拱橋畢業(yè)設(shè)計說明書

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本橋位于滬蓉國道主干線湖北省宜昌至恩施段K29+245處，跨越佑溪，溝寬約110m。河道與路線正交，河床穩(wěn)定，河道順直，平時溝內(nèi)水量較少，溝底較深，比降較大，泄洪順暢。</p><p>　　設(shè)計主要分為橋型方案比較和推薦方案設(shè)計，橋型方案中擬定了三個比選方案，方案一為混凝土簡支梁橋，方案二為預(yù)應(yīng)力混凝

2、土箱形連續(xù)梁橋。方案三為上承式混凝土箱形拱橋。通過方案比選，最終選用方案三：上承式混凝土箱形拱橋，跨徑組成為凈跨徑64m拱跨和兩邊各一跨8m簡支板引橋跨。</p><p>　　橋梁全長89.28m，橋面凈空為外側(cè)0.5m鋼筋混凝土防撞護欄＋橋面寬凈11.0m ＋ 0.75m波形鋼板防撞護欄，橋面橫坡2%。本橋上部為空腹式，下部為重力式實體橋臺，引橋采用輕型橋臺和柱式橋墩。</p><p>

3、　　結(jié)構(gòu)計算主要針對上部結(jié)構(gòu)蓋梁、立柱、拱箱，下部結(jié)構(gòu)橋臺進行了細部尺寸擬定、內(nèi)力計算、配筋計算、截面驗算。橋梁下部結(jié)構(gòu)為重力式墩，基礎(chǔ)采用剛性擴大基礎(chǔ)。本設(shè)計僅對1號橋墩進行了強度及穩(wěn)定性驗算。</p><p>　　關(guān)鍵詞：拱軸系數(shù)；箱形拱肋；主拱圈內(nèi)力組合；截面強度； 剛性擴大基礎(chǔ)。 </p><p><b>　　Abstract</b></p>&

4、lt;p>　　According to the graduation project task paper of the bridge engineering graduates,this bridge is located in section K249+245 of the HuRong national highway in Hubei from yichang to enshi,which crossing the cre

5、ek youxi.The riverway is orthogonal with the road and is very deep with little river water at ordinary times. Bottom of trench is more depth with much gradient, and flood discharge smoothly.</p><p>　　The de

6、sign maily focus on the comparison between the project style of the bridge and the design of the recommended style. There are three alternatives on the bridge style,the fist one is a concrete simple beam bridge,the secon

7、d is a prestressed concrete continuous girder bridge box,and the third one is a open spandrel top-bear arch bridge. Through comparing the three projects,and the third one is the best.The bridge has a net span across 64m

8、arch and an 8m simply supported slab by every side.</p><p>　　The bridge is 89.28m at length,with a 0.5m reinforced concrete impact-proof guard railing by the outboard, a net width 11m and a 0.75m waveform im

9、pact-proof guardrail and a 2% deck transverse slope.</p><p>　　The upper of the bridge is empty arch and the below is gravity type abutment entities.The approach bridge has a light the abutment and pillar typ

10、e pier.The structural calculation are mainly aimed at the detail sizes,internal forces,reinforcement and cross section area on the upper capping beam structure,upright column,arch box and the below structure of the bridg

11、e abutment.This bridge adopts the gravity type pier and rigid expanding structure in lower foundation. In this article, take the streng</p><p>　　Key words: arch axis coefficient;arch rib; internal force; int

12、ernal force combination; rigidity of section; rigid expanding foundation</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p>

13、;　　第一章 結(jié)構(gòu)設(shè)計方案1</p><p>　　1.1 設(shè)計資料1</p><p>　　1.1.1 橋梁名稱1</p><p>　　1.1.2 基本資料1</p><p>　　1.1.3 設(shè)計標準2</p><p>　　1.2 方案比選2</p><p>　　1.2.1 方案一：簡

14、支梁橋2</p><p>　　1.2.2 方案二：等截面小箱形連續(xù)梁橋3</p><p>　　1.2.3 方案三：鋼筋混凝土箱形拱橋4</p><p>　　1.3 方案選擇5</p><p>　　第二章 推薦方案橋梁上部結(jié)構(gòu)尺寸擬定6</p><p>　　2.1 方案簡介及上部結(jié)構(gòu)尺寸擬定6</p&g

15、t;<p>　　2.1.1 拱肋6</p><p>　　2.1.2 蓋梁與腹孔墩6</p><p>　　2.1.3 橫隔板6</p><p>　　2.1.4 橋面板及橋面鋪裝6</p><p>　　2.1.5 排水設(shè)施6</p><p>　　2.2 主要材料6</p><p

16、>　　2.3 橋梁設(shè)計荷載7</p><p>　　第三章 蓋梁計算8</p><p>　　3.1 上部結(jié)構(gòu)恒載計算8</p><p>　　3.1.1 橋面鋪裝及空心板計算8</p><p>　　3.1.2 恒載內(nèi)力計算11</p><p>　　3.2 活載計算15</p><p&g

17、t;　　3.2.1 活載橫向分布系數(shù)計算15</p><p>　　3.2.2 按順橋向可變荷載移動情況求支座反力20</p><p>　　3.2.3 可變荷載橫向分布后各梁支點反力21</p><p>　　3.2.4 各梁恒載、可變荷載反力組合24</p><p>　　3.2.5 三柱式反力Gi計算26</p><

18、;p>　　3.3 內(nèi)力計算27</p><p>　　3.3.1 各截面的彎矩27</p><p>　　3.3.2 相當于最大彎矩時的剪力28</p><p>　　3.3.3 相當于最大彎矩時的剪力組合29</p><p>　　3.3.4 蓋梁內(nèi)力匯總30</p><p>　　3.4 截面配筋設(shè)計與承載能

19、力校核31</p><p>　　3.4.1 正截面抗彎承載能力驗算31</p><p>　　3.4.2 腹筋及箍筋設(shè)計33</p><p>　　3.4.3 斜截面抗剪承載能力驗算35</p><p>　　3.4.4 全梁承載能力校核37</p><p>　　3.4.5 裂縫驗算38</p>&

20、lt;p>　　3.4.6 撓度驗算38</p><p>　　第四章 腹孔墩立柱計算39</p><p>　　4.1 恒荷載計算39</p><p>　　4.2 活荷載計算39</p><p>　　4.2.1 汽車荷載計算39</p><p>　　4.2.2 風(fēng)荷載計算40</p><

21、;p>　　4.3 荷載組合41</p><p>　　4.3.1 最大、最小垂直反力42</p><p>　　4.3.2 最大彎矩42</p><p>　　4.4 截面配筋計算及應(yīng)力驗算43</p><p>　　4.4.1 作用于墩柱頂?shù)耐饬?3</p><p>　　4.4.2 作用于墩柱底的外力43&

22、lt;/p><p>　　4.4.3 截面配筋計算43</p><p>　　第五章 主拱圈內(nèi)力計算46</p><p>　　5.1 主拱截面尺寸的確定46</p><p>　　5.1.1 主拱尺寸和材料46</p><p>　　5.1.2 主拱截面尺寸擬定46</p><p>　　5.2 拱

23、軸系數(shù)的確定47</p><p>　　5.2.1 主拱圈截面特性計算47</p><p>　　5.2.2 主拱圈立面布置中的計算47</p><p>　　5.3 主拱圈截面內(nèi)力計算49</p><p>　　5.3.1 按無矩法計算不計彈性壓縮恒載水平推力49</p><p>　　5.3.2 拱圈彈性中心及彈性

24、壓縮系數(shù)49</p><p>　　5.3.3 彈性壓縮引起的恒載內(nèi)力50</p><p>　　5.3.4 壓力線偏離拱軸線引起的內(nèi)力50</p><p>　　5.3.5 恒載內(nèi)力56</p><p>　　5.3.6 活載內(nèi)力56</p><p>　　5.3.7 不計彈性壓縮的活載內(nèi)力57</p>

25、<p>　　5.3.8 計入彈性壓縮的活載內(nèi)力57</p><p>　　5.3.9 溫度變化引起的內(nèi)力62</p><p>　　5.3.10 混凝土收縮內(nèi)力63</p><p>　　5.4 荷載組合65</p><p>　　5.4.1 計入荷載安全系數(shù)的荷載效應(yīng)65</p><p>　　5.4.

26、2 荷載組合68</p><p>　　5.5 主拱圈強度驗算68</p><p>　　5.5.1 拱圈強度驗算68</p><p>　　5.5.2 拱圈截面合力偏心距驗算69</p><p>　　5.5.3 拱腳截面直接抗剪驗算69</p><p>　　5.5.4 拱的整體“強度—穩(wěn)定性”驗算72</

27、p><p>　　5.5.5 橫向穩(wěn)定性驗算73</p><p>　　第六章 橋墩及基礎(chǔ)計算74</p><p>　　6.1 橋臺尺寸擬定74</p><p>　　6.2 荷載計算75</p><p>　　6.2.1 橋墩以上恒荷載計算75</p><p>　　6.2.2 活載內(nèi)力計算79

28、</p><p>　　6.2.3 內(nèi)力組合80</p><p>　　6.3 正截面強度驗算85</p><p>　　6.3.1 墩身截面受壓承載能力驗算驗算85</p><p>　　6.3.2 墩身截面合力偏心矩驗算86</p><p>　　6.4 基底應(yīng)力及偏心距驗算86</p><p&

29、gt;　　6.4.1 地基承載能力驗算86</p><p>　　6.4.2 基底偏心距驗算88</p><p>　　6.5 墩臺穩(wěn)定性驗算88</p><p>　　6.5.1 抗傾覆穩(wěn)定性驗算88</p><p>　　6.5.2 抗滑動穩(wěn)定性驗算89</p><p>　　第七章 施工方案91</p&g

30、t;<p>　　7.1 施工準備91</p><p>　　7.2 施工方法91</p><p>　　7.3 設(shè)備組成部分91</p><p>　　7.4 主要機具91</p><p>　　7.4.1 主要機械名稱91</p><p>　　7.4.2 主要機具介紹91</p>&l

31、t;p>　　7.5 施工步驟92</p><p>　　7.5.1 橋位放樣92</p><p>　　7.5.2 基礎(chǔ)施工92</p><p>　　7.5.3 墩臺施工92</p><p>　　7.5.4 主拱圈施工92</p><p>　　7.6 拱上建筑施工94</p><p&g

32、t;　　7.6.1 墩柱蓋梁94</p><p>　　7.6.2 橋面系工程94</p><p><b>　　參考文獻95</b></p><p><b>　　致謝104 </b></p><p><b>　　結(jié)構(gòu)設(shè)計方案</b></p><p&g

33、t;<b>　　設(shè)計資料</b></p><p><b>　　橋梁名稱</b></p><p>　　滬蓉高速公路佑溪橋。</p><p><b>　　基本資料</b></p><p><b>　　1 橋位概況</b></p><p>

34、;　　本橋位于滬蓉國道主干線湖北省宜昌至恩施段K29+240處，跨越佑溪。河道與路線正交，河床穩(wěn)定，河道順直，平時溝內(nèi)水量較少，溝底較深，比降較大，泄洪順暢，設(shè)計水位：210.17m，一般沖刷線：203.08m；本橋線性為直線，與流水方向正交；橋址斷面、地質(zhì)情況及路線縱斷面資料見附圖；橋面橫坡采用2% 。</p><p>　　2 橋址斷面資料：橋址斷面特征點樁號及地面高程見表1.1。</p><

35、;p>　　表1.1 橋址斷面特征點樁號及地面高程</p><p>　　3 地質(zhì)資料：橋位處地質(zhì)鉆探資料見表1.2。</p><p>　　表1.2 地質(zhì)鉆探資料</p><p>　　4 水文資料：設(shè)計水位：210.17m；一般沖刷線：203.08m。</p><p>　　5 橋面橫坡：采用2%。</p><p>

36、<b>　　設(shè)計標準</b></p><p>　　1 公路等級：高速公路；</p><p><b>　　2 橋面凈空：</b></p><p>　　橫向布置采用分離式斷面；</p><p>　　半幅：外側(cè)0.5m鋼筋混凝土防撞護欄＋凈11.0m ＋ 內(nèi)側(cè)0.75m波形鋼板防撞護欄；左側(cè)邊緣距路線中心

37、線0.5m；</p><p>　　3 設(shè)計荷載：汽車荷載：公路－I級；</p><p>　　4 設(shè)計洪水頻率：1/100；</p><p><b>　　5 通航要求：無；</b></p><p>　　6 抗震烈度：7度。</p><p><b>　　方案比選</b></

38、p><p><b>　　方案一：簡支梁橋</b></p><p>　　1 孔徑布置：3×30，橋梁全長90m，其橋型布置見圖1.1。</p><p><b>　　2 上部結(jié)構(gòu)構(gòu)造</b></p><p>　　（1）外側(cè)0.5m鋼筋混凝土防撞護欄＋橋面凈寬11.0m ＋ 0.75m波形鋼板防撞護

39、欄，橋面橫坡2%。</p><p>　?。?）主梁：邊跨和中跨高均為2m，T形梁。</p><p>　?。?）橫隔梁：梁高1.75m。 </p><p>　　圖1.1 立面圖（尺寸單位：cm）</p><p>　　3 下部構(gòu)造：采用柱式橋墩，柱式橋臺。</p><p>　　4 施工方法及優(yōu)缺點</p>&

40、lt;p>　　簡支梁橋是目前我國農(nóng)村公路建設(shè)中廣泛使用的一種橋梁結(jié)構(gòu)形式。簡支橋梁構(gòu)造簡單，施工方便，主要由上部結(jié)構(gòu)、支座系統(tǒng)、橋墩、橋臺和墩臺基礎(chǔ)等組成。簡支梁的主要施工方法有：預(yù)制安裝法和就地澆筑法。預(yù)制安裝法是在預(yù)制工廠或者在運輸方便的橋址附近設(shè)置預(yù)制場進行梁的成批預(yù)制，然后采用一定的架設(shè)方法進行安裝就位，其優(yōu)點有工期短、容易控制構(gòu)件的質(zhì)量和尺寸精度、降低工程成本、可減少混凝土收縮、徐變引起的變形等，但缺點是：需要大型的起吊

41、運輸設(shè)備和施工場地和梁體的整體工作性能就不如就地澆筑法。就地澆筑法是在橋位處搭設(shè)支架，作為工作平臺，然后在其上制作模板，并在模板中澆注梁體混凝土，待混凝土達到強度后拆除模板、支架。這種方法適用于兩岸橋墩不太高的引橋和城市高架橋，或靠岸邊水不太深且無通航要求的小跨徑橋梁，優(yōu)點：不需大型的吊裝設(shè)備和專門的預(yù)制場地、結(jié)構(gòu)的整體性能好，缺點：工期長、施工質(zhì)量不容易控制、成本較高等。</p><p><b>　　

42、5 美觀方面</b></p><p>　　其構(gòu)造比較單一，所以其美觀性、新穎性比較差。</p><p><b>　　6 行車舒適方面</b></p><p>　　相鄰兩跨間存在異向轉(zhuǎn)角，路面有折角，影響行車平順。</p><p>　　方案二：等截面小箱形連續(xù)梁橋</p><p>　　1

43、 孔徑布置：25m+40m+25m，其橋型布置見圖1.2。</p><p>　　圖1.2 立面圖（尺寸單位：cm）</p><p><b>　　2 上部結(jié)構(gòu)構(gòu)造</b></p><p>　?。?）外側(cè)0.5m鋼筋混凝土防撞護欄＋橋面凈寬11.0m ＋ 0.75m波形鋼板防撞護欄，橋面橫坡2%。</p><p>　　（2）

44、主梁:采用預(yù)應(yīng)力混凝土（后張）連續(xù)小箱梁。 </p><p><b>　　3 下部結(jié)構(gòu)構(gòu)造</b></p><p>　　采用柱式墩，墩臺采用樁基礎(chǔ)。</p><p>　　4 施工方法及優(yōu)缺點</p><p>　　連續(xù)梁橋梁彎矩分布比較均勻，梁的撓度也小，可節(jié)約材料，增大跨徑 ，但因本橋較高，采用全支架施工比較困難，無支架

45、施工時也需要兩套設(shè)備吊裝，施工進度比較慢。</p><p><b>　　5 美觀方面</b></p><p>　　結(jié)構(gòu)形式單一，與環(huán)境的協(xié)調(diào)性較差。</p><p><b>　　6 行車舒適方面</b></p><p>　　主梁變形曲線平緩，橋面伸縮縫少，行車舒適。</p><p

46、>　　方案三：鋼筋混凝土箱形拱橋</p><p>　　1 孔徑布置：本方案為懸鏈線箱形拱橋，主拱凈跨徑64m，箱拱凈矢跨比1/8，橋全長89.28m。其橋型布置圖如圖1.3：</p><p><b>　　2 上部結(jié)構(gòu)構(gòu)造</b></p><p>　　圖1.3 立面圖（尺寸單位：cm）</p><p>　?。?）外側(cè)

47、0.5m鋼筋混凝土防撞護欄＋橋面凈寬11.0m ＋ 0.75m波形鋼板防撞護欄，橋面橫坡2%。</p><p>　　（2）主拱：采用箱形截面，截面高1.6m。</p><p>　　（3）橫隔板：在腹孔墩柱下面設(shè)置，板厚0.30m。</p><p>　?。?）橋面板：采用裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支空心板，厚度40cm，跨徑為796cm。</p><p&

48、gt;<b>　　3 下部結(jié)構(gòu)構(gòu)造</b></p><p>　　兩側(cè)采用薄壁輕型橋臺，主拱圈采用鋼筋混凝土實體橋臺，基礎(chǔ)為剛性擴大基礎(chǔ)。</p><p>　　4 施工方法及優(yōu)缺點</p><p>　　主拱肋采用無支架門柱式纜索吊裝，每個主拱肋縱向分為3段進行吊裝.箱間現(xiàn)澆鋼筋混凝土橫隔板組成整體箱，箱間橫向用鋼管作臨時連接，本方案主拱箱施工比較

49、復(fù)雜，組裝難度高，但構(gòu)件預(yù)制比較多，控制好可加快施工進度。優(yōu)點：具有較大的跨越能力，充分發(fā)揮圬工材料及其它抗壓材料的性能、構(gòu)造較簡單，受力明確簡潔；缺點：有水平推力的拱橋，對地基基礎(chǔ)要求較高、跨徑較大時，自重較大，對施工工藝等要求較高、建筑高度較高，對穩(wěn)定不利，設(shè)計中跨徑不是太大，基礎(chǔ)位于巖石內(nèi)，穩(wěn)定性較好。</p><p><b>　　5 美觀方面</b></p><p

50、>　　此種橋造型比較美觀，與環(huán)境的協(xié)調(diào)性較好。</p><p><b>　　方案選擇</b></p><p>　　從結(jié)構(gòu)形式看，三個方案可以分為梁式和拱式兩種類型。從受力的角度看，梁式橋是一種在豎向荷載作用下無水平反力的結(jié)構(gòu)，由于外力的作用方向與承重結(jié)構(gòu)的軸線接近垂直，故與同樣跨徑的其他結(jié)構(gòu)相比，主梁產(chǎn)生的彎矩最大。拱式橋的主要承重結(jié)構(gòu)是拱圈，這種結(jié)構(gòu)在豎向荷載

51、作用下，橋墩或橋臺將承受水平推力，這種水平推力將顯著抵消荷載所引起在拱圈內(nèi)的彎矩，因此與同跨徑的梁相比，拱的彎矩和變形要小得多從而跨越能力大。</p><p>　　總的來說，三個方案均符合要求，簡支梁橋構(gòu)造簡單，施工困難少，工期短，連續(xù)梁橋變形和緩，伸縮縫少，剛度大，行車平穩(wěn)，但施工工期長，施工困難。拱橋外形美觀，構(gòu)造簡單，能就地取材，能耐久，而且養(yǎng)護、維修費用少；但自重比較大，相應(yīng)的水平推力也較大。</p

52、><p>　　綜上所述，再結(jié)合地形，推薦方案三：上承式混凝土箱形拱橋。</p><p>　　推薦方案橋梁上部結(jié)構(gòu)尺寸擬定</p><p>　　方案簡介及上部結(jié)構(gòu)尺寸擬定</p><p>　　本設(shè)計方案采用三跨上承式混凝土等截面箱形肋拱結(jié)構(gòu)，橋下無通航要求，由于跨徑不是很大，故選用一跨，凈跨徑是：64m。橋面全寬12.25m，即外側(cè)0.5m鋼筋混凝

53、土防撞護欄+凈11.0m +內(nèi)側(cè)0.75m波形鋼板防撞護欄。橋面板采用空心板。支座采用板式橡膠支座。主拱圈采用箱形肋拱，橋墩采用混凝土墩，基礎(chǔ)因地基承載力較高（弱風(fēng)化炭質(zhì)白云巖），故采用明挖剛性擴大基礎(chǔ)。上部結(jié)構(gòu)采用滿堂架施工。</p><p><b>　　拱肋</b></p><p>　　拱肋采用混凝土箱形拱，拱肋高度按經(jīng)驗公式估算：取拱圈高度取h=1.6m=160

54、cm。</p><p><b>　　蓋梁與腹孔墩</b></p><p>　　蓋梁的截面尺寸為100cm×120cm，因蓋梁上直接搭設(shè)空心板，考慮防震要求，在蓋梁兩端設(shè)高20cm寬11cm的擋塊，擋塊與板之間預(yù)留2cm以便橋面板的安裝與調(diào)整。</p><p><b>　　橫隔板</b&

55、gt;</p><p>　　橫隔板從拱頂至拱腳方向設(shè)置，橫隔板厚0.16m。每3.38m設(shè)置一道（共7塊），全拱共設(shè)20道。</p><p><b>　　橋面板及橋面鋪裝</b></p><p>　　橋面板采用厚度為40cm的空心板，邊板寬度為1.125m，中板寬度為0.99m。</p><p>　　橋面的橫坡為2%，在

56、支座上放楔形墊塊形成橫坡。</p><p>　　橋面鋪裝選用平均厚度9cm的防水混凝土作鋪裝層，5cm厚的瀝青混凝土磨耗層。</p><p><b>　　排水設(shè)施</b></p><p>　　因橋長大于50m，橋面橫坡小于2%，需設(shè)置排水設(shè)施，橋面每隔8m設(shè)一個泄水管，交錯排列于行車道兩側(cè)。泄水管直徑10cm。泄水管口頂部采用鑄鐵格柵蓋板，其頂

57、面比周圍路面低5mm。</p><p><b>　　主要材料</b></p><p>　　箱形拱肋采用C40混凝土， 空心板、蓋梁采用C40混凝土，防撞墻、立柱采用C35混凝土，剛性擴展基礎(chǔ)采用C30混凝土，引橋輕型橋臺及主拱橋臺均采用C30混凝土。受力鋼筋采用R235級鋼筋</p><p>　　材料重度 瀝青混凝土：γ1=23kN/m3，&

58、lt;/p><p>　　鋼筋混凝土：γ2=25kN/m3，</p><p>　　混凝土： γ3=24kN/m3。</p><p><b>　　橋梁設(shè)計荷載</b></p><p><b>　　公路—I級汽車荷載</b></p><p>　　公路—I級汽車荷載包括車道荷載和車

59、輛荷載，其中，車道荷載由均布荷載和集中荷載組成，橋梁結(jié)構(gòu)的整體計算采用車道荷載，橋梁結(jié)構(gòu)的局部加載、橋臺和擋土墻壓力等的計算采用車輛荷載。</p><p><b>　　蓋梁計算</b></p><p><b>　　上部結(jié)構(gòu)恒載計算</b></p><p>　　橋面鋪裝及空心板計算</p><p>　

60、　1 橋面鋪裝層分攤到每一塊板上的重量：</p><p>　　瀝青混凝土面層 =0.05×1×23×8=9.2kN</p><p>　　防水混凝土鋪裝層 =0.09×1×24×8=18kN</p><p><b>　　2 空心板計算</b></p

61、><p>　　(1)空心板尺寸見下圖3.1和3.2，每塊空心板的寬度為99cm，空心板長為7.96m。</p><p>　　圖3.1 橋面板中板尺寸圖（尺寸單位：cm）</p><p>　　圖3.2 橋面板邊板尺寸圖（尺寸單位：cm）</p><p>　　(2)空心板毛截面面積:</p><p><b>　　(3

62、）空心板自重：</b></p><p><b>　　中板： </b></p><p><b>　　邊板： </b></p><p><b>　　（4）防撞墻：</b></p><p>　　1）防撞墻的尺寸見圖3.3</p><p>　　2）防

63、撞墻毛截面面積：</p><p>　　3）防撞墻自重（在8m的板跨內(nèi)）： </p><p>　　防撞墻均攤到橋面板上: </p><p>　　圖3.3 防撞墻尺寸(尺寸單位：cm)</p><p>　　(5）波形鋼板防撞護欄</p><p>　　波形護欄的質(zhì)量相對于混凝土可以忽略不計，故只算底座處混凝土的自重。<

64、;/p><p>　　1）波形鋼板防撞護欄的尺寸見圖3.4</p><p>　　圖3.4 防撞墻尺寸(尺寸單位：cm)</p><p>　　2）波形鋼板防撞護欄毛截面面積：</p><p>　　3）波形鋼板防撞護欄自重（在8m的板跨內(nèi)）：</p><p>　　防撞墻均攤到橋面板上: </p><p>

65、;<b>　　（6）鉸縫：</b></p><p>　　1)鉸接縫的尺寸如圖3.5</p><p>　　圖3.5 鉸接縫示意圖（尺寸單位：cm）</p><p><b>　　2）鉸縫的面積：</b></p><p><b>　　3）鉸縫重：</b></p><

66、;p>　　平攤到每一塊板上的自重為：</p><p>　　由于橋面板采用標準的預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，所以無須對其進行截面配筋計算。 </p><p>　　3 橋面鋪裝與空心板傳遞給蓋梁的力</p><p>　　（1）一塊中板傳給蓋梁的力</p><p>　?。?）一塊邊板傳給蓋梁的力</p><p>　　4 蓋梁自

67、重可分為兩部分：矩形和梯形荷載，見圖3.6。</p><p>　　圖3.6 蓋梁荷載布置圖</p><p><b>　　恒載內(nèi)力計算</b></p><p>　　1 蓋梁立柱支反力計算</p><p>　　腹孔上部結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土空心板，板的連接方式是企口混凝土鉸連接。由文獻【2】規(guī)定：鋼筋混凝土蓋梁，其跨高比時，蓋梁

68、可簡化為連續(xù)梁計算，一般構(gòu)造圖見圖3.7。</p><p>　　圖3.7 蓋梁一般構(gòu)造圖（單位：cm）</p><p>　　蓋梁結(jié)構(gòu)自重如圖3.8所示，將蓋梁自重簡化為圖3.9所示，現(xiàn)利用力法計算其作用效應(yīng)，做圖和圖如圖3.10所示。</p><p>　　圖3.8 蓋梁結(jié)構(gòu)自重圖（單位：m）</p><p>　　圖3.9 簡化后蓋梁自重作用情

69、況圖（單位：m）</p><p><b>　　蓋梁自重簡化計算：</b></p><p><b>　　集中力</b></p><p><b>　　彎矩 </b></p><p><b>　　圖3.10 彎矩圖</b></p><p>

70、;<b>　　蓋梁慣性矩</b></p><p>　　C30混凝土的彈性模量</p><p><b>　　由得 </b></p><p>　　由豎向力平衡可求的三個支撐反力分別為：</p><p>　　2.蓋梁自重及產(chǎn)生的彎矩、剪力計算（取蓋梁的一半計算）</p><p>

71、　　蓋梁截面劃分情況見圖3.11</p><p>　　蓋梁自重及產(chǎn)生的彎矩、剪力計算如下表3.1</p><p>　　圖3.11 蓋梁截面劃分（尺寸單位cm）</p><p>　　表3.1 蓋梁自重及產(chǎn)生的彎矩、剪力計算</p><p>　　表3.1 蓋梁自重及產(chǎn)生的彎矩、剪力計算</p><p>　　注：由于結(jié)構(gòu)

72、對稱，剩余那部分力關(guān)于截面7-7對稱。</p><p><b>　　活載計算</b></p><p>　　活載橫向分布系數(shù)計算</p><p>　　活載對稱布置時用杠桿原理法，非對稱布置時用偏心壓力法。汽車荷載：公路—Ⅰ級荷載。</p><p><b>　　1車輛對稱布置</b></p>

73、<p>　　1）以蓋梁跨中對稱布載</p><p><b>　　a 單列車</b></p><p>　　荷載布置如圖3.12: </p><p>　　圖3.12 單列車對稱布置橫向分布系數(shù)（尺寸單位：cm）</p><p>　　η1=η2=η3=η4=η5=η8=η9=η10=η11=η12=0</p

74、><p>　　η6=η7= ×0.6=0.3</p><p><b>　　b 雙列車</b></p><p>　　荷載布置如圖3.13: </p><p>　　圖3.13 雙列車對稱布置橫向分布系數(shù)（尺寸單位：cm）</p><p><b>　　c 三列車</b><

75、;/p><p>　　荷載布置如圖3.14:</p><p>　　圖3.14 雙列車對稱布置橫向分布系數(shù)（尺寸單位：cm）</p><p>　　以兩立柱跨中對稱布載</p><p><b>　　a單列車 </b></p><p>　　荷載布置如圖3.15(a):</p><p>

76、　　圖3.15 單列車對稱布置橫向分布系數(shù)（尺寸單位：cm）</p><p><b>　　b雙列車 </b></p><p>　　荷載布置如圖3.16:</p><p>　　圖3.16 雙列車對稱布置橫向分布系數(shù)（尺寸單位：cm）</p><p><b>　　2 非對稱布置</b></p>

77、;<p><b>　　a單列車 </b></p><p>　　荷載布置如圖3.17(a):</p><p>　　圖3.17 非對稱布置橫向分布系數(shù)（尺寸單位：cm）</p><p><b>　　由 ：，已知</b></p><p><b>　　則：</b><

78、/p><p><b>　　b 雙列車</b></p><p>　　荷載布置如圖3.17(b):</p><p><b>　　由 ：，已知</b></p><p><b>　　則：</b></p><p><b>　　c 三列車</b>&

79、lt;/p><p>　　荷載布置如圖3.17(c):</p><p><b>　　由 ：，已知</b></p><p><b>　　則： </b></p><p>　　按順橋向可變荷載移動情況求支座反力</p><p>　　按順橋向可變荷載移動情況，求得支座可變荷載反力的最大值如

80、圖3.18。公路-Ⅰ級荷載，由文獻【7】有： (內(nèi)插所得)。當車道數(shù)大于2時，汽車荷載要考慮橫向折減：車道數(shù)為2時，折減系數(shù)為1.0；車道數(shù)為3時，折減系數(shù)為0.78;但折減后的效應(yīng)不得小于兩設(shè)計車道的荷載效應(yīng)。</p><p>　　圖3.18 順橋向可變荷載支座反力計算圖（尺寸單位：cm）</p><p><b>　　單孔布置單列車時：</b></p>

81、<p><b>　　單孔布置雙列車時：</b></p><p><b>　　單孔布置三列車時：</b></p><p><b>　　雙孔布置單列車時：</b></p><p><b>　　雙孔布置雙列車時：</b></p><p><b&

82、gt;　　雙孔布置三列車時：</b></p><p>　　可變荷載橫向分布后各梁支點反力</p><p>　　計算一般公式為，見表3.2</p><p>　　表3.2 各梁支點反力計算表</p><p>　　續(xù)表3.2 各梁支點反力計算表</p><p>　　續(xù)表3.2 各梁支點反力計算表</p>

83、;<p>　　各梁恒載、可變荷載反力組合</p><p>　　組合計算見表3.3，表中均取用各梁的最大值，其中沖擊系數(shù)為：文獻【1】規(guī)定汽車荷載的沖擊力標準值為汽車荷載標準值乘以沖擊系數(shù)µ。µ按結(jié)構(gòu)基頻的不同而不同，對于簡支板橋：</p><p><b>　　式（3.1）</b></p><p>　　當<

84、1.5Hz時，µ=0.05；當>14Hz時，µ=0.45；當1.5Hz<<14Hz時，µ=0.1767 。</p><p>　　圖3.19 橋面板中板尺寸圖（尺寸單位：cm）</p><p>　　由前面計算可知：中板的毛面積: </p><p>　　相對于底邊的靜距： </p><p>　　毛截

85、面重心離底邊的距離： </p><p>　　有文獻【2】查的C40混凝土的彈性模量，代入公式得：</p><p><b>　　則：</b></p><p>　　表3.3 各梁恒載、可變荷載基本值（未計入沖擊系數(shù)）</p><p><b>　　三柱式反力Gi計算</b></p><

86、p>　　利用邁達斯軟件按圖3.20所示情況加載計算三柱反力，其中支座反力Ri見表3.4，取表中大值。各荷載加載計算結(jié)果如表3.5所示。</p><p>　　圖3.20 彎矩、墩柱反力計算簡圖（尺寸單位：cm）</p><p>　　表3.4 三柱反力G1的計算</p><p><b>　　內(nèi)力計算</b></p><p&

87、gt;<b>　　各截面的彎矩</b></p><p>　　彎矩計算：按圖3.20給出的截面位置，各截面彎矩計算見表3.5，計算式為：</p><p>　　式中墩柱反力及支座反力數(shù)值見表3.5所示</p><p>　　表3.5 不同荷載情況的墩柱反力及支座反力(單位：kN) </p><p>　　表3.6 各種荷載作用下

88、的各截面彎矩計算表（單位：kN·m）</p><p>　　相當于最大彎矩時的剪力</p><p><b>　　一般計算公式為：</b></p><p><b>　　截面1-1：</b></p><p><b>　　截面2-2：</b></p><p

89、><b>　　截面3-3：</b></p><p><b>　　截面4-4：</b></p><p><b>　　截面5-5：</b></p><p><b>　　截面6-6：</b></p><p><b>　　截面7-7：</b&

90、gt;</p><p><b>　　計算值見表3.7</b></p><p>　　表3.7 各截面剪力計算表（單位：kN）</p><p>　　續(xù)表3.7 各截面剪力計算表（單位：kN）</p><p>　　相當于最大彎矩時的剪力組合</p><p>　　各板恒載、可變荷載反力組合：</p&

91、gt;<p>　　組合計算見表3.8和表3.9，其中：沖擊系數(shù)為：</p><p>　　由恒載、汽車荷載的不同布載情況進行承載能力極限狀態(tài)組合，共有20種組合，具體組合方式如下：</p><p>　　組合1：恒載×1.2＋1.4×（1+µ）×單列對稱①</p><p>　　組合2：恒載×1.2＋1.4&

92、#215;（1+µ）×單列對稱②</p><p>　　組合3：恒載×1.2＋1.4×（1+µ）×單列非對稱</p><p>　　組合4：恒載×1.2＋1.4×（1+µ）×雙列對稱①</p><p>　　組合5：恒載×1.2＋1.4×（1+µ

93、;）×雙列對稱②</p><p>　　組合6：恒載×1.2＋1.4×（1+µ）×雙列非對稱</p><p>　　組合7：恒載×1.2＋1.4×（1+µ）×三列對稱</p><p>　　組合8：恒載×1.2＋1.4×（1+µ）×三列非對稱&

94、lt;/p><p>　　其中：恒載包括蓋梁自重和板恒載兩部分。</p><p>　　按承載能力極限狀態(tài)組合結(jié)果見表3.8和表3.9。</p><p>　　表3.8 各截面彎矩效應(yīng)組合表（單位：kN·m）</p><p>　　表3.9 各截面剪力效應(yīng)組合表（單位：kN）</p><p>　　續(xù)表3.9 各截面剪力效

95、應(yīng)組合表（單位：kN）</p><p><b>　　蓋梁內(nèi)力匯總</b></p><p>　　將表3.8和3.9中各截面彎矩和剪力匯總于表3.10，并繪制彎矩和剪力包絡(luò)圖（見圖3.17）。</p><p>　　表3.10 內(nèi)力匯總表（單位 ：彎矩kN·m ，剪力kN）</p><p>　　注：表中支點負彎矩未消

96、峰。</p><p>　　截面配筋設(shè)計與承載能力校核</p><p>　　采用C40混凝土，主筋選用R235，，保護層厚5cm（鋼筋中心至混凝土邊緣）。fcd=18.4Mpa，ftd=1.65 Mpa，fsd=195 Mpa。</p><p>　　正截面抗彎承載能力驗算</p><p><b>　　式（3.2）</b>&

97、lt;/p><p>　　1 取5-5截面作配筋設(shè)計：</p><p><b>　　已知：，，取，。</b></p><p><b>　　即：</b></p><p><b>　　化簡后得：</b></p><p>　　解方程得

98、 </p><p>　　選用Φ28鋼筋，根數(shù)。取6根，，配筋率 </p><p>　　有文獻【2】規(guī)定得：C40混凝土，R235鋼筋=0.62；為防止超筋和保證受壓鋼筋達到抗壓強度設(shè)計值，所以需滿足：</p><p>　　驗算： </p><p>　　該截面實際承載能力為：</p>&l

99、t;p>　　正截面承載能力與配筋率滿足文獻【2】要求。</p><p>　　2 蓋梁懸臂端抗彎承載能力驗算</p><p><b>　　已知：，，取，。</b></p><p><b>　　即：</b></p><p><b>　　化簡后得：</b></p>

100、<p>　　解得： </p><p>　　選用Φ28鋼筋，根數(shù)。取6根，配筋率</p><p>　　該截面實際承載能力為：</p><p>　　正截面承載能力與配筋率滿足文獻【2】要求。</p><p>　　同理其它截面的鋼筋設(shè)計如表3.11所示。</p><p&

101、gt;　　表3.11 各截面鋼筋量計算表</p><p>　　注：表中支點截面3-3、7-7彎矩設(shè)計值按表中數(shù)值折減10%計算配筋。</p><p><b>　　腹筋及箍筋設(shè)計</b></p><p>　　由文獻【10】連續(xù)梁斜截面抗剪承載力計算中規(guī)定，用作連續(xù)梁抗剪配筋設(shè)計的最大剪力組合設(shè)計值按以下規(guī)定取值：等高度連續(xù)梁和懸臂梁近中間支點梁段

102、取支點上橫隔梁邊緣處的剪力組合設(shè)計值，變高度連續(xù)梁和懸臂梁近中間支點梁段取變高度梁段與等高度梁段交接處的剪力設(shè)計值；計算第一排彎起鋼筋時，對于等高度連續(xù)梁和懸臂梁近中間支點梁段，取用支點上橫隔梁邊緣處由彎起鋼筋承擔的那部分剪力，對于變高度連續(xù)梁和懸臂梁近中間支點梁段，取用第一排彎起鋼筋下彎點處由彎起鋼筋承擔的那部分剪力；計算第一排彎起鋼筋以后的每一排彎起鋼筋時，等高度連續(xù)梁和懸臂梁近中間支點梁段，取用各該排彎起鋼筋上彎點處由彎起鋼筋承擔

103、的那部分剪力，變高度連續(xù)梁和懸臂梁近中間支點梁段，取用各該排彎起鋼筋下彎點處由彎起鋼筋承擔的那部分剪力。</p><p><b>　　1 截面尺寸檢查</b></p><p>　　截面尺寸符合設(shè)計要求。</p><p>　　2 檢查是否需要根據(jù)計算配置箍筋

104、

105、 &

106、lt;/p><p>　　故可在梁跨中的某長度內(nèi)按構(gòu)造配置箍筋，其余區(qū)段按計算配置箍筋。</p><p>　　在l長度范圍內(nèi)可按構(gòu)造要求布置箍筋。</p><p><b>　　3 計算剪力圖分配</b></p><p>　　邊支點梁段：支點處的剪力V0=697.34 kN，跨中剪力。其中混凝土和箍筋至少承擔；彎起鋼筋承擔，設(shè)置

107、彎起鋼筋區(qū)段長度為：</p><p>　　中柱支點剪力，跨中剪力。其中混凝土和箍筋至少承擔；彎起鋼筋承擔，設(shè)置彎起鋼筋區(qū)段長度為：</p><p><b>　　4 箍筋設(shè)計</b></p><p>　　箍筋采用直徑為10mm的4肢箍筋，箍筋截面積。</p><p>　　邊立柱梁段箍筋間距為：</p><

108、;p>　　又因為箍筋的間距不應(yīng)大于梁高的1/2且不大于400mm，所以取</p><p>　　箍筋配筋率，滿足要求。</p><p>　　由文獻【2】規(guī)定，支座中心向跨徑方向長度不小于一倍梁高范圍內(nèi)，箍筋間距不宜大于100mm，梁與柱的交接范圍內(nèi)可不設(shè)箍筋，靠近交接范圍的第一根箍筋。綜上計算故支座中心向跨徑方向長度一倍梁高范圍內(nèi)，箍筋間距設(shè)為50mm，靠近交接范圍的第一根箍筋，其與交

109、界的距離取50mm，其余取100mm。</p><p><b>　　5 彎起鋼筋設(shè)計</b></p><p>　　彎起鋼筋的彎起角度為，彎起鋼筋末端與架立鋼筋焊接。為了得到每對彎起鋼筋分配的剪力，由各排彎起的末端折點應(yīng)落在前一排彎起鋼筋彎起點的構(gòu)造規(guī)定來得到各排彎起鋼筋的彎起點計算位置，首先計算彎起鋼筋上、下彎起點之間的垂直距離，將計算的各排彎起鋼筋的彎起點截面的以及

110、至支座中心距離、分配的剪力計算值值列入表3.12。</p><p>　　以邊支點為例：根據(jù)文獻【2】規(guī)定，簡支梁的第一排彎起鋼筋的末端彎折點應(yīng)位于支座中心截面處。這時為：</p><p>　　則第一排彎筋的彎起點1距支座中心距離為837mm。彎筋與梁縱軸線交點1，距支座中心距離為：。</p><p>　　對于第二排彎起鋼筋，可得到</p><p&

111、gt;　　彎起鋼筋的彎起點2距支點中心距離為。</p><p>　　分配給第二排彎起鋼筋的計算剪力值，由比例關(guān)系計算可得到：</p><p><b>　　得： </b></p><p>　　所需要提供的彎起鋼筋截面積（Asb2）為</p><p>　　第二排彎起鋼筋與梁軸線交點2，距支座中心距離為：</p>

112、<p>　　其余各排彎起鋼筋的計算方法與第二排彎起鋼筋計算方法相同。</p><p>　　表3.12 彎起鋼筋計算表</p><p>　　斜截面抗剪承載能力驗算</p><p>　　按文獻【2】5.2.10條要求，截面符合時可不進行斜截面抗剪承載能力計算，僅按文獻【3】9.3.13條構(gòu)造要求配置箍筋。</p><p><b&

113、gt;　　經(jīng)驗算：</b></p><p><b>　　5-5截面：</b></p><p>　　則：，故5-5截面可按構(gòu)造要求配置箍筋，其它截面均需進行斜截面抗剪承載能力計算。</p><p>　　按文獻【2】5.2.7條要求，斜截面抗剪承載力驗算按以下規(guī)定計算。</p><p><b>　　式（

114、3.3）</b></p><p>　　由文獻【2】得，，，，fsv=195MPa，。</p><p>　　—斜截面內(nèi)在同一彎起平面的普通彎起鋼筋的截面面積（mm2）；</p><p>　　—普通彎起鋼筋的切線與水平線的夾角；</p><p>　　—斜截面內(nèi)縱向受拉鋼筋的配筋率，，當時，取。</p><p>

115、<b>　　1-1截面：</b></p><p><b>　　，，，</b></p><p><b>　　2-2截面：</b></p><p><b>　　，，，</b></p><p>　　故1-1、2-2截面已滿足抗剪要求，不需要配置斜筋。</p

116、><p><b>　　4-4截面：</b></p><p>　　，， ，斜筋8Φ28。</p><p><b>　　6-6截面：</b></p><p>　　，， ，斜筋12Φ28。</p><p>　　故各截面斜截面抗剪承載能力均滿足要求。</p><p&g

117、t;<b>　　全梁承載能力校核</b></p><p>　　鋼筋彎起后相應(yīng)各正截面抗彎承載力計算見表3.13所示。</p><p>　　表3.13 鋼筋彎起后相應(yīng)各正截面抗彎承載力</p><p>　　鋼筋布置圖如下圖3.21</p><p>　　圖3.21 鋼筋布置圖（尺寸單位cm）</p><

118、p>　　繪制全梁承載力圖和彎矩包絡(luò)圖如圖3.22，由圖可知全梁承載力均滿足要求。</p><p>　　圖3.19 全梁承載力校核圖</p><p><b>　　裂縫驗算</b></p><p>　　由文獻【2】6.4.3最大裂縫寬</p><p><b>　　式（3.4）</b></p&

119、gt;<p>　　1 其中帶肋鋼筋系數(shù)。</p><p>　　荷載短期效應(yīng)組合彎矩計算值為： </p><p>　　荷載長期效應(yīng)組合彎矩計算值為： </p><p>　　系數(shù)， 系數(shù)（非板式受彎構(gòu)件）。</p><p><b>　　2 鋼筋應(yīng)力的計算</b></p><p><

120、;b>　　3 ，</b></p><p><b>　　4最大裂縫寬的計算</b></p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p><b>　　撓度驗算</b></p><p>　　由文獻【2】 8.2.9規(guī)定跨高比的鋼筋混凝土蓋梁線性剛度較大，

121、撓度均可滿足文獻【2】 6.5.3規(guī)定的要求，可不作撓度驗算。本設(shè)計，故不需做撓度驗算。</p><p><b>　　腹孔墩立柱計算</b></p><p><b>　　恒荷載計算</b></p><p><b>　　由第三章可得：</b></p><p>　　(1)上部構(gòu)造恒

122、載引起柱頂支反力：</p><p>　　G1=389.83kN，G2=461.49kN，G3=389.83kN。 </p><p>　　(2)蓋梁自重引起柱頂支反力：</p><p>　　G1=104.97kN，G2=140.30kN，G3=104.97kN。</p><p>　　(3)墩柱

123、自重計算：取2號柱（最不利）作為設(shè)計對象</p><p><b>　　如圖4.1：</b></p><p><b>　　(4)底梁自重：</b></p><p>　　底梁高度取立柱的1/5，h=90cm，則底梁可簡化</p><p><b>　　為如圖所示， </b></

124、p><p>　　圖4.1 2號柱（尺寸單位：cm）</p><p>　　(5)作用墩柱底面的恒載垂直力為： </p><p><b>　　活荷載計算</b></p><p><b>　　汽車荷載計算</b></p><p>　　荷載布置見上章圖3.12~3

125、.16，其中，由文獻【1】4.3.6規(guī)定一個設(shè)計車道上由汽車荷載產(chǎn)生的制動力標準值按車道荷載標準值在加載長度上計算的總重的10%計算，且同向行駛雙車道的汽車荷載制動力標準值為一個設(shè)計車道制動力標準值的兩倍。但公路—Ⅰ級汽車荷載的制動力標準值不得小于165kN。由蓋梁計算得知：</p><p>　　1 公路Ⅰ級，單孔荷載</p><p><b>　　單列車： </b>&

126、lt;/p><p><b>　　相應(yīng)的制動力：</b></p><p>　　按文獻【1】4.3.6規(guī)定取165 kN。</p><p>　　雙列車相應(yīng)的制動力：</p><p>　　按文獻【1】4.3.6規(guī)定取330 kN。</p><p>　　三列車相應(yīng)的制動力：</p><p&

127、gt;　　按文獻【1】4.3.6規(guī)定取386.1 kN。</p><p>　　2 公路Ⅰ級，雙孔荷載</p><p><b>　　單列車：</b></p><p><b>　　相應(yīng)的制動力：</b></p><p>　　按文獻【1】4.3.6規(guī)定取165 kN。</p><p&g

128、t;　　雙列車相應(yīng)的制動力：</p><p>　　按文獻【1】4.3.6規(guī)定取330 kN。</p><p>　　三列車相應(yīng)的制動力：</p><p>　　按文獻【1】4.3.6規(guī)定取386.1kN。</p><p>　　汽車荷載中雙孔荷載產(chǎn)生支點處最大反力值，即產(chǎn)生最大墩柱垂直力；汽車荷載中單孔荷載產(chǎn)生最大偏心彎矩，即產(chǎn)生最大墩柱底彎矩。&

129、lt;/p><p><b>　　風(fēng)荷載計算</b></p><p>　　由文獻【1】4.3.7規(guī)定:橫向風(fēng)荷載假定水平的垂直作用與橋梁各部分迎風(fēng)面積的形心上，其標準值可按下式計算： </p><p><b>　　式（4.1）</b></p><p>　　，按文獻【1】表4.3.7-3取得， 按文獻【1】

130、附表A選取。</p><p>　　由文獻【1】4.3.7規(guī)定：橋墩上的順橋向風(fēng)荷載標準值可按橫橋向風(fēng)壓的70%乘以橋墩迎風(fēng)面積計算。</p><p>　　根據(jù)文獻【1】規(guī)定，按文獻 【1】 表4.3.7-6內(nèi)插取，計算得，按文獻 【1】 表4.3.7-1?。?。</p><p>　　所以順橋向風(fēng)荷載為：</p><p><b>　　蓋