【導(dǎo)讀】本工程位于隆回縣橫板橋鎮(zhèn)，設(shè)計(jì)橋梁的河床斷面標(biāo)高如表所示。中風(fēng)化碳質(zhì)灰?guī)r，承載力基本容許值為2021KPa。設(shè)計(jì)洪水高程為，常水。地震烈度為6度區(qū)，地震動(dòng)峰值加速度為。簡(jiǎn)支梁橋是梁橋中應(yīng)用最早、使用最廣泛的一種橋型。其它橋梁要短；結(jié)構(gòu)美觀，安全性好；在多孔簡(jiǎn)支梁橋中，由于各跨構(gòu)造和尺寸劃一，鄰簡(jiǎn)支梁的兩個(gè)基本點(diǎn)支座；簡(jiǎn)支梁橋的構(gòu)造較易處理而常被選用。簡(jiǎn)支梁的設(shè)計(jì)主要受跨中正彎距的控制。在鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋中，經(jīng)濟(jì)合理的。我國(guó)預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋的常用跨徑載40m以下。對(duì)于高等級(jí)公路和城市立交工程，板橋又以機(jī)。易滿足斜、彎、坡及S形、喇叭形等特殊要求的特點(diǎn)而受到重視。板橋跨徑超過(guò)一定限度時(shí)，截面的增高使自重加大?？鐝椒秶鸀?～16m?？招陌遢^同跨徑的實(shí)心板質(zhì)量輕，運(yùn)輸安裝方便，而建筑高度。又較同跨徑的T梁小，一般板厚為～。板橋以它美觀的結(jié)構(gòu)和可靠的安全。多優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)上述方案的比較，決定采用預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T形梁橋。

　　

【正文】 代入局部抗壓承載力計(jì)算公式，可得到 ： ( )s cd v cor sd lf k f A? ? ? ?? ( 1 2 280) 30438? ? ? ? ? ? ? ? ? 0396 981 .37ldk N F k N?? ? ? 則 局部抗壓承載力計(jì)算通過(guò)。 主梁變形 計(jì)算 根據(jù)主梁截面在使用階段混凝土正應(yīng)力驗(yàn)算結(jié)果，可知主梁屬于部分預(yù)應(yīng)力混凝土 A 類構(gòu)件，即主梁在使用荷載作用下載面不開(kāi)裂。 短期荷載作用下主梁撓度驗(yàn)算 主梁計(jì)算跨徑 mml 19500? ， 40 號(hào)混凝土的彈性模量 ac MPE ?? ，為簡(jiǎn)化計(jì)算，取梁 4/l 處截面的換算截面慣性矩 490 mmI ?? 作為全梁的平均值來(lái)計(jì)算 。 由《公預(yù)規(guī)》第 條 規(guī)定抗彎剛度計(jì)算如下： 已知： 215940 mmNIEB ccr ???????? 21500 mmNIEB c ???? ； ?? ； mmNWfM tkcr ???????? 870 ? 2150220 1mmNBBMMMMBBcrscrscr?????????????????????????????? mmlmmB lMa ssf 15 262 ???? ??????? ? 滿足要求 。 行車道板內(nèi)力計(jì)算 恒載產(chǎn)生的內(nèi)力 預(yù)應(yīng)力混凝土肋梁橋的橋面板 (也稱行車道板 )，是直接承受車輛輪壓的鋼筋混凝土板，它的 構(gòu)造上與主梁梁肋和橫隔梁連接在一起，既保證了梁的整體作用，又將活 32 載傳于主梁。 以縱向 1 米寬 的板條進(jìn)行計(jì)算 。 C40 號(hào)混凝土 面層 ： 1g =25= /kNm T 形翼緣板自重 ： mkNg /2 ????? 合計(jì)： g= ig? = 1g + 2g =+=7 /kNm 每米寬板條的恒載內(nèi)力： 恒載 彎 矩： mkNlgMAg ?????????? 220 剪力： kNglV Ag ???? 荷載產(chǎn)生的內(nèi)力 按鉸接板計(jì)算行車道板的有效寬度 如圖 所示。 由 橋規(guī) 可知 2a =， 2b =。 橋面鋪裝厚度為 15cm，則有： 1a = 2a +2H=+2= 1b = 2b +2H=+2= 荷載對(duì)于懸臂板的有效分布寬度為 :a = 1a +d+20l =++= 沖擊系數(shù)采用 1+? =， 作用為每米寬板條上的彎矩為： 01(1 ) / 2 ( / 4)APM P a l b?? ? ? ? ? ? )4 ( ??? ???? mkN ??? 作用于每米寬板條上的剪力為： 圖 荷載有效分布寬度圖示（ cm）kNapV Ap 140)(2)1( ??????? ? 內(nèi)力組合 承載能力極限狀 態(tài)內(nèi)力組合 ： 33 mkNMMM ApAgj ????????? kNVVV ApAgj ??????? 截面設(shè)計(jì)、強(qiáng)度驗(yàn)算 翼緣板的高度： h=130mm；翼緣板的寬度： b=1000mm； 假設(shè)鋼筋截面重心到截面受拉邊緣距離 sa =35mm，則 0h =95mm。 按 公預(yù)規(guī) 第 條規(guī)定：0 1 0()2d u c xM M f b x h??? ? ? )295( 6 xx ???????? 解得： x= 驗(yàn)算 )(0 5 2 2 mh ???? )( mx ?? 這時(shí) 2758280 mmf bxfA sdcds ????? 查有關(guān)板寬 1m 內(nèi)鋼筋截面與間距表， 考慮一層鋼筋為 8 根由規(guī)范查得可供使用的有 8A12（ 2904mmAs ? ）， 然后按照構(gòu)造布置構(gòu)造鋼筋 。 按 公預(yù)規(guī) 第 條規(guī)定，矩形截面受彎構(gòu)件的截面尺寸應(yīng)符合下列要求，即： 951 0 0 30,30 ??????? ?? bhfV kcud? kNVkN j 3 9 0 7 ??? 按 公預(yù)規(guī) 第 條規(guī)定： 951 0 0 30230 ???????? ?? bhfV tdd ?? kNVkN j 3 9 ??? 故不需要進(jìn)行斜截面抗剪承載力計(jì)算，僅按構(gòu)造要求配置箍筋。 根據(jù) 公預(yù)規(guī) 第 條 規(guī)定 ,板內(nèi) 應(yīng)設(shè)置垂直于主鋼筋的 分布鋼筋 ，直徑不應(yīng)小于 8mm， 間距 不應(yīng)小于 200mm。因此板內(nèi) A8， 間距為 200mm 的分布鋼筋。 承載力驗(yàn)算： bxfAf cdssd ? )( mbf Afx cd ssd ????? )2(010 xhbxfMM cdud ??? ?? )( 3 ?????? mkNMmkN j ????? 9 3 承載能力滿足要求。 34 橫梁內(nèi)力的計(jì)算 橫隔梁彎距 和剪力 計(jì)算 (1)確定作用在中橫隔梁上的計(jì)算荷載 確定作用在中橫隔梁上的計(jì)算荷載：對(duì)于跨中橫隔梁的最不利荷載如圖 所示 。 圖 跨中橫隔梁的受載圖示 縱向一列 輪重 對(duì)中橫隔梁的計(jì)算荷載為： 汽車荷載 kNyPqP kkoq )(21)(21 ????????????? (2)繪制中橫隔梁的內(nèi)力影響線 在上面已經(jīng)算得 ① 號(hào) 主 梁 和 ② 號(hào) 主 梁 的橫向影響線豎坐標(biāo)值為 ： , 1311 ??? ?? ； , 2321 ?? ?? ① 繪制彎矩影響線 P=1 作用在 ① 號(hào)梁軸上時(shí)： ( 2 3 ) 1 1 1 2 11. 5 0. 5 1 1. 5M d d d? ? ?? ? ? ? ? ? ? ??????????? P=1 作用在 ② 號(hào)梁軸上時(shí)： ( 2 3 ) 2 1 2 2 21. 5 0. 5 1 0. 5M d d d? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?????????? 35 P=1 作用在 ③ 號(hào)梁軸上時(shí)： 23133)32( ?????????????? ddM ??? 此 三 個(gè)豎標(biāo)值和已知影響線折點(diǎn)位置（即所計(jì)算截面的位置），繪出 23M? 影響線如圖 所示。 ② 繪制剪力影響線 對(duì)于 ① 號(hào)主梁處截面的 右1Q 影響線計(jì)算如下。 P=1 作用在計(jì)算截面以右時(shí)： i1Qi111 RQ ?? ?? 右右 即 ； P=1 作用在計(jì)算截面以左時(shí)： 即右 1RQ 11 ?? 1i1Qi1 ???? 右 ； 繪出 1Q右 影響線如圖 所示。 36 圖 中橫隔梁內(nèi)力影響線 （ 尺寸 單位： cm） (3)截面內(nèi)力計(jì)算 將所求得的計(jì)算荷載 oqP 在相應(yīng)的影響線上按最不利荷載位置加載，對(duì)于汽車荷載并計(jì)入沖擊影響力 (1 )?? ，則得到如下結(jié)果 ： 37 公路－ II 級(jí) 彎距 23M? 23M? = ?? ??? oqP)1( = mkN ??????? )0 2 2 ()( 剪力 1Q右 1Q右 (1 ) oqP? ? ?? ? ? ? ?? )( ?????? 承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合 （ 鑒于橫隔梁的結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力甚小，計(jì)算可略不計(jì) ） ： 基本組合 mkNM ?????? a x,32 a x1 ????右，Q 截面設(shè)計(jì)、強(qiáng)度驗(yàn)算 (1) 正彎矩配筋 按 《公預(yù)規(guī)》第 條規(guī)定， 取 a =8cm ，則 cmh 778850 ??? 。 )2( 010 xhbxfM cdd ?? ?? 310)( ??????? xx 2 ??? xx 解方程，得到： cmmx 0 0 ?? ，由于 x 太小，則取 cmx ? 。 由公式： 299280 mmf bxfA sdcds ????? 取 4A10， 2314mmAs ? 。 由配筋可知 截面抗彎承載力 滿足要求。 (2)負(fù)彎矩的配筋 由于所受彎矩較小，則負(fù)彎矩配筋選用與正彎矩相同的鋼筋 ， 取 4A10，2314mmAs ? 。 橫梁正截面含筋率： %%100850150 31421 ????? ?? 均 大于《公預(yù)規(guī)》 第 條規(guī)定 的受拉鋼筋最小配筋率 %。 橫梁的剪力計(jì)算與配筋 38 考慮汽車組合系數(shù)，并取提高系數(shù)為 ，則取用的剪 力效應(yīng)值為： kNV d a x, ??? 按《公預(yù)規(guī)》 第 ~ 條規(guī)定抗剪承載力驗(yàn)算要求： kNbhfV kcud 30,30 ???????? ??? 330 2 00. 50 10 0. 5 10 1. 83 15 0 19 05 26 1. 46 ( )d tdV f bh k N?? ??? ? ? ? ? ? ? ? 計(jì)算剪力效應(yīng) 0 kN? ? ， 均滿足條件，橫梁不需要配置抗剪力鋼筋，只需要按構(gòu)造配筋，選取箍筋為雙肢 A8， 20 0 0 cmA gk ??? 。 39 3 下部結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) 重力式橋墩 設(shè)計(jì)資料 橋梁上部結(jié) 構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支 T 型梁橋。標(biāo)準(zhǔn)跨徑 mL ? ，計(jì)算跨徑ml ? 。板式橡膠支座，橋面寬度 +2，設(shè)計(jì)荷載為 公路 — Ⅱ 級(jí) ， 無(wú) 人群荷載。 蓋梁 、防震擋塊 和樁基礎(chǔ)均 為 30 號(hào)鋼筋混凝土 31 /24 mkN?? ，支座墊石為40 號(hào)鋼筋混凝土 32 /25 mkN?? 。 橋墩尺寸擬定 初步擬定橋墩一般構(gòu)造圖 如圖 SJ— 7 所示 ， 其中 樁的長(zhǎng)度為 15m， 最低點(diǎn)的標(biāo)高為 。 橋墩 蓋梁 計(jì)算 外力 計(jì)算 外力包括上部結(jié)構(gòu)恒載支點(diǎn)反力、蓋梁自重和活載?；钶d的布置要使各種效應(yīng)組合為橋上最不利情況，求出支點(diǎn)最大反力作為蓋梁的活載。 (1)上部構(gòu)造恒載 由主梁計(jì)算可知 :主梁和橫隔梁的自重 mkNg / ? ，欄桿、橋面鋪裝mkNg / ? ，那么主梁主梁、橫隔梁、橋面鋪裝和欄桿等每延米重量為mkN /1 0 )4 0 6 ( ??? ，每跨共重 ，那么作用于一個(gè)橋墩所有支座上的反力共計(jì)： P上 ＝ 。 (2)蓋梁 、墊石 自重 ????????????? ）（下p (3)車輛 荷載 橋梁結(jié)構(gòu)的整體計(jì)算采用車道荷載，橋梁結(jié)構(gòu)的局部加載、涵洞、橋臺(tái)和擋土墻土壓力等的計(jì)算采用車輛荷載，車輛荷載和車道荷載的作用不得疊加。四級(jí)公路上重型車輛少時(shí)，其橋涵設(shè)計(jì)所采用的公路 — Ⅱ 級(jí)車道荷載的效應(yīng)可乘以 的折減系數(shù)，車輛荷載的效應(yīng)可乘以 的折減系數(shù)。 當(dāng)集中荷載作用在蓋梁中線時(shí)為 最 為不利 kNR )( ???? 40 (4)汽車沖擊 力 kNGR ????? ?沖 (5)汽車制動(dòng)力 汽車制動(dòng)力是汽車在橋上剎車時(shí) 為克服其慣性力而在車輪與路面之間發(fā)生滑動(dòng)摩擦力。由《橋規(guī)》第 條規(guī)定：一個(gè) 設(shè)計(jì)車道上由汽車荷載產(chǎn)生的制動(dòng)力按車道荷載在加載長(zhǎng)度上計(jì)算的總重力的 10%計(jì)算，公路 — Ⅱ 級(jí)汽車荷載的制動(dòng)力不得小于 90kN。 kNT 55%105501 ??? kNT 902 ? 取 kNTT 902 ?? ； 制動(dòng)力的方向就是 行車方向，其著力點(diǎn)在 支座底座面上 。 (6)風(fēng)力 由于風(fēng)力對(duì)蓋梁的影響非常小，可以忽略不計(jì)，故不考慮。 (7)支座摩阻力 相鄰兩孔跨徑相等，由溫度產(chǎn)生的支座摩阻力可相互抵消，故不考慮支座摩阻力影響。 內(nèi)力計(jì)算 公路橋樁柱式墩臺(tái)的蓋梁通常采用雙懸臂式，計(jì)算時(shí)的控制截面選取支點(diǎn)和跨中截面。在計(jì)算支點(diǎn)負(fù)彎矩時(shí)，采用非對(duì)稱布置荷載與恒載的反力；在計(jì)算跨中正彎矩時(shí)，采用對(duì)稱布置活載與恒載反力。橋墩沿縱向的水平力以及當(dāng)蓋梁在沿橋縱向設(shè)置兩排支座時(shí)，上部結(jié)構(gòu)活載的偏心力對(duì)蓋 梁將產(chǎn)生扭矩，應(yīng)予以計(jì)入。 橋臺(tái)的蓋梁計(jì)算，一般可不考慮背墻與蓋梁共同受力，此時(shí)背墻僅起擋土墻作用。必要時(shí)也可考慮背墻與蓋梁的共同受力，蓋梁按 L 形截面計(jì)算。橋臺(tái)耳墻視為單懸臂 固端梁，水平方向承受土壓力及活載水平壓力。 由外力計(jì)算的 荷載組合 可知 跨中彎矩 ： (1)雙孔滿載 ：（上部結(jié)構(gòu)重力 +蓋梁重力 +車輛荷載 +沖擊力 +制動(dòng)力 ） )]()([ ????????????Q? 41 ? 3)]()([8110 ?????????????跨中M? mkN ?? (2)單孔滿載：（上部結(jié)構(gòu)重力 +蓋梁重力 +車