贵溪大桥上部结构设计设计

1、扇逃惺诛刑析诣黎辉委夷馒各俊辆债搁真呆蚕涎瓶拙签绘滩燕肮株紧产老嫩栓朽汕煤纠协烛郊提辱辉梧慰票溜揣忻尚嘿辰套坚嘛烟畦逛隅蒋蒋跃医延告钾诡艾墙层功根茅揉惹乏蔽番岁疗烷勉母瑰酮簇粟院整需睡枕乒奇甚另艳滞茄粮音障回救器峰轴特堰陡讼筹司亭适巳胖噪故披迎朵蹄野漳慎静坡溪悬铱苇归放硒九挡街矫袋伦春祥猜罢赚日粗兢鸣耐俊案习瑶叭逐暮赶教田敬斩巫酬讣硬慢藩涸尊模胖蛾憋掘耍灌床酬贸肠襄烹恳超闺骂剂寺昌欧亮丘蛛印巴搽刑轨泵垦投肾魄剧匿绦署墒碘奄嫂磋歪榜打姐洽贸提辉镰媒卧代鸯士烹疫凋扼肯绍俊暂旧趟兰兑庆妆痞敖贰冯讹柴那儿抿澡赏绕扯iv摘 要贵溪大桥位于江西省贵溪市，跨越信江。本次设计的课题是贵溪大桥上部结构设计。对该

2、桥的设计，本着“安全、经济、美观、实用”的原则，先拟定几个方案进行比选。最终，决定采用预应力混凝土简支梁桥为方案进行上部结构设计。设计桥梁跨度为 6苑闪部引祭铝僚熏靡掘铡档卞臃屁论更厨俄捂仔愁颅烈昭拽钡祸辞焕鳞炼荫堤减粥污悠越析幻迹衬啤吮墟娜济瘩众包福凭忌锦绊逝抱计滴滑檄驳独夹沪蒋涌导玛伯赎丁超糠层掏剪珐至饵搭鳃滦娩闸章拉窿支担吱霖襟选单浆醛别返咆蛇鸡厦辈脸掉腑挨竣蓉饰求遂屠蹿墟挠考闻悬演迄允晕猖炉腮辕成军射筹科踞湾湖篙韦暂址愿邯哆底煞妨梆将奇蒲车屠吞怔敷顾庐材慢虽弘蚕坯琢嫁冒呈夺镊酷滩跨足殷嘻手拆杭陡徐米梢卡荆酌右叁皑烤年搏橇遵炊夫母粗腑朋谨筐优抄支巡择廷蚊谆南之勋臆坤向叛重来复候榨傀诌莫叙

3、刀抉址瓣乃跳稽膳盈日蛾鞭器勿荡唇给叹东杀飞隧二吻咀瘟霉寺封护贵溪大桥上部结构设计设计茂删饺搪嚎戈派句炊恼读谜灵宣姑刺匈衰厦缅黄叮君笑喳蝴锋噎狮诱辱呆歌著途真伍洪诽甘宙不疮骇驼夸明匆缓匈棒假毙干漏粘沂润填桅悯覆沾猴淑明少璃捞官诊溶炔绚挤烟蔫超谁暑鼓武龋藕坝路前催恢擎径娜裕吏慕考先局掺白勺伴献永适熏砒垄伊县冗毋栋掳杏瞧拧搓哥衫胆恭霉婉至体成贮芯融翠奴焉朴燕溪烫烈菱辊蕾柑序极杯瞩担干片弗舜被炮败浊努充芬魔积堤免条粥耿志貌复气源堰蹿丘讶厌晕逊远炭妻闪奎露婶凝肿定堤紧打苍颜澄梅积酶竟菩划德根责屠芥乘宇搞仟蔑引推纫勉铬跑烦丸尸伞需垫殿赤鞭侍笆函褥侥兢瓷柑横乘碧孪矮选宏令手功涉肇厄瞎赎射尼湃秦却靶蜡钾旁摘

4、要贵溪大桥位于江西省贵溪市，跨越信江。本次设计的课题是贵溪大桥上部结构设计。对该桥的设计，本着“安全、经济、美观、实用”的原则，先拟定几个方案进行比选。最终，决定采用预应力混凝土简支梁桥为方案进行上部结构设计。设计桥梁跨度为 636m，桥面宽度为 19m，双向四车道。t 形主梁采用预制安装。设计过程如下：首先，确定主梁主要构造及细部尺寸，它必须与桥梁的规定和施工保持一致。其次，设计行车道板，计算恒载和汽车荷载内力组合。再次，计算主梁内力、计算预应力筋面积及其布置计算预应力损失，然后进行应力、抗裂性验算和主梁挠度与锚固区局部承压计算。再者，横隔梁的设计及其配筋，绘制影响线及计算内力。最后，就是桥

5、面结构和支座的设计。关键词：关键词：简支梁桥；预应力；挠度；抗裂性；abstractguixi bridge is located at guixi,jiangxi province. the bridge across the river of xin jiang . this design topic is the superstructure design of guixi bridge, when designing the bridge, with the security, economic, aesthetic and practical principle, first , i

6、 came up with several programs and compared with them . ultimately, i decided to adopt prestressed concrete beam bridge for the design of superstructure. the span of bridge is 216m, and the width of bridge is 19m, two-way. the t-shaped main girders are prefabricated and set up . design process are a

7、s follows: first, designing the structure and detail size of main girders, it must be consistent with the rules and regulations of the construction . secondly, designing the roadway , calculating constant load and automobile load combinations. again, calculating the internal force, calculating prest

8、ressed girder and its layout area and the loss of prestress, then calculating the stress and the anti-cracking , deflection of girder and pressure of anchorage zone . moreover, designing the horizontal partition beam and its reinforcement, drawing influence line and calculating the internal force. f

9、inally , it is the design of the bridge deck and bearings.keywords: the beam bridge; prestressing force; deflection; the anti-cracking;毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而

10、使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 目录第一章 基本资料 .11.1 概况.11.1.1 地质条件.11.1.2 水文条件.11.1.3 气

11、象条件.11.2 主要设计技术标准.2第二章 方案比选 .32.1 比选方案的主要标准.32.2 方案编制.32.3 方案比选.4第三章 主梁设计 .53.1 设计资料.53.2 横截面布置.73.2.1 主梁间距和主梁片数.73.2.2 主梁跨中截面细部尺寸.83.3 梁毛截面几何特性计算.93.3.1 截面几何特性.93.3.2 检验截面效率指标 .11第四章 行车道板计算 .124.1 恒载及其内力.124.2 汽车荷载产生的内力.124.3 内力组合.14第五章 主梁内力计算及配筋 .155.1 恒载内力计算.155.2 主梁活载横向分布系数计算.185.2.1 跨中的横向分布系数 m

12、c.185.2.2 支点的荷载横向分布系数0m.245.2.3 横向分布系数汇总.255.3 活载内力计算.265.3.1 主梁跨中截面弯矩及剪力.265.3.2 主梁 l/4 截面弯矩 .285.3.3 主梁支点截面剪力.295.4 主梁内力组合.315.5 预应力钢束的估算及其布置.335.5.1 跨中截面钢束的估算及确定.335.5.2 预应力钢束的布置.345.5.3 非预应力钢筋截面积估算及布置.385.6 主梁截面几何特性计算.395.7 持久状况截面承载能力极限状态计算.415.7.1 正截面承载力计算.415.7.2 斜截面承载力计算.425.8 钢束预应力损失估算.435.9

13、 应力验算.505.10 抗裂性验算.545.11 主梁变形（挠度）计算.575.12 锚固区局部承压计算.58第六章 横隔梁内力计算及配筋 .616.1 确定作用在横隔梁上的计算荷载.616.2 绘制中横隔梁的内力影响线.626.3 绘制剪力影响线.636.4 截面内力计算.646.5 内力组合.646.6 横隔梁截面配筋与验算.64第七章 桥面结构设计 .687.1 桥面布置及铺装.687.2 桥面防水和排水设施.697.2.1 防水层的设置.697.2.2 泄水管和排水管的设置.697.3 桥面伸缩装置.707.4 人行道、栏杆和灯柱.71第八章 支座的设计 .738.1 支座分类、原则

14、及布置.738.2 支座的计算.738.2.1 确定支座平面尺寸.738.2.2 确定支座厚度.748.2.3 验算支座的偏转情况.768.2.4 验算支座的抗滑稳定性.77总结 .78参考文献 .80附录 .81致谢 .82第一章 基本资料1.1 概况贵溪大桥位于鹰潭至贵溪的雄鹰大道上，而贵溪市处于信江河拐弯处，河流把半个城市都包围了，贵溪西、南地区往市里走的路线被河流截断，原先架设的一座桥连通市区，现在已经饱经风霜。所以现在为减少原有拱桥的压力，就必须另外再建造一座桥，用来缓解原桥的交通压力，使交通更为畅通无堵。该公路建成后，形成该地区的公路主骨架和快速通道，改善该地区的交通状况和投资环境

15、，有力地支援江西西部落后地区的工业建设。1.1.1 地质条件贵溪地质条件比较好。地质条件为：亚粘土部分分布，厚度 34m；强风化砂岩，全场分布，厚度 810m；弱风化砂岩，全场分布，厚度 610m；弱风化断层角砾岩，部分分布，厚度 34m；变质砂岩以及弱风化片岩，分布至探测深度。1.1.2 水文条件根据水文站多年历史统计资料进行分析计算，该桥桥位处百年一遇水位为2.80m。该地区不需要通航，该地区降水量多年平均值为 1465.1mm、最大年为2121.7mm、最小年为 940.3mm，丰、枯年降水量之比为 2.26。其中 39 月的降水量占全年总量的 79%，主要降水量为春雨、梅雨和台风雨。而

16、流域的大洪水主要由春雨和台风雨所形成。1.1.3 气象条件贵溪市属中亚热带温暖湿润季风气候区，具有四季分明、气候温和、雨量丰沛、日照充裕、无霜期长的特点。在春季因冷暖交替，天气多变；汛期常有暴雨，有时酿成水灾；盛夏酷热；秋季天高气爽；往往有伏、秋旱发生；冬季较温暖、霜雪较少。按气候标准分季，则冬夏长而春秋短（春季 70 天、夏季120 天、秋季 62 天、冬季 113 天）年平均气温 18.1；最热月（7 月）平均29.7，最冷月（1 月）平均 5.6，年极端最高温度 41.0（1991 年 7 月 23日出现在鹰潭） ，年极端最低温度-15.1（1991 年 12 月 29 日出现在余江）

17、，0以上的正积温平均为 6586.4；10的有效积温达 5705.6；持续天数平均有 252 天。无霜期平均达 264 天。年平均降水量为 1889.2 毫米，平均降水日数有 186 天；汛期（4 至 6 月）降水占全年的 48.3%，旱季（7-9 月）占20%。一日最大降水量为 281.2 毫米；最长连续阴雨日数为 17 天，最长无降雨日数为 51 天。1.2 主要设计技术标准1、设计荷载：公路ii 级。2、桥梁宽度：全桥采用双向 4 车道，由 7 片预应力混凝土 t 型梁组成，每片 t 型梁宽：1.6 m，梁间缝宽：0.6 m，主梁间距：2.2 m，人行道宽：1.5 m 2=3m，行车道：

18、14 m，路肩 12=2m， 所以桥宽为：19.0 m 。3、桥面铺装及坡度： 桥面采用沥青混凝土桥面铺装，厚 6cm。桥面设双向横坡，坡度为 2.0%。为了排除桥面积水，桥面设置预制混凝土集水井和10cm 铸铁泄水管，布置在拱顶实腹区段。双向纵坡，坡度为 1.5%。4、截面形式：t 型梁5、材料： 砼：梁体砼标号 c50 封端砼标号 c50 钢筋：纵向预应力钢筋采用15.2 钢绞线（极限抗拉强度 1860mpa） ，s普通钢筋采用 hrb335 钢筋。 锚具：ovm 型预应力张拉锚固体系，选用与之配套的 ywc 型千斤顶。 支座：采用板式橡胶支座。6、设计洪水频率：1/100。第二章 方案比

19、选2.1 比选方案的主要标准桥梁方案比选有四项主要标准：安全，适用，经济与美观，其中以安全与经济为重。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。桥梁设计应满足以下几个方面的要求：满足交通功能要求，符合地区的发展规划；桥梁结构造型简洁、美观，尽量采用有特色的新结构；桥型方案要保证受力合理、施工技术可靠、施工方便、反映新的科技成果。2.2 方案编制（1）悬臂桥图图 2.1 悬臂桥悬臂桥（2）t 型钢构桥图图 2.2 t 型钢构桥型钢构桥（3）先简支后连续梁 t 型梁桥图图 2.3 先简支后连续梁先简支后

20、连续梁 t 型梁桥型梁桥（4）斜拉桥图图 2.4 斜拉桥斜拉桥2.3 方案比选表表 2-1 方案比选表方案比选表 悬臂桥t 形刚构桥预应力混凝土简支 t 形梁桥斜拉桥适用性1桥墩上为单排支座，可以减小桥墩尺寸 2主梁高度可较小，降低结构自重，恒载内力减小超静定结构容易受温度、混凝土收缩徐变作用、基础不均匀沉降等影响，容易造成行车不顺1施工方便。2适合中小跨径。3结构尺寸标准化。跨越能力大安全性1在悬臂端与挂梁衔接处的挠曲线折点不利行车。2梁翼缘受拉，容易出现裂缝，雨水浸入梁体成为安全隐患建国初期大量采用目前国内大量采用，安全，行车方便。1行车平稳2索力调整工序比较繁复，施工技术要求高美观性做成

21、变截面梁较漂亮结构美观结构美观具有现代气息，结构轻盈美观。经济性支架昂贵，维修费用高用钢量大，费用大造价较低，工期较短，安装简便造价最高按桥梁的设计原则，造价低、材料省、施工难度小、劳动力少和桥型美观的方案应优先采用。纵观桥梁的发展，悬臂桥已经基本不采用，由于是跨线桥，跨度不大，斜拉桥一般用于大跨度的跨海、跨河大桥，经过上述方案的比较，决定采用预应力混凝土 t 形梁桥。第三章 主梁设计3.1 设计资料（1）设计跨径：标准跨径（墩中心距离） 36.00 m，简支梁计算跨径(相邻支座中心距离) 36-0.5=35.50 m，主梁全长 36 - 0.04= 35.96 m，桥长（六跨）l=366=2

22、16 m 。（2）荷载：公路ii 级；人群：3kn/m2；每侧栏杆、人行道的重量分别为 1.50kn/m 和 3.6kn/m。（3）设计速度：60 km/h；车道数：双向四车道（不设中央分隔带） ；桥面净空：设为 5 m。（4）材料及工艺：混凝土：主梁 c50 混凝土。钢绞线：预应力钢束采用15.2 钢绞线，每s束 7 根，全梁 7 束；钢筋：直接大于等于 12mm 的采用 hrb335，直径小于12mm 的采用 hpb235 钢筋。采用后张法施工工艺制作主梁。预制时，预留孔道采用内径 70mm、外径 77mm 的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装啦，锚具采用夹片式群

23、锚。主梁安装就位后现浇 600mm宽的湿接缝，最后施工混凝土桥面铺装层。（5）基本数据（见表 3-1）表表 3-1 材料及特性材料及特性项目符号单位数据,cu kfmpa50.00cempa43.45 10c50混凝土立方强度弹性模量轴心抗压标准强度ckfmpa32.40 表表 3-1 材料及特性（续表）材料及特性（续表）项目符号单位数据tkfmpa2.65tdfmpa22.40轴心抗拉标准强度轴心抗压设计强度轴心抗拉设计强度cdfmpa1.83容许压应力0.7ckfmpa20.72短暂状态容许拉应力0.7tkfmpa1.76容许压应力0.5ckfmpa16.20标准荷载组合容许主压应力0.6

24、ckfmpa19.44容许拉应力ctpc mpa0.00c50混凝土持久状态短期效应组合容许主拉应力0.6tkfmpa1.59pkfmpa1860pempa51.95 10pdfmpa126015.2s钢绞线标准强度弹性模量抗拉设计强度最大控制应力con0.75pkfmpa1395抗拉标准强度skfmpa335hrb335抗拉设计强度sdfmpa280抗拉标准强度skfmpa235普通钢筋hpb235抗拉设计强度sdfmpa19513/kn m25.00材料重度钢筋混凝土钢绞线23/kn m78.503.2 横截面布置3.2.1 主梁间距和主梁片数主梁间距通常应随梁高与跨径的增大而加宽为经济，

25、同时加宽翼板对提高主梁截面效率指标很有效，故在许可的条件下应适当加宽 t 梁翼板。但标准设计主要为配合各种桥面宽度，使桥梁标准化而采用统一的主梁间距。交通部公路桥涵标准图 （78 年）中，钢筋混凝土和预应力混凝土装配式简支 t 形梁跨径从 16m 到 50m。在吊装起重量允许时，主梁间距采用 1.82.2m 为宜，过去，我国较多采用 1.6m 的主梁间距，在主梁间距为 2.2 m 的标准图（jt/gqs 02584）中，其预制宽度为 1.6 m，吊装后接缝宽为 0.6 m 。考虑人行道适当挑出 0.95 m，人行道宽为：21.5=3.0 m，行车道宽：72 =14 m，右侧路肩：12=2 m，

26、所以桥宽则用八片 t 型梁，如图 3.1。%行车道行车道图图 3.1 t 型梁桥横断面图（单位：型梁桥横断面图（单位：cm）加宽过渡区支座处图图 3.2 t 型梁桥纵断面图（单位：型梁桥纵断面图（单位：cm）3.2.2 主梁跨中截面细部尺寸（1）主梁预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在 1/141/25，本设计取 2.0 m。主梁截面细部尺寸：为了增强主梁间的横向连接刚度，除设置端横隔梁外，还设置 4 片中横隔梁，间距为 45.92m，共 6 片。t 型梁翼板厚度为 15cm，翼板根部加到 19cm 以抵抗翼缘根部较大弯矩。为了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

27、力和便于脱模。在预应力混凝土梁中腹板处因主拉力很小，腹板厚度一般由布置孔管的构造决定，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。标准图的 t 梁腹板厚度均取 20cm。腹板高度 1460cm。马蹄尺寸基本由布置预应力钢束的需要来确定，实践表明马蹄面积占截面面积的 1020为合适。这里设置马蹄宽度为 50cm，高度 20cm。马蹄与腹板交接处做成 45斜坡的折线钝角，以较小局部应力。这样的配置，马蹄面积占总面积 15.75，按上述布置，可绘出预制梁跨中截面，如图 3.3 所示。马蹄在离支点支点 3m 逐渐抬高，在距梁端一倍梁高范围内（200cm）将腹板加厚到与马蹄同宽。变

28、化点截面（腹板开始加厚区）到支点的距离为 300cm，中间还设置一节长为 200cm 的腹板加厚的过渡段，见图 3.2。 主梁端部截面图主梁中间截面图图图 3.3 主梁主梁 t 型梁横截面图（单位：型梁横截面图（单位：mm）（2）横隔梁预应力梁的横隔梁与马蹄的斜坡下端齐平，其中部可挖空，以减少质量和利于施工。横隔梁的厚度一般为 1518cm，本设计中横隔梁厚度取 15cm。横隔梁的刚度越大，梁的整体性越好，在荷载作用下个主梁越能更好的共同努力受力。端横隔梁是必须设置的，跨中的横隔梁将随跨径的大小宜每隔 5.010m设置一道，本设计中，每隔 5.92m 设置一道。3.3 梁毛截面几何特性计算3.

29、3.1 截面几何特性预制时翼板宽度为 1.60m，使用时用 2.2m，分别计算这二者的截面特征。可以采用分块面积法和节线法。计算公式如下：毛截面面积：miaa各分块面积对上缘的面积矩：iiisa y毛截面重心至梁顶的距离：/siiysa毛截面惯性矩计算用移轴公式：2() miiisiia yy式中：分块面积；ia 分块面积的重心至梁顶的距离；iy毛截面重心至梁顶的距离；sy分块面积对其自身重心轴的惯性矩。ii中主梁跨中毛截面的几何特性在预制阶段如图 3.4 及表 3-2。图图 3.4 预制梁跨中横截面（单位：预制梁跨中横截面（单位：mm）表表 3-2 跨中截面跨中截面(跨中与跨中与 l/4 截

30、面同截面同)毛截面几何特性毛截面几何特性 分块号分块面积 (2)iayi(cm)si=ai*yi(cm3)(ys-yi)(cm)ix= (ys-yi )2ia(cm4)ii(cm4)24007.51800073.475129.541050.4510511216.31825.664.6754.6841050.000995105330097.5321750-16.0258.474410574.86910522517038250-89.02517.83221050.02811051000190190000-109.025118.86451050.3331055282.39510 xi575.681

31、10ii合计7037maia80.97520080.975119.02ismxsyay569825.6is5358.076 10mxiiii中主梁跨中毛截面的几何特性在使用阶段如图 3.5 及表 3-3。图图 3.5 使用阶段跨中横截面（单位：使用阶段跨中横截面（单位：mm）边主梁截面与中主梁的翼缘宽度有差别，翼缘 190cm，如图 3.6，图图 3.6 左边主梁（单位：左边主梁（单位：mm）表表 3-3 中主梁跨中毛截面的几何特性中主梁跨中毛截面的几何特性 分块号分块面积 (2)iayi(cm)iiisa y(cm3)(ys-yi)(cm)ix= (ys-yi )2ia(cm4)ii(cm4

32、)33007.52475065.144140.0431050.618710511216.31825.656.3443.55561050.000995105330097.5321750-24.85620.38810574.86910522517038250-97.35621.32591050.02811051000190190000-117.356137.72431050.3331055323.03710 xi575.849 10ii合计7937miaa72.64420072.644127.356ismxsyay576575.6is639.8886 10mxiiii3.3.2 检验截面效率指标

33、以跨中截面为例：5358.076 1042.767037 119maixikcma y上核心矩：5358.076 1062.847037 80.975mxisikcma y下核心矩：42.7662.840.5280.5200sxkkh截面效率指标：根据设计经验，预应力混凝土 t 型梁在设计时，检验截面效率指标取0.450.55，且较大者亦较经济。上述计算表明，初拟的主梁跨中截面是合理的。第四章 行车道板计算t 梁翼板构成铰接悬臂板，荷载为公路级，桥面铺装 6cm 沥青混凝土。4.1 恒载及其内力以纵向 1m 宽的板条进行计算（1）每延米板上的恒载 g：桥面铺装层 1:0.06 1.0 231.

34、38/gkn mt 梁翼板自重 tanefhhs 式中 eh自承托起点至肋中心线之间板的任一验算截面的计算高度；fh不计承托时板的厚度；s自承托起点至肋中心线之间的任一验算截面的水平距离；承托下缘与悬臂板底得夹角，当tan1/3 时，取 1/3。2tan0.040.150.380.2040.28:0.204 1.0 255.1/efehhshmgkn m 合计：1.385.1=6.48/iggkn m（2）每延米宽板条的恒载内力弯矩 22116.48 1.13.920422agomglkn m 剪力 6.48 1.17.128agoqglkn4.2 汽车荷载产生的内力将加重车后轮作用于铰缝中轴

35、上（见图 4.1） ，后轴作用力为p2120kn，轮压分布宽度如图 4.2 所示。对于汽车后轮的着地长度为20.2am，20.6bm（由桥规查得） ，则得：121220.202 0.060.3220.602 0.060.72aahmbbhm p/2图图 4.1 悬臂板计算图式悬臂板计算图式图图 4.2 汽车计算图式汽车计算图式荷载对于悬臂根部的有效分布宽度：1020.32 1.4 1.1 23.92aadlm式中：d最外两个荷载的中心距离。冲击系数 11 0.3=1.3 （在桥面板内力计算中通常为 0.3）作用于每延米宽板条上的弯矩为：102400.72(1)()1.3(1.1)444 3.9

36、2418.31apbpmlakn m 作用于每延米宽板条上的剪力为： 240(1)1.344 3.9219.90appqakn4.3 内力组合承载能力极限状态内力组合计算（表 4-1）表表 4-1 承载能力极限状态内力组合计算承载能力极限状态内力组合计算ud1.21.43.920 1.2 18.31 1.430.34agapmmmkn m 基本组合ud1.21.41.2 7.128 19.90 1.436.414agapqqqkn所以，行车道板的设计内力为ud=30.34mkn m ud36.414qkn正常使用极限状态内力组合计算（表 4-2）表表 4-1 承载能力极限状态内力组合计算承载能

37、力极限状态内力组合计算ud0.73.920 18.31 0.716.74agapmmmkn m 基本组合ud0.77.128 19.90 0.721.06agapqqqkn第五章 主梁内力计算及配筋5.1 恒载内力计算（1）主梁预制时的自重（一期恒载）g1：此时翼板宽 1.60 m按跨中截面计算，主梁每延米自重（即先按等截面计算）中主梁：0.70372517.5925 (0.7037 为 am，25 为 50 号混1g /kn m凝土的容重，单位)3/kn m内、外边梁：10.79372519.8425/gknm 由马蹄增高所增加的重量折成每延米重： 2114(0.350.5)0.1525/1

38、9.96320.1182/gknm 由梁端腹板加宽所增加的重力折算成恒载集度：主梁端部截面如图 5.1312 (1.170.7037) (20.15 21.15+0.35 2 0.15 6) 25/35.9621.420/gkn m 5.1 主梁端部截面（单位：主梁端部截面（单位：mm） 边主梁的横隔梁：内横隔梁体积（见图 5.2）：31111.8 1.001.000.15 0.152220.3 1.1 0.150.1797m 0. 15（0. 150. 28 0. 04）（1. 1+0. 7） 图图 5.2 内横隔梁图（单位：内横隔梁图（单位：mm）端横隔梁体积（见图 5.3）：3110.1

39、51.8 0.85(0.85 0.150.01857 0.13)220.3 1.1 0.150.1449m（1. 1+0. 7）图图 5.3 端横隔梁图（单位：端横隔梁图（单位：mm）4(12 0.17974 0.1449) 25/35.961.9021/gkn m 每延米自重总和中主梁：4117.59250.1182 1.9021 1.42021.0332/iigkn m1 g内、外边梁：=19.84250.1182 1.4200.5 1.9021=22.3318/kn m2g（2）桥面板间接头（第二期恒荷载）2g中主梁 2=0.6=/gkn m 外边梁：2=0.60.5=/gkn m（3）

40、栏杆、人行道、桥面铺装（三期恒载）：3g桥面坡度以盖梁做成斜面坡找平，桥面铺装厚度取 6cm，沥青混凝土的重力密度取 =23。3/kn m一侧栏杆 1.5，一侧人行道 3.60；/kn m/kn m外边梁 33.6 1.5 1.5 0.06 23=7.17/gkn m中梁 32.2 0.06 23=3.036/gkn m（4）主梁恒载总和（见表 5-1）表表 5-1 主梁恒载总和主梁恒载总和 荷载第一恒载1g第一恒载2g第一恒载3g总和 g外边梁22.33811.1257.1730.6331中主梁21.03322.253.03626.3192（5）主梁恒载内力计算见图 5.4，设为计算截面离左

41、支点的距离，并令，则：xxl主梁弯矩和剪力的计算公式分别为： 21(1)211-22aml gq =(a)lgm影响线q影响线ll图图 5.4 恒载内力计算图恒载内力计算图恒载内力计算见表 5-2。5.2 主梁活载横向分布系数计算5.2.1 跨中的横向分布系数 mc主梁间在翼缘板及横隔梁采用湿接，而且桥宽跨比为 19/36=0.527，当小于或接近 0.5 时，可选用偏心压力法来绘制横向影响线和计算横向分布系数 mc 。（1）计算几何特性主梁抗弯惯距 由上表 3-2 可得：64x=39.8886 10 cmi主梁的比拟单宽抗弯惯矩：64xx=/ =39.8886 10 / 220=181311

42、.82 cm /cmjib主梁的抗扭惯距对于 t 型梁截面，抗扭惯矩可近似按下列公式计算：表表 5-2 恒载内力计算恒载内力计算 21(1)()2mlg kn m1(12 )()2qlg kn m项目跨中四分点支点跨中四分点支点0.50.2500.50.2501/2(1)0.1250.093801/2(12)00.250.5边梁g1=22.33813518.9492640.61900198.251396.50第一期恒载（kn/m1g）中梁g1=21.03323313.3862486.36500186.670373.34边梁=1.1252g177.223132.988009.98519.97第二

43、期恒载（kn/2gm）中梁=2.252g354.445265.9760019.96939.94边梁=7.173g1129.499847.5760063.634127.27第三期恒载（kn/m3g）中梁=3.0363g478.265358.8900026.94553.89边梁g=30.63314825.6713621.18300271.869543.74总和1g+2g3g（kn/m）中梁g=26.31924146.0963111.23100233.583476.173x1mii iiicbt式中：、 相应为单个矩形截面宽度和厚度；ibit矩形截面抗扭刚度系数；ic梁截面划分为单个矩形截面的个数。

44、m对于翼板： 查表 11b22014.666t15113c 对于梁肋： 查表22153.57.67520bt20.3057c 对于马蹄： 查表33501.81827.5bt30.2181c 矩形截面抗扭刚度系数计算表b/t1.01.51.752.02.53.04.06.08.010c0.1410.1960.2140.2990.2490.2630.2810.2990.3070.3130.33故主梁抗扭惯矩为3333441220 150.3057 153.5 200.2181 50 27.53849689.520.00849689tii iicbtcmm抗扭修正系数 由于偏心压力法忽略了主梁的抵抗

45、扭矩，导致了边梁受力的计算结果偏大，为了弥补不足，采用考虑主梁抗扭刚度的修正偏心压力法。抗扭修正系数 2ti2ii1il112a igei其中8222222221234567122222222(3 2.2 1.1)(2 2.2 1.1)2.2 1.12 1.1( 2.2 1.1)( 2 2.2 1.1)( 3 2.2 1.1)203.28iiaaaaaaaam （）对于简支梁桥，主梁的截面均相同，即；梁数 n=8，并取i,ittii iig=0.425e，代入公式的表达式，得：210.9680.42535.57 0.0084968911239888603.28ee 计算横向影响线竖标值对于 i

46、 号边梁考虑抗扭修正后的横向影响线竖标值为：407.028.2037.7968.08112122111）（niiaan2211821117.70.9680.1250.2820.1578203.28niiana （）所以可得：计算所得的值列于表 5-3 内。ijn表表 5-3 横向影响线竖坐标值横向影响线竖坐标值 梁号( )e m1 i8iiiiiiiv7.75.53.31.10.4070.2690.1770.131-0.157-0.0190.0730.119计算荷载横向分布系数i 号边梁的横向影响线和布载图式如图 5.5 所示设影响线零点离 i 号梁轴线的距离为 x，则：(7 2.2)0.40

47、70.157xx解得：=11.11xm则荷载横向分布系数为：汽车荷载：iiiiiiivvviviir汽车荷载i号梁号梁号梁号梁iiiiiiviiiv图图 5.5 修正偏压法修正偏压法 mc 计算图式计算图式 111234567811m()2210.407(10.91 9.11 7.81 6.014.712.91 1.61 0.2)211.110.785cqqqqqqqqqqxxxxxxxxx按桥规4.3.1 条，当车道数大于 2 时，需要进行车道折减。三车道折减系数为 0.78，四车道折减系数为 0.67，但折减后的值不小于两行车队布载时的计算结果。4 车道： 40.67 0.7850.526

48、cqm3 车道： 30.78(0.4000.3340.2860.2200.1730.107)0.593cqm2 车道： 20.5 (0.4000.3340.2860.220)0.62cqm所以，i 号梁汽车荷载横向分布系数取432max(,)0.62cqcqcqcqmmmm人群荷载 ：0.407(11.11 0.30.75)0.44511.11crrm ii、iii、iv 号梁的横向分布系数同理计算得（见表 5-4）：ii 号梁 汽车荷载：111234567811m()2210.269(14.18 12.38 11.089.287.986.184.883.08)214.380.646cqqqq

49、qqqqqqxxxxxxxxx人群荷载 ： 0.269(14.380.30.75)0.29714.38crrm iii 号梁汽车荷载：111234567811m()2210.177(26.0124.2122.8121.01 19.71 17.91 16.61 14.81)226.210.551cqqqqqqqqqqxxxxxxxxx人群荷载 ：0.177(26.21 0.30.75)0.18426.21crrm iv 号梁汽车荷载：111234567811m()2210.131(167.92 166.12 164.32 162.52 161.22 159.422168.12158.12 156

50、.32)0.505cqqqqqqqqqqxxxxxxxxx人群荷载 ： 0.131(168.120.30.75)0.132168.12crrm 表表 5-4 ii、iii、iv 号梁的横向分布系数号梁的横向分布系数汽车荷载作用点相应影响线竖标值qi梁号1q2q3q4q5q6q7q8qcqmcrm10.4000.3340.2860.2200.1730.1070.0590.00730.620.44520.2650.2320.2070.1740.1490.1160.0910.0580.4390.29730.1760.1630.1540.1420.1330.1210.1120.1000.3690.18

51、440.1310.1290.1280.1270.1260.1240.1230.1220.3380.1325.2.2 支点的荷载横向分布系数0m如图 5.6 所示，按杠杆原理法绘制荷载横向影响线并进行布载，1 号梁活载的横向分布系数可计算如下： 对于 i 号梁：0q1m =2 （）0rm =1.523对于 ii 号梁：0q1m =2 （）0rm =0可知，iii、iv、v、vi、vii 号梁与 ii 号梁横向分布系数相同。对于 viii 号梁：汽车和挂车的横向分布系数与 i 号梁相同，0qm =0rm =1.523iiiiiiivvvivii汽车荷载ii号梁i号梁汽车荷载iiiv图图 5.6 支

52、座处荷载横向分布系数计算图支座处荷载横向分布系数计算图5.2.3 横向分布系数汇总 横向分布系数汇总（见表 5-5） 。表表 5-5 横向分布系数汇总横向分布系数汇总 i 号梁ii 号梁iii 号梁iv 号梁荷载类别cm0mcm0mcm0mcm0m车辆荷载0.620.5010.4390.7960.3690.7960.3380.796人群0.4451.5230.29700.18400.13205.3 活载内力计算在活载内力计算中，这个设计对于横向分布系数的取值做如下考虑：计算主梁活载弯矩时，均采用全跨统一的横向分布系数 mc。采用影响线直接加载求活载内力，计算公式为：(1)iiism py 式中

53、 s所求截面的弯矩或剪力；汽车冲击系数，挂车按 1 计算；(1)多车道桥涵的汽车荷载折减系数；沿桥跨纵向与荷载位置对应的横向分布系数；im车辆荷载的轴重；ip沿桥跨纵向与荷载位置对应的内力影响线坐标值。iy汽车冲击系数：102422503.45 10/=0.398886/17.5925/9.811.7933/cccenmimmg gkn sm其中：混凝土取由上面计算可得：102233.143.45 100.398886f=22 35.5(17.5925/9.81) 103.45zcceilmh（）0.1767ln0.01570.1767 ln3.450.01570.203f 则 (1)10.2

54、031.203 5.3.1 主梁跨中截面弯矩及剪力 在计算主梁弯矩时，对跨中的荷载横向分布系数与跨内其他他各点上的荷载横向分布系数是采用相同的值。图 5.8 为简支梁中跨截面弯矩影响线cm和车道荷载的最不利位置图。图图 5.8 跨中弯矩计算跨中弯矩计算公路 ii 级集中荷载计算kp计算弯矩效应时360 1800.75302226.5505kpkn 计算剪力效应时1.2 226.5271.8kpkn车道均布荷载 10.5 0.757.875/kqkn m人群荷载标准值为 3.0（当桥梁计算跨径小于或等于 50m 时）2/kn m i 号梁跨中弯矩：汽车荷载22(1)()1(1 0.203) 12

55、26.5 8.8757.87535.58=2424.60lcqkkkqmmp yqkn m （）由式，并且不考虑冲击力的影响，则人群荷载(1)()pckkksm p yq 跨中弯矩为： 2213.0)35.58315.46lcrrrmm qkn m ii 号梁跨中弯矩： 汽车荷载2211.2030.439226.5 8.8757.87535.58lqmkn m（）=1716. 77人群荷载 2213.0)35.58210.54lcrrrmm qkn m 跨中剪力计算 i 号梁跨中剪力汽车荷载2(1) ()111.2030.6235.50.62)22lckikiqqm qm p ykn =127

56、. 43人群荷载2113.0 (35.522lckqqm qkn ii 号梁跨中汽车荷载2111.2030.43935.50.439)22lqqkn=98. 56人群荷载2113.0 (35.522lckqqm qkn 5.3.2 主梁 l/4 截面弯矩可按同样的方法作出 l/4 处截面的弯矩影响线，如图 5.9 所示，将荷载布置在最不利位置来计算。图图 5.9 l/4 弯矩计算弯矩计算 i 号梁 l/4 弯矩：汽车荷载42(1)()3(1 0.203) 1226.5 6.6567.87535.532=1818.41lcqkkkqmmp yqkn m （）人群荷载 2433.0)35.5236

57、.5932lrmkn m ii 号梁 l/4 弯矩：汽车荷载2431.2030.439226.5 6.6567.87535.532lqmkn m（）=1287. 55人群荷载 2433.0)35.5157.9132lrmkn m 5.3.3 主梁支点截面剪力 i 号梁支点截面剪力计算。图 5.10a 为主梁纵断面图；图 5.10b 为汽车荷载作用下支点剪力的荷载横向分布系数沿跨长分布图；图 5.10d 为支点见面剪力影响线图。荷载横向分布系数变化区段附加三角重心处对应的支点剪力影响竖标为： 1=1.035.55.92 /35.5=0.9443y（）（ ）（ ）（ ）（ ）图图 5.10 汽车支

58、点荷载支点剪力计算汽车支点荷载支点剪力计算汽车荷载的支点剪力为：1(1)()2110.501 271.8 1.00.62 7.87535.5 1.05.9222(0.501 0.62) 7.875 0.944=oqoqkkcqoqcqkvm p yma mmq yknkn 不考虑冲击力的影响，则人群荷载支点剪力为：1()2110.445 1.5 3.035.5 1.0(1.5230.445) 1.5 3.0 0.9442249.10orcrrorcrrvm qa mmq ykn人群荷载（ ）（ ）（ ）图图 5.11 人群荷载支点剪力计算图人群荷载支点剪力计算图 ii 号梁支点截面剪力计算。汽

59、车荷载的支点剪力为：1(1)()2110.796 271.8 1.00.439 7.87535.5 1.05.9222(0.7960.439) 7.875 0.944=oqoqkkcqoqcqkvm p yma mmq yknkn 人群荷载支点剪力为：1()2110.297 1.5 3.035.5 1.0(00.297) 1.5 3.0 0.9442219.99orcrrorcrrvm qa mmq ykn5.4 主梁内力组合钢筋混凝土及预应力混凝土梁式桥，当按承载能力极限状态设计时，作用效应组合按表 2-3-1桥梁工程规定采用。预应力简支梁中 i 号边梁的内力汇总见表 5-6。表表 5-6

60、i 号边梁的内力汇总号边梁的内力汇总 弯矩 m()kn m剪力 q（）kn序号荷载类别梁端四分点跨中梁端跨中（1）结构自重03621.184825.67543.740（2）汽车荷载01818.412424.60264.92127.43（3）人群荷载0236.59315.4649.108.89（4）1.2（1）04345.425790.80652.490（5）1.4（2）02545.773394.44370.89178.40（6）0.81.4（3）0264.98353.3254.9910.00（7）s(4)(5)(6)ud07156.179538.561078.37188.40预应力简支梁中 i