【文章內(nèi)容簡介】 2 主橋計算 設(shè)計資料 橋面凈空凈 8m + 2 人行道 主梁跨徑及全長標準跨徑： l=35m (墩中心距離)計算跨徑： l=34m (支座中心距離)主梁全長： = （主梁預(yù)制長度） 設(shè)計荷載公路Ⅰ級人群荷載取3KN/m；每側(cè)人行欄、 材料鋼筋：主筋用HRB335鋼筋，其它選用R235鋼筋混凝土：標號C50，欄桿及橋面鋪裝用C30 施工工藝后張法部分預(yù)應(yīng)力施工，采用內(nèi)徑70外徑77的預(yù)埋波紋管和夾片錨具。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)計規(guī)范》 （JTC D62——2004）的鋼絞線。普通鋼筋直徑大于和等于12的采用HRB335，直徑小于12的均用R235鋼筋。 設(shè)計依據(jù)（1） 交通部頒《公路工程技術(shù)標準》 （JTG B012003），簡稱《標準》（2） 交通部頒《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》 （JTG D602004），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)計規(guī)范》 （JTG D622004），簡稱《公預(yù)規(guī)》 橫截面布置 主梁間距與主梁片數(shù)主梁間距通常應(yīng)隨梁高與跨徑的增大而加寬為經(jīng)濟，同時加寬翼板對提高主梁截面效率指標很有效，故在許可條件下應(yīng)適當加寬T梁翼板。本橋主梁翼板寬度為1800mm，由于寬度較大，為保證橋梁的整體受力性能，橋面板采用現(xiàn)澆混凝土剛性接頭，因此主梁的工作截面有兩種：預(yù)施應(yīng)力、運輸、吊裝階段的小截面(b=1600mm)和運營階段的大截面( b=1800mm)。凈8m+，如圖21所示。 基本計算數(shù)據(jù)見表21。 表21 基本計算數(shù)據(jù)名稱項目符號單位數(shù)據(jù)混凝土立方強度彈性模量軸心抗壓標準強度軸心抗拉標準強度軸心抗壓設(shè)計強度軸心抗拉設(shè)計強度50短暫狀態(tài)容許壓應(yīng)力容許拉應(yīng)力持久狀態(tài)標準荷載組合：容許壓應(yīng)力容許拉應(yīng)力容許主拉應(yīng)力0鋼絞線標準強度彈性模量抗拉設(shè)計強度最大控制應(yīng)力186012601395持久狀態(tài)應(yīng)力：標準荷載組合1209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：本橋在混凝土強度達到C40時開始張拉預(yù)應(yīng)力鋼束，和分別表示鋼束張拉時混凝土的抗壓、抗拉標準強度，則。 主梁跨中截面主要尺寸預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋的主梁高度與其跨徑之比通常在1/15/25，標準設(shè)計中高跨比約在1/18~1/19。當建筑高度不受限制時，增大梁高往往是較經(jīng)濟的方案，因為增大梁高可以節(jié)省預(yù)應(yīng)力鋼束用量，同時梁高加大一般只是腹板加高，而混凝土用量增加不多。綜上所說，本橋取用1800mm的主梁高度是 比較合適的。在預(yù)應(yīng)力混凝土梁中腹板內(nèi)主拉應(yīng)力較小，腹板厚度一般由布置預(yù)制孔管的構(gòu)造決定，同時從腹板本身的穩(wěn)定條件出發(fā)，腹板厚度不宜小于其高度的1/。 圖21 主橋基本尺寸（單位：mm） 圖22 主橋橫隔梁基本尺寸（單位：mm） 圖23 T梁截面基本尺寸（尺寸單位：mm）表22 跨中截面幾何特性計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（1）（2）（3）=（1）（2）（4）（5）（6）=（1）（7）=（4）+（6）大毛截面翼板27002025050625631071630010766925三角承托50013608541363632腹板2800852380005887001046033下三角15518743161875957馬蹄137512937375136535216417899小毛截面 翼板2400180004500093150969360096三角承托50013107201313508腹板266085226100636594981261下三角27015541850337519714601974836馬蹄13751319741613270031720550097930899732上表中：大毛截面形心至上緣距離： 小毛截面形心至上緣距離： 檢驗截面效率指標上核心距： 下核心距： 截面效率指標：滿足要求，跨中截面尺寸合理。 橫截面沿跨長變化本設(shè)計主梁采用等高形式，橫截面的T梁翼板厚度沿跨長不變。梁端部區(qū)段由于錨頭集中作用二引起較大的局部應(yīng)力，也為布置錨具的需要，在距梁端2080范圍內(nèi)將腹板加厚到與馬蹄同寬。馬蹄部分為配合鋼束彎起而從六分點處（第一道橫隔梁處）開始向支點逐漸抬高，在馬蹄抬高的同時腹板寬度亦開始變化。 橫隔梁能使荷載的橫向分布更加合理。為了減小對主梁設(shè)計起主要控制作用的跨中彎矩，在跨中位置設(shè)置一道中橫隔梁，該設(shè)計中，橋梁跨度較大，還在橋跨中點、三分點、六分點、支點處設(shè)置了橫隔梁，全跨共七道橫隔梁，間距為570。端橫隔梁的高度與主梁同高，厚度為上部26,下部24；中橫隔梁的高度為205，厚度為上部18，下部16。 橫隔梁的設(shè)置本設(shè)計在橋跨中點和三分點、六分點、支點處設(shè)置七道橫隔梁。端橫隔梁的高度與主梁同高，厚度為上部260mm，下部240mm；中橫隔梁高度為1550mm，厚度為上部180mm，下部160mm。詳見圖21所示。 主梁作用效應(yīng)計算 永久作用效應(yīng)計算（1） 永久作用集度預(yù)制梁自重：① 跨中截面段主梁的自重（六分點截面至跨中截面，）： ② 馬蹄抬高到腹板變寬段（長5m）：③ 支點段梁的自重： ④ 邊主梁的橫隔梁中橫隔梁的體積：，則： 根據(jù)以上數(shù)據(jù)，得到預(yù)制梁永久作用集度對邊梁：④ 預(yù)制梁永久作用集度： （2）二期永久作用 ① 現(xiàn)澆T梁翼板集度： ② 邊梁現(xiàn)澆部分橫隔梁 一片中橫隔梁（現(xiàn)澆部分）體積： 一片中橫隔梁（現(xiàn)澆部分）體積： 綜和以上結(jié)果，得 ： ③ 鋪裝8cm混凝土鋪裝： 5cm瀝青鋪裝： 若將橋面鋪裝均攤給五片主梁，則： ④ 欄桿一側(cè)人行欄：一側(cè)防撞欄：）若將兩側(cè)人行欄均攤給五片主梁，則： ⑤ 邊梁二期永久作用集度： （3） 永久作用效應(yīng)如圖24所示，設(shè)為計算截面離左支座的距離，并令主梁彎矩和剪力的計算公式分別為： 圖24 永久作用計算圖統(tǒng)計一期、二期永久作用剪力和彎矩計算結(jié)果，進行匯總計算，可以得到跨中、L/4截面、變化點截面、支點處所受剪力和彎矩的值，匯總結(jié)果見表23表23 永久作用計算表作 用 效 應(yīng)跨 中L/4截面變化點截面支 點一期彎矩（）剪力（）二期彎矩（）剪力（）彎矩（）剪力（） 可變作用效應(yīng)計算（修正剛性橫梁法）(1）沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)按《橋規(guī)》4．3．2條規(guī)定，結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)與結(jié)構(gòu)的基頻有關(guān)。簡支梁的自振頻率為： 其中： Hz和14 Hz之間，沖擊系數(shù)按照下式計算： (2) 計算主梁的荷載橫向分布系數(shù)① 跨中的荷載橫向分布系數(shù)由于橋跨內(nèi)設(shè)七道橫隔梁，具有可靠的橫向聯(lián)系，且承重結(jié)構(gòu)的長寬比為：所以可按修正的剛性橫梁法來繪制橫向影響線和計算橫向分布系數(shù)。② 計算主梁抗扭慣矩對于T形梁截面，抗扭慣矩可近似按下式計算：式中： ——矩形截面抗扭慣矩剛度系數(shù)，見表11 ——相應(yīng)各矩形的寬度——相應(yīng)各矩形的厚度； ——梁截面劃分成單個矩形截面的個數(shù)。對于跨中截面，翼緣板的換算平均厚度： 馬蹄部分的換算平均厚度： 表24 主梁抗扭慣距計算表 分塊名稱/翼緣板180腹板20馬蹄55③ 修正抗扭修正系數(shù)因主梁的間距相同，則得： 式中：；；；，， ；；。④ 計算得修正系數(shù)： 按修正的剛性橫梁法計算橫向影響線豎坐標值 式中： 。橫向影響線坐標計算結(jié)果見表25 表25 橫向影響線豎坐標值梁號1234⑤ 計算荷載橫向分布系數(shù)1號梁的橫向影響線和最不利布載如圖25所示 圖25 梁的橫向影響線和最不利布載圖（尺寸單位：mm）可變作用（汽車公路Ⅰ級）：設(shè)影響線零點離1號梁軸線的距離為則： 解得： =兩車道： 可變作用（人群）：⑥ 支點截面的荷載橫向分布系數(shù)按杠桿原理法繪制荷載橫向分布系數(shù)影響線并進行布載，布載如圖26所示，1號梁可變作用的橫向分布系數(shù)計算如下： 圖26 跨中的橫向分布系數(shù)計算圖式（單位：mm）可變作用（汽車）：可變作用（人群）：橫向分布系數(shù)計算結(jié)果見表26。表26 荷載橫向分布系數(shù)可變作用類別公路Ⅰ級人群（3） 車道荷載的取值根據(jù)《公預(yù)規(guī)》4．3．1條，公路Ⅰ級的均布荷載標準值和集中荷載標準值 為：荷載標準值： 計算彎矩時： 計算剪力時： （4） 計算可變作用效應(yīng)在可變作用效應(yīng)計算中：支點處橫向分布系數(shù)取，從支點至第一根橫梁段，橫向分布系數(shù)從直線過度到，其余梁段均取。① 求跨中截面的最大彎矩和最大剪力計算跨中截面最大彎矩和最大剪力采用直接加載求可變作用效應(yīng)，跨中截面作用效應(yīng)計算圖式如圖27，計算公式為： 式中：——所求截面汽車（人群）標準荷載的彎矩或剪力；——車道均布荷載標準值；——車道集中荷載標準值；——影響線上同號區(qū)段的面積；——影響線上最大坐標值。圖27 跨中截面作用效應(yīng)計算圖可變作用（汽車）標準效應(yīng)： 可變作用（汽車）沖擊效應(yīng)： 可變作用（人群）效應(yīng)： ② 求變化點截面的最大彎矩和最大剪力圖28為剛束變化點截面作用效應(yīng)的計算圖式。由于本橋中該處有預(yù)應(yīng)力筋錨固，應(yīng)力有突變，是控制截面。圖28 四分點截面作用效應(yīng)計算圖可變作用（汽車）效應(yīng)：計算變化點截面汽車荷載產(chǎn)生的彎矩和剪力時，應(yīng)特別注意集中荷載的作用位置，集中荷載若作用在計算截面，雖然影響線縱坐標最大，但其對應(yīng)的橫向分布系數(shù)較小，荷載向跨中方向移動，就會出現(xiàn)相反的情況。因此應(yīng)對兩個截面進行比較，即影響線縱坐標最大截面（變化點截面）和橫向分布系數(shù)達到最大值的截面（第一根橫梁處截面），然后取一個最大的作為所求值。通過比較，集中荷載作用在第一根橫梁處為最不利情況，結(jié)果如下： 可變作用（汽車）沖擊效應(yīng)： 可變作用（人群）效應(yīng)：③ 求支點截面的最大彎矩和最大剪力根據(jù)上面所求數(shù)據(jù)求支點截面作用效應(yīng)，其支點截面作用效應(yīng)計算圖式如圖29所示