橋梁畢業(yè)設計--鋼筋混凝土簡支t梁橋設計

1、<p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 畢業(yè)設計的目的與意義</p><p>　　畢業(yè)設計的目的在于培養(yǎng)我門的綜合能力，靈活運用大學所學的各門基礎課和專業(yè)課知識，并結合相關設計規(guī)范，獨立的完成一個專業(yè)課題的設計工作。設計過程中提高學生獨立的分析問題，解決問題的能力以及實踐動手能力，達到具備初步專業(yè)工程人員的水平，為將來走向工作崗位打

2、下良好的基礎。</p><p>　　此次設計為公路3×18 m鋼筋混凝土簡支T梁橋設計，該橋梁總長為60m，橋面寬度為凈12+2× 1m，上部結構設四個車道，采用6片梁，橋面總寬14m?；詈奢d為公路I級荷載，恒載為結構自重和橋面鋪裝及欄桿的自重。 </p><p>　　橋梁的上部結構計算,主要的計算內容包括分為主梁，橫隔梁和行車道板的計算，配筋和驗算。計算采用極限狀態(tài)法

3、，假設橋梁的各個截面在最不利的荷載作用下，進行各個構件的設計和驗算，在滿足其承載力的前提下做到所用材料最省。設計過程設計軟件及辦公軟件的頻繁使用也鍛煉我軟件操作的能力。</p><p>　　1.2 設計標準與規(guī)范</p><p>　　《公路工程技術標準》（JTG B01-2003）</p><p>　　《公路橋涵設計通用規(guī)范》（JTG D60-2004）</p

4、><p>　　《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》（JTG D62-2004）</p><p>　　《公路橋涵鋼結構及木結構設計規(guī)范》（JTJ025-86）</p><p>　　《公路橋涵地基與基礎技術規(guī)范》（JTJ024-85）</p><p>　　《公路橋涵施工技術規(guī)范》（JTJ041-2000）</p><p&g

5、t;　　《公路橋位勘測設計規(guī)范》（JTJ062-91）</p><p>　　《交通行業(yè)標準公路橋梁板式橡膠支座》（JT/T4-93）</p><p>　　1.3 技術標準及技術條件</p><p><b>　?。?）橋梁跨徑橋寬</b></p><p>　　標準跨徑：54m（橋墩中心距離）；</p><

6、;p><b>　　主梁全長：60m；</b></p><p><b>　　計算跨徑：18m；</b></p><p><b>　　（2）設計荷載</b></p><p>　　公路I級，根據(jù)《公路橋涵設計通用規(guī)范》：均布荷載標準值q=10.5 kN/m；集中荷載根據(jù)線性內插應取Pk=296.8kN

7、。計算剪力效應時，上述集中荷載標準值應乘以1.2的系數(shù)。人群載荷標準值為3.0 kN/m2 ，每側人行柱防撞欄重力作用分別為1.52 kN/m和4.99 kN/m。</p><p><b>　　（3）材料及工藝</b></p><p>　　混凝土：主梁采用C50，欄桿及橋面鋪裝采用C30。</p><p>　　普通鋼筋直徑大于和等于12 mm的

8、采用HRB335鋼筋；直徑小于12 mm的均用R235鋼筋。</p><p>　?。?）基本計算數(shù)據(jù)(見表1.1) </p><p><b>　?。?）設計依據(jù)</b></p><p>　　交通部頒布《公路工程技術標準》（JTG B01—2003），簡稱《標準》；</p><p>　　交通部頒《公路橋涵設計通用規(guī)范》（J

9、TG D60-2004）簡稱《橋規(guī)》。</p><p>　　表1.1 基本計算數(shù)據(jù)</p><p><b>　　2 橋型方案比選</b></p><p>　　2.1 擬定比選方案</p><p><b>　　橋梁設計的基本要求</b></p><p>　　橋梁設計的一般步驟為

10、：通過概念設計確定結構方案，確立計算模型，確定結構的詳細尺寸和細節(jié)構造。結構構思好的橋梁結構方案，是設計工作的第一步，也是評價橋梁設計成功與否的重要標準。在橋梁設計中必須考慮下述各項要求。</p><p>　　（1）安全上的要求：橋上應保證車輛和人群的安全暢通，并應滿足將來交通量增長的需要。橋下應滿足泄洪、安全通航或通車等要求。建成的橋梁應保證使用年限，并便于檢查和維修。</p><p>

11、　?。?）結構尺寸和構造上的要求：現(xiàn)代橋梁設計越來越強調舒適度，要控制橋梁的豎向與橫向振幅，避免車輛在橋上振動與沖擊。整個橋跨結構及各部分構件，在制造、運輸、安裝和使用過程中應具有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。</p><p>　　（3)經濟上的要求:設計的經濟性一般應占首位。經濟性應綜合發(fā)展遠景及將來的養(yǎng)護和維修等費用。在設計中必須進行詳細周密的技術經濟比較，使橋梁的總造價和材料等的消耗為最少。</p

12、><p>　?。?)施工上的要求:橋梁設計應體現(xiàn)現(xiàn)代橋梁建設的新技術。應便于制造和架設，應盡量采用先進工藝技術和施工機械、設備，以利于減少勞動強度，加快施工進度，保證工程質量和施工安全。</p><p>　?。?)美觀上的要求:一座橋梁，尤其是座落于山區(qū)的橋梁應具有優(yōu)美的外形，應與周圍的景致相協(xié)調。合理的結構布局和輪廓是美觀的主要因素，決不應把美觀片面的理解為豪華的裝飾。</p>

13、<p>　　應根據(jù)上述要求，對橋梁進行方案設計并作出綜合評估。</p><p><b>　　2.1.1 方案一</b></p><p>　　鋼筋混凝土連續(xù)T梁橋</p><p>　　孔徑布置：18m+18m+18m，全長60米，寬14m。</p><p>　　主梁結構構造：全橋采用等跨等截面T型梁。每跨設有6

14、片T梁，全橋共計18片T梁。預制T梁寬為2.20m，預制梁間的翼板和橫隔板待T梁架設后再現(xiàn)澆，以加強橫斷面的整體性。中心梁高1.80m，肋厚0.20m，，T梁翼緣端部厚0.10m，翼緣根部厚0.18m。橫隔板間距為6.5米。</p><p>　　下部構造：橋臺采用實體式橋臺，詳見下圖圖2.1，每個橋臺下并排設置兩根鉆孔灌注樁，樁徑1.20m，樁基深度暫定為50m；</p><p>　　施工

15、方案：全橋采用裝配式施工方法。</p><p><b>　　橋跨布置：如圖， </b></p><p>　　圖2.1 方案一 橋跨布置圖</p><p><b>　　梁截面尺寸：如圖，</b></p><p>　　圖2.2 方案一 截面尺寸</p><p><b>

16、;　　2.1.2 方案二</b></p><p>　　拱梁式混凝土連續(xù)箱梁橋（單箱雙室）。</p><p>　　孔徑布置12.5m+35m+12.5m，全長60m，寬14m。主跨35m,兩邊跨12.5m，為拱梁式混凝土連續(xù)箱梁橋，按二次拋物線變化。</p><p>　　結構構造：橫截面布置采用雙懸臂單箱單室的變高度箱形截面，箱梁頂寬14m，底板寬7.4m

17、。翼緣板長1.8m，邊緣厚0.18m，粱肋處厚0.5m。支點處梁高3.6m，跨中梁高1.7m。箱梁支點處底板厚度為0.6m，頂板厚0.30m，腹板寬0.5m?？缰械装搴穸热?.25m，頂板厚0.30m，腹板寬0.5m。</p><p>　　下部構造：橋臺采用實體式橋臺，詳見圖2.5，每個橋臺下并排設置兩根鉆孔灌注樁，樁徑1.20m，樁基深度暫定為50m；</p><p>　　施工方案：全橋

18、采用懸臂式現(xiàn)澆施工方法。</p><p><b>　　橋跨布置：如圖， </b></p><p>　　圖2.3 方案二 橋跨布置</p><p><b>　　梁截面尺寸：如圖，</b></p><p>　　圖2.4 方案二 截面尺寸</p><p><b>　　2.

19、1.3 方案三</b></p><p>　　混凝土變截面連續(xù)箱梁橋。</p><p>　　孔徑布置15m+35m+15m，全長60m，寬14m。主跨35m,兩邊跨12.5m，為混凝土變截面連續(xù)箱梁橋。</p><p>　　結構構造：橫截面布置采用雙懸臂單箱單室的箱形變形截面，箱梁頂寬14m，底板寬7.4m。翼緣板長1.8m，頂板厚0.30m，邊緣厚0.1

20、8m，粱肋處厚0.5m。支點處梁高3.6m，跨中梁高1.7m，跨中底板厚度取0.25m。</p><p>　　下部構造：橋臺采用實體式橋臺，見圖2.6，每個橋臺下并排設置兩根樁，樁徑為1.20m，樁基深度暫定為50m；橋墩采用混凝土實體墩，墩寬4.80m，厚2.00m；基礎上部設置低承臺，承臺頂部埋深1.50m，承臺高2.00m，底面沿橋跨邊長6.60m，垂直橋跨邊長7.20m；承臺下基礎采用兩排根鉆孔灌注摩擦樁

21、，樁徑1.20m。</p><p>　　施工方案：全橋采用掛籃懸臂澆筑施工方法。</p><p><b>　　橋跨布置：如圖，</b></p><p>　　圖2.5 方案三 橋跨布置</p><p><b>　　截面尺寸：如圖，</b></p><p>　　圖2.6 方案二

22、截面尺寸</p><p>　　工方便、造價合理的原則。以上三個方案都基本滿足這一要求。</p><p><b>　　2.2 方案點評 </b></p><p>　　（1）根據(jù)設計構思宗旨，橋型方案應滿足安全、經濟、適用、美觀、施工方便、造價合理的原則。以上三個方案都基本滿足這一要求。 </p><p>　　（2）從結構外

23、形上看，三個方案分為T型梁橋、拱梁式、變截面連續(xù)箱梁橋三種橋式。從受力上看，都是組合體系橋梁，各具特點。但是方案一力線更加鮮明，且基礎工程量較少，外形明朗。T型梁橋方案體現(xiàn)了設計構思的基本思想，符合地區(qū)公路規(guī)劃的要求，并與周圍景致相協(xié)調。此方案滿足公路長遠規(guī)劃，技術先進、結構合理、工藝成熟。</p><p>　?。?）安全方面，T型梁橋18m跨，混凝土T形梁橋有結構簡單，受力明確、節(jié)省材料、架設安裝方便，跨越能力

24、較大等優(yōu)點。T型梁橋在我國公路上修建最多，早在50、60年代，我國就建造了許多T型梁橋，這種橋型對改善我國公路交通起到了重要作用。</p><p>　　（4）從材料用量上，第一方案雖然在混凝土使用上較多，不過剛材用量僅為第二、第三方案的一半。充分發(fā)揮了，鋼筋混凝土連續(xù)T梁橋，鋼混合用的良好結合。節(jié)省了工程量和工程代價。 </p><p>　?。?）從施工難度上，橋下水位太低，適宜采用用起吊

25、機起吊拼裝，可采用現(xiàn)場預制的辦法施工。 </p><p><b>　　方案確定： </b></p><p>　　經過反復思索和比較，方案一表現(xiàn)突出，符合安全、經濟、適用、美觀要求，體現(xiàn)了當前的建橋技術水平，能夠勝任交通建設規(guī)劃要求。因此確定方案一為推薦方案。</p><p>　　3 橋跨總體布置及結構尺寸擬定</p><p&

26、gt;　　3.1 橋梁平面設計</p><p>　　在橋梁的平面設計中，一般要求橋梁及橋頭引道的線形應與路線的布設保持平順，使車輛能平穩(wěn)地通過，且各項技術指標應符合線路布設的規(guī)定。在本橋的設計中，橋梁與原有道路連接，連接處設置U形伸縮縫，保證與原有線路平順過渡。根據(jù)原有道路的地形，本橋采用1.5%的橋面縱坡。橋面平面布置圖如圖3.1所示。</p><p>　　圖3.1 xx橋平面布置圖&l

27、t;/p><p>　　3.2 橋梁縱斷面設計</p><p>　　橋梁縱斷面設計包括確定橋梁總跨徑、橋梁分孔、橋梁標高、橋上和橋頭引道縱坡以及基礎埋深等內容。橋梁總立面圖如圖3.2所示。</p><p>　　圖3.2 xx橋總立面圖</p><p>　　3.2.1 橋梁總跨徑的確定</p><p>　　在橋梁總跨徑的設計中

28、，根據(jù)下部橋梁的橋寬和人流量，同時考慮橋上行車來確定橋臺位置，總的來說，橋梁的總跨徑應根據(jù)具體情況經過全面分析后加以確定。在本橋的設計中，考慮到橋下河流的寬度，綜合經濟因素，確定本橋總跨徑為60m。</p><p>　　3.2.2 橋梁的分孔</p><p>　　橋梁的總跨徑確定后，還需進一步進行分孔布置。在橋梁分孔設計中，一座橋梁應當分成幾孔，各孔的跨徑應當多大，有幾個橋墩，這要根據(jù)地形

29、、地質、橋下行車要求以及技術經濟和美觀條件加以確定。在本橋的設計中，考慮橋下河道寬度同時綜合經濟因素，對不同跨徑布置進行粗略的方案比較，該橋分為三孔，單孔跨徑為18m。</p><p>　　3.2.3 橋梁標高、橋上縱坡及基礎埋深的確定</p><p>　　在橋梁縱斷面設計中，橋面標高設計主要考慮三個因素：路線縱斷面設計要求、排洪要求和通航要求，本橋設計為城市橋梁，不需要考慮排洪要求。對于

30、中小型橋梁，橋面標高一般由路線斷面的設計要求來確定。本橋設計過程中，考慮橋梁線路縱斷面設計要求，確定橋面標高為5.754m。</p><p>　　橋梁標高確定后，就可以根據(jù)兩端橋頭的地形要求來設計橋梁的縱斷面線形。根據(jù)《公路工程技術標準》（JTG B01—2003）的規(guī)定，公路橋梁的橋上縱坡不宜大于5%；位于市鎮(zhèn)混合交通繁忙處的，橋上縱坡和橋頭引道縱坡均不得大于3%，橋頭兩端引道線形應與橋上線形相匹配。本橋設計中

31、，橋梁縱坡設置為1.5%，滿足設計要求。橋頭兩端引線和橋上線形以直線連接，使得線形匹配，路線平順。</p><p>　　基礎埋深主要考慮地基的地質條件、橋上荷載等內容確定，根據(jù)地理位置、地理條件等因素，本橋采用樁基礎，考慮到鉆孔灌注樁在施工過程中無擠土，可以減少或避免捶打的噪音，適合在人流密集的城市施工，所以采用鉆孔灌注樁。根據(jù)設計資料加以計算，確定樁基礎埋深為22.70m。</p><p&g

32、t;　　3.3 橋梁橫斷面設計</p><p>　　橋梁橫斷面設計包括橋面寬度、橋跨結構橫斷面布置等。</p><p>　　橋面寬度的設計取決于行車和行人的交通需要。橋面凈寬包括行車道、非機動車道和人行道的寬度。其中，為滿足行車要求，行車道為雙向二車道，寬度為：2×3.5=7m；非機動車道寬度為：2×2.00=4.0m；人行道寬度： 2×1.5=3.0m。橋面

33、總寬度為：2×3.5+2×2.00+2×1.5=14 m。</p><p>　　城市道路橫斷面的選擇與組合主要取決于道路的性質、等級和功能要求，同時還要綜合考慮環(huán)境和滿足美觀等方面的要求。本橋采用6片T形梁，T形梁的翼緣構成橋梁的行車道板，主梁之間設置橫隔梁，保證橋梁結構的整體剛度。同時為了滿足橋面排水要求，從橋面中央傾向兩側1.5%的橫向坡度。橋梁橫斷面圖如圖4.3所示。</

34、p><p>　　圖3.3 xx橋橫斷面圖</p><p>　　3.3.1 上部結構</p><p>　　在本橋設計中，根據(jù)橋址、地質條件、使用要求、交通發(fā)展和城市發(fā)展要求，按照城市橋梁設計中應遵循的“適用、安全、經濟、美觀”原則，本橋主梁 18m鋼筋混凝土簡支T形梁，每跨6片，沿主梁縱向布置6根橫隔梁，斷面布置圖如圖4.4所示。</p><p>

35、　　圖3.4 橋梁橫斷面布置圖</p><p>　　3.3.2 人行道設計</p><p>　　本橋位于城市與郊區(qū)連接的主干路，故應設置人行道。人行道一般高出行車道行車道0.25—0.35m。在人行道內邊緣設有緣石，對人行道上的行人起保護作用，緣石用專門的石材。本橋的人行道高出行車道0.25m。</p><p>　　為使施工方便，提高效率，人行道采用預制形式。人行道

36、構造圖如圖3.5所示。</p><p>　　圖3.5 人行道布置圖</p><p>　　3.3.3 支座設計</p><p>　　支座架設于墩臺上，是位于橋梁上部結構之間的傳力裝置。其作用是傳遞上部結構的支承反力（包括恒載和活荷載引起的豎向力和水平力）；保證結構在荷載、溫度變化、混凝土收縮和徐變等因素作用下發(fā)生一定的變形，使上部結構可自由變形而不產生額外的附加內力。

37、由于板式橡膠具有足夠的豎向剛度、構造簡單、經濟實用、無需養(yǎng)護、易于更換。介于板式橡膠支座的優(yōu)點，本橋采用板式橡膠支座。板式橡膠支座圖如圖3.6所示。</p><p>　　圖3.6 板式橡膠支座圖</p><p>　　3.3.4 橋墩設計</p><p>　　橋墩是橋梁的主要組成部分，它是由蓋梁、墩身和基礎組成的。本橋梁采用的橋墩采用為雙柱式。其優(yōu)點是外形美觀、圬工體

38、積小、重量輕，特別適用于橋梁寬度較大的城市橋梁。橋墩布置圖如圖3.7所示。</p><p>　　圖3.7 橋墩布置圖</p><p>　　3.3.5 橋臺設計</p><p>　　本橋采用樁柱式橋臺，由臺帽、臺身和基礎三部分組成。橋臺布置圖如圖3.8所示。</p><p>　　圖3.8 橋臺布置圖</p><p>&l

39、t;b>　　4 梁結構設計計算</b></p><p>　　結構內力計算是參照以有的設計擬定的結構幾何尺寸和材料類型，模擬實際的施工步驟，計算出恒載及活載內力；然后根據(jù)實際情況確定溫度、沉降等引起的結構次內力。連續(xù)梁橋的內力與應力狀態(tài)，與形成結構的順序及過程密切相關，不同的施工方案及施工順序將導致結構產生不同的受禮狀況。</p><p>　　4.1 主梁的荷載橫向分布系數(shù)

40、</p><p>　　4.1.1 跨中荷載橫向分布系數(shù)（按G-M法）</p><p>　　求主梁界面的重心位置（見圖4.1）</p><p><b>　　平均板厚</b></p><p>　　=（12+20）=16cm</p><p><b>　　=</b></p>

41、;<p>　　=33.55cm 圖44.1 主梁橫斷面圖</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=8.39 ()</b></p><p>　　T形截面抗扭慣矩近似等于各個矩形截面的抗扭慣矩之和，即：

42、=</p><p>　　式中：——矩形截面抗扭慣矩剛度系數(shù)</p><p>　　——相應各矩形的寬度和厚度</p><p>　　查表可知： =0.269</p><p><b>　　故 ===（）</b></p><p>　　單位寬度抗彎及抗扭慣矩</p><p>　　4.

43、1.2 橫梁抗彎及抗扭慣矩</p><p>　　翼板有效寬度計算（見圖4.2） </p><p>　　4.2 翼板有效寬度</p><p>　　橫梁長度取為兩邊主梁的軸線間距，即</p><p><b>　　， </b></p&g

44、t;<p>　　根據(jù)比值查表，得=0.851所以=0.851=0.8512.10=1.79</p><p><b>　　橫梁截面重心位置</b></p><p>　　橫梁的抗彎和抗扭慣矩和</p><p>　　查表得，但由于連續(xù)橋面的單寬抗扭慣矩，只有獨立板寬扁板者的翼板，可取。查表得</p><p>&l

45、t;b>　　故：</b></p><p>　　單位抗彎及抗扭慣矩和</p><p>　　4.1.3 計算抗彎參數(shù)和扭彎參數(shù)</p><p>　　式中：—橋寬的一半 —計算跨徑</p><p>　　按《公預規(guī)》3.1.6條，取則</p><p>　　4.1.4 計算荷載彎矩橫向分布影響線坐標<

46、;/p><p>　　已知，查G—M表，得下表4.1數(shù)值</p><p>　　表4.1 各梁位K值計算</p><p>　　用內插法求各梁位處橫向分布影響系線坐標值（圖5.3）</p><p>　　圖4.3 各梁位處K值計算（單位:cm）</p><p><b>　　1號、6號梁：</b></p&

47、gt;<p><b>　　2號、5號梁：</b></p><p><b>　　3號、4號梁： </b></p><p>　?。ㄏ盗何辉?點的K值）</p><p>　　列表計算各梁的橫向分布影響系數(shù)值（表4.2）</p><p>　　表4.2 各梁橫向分布影響系數(shù)值</p>

48、;<p>　　繪制荷載橫向分布影響線（見圖4.4），求橫向分布系數(shù)。</p><p>　　按照《橋規(guī)》4.3.1條和4.3.5條規(guī)定：汽車荷載距人行道邊緣不小于0.5m人群荷載取3.5。</p><p>　?。?）各梁橫向分布系數(shù)：公路—II級</p><p>　　圖4.4 各主梁跨中荷載橫向分布系數(shù)荷載計算</p><p>&

49、lt;b>　　人群荷載：</b></p><p>　?。?）梁端剪力橫向分布系數(shù)計算（采用杠桿原理法）：</p><p>　　公路—II級（見圖4.5）</p><p>　　圖4.5 各主梁支點處何在橫向分布系數(shù)計算</p><p><b>　　人群荷載：</b></p><p>

50、;　　4.2 作用效應計算</p><p>　　4.2.1 永久作用效應</p><p><b>　?。?）永久荷載</b></p><p>　　假定橋面結構各部分重力平均分配給主梁承擔，計算見表4.3</p><p>　　表4.3 鋼筋混凝土T形梁橋永久荷載計算</p><p>　　人行道部分取

51、每1m長時重12.18KN， 則分攤至各梁的板重為：</p><p>　　表4.4 梁的永久荷載匯總表</p><p>　?。?）永久作用效應計算（見表4.5、表4.6）</p><p>　　表4.5 影響線面積計算表</p><p>　　表4.6 永久作用效應計算表</p><p>　　4.2.2 可變作用效應<

52、;/p><p>　　（1）汽車荷載沖擊系數(shù)</p><p>　　簡支梁的自振頻率為：</p><p>　　介于 和之間，按《橋規(guī)》4.3.2規(guī)定，沖擊系數(shù)按下式計算</p><p>　?。?）公路—II級均布荷載，集中荷載及其影響線面積</p><p>　　表4.7 公路—II級及其影響面積表 <

53、/p><p>　　可變作用（人群）（每延米）</p><p>　　基本荷載組合：按《橋規(guī)》4.1.6規(guī)定，永久作用設計值效應與可變作用設計值效應的分項系數(shù)為：</p><p>　　永久荷載作用分項系數(shù)：=1.2</p><p>　　汽車荷載作用分項系數(shù)：=1.4</p><p>　　人群荷載作用分項系數(shù)：=1.4</

54、p><p>　?。?）可變作用效應（彎矩）計算（見表4.8、表4.9）</p><p>　　表4.8 公路—II級產生的彎矩（單位）</p><p>　　表4.9 人群產生的彎矩（單位）</p><p>　　表4.10 變矩基本組合見表（單位：）</p><p>　　注：——橋梁結構重要性系數(shù)，本例取=1.0</p&

55、gt;<p>　　——與其它可變荷載作用效應的組合系數(shù)，本例取=0.8</p><p>　?。?）可變荷載剪力效應計算</p><p>　　計算可變荷載剪力效應應計入橫向分布系數(shù)沿橋跨變化的影響。通常分兩步進行，先按跨中的由等代荷載計算跨中剪力效應；再用支點剪力荷載橫向分布系數(shù)并考慮支點至為直線變化來計算支點剪力效應。剪力計算時，按照《橋規(guī)》4.3.1條規(guī)定，集中荷載標準值需

56、乘以1.2的系數(shù)。</p><p><b>　　跨中剪力的計算</b></p><p>　　表4.11 公路—II級產生的跨中剪力（單位：kN）</p><p>　　表4.12 人群荷載產生的跨中剪力（單位） </p><p><b>　　支點剪力的計算</b></p&g

57、t;<p>　　計算支點剪力效應的橫向分布系數(shù)的取值為：</p><p>　　a、支點處按杠桿法計算的</p><p>　　b、~按跨中彎矩的橫向分布系數(shù)（同前）</p><p>　　c、支點~處在和之間按照直線變化</p><p><b>　　梁端剪力效應計算：</b></p><p&

58、gt;　　汽車荷載作用下如圖4.4所示，計算結果如表4.13所示。</p><p>　　圖4.4 計算支點截面汽車荷載最大剪力</p><p>　　表4.13 公路—II級產生的支點剪力效應計算表（單位：kN）</p><p>　　人群荷載作用如圖4.5，計算結果如表4.14所示。</p><p>　　圖4.5 計算支點截面人群荷載最大剪力&

59、lt;/p><p>　　表4.14 可變作用產生得支點剪力計算表（單位kN） </p><p><b>　　剪力效應基本組合</b></p><p>　　由表5.15可知，剪力效應以1號梁（最大）控制設計。</p><p>　　表4.15 剪力效應組合表（單位kN） </p><p&g

60、t;　　注：——橋梁結構重要性系數(shù)，本例取=1.0</p><p>　　——與其他可變荷載作用效應得組合系數(shù)，本例取=0.8</p><p>　　4.3 持久狀況承載能力極限狀態(tài)下截面設計配筋與驗算</p><p>　　4.3.1 配置主筋</p><p>　　由彎矩基本組合表5.10可知1號梁值最大，考慮到施工方便，偏安全地一律按1號梁計算

61、彎矩進行配筋。主梁尺寸如圖5.6所示。 </p><p><b>　　查表得：</b></p><p>　　=20.5Mpa，=1.74 Mpa，=280 Mpa，=0.56，=1.0</p><p><b>　　彎矩計算值</b></p>

62、<p>　　M==2276.18kn/m，b=200mm， =2200mm。</p><p>　　因采用焊接鋼筋骨架，故設 圖4.6 主梁尺寸</p><p>　　=30mm+0.07h=30+0.071300，</p><p>　　則截面有效高度=1300-121=1179。

63、 </p><p><b>　　判定T形截面類型：</b></p><p><b>　　故為第一類T形梁</b></p><p><b>　　求受壓區(qū)高度</b></p><p><b>　　由</b></p><p>

64、　　2276.18=20.52120x（1179-） </p><p>　　X=45.3mm<(160mm)</p><p><b>　　求受拉鋼筋面積</b></p><p>　　將已知值及x=45.3代入，可得到</p><p>　　= = =7031 </p><p>　　現(xiàn)選擇截面面

65、積=7194 鋼筋疊高層數(shù)為5層，布置如圖5.7</p><p>　　圖4.7 主梁鋼筋布置圖</p><p>　　混凝土保護層厚度取35mm>d=25mm，及附表1-8中規(guī)定的30mm。</p><p>　　鋼筋間橫向凈距=200-2 35-2 35.8=58.4mm>40mm及1.25d=1.25 32=40mm</p><p&g

66、t;<b>　　故滿足構造要求</b></p><p><b>　　截面復核</b></p><p>　　已設計得受拉鋼筋中，的面積為6434 ，的面積為760，=280Mpa。</p><p><b>　　則=117mm</b></p><p>　　則實際有效高度，=1300

67、-117=1183mm</p><p><b>　　判定T形截面類型</b></p><p><b>　　由</b></p><p>　　=20.5 2120 160=6953600=6.95</p><p>　　=7194280=2014320=2.01</p><p>&

68、lt;b>　　故為第一類T形截面</b></p><p><b>　　求受壓區(qū)高度x</b></p><p>　　由 x== =46mm< （=160mm）</p><p><b>　　正截面抗彎承載能力</b></p><p>　　由求得正截面抗彎承載能力為</p&g

69、t;<p><b>　　= </b></p><p>　　=20.5 2120 46（1183-46/2）</p><p>　　=2309.03 N.mm</p><p>　　=2319.03 Kn.m >M(=2276.18)</p><p>　　又=3.04%> =0.2%，故截面復核滿足

70、要求</p><p>　　4.3.2 腹筋設計 圖4.8</p><p><b>　?。?）截面尺寸檢查</b></p><p>　　根據(jù)構造要求，梁最底層鋼筋通過支座截面，支點截面有效高度=h-（35+35.8/2）=1247mm</p><

71、;p>　　=836.51kn> (=550.77kn)</p><p>　　截面尺寸符合設計要求。</p><p>　?。?）檢查是否需要根據(jù)計算配置箍筋</p><p><b>　　跨中截面 </b></p><p>　　=1.742001183=205.84kN</p><p>&

72、lt;b>　　支點截面 </b></p><p>　　=1.742001247=216.98kN</p><p>　　因（=130.04）< <（=550.77kN）</p><p>　　故可在梁跨中的某長度范圍內按構造配置箍筋，其余段應按計算配置腹筋。</p><p>　?。?）計算剪力圖分配</p&g

73、t;<p>　　在下圖所示得剪力包絡圖中，支點處剪力計算值</p><p><b>　　=,</b></p><p><b>　　跨中處剪力計算值</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　圖4.9 計算剪力分布圖（尺寸單位：cm 剪力單

74、位：kN）</p><p>　　===1.742001183=205.84kN的截面距跨中截面得距離可由剪力包絡圖直接按比例求得，為：</p><p>　　在長度內按構造布置箍筋。同時，根據(jù)《公路橋規(guī)》規(guī)定，在支座中心線跨徑長度方向不小于1倍梁高h=1300mm范圍內，箍筋的間距最大為100mm。</p><p>　　距支座中心線h/2處的計算剪力值（）由剪力包絡圖

75、按比例求得為：</p><p>　　其中應由混凝土和箍筋承擔的剪力值至少為0.6=311.7kN，應由彎起鋼筋（包括斜筋）承擔的剪力計算值最多為0.4=207.8kN，設置彎起鋼筋區(qū)段長度為4322mm。</p><p>　　4.3.3 箍筋設計</p><p>　　采用直徑為8mm的雙肢箍筋，箍筋截面面積</p><p>　　在等截面鋼筋混

76、凝土簡支梁中，箍筋盡量做到等距布置。為計算簡便，按</p><p>　　設計箍筋時，式中的斜截面內縱筋配筋百分率P,及截面有效高度可以近似按支座截面和跨中截面的平均值選用，計算如下：</p><p>　　跨中截面： </p><p>　　支點截面： </p><p>　　則平均值分別為P==1.84 &

77、lt;/p><p><b>　　箍筋間距為：</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=291.8mm</b></p><p>　　若箍筋間距計算值取=300h/2=650,是滿足要求的，但采用雙肢箍筋，箍筋配筋率（R235鋼筋時）故不滿足規(guī)范規(guī)

78、定?，F(xiàn)取</p><p>　　=200mm計算的配筋率=0.25%>0.18%且小于h/2=650mm和400mm。</p><p>　　綜上所述，在支座中心向跨徑長度方向的1300mm范圍內，設計箍筋間距=100mm，爾后至跨中截面統(tǒng)一的箍筋間距取=200mm。</p><p>　　4.3.4 彎起鋼筋及斜筋設計</p><p>　　

79、設焊接鋼筋骨架的架立鋼筋（HRB335）為，鋼筋重心至梁受壓翼板上板緣距離為=56mm。彎起鋼筋的彎起角度為，彎起鋼筋末端與架立鋼筋連接。為了得到每對彎起鋼筋分配的剪力，由各排彎起鋼筋的末端折點應落在前一排彎起鋼筋起點的構造規(guī)定來得到各排彎起鋼筋的彎起點計算位置，首先要計算彎起鋼筋上下彎點之間的垂直距離。</p><p>　　現(xiàn)擬彎起 鋼筋，將計算的各排彎起鋼筋彎起點界面的 及至制作中心距離 ,分配的剪力計算值

80、，所需的彎起鋼筋面積值 列入表16：</p><p>　　現(xiàn)將表中有關計算說明如下：</p><p>　　根據(jù)《公路橋規(guī)》規(guī)定，簡支梁的第一排彎起鋼筋（對支座而言）的末端彎折點應位于支點截面中心處。這時為：</p><p><b>　　=1125mm</b></p><p>　　彎筋的彎起角為，則第一排彎筋（）的彎起點1

81、距支座中心距離為 1125mm。彎筋與梁縱軸線交點1’距支座中心線距離為</p><p><b>　　1125- </b></p><p>　　對于第二排彎起鋼筋，可得到：</p><p><b>　　=1090mm</b></p><p>　　彎起鋼筋（ ）的彎起點2距支點中心距離1125+ =

82、1125+1090=2215mm，分配給第二排彎起鋼筋的計算剪力值 ，由比例關系計算可得到：</p><p>　　得 </p><p>　　其中 設置彎起鋼筋區(qū)段長為4322mm。</p><p>　　所需要提供的彎起鋼筋截面積 </p><p><b>　　= </b></p>&l

83、t;p>　　第二排彎起鋼筋與梁軸線交點2’距中心距離2215- mm</p><p>　　表4.16 彎起鋼筋計算表</p><p>　　圖4.10彎起鋼筋布置圖</p><p>　　按照計算剪力初步布置彎起鋼筋如上圖所示。</p><p>　　各排彎起鋼筋彎起后，相應正截面抗彎承載力 計算如表所示</p><p&g

84、t;　　表4.17 鋼筋彎起后相應各正截面抗彎承載力 </p><p><b>　　4.4 橫梁的計算</b></p><p>　　4.4.1 橫梁彎矩的計算</p><p>　　對于具有多根內橫梁的橋梁，由于主梁跨處的橫梁受力最大，橫梁跨中截面受力最不利，故通常只要計算跨中橫隔梁的內力，其它橫隔梁可偏安全的仿此設計。<

85、/p><p>　　（1）對于跨中橫梁的最不利荷載布置如圖4.11</p><p>　　圖4.11 橫隔梁上計算荷載的計算圖示</p><p>　　中橫梁的計算荷載如下：</p><p><b>　　公路二級：</b></p><p><b>　　人群荷載：</b></p&g

86、t;<p>　?。?）繪制中橫梁M影響線</p><p>　　按偏心壓力法繪制出①②③號梁橫向分布影響線，見下圖（圖5.12）求截面的影響線豎標</p><p>　　P=1作用在①梁軸上時</p><p>　　P=1作用在⑥梁軸上時</p><p>　　P=1作用在③梁軸上時</p><p>　　則可繪制

87、出截面的影響線；</p><p><b>　　求截面的影響線豎標</b></p><p>　　P=1作用在①梁軸上時</p><p>　　P=1作用在⑥梁軸上時</p><p>　　圖4.12 中橫隔梁內力計算圖</p><p>　　P=1作用在③梁軸上時</p><p>

88、　　則可繪制出截面的影響線</p><p>　　（3）繪制剪力影響線</p><p>　　對于①主梁截面的影響線可計算如下</p><p>　　P=1作用在計算截面以右時：=，P=1作用在計算截面以左時，=-1，可繪制影響線；</p><p>　　同上可以繪制②主梁截面的影響線</p><p><b>　?。?/p>

89、4）截面內力計算</b></p><p><b>　　截面彎矩</b></p><p><b>　　公路二級：</b></p><p><b>　　人群荷載：</b></p><p><b>　　截面彎矩</b></p><

90、p><b>　　公路二級：</b></p><p><b>　　人群荷載：</b></p><p><b>　　剪力</b></p><p><b>　　公路二級：</b></p><p><b>　　剪力</b></p&

91、gt;<p><b>　　公路二級：</b></p><p><b>　?。?）內力組合</b></p><p>　　4.4.2 橫梁截面配筋與驗算</p><p>　　由以上計算可知截面彎矩最大，其中：</p><p>　　正彎矩由汽車荷載提供：</p><p&g

92、t;　　負彎矩由汽車荷載提供：</p><p>　　把鋪裝層折算3cm計入截面，則橫梁翼板有效寬度為：</p><p>　　1/3跨徑 110/3=367</p><p>　　按規(guī)范要求取小值，即， 圖4.13 橫隔梁正彎矩配筋圖</p><p>　　暫取a=8cm， 則=100-8=92（cm）</

93、p><p>　　按《公預規(guī)》5.2.2條規(guī)定 </p><p>　　解得x=0.010m=1.00cm</p><p>　　由公式得=20.5 2.58 0.010/280</p><p><b>　　=1.89 ( )</b></p><

94、;p><b>　　=18.9 ()</b></p><p>　　選用，此時a=5+3.5=8.5 =100-8.5=91.5</p><p>　　x=280 19.64/(20.5 258)=1.04，,滿足要求。</p><p>　　驗算截面抗彎承載力：</p><p>　　=20.52.580.0104（0.9

95、15-）</p><p>　　=500.4>=489.42</p><p>　　4.4.3 負彎矩配筋</p><p>　　取a=3cm，=100-3=97cm</p><p><b>　　42.82=</b></p><p>　　x=0.012=1.2cm

96、 </p><p>　　=20.50.180.012/280=1.58=1.58</p><p>　　選用則=4.02（），此時：</p><p>　　x=2804.02/(20.518)=3.05(cm)</p><p>　　驗算截面抗彎承載力： </p

97、><p>　　= 圖4.14 橫隔梁負彎矩配筋</p><p>　　=107.45（）>=42.82</p><p><b>　　橫梁正截面含筋率：</b></p><p>　　均大于《公預規(guī)》9.1.12條規(guī)定的受拉鋼筋最小配筋百分率0.20%</p><p>　　4.5行車道板的計算&

98、lt;/p><p>　　4.5.1 計算圖式</p><p>　　考慮到主梁翼緣板在接縫處沿縱向全長設置連接鋼筋，故行車道板可按兩端固定和中間鉸接的板計算，見圖4.15</p><p>　　圖4.15 行車道板構造圖</p><p>　　4.5.2 永久荷載及其效應</p><p>　?。?）每延米板上的恒載 g</

99、p><p><b>　　瀝青混凝土層面 ：</b></p><p>　　g1 = 0.04×1.0×23 = 0.92 ( kN/m )</p><p><b>　　C25混凝土墊層：</b></p><p>　　g2 = 0.08×1.0×24 = 1.92

100、( kN/m )</p><p><b>　　T梁翼緣板自重：</b></p><p>　　g3 = 0.16×1.0×25 = 4.00 ( kN/m )</p><p>　　每延米跨寬板恒載合計：</p><p>　　g = =6.84 kN/m</p><p>　　

101、（2）永久荷載產生的效應</p><p>　　彎矩 ： </p><p><b>　　剪力 ： </b></p><p>　　= =6.84 ×=6.84 ( kN )</p><p>　　（3）可變荷載產生的效應 </p><p>　　公路—Ⅱ級： 以重車后輪作用于鉸接

102、縫軸線上為最不利布置，此時兩邊的懸臂板各承受一般的車輪荷載 （如圖5.16）。 </p><p>　　按照 《橋規(guī)》 4.3.1條后輪著地寬度及 圖4.16 行車道板荷載布置 </p><p>　　長度為： </p>

103、<p>　　= 0.2 m = 0.6 m </p><p>　　順行車向輪壓分布寬度：</p><p>　　= ＋ 2H =0.2.＋2×0.12=0.44（m）</p><p>　　垂直行車方向輪壓分布寬度：</p><p>　　=＋2H =0.6＋2×0.12=0.84（m）</p>

104、<p>　　荷載作用于懸臂根部的有效分布寬度：</p><p>　　a=＋1.4＋2=0.44＋1.4＋2×1.00=3.84（m）</p><p>　　按照《橋規(guī)》4.3.2條規(guī)定，局部加載沖擊系數(shù)： 1＋=1．29 。</p><p>　　作用于每米寬板條上的彎矩為：</p><p><b>　　=－（1＋

105、）（－）</b></p><p>　　=－1.29×（1.00－）=－18.58 ()</p><p>　　作用于每米寬板條上的剪力為：</p><p>　　=（1＋）=1.29 ×=23.52（kN）</p><p><b>　　（4）基本組合</b></p><p

106、>　　按《橋規(guī)》 4.1.6條。</p><p><b>　　恒＋汽：</b></p><p>　　1.2 ＋1.4=－1.2×3.42－1.4×18.58 </p><p>　　=－4.104－26.102=－30.12 ()</p><p>　　1.2 ＋1.4 =1.2×6.84

107、＋1.4×23.52</p><p>　　=8.208＋32.928=41.14（kN）</p><p>　　故行車道板的設計作用效應為：</p><p><b>　　=-30.12 </b></p><p><b>　　=41.14</b></p><p>&l

108、t;b>　　4.6 墩臺設計</b></p><p>　?。?）設計標準及上部構造</p><p>　　設計荷載：城市A級；</p><p>　　橋面凈寬：凈—11m＋2×1.5m；</p><p>　　標準跨徑：18m，梁長17.96m；</p><p>　　上部構造：鋼筋混凝土T梁。&l

109、t;/p><p>　　（2）水文地質條件（本設計系假設條件）</p><p>　　沖刷深度：最大沖刷線為河床線下2.7m處；</p><p>　　地質條件：軟塑粘性土；</p><p>　　按無橋向的水平力（漂流物、沖擊力、水流壓力等）計算；</p><p><b>　　（3）材料</b></p

110、><p>　　鋼筋：采用HRB335鋼筋；</p><p>　　混凝土：蓋梁用C45，墩柱及系梁采用C30，鉆孔灌注樁用C25混凝土。</p><p><b>　　（4）橋墩尺寸</b></p><p>　　選用如圖4.17所示結構尺寸。</p><p>　　圖4.17 橋墩一般構造圖</p&g

111、t;<p><b>　　5 蓋梁計算</b></p><p><b>　　5.1 荷載計算</b></p><p>　　（1）上部結構永久作用見表5.1</p><p>　　表5.1 上部結構永久作用表</p><p>　?。?）蓋梁自重及作用效應計算</p><p

112、>　　圖5.1 蓋梁內力計算圖</p><p>　　表5.2 蓋梁自重產生的彎矩、剪力效應計算</p><p><b>　?。?）可變作用計算</b></p><p>　　可變荷載橫向分布系數(shù)計算：荷載對稱布置時用杠桿原理法，非對稱時用偏心壓力法。</p><p><b>　　公路—Ι級</b>

113、;</p><p>　　單車列，對稱布置時（見圖5.2）：</p><p>　　圖5.2 單車列對稱布置圖</p><p>　　圖5.3 雙列車對稱布置圖</p><p>　　圖5.4 非對稱布置圖</p><p>　　雙車列，對稱布置時（見圖5.3）：</p><p>　　單車列，對稱布置時（

114、見圖5.2）：</p><p>　　由 ,已知，n=6,e=4.1, </p><p><b>　　則</b></p><p>　　雙車列，非對稱布置時（見圖5.4）：</p><p><b>　　由，已知，，，則：</b></p><p><b>　　人群荷載&l

115、t;/b></p><p>　　圖5.5 人群荷載布置圖</p><p>　　兩側有人群，對稱布置時：（見圖5.5）</p><p><b>　　=0</b></p><p>　　單側有人群，對稱布置時（見圖5.5）：</p><p><b>　　已知，，，</b>&l

116、t;/p><p><b>　　則：</b></p><p>　　按順橋向可變荷載移動情況，求得支座活載反力的最大值（見圖5.6）</p><p>　　圖5.6 汽車荷載布置圖</p><p>　　公路—Ⅱ級（見圖5.6）</p><p><b>　　雙孔布載單列車時：</b>&l

117、t;/p><p><b>　　雙孔布載雙列車時：</b></p><p><b>　　單孔布載單列車時：</b></p><p><b>　　單孔布載雙列車時：</b></p><p>　　人群荷載（見圖5.7）</p><p>　　圖5.7 人群荷載布置圖

118、</p><p><b>　　單孔滿載時： </b></p><p>　　雙孔滿載時： </p><p>　　可變恒載橫向分布后各梁支點反力</p><p>　　計算公式： </p><p><b>　　結果見表。</b&

119、gt;</p><p>　　表5.3 荷載對稱布置時各梁支點反力計算表</p><p>　　表5.4 荷載非對稱布置時各梁支點反力計算表</p><p>　　各梁永久恒載、可變荷載反力組合</p><p>　　計算見表5.5，表中取各梁的最大值，其中沖擊系數(shù)為：</p><p>　　表5.5 各梁恒載、活載反力組合計算

120、表（單位：kN）</p><p><b>　　雙柱反力計算：</b></p><p>　　所引用的各梁反力見表5.5，計算結果見表5.6，由下表可見，組合⑦產生的反力最大，控制設計。</p><p>　　表5.6 柱反力計算表</p><p><b>　　5.2 內力計算</b></p>

121、<p>　　5.2.1 恒載加活載作用下各截面的內力</p><p>　　圖5.8 蓋梁荷載分布圖</p><p><b>　?。?）彎矩計算</b></p><p>　　為求得彎矩最大值，支點負彎矩取用非對稱布置時數(shù)值，跨中的彎矩取用對稱布置時數(shù)值。</p><p>　　按圖給出的截面位置，各截面彎矩計算

122、式為（按最大荷載布置）：</p><p>　　各種荷載組合下的各截面彎矩計算見表5.7（表中的彎矩計算均未考慮施工荷載的影響）。</p><p>　　表5.7 各截面彎矩計算表</p><p>　　(2)相應于最大彎矩時的剪力計算</p><p><b>　　剪力計算式如下：</b></p><p&g

123、t;　　截面①-①：，； </p><p>　　截面②-②：； </p><p>　　截面③-③：，； </p><p>　　截面④-④：； </p><

124、;p><b>　　截面⑤-⑤：</b></p><p><b>　　計算結果見表5.9</b></p><p>　　5.2.2 蓋梁內力匯總（表）</p><p>　　表中各截面內力均取表和表中的最大值。</p><p>　　表5.8 蓋梁內力匯總表</p><p>　

125、　表5.9 各截面剪力計算</p><p>　　5.2.3 斜截面抗剪承載力驗算</p><p>　　采用C45混凝土，主筋選用HRB335， 28，保護層5cm（鋼筋中心至混凝土邊緣）。，。</p><p>　　按《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》（JTG D62—2004）5.2.10條規(guī)定，當截面符合時可不進行斜截面抗剪承載力計算，僅需按9.3.13

126、條構造要求配置箍筋。</p><p>　　式中：—預應力提高系數(shù)，本設計??；</p><p>　　—混凝土抗拉設計強度，本設計為</p><p><b>　　對于截面：</b></p><p><b>　　對于截面～截面：</b></p><p>　　根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預

127、應力混凝土橋涵設計規(guī)范》（JTG D62—2004）5.2.9條：</p><p>　　對照表計算值，本設計可按構造要求設置斜筋和箍筋（見圖5.9）。</p><p>　　圖5.9 蓋梁配筋圖</p><p><b>　　6 橋墩墩柱設計</b></p><p>　　墩柱一般尺寸見圖30所示，直徑為160cm，用C30混

128、凝土，HRB335鋼筋。</p><p>　　圖6.1墩柱一般尺寸見</p><p><b>　　6.1 荷載計算</b></p><p>　　6.1.1 恒載計算</p><p>　　（1）上部構造恒載，一孔總重2648.7kN；</p><p>　　（2）蓋梁自重（半根蓋梁）374.63kN；

129、</p><p><b>　　（3）橫系梁重 </b></p><p><b>　?。?）墩柱自重</b></p><p>　　作用于墩柱頂面的恒載垂直力為：</p><p>　　6.1.2 汽車荷載計算</p><p>　　荷載布置及行駛情況見前述圖，由蓋梁計算得知：<

130、;/p><p><b>　?。?）公路—II級</b></p><p><b>　　單孔荷載</b></p><p><b>　　單列車時：</b></p><p><b>　　,, </b></p><p><b>　　相應