钢混凝土组合连续梁桥设计计算

第一章设计计算书

1.1概述

1.11设计特点

钢-混凝土组合连续梁桥以其结构重量轻，跨越能力大，施工速度快,

造型美观等优点得到广泛的应用。钢-混组合结构具有以下特点：1.适应

大跨径，高桥的快速施工，施工未影响桥下高速路通行。2钢筋混凝土板

通过剪力连接件（采用圆柱型焊钉）与钢箱梁组合在一起形成组合结构，

可以充分发挥钢材抗拉性能好，混凝土抗压性能好的特点。3.对连续梁负

弯矩区，利用高强钢材改善受拉区混凝土板的工作条件。4.自重轻，刚度

大，这种结构的刚度略低于预应力混凝土箱梁，但较全钢梁大得多。

由结构力学的知识可知：分孔比较合理的连续梁结构与同跨径的简支

梁相比，其跨中截面的弯矩可减少50%左右，而在中支点截面的弯矩增加

量一般要大于跨中弯矩的减少量。对于钢•混凝土组合梁而言，如果采用

连续结构，将使得中支点截面承受负弯矩。也就是使钢筋混凝土桥面板置

于受拉区，而将钢樊的下翼缘处于受压区，从理论上讲这样的布局并没有

很好的利用混凝土却钢筋的力学特性，钢筋混凝土板受拉与钢梁受压是不

利的。不过，可以通过工程来改进。

钢-混凝土组合连续梁的内力分析方法可以分为弹性设计法和塑性设

计法。由于目前国内对于塑性分析法用的不多，且无系统性的总结。因此

本桥涵设计中采用弹性设计分析法确定钢-混凝土组合连续梁的内力，并

按相关公路桥涵设计规范进行内力组合。

弹性分析法是基于一般的结构力学或有限元分析法。用弹性分析时，

须考虑钢梁下面是否有临时支撑。有临时支撑且达到一定的支承密度时，

全部恒载和活载均由组合梁的全断面承担。而无临时支承时，钢梁自重，

混凝土翼缘板自重均由钢梁承担，桥面板二期恒载和活载则由组合断面承

担。

在连续组合梁的负弯矩区，混凝土翼缘板受拉开裂。因为该区段的截

面刚度要比正弯矩区段小一些，所以连续组合梁在内力分析时，应按照变

截面考虑欧洲规范（EUROCODENO.4）规定，在据支座0・1

51的范围内（1为梁的跨度），在确定主梁的截面刚度时不应考虑混凝

土翼缘板的存在，但应计入混凝土板中钢筋的面积。在其余跨中区段，按

考虑混凝土翼缘板的换算截面确定截面刚度。

对于负弯矩区混凝土受拉易造成裂缝，一般采用对混凝土施加于应力

的方法。不过，施加预应力会由于混凝土的收缩和徐变及加载令期不可能

太长，预应力损失大半，且操作和构造不太方便。因此，参照国外和芜湖

长江大桥的经验，本桥在负弯矩处采用高配筋率的混凝土来限制裂缝的宽

度。

本桥梁设计采用悬臂吊装的施工方法，不设临时支承。利用MIDAS

软件基于平面杆系理论计算其内力。第一施工阶段主梁均为单一纲截面；

第二阶段组合截面的混凝土桥面板均换算为钢截面，根据《钢混结合梁设

计规定》计算恒载和活载时钢与混凝土的弹性模量比分别采用15和10,因

此设计将混凝土桥面板换算为不同厚度的钢板，采用2个数据文件分别计

算恒活载效应，再将结果自组合得出各控制截面的剪力和弯矩，然后进行

验算。

对于连续组合梁桥，既可以采用工字形钢梁，也可以采用闭口或开口

箱梁截面；既可以采用等高截面，也可以采用变高截面。鉴于本桥梁设计

采用42+60+42米跨度，采用开口的钢箱梁截面，为保证支点处的整体稳定

性，在支点处采用闭口钢箱梁。

1.1.2设计基本资料

（一）桥梁线性布置

1、平曲线半径：无平曲线。

2、竖曲线半径：无竖曲线，纵坡为3%。

（二）主要技术标准

1、设计荷载：公路I级荷载。

2、桥面净宽：10m。

3、通航要求：无。

（二）主要材料

1、混凝土：混凝土桥面板采用C50混凝土，基桩采用C25混凝土。

3、普通钢筋：采用符合GB1499—84标准的钢筋，直径212mm者采

用H级20MnSi热轧螺纹钢；直径＜12mm者采用I级A3热轧圆钢筋。

4、钢材：钢箱主梁采用16mn钢。

7、支座：采用GJZ和GJZF4系列橡胶支座。

8、伸缩缝：采用SSF80A大变位伸缩缝。

9、焊条：对于A3钢采用T420型焊条，20MnSi钢采用T500型焊条。

（四）桥面铺装

采用8cm防水混凝土。

（五）施工方式

悬臂吊装施工法。

（六）设计规范

1、《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）

2、《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）

3、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）

4、《公路钢结构及木结构桥涵设计规范》

（七）支座强迫位移

边支座：下沉0.5cm。

（八）温度影响

主梁混凝土桥面板和钢箱梁温差15℃o

1.1.3桥型及纵、横断面布置

（一）桥型布置及孔径划分

该设计为某高速公路的大桥。为缩短工期，提高行车舒适性，综合分

析比较各类桥型后最终采用钢-混凝土组合连续梁桥，跨径为42+60+42m,

施工方法为悬臂吊装施工方法。

考虑伸缩缝的设置，实际桥跨长为143.88m,即在桥的两头各设6cm

的伸缩缝，桥跨结构的计算简图如图1.1.3—1所示。

伸缩缝计算：温度变化0.5L；

混凝土收缩:O.1L；

混凝土徐变：0.2L；

伸缩富裕量：0.16L+10；

合计：0.96L+10=0.96x90+10=96.4mm,取120mm,即12cm。

图中，两边孔计算跨径为4194cm,中孔跨径为6000cm,

连续梁两端至边支座中心线之间的距离为40cmo

图—1桥跨结构计算简图（单位：cm）

（二）截面型式及截面尺寸拟定

1、截面型式及梁高。

采用变高度箱形截面。跨中和边梁组合梁高1.5m,高跨比H/L=l/35,

支座处组合梁高3m，高跨比H/L=l/2（）。选用箱形截面主要是出于其突出

的受力和构造特点,这种封闭式的截面抗扭刚度很大，对于弯桥和采用悬

臂施工的桥梁尤为有利。同时，因其顶板和底板都具有比较大的面积，所

以能够有效地抵抗正负弯矩并满足配筋要求。箱形截面良好的动力特性以

及它收缩变形数值较小的特点也受到了人们的重视。

2、横截面尺寸。

桥面全宽为10m。由于采用悬臂吊装的施工方法，主梁先钢厂加工好

再运输、吊装就位，因此横截面布置时应考虑到施工中的吊运能力，将桥

做成一个单箱双室的组合截面。其中，跨中和边梁采用开口箱梁截面，底

板宽6.5m,顶板每片宽0.5m;支座处截面采用顶板宽6.9m,底板宽6.5m.

混凝土桥面板采用全面现浇方式，一次现浇完成，厚0.2m.为了施工和构

造方便，且本设计不设预应力钢筋束，所以不设置承托。下面为示意图，

单位为mm.

图—2边跨及跨中主梁横断构造（单位：mm）

图L1.3-3支座处主梁横断构造（单位：mm）

3、箱梁底板厚度及腹板宽度设置。

（1）箱梁顶底板厚度设置。

悬臂吊装连续施工的连续梁支座处负弯矩较大，需要底板要有一定的

厚度来提供受压面积。底板除需符合使用阶段的受压要求外，在破坏阶段

还宜使中和轴保持在底板以内，并有适当的富裕。箱梁底板厚度保持

25mm不变。从而将顶板厚度逐渐渐变，从边跨到支座从20mm变到25mm,

再从支座到跨中由25mm变到20mm.

箱梁顶板厚度变化如图1.1.3—4所示。

9。0。3000

图1.1.3—4箱梁顶板厚度变化示意（单位：mm）

（2）腹板宽度设置。

箱梁腹板的主要功用是承受结构的弯曲剪应力与扭转剪应力所引起

的主拉应力。根据连续梁剪力变化规律，兼顾施工方便性，腹板宽度采用

渐变措施，从边跨到支座，逐渐变宽，再从支座到跨中逐渐变窄,且边腹

板最终加宽到16mm，中腹板最终加宽至30mmo

箱梁腹板变化如图1.1.3—5所示。

in

OJ

图1.1.3—5箱梁腹板变化小意（单位：mm）

4、横隔梁（板）设置。

箱梁横隔板的基本作用是增加截面的横向刚度，限制畸变应力。在支

承处的横隔板还担负着承受和分布较大支承反力的作用。箱形截面由于具

有很大的抗扭刚度，所以横隔板的布置可以比一般肋式梁桥少一些。为保

证支座处传力的可靠性，因此在边永久（临时）支承处，设一道厚为25mm

的端横隔梁，中永久支承处为40mm的中横隔梁，此外在中临时支承处设

10mm厚的箱内隔板，隔板间距每隔3米设置一道。

横隔梁设置如图1.1.3—6所示。

图1.1.3-6横隔板设置示意

1.1.4钢筋混凝土桥面板的设计

本桥梁采用200mm厚的钢筋混凝土板（容重25KN/m3）,上面设置

80mm厚的防水混凝土（容重21KN/m3）,桥面板按照单向板设置，在横

桥向设置受力钢筋0

一、恒载内力计算（以纵向1m宽的板条进行计算）

（一）每延米上的恒载g:

1、混凝土板自重gi=0.02x25xl=5KN/m

2、二期恒载集度为桥面铺装与护栏恒载集度之和。

本设计桥面铺装采用8cm厚的防水混凝土铺装，且铺装层宽为10m；

混凝土容重按23kNI计，护栏一侧每延米按0.30b??3混凝土计。混凝土

容重按25AN/V计。担全部二期恒载的四分之一，其值为：

g2=[（0.08）x23+0.301x2x30]=3.4（ZN/m）

合计g=Zg=8.4攵N/m

（二）每米宽板条的恒载内力：

弯矩％=,靖=2_%8.4x3.2?=10.752ZN•m/m

ss88

剪力=,g/=4x8.4x3.2=13.44kN/m

二、活载内力

1、车辆荷载产生的内力

将加重车轮作用于钱缝轴线上，后地产生的作用力为p=140KN,轮

压分布宽度如图1.1.4—1所示。由《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）

知:车辆荷载加重车后轮的着地长度a2=0.20m,宽度b2b2=0.60m,则板上荷

载压力面的边长为：

at=a2+2H=0.20+2x0.08=0.36m

车辆荷载的计算图式1.1.4—1

b,=b2+2H=0.60+2x0.08=0.76m

对于几个靠近的车轮荷载：a=a1+d+人=2.83m

3

荷载位于板的支承处：a=a|+t=0.56m（t为板的厚度）

冲击系数为（1+（1）=1.3

作用于每米宽板条的弯矩为:Msp=(\+\i\—I处、=45.34kN•m

-2>

p=P/<2abl)

a

yiy2

单向板剪力计算图式1.1.4—2

支点处的剪力2=3+(1+N)(AX+&%)=168.384kN

2；))(

A=Ph=^=49.47mA2=("-P(l+Nd67-679=140.74m2

〃，，p----对应于有效工作宽度a和a，处的荷载强度;

M,为--一对应于荷载合力处的支点截面竖向影响线的竖标值；

/一一板的有效跨径。

对于本桥面板实际上是一个支承载一系列弹性支承上的两跨连续板，

可以根据一个跨度相同的简支板在恒载和活载作用下的跨中弯矩进行折

减而得。

由于t/hvl/4：

跨中

Mc”sp=22.67kN•mMc,s_g=+0.5Msg„=5.376kN•m

Qcsg=6.71kNQcsp=84.1725kN

支座M“=-0.7M、0=-7.5246kNmMssn=-31.738kN•m

QKEg=-9.408kNQ冲=一117.8415kNQs

三、荷载组合

对于桥面板设计，一般应考虑五种荷载组合中的组合I（主要荷载组

合），并根据公路桥涵设计规范中对相应荷载规定的荷载安全系数来求的

计算内力。

按照承载能力极限状态进行设计时.，对于恒载和活载产生同号内力的

情况，其计算内力为：

荷载组合IM.=1.2Mcsfi41.4Mcs=38.19kNm

M.=1.2M、、n+1.4M“n=53.459kN-m

Q「L2Qcsg+1.4Qcsp=125.84kN

Q『L2Qssg+1.4Qssp=145.098kN

四、配筋计算

1、设a=30mm采用中16钢筋，则hO=h-a--=162mm

2

对于跨中截面A(尸世上=0.06328m2

Y°bh；

对于支座截面A。=世*=0.0893m2

2、跨中自=1-)1-2A)=0.066V().55y0=0.5(1+=0.967

支座彳=1-J1-2A)=0.094<0.55%=0.5(1+斤仄)=0.953

则所求钢筋面积跨中A,,=YMj=896.2mm2

°YoRgho

YsMcj2

支座Ao==1273mm

、YoRgho

3、选择并布置钢筋

跨中采用①16@200mm的螺纹钢筋。混凝土保护层厚度C=30mm.,

2

Ag=l()()5mmo此项钢筋布置在桥面板的底部。

实际酉己筋率口二一^二0.62%>日而n=02%可以。

bh°

支座采用①20@200mm的螺纹钢筋。混凝土保护层厚度C=30mm.,

A=1344mm2,此项钢筋布置在桥面板的顶部。

A

实际西己筋率口二」=0.732>110=0.2%,可以。

bh0nli

底部主筋横向布置为每隔一根上弯一根，弯曲点大约在距离总梁1/4处

4、对于剪力而言：

Qej,Qsj<O.O51VRbho=452kN

Qcj,Qsi-OO41Ribho=165-44kN

采用构造配置箍筋，采用150mm间距08双支箍筋。

5、纵向钢筋的设计和布置

纵桥向的钢筋布置比较简单。正弯矩区段内，由于混凝土桥面板受压,

只需要在混凝土桥面板的底部按照构造的要求配置少量钢筋即可。采用

A

01O@2OOmm的普通钢筋，A=393mm2日=0.23%>生向=0.2%,可

bh0

以。

A

对于负弯矩处，可以先根据国内外的各种经验，采用日===3%的配

bh。

筋率进行配筋，到最后算出负弯矩处主梁的内力后，进行验算符合要求即

可。

即采用①18@10()mm的螺纹钢筋配置在距支座0.15L(L为跨度)之

内。

采用构造配置箍筋，采用150mm间距08双支箍筋，支座附近采用08

间距100mm的箍筋。

6、相对于横向筋的截面检算

跨中：R&A&=Rabx=>x=11.989mm

M”二R力x(h0-x/2)=42.64>Mcj=38.19kNm满足要求。

支座：

R.oA„c»=Rutbx=>x=16.03mm

Mu=Rabx(h0-x/2)=55.55>Msj=53.459kN-m满足要求。

分布钢筋

每隔一根钢筋上弯一根

桥面板钢筋布置图式1.1.4—3

1.1.5截面几何特性计算

截面几何特性是计算结构内力、配筋、验算及变形计算的前泥。

本设计采用MIDAS程序进行结构计算分析。全桥划分单元时，综合

考虑结构在施工过程及正常使用阶段控制设计的截面位置，使控制截面位

于单元节点处。设计为悬臂吊装连续梁桥，结合施工、使用中结构的受力

特性及预应力筋束布置，将全桥划分为52个单元、53个节点。

单元划分如图1.1.5所示。

图1.1.5-1单元划分示意

截面几何特性计算结果见表1.1.5。本设计采用三跨连续梁桥设计，

属于两边对称结构，所以取一半进行研究设计，另一半采用对称设计即可。

对于变高度的连续梁桥，应该验算跨中截面，钢梁翼缘板尺寸有变化的部

位，还有支点负弯矩截面的应力。所以本设计对于每一个控制单元都进行

了验算。

计算截面几何特性之前必须确定钢筋混凝土翼板的有效宽度。按照

《钢桥规》的规定：钢-混凝土组合中混凝土板的计算宽度be采用下列三

种计算宽度中的最小值网：

(1)梁的计算跨径的1/3。

(2)相邻两梁轴线间的距离S.

(3)承托的宽度b(如无承托时，则为钢梁上翼缘板

的宽度)加12hd

图1.1.5-2混凝土翼缘板计算宽度

经计算采用bel=8.7米,be2=9.6米。在组合梁的弹性设计中，通常是将混

凝土翼缘板面积换算为等效的钢截面。等效换算的原则是，保持换算前后

单元面积承受的合力大小不变，而且其应变相等。即有如下的计算公式：

=5AAs%=4%/民=5/E,

计算得：ac=昌6=-As=A

Es/nE

nE为钢材与混凝土的弹性模量之比。

钢与混凝土的弹性模量之比nE表1.5.1-1

混凝土等级R20R25R30R40R50R60

HE=ES/EC8.087.377.006.366.005.25

本桥设计采用C50混凝土，故小=E、/Ec=6.00.又因为在长期荷载作

用下，混凝土发生徐变会产生很大的塑性变形。这样，在计算长期荷载作

用的换算截面几何特征时，混凝土的弹性模量应以其割线模量来代替。即

有E；=qEJ(£e+与尸kEc其中8e为混凝土的弹性变形，8p为混凝土的塑性变

形。故按照《钢桥规》规定，在计算结构重力对徐变的影响时，取k=0.4,

即取E[=0.4Ec；计算混凝土收缩对徐变的影响时，取k=0.5，即E[=0.5Ec

为了方便计算，本设计将箱形截面按照面积和形心不变的原则换

算为工字形截面。图1.1.5-3示：

1.1.5-4组合梁横截面计算图式

钢梁的几何截面特性

Ysu(重心轴至上

A(截面积)Is(惯性矩)

单元号位置翼缘距离)

(m2)(m4)

(m)

1i0.237681.00460.0448

4i0.237681.00460.0448

4j0.28560.95770.089

5i0.28560.95770.089

8i0.28560.95770.089

8j0.35381.060.227

9i0.35381.060.227

12i0.35381.060.227

12j0.45221.2630.525

13i0.45221.2630.525

15j0.50551.3720.752

18j0.46581.41960.67

19i0.46581.41960.67

19j0.35361.3820.34

22i0.35361.3820.34

22j0.237681.00460.0448

23j0.237681.00460.0448

26j0.237681.00460.0448

组合梁截面的几何特性：

y(=ysu+hd，x为换算截面重心距混凝土顶板的距离，xg,x3分别为

考虑活载，徐变，温差，收缩时的x值。考虑活载，徐变时，n=15,温差

时,n=7,收缩时,『12.

单元号位置X(m)X](m)x2(m)X3(m)y.(m)

1i0.7173460.65840530.5975940.8640051.20046

4i0.7173460.65840530.5975940.8640051.20046

4j0.7405410.7526440.6278440.9572391.1577

5i0.7405410.7526440.6278440.9572391.1577

8I0.7405410.7526440.6278440.9572391.1577

8j0.8602960.9359880.7445961.1405881.26

9i0.8602960.9359880.7445961.1405881.26

12i0.8602960.9359880.7445961.1405881.26

12j1.0657611.250170.9431051.4505881.463

1311.0657611.250170.9431051.4505881.463

15j1.1760611.4365461.0504811.6411461.572

18j1.1859611.3566101.0524881.561211.6196

19i1.1859611.3566101.0524881.561211.6196

19j1.0711551.04939520.9282771.2539951.582

22J1.0711551.04939520.9282771.2539951.582

22j0.7173460.65840530.5975940.8640051.20046

23j0.7173460.65840530.5975940.8640051.20046

26j0.7173460.65840530.5975940.8640051.20046

1。，络人工。3分别为组合截面考虑活载，徐变，温差，收缩时的惯性矩。

4444

单元号位置Io(m)Io,(m)Io2(m)I03(m)

1j0.7598440.157315680.2058320.162697

4j0.7598440.157315680.2058320.162697

4j0.8577350.192809250.2520720.214897

5i().8577350.192809250.2520720.214897

8i0.8577350.192809250.2520720.214897

8j1.3084470.354937210.4402460.400399

9i1.3084470.354937210.4402460.400399

12j1.3084470.354937210.4402460.400399

12j2.2675670.71365480.8449590.810034

13i2.2675670.71365480.8449590.810034

15j2.9142510.9869161.1383941.23097

18j2.87290.90215431.0697311.003051

1912.87290.90215431.0697311.003051

19j2.1040920.5562060.6822610.5849

22j2.1040920.5562060.6822610.5849

22j0.7598440.1573160.2058320.162697

23i0.7598440.1573160.2058320.162697

26j0.7598440.1573160.2058320.162697

S°|，S°u，S°I2，S°|3分别为考虑活载，徐变，温差，收缩时钢梁重心

轴以上或以下部分换算截面面积对组合梁换算截面重心轴的面积矩，

Ssl钢梁重心轴以上或以下部分换算截面面积对钢梁截面重心轴的面积

矩。

Si（m3）Soii（m3）S

单元号位置oSoi2画）ol3画）Ssi斯）

1i0.1312090.1277610.1567240.1059490.047287

4i0.1312090.1277610.1567240.1059490.047287

4j0.1547170.1354920.184620.1152750.078755

5i0.1547170.1354920.184620.1152750.078755

8i0.1547170.1354920.184620.1152750.078755

8j0.2131980.1721490.2559070.1572720.133477

9i0.2131980.1721490.2559070.1572720.133477

12i0.3228580.2323910.3945380.2329520.23092

13i0.3228580.2323910.3945380.2329520.23092

15j0.3898210.262350.4808230.2737880.291039

18j0.3654250.2653430.449860.2765250.262725

19i0.3654250.2653430.449860.2765250.262725

19j0.2662320.2319703237430.2290010.13221

22i0.2662320.231970.3237430.2290010.13221

22J0.1312090.1277610.1567240.1059490.047287

23i0.1312090.1277610.1567240.1059490.047287

26j0.1312090.1277610.1567240.1059490.047287

S02，SM，S022，S.23分别为考虑活载，徐变，温差，收缩时组合梁重心

轴以上或以下部分换算截面面积对组合梁换算截面重心轴的面积矩。

单元号位置S02(n?)So2i(m3)S022(m?)S023(m3)

1i0.1344990.0863240.1464120.141094

4i0.1344990.0863240.1464120.141094

4j0.1577830.1205950.1696540.177675

5i0.1577830.1205950.1696540.177675

8i0.1577830.1205950.1696540.177675

8j0.2182270.1908280.232830.248333

9i0.2182270.1908280.232830.248333

12j0.2182270.1908280.232830.248333

12j0.3271490.3276450.3477070.372334

13i0.3271490.3276450.3477070.372334

15j0.3944020.4223830.4182320.450382

18j0.3719770.3611670.3965770.411231

19i0.3719770.3611670.3965770.411231

22i0.3719770.3611670.3965770.411231

22j0.271290.2056570.2932670.278103

23i0.271290.2056570.2932670.278103

26j0.1344990.0863240.1464120.141094

Ss2，S⑵，S.，Sg分别为考虑活载，徐变，温差，收缩时组合梁重心轴

以上或以下部分钢梁截面面积对组合梁换算截面重心轴的面积矩。

3S

单元号位置ss2(m3)Ss2i(m)Ss22(m3)s23画)

1i0.0430140.0419380.0406560.0452

4i0.0430140.0419380.0406560.0452

4j0.0738940.0741130.0715460.076838

5j0.0738940.0741130.0715460.076838

5j0.1307140.132110.1280140.134424

8i0.1307140.132110.1280140.134424

8j0.2261510.228470.2228330.230804

9i0.2261510.228470.2228330.230804

12i0.2261510.228470.2228330.230804

15i0.2859010.2901920.2823290.290612

18j0.2577330.2611210.2539260.262995

19j0.2577330.2611210.2539260.262995

2210.1548440.1543110.1509340.158449

22j0.1548440.1543110.1509340.158449

23i0.1548440.1543110.1509340.158449

26j0.0430140.0419380.0406560.0452

Soc，S℃1,S℃,S心分别为考虑活载，徐变，温差，收缩时翼板混凝土换

算截面对组合梁换算截面重心轴的面积矩。

3SS

S0cl(m)oc2(m3)oc3(m3)

单元号位置Soc画）

1i0.1148260.0693660.1322180.118421

4i0.1148260.069366().1322180.118421

4j0.1191410.0809270.1402560.132872

5i0.1191410.0809270.1402560.132872

8i0.1191410.0809270.1402560.132872

8j0.1414150.1036630.1712780.161291

9i0.1414150.1036630.1712780.161291

12i0.1414150.1036630.1712780.161291

12j0.1796320.1426210.2240250.209989

13i0.1796320.1426210.2240250.209989

15j0.2001470.1657320.2525560.238878

18j0.2019890.155820.253090.226488

19i0.2019890.155820.253090.226488

22i0.2019890.155820.253090.226488

22j0.1806350.1177250.2200850.178869

23j0.1806350.1177250.2200850.178869

26j0.1148260.0693660.1322180.118421

SW，S°UJ,S„SQ3U为考虑活载，徐变，温差，收缩1-1截面以外

部分换算截面对组合梁换算截面重心轴的面积矩。

Soi-1（m3）Sc31-I（m3）

单元号位置Soii-：加）So21-1画）

1i0.0963060.0581780.11089230.097205

4I0.0963060.0581780.11089230.097205

4j0.0796830.0541260.093805240.081254

5i0.0796830.0541260.093805240.081254

8]0.0796830.0541260.093805240.081254

8j0.0707080.0518310.08563990.072548

9j0.0707080.0518310.08563990.072548

12i0.0707080.0518310.08563990.072548

12j0.0592980.047080.0739523590.062548

13j0.0592980.047080.0739523590.062548

15j0.0516510.0426780.0651758440.054854

18j0.0727590.0561290.0911670.075436

19j0.0727590.0561290.0911670.075436

22i0.0727590.0561290.0911670.075436

22j0.1081870.0705080.1318143660.11256

23i0.1081870.0705080.1318143660.11256

26j0.0963060.0581780.11089230.10452

S,S1,S「S|2,斗为考虑活载，徐变，温差，收缩时上翼缘板对组合梁

换算截面重心轴的面积矩。

单元号位置S(m3)3333

S[(m)SH(m)S12(m)S13(m)

10.0298380.021220.0194820.0176280.022345

4i0.0298380.021220.0194820.0176280.022345

4j0.0583780.0450010.0457470.0380590.060548

5i0.0583780.0450010.0457470.0380590.060548

8i0.0583780.0450010.0457470.0380590.060548

8j0.1073130.0868830.09466260.0750470.092415

9j0.1073130.0868830.09466260.0750470.092415

12j0.1073130.0868830.09466260.0750470.092415

12j0.1855060.156260.1836030.1380730.16254

13j0.1855060.156260.1836030.1380730.16254

15j0.2345140.2007140.2456480.1790520.21546

18j0.2076460.1731710.1983520.1534750.18654

19i0.2076460.1731710.1983520.1534750.18654

22j0.2076460.1731710.1983520.1534750.18654

22j0.1175750.0909080.0909080.078650.10452

23i0.1175750.0909080.0909080.078650.10452

26J0.0298380.021220.0194820.0176280.022345

单元号位置4S

Ysr(m)Ysi(m)Lr(m)sr面）Sor(n?)

13i1.32260911.1880.6114660.2644820.26256

15j1.47833871.33310.7765110.297360.29840

18j1.55896441.4280.853260.482860.324244

1.2主梁内力计算

1.2.1恒载内力计算

在恒载内力计算之前对本设计施工过程给予简要介绍，以便合理进行

内力计算。第一施工阶段为架设钢梁；第二施工阶段为铺设钢筋网，并进

行全面现浇混凝土浇筑；第三施工阶段拆除全桥的临时支座，主梁支承在

永久支座上，完成体系转换，再完成主梁横向接缝，最终形成三跨连续梁;

第四施工阶段进行防护栏及桥面铺装施工。

对于钢梁下面不设支承的组合梁，施工阶段的全部荷载由钢梁来承

担，此时的一期恒载包括钢梁，联系梁，浇筑的混凝土和模板重量等;二

期恒载包括桥面铺装，栏杆重量应由组合梁来承担。

针对本设计横断面的具体构造特点及平面杆系有限元程序计算分析

的特点，将空间桥跨结构简化为平面结构进行计算，在活载计算时将采用

荷载横向分布这一实用计算方法。

（一）恒载集度计算

1、钢箱梁一期恒载集度（g；）。

由钢箱梁构造知横隔梁均位于支承处，横隔梁自重对于主梁不产生恒

载弯矩，因此计算中将横隔梁作为集中力作用在支承节点上。那么g;仅为

钢箱梁自重集度，计算公式为：

式中：i—单元号；

心——钢箱梁i号单元一期恒载集度；

A；——箱梁i号单元截面面积；截面变化的单元，A；为该单元两端

节点截面积的平均值。

按上式计算预制钢，箱梁各单元一期恒载集度见表121—1。此恒载

集度主要用于主梁的施工验算。

箱梁一期恒载集度(kN/m)表1.2.1—1

单元号12345

集度

40.2849.22562.0671.1575.29

(KN/m)

单元号6-7891011

集度

78.4476.0372.9563.07545.54

(KN/m)

2、模板重力按照g2=lKN/m进行计算。

3、二期恒载集度(g3)o

二期恒载集度为桥面铺装与护栏恒载集度之和。

本设计桥面铺装采用8cm厚的防水混凝土铺装，且铺装层宽为10m；

混凝土容重按23ZN/加计，护栏一侧每延米按0.301环混凝土计。混凝土

容重按25可/〃/计。因桥梁横断面布置由四片箱梁组成，按每片箱梁承

担全部二期恒载的四分之一其值为：

：(

kNmov=Mgi+'+Mqch_yG<I.3[CTJ

g?=[（0.08x10）x23+0.301x2x30]=34（^//n）

（二）计算结果

根据单元划分及相应的恒载集度，采用MIDAS软件进行恒载内力计

算。

计算结果见表1.2.1—2〜表1.2.1—7。

表1.2.1—2

单元号荷载类型位置剪力（kN）弯矩（kN・m）

1一期恒载i-1069.070.00

4一期恒载i-230.455874.32

4一期恒载j-121.307186.53

5一期恒载i-121.307186.53

8一期恒载i770.423452.48

8一期恒载j880.092696.65

9一期恒载i879.992696.65

12一期恒载i1650.34-132345.8

12一期恒载j1958.19-14244.()4

13一期恒载i1958.19.14244.04

15一期恒载j-2642.58-27708.76

18一期恒载j-2063.65-13599.96

19一期恒载i-2063.69-13599.96

19一期恒载j-1985.42-10548.3

22一期恒载i-976.174132.48

22一期恒载j-979.174553.73

23一期恒载i-978.694553.73

26一期恒载