各梁刚度不同时 影响线坐标的计算 河北工业大学城市学院 2011 届本科毕业设计说明书 32 3 5792 5 9428 3 5792 13 1012 i I 206 81065 2 ii a I 222 5 3753 579205 94285 3753 5792 1 1 号梁 影响线纵标影响线纵标 11 1 11 2 iii IPea I P Ia I 222 3 57921 5 375 5 375 3 5792 10 235183 3 57925 94283 5792 5 3753 579203 07775 3753 5792 0 27319634840 1175915 0 3907878484 0 3908 31 3 13 2 iii IPea I P Ia I 222 3 57921 5 375 5 375 3 5792 10 235183 3 57925 94283 5792 5 3753 579203 07775 3753 5792 0 27319634840 1175915 0 1556048484 0 1556 一车道加载时 12 11 1 22 cqqqq m 1 0 5 0 4346 0 3952 0 4149 二车道加载时 河北工业大学城市学院 2011 届本科毕业设计说明书 33 1234 11 1 22 cqqqqqq m 1 0 5 0 4346 0 3952 0 3667 0 3274 0 76195 0 7620 三车道加载时 123456 11 0 780 78 22 cqqqqqqqq m 0 78 0 5 0 4346 0 3952 0 3667 0 3274 0 2989 0 2595 0 812097 0 8121 四车道加载时 12345678 11 0 670 67 22 cqqqqqqqqqq m 0 67 0 5 0 4346 0 3952 0 3667 0 3274 0 2989 0 2595 0 2311 0 1917 河北工业大学城市学院 2011 届本科毕业设计说明书 34 0 8392085 0 8392 2 2 号梁边跨 影响线纵标影响线纵标 21 2 21 2 iii IPea I P Ia I 222 5 94281 0 5 375 5 9428 10 237880 3 57925 94283 5792 5 3753 579205 94285 3753 5792 0 4536073031 0 4536 212 23 2 iii IPea I P Ia I 222 5 94281 0 5 375 5 9428 10 237880 3 57925 94283 5792 5 3753 579205 94285 3753 5792 0 45360 4536073031 一车道加载时 12 11 1 22 cqqqq m 1 0 5 0 4536 0 4536 0 4536 二车道加载时 1234 11 11 22 cqqqqqq m 1 0 5 0 4536 4 0 9072 河北工业大学城市学院 2011 届本科毕业设计说明书 35 三车道加载时 123456 11 0 780 78 22 cqqqqqqqq m 0 78 0 5 0 4536 6 1 0206 四车道加载时 12345678 11 0 670 67 22 cqqqqqqqqqq m 0 67 0 5 0 4536 8 1 215648 1 2157 横向分布系数计算结果汇总横向分布系数计算结果汇总 计算整箱的影响系 数 一列车 0 4164 二列车 0 7643 三列车 0 8140 1 四列车 0 84040 8404 一列车 0 4536 二列车 0 9072 三列车 1 0206 2 四列车1 2157 一列车 0 4164 二列车 0 7643 三列车 0 8140 边跨 3 四列车 0 84040 8404 0 8404 1 2157 0 8404 2 8965 一列车 0 4149 二列车 0 7620 三列车 0 8121 中跨 1 四列车 0 83920 8392 0 8392 1 2157 0 8392 2 8941 河北工业大学城市学院 2011 届本科毕业设计说明书 36 一列车 0 4536 二列车 0 9072 三列车 1 0206 2 四列车 1 21571 2157 一列车 0 4149 二列车 0 7620 三列车 0 8121 3 四列车 0 83920 8392 比较边跨与中跨的计算结果 取边 中跨整箱的影响系数沿桥跨纵向均为 2 90 6 6 其他因素引起的内力计算其他因素引起的内力计算 6 16 1 温度引起的内力计算温度引起的内力计算 温度次内力包括 1 年平均温差引起的内力 2 呈线性变化的温度梯度引 力的内力 本设计为连续梁 桥纵向只设置了一个纵向约束支座 纵向伸缩变形不产生 次内力 因此年平均温差不引起此内力 只计算温度梯度引起的次内力 梯度温度的取值 根据 桥规JTG D60 取值 图15 桥面铺装为10cm的沥青混凝土 T1 14度 2 T 5 5度 用全截面等效的截面计算 河北工业大学城市学院 2011 届本科毕业设计说明书 37 图16 用midas求解温度引起的次内力 6 26 2 支座位移引起的内力计算支座位移引起的内力计算 由于支座处的竖向反力和地质条件的不同引起支座的不均匀沉降 连续梁是对 支 座沉降敏感的结构 所以由它引起的内力是构成内力的重要组成部分 根据本 次设计 的地质情况 取四跨连续梁的五个支点每个支点分别沉降1cm 其余支点不动 所得的内力进行叠加 取最不利的内力范围 具体的计算方法用madis计算 表6 2 1 支座内力沉降 跨数位置 距本跨支点 的距离 正弯矩正剪力负弯矩负剪力 第一 跨 000109 6