5×40m预应力混凝土简支箱梁桥设计 毕业设计.doc

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1、 第 1页 540m 预应力混凝土简支箱型梁桥 【摘要】本设计是根据设计任务书的要求和公路桥规的规定,对 H 河大桥 进行方案比选和设计的。对该桥的设计，本着“安全、经济、美观、实用”的八 字原则，本论文提出三种不同的桥型方案进行比较和选择：方案一为预应力混凝 土简支 T 型梁桥，方案二为预应力简支箱型梁桥，方案三为普通混凝土空心板桥 。经由以上的八字原则以及设计施工等多方面考虑、比较确定预应力混凝土简支 梁桥为推荐方案。 在设计中，桥梁上部结构的计算着重分析了桥梁在使用工程中恒载以及活载 的作用力，采用整体的体积以及自重系数，荷载集度进行恒载内力的计算。运用 杠杆原理法、修正偏心压力法求出活

2、载横向分布系数，并运用最大荷载法法进行 活载的加载。 闭口薄壁箱形梁截面的受力特点与一般的 T 形梁不同，其精确计算必须用薄 壁构件结构力学的方法求解，当桥上有 K 辆汽车活动时对桥中线成偏心作用，横 向一排车辆的总重 KP 将具有偏心距 e，此时整体箱形梁的受力可分作两种情况 来计算，对称荷载 KP 作用下的平面弯曲计算和扭矩 作用下的扭矩计KPeMT 算。 对于平面弯曲计算，通常可用熟知的材料力学公式，计算各横截面上的弯曲 正应力 和弯曲剪应力 。对于扭转计算，一般来说，箱形薄壁杆件受扭后横MM 截面将产生自由扭转剪应力 ，约束扭转正应力 与剪应力 以及截面发生歪k ww 扭引起的畸变正应

3、力 与剪应力 。但根据经验，箱梁剪力滞，翘曲，扭转，dwdw 以及畸变产生的应力都较小，可以乘以相应的系数得到，截面内力于活载作用力 之和作为箱型梁的计算活载内力。 根据所得内力，进行了梁的预应力钢筋估算，估算了钢绞线的各种预应力损失， 并进行预应力阶段和使用阶段主梁截面的强度和变形验算、挠度的计算。下部结 构采用以钻孔灌注桩为基础的双柱式桥墩。 关键词：预应力混凝土、简支梁桥、钻孔灌注桩、夹片锚具、AutoCAD。 第 2页 Abstract：This is a partial struct design of a flyover crossing that is over the rail

4、way inN, according to designing assignment and the standard of road and bridge. For the purpose of make the type of the bridge corresponding with the ambience and cost saving, this paper provides two different types of bridge for selection: the first one is pre-stressed concrete continuous bridge; t

5、he second one is double cantilever half through no-thrust arch bridge. After the comparisons of economy, appearance, characteristic under the strength and effect, the first one is selected. In this design, The checking calculation of strength of main girder was preceded not only in prestressed state

6、ment but also in using statement, deflection,precamber and the assessment of reinforcing steel bar were checked too. The pier of the bridge was basing on digging pile, and adopted rubber pot bearing. According to the characteristic of the overpass bridge and spot condition, it adopted the method tha

7、t the cantilever job placing combined with bracket job placing. All of the design drawings were protracted by AutoCAD. Except that the thesis called A note on dynamic fracture of the bridge bearing due to the great HanshinAwaji earthquake was translated into Chinese, and made a report on. Keywords:

8、prestressed concrete、AutoCAD、simple supported beam bridge、cast-in- place pile、cone anchorage device。 绪论 预应力混凝土箱型梁，能承受较大的正负弯矩及扭矩，预制，运输，吊装，及安 装经验丰富，在交通日趋繁重的当今社会，箱型梁桥目前使用很多。 箱型梁桥由于其内空的截面特性，能承担较大的正负弯矩及扭矩，与同跨径的其 他桥型相比，能够减小自重。在实际工程当中，箱型梁桥多设计为连续箱型梁桥， 为了减小自重，截面多做为变截面形式，跨径一般可取到 60m。但由于设计经验 不足，本设计为求容易，拟定跨径为 4

9、0m，采用后张法等截面预应力简支箱型梁 桥。 目录 第 3页 绪论6 第一章、水文计算.8 1.1、设计原始资料.8 1.2、河段类型判断.8 1.3、设计流量和设计流速的复核.8 1.4、桥孔长度计算.12 1.5、计算桥面标高.12 1.6、冲刷计算.14 第二章、方案比选.16 2.1、方案比选表.16 2.2、方案比选说明.16 第三章、设计资料及构造布置.17 3.1、设计资料.17 3.2、横截面布置.19 3.3、横截面沿跨长的变化及横隔梁的位置.23 第四章、主梁作用效应计算24 4.1、恒载内力计算.24 4.2、可变作用效应计算.27 4.3、主梁作用效应组合.35 4.4

10、、箱形梁截面内力计算.35 第五章、横隔梁内力计算.38 5.1、确定作用在跨中横隔梁上的可变作用.38 第 4页 5.2、绘制跨中横隔梁的作用效应影响线及荷载组合.38 第六章、行车道板内力计算.40 6.1、多跨连续单向板.40 6.2、恒载内力计算.40 6.3、活在内力计算.41 6.4、内力组合.41 第七章、预应力及预应力损失计算.43 7.1、预应力钢束的估计及其布置.43 7.2、钢束预应力损失计算.49 第八章、主梁截面承载力与应力验算.56 8.1、持久状况截面承载能力极限状态计算.56 8.2、应力验算.70 8.3、抗裂性能验算.78 8.4、主梁变形（挠度）计算.82

11、 第九章 钻孔灌注桩及双柱式桥墩计算 .84 9.1、实际资料.84 9.2、盖梁计算.89 9.3、桥墩墩柱设计.98 9.4、钻孔桩计算.103 第十章、施工组织设计.113 感谢信.116 参考文献.117 第 5页 绪论 1.1 预应力混凝土简支绪论箱梁概述 随着交通建设事业的发展，大量的预应力混凝土简支箱梁被广泛应用。箱型 梁桥在材料，工艺，土建以及施工技术,都有丰富的理论和实践经验。尤其是随着 部分预应力概念的逐步成熟,突破了混凝土不能受拉与开裂的约束,大大扩展了它 的应用范围。预应力混凝土已成为国内外土建工程最主要的一种结构材料,而且预 应力技术已扩大应用到型钢，砖，石，木等各种

12、结构材料,并用以处理结构设计， 施工中用常规技术难以解决的各种疑难。我国预应力混凝土箱型梁的起步较晚,但 发展迅速,应用数量庞大。我国近年来在土木工程投资方面，建设规模方面均居世 界前列。在混凝土工程技术，预应力技术应用方面取得了巨大进步。近来二三十 年来,我国预应力混凝土箱型梁发展很快,无论在桥型，跨度以及施工方法与技术 方面都有突破性发展,不少预应力混凝土桥梁的修建技术已达到国际先进水平。本 文着重从其组成材料和特性上探讨预应力混凝土发展现状及前景。 1.2.预应力混凝土简支箱梁的受力特点 预应力混凝土箱型梁桥，除了具有钢筋混凝土梁桥的所有优点外，它的主要 特点是： 1.预应力混凝土结构，

13、由于能够充分利用高强度材料（高强度混凝土、高强 度钢筋） ，所以构件截面小，自重弯矩占总弯矩的比例大大下降，桥梁的跨越能 力得到提高。 2.与钢筋混凝土 T 梁桥相比，一般可以节省钢材 3040，跨径愈大，节省 愈多。 3、由于内空的截面特点，箱型梁能承受较大的正负弯矩和扭矩，在相同的 荷载标准情况下，预应力箱梁能比预应力 T 型梁跨径更大。 第 6页 4. 预应力技术的采用，不但使钢桥采用的一些施工方法，如：悬臂拼装、 顶推法（由钢桥的纵向拖拉施工方法演化而成）和旋转施工法在预应力混凝土梁 桥中得到新的发展与应用，而且为现代预制装配式结构提供了最有效的接合和拼 装手段。根据需要可在结构纵、横

14、和竖向任意分段，施加预应力，即可集成理想 的整体。此外还发展了逐段或逐孔现浇施工方法。这种分段现浇或分段预制拼装 的施工方法，国外统称为节段施工法，用这种施工方法建成的预应力混凝土桥梁 统称为预应力混凝土节段式桥梁（P.C.Segmental Bridges） 。 显然，要建造好一座预应力混凝土桥梁，首先要有作为预应力筋的优质高 强钢材和保证高强度混凝土的施工质量，同时需要有一整套专门的预应力张拉设 备和材料素质好，制作精度要求高的锚具，并且要掌握较复杂的施工工艺。 目前，预应力混凝土简支梁的跨径已达 5070m ，最大跨径的连续刚构已 达 301m。 1.3.预应力混凝土简支箱梁的施工工艺

15、预应力混凝土箱梁的发展与施工技术的发展是密不可分的,施工技术水平直接 影响预应力混凝土简支箱梁的跨径，线型，截面形式等。预应力混凝土连续梁在 初期大多采用满布支架法施工,其跨度一般在 40 以内,且施工周期长,施工用料多。 60 年代预应力混凝土桥梁引入悬臂施工法以后,预应力连续梁桥得以迅速发展,其 跨越能力达 200 以上,适用范围也不断扩大。悬臂拼装法将大跨桥梁化整为零,施 工简便,拼装工期短，速度快,特别对于多跨长联桥(跨度在 100 以内)是一种效率高 而且的施工。预应力连续梁的施工方法还有顶推法，移动模架法，逐孔架设法等。 近年来由乌克兰的工程师发明的新型预应力技术是介于先张拉法和后

16、张拉法之间 的工艺。它是在浇捣混凝土尚未凝固的时候施加预应力,混凝土在压力的情况下固 结。施加这种预应力需要用特殊的可滑动的模板及能把压力传给混凝土的装置。 它可使同样配筋率情况下梁的承载力提高 25-34%，柱的承载力提高 75%,抗裂度 不变。该方法已在重达 30 吨的桥梁结构中使用。 第 7页 第 2 章 H 河原始资料及水文设计计算 2.1 设计原始资料 （1） 桥位平面图（地形图） （2） 桥位地质纵剖面图 （3） 设计流量：Qs=926 m 3/s（1%） （4） 设计流速：Vs=3.60m/s （山前） （5） 冲刷系数：P=1.53 （6） 河床底坡：i=6.5 （7） 粗糙系

17、数：m=38 （8） 汛期含沙量：P=28 kg/ m 3 （9） 标准冰冻深度：hd=1.8m （10）地震裂度：7 度 （11）无道航和流冰 （12）该地区汛期最大风速为 15m/s，其风压为 500Pa。洪水期波浪推进长 度为 1200m 左右。 2.2 河段类型判断 2.2.1 稳定性及变化特点 （1） 岸线不太稳定 ，洪水期有塌岸现象 （2） 槽内天然冲刷较明显，主流易摆动 2.2.2 河段平面图形 （1） 河段微弯 （2） 滩槽不分明 2.2.3 断面及地址特征 （1） 河床宽浅 （2） 河床多为中等卵砾石组成 综上所述，本河段属于次稳定性问题 2.3 设计流量和设计流速的复核 根

18、据地质纵剖面图绘出的河床桩号，绘制河流横断面图 2.1。 （见下表 2.1） 第 8页 表 2.1 河床桩号表 桩 号 0+829.83 0+852.43 0+863.63 0+868.03 0+884.43 0+912.00 0+938.36 标 高 73.18 72.18 71.60 70.40 71.60 71.10 71.80 桩 号 0+947.80 0+970.68 0+980.60 0+997.20 1+027.16 1+031.56 - 标 高 71.88 72.20 72.28 72.20 72.48 73.18 - 第 9页 河形态断面图 第 10页 表 2.2 过水面积、

19、水面宽度、湿周计算表 桩号 河床标 高(m) 水深 (m) 平均水 深(m) 水面跨 度(m) 过水面 积() 湿周 (m) 合计 - - - -0+829.83 73.18 0 0.50 22.60 11.30 22.62 +852.43 72.18 1.00 1.29 11.20 14.45 11.22 +863.63 71.60 1.58 2.18 4.40 9.59 4.56 +868.03 70.40 2.78 2.18 16.40 35.75 16.44 +884.43 71.60 1.58 1.83 27.57 50.45 27.57 +912.00 71.10 2.08 1.7

20、3 26.36 45.60 26.37 +938.36 71.80 1.38 1.34 9.44 12.65 9.44 +947.80 71.88 1.30 1.14 22.88 26.08 22.88 +970.68 72.20 0.98 0.94 9.92 9.32 9.92 +980.60 72.28 0.90 0.94 16.60 15 .60 16.60 +997.20 72.20 0.98 0.84 29.96 25.17 29.96 1+027.16 72.48 0.70 0.35 4.40 1.54 4.46 1+031.56 73.18 0 - - - - 过水面积 A=25

21、7.50 湿周 =202.04m 河宽 B=201.73m 由于滩槽不以划分，故河床全部取为河槽。 过水面积 257.0Am 第 11页 湿周 20.4m 水利半径 57.01.2ARm 38cm.6i =CV 221 13328.70.653.9/ci s:594/cQAm.60/scms392s 综上，基本吻合。 2.4 拟定桥长 H 河属于次稳定性河段，利用单宽流量公式确定桥孔净长 jl3926/sQms01.7B5.28.3cAh 次稳定性河段 09k 收缩系数 .60.612173()()258cBh: 平均单宽流量 394./0.sQqms:261.54sjcl: 综合分析 H 河

22、上拟定的桥型方案为：540 米预应力简支箱梁桥，双柱式桥 墩，A 型框架桥台，钻孔灌桩基础，实际桥孔净长为 180.3916839jl m 第 12页 2.5 校核桥面标高 2.5.1 壅水高度 桥孔侧收缩系数 3.6010.3751.75.941ysj jAVl 桥墩阻水引起过水面积折减的系数 .2bL 冲刷系数 1.53p3.60/sVms92sQ 最小毛过水面积 2926179.6(1)0.(1.5).3sqQA mpV: 净过水面积 2.975jq m2257.6tncqA39380.4/ttsQVs:/80/1%tns.7取36/csVms11926()(3.)4/275smc jQ

23、msA220.0.7ozV: 桥下壅水高度 14z: 2.5.2 波浪高度 本河段为浅水地区，无资料可查，则浪高采用桥为设计公式 7-6 计算， 即 0.2.180.26chm 计算水位 73.18024.673.8jsHhm: 不通航河段 第 13页 桥下净空 0.5Thm: 建筑高度 17o 2.5.3 桥面最低标高 桥面最低标高 73.68051.7.9375.gmjToHhm: 2.6 冲刷计算 2.6.1 一般冲刷 3926/sQs18.jlm751.0463jcAhl2.cB1.8cHm max7304.7h.150.1523()()4.8BA20/N:.6E 第一层亚粘土的一般冲

24、刷： (0.32)LI0.6 0.6max1.3 1.396278.5.40.2().23018.()sp cjLQhh mlI : : 由此可知第一层全部冲掉。 第二层亚砂土一般冲刷：（d=0.01mm） 0.6 0.6max1 161.43922789.14.68.spcjAQhh mlEd: 第 14页 由图可知，第二层和第三层亚砂土也全部冲掉。 第四层砾石含土及卵石：(d=2.5mm) 0.6 0.6max1 161.43922781.4.68.5spcjAQhh mlEd: 综上所述，前三层全部被冲掉。 2.6.2 局部冲刷 121263630.5.0.8/zpVEdhms:0.9/

25、oms (查表 5-5 和 6-6).28oV1210.4.96().3Kd0.150.151.22 788()()donV.Bm10K 10.6 0.60.7181 3()(.231(9.2)(249nboVh m: 2.6.3 桥下最低冲刷线标高 桥下最低冲刷线标高 1.02473.18.0621459.8msH 第 15页 第二章 方案比选 2.1、 方案比选表 方案比较表 第一方案 第二方案 第三方案 序 号 方案类别 比较项目 主桥：预应力混凝土 T 形简支梁桥 （725m） 主桥：预应力混 凝土箱型简支梁桥 （540m） 普通混凝土空心板桥 （920m） 1 桥长（m） 175 2

26、00 180 2 最大纵坡（%） 0 0 0 3 桥面标高（m） 75.93 4 工艺技术要求 技术较先进，工艺要 求较严格，采用后张 法预制预应力混凝土 T 梁，需要采用吊装 设备，且在近几年预 应力混凝土 T 行梁桥 施工中有成熟的施工 经验和施工技术 工艺较先进，有成熟 的施工经验和施工工 艺，采用后张法预制 预应力混凝土箱梁， 需要采用吊装设备， 使用范围广，占用场 地较小，但制作麻烦， 需要使用大量的钢筋 技术较先进，工艺要 求比较严格。所需设 备较少，占用施工场 地少。 5 使用效果 属于静定结构，有伸 缩缝，行车条件较差， 但使用阶段易于养护， 养护经费较低。 属于静定结构，有伸

27、 缩缝，行车条件较差， 养护较容易，承载能 力较好，能承担较大 的弯矩和扭矩 属于静定结构，受力 不如超静定结构，构 造简单，施工方便， 但结构本身自重大， 施工工期长，耗模多， 在使用荷载下带裂缝 工作，桥面不平整， 行车不舒适，造价高。 6 造价及费用 造价最低，使用钢材 最少。 造价及使用钢材排第 二 造价耗材较少 2.2、 方案比较说明 工艺技术要求：此桥为远离城市的旗县郊区大桥，不要求十分美观，且不 要求通航，经济水平较差，施工队设备及施工能力较弱。 使用效果要求：此桥离某矿区较近，初步拟定活载为公路 I 级,承受重在车 辆，因而产生较大的正、负弯矩及扭矩，并且容易造成桥梁损坏。 综

28、上理由，宜选择预应力简支箱型梁桥。 第 16页 第三章 设计资料及构造布置 3.1 设计资料 3.1.1 桥梁跨径及桥宽 标准跨径=40 m 主梁全长=39.96 m 计算跨径=39.16 m 桥面净宽：初步拟定设计时速为 120km/h 的高速公路大桥，右侧路肩一般值取 3.0m。左侧路肩一般取 1.25m。双车道行驶宽度为 23.75=7.5m，则左幅路面宽 度应大于 7.5+3.5+1.25=12.25m。 故取桥面净宽=62+0.25=12.25m 3.1.2 设计荷载 公路级，无人群荷载。 3.1.3 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

29、筋混凝土及预应力桥涵设计规范 （JIG D62 2004）中的 s15.2 钢铰线，每束 7 根，f pk=1860Mpa 普通钢筋采用 HRB335 钢筋，钢筋按后张法施工工艺制作主梁，采用内径 70，外径 75的金属波纹管和夹片锚具。 3.1.4 设计依据 1） 交通部颁公路工程技术标准 （JTG B012003） ，简称标准 。 2） 交通部颁公路桥涵设计通用规范 （JIG D602004） ， 简称桥规 。 3） 交通部颁公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JIG D62 2004） ，简称公预规 。 4） 桥梁工程二版 5） 桥梁工程一版 3.1.5 设计基本数据，见下表 第

30、 17页 在考虑混凝土强度达到 C45 时开始张拉预应力钢束。f ， ck和 f， tk分别表示钢 束张拉时混凝土的抗拉，抗压标准强度：则 f， ck=29.6 Mpa, f， tk=2.51 Mpa 名称 项目 符号 单位 数据 立方强度 fcu，k MPa 50 弹性模量 Ec MPa 3.45104 轴心抗压标准强度 fck MPa 32.4 轴心抗拉标准强度 ftk MPa 2.65 轴心抗压设计强度 fcd MPa 22.4 轴心抗拉设计强度 ftd MPa 1.83 容许压应力 0.7 fck MPa 20.72 短暂状态 容许拉应力 0.7 ftk MPa 1.757 标准轴载组

31、合： MPa 容许压应力 0.5 fck MPa 16.2 容许主压应力 0.6 fck MPa 19.44 短期效应组合： MPa 容许拉应力 st -0.85pc MPa 0 C50 砼 持久状态 容许主拉应力 0.6 ftk MPa 1.59 标准强度 fpk MPa 1860 弹性模量 Ep MPa 1.95105 抗拉设计强度 fpd MPa 1260 最大控制应力 0.75 fpk MPa 1395 持久状态： MPa s15.2 钢 绞 线 标准荷载组合 0.65 fpk MPa 1209 C50 砼 r1 KN/m3 25.0 沥青砼 r2 KN/m3 23.07 钢绞线 r3

32、 KN/m3 78.5 C30 砼 r4 KN/m3 24 材 料 重 度 栏杆 r5 KN/m 5.0 钢束与混凝土的弹性模量比 EP 5.65 第 18页 3.2 横截面布置 初步拟定采用简支箱型梁桥，整个跨境范围内采用等截面箱梁，本设计主梁 顶板宽度为 6m，宽度较大，为保证量的整体受力性能，桥面板采用现浇混凝土 刚性接缝。并作一定数量的横隔梁。 3.2.1 主梁截面尺寸拟定 预应力混凝土箱型梁桥，支点处梁高约为跨径的 1/151/20， 则定 h=40/20=2m。 桥墩附近地板厚度一般为墩顶梁高的 1/101/12,由于是等截面主梁，所以底 板截面厚度应大于 0.2m，查桥梁工程第一

33、版图 2-7-22，所以取底板厚度为 0 = 0.25m 我国已建的悬臂梁体系梁桥，为了与 T 型挂梁的一半尺寸相配合，箱梁翼板 的悬臂长度往往取在 2m 以下，所以取翼板悬伸长度为 1m，腹板宽度为四米，中 间设置一道与腹板厚度相同的肋板，为单箱单室截面。 桥梁工程规定顶板厚度 10.15m，且顶板厚度与腹板间距相对应，腹 板间距为 3m顶板厚度为 18cm，腹板间距为 5m顶板厚度为 20cm， 现腹板间距为 4m，所以去顶板厚度为 20cm 翼板外缘厚度 0.06m h 1 0.1m 所以取顶板厚度为 0.1m 翼板内缘厚度 0.2m h 1 0.6m 所以取顶板厚度为 0.4m 3.2

34、.2 故截面形式如图所示 第 19页 采用两片如上图所示的箱梁，0.25m 的刚接缝，如下图所示： 第 20页 3.2.3 计算截面几何特性 净截面的计算表（b=600cm） 到上 缘的 距离 yi(cm) 分块面 积 Ai(cm2) 分块面积 对上缘的 静矩 Si(cm3) 分块面积自身 惯性矩 Ii(cm4) di=ys-yi (cm) 分块面积对形 心惯性矩 Ix(cm4) I=Ii+Ix (cm4) 分块面积 5 2000 10000 16666。66667 87.4242 15285965.42 15302632.09 100 16000 1600000 53333333。33 -7

35、.5758 918295.0755 54251628.41 10 5600 56000 186666。6667 82.4242 38044950.54 38231617.21 187.5 7000 1312500 364583.3333 -95.0758 63275915.41 63640498.74 28.33 625 17706.25 21701.389 64.0942 2567537.863 2589239.252 166.67 625 104168.75 21701.389 -74.2458 3445278.527 3466979.916 20 3000 60000 150000 72

36、.4242 15735774.26 15885774.26 42850 3960375 220494184.1 ys= =3960375/42850=92.42415403iAS yx=20092.42415403=107.575846 毛截面的计算表（b=612.5cm） 到上缘 的距离 yi(cm) 分块面 积 Ai(cm2) 分块面 积对上 缘的静 矩 Si(cm3) 分块面积 自身惯性 矩 Ii(cm4) di=ys-yi (cm) 分块面积 对形心惯 性矩 Ix(cm4) I=Ii+Ix (cm4) 分 块 面 积 5 2000 10000 16666.66667 87.16986

37、15197171.15 15213837.81 第 21页 100 16000 1600000 53333333.33 -7.83013 980975.925 54314309.26 10 5600 56000 186666.6667 82.16987 37810566.7 37997233.37 187.5 7000 1312500 364583.3333 -95.3301 63614840.87 63979424.2 28.33 625 17706.25 21701.389 63.83987 2547205.323 2568906.712 166.67 625 104168.75 2170

38、1.389 -74.5001 3468918.71 3490620.099 20 3000 60000 150000 72.16987 15625468.76 15775468.76 5 125 625 1041.666667 87.16987 949823.1967 950846.8634 42975 3961000 221447819.7 ys= =3961000/42950=92.1698662iAS yx=20092.1698662=107.8301338 3.2.4 检验截面效率指标 毛截面： cmyAIsxxs 9074865.1682.94275k 1.3.0下 核 心 距 ：上

39、 核 心 距 ： 净截面： cmyAIsxxs 67502.4213.9850k 841.7.下 核 心 距 ：上 核 心 距 ： 截面效率指标:= =0.5178，介于 0.5 与 0.6 之间67hxs 表明以上初步拟订的主梁跨中截面是合理的 第 22页 3.3 横截面沿跨长的变化及横隔梁的位置 由于本设计为预制简支箱梁桥，为简化预制工艺，采用了等截面形式。在荷 载作用处的主梁弯矩横向分布，当没有横隔梁时，何在直接作用在主梁上， ，将 产生很大的弯矩。为使主梁设计起主要控制作用的跨中弯矩减小，应设置横隔梁， 由于本设计的设计跨径为 39.16m，跨径较大，故设置 5 道横隔梁，其间距为 9

40、.79m。横隔梁高度与箱梁等高，其厚度为 30cm。 如下图所示 中线 第四章 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、变化点和支点截面） 的永久作用和最大可变作用效应，然后再进行主梁作用效应组合。 第 23页 4.1 恒载内力计算 4.1.1.恒载集度 （1） 预制梁自重 跨中截面主梁的自重 g（1） = r1=4.28525=107.125KN/miA G（1） =107.12519.98=2140.3575KN （注：由于是等截面，所以半跨长度为 19.98m） 横隔梁自重计算 A 横 =

41、 1(1.9+1.6) 2+(1.05+1.55) 0.25 22 21 =3.5+0.65=4.15m g（2） =A 横 r1 =4.1525.0=103.75KN/m G（2） = g（2） L=103.7550.3=155.625KN 预制主梁的恒载集度为： g0=（2140.3575+155.625） =114.914039KN/m98.1 （2） 二期恒载 混凝土垫层铺装： 设计垫层在左侧路肩与桥面铺装位置处的厚度为 22cm 桥面铺装宽度为：12.25-0.85-0.5=10.9m 横坡为：1.5% 所以右侧垫层厚度是：6cm 所以垫层平均厚度是： （0.06+0.22）=0.1

42、421 故：0.1410.924=36.624KN/m 6cm 沥青混凝土铺装：0.0610.923=15.024KN/m 桥面铺装均摊给两片主梁： 则：g 1 = （36.624+15.042）=25.833KN/m2 防撞栏和护栏 右侧主梁所承受的防撞栏： 第 24页 g（3） =5KN/m （根据算例经验 r=4.99KN/m，偏保守估计取 r 为 5KN/m） 左侧主梁所承受的护栏： g（4） =1.6KN/m （根据算例经验 r=1.52KN/m，为偏保守计算取 r=1.6KN/m） 将其均摊给两片主梁： 则：g 2 = （5+1.6）=3.3KN/m1 现浇接缝及现浇横隔梁： g3

43、 =（0.1250.139.96+0.1251.91.5） =0.0214m25KN/m96.325 =0.53538KN/m 所以主梁的二期恒载集度是： g4 = g3 + g2 + g1 =0.53538+3.3+25.833=29.66838KN/m （3） 主梁的恒载集度： g= g4 + g0 =29.66838+114.914039=144.914039KN/m 4.1.2 恒载内力 如图所示，设 x 为计算截面离左支座的距离,。 则有：M X =qlx-qlx QX =qx-ql （注：其中符号规定与材料力学中的符号规定相同） 第 25页 恒载内力计算汇总表 跨中 L/4 支点

44、截 面 G1 G2 G1 G2 G1 G2 M 22027. 665 5687.0 78 27714. 743 16520. 749 4265.3 0929 20876. 058 0 0 0 Q 0 0 0 1125.0 08 290.45 3 1415.4 61 2250.0 17 580.90 7 2830.9 24 4.2 可变作用效应计算（修正偏心压力法） 分析:由于主梁之间采用了刚性解封连接，且设置了横隔梁，故考虑使用修 正偏心压力法计算横向分布系数，每一个箱梁的箱室作为一个支撑点，与简支 T 梁的计算方法相同！ 第 26页 4.2.1 冲击系数和车道折减系数 按桥规4.3.2 条规

45、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计算。 其中 mc= = 4.285025103=10931.12245N/mgG8.91 根据桥规的规定,可计算出汽车荷载的冲击系数为: =0.1767f-0.0157=0.160 1+=1.16 按桥规4.3.1 条,当车道大于两车道时,需进行车道折减,当采用两车道布 载时不需要进行折减，采用三车道布载时，折减系数为 0.78。 4.2.2 计算主梁的荷载横向分布系数 （1）跨中的荷载横向分布系数 mc 本桥跨内设有五道横隔梁，具有可靠的横向联结，且承重结构的长宽比为： 所以可修正偏心压力法来绘制横向影响线和计算横向分布系数 mc。 计算主梁抗扭惯性矩 IT 对于单箱单室形梁截面，抗扭惯性矩可近似按下式计算： niisTtbctdI1324 = 34321 2tacthtb 第 27页 = 3 22 25.0140.751.016.3.4c =3.86681382m4 式中： ci矩形截面抗扭刚度系