【正文】 計(jì)帶來一定困難。主橋跨度適中，拉索是柔性體系，風(fēng)力作用下會振動，會影響橋上行車和橋本身的安全，橫向剛度小。行車平順舒適。拱的承載潛力大。但伸縮縫較多。上承式拱曲線底面將增加橋面高程。行車條件較差。經(jīng)濟(jì)性施工技術(shù)成熟，方法簡單，易掌握，需要的機(jī)具少，無需大型設(shè)備，可充分降低施工成本，所用材料簡單，價(jià)格低，成橋后養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少。需要大量拉索鋼絲，預(yù)應(yīng)力束，主塔構(gòu)造復(fù)雜，高空作業(yè)多，斜拉索施工復(fù)雜，工期較長。斜拉索后期營運(yùn)養(yǎng)護(hù)費(fèi)用較高，基礎(chǔ)施工復(fù)雜，還需要減震裝置。需要大量的吊裝設(shè)備，占用施工場地大，需勞動力多。工序較多，建橋時(shí)間也較長。美觀性形式簡明，造型簡單現(xiàn)代感強(qiáng)，可通過索塔與拉索布置形式獲得滿意造型，塔較高，使橋向縱向和橫向延伸，比例協(xié)調(diào)，均勻。曲線造型優(yōu)美適用性變形小，動力性能好，主梁性能好，主梁變形撓曲線平緩，行車較為平順。可保證司機(jī)正常行駛，滿足交通運(yùn)輸安全要求。且施工簡單。跨度大，行車性能好，不用作大量基礎(chǔ)工程，由于拉索多點(diǎn)支撐作用，梁高小，可采用懸臂施工，不影響通航，梁可以預(yù)制，可加快施工速度。上部結(jié)構(gòu)的自重較大，存在水平推力，下部結(jié)構(gòu)工程量大，地質(zhì)條件要求高。因本地段為非通航河流地段，且地質(zhì)條件復(fù)雜，經(jīng)綜合比較后最終以適用最廣、材料用量最少、施工方便的預(yù)應(yīng)力混凝土箱型梁橋作為最佳設(shè)計(jì)方案。第二部分 上部結(jié)構(gòu)計(jì)算由于時(shí)間和篇幅限制，本設(shè)計(jì)只對橋梁上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，其計(jì)算過程及結(jié)果如下：1 基本設(shè)計(jì)資料 跨度和橋面寬度標(biāo)準(zhǔn)跨徑：36m（墩中心距離）；主梁全長：；計(jì)算跨徑：；橋面凈空：凈－+2=。 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)荷載：公路I級。環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)：I類環(huán)境。設(shè)計(jì)安全等級：二級。 主要材料混凝土：上部結(jié)構(gòu)采用C50混凝土，下部結(jié)構(gòu)、欄桿及橋面鋪裝用C25混凝土。預(yù)應(yīng)力鋼筋采用《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 D62－2004），每束7根，全梁配6束，=1860MPa.普通鋼筋直徑大于和等于12mm的采用HRB335鋼筋；直徑小于12mm的均用R235鋼筋。 按后張法施工工藝制作主梁，采用內(nèi)徑60mm、外徑67mm的預(yù)埋波紋管和夾片錨具。（1）、交通部頒《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01－2003），簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》；（2）、交通部頒《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG D60－2004），簡稱《橋規(guī)》；（3）、交通部頒《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 D62－2004 簡稱《公預(yù)規(guī)》。表2 基本計(jì)算數(shù)據(jù)表名稱項(xiàng)目符號單位數(shù)據(jù)混凝土立方強(qiáng)度MPa50彈性模量MPa軸心抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度MPa軸心抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度MPa軸心抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度MPa軸心抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度MPa短暫狀態(tài)容許壓應(yīng)力MPa容許拉應(yīng)力MPa持久狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)荷載組合：MPa容許壓應(yīng)力MPa容許主壓應(yīng)力MPa短期效應(yīng)組合：MPa容許拉應(yīng)力MPa0容許主拉應(yīng)力MPa59鋼絞線標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度MPa1860彈性模量MPa抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)MPa1260最大控制應(yīng)力MPa1395持久狀態(tài)應(yīng)力：MPa標(biāo)準(zhǔn)荷載組合MPa1209材料重度鋼筋混凝土瀝青混凝土鋼絞線鋼束與混凝土的彈性模量比無量綱 注：本設(shè)計(jì)考慮混凝土強(qiáng)度達(dá)到C45時(shí)開始張拉預(yù)應(yīng)力鋼束，和分別表示鋼束張拉時(shí)混凝土的抗壓、抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度，則=，=。 主梁跨中截面主要尺寸擬訂本箱梁按全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)，施工工藝為后張法。橋上橫坡為單向2%。箱梁截面尺寸：，為了便于模板制作和外形美觀，主梁沿縱向外輪廓尺寸保持不變，端部設(shè)置橫隔梁，；橫向共計(jì)5片箱型梁，采用濕接縫法進(jìn)行連接，，；頂板，，腹板和頂板之間沒有承托。底板厚度、（即端部截面尺寸），如圖1所示。預(yù)應(yīng)力管道采用金屬波紋管成形，波紋管內(nèi)徑為60mm，外徑為67mm，管道摩擦系數(shù)，管道偏差系數(shù)，錨具變形和鋼束回縮量為6mm（單端）。瀝青混凝土重度按23kN/m3計(jì)，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)自重按26kN/m3計(jì)，混凝土自重按25kN/m3計(jì)。 根據(jù)以上擬定的各部分尺寸，繪制箱型梁的跨中及截面圖，詳見下圖：圖4 結(jié)構(gòu)尺寸圖 （尺寸單位：mm）將主梁跨中截面分成四個(gè)規(guī)則圖形的小單元，截面幾何特性列表計(jì)算見下表。表3 跨中截面幾何特性計(jì)算表分塊名稱分塊面積 分塊面積形心至上緣距離分塊面積對上緣靜矩分塊面積的自身慣矩分塊面積對截面形心的慣矩⑴⑵⑶=⑴⑵⑷⑸⑹=⑴⑸⑺=⑷+⑹大毛截面（含濕接縫）頂板54001054000145800承托483腹板49324611427714059底板1881∑12696小毛截面（不含濕接縫）頂板43201043200116640承托483腹板493246114277140599985400底板1881∑11616大毛截面形心至上緣距離：=小毛截面形心至上緣距離：=由上表可計(jì)算出截面效率指標(biāo)（）式中：——截面上核心距，可按下式計(jì)算 cm——截面下核心距，可按下式計(jì)算 cm截面效率指標(biāo)： ＞表明以上的初擬截面是合理的。主梁的作用效應(yīng)計(jì)算包括永久作用效應(yīng)和可變作用效應(yīng)。根據(jù)梁跨結(jié)構(gòu)縱、橫截面的布置，計(jì)算可變作用下荷載橫向分布系數(shù)，求出各主梁控制截面（取跨中、四分點(diǎn)、變化點(diǎn)截面及支點(diǎn)截面）的永久作用和最大可變作用效應(yīng)，再進(jìn)行主梁作用效應(yīng)組合（標(biāo)準(zhǔn)組合、短期組合和極限組合）。本設(shè)計(jì)以中梁作用效應(yīng)進(jìn)行計(jì)算。 永久作用效應(yīng)計(jì)算 永久作用集度 1 主梁自重①跨中截面段主梁的自重（底板寬度變化處截面至跨中截面，） kN ②底板加厚與腹板變寬段梁的自重近似計(jì)算（） kN③支點(diǎn)段梁的自重（） kN ④中主梁的橫隔梁端橫隔梁體積： 故半跨內(nèi)橫隔梁重力為： kN ⑤預(yù)制梁永久作用集度 kN/m 2 二期永久作用集度①頂板中間濕接縫集度 kN/m 、②中梁現(xiàn)澆部分橫隔梁的作用集度：一片端橫隔梁（現(xiàn)澆部分）體積： 所以 kN/m③橋面鋪裝層9cm瀝青混凝土鋪裝層：= kN/m6cm混凝土鋪裝：= kN/m若將橋面鋪裝傳給五片主梁，則 kN/m④防撞欄若將防撞欄均攤給五片主梁，則： kN/m⑤邊梁二期永久作用集度： kN/m 永久作用效應(yīng)如下圖所示，設(shè)為計(jì)算截面離左支座的距離，并令。永久作用效應(yīng)計(jì)算見下表。 圖5 永久作用效應(yīng)計(jì)算圖表4 1號梁永久作用效應(yīng)作用效應(yīng)跨中c=四分點(diǎn)c=支點(diǎn)c=0一期彎矩（）0剪力（）0二期彎矩（）0剪力（）0彎矩（）0剪力（）0 可變作用效應(yīng)計(jì)算 沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)沖擊系數(shù)和車到折減系數(shù)計(jì)算：結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)μ與結(jié)構(gòu)的基頻f有關(guān)，故應(yīng)先計(jì)算結(jié)構(gòu)的基頻f，簡支梁的基頻可以按下式計(jì)算：簡支梁橋的基頻： Hz 其中： kg/m 根據(jù)本橋的基頻，可計(jì)算出汽車荷載的沖擊系數(shù)為：μ=－=本設(shè)計(jì)為四車道，在計(jì)算可變作用效應(yīng)時(shí)需進(jìn)行車道折減，四車道折減33%，三車道折減22%,但折減后不得小于用兩行車道布載的計(jì)算結(jié)果。 計(jì)算主梁的荷載橫向分布系數(shù)：由于各主梁均不設(shè)跨中橫隔梁，僅設(shè)置端橫隔梁，各主梁之間的聯(lián)系靠現(xiàn)澆濕接縫來完成，故可以按剛接梁法來繪制橫向分部影響線和計(jì)算橫向分部系數(shù)mc。圖6 抗扭慣性矩計(jì)算圖示（單位：cm）①計(jì)算主梁抗扭慣矩IT對于箱形梁截面，抗扭慣矩可近似按下式計(jì)算：式中：——箱形梁閉合截面中線所包含的面積；bi,ti——相應(yīng)為單個(gè)矩形截面的寬度和高度； ci——矩形截面抗扭慣矩系數(shù)； m——梁截面劃分成單個(gè)矩形截面的個(gè)數(shù)。對本箱型梁截面，計(jì)算如下： cm2=其中c=②計(jì)算主梁的扭轉(zhuǎn)位移和撓度之比γ及懸壁板撓度與主梁撓度之比β；主梁的抗扭剛度和抗扭剛度比例參數(shù)γ和主梁抗彎剛度與橋面板抗彎剛度比例參數(shù)β，可分別根據(jù)下式計(jì)算：；式中：I—主梁抗彎慣性矩；IT—主梁抗扭慣性矩；b1—主梁翼緣板全寬；l—主梁計(jì)算跨徑；d1—中相鄰兩梁肋的凈距之半；本梁d1=33+30=60 cm；h1—計(jì)算單位板寬抗彎慣性矩時(shí)所取的板厚，若板厚從梁勒至懸壁端按直線變化時(shí)，可取靠梁勒d1/3處的板厚本梁取22cm，因此有：==③計(jì)算荷載橫向分布影響線豎坐標(biāo)值，根據(jù)計(jì)算出的參數(shù)γ及β，可查附表C，內(nèi)插得到橫向分布影響線豎坐標(biāo)值見下表：　223。荷載位置1234512345梁號γ　　　　　　　1268229192165146276231189161144312247189143109320248184138109299242190149120307243186145119222922320318016523122820317716124723420417114324824120616713824223117424323720517014531922032102031921892032152031890..04189204214204189184206220206184190190205205123451號梁2號梁3號梁186.表5 橫向分布影響線豎坐標(biāo)值計(jì)算表④計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)1號梁的橫向影響和最不利布載如圖所示1號梁四車道：=三車道：=兩車道：=2號梁的橫向影響和最不利布載如圖所示2號梁四車道：=三車道：=兩車道：=3號梁的橫向影響和最不利布載如圖所示3號梁四車道：=三車道（1）：=三車道（2）：=兩車道：=由以上計(jì)算可知：2 支點(diǎn)截面的荷載橫向分布系數(shù)m0按杠桿原理法繪制荷載橫向分布影響線并進(jìn)行布載，支點(diǎn)截面的荷載橫向分布系數(shù)可計(jì)算如下：圖10 支點(diǎn)橫向分布系數(shù)計(jì)算圖式（尺寸單位：cm）1號梁：2號梁：3號梁：由以上計(jì)算可知：通過上述計(jì)算，可變作用橫向分布系數(shù)1號梁為最不利，故可變作用橫向分布系數(shù)取值為：跨中截面：mc= 支點(diǎn)截面：mo= 車道荷載取值車道荷載取值：公路Ι級車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值pk為： qk=計(jì)算彎矩時(shí)： kN計(jì)算剪力時(shí)： kN 計(jì)算可變作用效應(yīng)在可變作用效應(yīng)計(jì)算中，對于橫向分布系數(shù)的取值作如下處理：計(jì)算主梁可變作用彎矩時(shí)，均采用全跨統(tǒng)一的橫向分布系數(shù)取mc；計(jì)算跨中及四分點(diǎn)可變作用剪力效應(yīng)時(shí)，由于剪力影響線的較大坐標(biāo)也位于橋跨中部，故也采用橫向分布系數(shù)亦取mc；計(jì)算支點(diǎn)可變作用剪力效應(yīng)時(shí)，從支點(diǎn)至l/4梁段，橫向分布系數(shù)從mo過度到mc，其余梁段取mc。1 求邊梁跨中截面的最大彎矩和最大剪力①彎矩：（不計(jì)沖擊時(shí)） （沖擊效應(yīng)）不計(jì)沖擊： kNm沖擊效應(yīng)： kNm②剪力：（不計(jì)沖擊時(shí)） （沖擊效應(yīng)）不計(jì)沖擊： kN沖擊效應(yīng)： kN2 計(jì)算l/4處截面的最大彎矩和最大剪力：①彎矩：（不計(jì)沖擊時(shí)）（沖擊效應(yīng)）不計(jì)沖擊： kNm計(jì)沖擊效應(yīng)： kNm②剪力：（不計(jì)沖擊時(shí)） （沖擊效應(yīng)）不計(jì)沖擊： kN計(jì)沖擊效應(yīng)： kN3 支點(diǎn)截面剪力計(jì)算計(jì)算支點(diǎn)截面由于車道荷載產(chǎn)生效應(yīng)時(shí)，考慮橫向分布系數(shù)沿跨長的變化，均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)布滿使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號影響線上，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值只作用于相應(yīng)影響線中一個(gè)最大影響線的峰值處。不計(jì)沖擊：= kN計(jì)沖擊效應(yīng)： kN 主梁作用效應(yīng)組合根據(jù)可能出現(xiàn)的作用效應(yīng)選擇三種最不利的組合：短期效應(yīng)組合，標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合和承載能力極限狀態(tài)基本組合，具體見表6：表6 主梁作用效應(yīng)組合計(jì)算表序號荷載類別跨中截面四分點(diǎn)截面支點(diǎn)截面MmaxVmaxMmaxVmaxVmax