【文章內(nèi)容簡介】 m bridge。 cap beam。 pier。 bored pile foundation前言隨著我國社會的發(fā)展與進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注，橋梁有事現(xiàn)代交通中不可缺少的組成部分，與此同時，橋梁建設得到了迅猛發(fā)展，我國橋梁工程無論在建設規(guī)模上，還是在科技水平上，均已躋身世界先進行列。各種功能齊全、造型美觀的橋梁開始頻繁的出現(xiàn)在人們的生活中，給人們帶來方便的同時很多橋梁也逐漸成為城市的標志性建筑。本設計為混凝土簡支梁橋下部結(jié)構(gòu)設計，是根據(jù)《公路橋涵設計手冊》系列叢書，以及依照交通部頒發(fā)的有關公路橋涵設計規(guī)范（JTG系列）擬定設計而成。在設計過程中，還參考了諸多如橋涵工程、土力學、基礎工程、橋涵水文、橋梁結(jié)構(gòu)力學、專業(yè)英語等相關書籍和文獻。設計中考慮了各種尺寸與材料的選用符合規(guī)范中對強度、應力、局部承壓強度的要求，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到安全、穩(wěn)定和耐久的標準。在可預期偶然荷載下仍能達到基本正常使用的標準。設計時還充分考慮橋梁所處區(qū)域施工和維護，并且兼顧橋梁本身的美觀與社會經(jīng)濟性，既要設計合理，又要起到良好的社會經(jīng)濟效益。的地質(zhì)和水文條件，既保證符合規(guī)范要求，同時保證因地制宜并且便于第一章 設計資料與方案必選（一）、設計標準及上部構(gòu)造道路等級：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），設計荷載：公路—Ⅱ級橋面鋪裝：12cm厚C40防水混凝土及涂HM1500防水劑橋梁孔跨布置：本橋為上跨鐵路而設，設320m預應力混凝土空心板橋，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：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、地勢開闊、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，該向斜對本橋無影響，本橋址區(qū)無重大地質(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（嚴重）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。橋墩是多跨橋的中間支撐結(jié)構(gòu)。橋臺是橋梁兩端橋頭的支撐結(jié)構(gòu)，是道路與橋梁連接點，橋頭和橋墩都是由臺（墩）帽、臺墩身和基礎組成。橋墩的作用是支撐在它左右兩跨的上部結(jié)構(gòu)通過支座傳來的矗立力和水平力，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題，在空間上應滿足通航和同車要求。具體橋梁建設時采用什么類型的橋墩。應依據(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)，應盡量減少橋墩的類型。（1）實體試橋墩：主要特點是依靠自身重量來平衡外力而保持穩(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是圬工體積大，因而其自重大阻水面積也較大。有時為了減輕墩身體積，通常將墩頂部分做成懸臂式的。（2）空心試橋墩：它克服了實體試橋墩在許多情況下材料強度得不到充分發(fā)揮的缺點，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、造價低和美觀等優(yōu)點，在有嚴重漂浮物或流冰的河流上或墩身較高時可采用啞鈴是或混合式。基礎一般是橋梁建筑中最困難的部分，往往影響工期和造價、施工時的安全與整個梁的安全性，因此基礎形式的選擇需十分慎重?；A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、施工設備等條件來考慮。（1）明挖基礎：在較好持力層且基礎埋置深度淺時，采用明挖基礎是很經(jīng)濟的，選擇明挖基礎方案必須注意開挖時的排水可能性，埋深在5m以內(nèi)時，明挖基礎方案較為經(jīng)濟，但當?shù)叵滤c滲流速度較低，坑壁穩(wěn)定時，甚至埋深達到10m左右時亦是經(jīng)濟的。（2）鉆孔灌注樁：鉆孔灌注樁適合于缺乏打樁設備或遇到打入困難的地質(zhì)條件時以及需嵌入巖石的樁基中采用。它具有施工機械簡單、造價低、便于群眾性施工等特點，因而已成為我國橋梁的主要形式，目前公路橋中鉆孔灌注樁的入土深度已達107m，最大樁徑已達4m。（3）沉井基礎：沉井基礎是一種沉基礎，它利用預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)成橋墩基礎的一部分，它的施工設備比較簡單，但施工周期長。沉井一般用于穿越砂性土、粘性土、軟土和無大漂石的沙礫、碎卵石土層以使其達到設計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，并需把基礎埋設到深層較堅硬的持力層上時采用。當覆蓋層為10～12m時，施工較為方便；持力層較深，采用沉井基礎方案，亦可能是經(jīng)濟的。由上面各種橋墩、基礎的比較，根據(jù)水文地質(zhì)條件，造價和技術以及本路段填土和上部構(gòu)造手里等要求，應選用雙柱式橋墩，混凝土灌注樁基礎。第二章 蓋梁設計一、 荷載計算圖21 （單位：cm）1. 上部結(jié)構(gòu)永久荷載（見表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）每一個支座恒載反力（KN）1,8號2,3,4,5,6,7號邊梁 1,8號中梁3,4,5,6,7號2．蓋梁自重及作用效應計算(1/2蓋梁長度) 蓋梁自重產(chǎn)生的彎矩，剪力效應計算 表2—2截面編號自重（kN）彎矩（kNm）剪力（kN）V左V右112233445500q1+q2+q3+q4+q5=2. 可變荷載計算1) 可變荷載橫向分布系數(shù)計算：荷載對稱布置時用杠桿法，非對稱時用偏心受壓法。l 公路—Ⅱ級a. 單車列，對稱布置（如圖23）圖23b. 雙車列,對稱布置時(如圖24)圖24c. 單車列,非對稱布置(如圖25)圖25（單位：cm）由,已知 n=8，e= ，非對稱布置（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，對稱布置時（如圖27）圖27（單位：cm） 2） 按順橋向可變荷載移動情況，求的支座可變荷載反力的最大值（如圖28）圖28（單位：m）—Ⅱ級雙孔布載單列車時：雙孔布載雙列車時： 單孔布載單列車時： 單孔布載雙列車時：b. 防撞墻荷載（如圖29）圖29（單位：m） 雙孔滿載時（一側(cè)）:3）可變荷載橫向分布系數(shù)后各梁支點反力（計算的一般公式為），見表23各梁支點反力計算 表23 荷載橫向分布情況公路—Ⅱ級（kN）防撞墻荷載（kN）計算方法荷載布置荷載分布系數(shù)單孔雙孔雙孔BR1BR1BR1對稱布置按杠桿法計算單列行車公路—Ⅱ級η1=0η2=0η3=η4=η5=η6=η7=0η8=000000000雙列行車公路—Ⅱ級η1=0η2=η3=η4=η5=η6=η7=η8=00000防撞墻荷載η1=η2=η3=0η4=0η5=0η6=0η7=η8=0000非對稱布置按偏心受壓法計算單列行車公路—Ⅱ級η1=η2=η3=η4=η5=η6=η7=η8=雙列行車公路—Ⅱ級η1=η2=η3=η4=η5=η6=η7=η8= 4）各梁永久荷載，可變荷載及力組合：計算見表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算表（單位：KN）表24編號荷載情況1號梁R12號梁R23號梁R34號梁R45號梁R56號梁R67號梁R78號梁R8①恒載②公路—Ⅱ級雙列對稱00③公路—Ⅱ級雙列非對稱④防撞墻荷載0⑤二期荷載⑥①+②+④+⑤⑦①+③+④+⑤ 4．雙柱反力Gi計算（圖10），所引用的各梁反力見表25 表25荷載組合情況計算式反力G1（KN）組合⑥公路—Ⅱ級雙列對稱防撞墻荷載組合⑦公路—Ⅱ級雙列非對稱防撞墻荷載二．內(nèi)力計算 （1）.彎矩計算（圖210）圖210（尺寸單位：cm）截面位置見圖210，為求得最大彎矩值，支點負彎矩取用非對稱布置時數(shù)值，跨中彎矩取用對稱布置時數(shù)值。 按圖210給出的截面位置，各截面彎矩計算式為: 各種荷載組合下的各截面彎矩計算見表26。（注意的是，表中內(nèi)力計算未考慮施工荷載的影響。）各截面彎矩計算 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級雙列對稱組合⑦公路—Ⅱ級雙列非對稱 (2).相應最大彎矩時的剪力計算一般計算公式有： 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 計算值見表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)力計算的包絡圖。各截面剪力計算 表2—7 荷載組合情況組合⑥公路—Ⅱ級組合⑦公路—Ⅱ級墩柱反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 蓋梁內(nèi)力匯總 表28截面號