连续梁桥设计

1、目录1 前言 - 1 -1.1 桥梁工程发展的意义 - 1 -1.2 桥梁建设的现状 - 1 -1.3 设计过程中要解决的问题和采用的手段、方法 - 1 -1.4 设计成果及意义 - 1 -2 设计资料 - 2 -2.1 工程概况 - 2 -2.2 技术标准 - 2 -2.3 地质条件 - 2 -2.4 构思宗旨 - 2 -3 方案比选 - 3 -3.1 设计方案 - 3 -3.2 方案比选 - 4 -4 上部结构设计 - 4 -4.1 尺寸拟定 - 4 -4.2 结构自重作用效应计算 - 7 -4.3 汽车荷载作用效应计算 - 14 -4.4 预应力钢束估算及布置 - 27 -4.5 预应力

2、损失及有效预应力计算 - 31 -4.6 截面演算 - 36 -5 下部结构设计 - 39 -5.1 桥墩设计 - 39 -5.2 基础设计（刚性扩大基础） - 42 -6 施工方案 - 43 -7 结束语 - 45 -参考文献 - 46 -致 谢 - 47 -1前言1.1桥梁工程发展的意义桥梁事业的迅猛发展，带来的效益，以及社会对桥梁的需要，桥梁既是一种功能性 的结构物也往往是一座立体的造型艺术工程，是一处景观，具有时代的特征。如今，我国正在大力发展现代交通运输业，建立四通八达的现代交通网络，对于加 强各族人民的交流和团结，促进文化交流等做出了非常重要的贡献。这一切的繁荣都需 要路、桥事业的

3、发展，这样桥梁建设就成了交通建设当中的枢纽， 在交通运输业当中起着举足轻重的作用。1.2桥梁建设的现状桥梁是有史以来人来建造的最古老的最壮观和美丽的建筑工程。它体现了一个时代的文明与进步。现阶段经过几代桥梁人深入地探索与研究，特别是现代化施工机械与现 代计算机技术的结合应用，促使桥梁的发展已经达到了一个空前的阶段，各桥型日趋成 熟，并且能够进行工厂化生产，大大缩短了施工时间，降低了劳动力和财力，更为重要 的是保证了桥梁结构的可靠性 。1.3设计过程中要解决的问题和采用的手段、方法本课程设计选择的是东源桥设计这一课题，在设计过程中：（1）根据工程概况、公路等级以及河流等因素确定出可行的设计方案，

4、再经过经 济技术论证等进行方案比选，确定最合适的方案；（2）确定出方案之后，进行上部结构各种尺寸的拟定、计算、配筋和演算然后再 进行下部结构的分析设计算；（3） 在设计计算过程中要充分利用计算机来解决出现的问题。例如，用AUTOCAD 进行图纸的绘制；（4）如果碰见困难，可以查阅大量的规范及文献资料或者请教指导老师以及和同 学探讨等。1.4设计成果及意义总而言之，一座桥的设计考虑许多因素，在具体设计中，要求设计人员综合考虑各种因素，作分析、判断，得出可行的最佳方案。毕业设计的目的在于培养毕业生综合能力，灵活运用大学所学的各门基础课和专业课知识，并结合相关设计规范，独立的完成一个专业课题的设计工

5、作。设计过程中提高 学生独立的分析问题，解决问题的能力以及实践动手能力，达到具备初步专业工程人员 的水平，为将来走向工作岗位打下良好的基础。本次设计为东源桥设计，最终确定的是先简支后连续的3跨30m的预应力混凝土连 续梁桥，此桥型简单实用，施工比较快，造价比较低，最重要的是这种桥型符合桥址处 工程概况、具有良好的整体性和行车稳定性。本次设计的预应力混凝土连续梁采用先简支后连续的装配施工。本次设计中得到了毕业设计指导老师的悉心指导，在此表示衷心的感谢。由于本人水平有限，且又是第一次从事这方面的设计，难免出现错误，恳请各位老 师批评指正。2设计资料2.1工程概况工程项目属烟台地区东源河上所架设的桥

6、梁。该河河床比降为+1.26%，设计洪水位为275.186m,桥下无通航要求，河宽度在 90m左右。桥梁起点桩号为k10+100。桥 梁位于直线段上。2.2技术标准(1) 道路等级：一级公路；(2) 汽车荷载：公路一I级;(3) 车道数目：双向四车道；(4) 设计车速：80km/h。2.3地质条件该处的地质条件较好，表层 3米的范围内为密实粉砂，接着为 25米的密实卵石地基承载能力比较强。2.4构思宗旨（1）满足交通功能需要；（2）桥梁结构造型简洁，轻巧，反映新科技成就，体现人民智慧；（3）设计方案力求结构新颖，保证结构受力合理，技术可靠，施工方便;（4）与周边环境相宜。3方案比选3.1设计方

7、案第一方案：预应力混凝土先简支后连续梁桥 （详见图纸2桥梁方案比选图）（1）上部结构：采用3跨30m连续梁桥，截面形式为T梁。采用双幅分离的形式， 每座桥宽11.25m。（2）下部结构：采用双圆柱式桥墩，桥墩基础刚性扩大基础；桥台采用埋置式柱 式桥台，桥台基础为桩柱式；（3）施工方案：采用先简支后连续的施工法。先简支后连续梁桥结构较简单，施工方便,有利于采用工业化大规模预制生产并用现 代化的起重设备进行安装，大大节约了现浇用的模板支架等材料，降低了劳动强度，缩短工 期，同时，桥面无断点，行车舒适且支点负弯矩的存在使跨中正弯第二方案：装配式预应力混凝土简支 T形梁桥（1） 上部结构：采用3跨30

8、m连续梁桥，采用双幅分离的形式，每座桥宽11.25m, 全桥采用等跨等截面T型梁，主梁间距2.25m。预制T梁宽为1.4m，现浇湿接缝0.85m，预制梁间的翼板和横隔板待T梁架设后再现浇，以加强横断面的整体性。（2）下部结构：采用双圆柱式桥墩，桥墩基础刚性扩大基础；桥台采用埋置式柱 式桥台，桥台基础为桩柱式；（3）施工方案：采用装配式施工方法。预应力混凝土 T形梁桥有结构简单，受力明确、节省材料、架设安装方便，跨越能 力较大等优点。T型梁桥在我国公路上修建最多，早在 50、60年代，我国就建造了许 多T型梁桥，这种桥型对改善我国公路交通起到了重要作用。目前的预应力混凝土 T形梁采用预应力结构，

9、预应力张拉后上拱偏大，影响桥面线 形，带来桥面铺装加厚。并且多跨的简支梁桥在主梁的连接处构造不稳定容易产生裂缝， 影响行车。第三方案：拱桥（1）上部结构：单跨90米，采用分离式的两副桥，每座桥宽 11.25m；（2）下部结构：桩基础，桥台采用组合式桥台；（3）施工方案：米用预制安装施工方法。拱桥是我国公路上使用很广泛的一种桥型，特别是圬工拱桥在我国有着悠久的历 史，赵州桥就是一个非常典范的例子。拱桥与梁桥的区别不仅在于外形，更重要的是在受力性能方面拱桥的静力特点是，在竖直何在作用下，拱的两端不仅有竖直反力，而且 还有水平反力。由于水平反力的作用，拱的弯矩大大减少。由于拱是主要承受压力的结 构，

10、因而可以充分利用抗拉性能较差、抗压性能较好的石料，混凝土等来建造。石拱对 石料的要求较高，石料加工、开采与砌筑费工，现在已很少采用。由墩、台承受水平推 力的推力拱桥，要求支撑拱的墩台和地基必须承受拱端的强大推力，因而修建推力拱桥 要求有良好的地基。3.2方案比选（1）第一方案和第二方案比较：先简支后连续梁桥作为一种连续梁桥，造价比较低，并且连续梁桥在力学性能上优 于简支梁桥，整体性好，桥面接缝少，结构刚度大，桥面变形小，动力性能好，有利于 高速行车等突出优点。先简支后连续梁桥拥有装配式预应力混凝土简支T梁的施工优点，构造简单，其结构尺寸易于设计成系列化和标准化，有利于在工厂内或地上广泛采用工业

11、化施工，组织 大规模预制生产，并用现代化的起重设备进行安装，加快施工进度。相反，简支梁桥虽然施工比较快，适应性比较大，造价低等，但是，简支梁桥中部 受弯矩较大，并且没有平衡的方法，而支点处受剪力最大，如果处理不好主梁的连接， 就会出现行车不稳的情况。故不选第二方案：装配式预应力混凝土简支 T梁。（2）第一方案和第三方案比较：第三方案拱桥一般拱桥上部结构的自重比较大，且存在水平推力，下部结构工程量 增加，地质条件要求较高，施工次序较多，建桥时间也长，一般情况下也未能采用高度 机械化和工业化的建造方法，辅助设备和劳动力用量多，平原区将增加接线的工程量或 桥面纵坡，既增大造价又对行车不利。第一方案：

12、预应力混凝土先简支后连续梁桥，可以采用高效的机械化和工业化的建 造方法，施工时间段，造价比较低，整体性能好，并且刚度大，变形小，有利于行车。故不选第二方案：装配式预应力混凝土简支 T梁。（3）综上所述，选择第一方案：预应力混凝土先简支后连续梁桥作为该桥的方案 进行设计。（详见图纸3桥梁总体布置图）4上部结构设计4.1尺寸拟定本桥上部结构为3跨预应力混凝土连续桥，采用先简支后连续施工法。主梁尺寸拟定主梁采用T形截面，梁高1.8m，主梁翼缘板宽度为225cm，由于宽度较大，为保 证整体受力性能，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（翼缘宽 1

13、40cm,）,二期恒载施工及运营阶段的大截 面。单幅桥宽11.25m，选用5片T形梁。详见图纸5 T梁一般构造图（二）。截面变化及横隔梁的设置在距梁端1800mm范围内将腹板加厚到与马蹄同宽，同时马蹄宽度也从440mm变到600mm,马蹄部分为配合钢束弯起而从四分点附近（第二道横隔梁处）开始向支点 逐渐抬高，在马蹄抬高的同时腹板也开始变化。为减小对设计起控制作用的跨中弯矩，在跨中设置一道中横隔梁，跨度较大时应设 置较多的横隔梁。本设计在桥跨中心，四分点，支点处设置5道横隔梁。间距为7.5m和6.975m。详见图纸4 T梁一般构造图（一）。毛截面几何特性计算（1）计算原理采用梯形分块法计算毛截面

14、几何特性。桥梁中的T形，工字形，箱型截面都可分解成许多梯形。设任意梯形示意图如图4.1 所示，其上底、下底、高分别为a、b、h,几何特性计算如下， 面积：A （a b） h2_形心轴ycb形心轴位置：yc丄巨h对形心轴的惯性矩:h3(a2 4ab b2)36(a b)3（a b）当a=0或b=0时就变成三角形，仍可以用。图4.1梯形示意图如图4.2所示的T形截面计算方法如下。按梯形分块为5个梯形块，共6条节线，每条节线距离截面底缘 X轴的距离为hi， 节线宽为bi。第i个梯形分块其上底宽a=bi+1，下底宽b=bi，高h=hi+1-hi，代入几何特性计算公 式可得：1面积： A 一（b b J

15、 （h 1 h）2形心轴位置：yci b 2b 1 (h i h) 3(bi i bi)对形心轴的惯性矩：3 2 2,(hi i hi)3(bi i4bi ib b )I ci36(bi i b)对整体截面底缘X轴的面积矩：SxiAi (yci hi)根据惯性矩的移轴原理，梯形分块Ai对X轴的惯性矩为：1 xi 1 ci Ai ( yci hi )Lb6 b5 5 43b3436bix图4.2梯形分块示意图进行叠加，即可得到整个截面的面积A、对X轴的面积矩Sx,惯性矩Ix，nnAA,SxSxii 1i 1nI .xxii 1整个截面的形心轴至截面底缘X轴的距离为:yxSX / AX整个截面对形

16、心轴的惯性矩为：lc Ix yxA2(2) 截面几何特性计算结果本设计主梁截面变化不大，其预制中梁支点截面、预制边梁跨中、支点截面以及成 桥后的中边梁跨中支点截面的几何特性可采用以上方法计算。其结果见表4.1。表4.1截面几何特性计算结果截面位置截面积A ( m2)截面惯性矩I ( m4)中性轴至梁底的距离 yx ( m )预制中梁跨中0.7140.26651.133支点1.2640.38921.013预制边梁跨中0.8090.28611.200支点1.3620.42921.061成桥中梁跨中0.8840.31131.242支点1.4340.45871.095成桥边梁跨中0.8940.3113

17、1.245支点1.4470.45861.100(3) 检验截面效率指标p 对于中梁跨中截面：上核心距：ks-0.26650.35mA yx0.714 1.133下核心距：kx0.26650.714 (1.8 1.133)0.56m截面效率指标p :kskx0.35 0.56180.5010.5 对于边梁跨中截面:上核心距： ksIa yx0.31130.894 1.2450.28m下核心距：kx截面效率指标p :IA ysks0.31130.8934 (1.8 1.245)0.63mkxh0.28 0.631.80.506 0.5表明以上初拟的截面是合理的4.2结构自重作用效应计算全桥施工过程

18、分为4个阶段：第一施工阶段，为主梁预制阶段，等混凝土达到设计强度的90%后张拉正弯矩区预 应力钢束，并压注水泥浆再将各跨预制主梁安装就位，形成由临时支座支撑的简支梁状 态O第二施工阶段，先浇筑两跨间的连续段接头混凝土达到设计强度后张拉负弯矩区预 应力钢束，并压注水泥浆。第三施工阶段，拆除全部临时支座，主梁支撑在永久支座上，完成体系转换再完成 主梁横向接缝浇注，最终形成三跨连续梁的空间结构。第四施工阶段，进行防撞护栏及桥面铺装的施工。由施工过程可知，结构自重作用效应分阶段形成的，主要包括：预制 T梁一期结构 自重作用荷载集度（g1），成桥后T梁一期结构自重作用荷载集度（ g1，二期结构自 重作用

19、荷载集度（g2）o将空间桥跨结构简化为平面结构计算，即只对由单片T梁构成的3跨简支转连续梁 桥进行结构分析，在汽车荷载作用效应计算时，考虑荷载横向分布系数，结构自重作用 空间效应按每片梁均分计算。结构自重作用荷载集度计算(1)(3)预制T梁边梁一期结构自重作用荷载集度29.62 1.362 1.8 2 2.5 (1.362 0.809)/2 0.809 21.4 0.799 0.2 5 25 g124.02kN/m预制T梁中梁一期结构自重作用荷载集度29.62 1.264 1.8 2 2.5 (1.264 0.714)/2 0.714 21.4 2 0.799 0.2 5 25 gi22.27

20、kN/m成桥后T梁边梁一期结构自重作用荷载集度增量29.6g1.2 .425 296 仏 425 .2 5 252.63kN/m（4）成桥后T梁中梁一期结构自重作用荷载集度增量g12.63 2 5.26kN/m（5）二期结构自重作用荷载集度二期结构自重作用荷载集度为桥面铺装和护栏自重集度之和。桥面铺装采用8cm厚沥青混凝土铺装，三角垫块中间高为8cm,且铺装层宽为10.25m，沥青混凝土重度为24kN/m3,一侧护栏按每延米0.30 m3混凝土计，混凝土重度 为25kN/m3计，因桥横向由5片梁组成，则每片梁承担全部二期永久作用的1/5。g2（12 10.25 0.08 2 25 0.08 1

21、0.25 24 0.3 25 2）/5 11.04kN/m内力计算（1）边梁内力计算：本桥采用先简支后连续的连续梁，施工过程包含了结构体系转换，所以结构自重内 力计算过程必须先将各个施工阶段的阶段内力计算出来，然后进行内力叠加。第一施工阶段，结构体系为简支梁结构，作用荷载集度g1o第二施工阶段，由于两跨间接头较短，混凝土重量较小，其产生的内力较小，且会 减小跨中弯矩，故忽略不计。第三施工阶段，结构体系已转换为连续梁，因临时支座间距较小，忽略临时支座移 除产生的效应，故自重作用荷载仅为翼缘板及横隔梁接头重力即 g 1第四施工阶段，结构体系为连续梁连续梁为二期结构自重作用荷载集度g2 o第一施工阶

22、段结构自重作用效应内力预制边梁的结构自重作用效应内力计算如图4.3所示此时结构体系为简支梁结构，计算跨径为：l 28.95m1-aaQ影响线图4.3第一施工阶段内力计算示意图q设X为计算截面距支座的距离并令a y，则主梁弯矩和剪力计算公式分别为Ma-a(122a)l gi ，Qa边梁各计算截面及各截面的内力值具体结果见表1 (1 2a)l gi。4.2。第三施工阶段自重作用效应内力计算a、先用力法求出赘余力（按 EI=常数简 化）。取简支梁基本结够，其基本体系如图 4.4所示。此时q为成桥后T梁一期结构自 重力作用荷载集度增量（Ag。力法方程为：11X112X221X122 X2原结构X1基本

23、结构ip(4-1)2p由图乘法得:1122h 丨23EI(4-2)12216EI(4-3)1P2Pq(h3 I；)24EIX1 = 1X1X2=1M1图M2图图4.4第三施工阶段内力计算示意图(4-4)表4.2第一施工阶段结构自重作用效应内力截面剪力（kN ）弯矩（kN ?m）支点347.70左变化点257.01141.41/4截面180.21840.8跨中02514.33/4截面-180.21840.8右变化点-257.01141.4支点-347.70求得：Xi Xq(l； I；)4(2h312)(4-5)由边梁 qgi 2.63kN/m , li 29.475m , I2 30m代入上式得

24、：Xi X2233.71kN?m截面内力：M Mi?Xi M2 ?X2 Mp（4-6）b、截面的内力。由对称性，取结构的一半计算弯矩和剪力，根据力法可求出各截 面的弯矩和剪力。具体计算结果见表 4.3。表4.3第三施工阶段自重作用效应内力截面剪力（kN ）弯矩(kN ?m)截面剪力（kN ）弯矩(kN ?m)左边支点（左）32.20.0左中支点（左）-43.9-233.7边跨左变化占八、22.3102.9左中支点（右）39.5-233.7边跨14截面13.9160.8中跨左变化占八、29.5-87.0边跨跨中-5.9190.9中跨1/4截面21.1-6.0边跨3/4截面-25.673.0中跨跨

25、中0.062.2边跨右变化占八、-34.0-22.3 第四施工阶段自重作用效应内力第四施工阶段的结构体系与第三阶段相同，作用为二期恒重作用荷载，求解方法与 第三阶段类似。同理可求得第四施工阶段自重作用效应内力见表4.4。表4.4第四施工阶段自重作用效应内力截面剪力（kN ）弯矩(kN ?m)截面剪力（kN ）弯矩(kN ?m)左边支点（左）135.50.0左中支点（左）-184.1-974.8边跨左变化占八、93.8432.8左中支点 （右）165.6-974.8边跨14截面58.5676.5中跨左变化占八、123.9-356.5续上表4.4边跨跨中-24.3805.0中跨1/ 4截面88.6

26、-26.7边跨3/4截面-107.1312.0中跨跨中0.0267.2边跨右变化占八、-142.4-87.0 结构自重作用效应总内力上述3个阶段内力均为阶段内力，每个施工阶段的累计内力需要内力叠加得到，具 体叠加结果见表4.5。表4.5结构自重作用效应内力叠加截面第一施工阶段结构自重作用第三施工阶段结构自 重作用第四施工阶段结构自重作用结构自重作用效应内力叠加剪力(kN )弯矩(kN?m)剪力(kN )弯矩(kN ?m)剪力(kN )弯矩(kN?m)剪力(kN )弯矩(kN ?m)左支占八、347.70.032.20.0135.50.0515.40.0边跨左变化点257.01141.422.3

27、102.993.8432.8373.11677.1边跨14截面180.21840.813.9160.858.5676.5252.62678.1边跨 跨中0.02514.3-5.8190.9-24.3805.0-30.13510.2边跨3/4截面-180.21840.8-25.673.0-107.1312.0-312.92226.0边跨 右变 化点-257.01141.4-34.0-22.3-142.4-87.0-433.01032.1左中 支点 （左）-347.70.0-43.9-233.7-184.1-974.8-575.0-1208.5续上表4.5左中 支点 （右）-347.70.039.

28、5-233.7165.6-974.8552.2-1208.5中跨 左变化257.01141.429.5-87.0123.9-356.5410.4697.9中跨1/4截面180.21840.821.1-6.088.6-26.7289.91808.1中跨跨中0.02514.30.062.20.0267.20.02843.7（2）中梁内力计算：同理可求得中梁的内力。第一施工阶段自重作用效应内力见表4.6第二施工阶段自重作用效应内力见表4.7第三阶段自重作用效应内力见表4.8结构自重作用效应内力叠加见表4.9表4.6第一施工阶段结构自重作用效应内力截面剪力（kN）弯矩（kN ?m）支点322.40.0

29、左变化点238.31058.21/4截面167.01706.7跨中0.02333.13/4截面-167.01706.7右变化点-238.31058.2支点-322.40.0表4.7第三施工阶段自重作用效应内力截面剪力（kN）弯矩（kN?m）截面剪力（kN）弯矩（kN ?m）左边支点（左）64.50.0左中支点（左）-87.8-464.5边跨左变化点44.6205.8左中支点（右）78.9-464.5边跨1/4截面27.8321.5中跨左变化点59.0-174.0边跨跨中-11.7381.7中跨114截面42.2-12.0续上表4.7边跨3/4截面-51.1146.0中跨跨中0.0124.3边跨

30、右变化点-68-44.6表4.8第四施工阶段自重作用效应内力截面剪力（kN）弯矩（kN?m）截面剪力（kN）弯矩（kN ?m）左边支点（左）135.50.0左中支点（左）-184.1-974.8边跨左变化点93.8432.8左中支点（右）165.6-974.8边跨1/4截面58.5676.5中跨左变化点123.9-356.5边跨跨中-24.3805.0中跨114截面88.6-26.7边跨3/4截面-107.1312.0中跨跨中0.0267.2边跨右变化点-142.4-87.0表4.9结构自重作用效应内力叠加截 面第一施工阶段结构自重作用第三施工阶段结构自 重作用第四施工阶段结构自 重作用结构自

31、重作用效应内力叠加剪力(kN )弯矩(kN ?m)剪力(kN )弯矩(kN ?m)剪力(kN )弯矩(kN?m )剪力(kN )弯矩(kN ?m )左 支 占 八、322.40.064.50.0135.50.0522.40.0边 跨 左 变 化 占 八、238.31058.244.6205.893.8432.8376.71696.8边 跨1/4截 面167.01706.727.8321.558.5676.5253.32704.7边 跨 跨 中0.02333.1-11.7381.7-24.3805.0-36.03519.8续上表4.8边跨3/4截面-167.01706.7-51.1146.0-1

32、07.1312.0-325.22164.7边跨 右变 化点-238.31058.2-68-44.6-142.4-87.0-448.7926.6左中 支点 （左）-322.40.0-87.8-464.5-184.1-974.8-594.3-1439.3左中 支点 （右）322.40.078.9-464.5165.6-974.8566.9-1439.3中跨 左变化238.31058.259.0-174.0123.9-356.5421.2527.7中跨1/4截面167.01706.742.2-12.088.6-26.7297.61668.0中跨跨中0.02333.10.0124.30.0267.20

33、.02724.64.3汽车荷载作用效应计算冲击系数和车道折减系数（边梁）（1）汽车冲击系数计算根据桥通432中的规定，适用于连续梁的结构基频计算公式如下:13.616 Elc(4-7)式中：f1 f2l 28.95m ，基频，Hz,计算连续梁冲击力引起的正弯矩效应和剪力效应时,采用f1 ；计算连续梁冲击力引起的负弯矩效应时，采用f2 ；0.894 25 103 22345N/m ，mc22345/9.812277.8kg/mlc 0.3113m4 ，g=9.81m/ S2，E 3.45 1010Pa鲁东大学本科毕业设计求得：f5.62Hz ， f29.74Hz冲击系数：0.17671 nf 0

34、.0157 （适用于 1.5Hz三 f 三 14Hz）贝10.289 ,2.387用于正弯矩效应和剪力效应：11 1 0.289 1.289用于负弯矩效应：12 1 0.387 1.387(2) 同理可求得中梁的冲击系数冲击系数：0.17671 nf 0.0157 （适用于 1.5Hz 三 f 三 14Hz）贝!0.290，20.388用于正弯矩效应和剪力效应：11 1 0.290 1.290用于负弯矩效应：12 1 0.388 1.388(3) 车道折减系数根据桥通中的规定，两车道不折减。计算主梁的荷载横向分布系数该三跨连续梁桥的边跨与中跨之比 L1/L2=1,则可将此桥作为三等跨连续梁来分

35、析， 边跨计算跨径取29.475m,中跨计算跨径取30m。又因每片T梁仅在支点附近很小区域 内腹板和底板尺寸有所改变，但仍可近似按等截面梁来考虑，这样带来的误差很小。综 上所述，此桥可简化为三等跨等截面连续梁。由胡肇滋在桥跨结构简化分析一荷载横向分布一书中给出的计算结果可知，对等跨等截面连续梁等效简支梁抗弯惯矩换算系 数为：边跨1 1.432，中跨2 1.860，而抗扭惯矩换算系数为：二2 1a、跨中的荷载横向分布系数跨中的荷载横向分布系数。本桥设有强大的横隔梁，具有可靠的横向联系，且承重 结构的长宽比为：1_b28.9511.252.5733 2（4-8）所以可按修正的刚性横梁法计算荷载横向

36、分布系数。(1) 边跨等代简支主梁抗弯、抗扭惯矩计算。三等跨常截面连续梁按等刚度原则变换为常截面简支梁，其断面布置不变，每片梁的抗弯、抗扭刚度在变换前后仍彼此相等，其值按下式计算:1111， Iti i It(4-9)式中：i抗弯惯矩修正系数;Ii 边跨的等刚度常截面简支梁的抗弯惯矩;I连续梁一片主梁跨中截面抗弯惯矩；Iti 边跨的等刚度常截面简支梁的抗扭惯矩;i 抗扭惯矩修正系数；It 连续梁一片主梁跨中截面抗扭惯矩；4.1，现进行抗扭惯矩计算。T 其抗扭惯矩等于被分割的各个(4-10)其中抗弯惯矩已在毛截面几何特性计算中给出见表 形截面可以看成由若干个实体矩形截面组成的组合截面, 矩形截面

37、的抗扭惯矩之和。计算结果见表 4.10。边梁抗扭惯矩计算如下：nItaibitii 1该式中：bi分块矩形的宽度;ti分块矩形的高度。5ai11 0.63-0.052 -，当-0.1 时，令 a -足够精确3bbb3表4.10边梁| t计算表分块名称b/cm)ti (cm)tjbainITaibiti3( 10 3m4)i 1翼缘板225.023.40.1040.318.94腹板126.620.00.1580.303.04马蹄44.030.00.6800.192.2914.27同理可求出中梁抗扭惯矩，见表4.11:表4.11中梁It计算表分块名称b/cm)ti (cm)ti/bainItaib

38、iti (10m)i 1翼缘板225.022.90.1020.318.41腹板127.120.00.1570.303.05马蹄44.030.00.6800.192.2913.75(2)三跨连续梁的抗弯惯性矩计算如下:边跨边梁:跨中抗弯惯性矩：I 1.432 0.311340.474m跨中抗扭惯性矩：It 1 14.27 10314.27 10 3m4边跨中梁：跨中抗弯惯性矩：I 1.432 0.31130.474m4跨中抗扭惯性矩：3It 1 13.75 103413.75 10 m中跨边梁：跨中抗弯惯性矩：I 1.860 0.311340.579m跨中抗扭惯性矩：3It 1 14.27 10

39、3414.27 10 m中跨中梁：跨中抗弯惯性矩：I 1.860 0.311340.579m跨中抗扭惯性矩：IT 1 13.75 10 313.75 10 3m4计算抗扭修正系数。由于主梁的间距相等，所以将主梁近似看成等截面，则:1(4-11)Gl2dITii112Eai2Iii边跨:G0.4E , l 29.475m ，I Ti5i14.271030.071m4 ，a14.5m，a22.25m ， a30，a42.25m ，a54.5m ， h0.474m4求得:0.9211中跨:G0.4E , l 29.475m ，I Ti 514.2710 340.071m，a14.5m，a2 2.25

40、m ， a3 0，a42.25m ，a54.5m，Ii40.579m求得:0.9344(4) 按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖标值:(4-12)aien2 aii 1式中：n 5 ，52 2ai 4.5i 12.251 222.25)2(4.5)50.6m边跨跨中：1号梁横向影响线竖标值为:111 0.9211 空 0.5686550.611550.92114.52500.1686(5) 绘出横向分布影响线，按最不利布载，并据此求出对应各荷载点的影响线竖标, 如图4.5所示。1号梁-100十 180厂130180OOOZAO。4404 oOOSZ1 o图4.51号梁跨中横向分布系数计算示意图

41、(6) 计算荷载横向分布系数mcq两车道：mcq(q1q2 q3q4 )项目梁号123边跨跨中何载横向分布系数mcq两车道0.7560.5780.400表4.12边跨跨中荷载横向分布系数cq(8) 同理可计算出中跨跨中荷载横向分布系数mcq，如表4.13所示表4.13中跨跨中荷载横向分布系数 mcq项目梁号123中跨跨中何载横向分布系数 mcq两车道0.7610.5620.400b、支点的横向分布系数(1) 计算1号梁的荷载横向分布系数：如图4.6所示，按杠杆原理法绘制荷载横向分布影响线，并按最不利进行布载，1号梁可变作用的荷载横向分布系数可计算如下：1号梁180 T650 1652 O亠50

42、一图4.61号梁支点横向分布系数计算示意图1 1m0q ? q ? (1.056 0.256) 0.656(2) 同理可计算2号梁和3号梁的荷载横向分布系数，如表4.14所示表4.14支点的荷载横向分布系数m0q项目梁号123支点的何载横向分布系数m0q0.6560.8110.811C、荷载横向分布系数取值根据表4.12、表4.13和表4.14可知，三跨连续梁的1号梁横向分布系数大于其他 梁位的相应位置。为简化连续梁的汽车荷载效应内力计算，偏安全地全桥同一取用中跨 1号主梁荷载横向分布系数。即跨中荷载横向分布系数mcq 0.761，支点荷载横向分布系数m)q 0.656。考虑荷载横向分布系数沿

43、跨长变化，取值如下：支点处横向分布系数 取m0q 0.656，从支点到第一个横隔板处，横向分布 系从m0q 0.656直线过渡到 mcq 0.761，其余梁段均取 mcq 0.761。汽车荷载效应计算a、计算原理主梁汽车荷载效应横向分布系数确定后，将汽车荷载效应乘以相应的横向分布系数 后，在主梁内力影响线上最不利布载，可求得主梁最大汽车荷载效应内力， 计算公式为：Sp (1 ) m (Pkyi qk i)(4-13)Sp主梁最大汽车荷载效应内力(弯矩或剪力)1汽车荷载冲击系数 车道折减系数，m 横向分布系数Pk车道荷载中的集中荷载标准值y 主梁内力影响线竖标值qk 车道荷载中的均布荷载标准值i

44、主梁内力影响线中均布荷载所在范围的面积。由于LL2=1，则在求内力影响线时，可近似认为三跨等跨连续梁，查文献公路 桥涵设计手册一基本资料表3-23中所列连续梁影响线计算各等分点弯矩影响线、剪 力影响线，可求得所计算截面的弯矩影响线和剪力影响线坐标，可绘制出各个截面的弯 矩影响线和剪力影响线，如图4.7所示。根据最不利布载原则，在各个截面的内力影响 线上按通规条的布载要求布载，可求得汽车在各个截面的最大弯矩、最小弯矩、 最大剪力和最小剪力。最终可得到汽车荷载效应内力。边跨支点 边跨左变化点边跨1/4边跨跨中边跨3/4边跨右变化点 边跨右支点中跨左变化点 L_中跨1/4中跨跨中图4.7各截面弯矩、

45、剪力影响线b、汽车荷载效应内力计算（1）车道荷载取值公路一I级的均布荷载标准值qk和集中荷载标准值Pk为:qk 10.5kN / m计算弯矩时：Pk 360 180 (30 5) 180 280kN50 5计算剪力时：Pk 1.2 280 336kN(2) 中跨跨中截面汽车荷载效应内力计算，如图4.8。2Mmax 1.2890.761 10.5 0.075 30280 5.232582.8kN?mMmin 1.3870.761 10.5 0.025 302 2 280 1.12933.7kN?mQmax 1.289 0.7610.0833 0.1146 10.5 30 336 0.5222.4

46、kNQmin1.289 0.7610.0833 0.1146 10.5 30 336 0.5222.4kN弯矩影响线弯矩影响线1J I 1 1 H 1| | 1丄P-1.125.23qq剪力影响线qq111 门丨 i 11 mnp 0.5 -0.5剪力影响线横向分布系数沿跨长变化656 o mz o mz o656 o mz o mz o656 o mz o mz o656 o图4.8中跨跨中截面汽车荷载计算图示（3）其他截面的汽车荷载效应内力计算同理可计算出其他截面的汽车荷载效应内力，见表4.15，因全桥对称，只列出半桥主要截面。表4.15汽车荷载效应内截面M maxM minQmaxQmi

47、n（kN?m）（kN?m）（kN）（kN）左支点0.00.0523.0-41.8边跨左变化点1220.9-138.9443.6-92.1边跨1/4截面2586.8-261.553.1-160.8边跨跨中3070.8-711.5-318.6209.8边跨3/4截面1414.3-1057.6-458.287.5边跨右变化点882.5-1445.1-571.543.1左中支点（左）-2329.1354.8-80.3564.5左中支点（右）-2329.1354.8523.5-112.3中跨左变化912.6-1629.8556.8-80.3中跨1/4截面1789.7-1275.4440.0-131.4续

48、上表4.15中跨跨中2582.8-933.7222.4-222.4温差应力计算桥面采用8cm沥青混凝土。根据通规第中混凝土铺装竖向温差计算的温差基数，温差基数用线性插值法确定如下：Ti 17.6 C ，T2 6.22 C ;按直线插入法得：T3 1.66 C ， T4 0 C ，温差应力计算见表4.16。温差应力按公预规附录 B计算：NtAyty cEc（ 4-14）M0Ayty cEcey（4-15）式中：Ay截面内的单元面积；ty 单元面积Ay内温差梯度平均值，均以正值代入；c 混凝土线膨胀系数，c =0.00001 ；Ec 混凝土弹性模量， Ec 3.45 104MPa ；ey 单位面积Ay重心至截面重心轴的距离，重心轴以上取正值，一下取 负值；表4.16温差应力计算编号单兀面积（10 mm）温差（C）单兀面积至截面重心距 离（mm）12.2511.9150828.853.9433530.160.50198NtAyty cEc 2132.8 103N 2132.8kNMt0Ay