【文章內容簡介】 Pa。 青島理工大 學畢業(yè)設計 8 支架基礎 支架搭設 靜載實驗 模板 定高程 綁鋼筋安放管道 澆筑混凝土 養(yǎng)生 穿束 張拉 壓漿 第 2 章 設計要點及結構尺寸 設計要點 （ 1） 本設計采用支架現(xiàn)澆施工，一般等截面箱梁直線段可采用支架施工，支架施工的程序如圖 21所示。 （ 2） 施工順序描述如下 ： ①施工樁基礎，承臺與橋墩； ②搭設支架，立模放樣； ③預埋預應力波紋管，綁扎普通鋼筋，澆筑混凝土； ④混凝土達到預定強度后開始張拉預應力鋼束； ⑤拆除支架并脫模； ⑥二期自重作用加載，完成全橋工程。 橋梁結構圖式 該橋為預應力混凝土梁橋，跨徑布置30m+30m+30m， 施工方法為全橋支架現(xiàn)澆。橋跨結構的計算簡圖如圖 22 所示。 圖 21 施工流程示意圖 圖 22 橋跨結構的計算簡圖（尺寸單位： cm） 截面形式及截面尺寸擬定 （ 1） 分孔長度為 30m+30m+30m，現(xiàn)澆長度為 +30m+， 計算長度為 +30m+。 青島理工大學畢業(yè)設計 9 （ 2） 全橋截面的梁高取為 。 （ 3） 縱向截面變化：支點處為實心截面，設置 到單箱單室截面，具體構造如圖 23 所示。 圖 23 縱向截面變化示意圖（尺寸單位： cm） 主梁橫斷面構造圖（主梁變化點處、跨中處和主梁支點處），如圖 24 — 圖26 所示。 （ 4） 主梁構造立面與平面圖見圖 27。 圖 24 主梁變化點處橫斷面構造圖（尺寸單位： cm） 圖 25 跨中處主梁橫斷面構造圖（尺寸單位： cm） 圖 26 支點處橫斷面構造圖（尺寸單位： cm） 青島理工大 學畢業(yè)設計 10 半橋結構平面圖 橫斷面 11 橫斷面 22 伸縮縫中心線 支座楔塊 支座中心線 支座中心線 支座楔塊 箱梁中心線 伸 縮 縫 中 心 線 通氣孔 通氣孔 通氣孔 通氣孔 通氣孔 圖 27 主梁構造立面與平面圖（尺寸單位： cm） 半橋結構立面圖 青島理工大學畢業(yè)設計 11 毛截面幾何特性計算 計算原理 在工程設計中，主梁幾何特性多采用分塊數(shù)值求和法進行。其公式為： 毛截面面積： miAA?? （ 21） 毛截面重心至梁頂?shù)木嚯x： iismAyy A?? （ 22） 式中： —— 分塊面積； —— 分塊面積的重心至梁頂邊的距離。 計算結果 本橋截 面為箱型截面，截面較多，根據(jù)上述原理將主梁各截面分塊，計算結果見表計算出毛截面幾何特性如表 21 所示。 表 21 毛截面幾何特性計算表 截面 截面高度（ m） 底板厚 （ cm） 面積（ m2） 毛截面慣性矩 I（ m4） 中心軸至梁底的距離（ m） 左邊支點 實心截面 邊跨 1/4 30 邊跨跨中 30 邊跨 3/4 30 左中支點 實心截面 中跨 1/4 30 中跨跨中 30 注：此表為 1/2 橋的截面，與另一半橋截面對稱。 iAiy青島理工大 學畢業(yè)設計 12 第 3 章 主梁作用效應計算 結構自重作用效應計算 一期自重作用效應計算 本橋是采用現(xiàn)澆一次成橋的，施工時結構為二次超靜定結構體系，采用力法求解時選取的基本體系如圖 31所示。 圖 31 內力求解時的力學圖示 根據(jù)力法方程： 1 1 1 1 2 2 1 0PXX??? ? ? ? ? ? (31) 2 1 1 2 2 2 2 0PXX??? ? ? ? ? ? (32) 由圖乘法可求得各系數(shù)和自由項： 1211 1 21 1 2 1 2()2 3 2 3 3llllE I E I? ?? ? ? ? ? （ 33） 212 21 1 12 3 6llEI EI? ? ? ? ? （ 34） 221 1 1 2 21 2 1 1 2 1 1()3 8 2 3 8 2P l q l l q lEI? ? ? ? ? ? ? q原 結 構基 本 結 構1X 2X1L1L 2L1M圖2M圖pM圖1 1X?2 1X?11218qL 228qL青島理工大學畢業(yè)設計 13 3312()24q l lEI?? （ 35） 由對稱性知： 1 1 2 2 1 2 2 1 1 2, PP? ? ? ?? ? ? ? ? 解得： 331211211 12 12()241( 2 3 )6Pq l lEIXXllEI????? ? ? ? ?? ? （ 36） 其中 ? ? ? ?1 9 .7 5 1 .5 1 .3 2 9 .6 6 4 5 1 .5 1 .3 2 2 645q ??? ? ? ? ? ? ? ? ???????? m? N/ 1 ? m 2 30l ? m 則 12 2 4 7 5 5 .4XX? ? ? kNm? 最后有： 1 1 2 2 PM M X M X M? ? ?。 二期自重作用效應計算 1. 二期自重作用集度的確定 二期自重作用集度為橋面鋪裝集度與防撞護欄 的 集度之和。 橋 面鋪裝： 4cm 混凝土鋪裝 A1= 8cm 瀝青混凝土鋪裝 A2= 二期自重作用集度： 2g=== 5 0 . 6 9 m?? ? ?防 撞 護 欄 集 度 橋 面 鋪 裝 集 度 0 . 4 8 2 5 + 0 . 5 3 2 5 + 1 . 0 6 2 4 k N / 2. 二期自重作用效應計算： 仍采用力法求解二次超靜定的贅余力，選擇支點處彎矩 1X 、 2X 作為二次超靜定結構的贅余力 。 計 算 公 式 同 一 期 自 重 作 用 效 應 計 算 得 ，12XX??? 。表 31 為自重作用效應匯總表。 青島理工大 學畢業(yè)設計 14 表 31 自重作用效應匯總表 類型 一期自重效應 二期自重效應 截面 彎矩 (kNm)? 剪力 (kN) 彎矩 (kNm)? 剪力 (kN) 邊左支點 0 0 邊跨 1/4 邊跨跨中 邊跨 3/4 左中支點（左） 左中支點（右） 中跨 1/4 中跨跨中 0 0 注：以上為左邊 1/2橋的截面內力 ， 右半橋與之對應。 汽車荷載作用效應計算 沖擊系數(shù)和折減系數(shù) 1. 汽車沖擊系數(shù)計算（見《通規(guī)》第 條的條文說明） 結構基頻： c1 cEIf lm?? （ 37） c2 cEIf lm?? （ 38） 式中： 1f 、 2f —— 基頻， Hz ,計算連續(xù)梁沖擊力引起的正彎矩效應和剪力效應時，采用 1f ；計算連續(xù)梁沖擊力引起的負彎矩效應時，采用 2f ； l —— 計算跨徑， m； E —— 混凝土彈性模量， Pa ； cI —— 梁跨中截面慣性矩， 4m ； cm —— 結構跨中處每米結構重力， kg/m ，當換算成重力計算時，其單位應為 22Ns /m（ ） ， cm G/g? ； G —— 結構跨中處每米結構重力， N/m ； g —— 重力加速度， 2g ? 。 對于本設計： 101 231 3 . 6 1 6 3 . 4 5 1 0 7 . 7 4 5 7 . 9 8 42 3 . 1 4 2 9 . 6 2 9 . 6 6 2 6 1 0 / 9 . 8 1f ????? ? ? ?Hz 青島理工大學畢業(yè)設計 15 52 232 3 . 6 5 1 3 . 4 5 1 0 7 . 7 4 5 1 3 . 8 6 82 3 . 1 4 2 9 . 6 2 9 . 6 6 2 6 1 0 / 9 . 8 1f ????? ? ? ?Hz 沖擊系數(shù) 0 .1 7 6 7 ln 0 .1 5 7f? ??（適用于 f 14Hz ）則 ： 1 0 . 1 7 6 7 l n 7 . 9 8 4 0 . 0 1 5 7 0 . 3 5 1u ? ? ? 2 ? 用于正彎矩效應和剪力效應： 11 ?? ； 用于負彎矩效應： 21 ?? 。 2. 車道折減系數(shù) 由圖 12 知，應按單向行駛確定車道數(shù)，去掉對應的路肩寬度后， W 符合單向三 車道寬度，按《通規(guī)》 條，車道橫向折減系數(shù)為 ?? 。 3. 縱向折減系數(shù) 計算跨徑 25 150? m，不考慮縱向折減。 汽車荷載橫向分布影響的增大系數(shù)計算 本設計的荷載橫向分布系數(shù) 取經(jīng)驗值，即 m=橫向折減系數(shù)車道數(shù) 。 經(jīng)計算得： m=。 汽車活載效應計算 1. 計算原理 在主梁內力影響線上最不利布載，可求得主梁 最大活載內力，計算公式為： (1 ) ( )P K i k iS u P y q? ? ?? ? ? ? ? ? （ 39） 式中 ： PS —— 主梁最大活載內力（彎矩或者剪力）； (1 )u? —— 汽車荷載沖擊系數(shù)； ? —— 車道折減系數(shù)； ? —— 汽車荷載橫向分布影響的增大系數(shù)； kP —— 車道荷載中的集中荷載標準值； iy —— 主梁內力影響線的豎標值； kq —— 車道荷載中的均布荷載標準值； i? —— 主梁內力影響線中均布荷載所在范圍的面積。 荷載影響線 的求解和計算通過 MIDAS、 Excel 等 軟件進行。影響線表示，當一個指向不變的單位集中荷載沿結構移動時，某一指定量值的變化規(guī)律。 按上述方法 得出各截面的彎矩影響線和剪力影響 線，以下列出幾個典型截面青島理工大 學畢業(yè)設計 16 的彎矩和剪力影響線，見圖 32 及圖 33。 圖 32 各截面彎矩影響線 圖 33 各截面剪力影響線 （ a）邊跨 1/4 彎矩影 響線；（ b）邊跨跨中彎矩影響線； （ a）左邊支點剪力影響線；（ b）邊跨 1/4剪力影響線； （ c）邊跨 3/4 彎矩影響線；（ d）左中支點彎矩影響線； （ c） 邊跨跨中剪力影響線；（ d）邊跨 3/4 剪力影響線 （ e）中跨 1/4彎矩影響線；（ f） 中跨跨中彎矩影響線； （ e） 左中支點（左）剪力影響線；（ f）左中支點（右）剪力影響線；（ g）中跨 1/4剪力影響線；（ h）中跨跨中剪力影響線； 2. 汽車荷載效應內力計算 車道荷載取值，根據(jù)《通規(guī)》第 條，公路 — I級的均布荷載標準值 kq 和集中荷載標準值 kp 為： kq / m? 。 計算彎矩時：k 3 6 0 1 8 0p ( 3 0 5 ) 1 8 0 2 8 0 k N5 0 5?? ? ? ??； 計算剪力效應時： kp 2 8 0 1 .2 3 3 6k N? ? ?。 根據(jù)最不利布載原則，在各個截面的內力影響線上按《通規(guī)》第 條的布載要求布載，可求得汽車在各個截面上的最大彎矩、最小彎矩、最大剪力和最小剪力，再考慮沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)后，可得到活載內力。計算結 果見表32。 ()h(g)()a()b()c()d()e(f)()a(f)()e()d()c()b???? ??? ? 1?11??? ???青島理工大學畢業(yè)設計 17 表 32 公路 — I級汽車荷載作用效應 截 面 maxM (kN m )?汽 車 minM (kN m )?汽 車 maxQ (kN)汽 車 minQ (kN)汽 車 左邊支點 0 0 邊跨 1/4 邊跨跨中 邊跨 3/4