【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 y words: simply supported beam bridge。 cap beam。 pier。 bored pile foundation前言隨著我國(guó)社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步和人民生活水平的日益提高，交通的便利程度和安全性得到了人們的廣泛關(guān)注，橋梁有事現(xiàn)代交通中不可缺少的組成部分，與此同時(shí)，橋梁建設(shè)得到了迅猛發(fā)展，我國(guó)橋梁工程無(wú)論在建設(shè)規(guī)模上，還是在科技水平上，均已躋身世界先進(jìn)行列。各種功能齊全、造型美觀的橋梁開(kāi)始頻繁的出現(xiàn)在人們的生活中，給人們帶來(lái)方便的同時(shí)很多橋梁也逐漸成為城市的標(biāo)志性建筑。本設(shè)計(jì)為混凝土簡(jiǎn)支梁橋下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)》系列叢書，以及依照交通部頒發(fā)的有關(guān)公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG系列）擬定設(shè)計(jì)而成。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，還參考了諸多如橋涵工程、土力學(xué)、基礎(chǔ)工程、橋涵水文、橋梁結(jié)構(gòu)力學(xué)、專業(yè)英語(yǔ)等相關(guān)書籍和文獻(xiàn)。設(shè)計(jì)中考慮了各種尺寸與材料的選用符合規(guī)范中對(duì)強(qiáng)度、應(yīng)力、局部承壓強(qiáng)度的要求，并且產(chǎn)生在規(guī)范容許范圍內(nèi)的變形，使橋梁在正常使用的情況下能夠達(dá)到安全、穩(wěn)定和耐久的標(biāo)準(zhǔn)。在可預(yù)期偶然荷載下仍能達(dá)到基本正常使用的標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)時(shí)還充分考慮橋梁所處區(qū)域施工和維護(hù)，并且兼顧橋梁本身的美觀與社會(huì)經(jīng)濟(jì)性，既要設(shè)計(jì)合理，又要起到良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。的地質(zhì)和水文條件，既保證符合規(guī)范要求，同時(shí)保證因地制宜并且便于第一章 設(shè)計(jì)資料與方案必選（一）、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及上部構(gòu)造道路等級(jí)：鄉(xiāng)村道路橋面橫坡：%的人字坡橫向布置：（防撞墻）+（車行道）+（防撞墻），設(shè)計(jì)荷載：公路—Ⅱ級(jí)橋面鋪裝：12cm厚C40防水混凝土及涂HM1500防水劑橋梁孔跨布置：本橋?yàn)樯峡玷F路而設(shè)，設(shè)320m預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋，橋面連續(xù)橋梁線性：本橋位于直線上，與鐵路正交地震烈度：8度地質(zhì)情況詳見(jiàn)：橋梁工程地質(zhì)縱斷面圖（二）、水文地質(zhì)條件擬建橋址位于毛茨坪村附近，地形屬微型黃土塬上，地形平坦、地勢(shì)開(kāi)闊、交通方便。橋址區(qū)地層主要有第四系全新統(tǒng)土更新風(fēng)積砂質(zhì)黃土、粗圓礫土、卵石土、基巖為第三系中新統(tǒng)砂巖。本段屬喜馬拉雅期輕微的褶皺構(gòu)造，主要為石門溝向斜，該向斜對(duì)本橋無(wú)影響，本橋址區(qū)無(wú)重大地質(zhì)構(gòu)造，本區(qū)地震基本烈度八度。橋址區(qū)地表水及地下水均不發(fā)育。橋址區(qū)未發(fā)現(xiàn)有不良地質(zhì)現(xiàn)象，橋址區(qū)特殊巖土為濕陷性黃土，橋址區(qū)地表廣泛分布的砂質(zhì)黃土均具濕陷性，濕陷等為Ⅲ級(jí)（嚴(yán)重）自重濕陷性，濕陷土層厚度30～39m。（三）、材料混凝土：蓋梁、橋墩用C35混凝土，系梁及基礎(chǔ)用C30混凝土。（四）、下部結(jié)構(gòu)比選橋梁的支撐結(jié)構(gòu)為橋墩和橋臺(tái)。橋墩是多跨橋的中間支撐結(jié)構(gòu)。橋臺(tái)是橋梁兩端橋頭的支撐結(jié)構(gòu)，是道路與橋梁連接點(diǎn)，橋頭和橋墩都是由臺(tái)（墩）帽、臺(tái)墩身和基礎(chǔ)組成。橋墩的作用是支撐在它左右兩跨的上部結(jié)構(gòu)通過(guò)支座傳來(lái)的矗立力和水平力，由于橋墩建筑在江河之上。因此它還要承受流水壓力。水面以上的壓力和＆可能出現(xiàn)的水壓力 。船只等的撞擊力。所以橋墩在結(jié)構(gòu) 上必須有足夠的穩(wěn)定性。在布設(shè)上考慮橋墩與河水的相互影響，既水流沖刷橋墩和橋墩出水的問(wèn)題，在空間上應(yīng)滿足通航和同車要求。具體橋梁建設(shè)時(shí)采用什么類型的橋墩。應(yīng)依據(jù)地質(zhì)、地形及水文條件。墩高、橋跨結(jié)構(gòu)要求及荷載性質(zhì)及大小，通航和水面漂浮物等，橋跨以及施工條件等因素綜合考慮。但是在同一座橋梁內(nèi)，應(yīng)盡量減少橋墩的類型。（1）實(shí)體試橋墩：主要特點(diǎn)是依靠自身重量來(lái)平衡外力而保持穩(wěn)定。它一般適宜荷載較大的大、中型橋梁，或流冰、漂浮物較多的江河中。此類橋墩的最大缺點(diǎn)是圬工體積大，因而其自重大阻水面積也較大。有時(shí)為了減輕墩身體積，通常將墩頂部分做成懸臂式的。（2）空心試橋墩：它克服了實(shí)體試橋墩在許多情況下材料強(qiáng)度得不到充分發(fā)揮的缺點(diǎn)，而將混凝土和鋼筋混凝土做成空心薄臂結(jié)構(gòu)等形式，這樣可以節(jié)省圬工材料，還減輕重量，其缺點(diǎn)是經(jīng)不起車輛和漂浮物的撞擊。（3）柱式橋墩：有單柱式、雙柱式、啞鈴式和混合式四種，單柱式橋墩在水流與橋軸線斜交角度大及曲線橋梁中用的較多，雙柱式橋墩是橋梁建筑中采用較多的一種形式，它具有施工方便、造價(jià)低和美觀等優(yōu)點(diǎn)，在有嚴(yán)重漂浮物或流冰的河流上或墩身較高時(shí)可采用啞鈴是或混合式。基礎(chǔ)一般是橋梁建筑中最困難的部分，往往影響工期和造價(jià)、施工時(shí)的安全與整個(gè)梁的安全性，因此基礎(chǔ)形式的選擇需十分慎重?；A(chǔ)形式的選擇主要根據(jù)地質(zhì)條件、上部構(gòu)造、受力要求、水文情況、施工設(shè)備等條件來(lái)考慮。（1）明挖基礎(chǔ)：在較好持力層且基礎(chǔ)埋置深度淺時(shí)，采用明挖基礎(chǔ)是很經(jīng)濟(jì)的，選擇明挖基礎(chǔ)方案必須注意開(kāi)挖時(shí)的排水可能性，埋深在5m以內(nèi)時(shí)，明挖基礎(chǔ)方案較為經(jīng)濟(jì)，但當(dāng)?shù)叵滤c滲流速度較低，坑壁穩(wěn)定時(shí)，甚至埋深達(dá)到10m左右時(shí)亦是經(jīng)濟(jì)的。（2）鉆孔灌注樁：鉆孔灌注樁適合于缺乏打樁設(shè)備或遇到打入困難的地質(zhì)條件時(shí)以及需嵌入巖石的樁基中采用。它具有施工機(jī)械簡(jiǎn)單、造價(jià)低、便于群眾性施工等特點(diǎn)，因而已成為我國(guó)橋梁的主要形式，目前公路橋中鉆孔灌注樁的入土深度已達(dá)107m，最大樁徑已達(dá)4m。（3）沉井基礎(chǔ)：沉井基礎(chǔ)是一種沉基礎(chǔ)，它利用預(yù)制好的井筒下沉到一定的深度，再在井內(nèi)修筑基底，沉井在下沉中起擋土擋水作用，往往本身也構(gòu)成橋墩基礎(chǔ)的一部分，它的施工設(shè)備比較簡(jiǎn)單，但施工周期長(zhǎng)。沉井一般用于穿越砂性土、粘性土、軟土和無(wú)大漂石的沙礫、碎卵石土層以使其達(dá)到設(shè)計(jì)要求的承載力較大的圖層上。沉井一般用在上部構(gòu)造垂直反力與水平力均較大，并需把基礎(chǔ)埋設(shè)到深層較堅(jiān)硬的持力層上時(shí)采用。當(dāng)覆蓋層為10～12m時(shí)，施工較為方便；持力層較深，采用沉井基礎(chǔ)方案，亦可能是經(jīng)濟(jì)的。由上面各種橋墩、基礎(chǔ)的比較，根據(jù)水文地質(zhì)條件，造價(jià)和技術(shù)以及本路段填土和上部構(gòu)造手里等要求，應(yīng)選用雙柱式橋墩，混凝土灌注樁基礎(chǔ)。第二章 蓋梁設(shè)計(jì)一、 荷載計(jì)算圖21 （單位：cm）1. 上部結(jié)構(gòu)永久荷載（見(jiàn)表21）表21每片邊梁自重（KN）每片中梁自重（KN）一孔上部構(gòu)造自重（KN）每一個(gè)支座恒載反力（KN）1,8號(hào)2,3,4,5,6,7號(hào)邊梁 1,8號(hào)中梁3,4,5,6,7號(hào)2．蓋梁自重及作用效應(yīng)計(jì)算(1/2蓋梁長(zhǎng)度) 蓋梁自重產(chǎn)生的彎矩，剪力效應(yīng)計(jì)算 表2—2截面編號(hào)自重（kN）彎矩（kNm）剪力（kN）V左V右112233445500q1+q2+q3+q4+q5=2. 可變荷載計(jì)算1) 可變荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算：荷載對(duì)稱布置時(shí)用杠桿法，非對(duì)稱時(shí)用偏心受壓法。l 公路—Ⅱ級(jí)a. 單車列，對(duì)稱布置（如圖23）圖23b. 雙車列,對(duì)稱布置時(shí)(如圖24)圖24c. 單車列,非對(duì)稱布置(如圖25)圖25（單位：cm）由,已知 n=8，e= ，非對(duì)稱布置（如圖26）圖26（單位：cm）已知：η=8，e= ，則l 防撞墻荷載1) 兩側(cè)有防撞墻荷載，對(duì)稱布置時(shí)（如圖27）圖27（單位：cm） 2） 按順橋向可變荷載移動(dòng)情況，求的支座可變荷載反力的最大值（如圖28）圖28（單位：m）—Ⅱ級(jí)雙孔布載單列車時(shí)：雙孔布載雙列車時(shí)： 單孔布載單列車時(shí)： 單孔布載雙列車時(shí)：b. 防撞墻荷載（如圖29）圖29（單位：m） 雙孔滿載時(shí)（一側(cè)）:3）可變荷載橫向分布系數(shù)后各梁支點(diǎn)反力（計(jì)算的一般公式為），見(jiàn)表23各梁支點(diǎn)反力計(jì)算 表23 荷載橫向分布情況公路—Ⅱ級(jí)（kN）防撞墻荷載（kN）計(jì)算方法荷載布置荷載分布系數(shù)單孔雙孔雙孔BR1BR1BR1對(duì)稱布置按杠桿法計(jì)算單列行車公路—Ⅱ級(jí)η1=0η2=0η3=η4=η5=η6=η7=0η8=000000000雙列行車公路—Ⅱ級(jí)η1=0η2=η3=η4=η5=η6=η7=η8=00000防撞墻荷載η1=η2=η3=0η4=0η5=0η6=0η7=η8=0000非對(duì)稱布置按偏心受壓法計(jì)算單列行車公路—Ⅱ級(jí)η1=η2=η3=η4=η5=η6=η7=η8=雙列行車公路—Ⅱ級(jí)η1=η2=η3=η4=η5=η6=η7=η8= 4）各梁永久荷載，可變荷載及力組合：計(jì)算見(jiàn)表24，表中均取各梁的最大值，其中沖擊系數(shù)為： 1+μ=1+=各梁永久荷載，可變荷載基本組合計(jì)算表（單位：KN）表24編號(hào)荷載情況1號(hào)梁R12號(hào)梁R23號(hào)梁R34號(hào)梁R45號(hào)梁R56號(hào)梁R67號(hào)梁R78號(hào)梁R8①恒載②公路—Ⅱ級(jí)雙列對(duì)稱00③公路—Ⅱ級(jí)雙列非對(duì)稱④防撞墻荷載0⑤二期荷載⑥①+②+④+⑤⑦①+③+④+⑤ 4．雙柱反力Gi計(jì)算（圖10），所引用的各梁反力見(jiàn)表25 表25荷載組合情況計(jì)算式反力G1（KN）組合⑥公路—Ⅱ級(jí)雙列對(duì)稱防撞墻荷載組合⑦公路—Ⅱ級(jí)雙列非對(duì)稱防撞墻荷載二．內(nèi)力計(jì)算 （1）.彎矩計(jì)算（圖210）圖210（尺寸單位：cm）截面位置見(jiàn)圖210，為求得最大彎矩值，支點(diǎn)負(fù)彎矩取用非對(duì)稱布置時(shí)數(shù)值，跨中彎矩取用對(duì)稱布置時(shí)數(shù)值。 按圖210給出的截面位置，各截面彎矩計(jì)算式為: 各種荷載組合下的各截面彎矩計(jì)算見(jiàn)表26。（注意的是，表中內(nèi)力計(jì)算未考慮施工荷載的影響。）各截面彎矩計(jì)算 表26荷載組合情況墩柱反力（kN）梁支座反力（kN）各截面彎矩（kNm）G1R1R2R3R422334455組合⑥公路—Ⅱ級(jí)雙列對(duì)稱組合⑦公路—Ⅱ級(jí)雙列非對(duì)稱 (2).相應(yīng)最大彎矩時(shí)的剪力計(jì)算一般計(jì)算公式有： 截面11：V左=0，V右=0截面22：V左=V右=R1截面33: V左=R1R2,V右=R1R2+G1截面44: V左=R1R2+G1，V右=R1R2+G1截面55: V左=R1R2R3R4+G1 ,V右=R1R2R3R4+G1 計(jì)算值見(jiàn)表27 表中各截面內(nèi)力均取表25和表26中的最大值。按表28可繪制內(nèi)力計(jì)算的包絡(luò)圖。各截面剪力計(jì)算 表2—7 荷載組合情況組合⑥公路—Ⅱ級(jí)組合⑦公路—Ⅱ級(jí)墩柱反G1(KN)梁支座反力（KN）R1R2R3R4各截面彎矩（）1—1V左00V右002—2V左V右3—3V左V右4—4V左V右5—5V左0V右0