35米预应力混凝土简支T型梁.doc

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1、鲁东大学本科毕业设计1 概述1.1工程概况1.该桥设计车速为80Km/h，桥位于直线段内，桥位起迄中心桩号为k9+602k9+748。桥梁全长435m，上部结构为装配式预应力混凝土简支T型梁桥，下部结构为双柱式墩，桩基础，轻型薄壁桥台。本桥上部结构采用先预制后张拉的施工形式。2.河流及水文情况水电站库区地处高山峡谷区，山势挺拔，为较为典型的中高山地形地貌区。水电站初选水库正常蓄水位为2253.00m，死水位为2248.00m。3.当地建筑材料情况桥梁附近有充足的木材，水泥，钢材市场可供。4.气象情况查阅四川地区、金川县城当地气象资料。1.2设计标准及规范1.2.1设计标准桥型：装配式预应力混凝

2、土简支T型梁桥桥面宽度：全宽11m，横向布置为1m人行道+9m行车道+ 1m人行道桥面横坡：1.3%（单幅单向坡）车辆荷载等级：公路-I级1.2.2设计规范公路工程技术标准 JTG01-2003公路桥涵通用规范 JTG60-2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG62-2004公路桥涵施工技术规范 JTJ041-2000公路工程抗震设计规范 JTJ001-892 方案比选2.1桥梁设计原则1.适用性桥上应保证车辆和人群的安全畅通，并应满足将来交通量增长的需要。桥下应满足泄洪、安全通航或通车等要求。建成的桥梁应保证使用年限，并便于检查和维修1。2.舒适与安全性现代桥梁设计越来越强

3、调舒适度，要控制桥梁的竖向与横向振幅，避免车辆在桥上振动与冲击。整个桥跨结构及各部分构件，在制造、运输、安装和使用过程中应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。3.经济性设计的经济性一般应占首位。经济性应综合发展远景及将来的养护和维修等费用。建成的桥梁应保证使用年限，并便于检查和维修。在桥梁规定的使用期限内的经常维修费用的多少需要考虑，例如钢桥的油漆，高强螺栓的检修，钢筋混凝土的裂缝维修。又如采用建筑高度大的桥梁，常带来引道或引桥的加长，除了要增加运营费以外，还影响交通安全，此外，运营使用时质量也是一个不容忽视的问题，例如桥梁的刚度要大，桥面宜连续，震动要小，视线要宽敞等。4.先进性 桥梁设计

4、应体现现代桥梁建设的新技术。应便于制造和架设，应尽量采用先进工艺技术和施工机械、设备，以利于减少劳动强度，加快施工进度，保证工程质量和施工安全。5.美观一座桥梁，尤其是坐落于城市的桥梁应具有优美的外形，应与周围的景致相协调。合理的结构布局和轮廓是美观的主要因素，决不应把美观片面的理解为豪华的装饰。我国基本建设的方针是“经济、适用和在可能的条件下注意美观”大量的公路桥与铁路桥设计时应遵守这一要求。设计时应考虑结构的选型与当地景物的协调，桥梁轮廓尺寸应比例匀称，各部结构要协调平衡，对于梁式桥避免头重脚轻的肥梁瘦柱外型。跨线立交桥，主梁或上部结构与墩台以纤细为美，切忌桥台侧墙长大既耗费圬工，又碍观瞻

5、，又妨碍视线影响车速，这在高速公路中更显得必要，桥墩外型亦可作多种变化，风景区的桥梁外表，应注意美观。2.2桥型方案比选2.2.1方案初选（拟定桥型图式）根据桥梁设计原则，从安全、功能、经济、美观、施工、占地与工期等多方面比选，初步确定梁桥、拱桥、刚架桥三种桥梁形式，见图2.1。2.2.2编制方案编制方案的目的在于提供各个中选图式的经济指标，以便经过相互比较，科学的从中选定最佳方案。这些指标包括：（钢、木、水泥，简称三材）用量、劳动力（包括专业技术工种）数量、全桥总造价（分上、下部结构列出）、工期、养护费用、运营条件、有无困难工程、是否需要特种机具、美观等。为了获得上述的前三项指标，通常可以充

6、分利用已有资料或通过一些简便的近似验算，对每一方案拟定结构主要尺寸，并计算主要工程数量。有了工程数量，乘以相应的材料和劳动定额以及扩大单价，就不难得出每个方案所需的材料和劳动力数量，并估算全桥造价。其他的一些问题，虽难得到数量指标，也应进行适当的概略评价。方案一、435m预应力混凝土简支梁桥 方案二、140m上承式拱桥 方案三、刚架桥图2.1 拟定桥型图1.方案一 方案采用等截面预应力混凝土简支梁结构，上部结构为装配式预应力简支T型梁桥,下部结构为双柱式墩，桩基础，轻型薄壁桥台。(1)方案一桥型的技术指标：荷载等级：公路-级，人群3.0kN/m2桥面宽度：桥面全宽11m，9+21.0m桥孔布置

7、：435，桥梁全长140m桥梁结构：采用分离式结构，上部采用预应力混凝土T型主梁，下部结构采用单排双柱式桥墩(2)方案一桥型的受力特点：方案一的桥梁结构在垂直荷载的作用下，其支座产生竖直反力，而无水平推力，而且能够承受较大的负弯矩，预应力混凝土简支梁桥受力明确，理论计算较简单，设计和施工的方法日臻完善和成熟。(3)方案一桥型的主要特征：预应力混凝土梁式桥具有以下主要特征： 混凝土材料以砂、石为主，可就地取材，成本较低；结构造型灵活，可模性好，可根据使用要求浇铸成各种形状的结构；结构的耐久性和耐火性较好，建成后维修费用较少；结构的整体性好，刚度较大，变形较小；可采用预制方式建造，将桥梁的构件标准

8、化，进而实现工业化生产；结构自重较大，自重耗掉大部分材料的强度，因而大大限制其跨越能力；预应力混凝土梁式桥可有效利用高强度材料，并明显降低自重所占全部设计荷载的比重，既节省材料、增大其跨越能力，又提高其抗裂和抗疲劳的能力；预应力混凝土梁式桥所采用的预应力技术为桥梁装配式结构提供了最有效的拼装手段，通过施加纵向、横向预应力，使装配式结构集成整体，进一步扩大了装配式结构的应用范围；预应力混凝土梁桥可充分利用材料可塑性的特点，在建筑上有丰富多彩的表现潜力，更易达到与周围环境相协调的简洁而美观的型式，实现经济性和美观的统一。(4)方案一桥型横截面和桥墩的比选桥梁截面形式考虑了空心板截面、T型梁截面、I

9、型组合梁等可采用的梁型。空心板截面简支组合箱梁结构整体性强，适应性强，但从桥下看,景观效果稍差。从预制厂到工地的运输要求相对较低，运输费用较低，但桥面板需现浇施工,增加现场作业量，工期也相应延长，且存在着后期维修养护工作量大的缺点。 T型梁截面结构受力明确，设计及施工经验成熟，跨越能力大，结构整体性强，抗扭刚度大，适应性强。箱梁预制吊装，铺预制板，重量轻。从预制厂到工地的运输要求相对较低，运输费用较低。也可在施工现场设置预制场地预制T型梁，成型后直接用吊车起吊安装，施工进度较快。 I型梁截面I型梁形状简单，施工方便，建筑高度小，施工可采用预制吊装的方法，施工进度较快。但是该方案整体稳定性不好，

10、由于梁底部呈网状,景观效果差。同时，其帽梁较其它梁型长，设计时其帽梁也须设计成预应力钢筋混凝土帽梁，且工字型预制件在制作方面也较繁琐。相比之下，T型简支梁结构整体性强，抗扭刚度大，适应性强。该方案采用先简支安装，然后再浇铸混凝土，待混凝土强度达到95%后再行张拉钢筋。可全线同步施工，施工期间工期不受控制,对桥下道路交通影响小。从预制厂到工地的运输要求相对较低，运输费用较低。前沿全桥纵向箱梁的外轮廓保持不变，这就保证了桥型的美观. 且单个箱型梁抗扭刚度大，整体受力和动力稳定性能好，外观简洁，适应性强，在直线、曲线、折返线及过渡线等区间段均可采用，且施工技术成熟，造价适中。而且T型截面具有可靠的强

11、度、刚度以及抗裂性能。此种桥梁技术先进，工期短，工艺要求比较严格，所需要设备较少，占用施工场地少，属于静定结构，受力较好，适用范围大。 桥墩类型有重力式实体桥墩、空心桥墩、柱式桥墩、轻型桥墩和拼装式桥墩。重力式实体桥墩由于重力式桥墩一般用混凝土或片石混凝土砌筑，截面尺寸及体积较大，外形粗壮，所以不选此方案。空心桥墩空心桥墩适用于桥长而谷深的桥梁，这样可减少很大的圬工。对于本桥地质不适合，不选此方案。柱式桥墩由于这种桥墩既可以减轻墩身重量、节省圬工材料，又比较美观、结构轻巧，桥下通视情况良好，适合本桥情况，所以选此方案。轻型桥墩由于轻型桥墩适用于小跨度、低墩以及三孔以下（全桥长不大于20m）的公

12、路桥梁。在此地质不良地段、路基稳定不能保证，不宜采用轻型桥墩。拼装式桥墩因为拼装式桥墩适用于交通较为方便、同类桥墩数量多的长大干线中的中小跨度桥梁工点，所以不适合此地质之下的混凝土工型组合梁桥。综合考虑以上各种桥墩特点，结合连续梁桥的地质资料可确定，柱式桥墩是最合适本桥型的墩型，与本桥的要求相吻合。所以选择双柱式桥墩14。2.方案二(1)方案二桥型的技术指标：荷载等级：公路-级，人群3.0kN/m2桥面宽度：桥面全宽11m，9+21.0m桥孔布置：单跨计算跨径129m，计算矢高10.5m上承式拱桥桥，桥梁全长140m桥梁结构：采用分离式结构，上部采用钢筋混凝土箱型拱肋，下部结构采用重力式桥台(

13、2)方案二桥型的受力特点：该桥的主要承重结构是拱圈和或拱肋。这种结构在竖向荷载作用下，桥墩或桥台将承受水平推力。同时，水平推力也将显著抵消荷载所引起的在拱圈（或拱肋）内的弯矩作用。因此，与同跨径的梁桥相比，拱的弯矩和变形要小得多，但其下部结构和地基必须受住很大的水平推力。(3)方案二桥型的主要特征：跨越能力较大；能充分就地取材，与混凝土梁式桥相比，可以节省大量的钢材和水泥；耐久性能好，维修，养护费用少，外形美观，构造较简单；自重较大，相应的水平推力也较大，增加了下部结构的工程量，当采用无铰拱时，对地基要求高；与梁桥相比，上承式拱桥的建筑高度较高使桥面标高提高，使两岸接线长度增长，或者使桥面纵坡

14、增大，既增加了造价有对行车不利。3.方案三 该方案采用斜腿式刚架桥结构，主梁与斜腿均采用箱形截面，且在斜腿基脚之间采用固结构造，整个结构在钢拱架和万能杆件组拼成的钢桁梁支架上就地浇注混凝土，然后张拉钢束。(1)方案三桥型的设计资料：荷载等级：公路-级，人群3.0kN/m2桥面宽度：桥面全宽11m，9+21.0m 桥孔布置：桥梁全长140m桥梁结构：采用分离式结构，主梁与斜腿均采用箱形截面，且在斜腿基脚之间采用固结构造(2)方案三桥型的受力特点：该桥型主要承重结构是梁和立柱整体结合在一起的刚架结构，梁和柱的连接处有很大的刚性。在竖向荷载作用下，梁部主要受弯，而在柱角处也具有水平反力，其受力状态介

15、于梁桥和拱桥之间。(3)方案三桥型的主要特征： 主梁的恒重和车辆荷载都是通过主梁与斜腿相交处的横隔板，再经过斜腿传至地基上。这样的单隔板或承三角形的隔板将使此处梁截面产生较大的负弯矩峰值，使得通过此截面的预应力钢筋十分密集，在构造布置上比较复杂。预应力、徐变、收缩、温度变化以及基础变位等因素都会使斜腿刚架桥产生次内力，受力分析上也相对较复杂。该方案的斜腿与地面水平线的夹角为36，使施工难度增加。2.2.3技术经济比较和最佳方案的比选设计方案的评价和比较，是要全面考虑上述各种指标，综合分析每一方案的优缺点，最后选定一个符合当前条件的最佳推荐方案。有时，占优势的方案还可吸取其它方案的优点进一步加以

16、改善，如果改动较多时，甚至最后中选的方案可能是集聚各方案长处的另一新方案。方案比选1.适用性方案一 (1)与航道适应性好，通航净空大，防撞要求底；(2)河床压缩少，有利汛期泄洪；(3)伸缩缝较少，整体性较好。方案二(1)与航道适应性好，通航净空大，防撞要求底；(2)河床压缩多，对汛期泄洪不利；(3)伸缩缝较多，整体性不好。方案三(1)与航道适应性好，通航净空大，防撞要求底；(2)河床压缩多，汛期泄洪能力较差；(3)受力合理，跨越能力大。2.经济性方案一、造价一般；方案二、造价较高；方案三、造价一般。3.安全性方案一 (1)主梁采用预制形梁，可工厂化预制施工，施工方便质量可靠，工期有保障；(2)

17、下部结构受力和构造简单，并能节省材料，加之它具有变形和缓，伸缩缝少，刚度大，行车平稳，超载能力大；(3)结构整体性好，刚度大，具有良好的动力特性以及减震降噪作用，使行车平稳舒适，后期的维修养护工作较少。方案二 (1)拱桥跨度适中，拱肋采用箱形截面，刚度较大，施工安全；(2)结构的耐久性和耐火性较好，建成后维修费用较少；(3)分段多，不但施工工序较多，接头工作量较大，而且也增加了拱肋的稳定性控制和拱轴线调整的困难。方案三(1)连续刚构桥施工难度较大，工期较长；(2)上部结采用悬臂施工，预制板，可工厂化预制施工，吊装拼接完成，质量可靠，工期有保障，但需要预制场与吊装设备，且工序复杂；(3)主桥后期

18、营运养护费用少，行车平顺舒适。4.美观性方案一、桥形美观，与周围环境协调较好；方案二、跨径较大，桥墩笨重，耗费圬工，影响桥型美观；方案三、桥梁线形简洁明快，与周围环境协调较好。目前我国中小型桥梁一般考虑简支梁和连续梁结构形式。简支梁结构与同等跨度的拱桥和刚架桥相比，可以降低梁高，节省工程数量，有利于争取桥下净空，并改善景观；而其结构刚度大，具有良好的动力特性以及减震降噪作用，使行车平稳舒适，后期的维修养护工作也较少。从城市美学效果来看，连续梁造型轻巧、平整、线路流畅，将给城市争色不少。考虑到本设计所处工程地质条件，综合考虑，采用预应力混凝土简支梁桥结构。3 初步设计3.1设计资料及构造布置3.

19、1.1地质资料1.崩坡积块碎石土、冲击砂卵砾石土；2.变质砂岩类板岩或千枚岩。表2.1 方案比较表序号 方案比较项目第一方案第二方案第三方案预应力混凝土简支梁桥预应力混凝土钢构桥钢筋混凝土拱桥1工艺技术要求技术先进，工艺要求较严格，所需设备较少，占用施工场地少。技术较先进，工艺要求较严格，桥梁上部结构出用挂篮施工外，挂梁需另用一套安装设备。已有成熟的工艺技术经验，需用大量的吊装设备，占用施工场地，劳动力多。2使用效果属于静定结构，受力较好，行车条件好，养护也容易。属于静定结构，桥面平整度易受悬臂挠度影响，行车条件较差，伸缩缝易坏。拱的承载能力大，但伸缩缝较多，养护较麻烦，纵坡较大，引道填土太高

20、，土方量大，土方来源困难。3造价及用材造价及钢材排第二，其他各项最省。造价及钢材排第三。造价最低，耗用钢材少，但木材水泥和劳动力消耗均最多。3.1.2桥梁跨径及桥宽桥型：35 m预应力钢筋混凝土简支T形梁 桥梁总长：35 m 桥梁分孔布置：4等跨 标准跨径：35m（墩中心距离） 主梁全长：34.96m 计算跨径：34.2 m 桥面净空：净9m+21m=11m3.1.3设计荷载公路-I级，人群荷载3.0KN/ m2 ,每侧人行栏、防撞栏重力的作用分别为1.52KN/m和4.99KN/m。3.1.4材料及工艺混凝土：主梁用C50，栏杆及桥面铺装用C30。预应力钢筋采用公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥

21、函设计规范（JTG D622004）的s15.2钢绞线，每束6根，全梁配7束，pk=1860MPa。普通钢筋直径大于和等于12mm的采用HRB335钢筋；直径小于12mm的采用R235钢筋。按后张法施工工艺制作主梁，采用内径70mm、外径77mm的预埋波纹管和夹片锚具。表3.1 基本计算数据数据名称项目符号单位数据立方强度50弹性模量混轴心抗压标准强度32.4轴心抗拉标准强度2.65轴心抗压设计强度22.4轴心抗拉设计强度1.83凝容许压应力20.71短暂状态容许拉应力1.757标准荷载组合容许压应力16.2土容许主压应力19.44持久状态短期效应组合容许拉应力0容许主拉应力1.59标准强度1

22、86015.2弹性模量钢抗拉设计强度1260绞1395线持久状态应力标准荷载组合1209材钢筋混凝土250料沥青混凝土23.0重钢绞线78.5度钢束与混凝土的弹性模量比无量纲5.65注：考虑混凝土强度达到C50时开始张拉预应力钢束。和分别表示钢束张拉时混凝土的抗压、抗拉标准强度，则=29.6Mpa， =2.51Mpa。3.1.5设计依据交通部颁公路工程技术标准（JTG B012003），简称标准；交通部颁公路桥涵设计通用规范（JTG D602004），简称桥规；交通部颁公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）。基本计算数据（见表3.1）。3.2横截面布置3.2.1主梁

23、间距与主梁片数主梁间距通常随跨径的增加而加跨为经济，主梁间距2200mm，其中主梁上翼缘预制部分为1600mm,现浇段宽度为600mm,全桥由5片梁组成。3.2.2主梁跨中截面主要尺寸拟订主梁高度根据预应力混凝土简支梁桥的高度与其跨径之比通常在1/15-1/25之间，所以本桥采用2000mm。主梁截面细部尺寸T梁翼板的厚度主要取决于桥面板承受车轮荷载的要求，还应该考虑能否满足主梁受弯时上翼板受压的强度要求。本桥预制T梁的翼板厚度采用180，翼板根部加厚到300以抵抗翼缘根部较大的弯矩。为使翼板与腹板连接和顺，在截面转角处设置圆角，以减少局部应力和便于脱模。在预应力混凝土梁中腹板内因主拉应力甚小

24、，腹板厚度一般由布置制孔管的构造决定，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。所以本桥采用200 mm。马蹄尺寸基本由布置预应力钢束的需要确定的，马蹄面积应占截面总面积的10%-20%为合适。本设计考虑到主梁需要配置较多的钢束，将钢束按三层布置，一层最多排三排，据公预规9.4.9条对钢束净距及预留管道的构造要求，初拟马蹄宽度400，高度200。马蹄与腹板交接处做三角过渡，高度为200，以减少局部应力。所以依以上尺寸画出全桥T形梁横断面布置如图3.1。按照以上拟订的外形尺寸，就可绘出预制梁的跨中截面图，见图3.2；支点截面图见图3.3。图3.2 跨中截面尺寸图（尺寸单位：

25、mm）图3.3 支点截面尺寸图（尺寸单位：mm）1/2支点截面 1/2跨中截面半纵面图A-A截面图3.1 结构尺寸图（尺寸单位：mm）3.2.3计算截面几何特征将中主梁T形横断面划分成五个规则的小单元，截面几何特性列表计算见表3.1。表3.1 主梁跨中截面几何特性计算表分块名称分块面积分块面积至上缘距离分块面积对上缘静矩分块面积的自身惯矩 分块面积对截面形心惯矩大毛截面翼板396093564010692053.1181117322711280147三角承托8402218480672040.11813519411358661腹板3240993207607085880-36.88244073131

26、1493193下三角200173.33334666.64444.44-111.21524737552478199马蹄80019015200026666.67-127.88213083045131097129040561546.6I=39719912小毛截面翼板28809259207776060.3251048062410558384三角承托8402218480672047.32518813111888031腹板3240993207607085880-29.67528531629939042下三角200173.33334666.64444.44-104.00821635333167977马蹄80

27、019015200026666.67-120.67511649965116766327960551826.6由此计算得：大毛截面： 小毛截面：3.2.4检验截面效率指标（希望在0.5以上） 上核心距： 下核心距： 截面效率指标： 表明以上初拟的主梁跨种截面是合理的。3.3横截面沿跨长的变化如图3.1所示，本设计主梁采用等高度形式，横截面的T梁翼板厚度沿跨长不变，马蹄部分为配合钢束弯起而从六分点（第一道内横隔梁处）开始向支点逐渐抬高。梁端部区段由于锚头集中力的作用而引起较大的局部应力，也因布置锚具的需要，在距梁端1780范围内将腹板加厚到与马蹄同宽。3.4横隔梁的设置试验表明，在荷载作用处的主梁

28、弯矩横向分布，当该处有内横隔时它比较均匀，否则直接在荷载作用下的主梁弯矩较大。为减少对主梁设计起主要控制作用的跨中弯矩，在跨中设置一道中横隔梁；当跨度较大时，四分点处也宜设置内横隔梁。本设计在桥跨中点、支点、两个六分点及两个三分点处共设置七道横隔梁，其间距为5.7m。中横隔梁高度取用1750，厚度上部为180，下部为160详见图3.1。4 主梁作用效应计算根据上述梁跨结构纵、横截面的布置，并通过可变作用下的梁桥荷载横向分布计算，可分别求得各主梁控制截面（一般取跨中、四分点、变化点截面和支点截面）的永久荷载和最大可变作用效应，然后再进行主梁作用效应组合。下面仅计算边主梁作用效应。4.1永久作用效

29、应计算4.1.1永久作用集度预制梁自重跨中截面段主梁的自重（六分点截面至跨中截面，长11.4m） =0.796x25x11.4=226.86(KN)马蹄抬高与腹板变宽段梁的自重（长4.3m） =(1.0880+0.796)x25x4.3/2=101.27(KN)支点段梁的自重（长1.78m） =1.0880x25x1.78=48.42(KN)边主梁的横隔梁中横隔梁体积：0.17x(1.62x0.7-0.5x0.12x0.7-0.5x0.2x0.1)=0.1850端横隔梁体积：0.22x(1.82x0.6-0.5x0.6x0.12)=0.2323故半跨内横隔梁重力为 =(2.5x0.1850+1

30、x0.2323)x25 =17.37(KN)预制梁永久作用集度 =（226.86+101.27+48.42+17.37）/17.48=22.54(KN/m)二期永久作用 现浇T梁翼板集度=0.18x0.6x25=2.7(KN/m) 边梁现浇部分横隔梁集度一片中横隔梁（现浇部分）体积：0.17x0.3x1.57=0.08007一片端横隔梁（现浇部分）体积0.22x0.3x1.82=0.12012故=(5x0.08007+2x0.12012)x25/34.96=0.46(KN/m) 铺装8混凝土铺装： 0.08x9x25=18.00(KN/m)5沥青铺装： 0.05x9x23=10.35(KN/m

31、)若将桥面铺装均摊给五片主梁，则=（18.00+10.35）/5=5.67(KN/m) 栏杆一侧人行栏:1.52 KN/m一侧防撞栏:4.99 KN/m若将两侧人行栏、防撞栏均摊给五片主梁，则=（1.52+4.99）x2/5=2.60(KN/m) 边梁二期永久作用集度=2.7+0.46+5.67+2.6=11.43(KN/m)4.1.2永久作用效应如图4.1所示，设x为计算截面至左支座的距离，则主梁弯矩和剪力的计算公式为： 永久作用效应计算见表4.1。表4.1 边梁永久作用效应作用效应跨中X=17.1m四分点X=8.55m或25.65m支点X=0变化点X=1.4m一期弯矩(KNm)3295.4

32、62471.6001810.18剪力(KN)0192.97385.43258.76二期弯矩(KNm)1671.121253.340917.94剪力(KN)097.73195.45131.22弯矩(KNm)4966.583724.9402728.12剪力(KN)0290.70580.86389.98图 4.1 主梁弯矩、剪力计算图示4.2 可变作用效应计算（修正刚性横梁法）4.2.1冲击系数和车道折减系数按桥规4.3.2条规定，结构的冲击系数与结构的基频有关，因此要先计算结构的基频。简支梁桥的基频可采用下列公式估算: 其中：0.9040/9.81=2303.77()根据本桥的基频，可计算出汽车荷

33、载得冲击系数为： 按桥规4.3.1条，当车道为两车道时，横向折减系数为1，本桥按两车道设计。4.2.2主梁的荷载横向分布系数跨中的荷载横向分布系数此桥跨内设有七道横隔梁，具有可靠的横向联系，且承重结构的跨宽比为：故可采用修正的偏心压力法来绘制横向影响线和计算横向分布系数。计算主梁抗扭惯矩对于T形梁截面，抗扭惯矩可近似按下式计算： =式中：，相应为单个矩形截面得宽度和高度； 矩形截面抗扭刚度系数； 梁截面划分成单个矩形截面的个数。对于跨中截面，翼缘板得换算平均厚度： =(200x18+70x12)/200=22.2马蹄部分得换算平均厚度：=（20+20）/2=20如图4.2为的计算图示, 的计算

34、见表4.2。表4.2 计算表分块名称=.(x)翼板22022.20.10090.3127.50994腹板1578200.12670.3063.86294马蹄40200.50.2290.732812.10568图4.2 计算图式（尺寸单位：mm）计算抗扭修正系数本桥主梁间距相同，将主梁近似看成等截面，则有： 式中：G=0.43E；l=34.2m；=5x0.01210568=0.060528;=4.2m; =2.2m; =0.0m; =-2.2m; =-4.4m; =0.39719912计算得=0.78。按修正的偏心压力法计算横向影响线竖坐标值 式中：n=5；2x(+)=22.48；e=计算所得得

35、值列于表4.3内。表4.3 值梁号10.81210.52060.2-0.1206-0.412120.52060.36790.2-0.0321-0.120630.20.20.2-0.2-0.2 计算截面横向分布系数梁荷载的荷载横向分布系数和最不利布载图示4.3所示。图4.3 中的横向分布系数计算图式（尺寸单位：mm）可变作用（汽车公路-I级）：两车道：=0.5x（0.7591+0.5206+0.3484+0.1099）=0.869单车道：=0.5x(0.7591+0.5206)=0.6399故取可变作用（汽车）得横向分布系数为：=0.869可变作用（人群）：=0.8961支点截面的荷载横向分布系

36、数如图4.4所示，按杠杆原理法绘制横向分布影响线并进行布载，梁可变作用的横向分布系数可计算如下：可变作用（汽车）：=0.5x0.8182=0.4091可变作用（人群）：=1.2727横向分布系数汇总（见表4.4）表4.4 梁可变作用横向分布系数可变作用类别公路-I级0.8690.4091人群0.89161.27274.2.3车道荷载的取值根据桥规4.3.1条，公路-I级的均布荷载标准值和集中荷载标准值为： =10.5KN/m计算弯矩效应时：KN/m计算剪力效应时：KN/m图4.4 支点的横向分布系数的计算图式（尺寸单位：mm）4.2.4计算可变作用效应在可变作用效应计算中，本桥对于横向分布稀疏

37、的取值作如下考虑：支点处横向分布系数取，从支点至第一道内横隔梁段，横向分布系数从直线过渡到，其余梁段均取。求跨中截面的最大弯矩和最大剪力计算跨中截面的最大弯矩和最大剪力采用直线加载求可变作用效应，图4.5示跨中截面作用效应计算图示，计算公式为：式中：所求截面汽车（人群）标准荷载的弯矩或剪力; 车道均布荷载标准值； 车道集中荷载标准值； 影响线上同号区段的面积； 影响线上最大坐标值。图4.5 跨中截面作用效应计算图式可变作用（汽车）标准效应：=0.869x10.5x0.5x8.55x34.2-0.4599x5.7x10.5x0.95+0.869x296.8x8.55=1334.0475-26.1

38、488+2205.2092=3513.11(KNm)=0.869x10.5x0.5x0.5x17.1-0.5x0.4599x5.7x10.5x0.0556+0.869x356.16x0.5 =39.0072-0.7652+154.7515 =192.99(KN)可变作用（汽车）冲击效应：=3513.11x0.194=681.54(KNm)=192.99x0.194=37.44(KN)可变作用（人群）效应：=1.0x3.0=3.00(KN/m)=0.8961x3.00x0.5x8.55x34.2+0.3766x5.7x3.0x0.95=393.0429+6.1179=399.16(KNm)=0.

39、8961x3.00x0.5x0.5x17.1+0.5x0.3766x5.7x3.00x0.0556 =11.4925+0.1790 =11.67(KN)求四分点截面的最大弯矩和最大剪力图4.6为四分点截面作用效应的计算图示。图4.6 四分点截面作用效应计算图式可变作用（汽车）标准效应：=0.869x10.5x0.5x6.4125x34.2-0.5x0.4599x5.7x10.5x(1.425+0.475)+0.869x296.8x6.4125=10000.5356-26.1488+1653.9069=2628.29(KNm)=0.869x10.5x0.5x0.75x25.65-0.5x0.45

40、99x5.7x10.5x0.0556+0.869x356.16x0.75 =87.7663-0.7652+232.1273 =319.13(KN)可变作用（汽车）冲击效应：=2628.29x0.194=509.89(KNm)=319.13x0.194=61.91(KN)可变作用（人群）效应：=0.8961x3.00x0.5x6.4125x34.2+0.5x(1.425+0.475)x5.7x3.0x0.3766=294.7822+6.1179=300.90(KNm)=0.8961x3.00x0.5x07.5x25.65+0.5x0.3766x5.7x3.00x0.0556 =25.8581+0

41、.1790 =26.04(KN) 支点截面的最大剪力 图4.7示出支点截面最大剪力计算图示。图4.7 支点截面剪力计算图式可变作用（汽车）标准效应：=0.869x10.5x0.5x1.0x34.2-10.5x0.5x0.4599x5.7x(0.94444+0.0556)+0.869x356.16x0.8333 =156.03-13.76+257.91 =400.18(KN)可变作用（汽车）冲击效应：=400.18x0.194=77.63(KN)可变作用（人群）效应：=0.8961x3.00x0.5x1.0x34.2+0.5x0.3766x5.7x3.00x(0.9444+0.0556) =45.97+3.22 =49.19(KN)变化点截面的最大弯矩和最大剪力图4.8示出变化点截面的最大弯矩和最大剪力计算图示。图4.8 变化点截面作用效应计算图式 可变作用（汽车）标准效应：=0.869x10.5x0.5x4.68x34.2-0.5x0.4599x5.7x10.5x(1.582+0.311)+0.8625x296.8x4.68=730.2-26.05+1198.33=1902.4