【正文】 計(jì)算。M =+= kN m ③ 主 +附 2 組合：支座處 maxM = m， R = kN 4 2 4 5 .6 1 1 7 6 9 .0 02 .4Rg a? ? ?kN/m 39。 先假定內(nèi)力臂長(zhǎng)z=( 0h 3x )? 0h ，代入 式 （ 41） 有 10230 850sA ?? ??=24744mm2 由 0schxn x????，01 ()23c xM bx h???及0()3ss xM A h???聯(lián)立得方程： 202 2 0sbx nx nhA ? ? ? 代入數(shù)據(jù)得， 2x +20x 17000=0，解之得， x=263mm 所以0 2638 5 0 7 6 233xzh? ? ? ? ?mm，重新代入 式 （ 41） 有 642 56 .99 10 2429023 0 76 2sA ????m2 24632mm2 ，即邊跨的抗彎承載力由主力組合控制。 按單筋矩形截面設(shè)計(jì)，取 sa =50mm，則 0h =h sa =90050=850mm。m） 圖 37 主 +附 2組合下剪力包絡(luò)圖 （單位： kN） 石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 圖 41 主梁 抗彎計(jì)算 示意圖 （單位： m） 第 4 章 主梁的 設(shè)計(jì) 與 檢算 主梁 抗彎 配筋設(shè)計(jì) 主梁配筋擬采用 HRB335 鋼筋， 根據(jù)《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ — 2020） ， 主力作用下： HRB335 鋼筋的容許應(yīng)力 ? ?s? =180 MPa；主力加附加力作用下： HRB335 鋼筋的容許應(yīng)力 ? ?s? =230 MPa[9]。m） 圖 35 主 +附 1組合下剪力包絡(luò)圖 （單位： kN） 石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 續(xù)表 35 結(jié)點(diǎn)號(hào) 剪力最大值 (kN) 剪力最小值 (kN) 彎矩最大值 (kNm) 彎矩最小值 (kNm) 55 56 57 58 59 60 61 62 63 (2)主力組合下 橋墩的內(nèi)力輸出 主力組合下橋墩 控制截面 的內(nèi)力 如表 32 所示。對(duì)于橋墩，由其受力特點(diǎn)，下面僅列出控制截面（墩頂和墩底）的結(jié)點(diǎn)內(nèi)力，結(jié)點(diǎn)號(hào)分別為 12 12 12 15 160、 161。各荷載計(jì)算如下： (1)結(jié)構(gòu)自重：鋼筋混凝土容重按 325kN/m 計(jì)，可在程序中直接輸入 系數(shù)； (2)設(shè)備鋪裝： 設(shè)備鋪裝按均布荷載 q? 36 kN/m； (3)列車活載：列車活載采用 “中 —活載 ”， 計(jì)算梁體時(shí)計(jì)入沖擊系數(shù) : 662 0 . 2 8 83 0 3 0 1 2L??? ? ? ??? (4)制動(dòng)力：制動(dòng)力偏于安全地按全 橋滿布活載考慮，均布于橋面。 ③ 樁的變形系數(shù) ? 樁的截面慣性矩為： I= 644d? = ?? = 圖 31 單元?jiǎng)澐謭D 石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 EI= cE I=32 610 = 610 2kNm ? = 5 0EImb = 5 615000 10?? = h? =18= ＞ 與假定相符 ， mh 不需改變 。 劃分單元圖如圖 31 所示 邊界條件 (1)兩端支座 處 ： 根據(jù)連續(xù)剛構(gòu)橋的結(jié)構(gòu)形式和受力特點(diǎn)可知，支座處僅有豎向約束，所以選擇一般支撐并按受力情況修改支撐類型。 (4)提供桁架、一般梁 /邊截面梁、平面應(yīng)力 /平面應(yīng)變、只受拉 /只受壓、間隙、鉤、索、加勁板軸對(duì)稱、板（厚板 /薄板、面內(nèi) /面外厚度、正交各向異向）、實(shí)體單元（六面體、楔形、四面體）等工程實(shí)際時(shí)所需的各種有限元模型。 圖 24 橋臺(tái)構(gòu)造圖 （單位： cm） 80 090100671石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 橋墩下樁基長(zhǎng)度根據(jù)地質(zhì)情況選為 18000mm， 持力層在卵石土上，符 合受力情況。 鉆（挖 ）孔灌注摩擦樁的中心距不應(yīng)小于 倍成孔樁徑；各類樁的承臺(tái)板邊緣至最外一排樁的凈距，當(dāng)樁徑 d﹥ 1m 時(shí)，不得小于 ， 且不得小于 ；承臺(tái)板的厚度不宜小于 m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于 C30。 本設(shè)計(jì)以橋跨中心處梁高為標(biāo)準(zhǔn)，其余截面皆于此 截面處梁高相同，梁高 h﹤()= m，故梁高取 h= m，結(jié)合所給設(shè)計(jì)資料，擬定 板式 梁截面尺寸為 4200mm900mm，如圖 22 所示。建筑高度受限是本橋的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，由于梁高較矮，為滿足橋下凈空的要求，將 本 橋橋式定為連續(xù)剛構(gòu)橋。 按容許應(yīng)力法計(jì)算鋼筋混凝土構(gòu)件就是將具體結(jié)構(gòu)的材料視為理想的勻質(zhì)彈性體，以工作應(yīng)力階段 Ⅱ 為根據(jù)，采用平截面假定及彈性體假定，從而應(yīng)用材料力學(xué)中彈性理論的計(jì)算公式求出構(gòu)件截面的最大應(yīng)力，并使其小于某一考慮了安全儲(chǔ)備后的容許應(yīng)力值。 設(shè)計(jì)工作主要內(nèi)容為： 首先， 根據(jù)所給設(shè)計(jì)資料確定橋式并擬定全橋各部的詳細(xì)尺寸。 連續(xù)剛構(gòu)橋跨中不設(shè)鉸也不帶掛梁，橋面連續(xù)、行車平順。石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第 1 章 緒論 連續(xù)剛構(gòu)橋簡(jiǎn)介 為了 跨越各種障礙 （ 如河流、溝谷或其他線路等 ） ，必須修建各種類型的橋梁與涵洞，因此橋涵是交通線路中的重要組成部分。更重要的是 梁 體內(nèi)的內(nèi)力分布更加合理，能充分發(fā)揮高強(qiáng)材料的作用，有利于增大跨徑。 本橋 采用 截面為 4200mm900mm 板 式梁， 1000mm 厚的板壁式柔性墩， 橋臺(tái)采用耳墻式， 墩下 基礎(chǔ) 為 人工挖孔 灌注 樁。雖然該法存在著某些不完善之處，但在計(jì)算鋼筋混凝土構(gòu)件的施工、運(yùn)輸和安裝等施工階段及預(yù) 應(yīng)力混凝土構(gòu)件使用階段時(shí)仍有著廣泛的實(shí)用意義 [4]。 橋跨布置 本橋上跨下廣一級(jí)公路，下廣一級(jí)路面遠(yuǎn)期規(guī)劃是 9m+12m+12m+9m，考慮到橋墩的位置不應(yīng)影響行車通視性及安全，本橋跨徑中跨宜采用 16m～ 19m，邊跨宜采用 9m～ 12m。 橋墩尺寸擬定 本橋 橋墩采用 板壁式柔性墩，其截面尺寸 為 3800mm1000mm， 為滿足凈高要求 ， 墩身高為 H=+=， 埋入地下深度為 m。本設(shè)計(jì)中樁的中心距不應(yīng)小于 =3 .75m； 樁的承臺(tái)板邊緣至最外一排樁的凈距應(yīng)大于 = m[7]， 本設(shè)計(jì)取為 m。 樁基布置見圖 26 所示。 (5)提供靜力分析（線形靜力分析、熱應(yīng)力分析）、動(dòng)力分析（自由振動(dòng)分析、反應(yīng)譜分析、時(shí)程分析）、靜力彈塑性分析、動(dòng)力彈塑性分析、動(dòng)力邊界非線形分析、幾何非線形分析（ Pdelta 分析、大位移分析）、優(yōu)化索力、屈曲分析、移動(dòng)荷載分析（影響線 /影響面分析）、支座沉降分析、熱傳導(dǎo) 分析（熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流、熱輻射）、水化熱分析（溫度應(yīng)力、管冷）、施工階段分析、聯(lián)合截面施工階段分析等功能。 (2)墩梁連接處：連續(xù)剛構(gòu)橋采用墩梁固結(jié)的結(jié)構(gòu)形式，因此墩梁連接處采用剛性連接。 ④ 計(jì) 算 樁 的 ? 、 QM? 、 MQ? 、 MM? 樁的換算深度 h? =18=＞ ，可令 hk =0， 按 h? = 查取函數(shù)值計(jì)算。 120 .1 [ 5 3 0 ( 6 2 7 .5 3 0 ) ]tP N q q? ? ? ? ? ? 0 . 1 [ 5 2 2 0 3 0 9 2 2 4 . 5 8 0 ]? ? ? ? ? ? ?=582kN 換算為全橋均布荷載 582 t Pq L? ? ?kN/m (5)風(fēng)力： 本設(shè)計(jì)中計(jì)算模型僅考慮縱向風(fēng)力對(duì)墩身的作用，根據(jù)橋規(guī) [5]，查表得張家口地區(qū)的 1/100 基本風(fēng)壓，取 0w =700Pa。 主力組合下內(nèi)力輸出 （ 1）主力 組合下主梁的內(nèi)力輸出 主力組合下主梁內(nèi)力 見 表 31，彎矩和剪力包絡(luò)圖分別見圖 32 和 33。 表 32 主力組合下橋墩控制截面內(nèi)力表 結(jié)點(diǎn)號(hào) 軸 力最大值 (kN) 軸 力最小值 (kN) 彎矩最大 值 (kNm) 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 (2)主 +附 1 組合下橋墩的內(nèi)力 輸出 主 +附 1 組合下 橋墩控制截面的 內(nèi)力 如表 34 所示。m) 彎矩最小值 (kN所以，主梁的抗彎計(jì)算要分為主力作用和最不利荷載作用兩種情況。 先假定內(nèi)力臂長(zhǎng)z=( 0h 3x )? 0h ，代入 式 （ 41） 有 10230 850sA ?? ??=16140mm2 由 0schxn x????，01 ()23c xM bx h???及0()3ss xM A h???聯(lián)立得方程： 202 2 0sbx nx nhA ? ? ? 代入數(shù)據(jù)得， 2x +20x 17000=0，解之得， x=220mm 所以0 2208 5 0 7 7 733xzh? ? ? ? ?mm，重新代入 式 （ 41） 有 627 76 .7 10 1553723 0 77 7sA ????m2 ，即 邊跨的抗彎承載力由主力組合控制 。 石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 綜上，中跨選配 40? 28， sA =24632mm2 。 2 211 1 7 6 9 . 0 0 2 . 4 1 2 7 3 . 6 888M g a? ? ? ? ? ? ? ?kN m10% maxM 取 39。 b， h 已確定， b? h=4200? 900 mm2 。 2 211 1 5 9 0 . 1 0 2 . 4 1 1 4 4 . 8 888M g a? ? ? ? ? ? ? ?kN m10% maxM 取 39。按單筋矩形截面設(shè)計(jì)，取 sa =50mm，則 0h =h sa =140050=1350mm。 綜上， 2墩支座處選配 64? 28， sA =39411mm2 。 1墩左右兩側(cè)變截面處主拉應(yīng)力計(jì)算 (1)1墩左側(cè)變截面范圍內(nèi)，取各組合中最不利荷載組合 —主 +附 2 荷載組合進(jìn)行計(jì)算。 (2)1墩右側(cè)變截面范圍內(nèi)， tp? = 3tp??????=，故須按計(jì)算配置腹筋 。 彎起筋所承擔(dān)的面積 0 ( 0 . 7 5 5 0 . 3 9 9 ) ( 0 . 4 8 0 . 3 9 9 ) 43702? ? ?? ? ? ? 所需彎起筋面積 ? ?0 4 2 0 0 9 5 4 . 8 1 2 3 2 8 . 72 2 2 3 0sb sbA ?? ?? ? ??mm2 所需彎起筋根數(shù) 圖 44 1墩 右 側(cè)抗剪配筋計(jì)算圖 混凝土箍筋斜筋 20 19 8231 0 794 0注：圖中應(yīng)力單位： MPa； 長(zhǎng)度單位： mm 圖 45 2墩 左 側(cè)抗剪配筋計(jì)算圖 763 0 437 0 55 99 8混凝土 箍筋斜筋注：圖中應(yīng)力單位： MPa； 長(zhǎng)度單位： mm 石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 33 11 2 3 2 8 .7 2 0 .0 26 1 5 .8sbsbsbAn A? ? ? 取 sbn =22 支座范圍內(nèi)：按構(gòu)造配筋，箍筋選用 40 支 ? 10， 1svA = ， s =100mm，不需另配彎起筋 。 (2)1墩支座截面： 1M = m， 2M = kN m M = 1M + 2M = kN m， SA = ， z =1222mm， sa =50mm 122 1 0 .5MMK ?? ? ?= 4 1 1 0 . 1 2 4 0 4 0 . 1 61 0 . 3 0 . 58 1 5 0 . 1 8 8 1 5 0 . 1 8? ? ? ?= s sMAz? ?= 1222?? =178Mpa 石家莊鐵道學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 35 2cl sA ab? = 2 50 4200?? =420200 mm2 = 1 1 2 2 3 3z slcln n n AA? ? ?? ??? = 61 52 61 2 ?? ? ?= 12 8 0 .4( 8 0 )sf s z dw K K E?? ????= = fw????=，滿足規(guī) 范要求 。即：橋墩配筋設(shè)計(jì)檢算應(yīng)以偏心受壓構(gòu)件 為模型進(jìn)行計(jì)算 [4]。根據(jù)《鐵路橋涵混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范》 （ —2020）