【正文】 岸地勢順大巴山支脈由東北向西南呈階梯下降，東側(cè)黃草山（亦名東山，海拔800m～ 700m 左右），中偏西側(cè)明月山（亦名西山，海拔 500m～ 900m，主峰白云山 1034m，為全區(qū)最高峰），西部邊緣銅鑼山（海拔 500 米～ 600 米）將全境切割為“三山兩槽”地形。 第二節(jié) 設(shè)計依據(jù)及規(guī)范 一、設(shè)計依據(jù) 1．林同棪國際工程咨詢（中國）有限公司與業(yè)主方簽訂的設(shè)計合同。Load bination。根據(jù)內(nèi)力計算結(jié)果，對主梁進行了承載能力及正常使用性能的驗算。本橋采用樁柱式橋墩，直徑 的圓形截面墩柱及直徑 的圓形截面鉆孔灌注樁，樁基礎(chǔ)嵌入完整中風(fēng)化基巖面 以下；采用重力式 U 型橋臺，橋臺基礎(chǔ)為直徑 的鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 （建筑之家） 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 土木工程學(xué)院 橋梁工程 土木 076 班 建筑之家 I 摘要 本畢業(yè)設(shè)計的 對象為一座 3 30m 簡支梁橋，該橋位于長壽北部新區(qū)，跨越桃花溪。 橋梁上部結(jié)構(gòu)采用 Midas 程序進行分析計算，分析模型為單片簡支 T梁，僅分析一片邊梁，中梁偏安全的采用邊梁的分析結(jié)果來進行驗算。 蓋梁承載能力驗算及裂縫寬度驗算與抗剪驗算、墩柱承載力驗算及裂縫寬度驗算、樁基承載力驗算及裂縫寬度驗算均由自編計算機程序計算完成，墩柱與樁基的水平位移及其它效應(yīng)由橋梁博士 計算完成。 Inner Force。 2．長壽北部新城渡南路西延伸段道路平面、縱斷面設(shè)計圖紙。三山之間丘陵波狀起伏，梯田 層，沖田密布。擬建道路范圍內(nèi)地面高程 ～ ，高差 ?！?8176。～ 15176。、傾角 75176。 三、地層巖性 擬建道路沿線主要出露地層為第四系全新統(tǒng)和侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組 (J2s)。 素填土： (Q4ml)：紅褐色、黃褐色 、 雜色，主要由粘土、碎塊石及角礫組成 ， 碎塊含量 1535%,成分以強風(fēng)化泥質(zhì)砂巖、泥巖為主 ,呈棱角狀 次棱角狀 ,粒徑一般在 230cm 3 之間 ,結(jié)構(gòu)較為緊密 ， 孔隙較小，為修建道路是堆積，局部可見。 粉質(zhì)粘土 (Q4el+dl)：紅褐色、黃褐色，多呈可塑狀，刀切斷面較光滑，有少量光澤，粘性一般，韌性中等，搖振無反應(yīng)，干強度中等。巖層局部含粘土 礦物較重，并間斷夾有少量泥質(zhì)砂巖、泥質(zhì)粉泥質(zhì)砂巖夾層及透鏡體。 泥巖：紅褐色，紫紅色，主要以粘土礦物為主，局部含少量長石、石英，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚～厚層狀構(gòu)造。泥巖土石等級為Ⅲ級，土石類別為軟石。 道路沿線主要工程地質(zhì)問題表現(xiàn)為：按照道路設(shè)計方案施工后，道路兩側(cè)將會形成高路塹邊坡和填方路堤邊坡。 據(jù)《中國地震烈度區(qū)劃圖》及《公路抗震設(shè)計規(guī)范》（ JTJ004— 89），擬建場區(qū)抗震 4 設(shè)防烈度為 6 度，設(shè)計基本地震加速度為 ，設(shè)計地震分組為第一組。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，擬建場區(qū)內(nèi)地表水較發(fā)育。 （ 1） 松散巖類孔隙水 該類型地下水由大氣降雨補給為主，儲存在第四系松散土層中，含水能力受地形地貌以及覆蓋層范圍、厚度 、物質(zhì)成分以及透水性能制約，水量大小受季節(jié)、氣候影響大。由于補給量小、補給能力差，水徑流、排泄條件好，因此場區(qū)內(nèi)基巖裂隙水含量較小。 擬建場區(qū)屬于新開發(fā)區(qū)，場區(qū)及周邊人口稀少，工業(yè)不發(fā)達，沒有化工、印染、冶金等污染源，場區(qū)內(nèi)巖土層沒有受到污染。 混凝土收縮及徐變：按照《公路 鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（ JTG D622020） [2]取值 。 7 主橋：主梁采用 C50 混凝土，蓋梁、橋墩采用 C40 混凝土，橋臺臺帽、樁基采用C30 混凝土， U 臺臺身、基礎(chǔ)采用 C25 片石 混凝土 (其它構(gòu)件混凝土標(biāo)號詳見相應(yīng)的設(shè)計圖并以設(shè)計圖為準 )。 C40 混凝土：軸心抗壓強度設(shè)計值 fcd=，軸心抗拉強度設(shè)計值 ftd=，彈性模量 Ec=。 R235 鋼筋：抗拉設(shè)計強度 fsd≥ 195MPa，標(biāo)準強度 fsk≥ 235MPa，彈性模量 E= 105MPa。 全橋預(yù)應(yīng)力管道均采用塑料波紋管，管道灌漿方式為真空輔助灌注法，必須保證灌漿飽滿密實。梁高 ，中梁寬 ，邊梁寬 。 T 梁按全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件設(shè)計，設(shè)縱向通長預(yù)應(yīng)力鋼束。蓋梁長 ，寬 ，高 。 橋面鋪裝最下層為 8cm C40 防水鋼筋混凝土鋪裝，其上敷設(shè)水泥基滲透結(jié)晶型防水層，橋面磨耗層采用 4cm改性瀝青混凝土 AC16中面層 +4cm 瀝青瑪蹄脂 SMA13 面層。 4． 其它 （ 1） 橋面防水 在結(jié)構(gòu)層與瀝青混凝土間涂刷水泥基滲透結(jié)晶型防水材料作為橋面防水層，其用量應(yīng)≥ 1kg/m2， 防水材料應(yīng)具有涂層一次抗?jié)B壓力≥ ，二次抗?jié)B壓力 ≥ ， 28d抗壓強度≥ 18MPa，粘結(jié)力≥ ， 同時具有耐高溫、耐堿性性能，以滿足瀝青混凝土攤鋪要求。所使用支座需滿足行業(yè)標(biāo)準《公路橋梁板式橡膠支座》（ JT/T6632020）。 （ 5） 人行道欄桿 本 設(shè)計圖紙中欄桿為參考樣式。 主梁橫向布置如圖 1 所示。邊梁 N1 采用φ s1510， N2， N3 采用φ s1511；中梁 N N N3 均采用φ s1510 鋼束。 1． 各截面在承載力基本組合作用下最大內(nèi)力 表 4 各截面在承載力基本組合作用下的最大內(nèi)力 截面位置 剪力值（ kN） 彎矩值(kN?m) 左支座 1/4 截面 13 1/2 截面 3/4 截面 右支座 圖 4 1 號梁承載能力基本組合彎矩圖 (kN?m) 圖 5 1 號梁承載能力基本組合剪力圖 (kN) 14 圖 6 1 號梁承載能力基本組合梁截面最大組合應(yīng)力圖 (kPa) 2． 各截面在短期組合作用下最大內(nèi)力 表 5 各截面在短期組合作用下的最大內(nèi)力 截面位置 剪力值（ kN） 彎矩值(kN?m) 左支座 1/4 截面 1/2 截面 3/4 截 面 右支座 圖 7 1 號梁正常使用短期組合彎矩圖 (kN?m) 15 圖 8 號梁正常使用短期組合剪力圖 (kN) 圖 9 1 號梁正常使用短期組合梁截面最大組合應(yīng)力圖 (kPa) 3． 各截面在長期組合作用下最大內(nèi)力 表 6 各截面在長期組合作用下的最大內(nèi)力 截面位置 剪力值（ kN） 彎矩值(kN?m) 左支座 1/4 截面 1/2 截面 3/4 截面 右支座 16 圖 10 1 號梁正常使用長期組合彎矩圖 (kN?m) 圖 11 1 號梁正常使用長期組合剪力圖 (kN) 圖 12 1 號梁正常使用長期組合梁截面最大組合應(yīng)力圖 (kpa) 17 （四） 主梁截面驗算 1． 荷載組合 主梁按全預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)進行截面驗算，荷載組合如 表七所示。 （ 2）最大、最小分別代表施工階段在相應(yīng)截面產(chǎn)生的正截面混凝土法向壓應(yīng)力和正截面混凝土法向拉應(yīng)力。 （ 6）抗壓容許應(yīng)力取用 ’tk，在計算抗壓容許應(yīng)力時取用的施工階段混凝土的抗壓強度標(biāo)準值按 f‘ck=。 0sst WMσ ? () 0llt WMσ ? () 式中 Mst—— 按作用（荷載）短期作用效應(yīng)組合計算的彎矩值 ； Ml—— 按荷載長期效應(yīng)組合計算的彎矩值，在組合的活載玩具中，僅考慮汽車、人群等直接作用于構(gòu)件的荷載產(chǎn)生的彎矩值。 （ 4）表格中“類型”項表示所屬荷載組合中 (包含移動荷載 )顯示的內(nèi)力項最大時，會產(chǎn)生所需的最大最小值。設(shè)計結(jié)果表格中應(yīng)力壓為正，拉為負。 （ 3）設(shè)計結(jié)果表格中應(yīng)力拉為正，壓為負。由于該橋主梁梁頂部不出現(xiàn)負彎矩，故梁頂部可以不配置預(yù)應(yīng)力筋，這時梁頂部預(yù)應(yīng)力筋的估算值為 0。 ? ?kNbhf100 .5 1Vγ 0kc u ,3d0 ??? () 式中 Vd—— 驗算截面處由作用（荷載）產(chǎn)生的剪力組合設(shè)計值 (kN)； b—— 相應(yīng)于剪力組合設(shè)計值處的矩形截面寬度 (mm)或 T形和 I形腹板寬度(mm)； h0—— 相應(yīng)于剪力組合設(shè)計值處的截面有效高度，即縱向受力鋼筋合力點至受壓邊緣的距離 (mm)。按照本規(guī)范第 條計算得到 C50 混凝土的 θη 值為 。 圖 13 1 號梁使用階段的撓度圖 (mm) 由于預(yù)加力產(chǎn)生的長期反拱值大于按荷載短期效應(yīng)組合計算 的長期撓度值，因此可不設(shè)預(yù)拱度。上述自編程序 及表格 均按現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范編制。s ? 矩 形 或 T 形 截面腹板寬度： b=1800mm 截面有效高度： 1525m mahh 0 ??? 縱向受拉鋼筋直 徑： d=25mm 縱向受拉鋼筋根數(shù)： n=34 構(gòu)件受拉區(qū)縱向普通鋼筋的截面面積： 242s ??????????? 縱向受壓鋼筋直徑： 25mmd39。39。s039。 （三） 抗剪驗算 計算數(shù)據(jù)： 矩形截面寬度或 T 形和 I 形截面腹板寬度： b=1800mm 截面有效高度： h0=1525mm 混凝土 抗壓 強度 標(biāo)準值 ： 40MPa 混凝土軸心抗拉強度設(shè)計值 ftd= 剪力組合設(shè)計值： Vd=4391kN 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) ： γ0=1 異號彎矩影響系數(shù)： α1=1 預(yù)應(yīng)力提高系數(shù) ： α2=1 受壓翼緣影響系數(shù)： α3=1 混凝土和箍筋共同承擔(dān)剪力的分配 系數(shù) ： ξ=1 抗剪箍筋抗拉強度設(shè)計值 ： fsv=280Mpa 彎起鋼筋抗拉強度設(shè)計值 ： fsd=280Mpa 構(gòu)件受拉區(qū)縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋截面面積 ： Ap=0 斜截面內(nèi)同一彎起平面預(yù)應(yīng)力彎起面積 ： Apb=0 構(gòu)件受拉區(qū)抗彎縱向普通鋼筋截面面積 ： As= 驗算抗剪強度上下限（公式適用條件）： 8 8 5 4 .0 6 kN1 5 2 5 m m1 8 0 0 m m4 0 M pa0 .0 0 0 5 1bhf0 .0 0 0 5 1 0kc u, ????? 2 2 6 4 .6 3 k N1 5 2 5 m m1 8 0 0 m m1 .6 5 M p a1 .00 .0 0 0 5bhf0 .0 0 0 5 α 0td2 ?????? 4391Vγ d0 ? kN，即 8854kN4391kN ? 2625k N4391k N ? 32 因此截面滿足規(guī)范求 ，但需要按照計算要求設(shè)置抗剪扭鋼筋 。sd0cdu??????????????? ?? 30 承載能力與內(nèi)力的比值： 6776Mγ MK j0 u ????? 因此承載能力滿足要求。s39。 ? 構(gòu)件受壓區(qū)縱向普通鋼筋的截面面積： 24239。 表 15 蓋梁最大內(nèi)力計算表 蓋梁根部內(nèi)力 承載能力極限狀態(tài) 正常使用極限狀態(tài) 短期效應(yīng)組合 長期效應(yīng)組合 剪力（ kN） 3275 2976 彎矩（ kN?m） 3730 3434 29 （一） 承載能力驗算 矩 形 或 T 形 梁截面鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面抗彎承載能力計算： 橋梁重要性系數(shù)： ? 混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值： ? 普通鋼筋抗拉強度設(shè)計值： 280Mpafsd ? 普通鋼筋抗壓強度設(shè)計值： 280Mpaf 39。 第 五 節(jié) 下部結(jié)構(gòu) 驗算 蓋梁承載能力及裂縫寬度驗算由自編 Mathcad 文件完成，抗剪驗算由自編 Excel 表格 完成。消除結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的長期撓度后梁式橋主梁的最大撓度 如圖 13 所示 ， 最大上撓度值為 5mm。 ? ?kNbhfα100 . 5Vγ 0td23d0 ??? () 式中 ftd—— 混凝土抗拉強度設(shè)計值，按本規(guī)范表 的規(guī)定采用。 （ 2）設(shè)計結(jié)果表格中最大、最小指的是不同荷載組合產(chǎn)生的截面彎矩的最大、最小值。 Msum為正常使用階段荷載組合（不包括預(yù)應(yīng)力鋼束作用）最大值。其中 σ p 為按照規(guī)范第 條和第 條計算預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件由使用階段作用標(biāo)準值產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力增量。 （ 2） Sig_P1~ Sig_P10 指的是位置 1~10 的主拉應(yīng)力值。 pcst ?? （ ） 式中 stσ —— 在作用（荷載）短期效應(yīng)組合下構(gòu)件抗裂驗算邊緣混凝土的法向拉應(yīng)力，按式 ()計算 ； pcσ —— 扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后的預(yù)加力在構(gòu)件抗裂驗算邊緣產(chǎn)生的混凝土預(yù)壓應(yīng)力，按本規(guī)范第 條規(guī)定計算。 （ 7）抗拉容許應(yīng)力取用 ’tk，施工階段混凝土的抗壓強度標(biāo)準值按 f’tk=計 。 （ 4）設(shè)計結(jié)果表格中應(yīng)力壓為正，拉為負。此時，預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)扣除相應(yīng)階段的預(yù)應(yīng)力損失，荷載采用施工荷載，截面性質(zhì)按本規(guī)范第 條的規(guī)定采用。 橫向分布計算系統(tǒng)輸出 任務(wù)標(biāo)識 ： 001 計算方法 ： 剛接板梁法 主梁跨徑 ： m 材料剪切模量 /彎曲模量 = 表 1 橫向分布系數(shù)計算參數(shù)表 梁號