PAGE1黃源宏：細(xì)河大橋橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析PAGE21.緒論1.1選題的目的和意義放眼觀望全球各國的大城市,現(xiàn)在往往把工程巨大且雄偉的大橋當(dāng)做是一個(gè)城市的標(biāo)志與她的特點(diǎn),橋梁已經(jīng)作為一種空間藝術(shù)作品存在于社會(huì)的各個(gè)角落里，為她的城市添光摸彩，因此橋梁在一個(gè)城市的建設(shè)中就起到了巨大的作用。建設(shè)橋梁的目的就是為了能夠跨過山水、溝壑，天塹等，以便交通工具以及行人能夠暢通無阻。阜新細(xì)河大橋橫跨細(xì)河下半游，是連接著海州區(qū)和太平區(qū)的重要橋梁，每天都有不計(jì)其數(shù)的車輛、行人通過，所以作阜新市的交通連接樞紐，細(xì)河區(qū)大橋有著相當(dāng)重要的作用，而此次對其進(jìn)行的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析則是讓大家能夠更加詳細(xì)的了解各方面情況。在鋼筋混凝土橋梁被廣泛應(yīng)用的今天，這篇論文將對橋梁的各個(gè)結(jié)構(gòu)結(jié)合實(shí)例進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算。并且在這個(gè)過程中可以重新溫習(xí)相關(guān)專業(yè)知識以及更好的、更熟練的操作繪圖軟件如CAD等。撰寫畢業(yè)論文，它既要系統(tǒng)地掌握和運(yùn)用專業(yè)知識、專業(yè)理論，又要具備一定的自我主觀意識上創(chuàng)新的能力和實(shí)際動(dòng)手的能力，畢業(yè)論文寫作也是促進(jìn)知識向能力轉(zhuǎn)化的重要措施，并且可以提高自己獨(dú)立思考的能力，在以前的授課中，我們會(huì)有很少的獨(dú)立思考能力，往往老師課上就講明白了，沒有想過到底是為什么，但是在畢業(yè)論文的時(shí)候，會(huì)遇到各種各樣的問題，需要獨(dú)立思考，方能解決。還可以提高自己的寫作和語言表達(dá)的能力，更重要的是能夠?yàn)橐院蟮墓ぷ麂伮?，橋梁發(fā)展氣勢正猛，隨著科技的發(fā)展，電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，可以進(jìn)行有效的仿真分析，數(shù)字模擬，各種橋梁設(shè)計(jì)軟件的橫空出世，是對橋梁發(fā)展的一大助力，與日俱增的科技，能夠?yàn)闃蛄涸O(shè)計(jì)涂抹上濃墨重彩的一筆。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢阜新市細(xì)河區(qū)大橋?qū)儆陬A(yù)應(yīng)力混凝土橋梁，其本身整體的建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)較為合理，并且在經(jīng)過數(shù)百年的時(shí)間里，依然保持了一個(gè)良好的建筑結(jié)構(gòu)以及整體的混凝土的架構(gòu)。這些對于現(xiàn)代橋梁研究以及杜宇橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力的剖析都有著積極作用和價(jià)值?？梢哉f，人們在長期的研究實(shí)踐之中不斷發(fā)展創(chuàng)新才有今天的成果。我國擁有著悠久的橋梁歷史，卻也在近代的混凝土橋梁之中落后，好在經(jīng)過幾十年的不斷發(fā)展壯大也躋身于世界頂尖水準(zhǔn)，目前我國已有將近90%的橋梁為鋼筋混凝土橋梁。中國橋梁的歷史可以追溯1000多年前的隋唐宋朝三代，在宋代時(shí)期，建造了很多的石墩，石梁橋。然而著名的當(dāng)屬于隋朝趙的州橋，因?yàn)槠潆m經(jīng)歷過千年歲月的風(fēng)吹雨打，仍然保存的很完整，它的橋面呈弧形，左右欄桿兩側(cè)雕刻著美輪美奐的神龍獸，栩栩如生，堪稱世界之經(jīng)典，因?yàn)闅v代都予以重視和保護(hù)，所以在1991年還被列為世界文化遺產(chǎn)?？梢钥闯鑫覈糯鷺蛄旱妮x煌成就聞名世界，在世界橋梁的發(fā)展過程中，占有極其高的地位。到了19世紀(jì)，西方國家興起工業(yè)革，使中西方產(chǎn)生明顯的差距，我們的技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于西方發(fā)達(dá)國家。以至于在新中國成立以前，我們很多地區(qū)未能建造公路橋梁，還有很多常年未修的木橋，破破爛爛，行人難以行走，交通發(fā)展嚴(yán)重受阻，嚴(yán)重阻礙著經(jīng)濟(jì)發(fā)展。對于我國現(xiàn)有的橋梁建筑而發(fā)展而言，其本身經(jīng)歷了非常漫長的階段，通過不斷的學(xué)習(xí)以及成長之后，才最終實(shí)現(xiàn)了錢塘江大橋的竣工，其本身也是我國第一座現(xiàn)代化橋梁。由此，也就標(biāo)志著我國橋梁工程進(jìn)入了一個(gè)全新的階段和發(fā)展段落。從改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，國家突飛猛進(jìn)，日益壯大，與此同時(shí)對橋梁建設(shè)發(fā)展提供了良好的機(jī)遇，大跨徑橋梁迎來了它的輝煌發(fā)展時(shí)期。各種類型的大橋先后建成，而且無論是從整體的建筑設(shè)計(jì)難度還是橋梁自身的實(shí)際運(yùn)用以及在其中所涉及到的技術(shù)等等，這些都在長期的發(fā)展過程中逐步實(shí)現(xiàn)了進(jìn)步與發(fā)展。例如1975建成第一座斜拉橋——四川云陽橋；2005年建成了第一座外?？绾４髽颉獤|海大橋；還有被譽(yù)業(yè)界譽(yù)為橋梁界的“珠穆朗瑪峰”，被英媒《衛(wèi)報(bào)》稱為“現(xiàn)代世界七大奇跡之一”的港珠澳大橋……這些都表明了中國橋梁的成就已經(jīng)有了質(zhì)的飛躍，但是其中也有少許不足之處，比如工程質(zhì)量及技術(shù)創(chuàng)新的不足還有橋梁耐久性的問題。特殊的地形地貌將對我們的技術(shù)發(fā)展提出更高要求，當(dāng)前完成的工程當(dāng)中也存在不少瑕疵，整體質(zhì)量保證或多或少存在問題，工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益被過分強(qiáng)調(diào)，但是缺少環(huán)境等諸多方面的考慮，這都是我們整個(gè)行業(yè)的不足之處?？傮w來說，我國的道路橋梁在以后的發(fā)展過程中，挑戰(zhàn)不斷，困難重重，但是，在我們共同努力之下，必將取得輝煌的成就，這是中國橋梁建設(shè)偉大復(fù)興的時(shí)代，是中華民族崛起的時(shí)代。鋼筋混凝土組合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和研究可以追溯到十九世紀(jì)初，前三個(gè)主要是木制甲板系統(tǒng)，并于1900年開始使用混凝土鋼筋混凝土板，1910年，彎曲結(jié)構(gòu)被嵌入混凝土板出現(xiàn)在法國鐵路橋梁上，但它們并不使用傳動(dòng)的抗剪強(qiáng)度的強(qiáng)度，而是不完整的實(shí)際復(fù)合結(jié)構(gòu)。這些都會(huì)造成后續(xù)整體橋梁自身在實(shí)際應(yīng)用過程中帶來問題，由此也就需要積極需求更加有針對性的應(yīng)對方案以及建議，借助于有序的科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代橋梁工程模式的加入，讓整體的橋梁建設(shè)進(jìn)入到一個(gè)全新的階段。在此之后，學(xué)者以及建筑家們通過不懈的努力，基于剪力鍵連接的現(xiàn)代鋼混凝土組合梁橋出現(xiàn)。在此之后，越來越多的學(xué)者對于這一情況進(jìn)行針對性的研究。同時(shí)，隨著會(huì)徽混凝土組合橋梁的誕生，第三次世界大戰(zhàn)后，這種橋梁體系逐漸成為連接橋梁的三種橋梁?，F(xiàn)代懸索橋建設(shè)的開端是1883年在美國紐約布魯克林區(qū)建成的紐約布魯克林懸索橋，它的主跨跨徑達(dá)到了483m；目前已建成橋梁中最大跨徑,為1988年建成的日本明石海峽大橋，全長3910m,主跨達(dá)1991m。這些都標(biāo)志了橋梁建設(shè)進(jìn)入了一個(gè)全新的階段，也標(biāo)志著橋梁本身的價(jià)值以及其后續(xù)的應(yīng)用真正可以實(shí)現(xiàn)保持?jǐn)?shù)百年的時(shí)間，其整體的承載力也超過了過去任何一個(gè)時(shí)刻。進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，伴隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和橋梁工程技術(shù)的不斷完善以及進(jìn)步，顯然在橋梁設(shè)計(jì)以及材料應(yīng)用方面也越來越多元。與此同時(shí)，基于有效的建筑施工技術(shù)橋梁自身的穩(wěn)定性以及經(jīng)濟(jì)性等等各方面都得到了全新的提升。人們在橋梁設(shè)計(jì)過程中，不僅僅是單純的注重橋梁自身的實(shí)用性，同樣也注重其美觀性以及整體的承載力等等因素。例如，公民建筑的美學(xué)要求越來越高。結(jié)構(gòu)不是簡單地用作滿足使用要求但需要作為人類社會(huì)空間藝術(shù)存在的工程實(shí)體。噪音，振動(dòng)，污染等將會(huì)很高。上述種種，都在不斷推動(dòng)以及實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代橋梁的良性發(fā)展，并且在橋梁設(shè)計(jì)以及建造過程中也在不斷使用新材料，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用也大大增加，還有橋梁的維修以及橋梁的美觀和環(huán)境的保護(hù)也越來越受到重視?？偠灾瑯蛄涸O(shè)計(jì)以及建造真正進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段。1.3論文的主要內(nèi)容在本次設(shè)計(jì)中，其主要考慮的內(nèi)容包括以下幾方面：1.主梁的內(nèi)力計(jì)算，通過合理的內(nèi)力計(jì)算，能夠服務(wù)于后續(xù)橋梁自身的承載力以及其所能夠帶來的最大負(fù)荷，對于整體橋梁設(shè)計(jì)以及應(yīng)用有著積極的作用。2.行道車板的內(nèi)力計(jì)算，這可以保證單位面積下的承載力，也對未來橋梁自身的通行以及發(fā)展起到了積極地推動(dòng)作用和價(jià)值。3.橫隔梁的內(nèi)力計(jì)算，這是保持整個(gè)橋梁自身的穩(wěn)定重要計(jì)算內(nèi)容以及數(shù)據(jù)之一。通過這一數(shù)據(jù)的計(jì)算，可以保證后續(xù)橋梁在外部因素的影響下，例如大風(fēng)、大魚等等惡劣條件下的穩(wěn)定性和可靠性。4.預(yù)應(yīng)力鋼筋估算及布置，基于各類計(jì)算，對最后的預(yù)應(yīng)力的鋼筋應(yīng)用情況以及其實(shí)際的作用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，提高了實(shí)際應(yīng)用效能。2設(shè)計(jì)的原理2.1橋梁的分類1.根據(jù)其使用情況進(jìn)行分類：①鐵路橋梁②公路橋梁③公共、鐵路雙用橋梁④人行天橋，云水橋和其他特殊橋梁2.根據(jù)橋長進(jìn)行分類：①小橋20m以下為小橋②中橋20~100m為中橋③長橋100~1000m為長橋④超橋1000m以上為超橋3.根據(jù)橋梁的強(qiáng)度特點(diǎn)分類：①梁橋②拱橋③懸索橋④剛架橋⑤復(fù)合橋4.我們的設(shè)計(jì)根據(jù)所用材料進(jìn)行分類：①鋼筋混凝土橋以鋼筋混凝土為主要建筑材料的橋梁，只出現(xiàn)在19世紀(jì)后半葉，但發(fā)展迅速，一百多年來，鋼筋混凝土橋梁已大規(guī)模應(yīng)用，尤其是中小型跨越國內(nèi)外中小河谷大規(guī)模使用鋼筋混凝土橋梁，在水利工程中進(jìn)行橋梁工程，上部結(jié)構(gòu)中的橋面板主要由局部澆筑或制作的鋼筋混凝土板構(gòu)成。②預(yù)應(yīng)力混凝土橋預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁又稱預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁，橋梁跨度采用預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁?；诖?，能夠保證在后續(xù)施工過程中不會(huì)由于拉伸而造成的裂縫。同時(shí)，裂縫控制在允許寬度范圍內(nèi)（稱為部分預(yù)應(yīng)力混凝土）。③圬工橋這一橋梁的建設(shè)過程中，主要是通過磚石和混凝土材料的結(jié)合，由此也就意味著則以類型的橋梁在設(shè)計(jì)過程總，與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，該材料方便且價(jià)格低廉，節(jié)省了水泥和鋼材。一般來說，不使用模具，所以你可以節(jié)省木材。另外，它具有優(yōu)異的耐用性，較少的維護(hù)工時(shí)，優(yōu)異的抗沖擊性和較小的振動(dòng)。然而，它也有缺陷，即自給自足，強(qiáng)度低，橫截面尺寸大，石材工作量大，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。所有用混凝土和抗壓強(qiáng)度較好的梁橋和抗拉強(qiáng)度較高的鋼筋統(tǒng)稱為“鋼筋混凝土橋梁”，鋼筋混凝土橋梁是最重要的建筑材料，它只出現(xiàn)在19世紀(jì)下半葉，但是，鋼筋混凝土橋梁已大規(guī)模應(yīng)用了一百多年，特別是中小跨度，鋼筋混凝土橋梁在國內(nèi)外中小型河谷中得到了大規(guī)模的應(yīng)用。在水利工程中從事橋梁工作，上層建筑中的橋面板主要由局部澆筑或制造的鋼筋混凝土板組成。2.2橋梁的設(shè)計(jì)原理在本次設(shè)計(jì)中，采用的方法主要包括：1.偏心壓力法2.杠桿原理法等?；谶@些方法，能夠更好地保證后續(xù)橋梁設(shè)計(jì)的合理性、穩(wěn)定性以及安全性。3設(shè)計(jì)資料及構(gòu)造布置3.1設(shè)計(jì)資料遼寧阜新細(xì)河大橋大橋全長180，為六孔預(yù)應(yīng)力混凝土簡直梁橋，每孔長30，兩側(cè)人行道2m，行車道寬9，橋面寬為13。3.1.1橋梁跨徑和橋?qū)挊?biāo)準(zhǔn)跨徑：30（墩中心距離）主梁全長：伸縮縫采用4預(yù)制梁長29.96計(jì)算跨徑：29.10（支座中心距離）橋面凈空：凈9附22人行道3.1.2計(jì)算荷載在整體的荷載計(jì)算方面，主要是對其各個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以保證后續(xù)實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，能夠滿足后續(xù)的通行需求。驗(yàn)算荷載:掛-120計(jì)算荷載：汽-超20級，人群荷載3kN/m3.1.3材料和工藝在本次設(shè)計(jì)中，對于材料以及工藝的考慮也是多元化的，要充分考慮功能性的同時(shí)，也要考慮其經(jīng)濟(jì)性以及后續(xù)的維護(hù)成本等等。由此，主要是采用40混凝土、低松弛鋼絞線和Ⅱ級鋼筋。3.1.4設(shè)計(jì)的依據(jù)本次設(shè)計(jì)中，依據(jù)的規(guī)范包括：1.《橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》2.《公路及道路通行規(guī)范》3.2結(jié)構(gòu)布置3.2.1橫截面布置2cm工作縫），整個(gè)橫橋向共片主梁，設(shè)計(jì)主梁寬均為2m。2.橫隔板間距：在本次設(shè)計(jì)中，考慮到其后續(xù)最大承載力以及可能面對的外部惡劣條件以及一系列的因素，橋跨中點(diǎn)、四分點(diǎn)和梁端共設(shè)置5片橫隔梁，間距為7.25m。3.主梁高度：同樣是考慮到整體涉及到美觀度以及其后續(xù)的實(shí)際承載力等等多方面的因素，本設(shè)計(jì)取2m。4.梁肋：根據(jù)抗剪強(qiáng)度需要和施工振搗的需要（一般取在15-25cm16cm，在兩段一個(gè)橫隔板間距內(nèi)腹板中部按直線加厚至馬蹄寬40cm。橋面的鋪裝：采取厚度為6cm瀝青混凝土，坡度有蓋梁找平。橋梁橫斷面:具體尺寸見下圖3-1圖3-1橫剖圖（單位：）Fig.3-1Wangplanspost-mortemunits（）3.2.2主梁截面尺寸初步設(shè)計(jì)主梁截面尺寸，見圖3-2所示。圖3-2預(yù)制梁跨中截面尺寸（單位：）Fig.3-2Prefabricatedbeaminthecross-sectionsizeunits（）3.3橫隔梁的布置橫隔梁的布置具體見圖3-3所示。圖3-3縱剖圖（單位：）Fig.3-3Apost-mortemplanslongitudinalunits（）主梁截面幾何特性計(jì)算公式：毛截面面積：各分塊面積對上緣的面積矩：毛截面重心至梁頂?shù)木嚯x：毛截面慣性矩計(jì)算移軸公式：式中分塊面積對表面形心慣性矩表3-2跨中截面幾何特性計(jì)算表Tab3-2Cross-sectionofthegeometryofcomputation分塊名稱分塊面積（）分塊面積形心至上緣距離（）分塊面積對上緣靜矩（）分塊面積自身慣矩分塊面積對表面形心慣矩（1）（2）（3）=（1）（2）（4）（5）（6）（7）=（4）+（6）翼板1904476161015565.10180694198079574三角承托133212159841065657.10143430184353674腹板2624902361605881259-20.89911460807027339下三角144168241921152-98.8991408466140918馬蹄112018620832073173-116.89915305221153783947124492272上核心距下核心距 截面效率指標(biāo)根據(jù)規(guī)定可以得到ρ>0.5所以此截面合格4主梁內(nèi)力計(jì)算4.1恒荷載內(nèi)力計(jì)算對于現(xiàn)有的恒荷載內(nèi)力就散，考慮到整體橋梁在后續(xù)實(shí)際實(shí)施以及建設(shè)過程中可能面臨的問題和不足。同時(shí)，為了能夠便于進(jìn)行計(jì)算，就現(xiàn)有的所有橋梁上的人以及設(shè)施都是均勻分布。如圖4-2所示圖4-2恒載內(nèi)力計(jì)算圖式Fig.4-2ConstantinternalforcesarecalculatedSchema式中：L——簡支梁的計(jì)算跨徑X——計(jì)算截面到支點(diǎn)的距離4.1.1計(jì)算恒載集度主梁：橫隔梁：對于邊主梁：對于中主梁：橋面鋪裝層：欄桿和人行道：作用于邊主梁的全部恒載集度為：作用于中主梁的全部恒載集度為：4.1.2恒載內(nèi)力計(jì)算邊主梁恒載內(nèi)力：x=0時(shí)：Q=g=134.34M=0x=時(shí)：Q=67.17M==25.19x=時(shí)：Q=0M==978中主梁恒載內(nèi)力：x=0時(shí)：Q=M=0x=時(shí)：=x=時(shí)：Q=04.2活荷載內(nèi)力計(jì)算主梁活荷載內(nèi)力來源主要是汽車荷載和人群荷載其主要是基于現(xiàn)有的分布系數(shù)以及整體的荷載影響力進(jìn)行剖析和解讀，將荷載乘以橫向分布系數(shù)，從而真正得出具體的何在內(nèi)力。計(jì)算公式為：式中：—彎矩或剪力影響線的面積。—車道荷載的的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值；—車道荷載的集中荷載對應(yīng)的內(nèi)力影響線最大峰值；—車道荷載的集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值；—跨中荷載橫向分布系數(shù)；—多車道橋涵的汽車荷載折減系數(shù)；—汽車荷載的沖擊系數(shù)；—所求截面活載內(nèi)力；簡支梁支點(diǎn)截面最大剪力的計(jì)算公式為：式中：—變化區(qū)段附加三角形重心處的影響線坐標(biāo)?！奢d橫向分布系數(shù)變化區(qū)段的長度；—支點(diǎn)截面荷載橫向分布系數(shù)；—支點(diǎn)截面活載內(nèi)力；支點(diǎn)處時(shí)求1梁和2梁的橫向分布系數(shù)如圖4-3所示圖4-3按杠桿原理計(jì)算分布系數(shù)圖式（單位：）Fig.4—3TheprincipleofleveragedistributioncoefficientcalculatedSchemaunits（）1號梁的荷載橫向分布系數(shù)為：汽車：掛車：人群載荷：2號梁的荷載橫向分布系數(shù)為：汽車：掛車：人群載荷：計(jì)算圖式如圖4-4所示圖4-4偏壓法計(jì)算橫向分布系數(shù)圖式（單位：）Fig.4-4BiasmethodhorizontaldistributioncoefficientSchemaunits（）1號主梁跨中截面的橫向分布系數(shù)本橋設(shè)計(jì)剛度強(qiáng)大的橫隔梁，且承重結(jié)構(gòu)的長寬比為：==2.4>2基于此，可以進(jìn)一步去分析整體的分布情況，了解整體的實(shí)際應(yīng)用情況，更好的為其后續(xù)的應(yīng)用以及分析提供更多的支持與幫助。其計(jì)算步驟如下：1)坐標(biāo)在實(shí)際應(yīng)用過程中，考慮到整體的荷載能力都是均勻分布，彼此之間是相等的。因此，在這一過程中，具體的數(shù)值為梁數(shù)n=5，梁間距2.4米，則:由此，可以看到坐標(biāo)值為：2）通過上述分析之后，可以了解到其分布下的實(shí)際位置的布局。因此，根據(jù)計(jì)算同時(shí)按最不利位置來布載，其結(jié)果如下：=2.00-1.7=0.3荷載橫向分布影響線的零點(diǎn)至1號梁位的距離為，可按比例關(guān)系得：并據(jù)此計(jì)算出對應(yīng)各荷載分點(diǎn)的影響線坐標(biāo)和3）計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)汽車系數(shù)為：掛車系數(shù)為：人群荷系數(shù)為：1號梁系數(shù)可見表4-1表4-1Tab4-1荷載類別汽—超200.6580.334人群0.6581.292活荷載內(nèi)力跨中截面內(nèi)力計(jì)算圖式如圖4-5所示圖4-5跨中截面內(nèi)力計(jì)算圖式（單位：）Fig.4-5Cross-sectionoftheinternalforcescalculatedSchemaunits（）對于人群荷載：=0.753=2.25==0.6582.2529.10=156.928相應(yīng)的剪力：Q=0相應(yīng)的彎矩為：=PAGE41PAGE40表4-2跨中截面車輛荷載內(nèi)力計(jì)算表Tab4-2Cross-sectionofthevehicleloadscomputationofinternalforces荷載類別汽車—超20掛車—1201.11931.00.6580.379最大彎矩及相應(yīng)剪力3012012014014070130300300300300—相應(yīng)相應(yīng)2731.6166.62771.76217.561號梁內(nèi)力值2011.8122.72719.782.5最大剪力及相應(yīng)彎矩合力30+2120+2140=5503004=1200—相應(yīng)相應(yīng)0.32744.76730.39015.6800180.072622.015468.1268161號梁內(nèi)力值132.61931.1177.42583.3圖4-6支點(diǎn)剪力計(jì)算圖式（單位:）Fig.4-6FulcrumshearcalculationSchemaunits（）表4-31號梁支點(diǎn)最大剪力計(jì)算表Tab4-3Onthe1stbeamshearcomputationofthelargeststronghold荷載類別汽—超20掛—1201.11931.030120120140140701303003003003001.00.89700.84890.60850.56040.21700.07970.85990.8187068130.64010.3340.4680.5300.6580.2720.3120.379=267.4()220.4人群4.3主梁內(nèi)力組合表4-4主梁內(nèi)力組合Tab4-4Mainbeamcombinationofinternalforces截面內(nèi)力名稱荷載內(nèi)力跨中截面支點(diǎn)截面相應(yīng)相應(yīng)恒載eq\o\ac(○,1)9780134.340134.34人群載荷eq\o\ac(○,2)156.905.4783526.3汽車—超20eq\o\ac(○,3)2011.8122.7132.61931.1267.4掛車—120eq\o\ac(○,4)2719.782.5177.42583.3220.4人+汽eq\o\ac(○,5)2168.7122.7138.02583.3220.4使用內(nèi)力荷載組合I(拉+汽+人)eq\o\ac(○,6)3146.7122.7272.342009.6428.0Ⅲ（拉+掛）eq\o\ac(○,7)3697.782.5311.72583.3354.7eq\o\ac(○,3)/eq\o\ac(○,6)eq\o\ac(○,8)0.641.000.571.000.62提高段（%）eq\o\ac(○,9)50053eq\o\ac(○,4)/eq\o\ac(○,7)eq\o\ac(○,10)0.741.000.571.000.62提高段（%）eq\o\ac(○,11)20022強(qiáng)度計(jì)算荷載效應(yīng)荷載組合I（1+）[1.2恒+1.4（汽+人）eq\o\ac(○,12)4420.3171.8354.42954.1589.6荷載組合Ⅲ（1+）（1.2恒+1.1掛）eq\o\ac(○,13)4248.690.75356.32898.5411.75行車道板內(nèi)力計(jì)算對于當(dāng)下的行車道板內(nèi)力計(jì)算而言，其本身需要通過多個(gè)層次的計(jì)算，去更好的保證后續(xù)計(jì)算的可靠性以及合理性。并且，在現(xiàn)有的分析中，一般都是采用彎矩控制來設(shè)計(jì)。因而，在本次設(shè)計(jì)中也考慮到這一因素，從而尋求合理的計(jì)算以及應(yīng)用。由此，更好的保證后續(xù)的實(shí)際設(shè)計(jì)的應(yīng)用價(jià)值。5.1恒載內(nèi)力計(jì)算按縱向1m寬的板條來計(jì)算1）每延米板上的恒荷載瀝青混凝土： 蓋梁混凝土：自重：合計(jì)：g=6.522）恒載產(chǎn)生的內(nèi)力彎矩：剪力：5.2活荷載內(nèi)力計(jì)算活載內(nèi)力汽車—超20級；其主要是考慮到現(xiàn)有應(yīng)用情況以及其車輪的荷載能力。輪壓分布寬度如圖5-1所示圖5-1汽車—超20計(jì)算圖式（單位：）Fig.5-1cars-super-computingplans-20units（）按“橋規(guī)”第2.3.1條表2.3.1后車輪著地寬度及長度為：順行車方向輪壓分布寬度：垂直行車方向輪壓分布寬度；荷載作用與懸臂根部后部分有效分布寬度：單輪時(shí)：由于沖擊系數(shù)：作用與每米寬板條上的彎矩為：作用于每米寬板上的剪力為：掛—120車輪在板上布置如圖5-2所示圖5-2掛車—120計(jì)算圖式（單位：）Fig.5-2trailer-120calculationSchemaunits（）按“橋規(guī)”第2.3.5條表2.3.5，車輪著地寬與長度為：鉸鏈處縱向2個(gè)車輪對于懸臂根部的有效分布寬度為：懸臂根部處的車輪部分輪壓作用：輪壓面上的荷載對懸臂根部的有效寬度為：最后可得懸臂根部每米板寬的彎矩：作用在每米板條上的剪力為：5.3行車道板內(nèi)力組合1）承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合（用于驗(yàn)算強(qiáng)度）組合Ⅰ：組合Ⅲ：所以行車道板的設(shè)計(jì)內(nèi)力為：(由汽車—超20級控制)（由掛車—120控制）2）正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合，（用于驗(yàn)算應(yīng)力和裂縫）組合Ⅰ：組合Ⅲ：6橫隔梁內(nèi)力計(jì)算在現(xiàn)有的實(shí)際鋼筋混凝土的設(shè)計(jì)以及考慮中，顯然需要的是多元化的內(nèi)容考慮。通過地不同的預(yù)應(yīng)力的計(jì)算，才能夠最終得出合理的計(jì)算結(jié)果。對于現(xiàn)有的橋梁設(shè)計(jì)以及其實(shí)際價(jià)值的計(jì)算而言，橫隔梁內(nèi)力是非常重要的因素。其本身的計(jì)算，可以更好的保證后續(xù)實(shí)際橋梁的穩(wěn)定性與合理性。在設(shè)計(jì)時(shí)，可以偏安全地用中橫隔梁的設(shè)計(jì)來代表所有其他橫隔梁的設(shè)計(jì)，只需按求出的中橫隔梁的剪力和彎矩進(jìn)行配筋和強(qiáng)度驗(yàn)算即可。橫隔梁內(nèi)力計(jì)算公式為：式中：—橫隔梁內(nèi)力影響線豎標(biāo)；—橫隔梁的計(jì)算荷載；，通?？山频厝∮弥髁旱臎_擊系數(shù)和值偏心壓力法其主要是考慮到不同的外部因素的應(yīng)用，通過不同的平衡點(diǎn)以及具體的各個(gè)主梁上的多跨彈性情況進(jìn)行探討，從而讓其能夠滿足后續(xù)的設(shè)計(jì)以及計(jì)算的便捷性。具體如圖6-1所示，由此無疑可以非常便捷的進(jìn)行計(jì)算以及求解，更好的為后續(xù)的橋梁設(shè)計(jì)提供積極的支持自己幫助。圖6-1橫隔梁計(jì)算圖示Fig.6-1WangLiangcalculatedatIcon考慮到現(xiàn)有的橫隔梁的彎矩其本身是隨著距離的變化而不斷增加的。因此，在實(shí)際求解過程中，并不需要去考慮不同區(qū)域的，僅僅是考慮最大承載力的區(qū)域，由此也就可以保證后續(xù)實(shí)際承載效能，提高實(shí)際應(yīng)用效果。一般可以只求eq\o\ac(○,1)橫隔梁和eq\o\ac(○,2)號與eq\o\ac(○,3)號主梁之間截面的彎矩，以及eq\o\ac(○,1)號主梁右側(cè)和eq\o\ac(○,2)號主梁右側(cè)等截面的剪力。這樣也就可以保證其實(shí)際的剪力的作用，大大減少了后續(xù)實(shí)際設(shè)計(jì)以及應(yīng)用過程中的繁復(fù)性。6.1確定作用在中橫隔梁上的計(jì)算荷載對于跨中橫隔梁的最不利荷載布置如圖6-2所示圖6-2跨中截面橫隔梁的受載圖式（單位：）Fig.6-2Cross-sectionofthehorizontalbeamattheset-mapunits（）縱向一列車輪對于中橫隔梁的計(jì)算荷載為汽車—超20級：掛車—120：6.2繪制中橫隔梁的內(nèi)力影響線1.求解1號2號3號梁的荷載橫向分布影響線豎坐標(biāo)值如圖6-3a所示則Mr的影響線豎標(biāo)可計(jì)算如下：p=1作用在1號梁軸上時(shí)p=1作用在5號梁軸上時(shí)=×1.5d+×0.5dp=1作用在3號梁軸上時(shí)(=0.20)=×1.5d+×0.5d=0.20×1.5×2.4+0.20×0.5×2.4=0.72+0.24=0.96的影響線如圖6-3b所示：圖6-3中橫隔梁內(nèi)力影響線（單位：）Fig.6-3WangLiangattheimpactofinternalforcesunits（）6.3繪制剪力影響線對于1號主梁處截面的影響線可計(jì)算如下：P=1作用在計(jì)算截面以右時(shí)：=即=P=1作用在計(jì)算截面以左時(shí)：=-1即=-1繪出影響線如圖6-3c所示6.4截面內(nèi)力計(jì)算彎距汽車—超20級：=1.119×1×126.1×（1.38+0.75）=300.6掛車—120：==246.4×(0.79+1.38+1.06+0.75)=980.7剪力汽車—超20級：=（1+）=1.119×1×126.1×(0.50+0.35+0.25+0.10)=169.3掛車—120：==246.4×(0.45+0.375+0.30+0.225)=332.66.5橫隔梁內(nèi)力組合1）承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合（用于驗(yàn)算強(qiáng)度）組合：=0+1.4×300.6=420.8=0+1.4169.3=237.0組合：=0+1.1980.71.03=1111.1=0+1.1332.61.03=376.8可見M由組合控制設(shè)計(jì)，Q由組合控制設(shè)計(jì)2）正常使用極限狀態(tài)內(nèi)力組合（用于驗(yàn)算應(yīng)力和裂縫）組合：=0+300.6=300.6=0+169.3=169.3組合：=0+980.7=980.7=0+332.6=332.67預(yù)應(yīng)力鋼筋估算及其布置7.1截面預(yù)應(yīng)力鋼筋估算7.1.1按使用階段的應(yīng)力要求估算鋼束數(shù)式中：M—使用荷載產(chǎn)生的跨中彎矩—與荷載有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，對于汽—超20，取0.51；對于掛—120，則取=0.565—一根7的鋼束截面積即==1.8130.899=40.899初估=17,則鋼束偏心=-=130.899-17=113.8991）對（恒+汽+人）荷載組合：2）對（恒+掛）荷載組合7.1.2按承載能力極限狀態(tài)估算鋼束數(shù)式中：—徑向載荷后并提高后的跨中計(jì)算彎矩—根據(jù)不同荷載而定：汽—超20：=0.78；掛車—120=0.76;—主梁有效高度，即=2.00-0.17=1.831）對于荷載組合Ⅰ2）對于荷載組合Ⅲ為方便鋼束布置和施工，各主梁統(tǒng)一確定為16束7.2預(yù)應(yīng)力鋼束布置確定跨中及跨中錨固端截面的鋼束位置1）對于跨中截面，在保證布置與六車道構(gòu)造要求的前提下，盡可能使鋼束群重心的偏心距大些。細(xì)部構(gòu)造如圖7-1所示。根據(jù)“公預(yù)規(guī)”第6，2，26等規(guī)定2）為了方便張拉操作，在本次設(shè)計(jì)中進(jìn)行了一定的簡單處理，以保證后續(xù)處理以及計(jì)算的合理性和可靠性。鋼束布置如圖7-2所示鋼束群重心至梁底距離為：=70.625圖7-1跨中截面Fig.7-1Inthecross-section圖7-2錨固截面Fig.7-2