通幽橋畢業(yè)設計橋梁畢業(yè)設計

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1、 畢 業(yè) 設 計 題 目： 通幽橋畢業(yè)設計 學 院： 土木工程學院 專 業(yè)： 土木工程 姓 名： 學 號： 011409125 指導老師： 完成時間： 2013年05月30日 I 摘

2、 要 根據(jù)橋址處的具體情況，并結合設計要求，擬定出三個比選方案。分別是預應力混凝土連續(xù)梁橋、鋼筋混凝土簡支梁橋、鋼筋混凝土連續(xù)剛構橋。根據(jù)安全、適用、經(jīng)濟、美觀的原則確定鋼筋混凝土簡支梁橋為推薦方案，橋梁總長93m。主梁采用T形截面。施工方法采用滿堂支架施工法。計算結構的恒載內(nèi)力，求得恒載內(nèi)力下結構的彎矩圖及剪力圖；計算各控制截面內(nèi)力影響線，并按最不利情況進行加載，求得活載作用下內(nèi)力包絡圖。定義基礎沉降組，按最不利組合求得基礎沉降引起的內(nèi)力。施加溫度荷載，求得溫度荷載下內(nèi)力。并進行荷載組合，根據(jù)各控制截面內(nèi)力進行了估束和配筋計算，并對梁體進行具體的鋼筋布置。最后，對各控制截面進行了強度、抗裂

3、性、應力和變形驗算。 關鍵詞：鋼筋混凝土；簡支梁橋；荷載組合 101 Abstract According to the specific situation at the bridge site, combined with the design requirements, to work out more than three alternatives. Are continuous prestressed concrete beam bridge, bridge of reinforced c

4、oncre beams reinforced concrete continuous rigid frame bridge. According to security, application, economic, aesthetic principles of prestressed concrete continuous beam bridge to determine the recommended program Bridge length 93m . Girder with t-shaped cross section. Construction methods using ful

5、l framing construction method. Computing structure dead load internal force, internal force of dead load is obtained under the structure of the bending moment diagram and shear force diagram; Control section internal force influence line is calculated, and according to the most unfavorable situation

6、 to load, internal force envelope diagram under the influence of live load are obtained. Definition of foundation settlement group, according to the obtained the most unfavorable combination internal forces caused by foundation settlement. The internal force under temperature load, temperature load

7、is obtained. And load combination, according to each control cross section internal force of the estimation and reinforcement calculation, beam and the beam body concrete reinforcement layout. Finally, to each control cross section strength, crack resistance, stress and deformation calculation. Key

8、words: The reinforced concrete ; Simply supported girder ; load combination III 1 橋梁建筑設計 1 1.1橋梁平面設計 1 1.2橋梁縱斷面設計 1 1.2.1橋梁總跨徑的確定 2 1.2.2橋梁的分孔 2 1.2.3橋梁標高、橋上縱坡及基礎埋深的確定 2 1.3橋梁橫斷面設計 3 1.4橋梁上部及下部設計 3 1.4.1上部結構 3 1.4.2人行道設計 4 1.4.3支座設計 4 1.4.4橋墩設計 4 1.4.5 橋臺設計 5

9、 2 基本設計資料 7 2.1 跨度和橋面寬度 7 2.2技術標準 7 2.3主要材料 7 2.4設計依據(jù) 7 2.5結構布置 7 2.6構造形式及截面尺寸 8 2.7參考資料 8 3 主梁設計 10 3.1主梁的荷載橫向分布系數(shù) 10 3.1.1跨中荷載橫向分布系數(shù)（按G-M法） 10 3.1.2主梁的抗彎及抗扭慣矩Ix和ITX 10 3.1.3計算抗扭修正系數(shù)β 12 3.1.4按修正的剛性橫梁法計算橫向影響線豎坐標值 12 3.1.5計算跨中荷載橫向分布系數(shù) 13 3.2支點處橫向分布系數(shù)計算 14 3.3恒載內(nèi)力 15 3.4可變作用效應 17

10、 101 3.4.1公路Ⅱ級荷載沖擊系數(shù)計算 17 3.4.2 公路-Ⅱ級均布荷載、集中荷載及其影響線面積計算 18 3.4.3可變作用彎矩效應 19 3.5荷載組合 20 3.6可變作用的剪力效應計算 21 3.6.1跨中截面剪力V1/2的計算 21 3.6.2支點處截面剪力Vo的計算 21 3.6.3梁端剪力效應計算 22 3.7持久狀況承載能力極限狀態(tài)下截面設計、配筋與驗算 24 3.7.1配置主梁受力鋼筋 24 3.7.2配置主梁受力鋼筋驗 26 3.8持久狀況截面承載能力極限狀態(tài)計算 26 3.9斜截面抗剪承載力計算 27 3.9.1斜截面配筋的計算圖

11、式 28 3.9.2各排彎起鋼筋的計算 29 3.9.3主筋彎起后持久狀況承載能力極限狀態(tài)正截面承載力驗算 30 3.10箍筋設計 31 3.11斜截面抗剪承載力驗算 32 3.11.1斜截面抗剪強度驗算位置為 32 3.11.2斜截面抗剪強度驗算 33 3.12持久狀況斜截面抗彎極限承載能力驗算 37 3.13持久狀況正常使用極限狀態(tài)下裂縫寬度驗算 37 3.14持久狀況正常使用極限狀態(tài)下的撓度驗算 38 4 橫隔梁設計 42 4.1 確定橫隔梁的形式及尺寸 42 4.2 橫隔梁的配筋計算 42 4.2.1確定作用在跨中橫隔梁上的可變作用 42 4.2.2跨中橫隔

12、梁受力影響線的面積 42 4.3 跨中橫隔梁的作用影響線計算 43 4.3.1彎矩影響線 43 V 4.3.2剪力影響線 44 4.4 截面作用效應計算 46 4.5橫隔梁截面配筋與驗算 48 4.5.1正彎矩配筋 48 4.5.2負彎矩平配筋 50 4.5.3抗剪計算與配筋設計 51 5 行車道板的計算 54 5.1 永久荷載效應計算 54 5.2恒載及其內(nèi)力 54 5.2.1 每延米板上的恒載g 54 5.2.2 永久荷載效應計算 54 5.2.3 可變荷載效應 54 5.3 截面設計與配筋及驗算 56 6 支座設計 58 6.1 選定支座的平面

13、尺寸 58 6.2 確定支座厚度 59 6.3 驗算支座的偏轉 60 7下部結構設計資料 62 7.1 設計標準及上部構造 62 7.2 材料 62 7.3 橋墩尺寸 62 7.4設計依據(jù) 62 8蓋梁設計 63 8.1荷載計算 63 8.1.1上部結構永久作 63 8.1.2 蓋梁自重及作用效應計算 63 8.1.3可變作用計算 64 8.2 可變恒載橫向分布后各梁支點反力 69 8.3各梁永久恒載、可變荷載反力組合 71 8.4 雙柱反力計算 71 101 8.5 內(nèi)力計算 73 8.5.1恒載加活載作用下各截面的內(nèi)力計算圖式 73 8.5.2

14、彎矩計算 73 8.5.3相應于最大彎矩時的剪力計算 74 8.6蓋梁內(nèi)力匯總（表） 76 8.7 截面配筋設計和承載力校核 76 8.7.1 正截面抗彎承載力驗算 76 8.7.2 斜截面抗剪承載力驗算 80 8.7.3全梁承載力校核 83 9 橋墩墩柱設計 85 9.1 荷載計算 85 9.1.1恒載計算 85 9.1.2 汽車荷載計算 85 9.1.3 雙柱反力橫向分布計算 86 9.2 荷載組合 87 9.3 截面配筋計算及應力驗算 88 9.3.1 作用于墩柱頂?shù)耐饬?88 9.3.2 作用于墩柱底的外力 89 9.3.3 截面配筋計算 90 10

15、鉆孔灌注樁設計 92 10.1 荷載計算 92 10.2 樁長的計算 93 10.3 樁的內(nèi)力計算（m法） 94 10.4樁身截面配筋與強度驗算 97 10.5 樁頂縱向水平位移驗算 98 10.5.1 樁在地面處的水平位移和轉角驗算 98 10.5.2 樁頂縱向水平位移驗算（見圖44） 99 致謝 101 參考文獻 102 VII 1 橋梁建筑設計 1.1橋梁平面設計 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

16、證與原有線路平順過渡。根據(jù)原有道路的地形，本橋采用0.4%的橋面縱坡。橋面平面布置圖如圖1所示。 圖1-1 通幽橋平面布置圖 1.2橋梁縱斷面設計 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(nèi)容。橋梁總立面圖如圖2所示。 圖1-2 通幽橋橋縱斷面圖 1.2.1橋梁總跨徑的確定 在橋梁總跨徑的設計中，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(jīng)過全面分析后加以確定。在本橋的設計中，考慮到橋下唐河的寬度，綜合經(jīng)濟因素，確定本橋總跨徑為80m。 1.2.2橋梁的分孔 橋梁的總跨

17、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、地質、橋下行車要求以及技術經(jīng)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(jīng)濟因素，對不同跨徑布置進行粗略的方案比較，該橋分為4孔，單孔跨徑為16m。 1.2.3橋梁標高、橋上縱坡及基礎埋深的確定 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，本橋設計為公路橋梁，不需要考慮航道要求、排洪要求。對于中小型橋梁，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。 橋梁標高確

18、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%；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，橋梁縱坡設置為0.4%，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。 基礎埋深主要考慮地基的地質條件、橋上荷載等內(nèi)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，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。 1.3橋梁橫斷面設計 橋梁

19、橫斷面設計包括橋面寬度、橋跨結構橫斷面布置等。 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：24.25=8.5m；人行道寬度： 21.0=2.0m。橋面總寬度為：24.25+21.00+0.5=11m。 本橋采用5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3所示。 圖1-3 通幽橋橫斷面圖 1.4橋梁上部及下部設計 1.4.1上部結構 在本橋設計中，根據(jù)橋址、地質

20、條件、使用要求、交通發(fā)展和城市發(fā)展要求，按照公路橋梁設計中應遵循的“適用、安全、經(jīng)濟、美觀”原則，本橋主梁采用16m鋼筋混凝土簡支T形梁，每跨5片，沿主梁縱向布置5根橫隔梁，斷面布置圖如圖4所示。 圖1-4 橋梁橫斷面布置圖 1.4.2人行道設計 本橋位于公路主干路，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(nèi)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。為使施工方便，提高效率，人行道采用預制形式。 1.4.3支座設計 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

21、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(chǎn)生額外的附加內(nèi)力。由于板式橡膠具有足夠的豎向剛度、構造簡單、經(jīng)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6所示。 圖1-5 板式橡膠支座圖 1.4.4橋墩設計 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、圬工體積小、重量輕，特別適用于橋梁寬度較大的公路橋梁。橋墩布置圖如圖7所示。 圖1-6 橋墩布置圖 1.4.5

22、 橋臺設計 本橋采用重力式橋臺，具體尺寸如圖所示 圖1-7 橋臺布置圖 2 基本設計資料 2.1 跨度和橋面寬度 （1）標準跨徑：16m（墩中心距）。 （2）計算跨徑：15.5m。 （3）主梁全長：15.96m。 （4）橋面寬度（橋面凈空）：橫向布置為 凈－1.0m（人行道）+4.25m（行車道）＋0.5m（分隔欄桿）+4.25m（行車道）+1.0m（人行道） 2.2技術標準 設計荷載：公路—II級，人行道和欄桿自重線密度按照單側6kN/m計算，人群荷載為3.0kN/㎡。 環(huán)境標準：I類環(huán)境。 設計安全等級：

23、二級。 2.3主要材料 （1） 混凝土：混凝土簡支T形梁及橫梁采用C50混凝土；橋面鋪裝上層采用0.03m瀝青混凝土，下層為厚0.06～0.13m的C30混凝土，瀝青混凝土重度按23kN/計，混凝土重度按25kN/計。 （2）剛材：采用R235鋼筋、HRB335鋼筋，直徑≥12mm采用HRB335級鋼筋，直徑<12mm采用HPB235級熱軋光面鋼筋 2.4設計依據(jù) （1）《公路橋涵設計通用規(guī)范》 （JTGD60-2004） （2）《公路鋼筋混凝土預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》（JTGD62-2004） （3）《橋梁工程》 （4）《橋梁工程設計方法及應用》 2.5結構布置 (1

24、)主梁高：以往的經(jīng)濟分析表明鋼筋混凝土T形簡支梁高跨比的經(jīng)濟范圍大約 在－之間，本橋取，則梁高取1.5m. (2)主梁間距：裝配式鋼筋混凝土T形簡支梁的主梁間距一般選在1.6－2.2之間，本橋選用1.8m (3)主梁梁肋寬：為保證主梁抗剪需要，梁肋受壓時的穩(wěn)定，以及混凝土的振搗質量，通常梁肋寬度為15cm－18cm，鑒于本橋跨度16m按較大取18cm (4)翼緣板尺寸：由于橋面寬度是給定的，主梁間距確定后，翼緣板寬即可得到邊跨取1.950m、中跨去2.1m。因為翼緣板同時又是橋面板,根據(jù)受力特點,一般設計通常取不小于主梁高的,本設計取平均值為15cm。 (5)橫隔梁：為增強橋面系的橫

25、向剛度，本橋除支座處設置端橫隔梁外，在跨中等間距布置三根中間橫隔梁，間距4385m，梁高一般為主梁高的左右，取1.15mm，厚度取12－16之間，本設計橫隔梁下為16cm，上緣18cm (6)橋面鋪裝：采用3cm厚的瀝青混凝土面層，0.06～0.13m的C30混凝土。 2.6構造形式及截面尺寸 如圖8-1所示，全橋共由5片T形梁組成，單片T形梁高為1.5m，寬1.8m；橋上橫坡為單向1.5％，坡度由C30混凝土橋面鋪裝控制；設有五根橫梁。 圖2-1 橫斷面圖 圖2-2 縱斷面2j20220 圖 2.7參考資料 （1）結構設計原理：葉見曙 ，人民交通出版社 （2

26、）橋梁工程：姚玲森，人民交通出版社 （3）公路橋梁設計手冊《梁橋》（上、下冊）人民交通出版社 （4）橋梁計算示例叢書《混凝土簡支梁（板）橋》（第三版）易建國主編。人民交通出版社； （5）《鋼筋混凝土及預應力混凝土簡支梁結構設計》閆志剛主編，機械工業(yè)出版社。 3 主梁設計 3.1主梁的荷載橫向分布系數(shù) 3.1.1跨中荷載橫向分布系數(shù)（按G-M法） 承重機構的寬跨比為：B/L=12/12.6=0.95 3.1.2主梁的抗彎及抗扭慣矩Ix和ITX （1）求主梁截面的重心位置 (圖3) 圖3-1 主梁截面的重心位置 翼緣板厚按平均厚度

27、計算，其平均板厚度為：h1=15cm 則 （2）抗彎慣性矩Ix為： 對于T形梁截面，抗扭慣性矩可近似按下式計算 T形抗扭慣矩近似等于各個矩形截面的抗扭慣矩之和，即： 式中：Ci 為矩形截面抗扭剛度系數(shù)（查附表1）； bi、ti ——為相應各矩形的寬度與厚度。 表3-1 t/b 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 <0.1

28、 c 0.141 0.155 0.171 0.189 0.209 0.229 0.250 0.270 0.291 0.312 1/3 邊跨：b1/t1=15/195=0.077,c1=1/3 故 ITX=19515=219375cm 單位抗彎及抗扭慣矩： JX=Ix/b=5620552.002/195=28823.34cm/cm JTX=ITx/b=219375/195=1125cm/cm 中跨：b1/t1=15/210=0.071,c1=1/3

29、 故 ITX=21015=236250cm 單位抗彎及抗扭慣矩： JX=Ix/b=11465854.85/210=54599.31cm/cm JTX=ITx/b=236250/210=1125cm/cm 表3-2 邊跨T梁抗扭慣矩 分塊名稱 Bi/cm ti/cm ti/bi ci ITx/cm 翼緣板 195 15 0.077 0.3333 219375 腹板 135 18 0.133 0.305 240132.26 ∑- 45

30、9507.26 表3-3 中跨T梁抗扭慣矩 分塊名稱 Bi/cm ti/cm ti/bi ci ITx/cm 翼緣板 210 15 0.071 0.3333 236250 腹板 135 18 0.133 0.305 240132.26 ∑- 476382.26 3.1.3計算抗扭修正系數(shù)β 計算公式為： 邊跨： G=0.4E；E=0.0345N/m；L=15.5m； a1=4.5m，a2=2.3m，a3=0.0m，a4=-2.3m，a5=5.5m ，=20.0045950726m，=5620552.002cm4 中跨

31、G=0.4E；E=0.0345N/m；L=15.5m； a1=4.5m；a2=2.3m；a3=0.0m；a4=-2.3m；a5=-4.5m ；=50.0047638226m，=11465854.85cm4 計算得=0.9685 3.1.4按修正的剛性橫梁法計算橫向影響線豎坐標值 計算公式為： 式中，n=5，=51.08m， 表示單位荷載p=1作用于J號梁軸上時，i號梁軸上所受的作用。 計算所有的。 表3-4 各梁值 梁號 1 0.5839 0.3962 0.200 0.00375 -0.1839 2 0.

32、3962 0.3003 0.200 0.0997 0.00364 3 0.200 0.200 0.200 0.200 0.200 3.1.5計算跨中荷載橫向分布系數(shù) 繪制橫向分布影響線圖（見圖）。 圖3-2 跨中荷載橫向分布影響線圖 然后求橫向分布系數(shù)，根據(jù)最不利荷載位置分別進行布載。布載時，汽車荷載距人行道邊緣距離不小于0.5m，人群荷載取為3.0kN/，欄桿及人行道板每延米重取為6.0kN/m，人行道板重以橫向分布系數(shù)的方式分配到各主梁上。 各梁的橫向分布系數(shù)： 汽車荷載： =（0.5410+0.3880）=0.4645 =（0

33、.3744+0.2959）=0.3352 =（0.2+0.2）=0.2 人群荷載： =0.6270，=0.4180，=0.2 人行道板： =0.6449-0.2449=0.4 =0.4327-0.0347=0.4 =0.4 3.2支點處橫向分布系數(shù)計算 利用杠桿法法計算靠近支點處的荷載橫向分布系數(shù) 圖式見圖 圖3

34、-3 支點處荷載橫向分布影響線圖 =0.773=0.3865 =（1.000+0.217）=0.6085 =0 人群荷載： =1.277，=-0.227，=0 3.3恒載內(nèi)力 （1） 恒載：假定橋面構造各部分重量平均分配給各主梁承擔 表3-5 鋼筋混凝土T形梁的恒載計算表 人行道重力按人行道板橫向分布系數(shù)分配至各梁的板重為： 構件名稱 單元構件單位長度體積及算式(m3) 容重 每延米重量 主 梁 25 中跨13.95 邊跨13.875 橫 隔 梁

35、 25 1.975 1.975 橋 面 鋪 裝 瀝青混凝土：0.03 2.20＝0.066 23 1.518 混凝土墊層（取平均厚9.5cm）: 0.0952.20=0.209 26 5.434 6.952 杠桿及人行道 6 由于橫向分布系數(shù)均相同，=0.4，則=0.46kN/m=2.4kN/m。 各梁的永久荷載匯總結果。 表3-6 各梁的永久荷載值（單位：kN/m） 梁 號 主 梁 橫 梁 欄桿及人行道 鋪 裝 層 合 計 1（5） 2（4） 3 13.875 13.95 13.95

36、 1.975 1.975 1.975 2.4 2.4 2.4 6.952 6.952 6.952 25.202 25.277 25.277 表3-7 永久作用效應計算影響線面積計算表 項 目 影 響 線 面 積ω0 M1/2 M1/4 v1/2 V0 表 3-8 永久作用效應計算表 梁號 M1/2(kN?m) M1/4(kN?m) Q0(kN) q ω0 qω0 q ω0 qω0 q ω0 qω0 1（5） 25.202 30.031 756.

37、841 25.202 22.523 576.625 25.202 7.75 195.314 2（4） 25.277 30.031 759.094 25.277 22.523 569.314 25.277 7.75 195.897 3 25.277 30.031 759.094 25.277 22.523 569.314 25.277 7.75 195.897 3.4可變作用效應 3.4.1公路Ⅱ級荷載沖擊系數(shù)計算 結構的沖擊系數(shù)與結構的基頻有關，故先計算結構的基頻，簡支梁橋的基頻化簡計算公式為：

38、 式中 結構的計算跨徑（m） E 結構材料的彈性模量(N/m2)_ 結構跨中截面的截面慣矩(m4) mc 結構跨中處的單位長度質量(kg/m) G 結構跨中處延米結構重力（N/m） g 重力加速度，g=9.81(m/s2) 已知 g=9.81(m/s2) 故 由于

39、 故可由下式計算汽車荷載的沖擊系數(shù)： 3.4.2 公路-Ⅱ級均布荷載、集中荷載及其影響線面積計算 公路-Ⅱ級車道荷載按照公路-Ⅰ級車道荷載的0.75倍采用，公路-Ⅰ級車道荷載的均布荷載標準值為=10.5KN/m,集中荷載標準值按一下規(guī)定選?。海ㄒ姳?公路-Ⅱ級車道最大影響線縱標η及影響線面積ω0表 ）： 橋梁計算跨徑小于或等于5m時=180KN；橋梁計算跨徑等于或大于50m時=360KN；橋梁計算跨徑在5—50m之間時采用直線內(nèi)插求得。計算剪力效應時，上述集中荷載表中值應乘以1.2的系數(shù)。則：均布荷載標準值和集中荷載標準值為 =10.50.75kN/m=7.875kN

40、/m 計算彎矩時， 計算剪力時，=166.51.2kN=199.8kN 按最不利方式布載可計算車道荷載影響線面積，計算過程見表8-5。其中的影響線面積取半跨布載方式為最不利， 可變作用（人群）（每延米）： 人群荷載（每延米）P人： P人=31kN/m=3kN/m 表3-9 公路-Ⅱ級車道荷載及其影響線面積計算表（p單位kN/m2） 項目 頂點位置 7.875 166.5 30.031 7.875 166.5 22.523 支點處 7.875 199.8 7.75 7.875 199.8 1.937

41、5 3.4.3可變作用彎矩效應 彎矩計算公式如下： (1)活載彎矩計算 表3-10 公路Ⅱ級車道荷載產(chǎn)生的彎矩計算表（kN?M） 梁 號 內(nèi) 力 （1） 1+ （2） Pk(3) qk(4) 縱標η(5) 內(nèi) 力 值 (1)(2){(3) (5)+(4) (6)} 1 M1/2 M1/4 0.4645 0.4645 1.4064 166.5 7.875 30.031 22.523 882.335 661.913 2 M1/2 M1/4 0.3352 0.3352

42、 30.031 22.523 882.153 514.760 3 M1/2 M1/4 0.2 0.2 30.031 22.523 881.963 661.541 表 3-11 人群產(chǎn)生的彎矩（單位：kN?m） 梁 號 內(nèi) 力 m（1） P(2) ω0(3) 內(nèi) 力 值 （1）（2）（3） 1 M1/2 M1/4 0.6270 0.6270 3 30.031 22.523 56.488 42.366 2 M1/2 M1/4 0.4180 0.4180 30.031 22.52

43、3 37.659 28.244 3 M1/2 M1/4 0.2 0.2 30.031 22.523 18.019 13.514 3.5荷載組合 永久作用設計值與可變作用設計值的分項系數(shù)為： 永久荷載作用分項系數(shù)： 汽車荷載作用分項系數(shù)： 人群荷載作用分項系數(shù)： 基本組合公式為 式中 ———橋梁結構重要性系數(shù)，本例取為1.0； ———在作用效應組合中除汽車荷載效應（含沖擊力、離心力）的其他可變作用 效應的組合系數(shù)，人群荷載的組合系數(shù)取為0.8。 表3-12 彎矩基本組合計算表（單位：kN?m） 梁號 內(nèi)力 永久荷載 人群荷載

44、 汽車荷載 彎矩基本組合值 1 M1/2 756.481 56.488 882.353 2206.338 M1/4 576.625 42.366 661.913 1666.078 2 M1/2 759.094 37.659 882.153 2188.105 M1/4 596.341 28.244 514.760 1467.906 3 M1/2 759.094 18.019 881.963 2165.842 M1/4 596.341 13.541 661.541 1656.933 3.6可變

45、作用的剪力效應計算 在可變作用剪力效應計算時，應計如橫向分布系數(shù)η沿橋跨方向變化的影響。通常按如下方法處理，先按跨中的η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l/4為直線變化來計算支點剪力效應。 3.6.1跨中截面剪力V1/2的計算 表 3-13 公路-Ⅱ級車道荷載產(chǎn)生的跨中剪力Q1/2計算表（單位：kN） 梁 號 內(nèi) 力 （1） Pk(3) qk(4) 縱標η(5) ω0(6) 1+ （7） 內(nèi) 力 值： （1）（7）[（3）（5）+（4）（6）] 1 2 3 V1/2 V1/2

46、 V1/2 0.4645 0.3352 0.2 199.8 7.875 7.875 7.875 1/2 1/2 1/2 1.9375 1.4064 75.229 54.288 32.392 表 3-14 人群荷載產(chǎn)生的跨中剪力計算表（單位：kN） 梁 號 內(nèi) 力 （1） P(2) ω0(3) 內(nèi) 力 值（1）（2）（3） 1 V1/2 0.6270 3 1.937 3.644 2 V1/2 0.4180 2.430 3 V1/2 0.2 1.163 3.6.2支

47、點處截面剪力Vo的計算 支點剪力效應橫向分布系數(shù)的取值為： （1）支點處為按杠桿原理法求的。 （2）/4~3/4段為跨中荷載的橫向分布系數(shù)η。 （3）支點到/4及3/4到另一支點段η和之間按照直線規(guī)律變化，如圖5 圖3-4 汽車荷載（左）、人群荷載（右）產(chǎn)生的支點剪力效應計算圖式 3.6.3梁端剪力效應計算 （1）汽車荷載作用及橫向分布系數(shù)取值如圖3-4所示，計算結果及過程如下。 1號梁： 2號梁： 3號梁： （2）人群荷載作用及橫向分布系數(shù)沿橋跨方向取值見圖3-4，計算結果及過程如下： 1號梁： 2號梁： 3號梁

48、： 表3-15 公路—II級產(chǎn)生的支點剪力效應計算表（單位：kN） 梁號 （kN） 剪力效應（1+）(kN) 1 1+0.4064 104.380 146.800 2 1+0.4064 146.260 205.700 3 1+0.4064 9.155 12.8756 表3-16 可變作用產(chǎn)生得支點剪力計算表（單位kN） 編號 1 2 3 公式

49、

50、

51、

52、

53、

54、

55、

56、

57、

58、

59、

60、 計算值 16.1454 6.434 3.488 剪力效應基本組合（見表3-17） 基本組合公式為 各分項系數(shù)取值同彎矩基本組合計算。 表3-17 剪力效應基本組合 梁號 內(nèi)力 永久荷載 人群 汽車（由標準荷載乘以沖擊系數(shù)） 基本組合值 1 V0 195.341 16.1454 146.

61、800 458.012 V1/2 0 3.644 75.229 109.402 2 V0 195.897 6.343 205.624 530.054 V1/2 0 2.430 54.288 78.7248 3 V0 195.897 3.488 12.876 256.988 V1/2 0 1.63 32.392 47.174 由17可以看出，剪力效應以2號梁控制設計 3.7持久狀況承載能力極限狀態(tài)下截面設計、配筋與驗算 3.7.1配置主梁受力鋼筋 由彎矩基本組合計算表8-10可以看出，1號梁Md值最大，考慮到設計施工方便，并留下一定

62、的安全儲備，故按1號梁計算彎矩進行配筋。 設鋼筋凈保護層為3cm，鋼筋重心至底邊距離為a=14cm，則主梁有效高度為h0=h-a=（150-14）cm=136cm。 已知1號梁跨中彎矩Md=2206.338KNm，下面判別主梁為第一類T形截面或第二類T行截面：若滿足r0Md≤fcd，則受壓區(qū)全部位于翼緣內(nèi)，為第一類T形截面，否則位于腹板內(nèi)，為第二類T形截面。 式中，ro為橋跨結構重要性系數(shù)，取為1.0； fcd為混凝土軸心抗壓強度設計值，本設計主梁采用C50混凝土，做fcd=22.4MPa； b1為T形截面受壓區(qū)翼緣有效寬度，去下列三者中的最小值； (1

63、)計算跨徑的1/3：l/3=1550/3=516.667cm (2)相鄰兩梁的平均間距：d=180cm (3)bf≤b+2bh+12hf=（18+218+1215）cm=234cm 此處，b為梁腹板寬度，其值為18cm； 為承托長度，其值為81cm，由于hh/bh=6/81=1/13.5﹤1/3，故bh=3hh=18cm，hh為承托根部厚度，其值為6cm； 所以取bf=180cm。 判別式左端為 r0Md=1.02206.338KNm=2206.338KNm 判別式右端為 由于r0Md≤fcd，因此受壓區(qū)位于翼緣內(nèi)，屬于第一類T形截面，應按寬度為的矩形

64、截面進行正截面抗彎承載力計算。 設混凝土截面受壓區(qū)高度為x，則利用下式計算： 即 1.02206.338=1.022.41031.81.36 解得： =0.0296 查表的：；； 根據(jù)式： 則 選用6根直徑為32mm和4根直徑為25mm的HRB335鋼筋，則 鋼筋布置如圖所示。 圖3-5 鋼筋布置圖（單位cm） 3.7.2配置主梁受力鋼筋驗 鋼筋重心位置as為： 公式 式中：為每根鋼筋的面積； 為每根鋼筋重心到受拉區(qū)邊緣的距離； 則有效高度：h0=h-as=(150-18.435)cm=131.565cm

65、 查表可知，ξb=0.56，故 則截面受壓區(qū)高度符合規(guī)范要求。 配筋率ρ為 故配筋率ρ滿足規(guī)范要求。 3.8持久狀況截面承載能力極限狀態(tài)計算 按截面實際配筋面積計算截面受壓區(qū)高度x，公式為 式中：—為普通鋼筋的抗拉強度設計值；HRB335鋼筋的=280Mpa 截面抗彎極限狀態(tài)承載力為 抗彎承載力滿足要求。 3.9斜截面抗剪承載力計算 由17可知，支點剪力以2號梁為最大，考慮安全因素，一律采用2號梁剪力值進行剪力計算。跨中剪力效應以1號梁為最大，一律以1號梁剪力值進行計算。 Vdo＝530.054 kN Vd1／2＝109.402kN 假定最下

66、排2根鋼筋沒有彎起而通過支點，則有： a=4.8cm，h0=h-a=(150-4.8)cm=145.2cm 對于T形截面的鋼筋混凝土受彎構件，其抗剪截面應符合公式： 式中：—驗算截面處由作用（荷載）產(chǎn)生的剪力組合設計值（kN）； b—相應于剪力組合設計值處的矩形截面寬度或T形、I形截面腹板寬度； h0—相應于剪力組合設計值處的截面有效高度，即縱向受拉鋼筋合力點至受壓邊緣的距離； 根據(jù)式 0.5110-3=0.5110-31801452kN=942.528kN>γ0Vd=1.0530.054kN=530.054kN 故端部抗剪截面尺寸滿足要求。 若端部抗剪滿足條件γ0Vd≤0.510-3ftdbh0 ,可不需要進行斜截面抗剪強度計算，僅按構造要求設置鋼筋。 則： γ0Vd=1.0530.054kN=530.054kN 0.510-3α2ftdbh0=0.510-31.01.831801452kN=239.144kN 因