1、設(shè)計(jì)任務(wù)簡介1.1設(shè)計(jì)資料基本數(shù)據(jù)及標(biāo)準(zhǔn)1.1.1基本數(shù)據(jù):表1.1橋位地形資料里程樁號（mi）地面灰曷（nm設(shè)計(jì)灰曷（mi）K11+620.00247.89250.40+650.00238.36250.40+675.78217.52250.40+720.00206.00250.40+760.00220.20250.40+790.00238.32250.40+820.00244.06250.40+835.00252.77250.401.1.2設(shè)計(jì)要求1、地面下3至5米為泥土覆蓋層，覆蓋層下為砂巖；2、設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)：公路-II級；3、橋面寬度：0.15m （欄桿）+2m （人行道）+7m+2nt

2、人行道）+0.15m （欄桿）；4、無水文及通航要求；5、橋面橫坡：雙向2%6、多年平均氣溫為17.9 C,極端最高氣溫41.7 C,極端最低氣溫-3.5 C；7、地震烈度為VI度。1.1.3設(shè)計(jì)依據(jù)及參考文獻(xiàn)1）中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2004）2）中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTGD62-2004）3）中華人民共和國交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ041-2000）4）中華人民共和國交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ024-85）5）中華人民共和國交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)公路橋涵勘測設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ062

3、-91）6）中華人民共和國交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)公路土虧工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D61-2005）7）梁橋手冊（上、下）、拱橋手冊（上、下）等第 25章方案比選橋梁方案比選是初步設(shè)計(jì)階段的工作重點(diǎn)，在此階段先進(jìn)行六個初步方案的比選，選出三個候選方案，在對比三個候選方案時(shí)，貫徹“實(shí)用，經(jīng)濟(jì)，安全，美觀，有利于環(huán)?！钡脑瓌t，最終選出合適的橋型。2.1 初選方案（六個）A.跨徑組合為52m+96m+52m連續(xù)剛構(gòu)橋，主梁截面形式為單箱單室，箱梁根部 高度為5.5m,跨中梁高為2.5m,變高度梁的截面變化規(guī)律采用1.7次拋物線，橋墩為 雙薄壁墩。B.全長為213m凈跨徑為100m凈矢E比為1/5的上承式拱橋.

4、C.5跨40m簡支梁橋，采用預(yù)制T梁，梁高2.5m。D.獨(dú)塔斜拉橋E.懸索橋F.雙塔斜拉橋2.2 比選方案（三個）方案比選主要依據(jù)安全、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀、有利于環(huán)保的原則，同時(shí)考慮要符 合橋梁發(fā)展規(guī)律，體現(xiàn)出現(xiàn)代新科技的成就。橋型的選擇要求在技術(shù)上是可靠的，在 施工上是切實(shí)可行的。綜上所述，本次設(shè)計(jì)的三個比選方案如下：2.2.1 第一種方案一上承式拱橋（一）方案布置（如圖2.1所示）圖2.1 單位：cm（二）橋孔布置該拱橋全長為L=213m主橋?yàn)樯铣惺焦皹颍瑑艨鐝綖閕o=100m凈矢高為fo=20m 凈矢跨比為fo/ l 0=1/5,梁式拱上建筑為L1=9X 12.5m=112.5m,左右兩岸

5、引橋均為18m 簡支空心板梁。（三）上部結(jié)構(gòu)主橋采用多條閉合箱肋組成的多室箱形截面的箱板拱， 拱上建筑用立柱，間距12.5 米，上架設(shè)0.7米高的簡支空心板；拱肋高2.5米；單肋箱頂板取0.2米，外側(cè)腹板 0.1米，內(nèi)側(cè)腹板取0.2米；邊跨同時(shí)采用18米簡支空心板。（四）下部結(jié)構(gòu)橋臺基礎(chǔ)和拱座基礎(chǔ)均采用 C30明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)，主拱臺采用齒形，用 C30鋼筋混 凝土澆筑，引橋橋墩采用 C30混凝土澆筑。（五）施工方案本橋拱上立柱和墩身采用翻?；蚧Ｊ┕ぃ恢鞴叭Σ捎美|索吊裝施工；橋面簡支 空心板均采用預(yù)制拼裝。（六）主要工程數(shù)量見表2.1表2.1全橋工程數(shù)量表材料結(jié)構(gòu)C40混凝土（m3）C30混凝土

6、（m3）C25混凝士（ m3）鋼筋 型鋼主拱圈及拱上建筑958.9120.24.2主橋橋面板400.863.4預(yù)制15m梁403.430.147人行道板214.120.9鋪裝層208.122.8欄桿21.62.2下部結(jié)構(gòu)橋墩300.6232蓋梁39.525.8主拱臺1139.23.21. 0橋臺5542.45總計(jì)1971.22247.4421.6302.0912.2（七）綜合評價(jià)該拱橋能充分發(fā)揮混凝土的抗壓性能，且由于該地區(qū)的地形較坦和無水文要求，氣候 條件良好，施工進(jìn)度受環(huán)境影響較小，施工中無體系轉(zhuǎn)換，抗風(fēng)能力較強(qiáng)，外形線形 美觀。但該橋?qū)Φ鼗筝^高，施工要求較高，占用施工場地大；雖然從該

7、拱橋工程 數(shù)量表來看，改拱橋投資造價(jià)適中，但養(yǎng)護(hù)費(fèi)用高， 這樣增加了工程造價(jià)。2.2.2 第二種方案一5跨40m簡支梁橋（一）方案布置（如圖2.2所示）圖2.2 單位：cm（二）橋孔布置本橋全長為210.5m, 5跨40m等截面連續(xù)梁橋。（三）上部結(jié)構(gòu)主梁采用T梁截面，梁高2.5m,橫向由5片T梁連接而成，材料采用C50混凝土（四）下部結(jié)構(gòu)橋墩采用直徑雙柱式樁柱墩，墩身直徑 2.3m,用C30混凝土澆筑。（五）施工方案該橋采用架橋機(jī)吊裝主梁逐跨架設(shè)施工；主梁在預(yù)制廠先預(yù)制好，然后運(yùn)到工地 吊裝安裝。橋墩和蓋梁以及基礎(chǔ)采用在工地現(xiàn)場澆筑施工。（六）主要工程數(shù)量見表2.2表2.2全橋工程數(shù)量表材料

8、結(jié)構(gòu)C50混凝土（m3）C30混凝土（m3）C25混凝土（m3）鋼筋 鋼絞線（t）型鋼預(yù)制T梁1466.4143.358.716.7人行道板234.522.9鋪裝層208.122.8欄桿21.62.2下部結(jié)構(gòu)橋墩墩身540.143.3蓋梁244.240樁基540.143.3橋臺（含基礎(chǔ)）5542.45總計(jì)1674.52112.921.6314.9558.716.7（七）綜合評價(jià) 該橋采用裝配式結(jié)構(gòu)，工業(yè)化程度高，既提高了工程質(zhì)量又加快了施工速度；整體性 好，結(jié)構(gòu)剛度大，變形小等。同時(shí)該橋的不足之處也非常明顯：由于受到混凝土裂縫 寬度的限制，所以拉應(yīng)變或應(yīng)力也將受到相應(yīng)的制約。另外該橋伸縮縫數(shù)目

9、較多，在 每個墩臺處都需設(shè)置伸縮縫，不利于高速行車，行車的舒適性也受到限制。2.2.3 第三種方案一連續(xù)剛構(gòu)橋（一）方案布置（如圖2.3所示）圖2.3 單位：cm（二）橋孔布置本橋全長為210.3m,無引橋，主橋橋孔布置為52+96+52H勺不等跨變截面連續(xù)梁 橋，邊跨與中跨比為0.54。（三）上部結(jié)構(gòu)主梁采用箱型截面，跨中梁高為2.5m,支點(diǎn)處梁高為5.5m,梁底變截面曲線為拋 物線，主梁材料采用C50混凝土。（四）下部結(jié)構(gòu)采用雙薄壁實(shí)心墩，消減了墩頂負(fù)彎矩峰值，止匕外，雙薄壁墩在發(fā)洪水時(shí)，因?yàn)榻?面較小，可以減少洪水對橋墩的沖擊，以保證橋墩的使用安全。（五）施工方案主梁采用平衡懸臂現(xiàn)澆施工

10、，橋墩和蓋梁以及樁基采用在工地現(xiàn)場澆筑施工。（六）主要工程數(shù)量見表2.3表2.3全橋工程數(shù)量表結(jié)構(gòu)材料C50混凝土（m3）C30混凝土（m3）C25混凝土（m3）鋼筋 鋼絞線（t）型鋼箱梁2048.8199.592.637.8人行道板234.522.9鋪裝層208.122.8欄桿21.62.2下部橋墩墩身1296127結(jié)構(gòu)橋臺（含基礎(chǔ)）5542.45總計(jì)2256.92084.521.6376.8592.637.8（七）綜合評價(jià)該橋采用連續(xù)梁形式可以削減跨中正彎矩，提高橋梁承載能力，并且由于全橋連續(xù)， 伸縮縫數(shù)目較少，只在橋臺處設(shè)置伸縮縫，使得主梁在通車條件下變形撓曲線平緩， 有利于高速行車，增

11、加行車的舒適性。且由于該地區(qū)的地形較坦和洪水位較低，采用 平衡懸臂現(xiàn)澆施工時(shí)，施工進(jìn)度受環(huán)境影響較小。采用不等跨變截面布置形式使得橋 梁結(jié)構(gòu)外形線形美觀，減輕結(jié)構(gòu)自重，減少預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量等優(yōu)點(diǎn)，但由于該地形較坦， 同時(shí)橋梁跨徑小，橋墩較矮，采用不等跨變截面布置時(shí)不能充分體現(xiàn)出不等跨變截面 連續(xù)梁橋的優(yōu)點(diǎn)，且由于邊跨與中跨比例為0.5 ,需要在邊跨箱梁內(nèi)設(shè)置配重或者在橋 臺處設(shè)置拉力支座，使得局部施工麻煩，造價(jià)升高。2.3 方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性表2.4方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較表廳P第一方案第二於第二方案方比較 項(xiàng) 目一橋：上承式拱橋(lo=100m fo=20m)橋長：202.5m橋：簡支梁橋(5*40)

12、m 橋長：200m橋：連續(xù)剛構(gòu)橋(52+96+52)橋長：200m1總造價(jià)較低2主要 工程量C40碎(m3) : 1971.2C30碎(m3) : 2247.44C25碎(m3) :21.6 鋼筋(t ) ： 302.09_一3.C40碎(m) : 1674.5C30碎(m3) : 2112.93.C25碎(m3) :21.6鋼筋(t) ： 314.95鋼絞線(t)：58.7C50碎(m3) : 2256.9C30碎(m3) : 2084.5.3C25碎(m3): 21.6鋼筋(t) ： 376.85鋼絞線(t)： 92.63工期較短較長已有成熟工4Q技 術(shù)要求已有成熟工藝技 術(shù)經(jīng)驗(yàn)，需用大量

13、的 吊裝設(shè)備，施，要求 較局，占用施工場地 大，已有成熟工藝技 術(shù)經(jīng)驗(yàn)，在進(jìn)行卜部 結(jié)構(gòu)施工的時(shí)候可 以預(yù)制上部結(jié)構(gòu)，縮 短工期。且主跨架設(shè)藝技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，米用 通用的施工方法。主橋采用掛籃懸 臂澆筑法，后四個 施工工作卸同時(shí)施工簡便。進(jìn)行施工較易控制。5使用效果腹孔為簡支腹孔，使 得行車不夠舒適，且 矢跨比小，主拱受力 較不。靜定結(jié)構(gòu)，受力較 好，但伸縮縫多，行 車條件差，養(yǎng)護(hù)更換 容易。屬于超靜定結(jié)構(gòu)， 全橋橋面連續(xù)，伸 縮縫少，行車條件 好。養(yǎng)護(hù)更換容 易。2.4 推薦橋型方案經(jīng)過以上經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較后，可以看出連續(xù)剛構(gòu)的行車舒適性要比另外兩者好很多，且造價(jià)增多的不是很高，而且后期維護(hù)相對容易，

14、故推選連續(xù)剛構(gòu)橋方案作為推薦橋型方案：1 ）在受力上，其根部負(fù)彎矩對跨中正彎矩有卸載作用，雙薄壁柔性墩可消減根部負(fù)彎矩峰值，減輕橋梁自身重量，提高跨越能力。2 ）在結(jié)構(gòu)特征上，連續(xù)剛構(gòu)橋結(jié)構(gòu)剛度大，變形小，主梁連續(xù)有利于高速行車；墩梁固結(jié)可節(jié)省大型支座的昂貴費(fèi)用，并且改善了結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的受力性能。3）在施工方面，采用先進(jìn)的掛籃懸臂施工，不僅在施工期間不影響橋下通航或行車，同時(shí)密切配合設(shè)計(jì)和施工的要求，加快施工進(jìn)度。第 26章結(jié)構(gòu)構(gòu)造3.1 設(shè)計(jì)資料3.1.1 材料性能參數(shù)1混凝土強(qiáng)度等級C5Q主要強(qiáng)度指標(biāo)為：強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值f ck=32.4 MPa， f tk =2.65 MPa強(qiáng)度設(shè)計(jì)值

15、f cd=22.4 MPa, f td =1.83 MPa彈性模量Ec=3.45 X 104 MPa強(qiáng)度等級C3Q主要強(qiáng)度指標(biāo)為：強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值f ck=20.1 MPa, f tk =2.01 MPa強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f cd=13.8 MPa f td =1.23 MPa彈性模量Ec=3.00 X 104 MPa2. 預(yù)應(yīng)力鋼筋采用1x7 標(biāo)準(zhǔn)型-15.24-1860-II-GB/T 5224 1995 鋼絞線，其強(qiáng)度指標(biāo)為：抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值f pk=1860 MPa抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f pd=1260 MPa彈性模量Ep=1.95xl05MPa3. 普通鋼筋縱向抗拉普通鋼筋采用HRB40cs筋，其強(qiáng)度指標(biāo)

16、為：抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值f sk=400 MPa抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f sd=330 MPa彈性模量Es=2.0 X 105MPa箍筋及構(gòu)造鋼筋采用HRB335s筋，其強(qiáng)度指標(biāo)為：抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值f sk=335 MPa抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f sd=280 MPa彈性模量Es=2.0xl05MPa3.2 結(jié)構(gòu)尺寸擬定3.2.1 立面布置本橋邊跨52ml中跨96m邊中跨之比為0.54,箱梁高按1.7次拋物線變化。3.2.2 上部結(jié)構(gòu)本方案主梁采用單箱單室變高度箱梁，箱梁頂板寬10m底板寬6ml全橋頂板等厚為0.22m,單側(cè)翼緣板懸臂為2m腹板不等厚，從跨中0.3m至U根部0.6m, 按折線變化。主梁在支座處梁高為5

17、.5m， 跨中處為2.5m， 其變化方程為1.7 次拋物線，底板厚從跨中0.3m到根部1.0m,變化方程也為1.7次拋物線，主梁0號塊長度為10ml懸臂施工梁段劃分為3m3 4m三種，邊跨現(xiàn)澆段3ml邊、中跨合龍段 長度均為2m主梁采用C50混凝土，墩臺采用C3Q圖3.1 主梁支點(diǎn)截面（單位：cm）圖3.2 主梁跨中截面（單位：cm）3.2.3 下部結(jié)構(gòu)兩個主墩均采用柔性雙薄壁墩，中距為4.6m,縱橋向?qū)挾葹?.8m,橫橋向?qū)挾热∨c梁底同寬6.0m,墩高分別為34m 24ml根據(jù)給出的地質(zhì)條件，認(rèn)為地質(zhì)條 件較好，樁基采用鉆孔灌注樁。3.2.4 其他橋面橫坡為2%，橋面鋪裝為2.0cm 厚的瀝

18、青混凝土面層和平均厚8.0cm-17.0cm 的 C30混凝土墊層。第 4 章 結(jié)構(gòu)計(jì)算4.1 橋梁模型的建立和內(nèi)力計(jì)算橋梁是一個復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，不同的橋梁型式其上下結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)方式是不盡相同的。為了便于計(jì)算，需要將橋梁簡化為結(jié)構(gòu)計(jì)算圖式，橋梁工程常因其跨度較寬度大很多，因此將縱向分析模型近似處理成桿件結(jié)構(gòu)。其空間效應(yīng)可以通過橫向分布系數(shù)、偏載增大系數(shù)來修正。采用桿系結(jié)構(gòu)有限元程序分析橋梁時(shí)，首先要將橋梁結(jié)構(gòu)劃分為有限個桿件單元，這些單元在節(jié)點(diǎn)上相互聯(lián)結(jié)，從而構(gòu)成一個與真實(shí)結(jié)構(gòu)等價(jià)的計(jì)算模型。4.1.1 主梁單元劃分桿件單元的劃分，應(yīng)根據(jù)結(jié)主跨結(jié)構(gòu)的構(gòu)造特點(diǎn)、施工及計(jì)算精度的要求來決定。將全橋共分

19、為130個單元，考慮到掛籃所能承受的重量和合龍段長度對主跨的節(jié)段作如下劃分，從邊跨至跨中依次為（單位：mj）2x1.5+2x1.0+6x4.0+6x3.0+1.8+2x0.9+2.8+2x0.9+1.8+6x3.0+6x4.0+1.0圖4.1計(jì)算模型4.1.2 內(nèi)力計(jì)算各截面內(nèi)力計(jì)算如下表4.1 , 4.2所示表4.1結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力數(shù)值表截回軸力（kN）剪力（kN）彎矩（kN.m）122359.33e+003-8.57e+004193316.59e+003-4.05e+005308391.15e+004-1.02e+0053754936.72.99e+004表4.2汽車內(nèi)力數(shù)值表截回MaxMMa

20、xQ軸力（kN）剪力（kN）彎矩（kN.m）軸力（kN）剪力（kN）彎矩（kN.m）120.000e+0001.651e+0024.106e+0040.000e+000-1.347e+0024.716e+00319-2.104e+001-6.791e+0016.327e+002-3.654e+00-1.307e+003-8.034e+003308.512e+0011.607e+0024.328e+0031.303e+002-8.573e+0024.003e+003371.460e+002-1.847e+0027.377e+0031.429e+002-4.512e+0027.126e+0034.

21、2 荷載組合參照公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTGD62-2004）第4.1.5之規(guī)定，公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)上可能同時(shí)出現(xiàn)的作用，按承載能力極限狀態(tài) 和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行作用效應(yīng)組合，取其最不利的效應(yīng)組合進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 （JTGD62-2004）第4.1.6 之規(guī)定進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)的作用效應(yīng)組合， 以及第4.1.7之規(guī)定進(jìn)行正常使用極限 狀態(tài)的作用效應(yīng)組合。沖擊系數(shù)由程序自動計(jì)算。4.2.1 承載能力極限狀態(tài)的作用效應(yīng)組合1基本組合。永久作用的設(shè)計(jì)值效應(yīng)與可變作用設(shè)計(jì)值效應(yīng)組合，其效應(yīng)組合表達(dá)式為:m mn(4.1 )¥

22、;°Sud =¥。£ GiSGik +b&1k +久£ %&jki/j=2產(chǎn)mn、%Sud =¥0 £ SGid +SQ1d +" SQjd或aj=2J（4.2）式中：Sud 一承載能力極限狀態(tài)下作用基本組合的效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；y-0一結(jié)構(gòu)重要系數(shù)；V-Gik 第i個永久作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)；SGik、SGid 第I個永久作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值；yYQ1一汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）的分項(xiàng)系數(shù)，取 Q1=1.4;SQ1k、SQ1d一汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）的標(biāo)準(zhǔn)值和；設(shè)計(jì)值；Qj一在作用效應(yīng)

23、組合中除汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）、風(fēng)荷載外的其他第j個可變作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)，取 3 =1.4，但風(fēng)荷載的分項(xiàng) 系數(shù)Qj =1.1 ;SQjk SQjd一在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）外的其他j個可變作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值；（pC一在作用效應(yīng)組合中除汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力、離心力）外的其他可變作用效應(yīng)的組合系數(shù)。2偶然組合。永久作用標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)與可變作用某種代表值效應(yīng)、一種偶然作用 標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)相結(jié)合。偶然作用的效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)取 1.0;與偶然作用同時(shí)出現(xiàn)的可變 作用，可根據(jù)觀測資料和工程經(jīng)驗(yàn)取用適當(dāng)?shù)拇碇怠?.2.2正常使用極限狀態(tài)的作用效應(yīng)組合1作用短期

24、效應(yīng)組合。永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用頻遇值效應(yīng)相組合，其 效應(yīng)組合表達(dá)式為：mnSsd - ' SGik .二、'ljSQjki，j（4.3）式中：Ssd 一作用短期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；*1j第j個可變作用效應(yīng)的頻遇值系數(shù)，在汽車荷載（不計(jì)沖擊力）999Q1 =0.7 ,人群荷載1=1.0,風(fēng)荷載1 =0.75 ,溫度梯度作用1 =0.8 , 其他作用1=1.0;*1jSQjk 第j個可變作用效應(yīng)的頻遇值。2作用長期效應(yīng)組合。永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用準(zhǔn)永久值效應(yīng)相組合，其效應(yīng)表達(dá)式為：mnSsd - ' SGik .- 、2jSQjk也j4（4.4）式中：Sld一作用

25、長期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；j2第j個可變作用效用的準(zhǔn)永久值系數(shù)，汽車荷載（不計(jì)沖擊力）2 =0.4,人群荷載20.4,風(fēng)荷載2=0.75,溫度梯度作用2=0.8, 其他作用2=1.0；%jSQjk 第j個可變作用效應(yīng)的準(zhǔn)永久值。4.2.3各截面內(nèi)力組合1） 基本組合（用于承載能力極限狀態(tài)計(jì)算）mnSud=1.0M 1.2SGik+1.4SQ1k+0.7£ 1.4SQjk）（4.5）i 1j =2基本組合IM d=1.0黑bm 恒載+l4m 活載+0.7父（1.4m 人群+1.4父”升溫）（4£）Vd=1.0”1.2>V 恒載 +1.4V 活載 +0.7 x （1.4 V 人

26、群+1.4'V 升溫）（4.7）基本組合IIM d=1.0x1.2xM 恒載 +1/M 活載 +0.77（1.4XM 人群+1.4>乂 降溫）（4.8）Vd =1.0x1.2XV 恒載 +1.4V活載十0.7X（1.4XV人群 +1.4MV 降溫）（4.9）2）短期組合（用于正常使用極限狀態(tài)計(jì)算）m3（4.10）（4.11 ）Ssd b SGik IjSQjki 1j 1M i =眺載+（0.7父M活載+ M人群*0.7黑m降溫）3）長期組合（用于正常使用極限狀態(tài)計(jì)算） m3Sd 八 SGik2jSjk（4.（12）（4.（13）i 4j 1M 1 = M恒載+04 M恒載+07

27、父M降溫各截面基本組合內(nèi)力如下表 4.3 ,表4.4 ,表4.5 ,表4.6所示表4.3 承載能力極限狀態(tài)荷載組合I內(nèi)力結(jié)果承載能力極限狀態(tài)荷載組合I內(nèi)力結(jié)果一節(jié)點(diǎn)號=12內(nèi)力性質(zhì)最大軸力最小軸力最大剪力最小剪力最大彎矩最小彎矩軸力 -1.012e-009 -1.493e-009 -2.993e-010 -2.099e-009 -2.993e-010 -2.099e-009剪力-1.074e+004 -1.316e+004 -1.044e+004 -1.461e+004 -1.142e+004 -1.347e+004彎矩-1.093e+005 -1.397e+005 -9.970e+004 -

28、1.352e+005 -1.001e+005 -1.468e+005右節(jié)點(diǎn)號=19內(nèi)力性質(zhì)最大軸力最小軸力最大剪力最小剪力最大彎矩最小彎矩軸力4.830e+002 -3.175e+002 3.070e+002 -5.815e+001 -2.851e+002 3.273e+002剪力-1.110e+004 -6.708e+003 -2.200e+003 -1.519e+004 -1.018e+004 -5.018e+003彎矩-4.948e+005 -4.132e+005 -4.276e+005 -4.831e+005 -3.856e+005 -5.127e+005節(jié)點(diǎn)號=30內(nèi)力性質(zhì)最大軸力最

29、小軸力最大男力最小剪力最大彎矩最小彎矩軸力1.687e+003 3.905e-001 1.626e+0032.186e+0022.382e+0021.657e+003剪力1.509e+004 1.156e+004 1.555e+0041.128e+0041.177e+0041.487e+004彎矩 -1.256e+005 -1.024e+005 -1.217e+005 -8.856e+004 -8.812e+004 -1.323e+005節(jié)點(diǎn)號二37內(nèi)力性質(zhì)最大軸力最小軸力最大剪力最小剪力最大彎矩最小彎矩軸力1.705e+003 -1.758e+0011.489e+003 5.005e+002

30、6.534e+002 1.207e+003剪力5.805e+001 -3.568e+0017.554e+002 -9.124e+002-2.817e+000 6.470e+001彎矩4.848e+004 3.519e+0044.090e+004 5.315e+0045.529e+004 2.813e+004表4.4正常使用極限狀態(tài)荷載組合I內(nèi)力結(jié)果正常使用極限狀態(tài)荷載組合I內(nèi)力結(jié)果節(jié)點(diǎn)號=12內(nèi)力性質(zhì)最大軸力最小軸力最大剪力最小剪力最大彎矩最小彎矩軸力3.341e+002 2.584e+002 3.341e+0022.584e+002 3.341e+002 2.584e+002剪力-1.076

31、e+004 -1.097e+004 -1.065e+004-1.151e+004 -1.035e+004 -1.117e+004彎矩-1.089e+005 -1.161e+005 -1.054e+005-1.159e+005 -1.048e+005 -1.193e+005節(jié)點(diǎn)號=19內(nèi)力性質(zhì)最大軸力最小軸力最大剪力最小剪力最大彎矩最小彎矩軸力8.142e+002 -1.006e+001 6.267e+0021.758e+002 1.120e+002 6.564e+002剪力-6.973e+003 -8.165e+003 -3.585e+003-1.162e+004 -1.014e+004 -4

32、.236e+003彎矩-4.076e+005 -4.021e+005 -4.168e+005-3.932e+005 -3.860e+005 -4.212e+005節(jié)點(diǎn)號=30單元號=30, 左節(jié)點(diǎn)號=30內(nèi)力性質(zhì)最大軸力最小軸力最大剪力最小剪力最大彎矩最小彎矩軸力1.632e+003 1.830e+002 1.550e+0033.090e+002 3.160e+002 1.556e+003剪力1.207e+004 1.152e+004 1.222e+0041.143e+004 1.158e+004 1.201e+004彎矩-1.012e+005 -1.007e+005 -1.037e+005-

33、9.309e+004 -9.293e+004 -1.068e+005節(jié)點(diǎn)號=37內(nèi)力性質(zhì)最大軸力最小軸力最大剪力最小剪力最大彎矩最小彎矩軸力1.287e+003 -1.617e+0021.256e+003 -4.690e+0013.128e+0001.122e+003剪力3.218e+001 -7.464e+0012.488e+002 -3.376e+002-6.231e+0012.772e+001彎矩3.372e+004 3.540e+0043.304e+004 3.899e+0044.076e+0042.840e+004表4.5正常使用極限狀態(tài)荷裁組合II內(nèi)力結(jié)果止常使用極限狀態(tài)荷載組合I

34、I內(nèi)力結(jié)果節(jié)點(diǎn)號=12內(nèi)力性質(zhì)最大軸力最小軸力最大男力最小剪力最大彎矩最小彎矩軸力3.341e+002 2.584e+0023.341e+002 2.584e+002 3.341e+0022.584e+002剪力-1.076e+004 -1.097e+004-1.058e+004 -1.190e+004 -1.054e+004-1.125e+004彎矩-1.089e+005 -1.161e+005-1.033e+005 -1.152e+005 -1.025e+005-1.214e+005節(jié)點(diǎn)號=19內(nèi)力性質(zhì)最大軸力最小軸力最大剪力最小剪力最大彎矩最小彎矩軸力8.588e+002 -3.366e

35、+0016.035e+002 2.188e+002 1.010e+0026.616e+002剪力-8.123e+003 -7.492e+003-2.898e+003 -1.283e+004 -1.010e+004-4.182e+003彎矩-4.116e+005 -4.067e+005-4.214e+005 -3.973e+005 -3.857e+005-4.280e+005節(jié)點(diǎn)號=30內(nèi)力性質(zhì)最大軸力最小軸力最大剪力最小剪力最大彎矩最小彎矩軸力1.731e+003 1.402e+0021.617e+003 3.308e+002 3.466e+0021.625e+003剪力1.244e+004

36、1.153e+0041.269e+004 1.137e+004 1.166e+0041.229e+004彎矩-1.029e+005 -1.013e+005-1.040e+005 -9.135e+004 -9.098e+004-1.095e+005節(jié)點(diǎn)號=37內(nèi)力性質(zhì)最大軸力最小軸力最大剪力最小剪力最大彎矩最小彎矩軸力1.386e+003 -2.045e+002 1.310e+003 1.779e+001 1.022e+002 1.080e+003剪力4.526e+001 -5.967e+001 4.618e+002 -5.575e+002 -4.366e+001 4.273e+0013.755

37、e+004 3.516e+004 3.591e+004 4.189e+004 4.461e+004 2.816e+004表4.6 正常使用極限狀態(tài)荷載組合III內(nèi)力結(jié)果正常使用極限狀態(tài)荷載組合III內(nèi)力結(jié)果節(jié)點(diǎn)號=12內(nèi)力性質(zhì)最大軸力最小軸力最大剪力最小剪力最大彎矩最小彎矩軸力3.341e+002 2.584e+002 3.341e+002 2.584e+002 3.341e+002 2.584e+002剪力-1.076e+004 -1.097e+004 -1.053e+004 -1.215e+004 -1.067e+004 -1.128e+004-1.089e+005 -1.161e+005

38、 -1.016e+005 -1.139e+005 -1.010e+005 -1.224e+005節(jié)點(diǎn)號=19內(nèi)力性質(zhì)最大軸力最小軸力最大剪力最小剪力最大彎矩最小彎矩軸力8.794e+002 -4.467e+0015.925e+002 2.380e+002 9.468e+0016.506e+002剪力-8.673e+003 -7.102e+003-2.506e+003 -1.343e+004 -1.008e+004-3.790e+003彎矩-4.135e+005 -4.094e+005-4.241e+005 -3.993e+005 -3.855e+005-4.308e+005節(jié)點(diǎn)號=30內(nèi)力性質(zhì)

39、最大軸力最小軸力最大剪力最小剪力最大彎矩最小彎矩軸力1.777e+003 1.210e+002 1.652e+003 3.546e+0023.722e+002 1.669e+003剪力1.262e+004 1.155e+004 1.296e+004 1.134e+0041.171e+004 1.244e+004彎矩-1.041e+005 -1.018e+005 -1.031e+005 -9.009e+004-8.968e+004 -1.108e+005節(jié)點(diǎn)號=37內(nèi)力性質(zhì)最大軸力最小軸力最大剪力最小剪力最大彎矩最小彎矩軸力1.432e+003 -2.237e+0021.354e+003 6.3

40、26e+001 1.479e+0021.060e+003剪力6.125e+001 -4.629e+0016.028e+002 -7.037e+002 -2.189e+0015.612e+001彎矩3.974e+004 3.506e+0043.804e+004 4.403e+004 4.683e+0042.805e+0044.2.4包絡(luò)圖根據(jù)以上內(nèi)力畫出承載能力和正常使用彎矩包絡(luò)圖承羲 能力極廖荷蟋日合I詰 構(gòu)彎距包燃 圖圖4.2承載能力極限狀態(tài)荷載組合I結(jié)構(gòu)彎矩包絡(luò)圖正常便用極限狀態(tài)荷載合i結(jié)構(gòu)彎矩包絡(luò)圖-li jitTEMl圖4.3 正常使用極限狀態(tài)荷載組合 I結(jié)構(gòu)彎矩包絡(luò)圖正常使用極限狀態(tài)

41、荷載組合工結(jié)構(gòu)彎矩幡圖圖4.4正常使用極限狀態(tài)荷載組合II結(jié)構(gòu)彎矩包絡(luò)圖承載能力極限狀態(tài)荷載組合工結(jié)構(gòu)彎矩包絡(luò)圖圖4.5正常使用極限狀態(tài)荷載組合III結(jié)構(gòu)彎矩包絡(luò)圖第5章預(yù)應(yīng)力鋼筋估算和配筋根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D060-2004）和公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力 混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D062-2004）的要求，參照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理（人民交通 出版社）和公路橋涵設(shè)計(jì)手冊一梁橋分冊（人民交通出版社）采用手算。預(yù)應(yīng)力 鋼筋的計(jì)算見配筋計(jì)算書。梁段力筋布置采用三向預(yù)應(yīng)力，包括縱向預(yù)應(yīng)力，橫向預(yù)應(yīng)力和豎向預(yù)應(yīng)力，主 要進(jìn)行縱向預(yù)應(yīng)力的設(shè)計(jì)，對于橫向預(yù)應(yīng)力和豎向預(yù)應(yīng)力在力筋布置時(shí)做簡要說明。5.

42、1 配筋估算5.1.1 主梁控制截面（邊跨跨中截面，橋墩根部，中跨1/4L處、中跨跨中截面）毛截面幾何特性（見表5.1 毛截面幾何特性）：表5.1毛截面幾何特性表截面節(jié) 點(diǎn)毛截面積A（B慣性矩I（的ys(mj)yx(mDWs(舟Wx(Pks(mDkx(m)es(nm邊跨 跨中128. 0813. 3851 . 5651. 6978. 5527. 8870 . 9761. 0581.365根部1914. 2458. 845:3 . 0212. 47919. 47923. 7371. 6671. 3682.821中跨1/4L 處308. 0813. 3851 . 5651. 6978. 5527.

43、 8870 . 9761. 0581.365中跨 跨中376.156.0131.0521.4485.7164.1530. 6750. 9290.852其中：ys 截面型心距截面上緣的距離；yx截面型心距截面下緣的距離；Ws截面上緣抗彎模量,按下式計(jì)算Ws =1/ ys ;Wx截面下緣抗彎模量，按下式計(jì)算 Wx=I/ yx；ks, kx 截面上下緣核心矩，按下式計(jì)算，ks=Wx/A, kx=Ws/A,;es截面上緣預(yù)應(yīng)力鋼筋重心距截面型心的距離。5.1.2 最不利荷載組合配筋按前面荷載組合計(jì)算5.1.3 估筋原則1 .滿足正常使用極限狀態(tài)滿足截面的抗裂要求；2 .按正常使用極限狀態(tài)截面壓應(yīng)力要求

44、；3 .根據(jù)承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行估束。5.1.4 預(yù)應(yīng)力鋼束的估算1）支點(diǎn)截面19號：根據(jù)正常使用極限狀態(tài)為滿足正截面抗裂要求，確定預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量。采用6s15.2鋼絞線，每根鋼絞線面積4二139加，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fpk=1860MPa張拉控制應(yīng)力取 仃con =0.75fpk =0.75x1860 =1395MPa ,預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)力的 20%古算。又因?yàn)橹c(diǎn)截面承受負(fù)彎矩，所以在支點(diǎn)上緣配筋。根據(jù)條件可知：為短期效應(yīng)彎矩組合設(shè)計(jì)值，Msmax=-3.86E+05kN m, Msm* -4.28E+05kN m, ks=1.667m, kx=1.368, ex =2.821 ;需鋼絞

45、線根數(shù)為:nyx01.25Msmax/口 Ay 仃con(k$q) =1.25x (-3.86E+05) x1000/(0.8x139x1395x (1.667-2.821)= 2693.239根nyx-1.25 Msmin/a Ay，n(kx+es) =-1.25x (-4.28E+05) x1000/(0.8x139x1395x (1.368+2.821)= 823.312根根據(jù)正常使用極限狀態(tài)截面壓應(yīng)力要求，確定預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量。采用s15.2鋼絞線， 每根鋼絞線面積二139加，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fpk=1860 MPa,張拉控制應(yīng)力取=0.75fpk =0.75黑1860 =1395MPa

46、,預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)力的 20%算。又因 為支點(diǎn)截面承受負(fù)彎矩，所以在支點(diǎn)上緣配筋。根據(jù)條件可知：及為長期效應(yīng)彎矩組合設(shè)計(jì)值，Mkmax=-4.28E+05kN m, M =-3.86E+05kN , m , ks=1.667m, kx=1.368m, ex =2.8210 Ws=19.479ni3, Wx =23.737/,又因?yàn)橄淞菏褂玫氖荂50混凝土，所以 fck=32.4Mpa,所需鋼絞線根數(shù)為：nys< (0.5 fck Ws-Mkmax)/ ( cAy <rCon(kx+es) ) = 1144.265 根nys>(0.5 fck Wx + Mkmin)/ (

47、a Ay Yon(ks-es) = 6.483325 根根據(jù)承載能力極限狀態(tài)的應(yīng)力要求進(jìn)行估束，確定預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量。采用6s15.2鋼絞線，每根鋼絞線面積%二139加，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)fpk=1860MPafcdz126OHPaJ張拉控制應(yīng)力取 仃con =0.75fpk =0.75 M1860 =1395MPa ,預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)力的20%古算。又因?yàn)橹c(diǎn)截面承受負(fù)彎矩，所以在支點(diǎn)上緣配筋。根據(jù)條件可知：M為承載能力極限狀態(tài)的應(yīng)力，M =-5.13E+05kN m, h0 =5.3m, b=10m箱梁使用的是C50混凝土，所以fcd =22.4MPa。橋梁結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) 0=1.0一 &#

48、39; %如L _ IL 2 Y%&-y)=552.3569174 根綜上所述，1144.265根>nyx> 823.312根2)中跨1/4截面30號根據(jù)正常使用極限狀態(tài)為滿足正截面抗裂要求，確定預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量。采用6s15.2鋼絞線，每根鋼絞線面積%二139加，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fpk=1860MPa張拉控制應(yīng)又因?yàn)橹c(diǎn)截面承受負(fù)彎矩，所以在支點(diǎn)上緣配筋。根據(jù)條件可知：為短期效應(yīng)彎矩組合設(shè)計(jì)值，Msmax=-9.10E+04kN .m, Msmin =-1.10E+05kN m , ks =0.976m, kx=1.058m, ex =1.365 ;需鋼絞線根數(shù)為：nyx&l

49、t;1.25M smax /豆 Ay 仃.(ks -es) = 1884.635 根nyx>-1.25 MSmin/a Ay，%n(kx+es) =364.1596 根根據(jù)正常使用極限狀態(tài)截面壓應(yīng)力要求，確定預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量。采用s15.2鋼絞線， 每根鋼絞線面積A74391ran2,抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fpk=1860 MPa,張拉控制應(yīng)力取=0.75fpk =0.75x1860 =1395MPa ,預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)力的 20啾算。又因 為支點(diǎn)截面承受負(fù)彎矩，所以在支點(diǎn)上緣配筋。根據(jù)條件可知：人為長期效應(yīng)彎矩組合設(shè)計(jì)值，Mkmax=-1.10E+05kN m, M =-9.10E+04k

50、N m , ks=0.976m, kx=1.058m, ex =1.365; Ws=8.552m3, Wx =7.887也 又因?yàn)橄淞菏褂玫氖荂50混凝土，所以 fck=32.4Mpa,所需鋼絞線根數(shù)為：nys< (0.5 fck Ws- M kmax)/ ( « Ay(kx +e,)= 659.9234 根nys>(0.5 fck Wx + Mkmin)/ (a Ay <Tcon(ks&) = -609.669 根根據(jù)承載能力極限狀態(tài)的應(yīng)力要求進(jìn)行估束，確定預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量。采用6s15.2鋼絞線，每根鋼絞線面積%二139nlm1抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)fpk =186

51、0MPa%=1260MF2張拉控制應(yīng)力取 仃刈=0.75fpk =0.75父1860 =1395MPa ,預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)力的20%古算。又因?yàn)橹c(diǎn)截面承受負(fù)彎矩，所以在支點(diǎn)上緣配筋。根據(jù)條件可知：M為承載能力極限狀態(tài)的應(yīng)力，M =-1.32E+05kN m, h° =3.06m, b=10m箱梁使用的是C50混凝土，所以 心=22.4MPa。橋梁結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) %=1.0綜上所述,659.9234根n yx>364.1596根3)邊跨跨中截面12號根據(jù)正常使用極限狀態(tài)為滿足正截面抗裂要求，確定預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量。采用Gs15.2鋼絞線，每根鋼絞線面積均二139mmz，抗拉強(qiáng)

52、度標(biāo)準(zhǔn)值fpk=1860MPa張拉控制應(yīng)又因?yàn)橹c(diǎn)截面承受負(fù)彎矩，所以在支點(diǎn)上緣配筋。根據(jù)條件可知：為短期效應(yīng)彎矩 組合設(shè)計(jì)值，Msmax=-1.03E+05kN .m, Msmin =-1.21E+05kN m , ks =0.976m, kx=1.058m,ex =1.365 ;需鋼絞線根數(shù)為：nyx01.25Msmax/豆 Ay 仃.(ksq) = 2123.27 根nyx>-1.25 MSmin/a Ay，%n(kx+es) =403.7349 根根據(jù)正常使用極限狀態(tài)截面壓應(yīng)力要求，確定預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量。采用s15.2鋼絞線， 每根鋼絞線面積A74391ran2,抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fp

53、k=1860 MPa,張拉控制應(yīng)力取=0.75fpk =0.75x1860 =1395MPa ,預(yù)應(yīng)力損失按張拉控制應(yīng)力的 20啾算。又因 為支點(diǎn)截面承受負(fù)彎矩，所以在支點(diǎn)上緣配筋。根據(jù)條件可知：人為長期效應(yīng)彎矩組合設(shè)計(jì)值，Mkmax=-1.21E+05kN m, M =-1.03E+05kN , m , ks=0.976m, kx=1.058m, ex =1.365; Ws=8.552m3, Wx =7.887,又因?yàn)橄淞菏褂玫氖荂50混凝土，所以 fck=32.4Mpa,所需鋼絞線根數(shù)為：nys< (0.5 fck Ws-Mkmax)/ ( Ay(kx + e,)= 691.5836 根nys>(0.5 fck Wx + Mkmin)/ (a Ay %n(ksq) = -418.761 根根據(jù)承載能力極限狀態(tài)的應(yīng)力要求進(jìn)行估束，確定預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量。采用6s15.2鋼絞線，每根鋼絞線面積%二139加，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)fpk=1860MPaf優(yōu)=1260MF2張拉控制應(yīng)力取 Jon =0.75fp