双鱼大桥下部结构设计毕业

中文题目：双鱼大桥设计副标题：下部结构设计外文题目：Damageanalysisandseismicretrofittingofacontinuousprestressedreinforcedconcretebridge毕业设计（论文）共144页图纸共13张完成日期2015年6月5日答辩日期2015年6月17日摘要本桥为钢筋混凝土预应力简支T型梁桥，先进行基础和下部设计，再进行桥面铺装设计，桥全长280m，设7跨，跨径40m，设计荷载为公路-Ⅱ级荷载，设计车速为V=80Km/h。本部分设计为该桥的下部结构设计，主要包括支座设计、盖梁设计、桥墩（桥台）设计、承台设计、桩基设计，该桥梁地处广东省广州市，是广州市绕城公路的重要组成部分，该桥建成之后，使全新通车成为了可能，为广州市的经济发展提供了自己应尽的贡献。本桥设计初期，先是调阅该地段的气候、地质、水文等自然资料，并了解了当地的消费和出工情况，再查阅相应法律法规、计算方法、设计经验和原则，在此基础之上，结合目前的最新规定和当地资料，经过自己细心、认真、严谨的计算和复核而得出的。设计中所有参数、尺寸、形状、方法均是有法可依、有章可循、有例可鉴，体现出了设计的严肃性和规范性。本设计中支座采用板式橡胶支座，桥墩采用的是双柱式钻孔灌注桩桥墩，承台采用T型承台，桥台采用墙式框架埋置式桥台。在计算中充分考虑了水平力、垂直力、制动力、土压力、地震力等可计算和估计出的力，为计算的准确性性提供了的保证。在计算当中还采用了杠杆发、偏心压力法等现代新型计算方法，同时配用计算机和CAD等现代手段加以辅助计算，还参照了正规版的设计计算算例来帮助设计，并加以修正和复核。加大了设计的科学性。关键词：桥梁；验算；设计；尺寸；规范AbstractThebridgeisreinforcedprestressedconcretesimplysupportedTbeambridge,thefirstbaseandthelowerpartofthedesign,inoverseaspavementdesign,bridgeatotallengthof280mandsevencross,40mspan,loaddesignforhighway-gradeIIload,designspeedforV=80Km/h.Thispartofthedesignforthedesignofthesubstructureofthebridge,includingbearingdesign,beamdesign,bridgepier(abutment)design,platformdesign,pilefoundationdesign,thebridgedepartment,GuangzhouCity,GuangdongProvince,isanimportantpartofGuangzhoucity'sbeltwayhighway,afterthecompletionofthebridge,newtrafficaspossible,providewhattheyoughttodocontributionfortheeconomicdevelopmentofGuangzhoucity.Theinitialdesignofthebridge,firstaccesstothelotoftheclimate,geology,hydrologyandothernaturalmaterials,andunderstandthelocalconsumerandindustryandtrade,andthenrefertothelawsandregulations,calculationmethod,designexperienceandprinciples,onthisbasis,combinedwiththelatestregulationsandlocaldata,afteryourselfcarefullyandseriously,rigorouscalculatedandcheckedout.Inthedesignofallparameters,theshape,thesize,themethodarethelawsandrules,withmirror,reflectingtheseriousnessandstandarddesign.Thedesignofbearingwiththelaminatedrubberbearings,piersofdoublecolumnboredpilepiers,capwithTshapedcapabutmentusingwalltypeframeburiedabutment.Inthecalculation,thecalculationandtheestimatedforceofthehorizontalforce,theverticalforce,thepressureofthesystem,theearthpressure,theearthquakeforceandsoonareconsidered,andtheguaranteefortheaccuracyofthecalculationisprovided..Inthecalculationalsousestheleverandeccentricpressedmethod,amodernnewcalculationmethod,alsoequippedwithmodernmeanssuchascomputerandCADaidedcalculation,referringtotheformalversionofthedesigncalculationexamplestohelpdesign,andrevisionandreview.Increasedthescientificnatureofthedesign.Keywords:bridge;checkingcomputations;design;dimension;specification目录TOC\o"1-3"\h\uHYPERLINK\l_Toc273470前言 前言桥梁建设是国家基础设施建设，基础设施建设为保证国家和地区的社会经济活动正常运行和生存发展提供了强有力的后盾，可极大促进各地区间经济的交流，提高综合经济效益。新中国建立以来，我国的桥梁建设步入了全新的发展时期。很多结构新颖合理、造型独特美观、技术先进复杂、设计与施工难度大的大跨径拱桥、悬索桥、斜拉桥、连续钢构桥等在祖国大地上如雨后春笋般拔地而起，为我国桥梁事业的蓬勃发展积累了宝贵而又丰富的经验。随着我国技术水平不断提升，我国桥梁建设水平及能力已跻身于国际先进行列，这给我国桥梁事业的发展奠定了充分的技术基础。近几年，我国用于基础设施建设的投资不断加大，这有力的推动了我国桥梁建设事业的发展。桥梁建设的成果反映了一个国家文化,是生产生活发展快慢和社会科学进步实力的写照。桥梁给铁路、道路、渠道、管线、行人等跨越河流、海湾、湖泊、山谷、低地或其他交通线路时提供帮助的建筑结构。是一种永久性建筑物，具有广泛社会性。本次设计为广州绕城公路双鱼大桥下部结构设计，是根据《公路桥涵设计手册》及交通部颁发的有关公路桥涵设计规范（JTG系列）系列规范丛书拟定设计而成。在设计过程中，设计者还参考了《桥梁工程》、《基础工程》、《结构设计原理》、《土木工程CAD》、《土力学》等相关书籍和文献，在此对以上相关书籍的作者表示感谢。在设计中我结合实际，必要性的绘制出了一些图纸和表格，仅供参考。1桥型方案的比选双鱼大桥，是广州绕城公路的一部分，地处国道主干线广州境内小塘至茅山k46+010.00至k46+296.00段内。桥孔布置为740m预应力混凝土T型简支梁桥，桥梁全长280m，下部结构为双孔灌注桩和四柱式墩台。1.1技术设计标注1.桥面净宽：3.752m+0.752m+12m+0.22m=11.4m；2.荷载等级：公路-Ⅱ级荷载；3.环境类别：Ⅰ类环境；4.设计安全等级：Ⅱ级;5.设计重要性系数：=1.1；1.2主要设计依据《公路桥涵设计通用规范》（JYGD60-2004）；《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）；《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）；《公路桥涵设计手册-墩台与基础》；本段地区内的地质、气候、人文、环境资料，详细工程地质勘查总说明；1.3工程地质资料根据地质勘查在k46+010.00至k46+257.00段，上覆第四系全新统冲洪积与残坡积地层，表层低洼处零星分布软土，一般厚度1.00-3.00m，呈软-流塑状。中部为砂土与粘性土层。下伏第三系粘土岩、泥岩、砂岩，上部成岩作用较差，呈半岩半土状。下部成岩作用较好，属一般地基段。在k46+257.00至k46+296.00段内，该段属于薇丘区，上部为第四系全新统残坡积层，一般厚2.00-13.00m，成分以硬塑状粘性土和中密状砂层为主，局部夹有圆砾。下伏第三系粘土岩、泥岩、砂岩，上部成岩作用较差，呈半岩半土状。下部成岩作用稍好。该段残破积土及上第三系粘土岩具弱—中等膨胀性，属膨胀土路段。1.4水温气候资料该地区属于南亚热热带季风气候候，气候条件件优越、雨量量丰富，年平平均气温为21.80℃，最热月为为七月份，平平均气温为28.80℃，极端最高高气温为38.70℃。最冷月为为一月份，平平均气温为13.00℃，极端最低低气温在1.00℃以下。冬季冷冷风南下常形形成5～7级偏北风，但但最大风力出出现在夏季台台风季节（7～9月份）。台台风降雨量一一般为200mm，最大为400—500mm，风力6级左右，年年平均风速为为1—2m/s，台风最大大风速达到54m/s。1.5桥型拟拟定桥梁可分为梁式桥桥、拱式桥、悬悬索桥、斜拉拉桥和钢架桥桥，从安全、经经济、实用、美观等等四个方面考考虑。加上桥桥型选择应考考虑施工、养养护、维修的的便利，结合合水文、气象象、地质等条条件，初步拟拟定桥型方案案有以下三种：方案一：梁式桥梁式桥在竖向荷载载作用下无水平反力，外外力作用方向向与桥梁结构构的轴线接近近垂直，与相相同跨径结构构相比，桥梁梁内产生的弯弯矩最大，适适合标准跨径径的大跨径桥。该该类型桥结构构简单、施工工方便、对地地基承载的要求不高。如如图1-1图1-1简支梁梁桥方案二：钢架桥钢架桥在竖向荷载载作用下，在在主梁端部产产生负弯矩，柱柱脚处产生水水平反力。梁梁内部有轴力力作用，其受受力状态介于于梁桥与拱桥桥之间。因此此，必须要有有良好的地质质条件或较深深的基础，还还可采取特殊殊的构造措施施来进行处理理。如图1-2图1-2钢架桥方案三：拱式桥拱桥在竖向荷载作作用下，桥墩墩和桥台承受受水平作用力力。墩台向拱拱圈或拱肋提提供水平反力力，这可抵消消拱圈或拱肋肋中由荷载产产生的大部分分弯矩，与同同跨径的梁式式桥相比，其其弯矩、剪力力和变形较小小。拱式桥跨跨越能力大、外外形美观，但但是拱桥的下下班结构（特特别是桥台）和和地基必须具具备承受很大大水平推力的的能力。如图图1-3图1-3拱式桥调查桥梁所在地的的地质（土的的分层、地下下水）、鱼塘塘的水文情况况、当地有关关气象资料（气气温、雨量）等等自然条件资资料可知，该该地区地基承承载力不是很很高，当地水水泥钢材运输输方便，建筑筑材料（砂、石石料）可就地地取材。综合各方条件可知知，预应力简简支梁桥的桥桥墩对地基承承载能力要求求相对而言不不是很高。同同时，其施工工工艺相对成成熟、施工工工序相对简单单、造价相对对经济。为了了让该桥达到到结构先进可可靠、施工方方便、行车舒舒适等要求，则则选用预应力力简支梁桥的的方案。1.6支座类类型的选定方案一：板式橡胶胶支座橡胶支座构造简单单、加工方便便、结构高度度小、造价低低、安装方便便、使用性能能好、适用任任意方向变形形、弹性消减减动力作用、有有利抗震等优优点。同时，其其施工方便、传传力均匀，特特别适用于宽宽桥、曲线桥桥、斜桥。方案二：球形钢支支座球形钢支座受力均均匀、转动量量大、各向转转动性能一致致等优点。适适用于曲线桥桥、宽桥。但但其造价昂贵贵，构造复杂杂，不利施工工。方案桑三：抗震支支座抗震支座有较强的的抗震与减震震功能，适用用于地震频发发区。但其造造价昂贵、结结构复杂、不不便施工、构构造困难、要要求极高。综上所述，在该地地区不属于地地震带，故不不用方案三。该该地区转动量量不大，故不不用方案二。而而方案一，同同时兼顾了防防震、防风、防防转动量等优点，同时时，其有很好好的弹性，又又有较大的剪剪切变形。再有，该地地区温度变化化不大，故采采用板式橡胶胶支座。1.7墩台类类型确定1.7.1桥桥墩类型确定定方案一：双柱式钻钻孔灌注桩其由分离的两根桩桩柱组成，外外形美观、圬圬工体积小、重重量轻、施工工便利、工程程造价低。同同时，它可减减轻墩身重力力，节约圬工工材料，可配配合各种基础础。在目前得得到广泛应用用。方案二：重力式桩桩其靠自身的重量平平衡外部作用用、保存稳定定、墩身厚实实、可不用钢钢筋，可用天天然石材或片片石砌筑，适适用于承受作用大大的大、小跨跨径或漂浮物物较多的河流流中。但是其其圬工材料多多、自重大、助助力面积大，要要求在砂石方方便地区使用用，对地基承承载力要求高高。方案三：钢筋混凝凝土薄壁墩其可分为单肢薄壁壁墩和双肢薄薄壁墩两种形形状，前者重重量较轻，可可节约圬工材材料，对地质质条件要求低低，适用于简支梁梁桥：后者对对地质条件要要求高，适用用墩梁结构、联联系钢架桥。综上所述，结合相相关地质条件件情况，并从从经济、安全全、适用的立立足点出发，方方案二虽有承承载能力强、配配筋少等优点点，但其圬工工条件巨大、大大家承载能力力要求高，不不符合本地区区地质和稳定定条件。方案案三，不适合合本设计，唯唯有方案一可可节约材料，节节约成本，故故选方案一。1.7.2桥桥台类型确定定方案一：重力式桥桥台其主要靠自身重力力来平衡台后后的土侧压力力，桥台台身身一般由圬工工材料拌合堆堆（砌）筑施工建成成，其一般包包括重力式桥桥台和实体埋埋置式桥台等等。其适用于于填土高度为为4～10m的单（多）孔孔桥，其结构构简单、基础础底部承压面面积大、应力力小。但是圬圬工体积大，两两侧墙间容易易积水，增大大土压力，易易受冻胀而使使侧墙出现裂裂缝，对基础础土的承载能能力要求高。方案二：分离式锚锚定（拉）板板式桥台分离式锚定（拉）板板式桥台属于于由台体和台台后其他结构构组合而成的的组合式桥台台，其受力明确，但但结构复杂，施施工方便，且且对施工材料料的要求高。方案三：墙式框架架埋置式桥台台墙式框架埋置式桥桥台是配用桩桩基础的轻型型桥台，适用用于承载力较较低、台身高高大于4m、跨径大于10m的桥梁。其其自重小，对对地基强度的的要求小，经经济可行。综上所述，该地区区为膨胀土，地地基承载力较较低，且取材材方便、温度度偏高、雨量量充沛、土的的强度较低，则则可知，为实实现结构可行行、取材方便便、经济实用用、安全可靠靠要求，选用用方案三桥台。2支座设计2.1本设计计选用板式橡橡胶支座主要材料：天然橡橡胶、钢片由上部结构计算可可知，支座压压力标准值为为Rck=895..56kN，其中结构构自重引起的的支座反力标标准值为RGk=5822.70kNN，公路-Ⅱ级引起的支支座反力标准准值为296.885kN，人群荷载载的标准值为为16.011kN，公路-Ⅱ级和人群荷荷载Pr=3.0kkN/m2作用下产生生的跨中挠度度为，根据当当地气温条件件和气象资料料，主梁的计计算温差为∆。2.2支座平平面尺寸确定定支座所需的面积为为(2-1))由上部结构设计可可知，主梁腹腹板宽度为200mm，因此，初初步拟定板式式橡胶支座的的平面尺寸为为。(22-2)同时选取中间层橡橡胶片厚度t=8mm。2.2.1计计算支座的平平面形状系数数(22-3)由于8<10.10<<12，故满足要要求。2.2.2计计算橡胶支座座的弹性模量量由查相应规范可知知，桥梁支座座在常温下的的抗剪弹性模模量，则有((2-4)2.2.3验验算橡胶支座座的承压强度度由规范中查知，橡橡胶支座使用用阶段的平均均压应力限值值为(2--5)由于，故合格。2.3确定支支座厚度由于混凝土的收缩缩和徐变的影影响力很小，故故不做考虑，且且支座为水平平放置。2.3.1主主梁的计算温温差为∆，两两端的支座均均摊温度的变变形，则每一一个支座承受受的水平位移移∆，混凝土的的线性膨胀系系数，简支梁梁的计算跨径径，则(22-6)2.3.2计计算汽车荷载载制动力引起起的水平位移移计算汽车荷载制动动力引起的水水平位移，为为了计算，则则应先确定作作用于每一个个支座的制动动力HT。对于该桥其跨径为为39.5m一个设计车车道上公路-Ⅱ级车道荷载载的重力为：：，则其制动动力标准值为为，但是按照照规定，其不不得小于90kN，则取制动动力为90kN计算，6片梁共12个支座，没没支座承受水水平力为。2.3.3确确定需要的橡橡胶片总厚度度不计汽车制动力计入汽车制动力同时规范规定，选用由4层钢板和和5层橡胶片组组成的支座，上上下层橡胶片片厚度为0.40ccm，中间层厚0.8cm，薄钢板厚0.3cm，则橡胶片片总厚度为由于0.62<3.22<3.6，则合格。2.4支座偏偏转情况验算算2.4.1计计算支座的平平均压缩变形形查规范得，橡胶弹弹性体体积模模量。(2--7)由规范规定，应该该满足，即由0.0632<00.224,,即，则合格。2.4.2计计算梁端偏转转角由关系式和得(2--8)假设结构自重作用用下，主梁处处于水平状态态，公路-Ⅱ级荷载下跨跨中挠度，设设主梁的计算算跨径。(2-99)2.4.3偏偏转情况验算算(2-110)因为，则合格。2.5支座抗抗滑稳定性验验算2.5.1温温度变化引起起的水平力为为(22-11)2.5.2为为保证支座与与梁底墩台顶顶面间不发生生相对滑动则应有：1）(2-122)(2-113)因为，则合格。2）(22-14)(2--15)因，则合格。由上可知，该支座座的设计符合合相关规定和和力学稳定性性要求。即采采用板式橡胶胶支座，平面面尺寸为，总总厚度为4.4cm。其中采用4层钢板和5层橡胶片相相间组合而成成。每层钢板板厚0.3cm，上下层橡橡胶片厚0.4cm，中间橡胶胶层厚0.8cm。如图2-1所示图2-1板式橡胶胶支座3桥墩设计桥墩选用双孔式灌灌注桩桥墩，主主要用到的材材料有混凝土土和钢筋，钢钢筋混凝土容容重。3.1盖梁设设计3.1.1盖盖梁尺寸设计计顺桥向墩帽帽的最小宽度度b双排支座如图3--1所示图3-1墩帽顺桥桥向桥身尺寸寸图3-1中所示字母母为—相邻两跨支座的中中心距—伸缩缝宽、—桥跨梁端过支座中中心的距离、—桥跨结构支座的顺顺桥向宽度—纵桥向支座至盖梁梁边缘的最小小距离—檐口宽度大跨径桥梁伸缩缝缝中由温度引引起的变位为为：(3-11)式中：桥跨的计算算长度—温温度变化幅度度值—材材料的线性膨膨胀系数钢筋筋混凝土及预预应力混凝土土梁（板）为为则由此可知，伸缩缝缝宽度可取4cm。同时，由该桥的长长度和结构可可知、。查相应规范可知，。则有因此，相邻两跨支支座间的中心心距则盖梁的顺桥向距距离取160cm。横桥向盖梁最小小宽度B对于本设计而言，盖盖梁的平面尺尺寸为矩形，其其布置如图3-2所示图3-2多片主梁梁盖梁横桥向向尺寸图中所示字母含义义为：—支座横桥向宽度—桥跨结构两外侧主主梁中心距—横桥向支座至盖梁梁边缘的最小小距离—檐口宽度由该梁的结构和前前部尺寸计算算可知，，则则有则顺桥向盖梁的尺尺寸为1070ccm。盖梁厚度度设计查相应规范可知，取取盖梁厚度与与T型梁高度h的比值为0.8，由上结构构可知，h=1800cm，则则取盖梁的厚度为为150cm。盖梁尺寸寸的初步拟定定查相应规范与要求求，并结合上上述计算结果果，初步拟定定盖梁尺寸如如图3-3所示图3-3盖梁尺寸寸示意图（尺尺寸单位：cm）将墩柱的圆形截面面换算成0.8倍的方形截面面时故由于盖梁的跨高比比，故可按深深受弯构件进行计算和验算。盖梁惯性矩柱的惯性矩梁与柱的线刚度比比为故可按简支梁进行行计算3.1.2盖盖梁计算荷载计算算（1）上部结构永久荷荷载见表3-1上部结构永久荷载载表3-1每片边梁自重（kkN/m）每片中梁自重（kkN/m）一孔上部构造自重重（kN）每一个支座恒载反反力（kN/m）1、6号2、5号3、4号边梁1、6中梁2、5中梁3/428.8729.8829.887083.39562.91582.70582.70（2）盖梁自重及作用用效应计算1/2盖梁长度如如图3-4所示图3-41/2盖盖梁长度示意意图(尺寸单位：cm)盖梁自重产生的弯弯矩、剪力效效应计算见表表3-2盖梁自重产生的弯弯矩、剪力效效益计算表3-2截面编号自重（kN）弯矩（kN·m）剪力（kN）V左V右①-①q1=0.7×0.66×1.6×25+×0.6×0.37×1.2×25=16.8+3..33=200.13M1=-16.8×00.3-3..33×=-55.04-00.676=-55.71-20.13-20.13②-②q2=×（1.07+1.55）×0.7×1.6×25=355.98M2=-0.7×1..3×1.6×25×0.65--1.3×0.8××1.6×25×=-23.666-9.001=-322.67-56.11-56.11③-③q3=0.8×1.55×1.6×25=448.00M3=-0.7×2..1×1.6×25×-0.8×0.8×1.6×25×0.4-×1.3×0.8×1.6×25×（+0.8）=-61..74-100.24-225.65==-97.663-104.11195.00④-④q4=0.4×1.55×1.6×25=244.00M4=299.11××0.4-（48+24）×0.6-336.4×（1.2+00.65）-20.88×（+1.2）=-1199.64-443.2-667.34--33.977=-24.87171.00171.00⑤-⑤q5=2.85×1..5×1.6×25=1771.00M5=299.11××3.25-（48+244+171）×-36.44×（0.64++4.05）-20.88×（+4.05）=972..11-4992.08--171.008-93..25=2115.7000可变荷载计算可变荷载横向分布布系数计算①公路-Ⅱ荷载、单列车、对称布布载时，如图图3-5所示图3-5（尺寸单单位：cm）、双列车、对称布布载时，如图图3-6所示图3-6（尺寸单单位：cm）、三列车、对称布布载时，如图图3-7所示图3-7（尺寸单单位：cm）、单列车、非对称称布载时，如如图3-8所示图3-8（尺寸单单位：cm）对于本设计而言，，则由得、双列车，非对称称布载时，如如图3-9所示图3-9（尺寸单单位：cm）由上知，，则、三列车、非对称称布载时，如如图3-10所示图3-10（尺寸寸单位：cm）由于该设计所定尺尺寸特殊，并并且按规定进进行非对称布布载，由图3-10，不难发现现，在布载三三列车、非对对称时与对称称布载效果一一样，则②人群荷载、两侧均有人群、对对称布载时，如如图3-11所示图3-11（尺寸寸单位：cm）、单侧有人群、非非对称布载时时，如图3=12所示图3-12（尺寸寸单位：cm）有上知，，则按顺桥向可变荷载载移动情况，求求得支座可变变荷载反力的的最大值①公路-Ⅱ荷载（如图3-113所示）图3-13（尺寸寸单位：m）双孔布载单列车时时双孔布载双列车时时双孔布载三列车时时单孔布载单列车时时单孔布载双列车时时单孔布载三列车时时②人群荷载（如图33=14所示）图3-14（尺寸寸单位：m）单孔满载时双孔满载时则3)可变荷载横横向分布后个个支点反力见见表3-3查规范知，计算所所用的一般公公式为各梁支点反力计算算表3-3荷载横向分布情况况公路-Ⅱ级荷载（kN）人群荷载（kN）计算方法荷载布置横向分布系数η单孔双孔单孔双孔BRBRBRBR对称布置按杠杆法法计算单列行车公路-ⅡⅡ级η1=0394.030549.560η2=000η3=0.500197.02274.78η4=0.500197.02274.78η5=000η6=0000双列行车公路-ⅡⅡ级η1=0788.0601099.120η2=0.408321.53448.94η3=0.592466.53650.68η4=0.592466.53650.68η5=0.408321.53448.94η6=000三列行车公路-ⅡⅡ级η1=0.303922.06279.381285.97389.65η2=0.526484.99676.42η3=0.671618.68862.89η4=0.671618.68862.89η5=0.526484.99676.42η6=0.303279.38389.65人群荷载η1=1.131659.2567.05118.50134.09η2=-0.13166-7.80-15.59η3=000η4=000η5=-0.13166-15.59-15.59η6=1.1316134.09134.09非对称布置按偏心心受压法计算算单列行车公路-ⅡⅡ级η1=0.633394.03241.54549.56347.87η2=0.466175.74245.10η3=0.23090.63126.40η4=0.07328.7640.12η5=-0.113-44.53-62.10η6=-0.229-90.23-125.85双列行车公路-ⅡⅡ级η1=0.400788.06315.231099.12439.65η2=0.307241.93337.43η3=0.213167.86234.11η4=0.12094.57131.89η5=0.02721.2829.68η6=-0.066-52.01-72.54三列行车公路-ⅡⅡ级η1=0.303922.03279.381285.97389.65η2=0.526484.99676.42η3=0.671618.68862.89η4=0.671618.68862.89η5=0.526484.99676.42η6=0.303279.38389.65人群荷载η1=0.91859.2554.39118.50108.87各梁永久荷载、可可变荷载反力力组合计算见表3-4，表表中各梁均取取用最大值，其其中冲击系数数为各梁永久荷载、可可变荷载基本本组合计算表表（单位：kN）表表3-4编号荷载情况1号梁R12号梁R23号梁R34号梁R45号梁R56号梁R6①恒载562.91582.70582.70582.70582.70562.91②公路-Ⅱ三列对称389.65676.42862.89862.89676.42389.65③公路-Ⅱ三列非对称439.65676.42862.89862.89676.42439.65④人群对称134.09-15.5900-15.59134.09⑤人群非对称108.7836.6237.561.90-33.65-69.32⑥①+②+④1086.651243.531445.591445.59-1243.5331086.65⑦①+②+⑤1061.341295.741483.151447.491225.47883.24⑧①+③+④1111.341243.531445.591445.591243.531136.39⑨①+③+⑤1086.031295.741483.151447.491225.47932.98双柱反力的计算如如图3-12所示，引用用的各梁反力力见表3-5图3-15（尺寸寸单位：cm）双柱反力G1计算算表3-5荷载组合情况计算式式反力G1（kN）组合⑥公路-Ⅱ二级三列对称人群对称（1086.6588.0+12243.5336.1+11445.5594.2+1445.5992.3+11243.5530.4--1086..651.5）3775.77组合⑦公路-Ⅱ二级三列对称人群非对称（1061.3488.0+12295.7446.1+11483.1154.2+1447.4992.3+11225.4470.4--883.2241.5）3864.39组合⑧公路-Ⅱ二级三列非对称人群对称（1111.3488.0+12243.5336.1+11445.5594.2+1445.5992.3+11243.5530.4--1136..391.5）3794.68组合⑨公路-Ⅱ二级三列非对称人群非对称（1086.0388.0+12295.7446.1+11483.1154.2+1447.4992.3+11225.4470.4--932.9981.5）3883.29由表3-5可知，立柱柱反力的最大大值为3883..29kN，则在此情况下的另另一边立柱为为由3883.24>>3586..33，即由此可知，偏载左左边的立柱反反力最大，此此时，并有荷荷载组合⑨（公路-Ⅱ级、三列非非对称布载与与人群荷载非非对称布载组组合）控制设设计。内力计算算恒载加活载作用下下各截面的内内力弯矩计算截面位置如图3--15所示，为求最大弯矩，支支点负弯矩取取非对称布载载的数据，跨跨中弯矩取对对称布载时数数据，按图3-15给出的截截面位置，各各截面弯矩计计算式为((3-2)查相应规范可知，盖盖梁在施工过过程中施工荷荷载对内力的的影响很小，故故可不作考虑，各种种荷载组合下下的各截面弯矩计计算见表3-6各截面弯矩计算表3-6荷载组合情况墩柱反力（kN）梁支座反力（kNN）各截面弯矩G1R1R2R3截面②-②截面③-③截面④-④截面⑤-⑤组合⑥公路-Ⅱ级三列对称3775.771086.651243.531445.59-760.66-1629.988-554.332192.29组合⑦公路-Ⅱ级三列对称3864.391061.341295.741483.15-742.94-1592.011-470.792416.05组合⑧公路-Ⅱ级三列非对称3794.681111.341243.531445.59-777.94-1667.011-593.672136.47组合⑨公路-Ⅱ级三列非对称3883.291086.031295.741483.15-760.22-1629.055-510.142360.20相应于最大弯矩时时的剪力计算算一般的计算公式可可用(3--3)计算见表3-7各截面剪力计算表表3-7荷载组合情况墩柱反力G1（kkN）梁支座反力（kNN）各截面剪力（kNN）截面①-①截面②-②截面③-③截面④-④截面⑤-⑤R1R2R3V左V右V左V右V左V右V左V右V左V右组合⑥公路-Ⅱ级3775.771086.651243.531445.590-1086.655-1086.655-1086.655-1086.6552689.122689.121445.5900组合⑦公路-Ⅱ级3864.391061.341295.741483.150-1061.344-1061.344-1061.344-1061.3442803.052803.051507.3124.1624.16组合⑧公路-Ⅱ级3794.681111.341243.531445.590-1111.344-1111.344-1111.344-1111.3442683.342683.341439.81-5.78-5.78组合⑨公路-Ⅱ级3883.291086.031295.741483.150-1086.033-1086.033-1086.033-1086.0332797.262797.261501.5218.3718.37..盖梁内力汇总，见见表3-8盖梁内力汇汇总表表3-8截面号①-①②-②③-③④-④⑤-⑤弯矩（kN·m）M自重-5.71-32.67-97.63-24.87215.70M荷载0-777.94-1667.011-593.672416.05M计算-5.71-810.61-1764.644-618.572631.75剪力（kN）V自重左-20.13-56.11-104.11171.000右-20.13-56.11195.00171.000V荷载左0-1111.344-1111.3442803.0524.16右-1111.344-1111.3442803.051507.3124.16V计算左-20.13-1167.455-1215.4552974.0524.16右-1131.477-1167.4552998.051678.3124.16表中各截面内力均均取表3-6和表3-7中的最大3.1.3截截面配筋设计计和承载力校校核采用C30混凝土，主主筋选用HRB3335，φ32，，，，。正截面承载能力验验算(3-4))(3-55)(33-6)本次设计取⑤-⑤⑤截面做配筋筋设计，其他他截面与此相相同，由上可可知，b=1600cm，h=1500cm，该界面弯弯矩为,取，。则可求得受压区高高度为化简后得解得（大于梁高，舍舍去）用φ32钢筋，其一根钢筋筋的截面面积积为，则其所所用根数为由于其配筋率不得得小于0.2%，且不得小小于即其最小配筋率不不得小于0.22%%则其所用根数最下下为n则可取n=10，期期配筋率该截面的实际承载载力为(33-7)由于3269.7822>26311.75，即，则配筋筋设计配筋率率的要求。正截面的承载力验验算跨中截面即⑤-⑤⑤截面(3-8))(3--9)故满足要求。支点截面即③-③③截面混凝土受压区高度度x((3-10))(3-111)故满足正截面承载载能力要求，其他截面的配筋设设计如同上述述方法，在此此不再详细演演算，其他截截面的配筋设设计见表3-9各截面钢筋量计算算表表3-9截面号M（kN·m）所需钢筋面积Ass（cm2）所需Φ32（根数）实际选用含筋率（％）根数As（cm2）①-①-5.71——216.080.069②-②-810.6120.142.5432.170.139③-③-1764.64444.335.5648.250.208④-④-618.5715.331.9216.080.069⑤-⑤-2631.75566.779.31080.420.347同时结合相关规定定要求，计算可拟定定不设弯起钢筋，剪剪力由混凝土土及箍筋承受受，箍筋用R235钢筋。截面尺寸验算①-①截面(3--12)符合要求2）③--③截面(33-13)符合要求箍筋设计①-①截面(3-144)2）②--②截面(3-155)③-③截面(3-166)(3-177)④-④截面(3-188)((3-19))⑤-⑤截面((3-20))取箍筋间距，并按按规范要求在在支座中心（③-③截面）向跨跨中方向不小小于一倍梁高高1.5m范围内，箍箍筋间距取100mm。配筋率，按规范规规定，R235钢筋，截面面最小配筋率率③-③截面左侧设箍筋选选用10肢Φ10的箍筋，配配筋率取最小小配筋率，则则可得构造配配筋间距为270mm。④-④截面向右110cm（⑥-⑥截面）箍筋筋选用10肢Φ10的箍筋，配配筋率取最小小配筋率，则则可得构造配配筋间距为270mm。相互比较和综合考考虑之后，感感觉沿盖梁跨跨长布置如图图3-16所示斜截面抗剪承载力力验算取距支座中心h//2出截面的有有效高度为，现现取斜截面投投影长度c=,得到选择的的斜截面顶端端位置A,A处截面上的的剪力Vx及相应的变变形弯矩Mx((3-21))满足要求。图3-16（尺寸寸单位：cm）箍筋间距给变出斜斜截面承载力力复核h0=1450mm，c=h0==1450mmm，得到斜截截面顶端位置置A，A处正截面上上的剪力Vx弯矩Mx(3-222)其他各截面承载力力验算同上一一样，结果也也满足要求。（6）悬臂端计算外边梁作用点距柱柱边缘的距离离为80cm<<150cmm，故可按悬悬臂端深受弯弯构件计算1）悬臂梁深受弯构构件“撑杆-系杆”作用效应，盖盖梁截面有效效高度为h0=145mmm(3-233)2）抗弯承载力计算算(33-24)系杆的高度(33-25)系杆钢筋抗拉承载载力计算(3-266)深受弯构件的最大大裂缝宽度验验算(33-27)(3--28)故满足要求。3.2墩柱设设计墩柱的一般尺寸如如图3-17所示，墩柱柱直径为140cm，采用C30混凝土，HRB3335钢筋图3-17桥梁墩墩柱、承台、桩桩基构造尺寸寸图（尺寸单单位：cm）3.2.1各各墩水平力计计算采用集成刚度法进进行水平力分分配，上部结结构中1/6梁的自重为562.991kN，2/5号梁的自重重为592.770kN,33/4号梁的自重重为592.770kN。支座抗推刚度计算算(3-299)式中：A—单个支座的平面面面积G—橡胶支座剪切弹性性模量—单个支座中橡胶片片的厚度M—一个敦顶的橡胶支支座数由上知，=32mmm，A=30355=0.1005m2,..m=12,,G=1.00MPa.桥墩（台）刚度计计算(3-330)式中：E—混凝土的弹性模量量I—单根桩截面对截面面形心轴的惯惯性矩n—一个桥墩的桩数—第i个桥墩下端固定接接处到墩顶支支座底面的高高度取每个桥墩（台）的的高度一样，，桥墩（台）可采用C30混凝土且弹性模量则每墩的抗推刚度度为墩（台）抗推刚度度组合见表3-10墩（台）抗推刚度度组合表表3-10墩（台）号墩高L（m）1（台）19687.519687.50.225221510053.333393758008.560.091631510053.333393758008.560.091641510053.333393758008.560.091651510053.333393758008.560.091661510053.333393758008.560.091671510053.333393758008.560.09168（台）1519687.519687.50.225287426.366制动力分配制动力计算公路-Ⅱ级荷载布置如图33-1所示，制动动力按车道荷荷载进行计算算图3-18公路--Ⅱ级荷载布置置（尺寸单位位：m）(3--31)按规定，不得小于于一辆车种的的30%，则(33-32)经比较，取两者中中最大者，即即，每座桥墩墩（台）分配配到的制动力力则按下式计计算(3-333)深度影响力计算.确定受温度影响时时温度偏移值值为零的截面面位置x。b.计算各墩温度影响响力①温度影响力的水平平位移量可按按下式计算(()3-344)式中：℃②板式橡胶支座顶面面所受到的温温度影响力H温为(3-335)c.汽车引起的垂直力力和偏心弯矩矩计算①汽车冲击系数墩上两排支座的中中距为，计算算跨进，②作用于墩顶上的垂垂直力及偏心心初力矩计算算单孔单列：双孔单列：由此可按支座反力力偏心距e求当计入冲击系数及及荷载横向分分布系数后，便便得到其中一一个墩柱将要要承受的最大大外力本设计采用双柱墩墩，则墩顶总水平位移为为(33-36)Q为墩（台）每延米米的自重=墩顶不平衡弯矩产产生的水平位位移为(3-377)等效附加水平力((3-38))墩顶处附加水平位位移(3-399)墩顶分担的附加水水平力为(3-440)初始承载力N、水水平力H及初始力矩M0计算见表3-11初始垂直力N、水水平力H及初始弯矩M0计算表3-11墩（台）号0（台）1234567（台）垂直力（kN）N恒3456.623456.623456.623456.623456.623456.62N汽833.39833.39833.39833.39833.39833.39N恒+N汽4290.014290.014290.014290.014290.014290.01初始力矩M0（kkN/m）97.6597.6597.6597.6597.6597.65水平力（kN）K组i/K组0.22520.09160.09160.09160.09160.09160.09160.2252H制i55.0622.4022.4022.4022.4022.4022.4055.06温度长度xi（m）-140-100-60-202060100140温度位移i1-0.022-0.016-0.0095-0.00160.00160.00950.0160.022H温-866.25-160.86-95.50-16.0916.0995.50160.86866.25H初=H制+H温-811.19-138.46-73.16.3136.09155.50260.86921.31墩顶总水平位移0.004570.004590.004610.004610.004640.00466墩顶不平衡弯矩位位移0.003890.003890.003890.003890.003890.00389等效附加水平力145.2980.140.93-28.85-147.96-253.12墩顶附加水平位移移0.00290.00160.00002-0.000588-0.003-0.0051墩顶分担的附加水水平力29.5516.300.189-5.87-30.09-51.48则墩顶分担的附加加水平力为H水=51.448kN3.2.2恒恒载计算一孔上部构造恒载载：7083..39kN盖梁自重（半边盖盖梁）：299.111kN一根墩柱自重：承台自重：系梁自重：3.2.3活活载计算.汽车荷载布置及行行使情况如图图3-5到图3-10所示.单孔荷载单列车时相应制动力为：按规定，制动力不不得小于90kN，故取制动动力为90kN。2）双孔孔荷载单列车时：相应制动力为：故取制动力为900kN人群荷载1）单孔行车（单侧侧）双孔行车（单侧）汽车荷载中双孔荷荷载产生支点点处最大反力力值，即产生生最大墩柱垂垂直力。汽车车荷载中单孔孔荷载产生最最大偏心弯矩矩，即产生最最大的墩柱弯弯矩。双柱反力还横向分分布计算汽车荷载和人群荷荷载布置如图图3-19所示图3-19（尺寸寸单位：cm）汽车荷载，单列车车时：,双列车车时：、三列车时：人群荷载、单侧时:b、双侧时：荷载组合最大最小垂直反力力计算见表3-12最大弯矩计算见表表3-13可变荷载组合垂直直反力计算（双双孔）表3-12编号荷载情况最大垂直反力（kkN）最小垂直反力（kkN）横向分布η1Bη1（1+μ）横向分布η2Bη2（1+μ）1公路-Ⅱ级单列车0.9769606.660.023114.352双列车0.7385917.220.2615325.543三列车0.500726.570.500726.574人群荷载单侧人群1.3462159.52-0.346241.025双侧人群0.50059.250.50059.25可变荷载组合最大大弯矩计算（单单孔）表3-13编号荷载情况墩柱顶反力计算式式Bη1（1+μ）垂直力（kN）水平力H(kN))对柱顶中心弯矩（kN·m）B1B2B1+B20.25（B1--B）1.14H1上部构造与盖梁计计算3840.81-002单孔双列车788.060..738511.130657.640657.6490164.41102.603人群单孔双侧118.500..50059.25-59.25-14.81-钢筋采用用HRB3335，箍筋采用R235，混凝土采采用C30，，。作用于墩顶外力承载力最大垂直力：最小垂直力：2）承载载力：3）弯矩矩：作用于墩顶的外力力截面配筋在本设计中，构件件可视为一端端固定一段不不移动的铰。计计算宽度，圆圆心截面半径径为，其长系系比为，因而而应该考虑构构件在弯矩作作用平面内的的变形(位移)轴向偏心距距的影响。偏心增大系数为：：(3-441)式中：—构件计算算长度—轴轴向力对截面面重心轴的偏偏心距—截截面有效高度度—截截面高度—荷荷载偏心率对对截面曲率的的影响系数—构构件长细比对对截面曲率的的影响系数(3-442)则有偏心距增大系系数为(33-43)((3-44))(3--45)由渃摸图查得，，采采用构造配筋筋法(3-466)因此选用22Φ222钢筋，(3--47)取=51mm，纵向向钢筋间距为为171mm，满足要求求。由于长细比故则有有螺旋箍筋柱柱进行设计。保护层厚度c=440mm，则核心直直径为，墩柱柱面积为，核核心面积为，满足要求。由公式得：M(3-448)式中：—螺旋钢筋筋柱的间接钢钢筋换算截面面面积KK—间距钢筋影影响系数，本本设计取K=2.00—纵纵向钢筋面积积—单单根钢筋面积积(3--49)则仅按构造要求配配置螺旋箍筋筋即可，采用用R235Φ10钢筋，螺旋旋箍筋间距S为60mm。截面复核(33-50)按规范要求，偏心心受压构件应应该满足以下下要求:(3-551)式中：A、B—有有关混凝土承承载力的计算算系数C、D—有关纵向钢钢筋承载力的的计算系数经试算，当时，，此此时A=2.77754，B=0.22906，C=2.44276，D=0.55832，符合规范要求，则则可得出墩柱柱的配筋如图图3-20所示图3-20（尺寸单单位：m）墩身裂缝计算按规定，墩身裂缝缝计算式为()3--52)式中：—按作用（或或荷载）短期期效应组合计计算的轴向力力—钢钢筋表面形状状系数———作用（或荷荷载）长期效效应影响系数数—截截面受拉区最最外缘钢筋应应力—纵纵向钢筋直径径—截截面配筋率—混混凝土保护层层厚度—构构件截面半径径—使使用阶段的偏偏心距增大系系数—轴轴向力的偏心心距—混凝凝土强度等级级—构件件截面纵向钢钢筋所在圆周周的半径—构件件计算长度由上知，，，，，，，，，，，，，则可不必验算裂缝缝宽度，即满满足要求；3.3桩基设设计荷载计算一孔恒载反力：盖梁荷载反力：系梁恒重反力：一根墩柱反力：一个承台自重：在本设计中，土的的重度为，混混凝土重度，局局部冲刷线以以下桩重等于于桩身自重与与置换土重每每延米的差值值，作用于一一根桩顶的恒恒载反力为:可变荷载反力、双孔可变荷载反反力：、单孔可变荷载反反力：、制动力T=900（kN），作用点点在支座中心心距桩顶顶面面的距离为作用于一根桩顶的的外力为：桩长计算该地区土质情况为为:粘性土：细砂：砂砾：园砾：桩长估算桩的容许承载力按按下式计算((3-53))(3-554)式中：—单桩轴向向受压承载力力容许值——桩身周长—桩桩端截面面积积—土土的层数—承承台底面或局局部冲刷线以以下各土层厚厚度—桩桩端处的承载载力容许值—桩桩端处土的承承载力基本容容许值—桩桩端的埋深深深度—容容许承载力随随深度的修正正系数—桩桩端以上各土土层的加权平平均重度—修修正系数—清清底系数其中=0.9，=0..65，=20kNN/m3，=6.0，=900kkPa，，由上可知解得：h=244.35m取h=25mm，则合格2）桩基基强度验算、确定桩桩的计算宽度度(3-555)式中：—桩的计算算宽度—桩桩径或垂直于于水平力方向向的桩的宽度度—桩桩形状换算系系数—平平行于水平力力方向的桩间间相互影响系系数其中，则、计算桩的变形系系数(33-55)式中：—桩的变形形系数—桩桩的抗弯刚度度—桩桩的混凝土抗抗压弹性模量量—地地基荷载的比比例系数对于本设计而言，桩桩基采用C30混凝土，、桩的换算深度所以按弹性桩计算算。、计算墩柱顶外力力e.最大冲刷线以下深深度z处桩截面弯弯矩及桩身最最大弯矩Mmax的计算算①局部冲刷线以下深深度z处截面的弯弯矩Mz无量刚系数由相关关规范查得，计算见表3-14MMz计算列表3-14z0.000.0010.002907.172907.170.260.10.09960.9997435.192906.412941.610.510.20.196960.9980669.602901.532971.130.770.30.29010.99382102.512889.202991.711.020.40.377390.98617133.352866.963000.311.280.50.457520.97458161.662833.272994.931.530.60.529380.95861187.062786.842973.901.790.70.592880.93817209.492727.422936.912.050.80.645610.91324228.132654.942883.072.300.90.689260.88407243.552570.142813.692.561.00.723050.85089255.492473.682729.172.811.10.747140.81054264.002356.382620.383.071.20.761830.77415269.192250.592519.783.321.30.767610.73161271.242126.912398.153.581.40.764980.68694270.311997.052267.363.841.50.754660.64081266.661862.942129.604.091.60.737340.59373260.541726.071986.614.351.70.713810.54625252.231588.041840.274.601.80.684880.49889242.001450.361692.364.861.90.651390.45219230.171314.591544.765.122.00.614130.40658217.001182.001399.005.632.20.53160.32025187.84931.021118.843340.24262156.65705.34861.996.652.60.354580.17546125.29510.09635.369960.1197995.39348.25443.647.673.00.193050.0759568.21220.80289.018.953.50.050810.0135417.9539.3657.3210.234.00.000050.000090.020.260.28②墩身最最大弯矩Mmax及最大大弯矩位置计计算由得：(3--55)由及，查规范得，故由及查规范得，，则、局部冲刷线以下下深度z处截面土抗抗力计算(3--56)无量刚系数有规范范查得，计算算列表见表3-15计算列表表3-150.00.002.440661.621000.000.000.000.10.262.278731.450945.2827.5632.840.20.512.117791.290889.8149.0458.850.30.771.958811.1407913.6165.0078.620.41.021.802731.0006416.7176.0292.730.51.281.650420.8703619.1282.66101.770.61.531.502680.7498120.8985.45106.340.71.791.360240.6388522.0684.94107.000.82.051.223700.5372722.6881.64104.320.92.301.093610.4448122.8076.0498.841.02.560.970410.3611922.4868.6091.091.12.810.854410.2860621