【導(dǎo)讀】肀膄蒆薇羆膃蕿螃袂膃羋薆袈膂蒁袁膇膁薃蚄肅膀蚅衿罿腿蒞螞裊膈蕆袈螀芇薀蝕聿芇艿袆羅芆莂蠆羈芅薄羄袇芄蚆螇膆芃莆薀肂節(jié)蒈螅羈芁薀薈襖莁芀螄螀莀莂薆肈荿蒅螂肄莈蚇薅羀莇莇袀袆莆葿蚃膅莆薁袈肁蒞蚄蟻羇蒄莃袇袃肀蒆蝕蝿聿蚈裊膇聿莈螈肅肈蒀羃罿肇薂螆裊肆蚄蕿?zāi)f肅莄螄肀膄蒆薇羆膃蕿螃袂膃羋薆袈膂蒁袁膇膁薃蚄肅膀蚅衿罿腿蒞螞裊膈蕆袈螀芇薀蝕聿芇艿袆羅芆莂蠆羈芅薄羄袇芄蚆螇膆芃莆薀肂節(jié)蒈螅羈芁薀薈襖莁芀螄螀莀莂薆肈荿蒅螂肄莈蚇薅羀莇莇袀袆莆葿蚃膅莆薁袈肁蒞蚄蟻羇蒄莃袇袃肀蒆蝕蝿聿蚈裊膇聿莈螈肅肈蒀羃罿肇薂螆裊肆蚄蕿?zāi)f肅莄螄肀膄蒆薇羆膃蕿螃袂膃羋薆袈膂蒁袁膇膁薃蚄肅膀蚅衿罿腿蒞螞裊膈蕆袈螀芇薀蝕聿芇艿袆羅芆莂蠆羈芅薄羄袇芄蚆螇膆芃莆薀肂節(jié)蒈螅羈芁薀薈襖莁芀螄螀莀莂薆肈荿蒅螂肄莈蚇薅羀莇莇袀袆莆葿蚃膅莆薁袈肁蒞蚄蟻羇蒄莃袇袃肀蒆蝕蝿聿蚈裊膇聿莈螈肅肈蒀羃罿肇薂螆裊肆蚄蕿?zāi)f肅莄螄肀膄蒆薇羆膃蕿螃袂膃羋薆袈膂蒁袁

　　

【正文】 果。 表 53 部分預(yù)應(yīng)力鋼束應(yīng)力信息表 變形驗(yàn)算 活載作用下的撓度與轉(zhuǎn)角 按《新建時(shí)速 300～ 350公里客運(yùn)專線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》第 ，跨度為 86m的梁在 ZK活載靜力作用下梁體的豎向撓度不應(yīng)大于 L/1000 =120mm；無(wú)砟軌道梁端豎向轉(zhuǎn)角不應(yīng)大于 1‰ 。 30 圖 527 活載 Qmax、 Qmin下?lián)隙葓D 圖 528 活載 Mmax、 Mmin下轉(zhuǎn)角圖 整理上述數(shù)據(jù)的結(jié)果如表 54所示： 表 54 活載撓度和轉(zhuǎn)角檢算結(jié)果 工后徐變上拱值檢算 圖 529 工后徐變上拱值 《新建時(shí)速 300～ 350 公里客運(yùn)專線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》中規(guī)定，工后徐變上拱值不得超過(guò) 20mm，本設(shè)計(jì)工后徐變最大值 ，所以本設(shè)計(jì)工后徐變上拱值滿足規(guī)范要求。 31 第六章 下部結(jié)構(gòu)分析與檢算 基礎(chǔ)驗(yàn)算 基礎(chǔ)檢算以 4墩下基礎(chǔ)為例，介紹本設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)驗(yàn)算過(guò)程。 尺寸擬定 本設(shè)計(jì) 4墩采用群樁基礎(chǔ)，樁為 9 根 鋼筋混凝土鉆孔灌注樁，混凝土強(qiáng)度等級(jí) C30，該 基礎(chǔ)為主力加附加力控制設(shè)計(jì)，由 4墩處地質(zhì)資料查得該處土層 [σ0]=500Kpa。樁截面構(gòu)造見圖 61。樁的類型為摩擦樁，樁側(cè)土的極限摩阻力 fi=400Kpa。 圖 61 樁截面構(gòu)造圖 （ 1）樁長(zhǎng)檢算 根據(jù) “橋梁博士 ”輸出結(jié)果， 2墩主力加附加力荷載組合支座反力，橋墩、承臺(tái)重 P2=59784kN，所以，單樁豎向受力為 P=（ P1+P2）/9=17465kN。鉆孔灌注樁單樁軸向受壓容許承載力按下列公式計(jì)算： 32 式中 m0——鉆孔灌注樁裝地支承力折減系數(shù)，本設(shè)計(jì) m0 取 ； ——樁底地基土的容許承載力，根據(jù)樁的入土深度確定，本設(shè)計(jì)； A——樁底面積， ； U——樁身截面周長(zhǎng)， ； li——樁側(cè)各土層厚度； fi——樁側(cè)土極限摩阻力， 4墩下設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)范圍樁基內(nèi)力計(jì)算 樁基內(nèi)力計(jì)算分順橋向內(nèi)力計(jì)算與橫橋向內(nèi)力計(jì)算。 （ 1）荷載統(tǒng)計(jì) 豎向力： P1+P2=157184kN； 水平力：順橋向?yàn)橹苿?dòng)力，《新建時(shí)速 300～ 350 公里客運(yùn)專線鐵路設(shè)計(jì)暫行 規(guī)定》 10%計(jì)算。制動(dòng)力大小為 [4200+64（ ） ]=4749kN；橫橋向?yàn)闄M向搖擺力與風(fēng)力，大小為 100kN。 彎矩；順橋向?yàn)橹苿?dòng)力產(chǎn)生的彎矩，大小為 ；橫 橋向?yàn)閾u擺力產(chǎn)生的彎矩，大小為 。 （ 2）其他參數(shù) 為混凝土受壓時(shí)的彈性模量， 對(duì)于本設(shè)計(jì)的 C30 混凝土， ，所以 ； 地基系數(shù) m可通過(guò)查表取值，本設(shè)計(jì) m=7500kN/m4 單樁 EA=108kN； 樁的彈性變形系數(shù) 。 （ 3）位移計(jì)算 先分別計(jì)算各項(xiàng)外力作用下樁頂位移，再進(jìn)行最不利組合，進(jìn)而得出樁頂及墩頂位移。 ① 樁頂位移計(jì)算結(jié)果 : 順橋向水平力作用下： 水平位移 = m，； 轉(zhuǎn)角位移 = 弧度。 33 橫橋向水平 力作用下 水平位移 = m； 轉(zhuǎn)角位移 = 弧度。 豎向力作用下： 豎向位移 =。 ② 單樁樁頂 表 61 單樁樁頂樁截面配筋設(shè)計(jì) 由 樁基內(nèi)力計(jì)算得樁身最大彎矩和最小軸力 MZmax=m，Nmin=12789kN。 （ 1）求偏心距 MZmaxNmin 912789 因?yàn)?，所以 安全系數(shù)，主力加附加力時(shí)用 ， 34 ， 。 （ 2）配筋 根據(jù)灌注樁構(gòu)造要求，主筋直徑不宜小于 16mm，凈距 不宜小于 120mm，主筋凈保護(hù)層不應(yīng)小于 60mm，在滿足最小間距的情況下，盡可能采用單筋、小直徑的鋼筋，以提高樁的抗裂性。所以，主筋采用 HRB335 級(jí)鋼筋。樁身混凝土為C30，根據(jù)《橋規(guī)》規(guī)定，取 μmin=%，則 4 取 凈 保 護(hù) 層 厚 度 為 ，此時(shí)主筋凈距為： 選用 的 HRB335級(jí)鋼筋， 圖 62 樁頂和樁底截面配筋圖 樁與承臺(tái)的聯(lián)結(jié)方式為主筋伸入式，樁身伸入承臺(tái)板 ，主筋伸入承臺(tái)的長(zhǎng)度取 ，箍筋采用 φ8，間距為 200mm，為增加鋼筋籠剛度，順鋼筋籠長(zhǎng)度每隔 2m加一道 φ20的骨架鋼筋。 （ 3）判斷大小偏心 取 n=15，換算截面面積： 換算截面慣性矩： 35 42 故屬于小偏心受壓構(gòu)件 （ 4）截面應(yīng)力計(jì)算 小偏心受壓構(gòu)件為全截面受壓，故受壓區(qū)圓心角為 ， ，則： （ 5）穩(wěn)定性計(jì)算 樁的計(jì)算長(zhǎng)度 ，查表得縱向彎曲系數(shù) ，鋼筋計(jì)算強(qiáng)度與混凝土抗壓強(qiáng) 度 （ 6）樁的抗裂驗(yàn)算 由于樁屬于小偏心受壓，全截面受壓，鉆孔灌注樁，不需吊裝，施工期間樁截面一般不出現(xiàn)拉應(yīng)力，所以樁不產(chǎn)生裂縫。 橋墩結(jié)構(gòu)驗(yàn)算 本設(shè)計(jì)以 4墩（主跨制動(dòng)墩）為例，介紹橋墩的設(shè)計(jì)過(guò)程。 橋墩類型選擇 本設(shè)計(jì)選用鋼筋混凝土橋墩，圓端形截面，橋墩橫向?qū)挾?，縱向?qū)挾?，4墩墩高 ，墩身采用 C30混凝土 ，橋墩截面如圖 22。 36 橋墩結(jié)構(gòu)驗(yàn)算 （ 1）荷載統(tǒng)計(jì) 根據(jù) “橋梁博士 ”輸出的結(jié)果，可以得到作用在橋墩結(jié)構(gòu)上的各作用力。 1）恒載 永久荷載包括上部結(jié)構(gòu)永久作用反力、支座重以及橋墩自重，因?yàn)橹ё急戎睾苄?，所以只?jì)入上部永久作用反力。根據(jù) “橋梁博士 ”輸出結(jié)果，上部結(jié)構(gòu)永久作用反力 G0=76900kN；墩身自重 G1=33476KN。 2）活載 上部結(jié)構(gòu)溫度作用反力 G2=161kN； 上部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)變位 4作用力 G3=1389kN； 列車活載 G4=20400kN，取值列車最大剪力對(duì)應(yīng)的支座反力； 3）附加力 對(duì)于橫橋向的橋墩檢算，附加力為風(fēng)力與列車搖擺力，由于橫橋向橋墩剛度較順橋向大，而所受荷載作用力又相對(duì)較小，不會(huì)控制設(shè)計(jì)，故可以只對(duì)橋墩順橋向做檢算；對(duì)于順橋向的橋墩檢算，附加力為風(fēng)力與列車制動(dòng)力，因風(fēng)力相比較制動(dòng)力數(shù)值較小，所以只參與橫橋向的內(nèi)力組合，風(fēng)力取值 G5=30kN，并將風(fēng)力作用點(diǎn)作用在墩頂處；列車搖擺力 G6=100kN；列車制動(dòng)力 G7=（ 4200+64） =4749kN。 (2)橋墩檢算 一般重力式梁橋橋墩的檢算包括 強(qiáng)度檢算、偏心距驗(yàn)算和穩(wěn)定性驗(yàn)算。以下主要進(jìn)行順橋向荷載組合橋墩檢算。 1）墩身底截面強(qiáng)度驗(yàn)算 N=G0+G1+G4=130776KN， M=G7h=122021KNm， j 驗(yàn)算公式： ， 對(duì)于本設(shè)計(jì)，偏心距 ， 截面重心至偏心方向截面邊緣距離 ， 回轉(zhuǎn)半徑： 37 2=， 其中截面形狀系數(shù) m=8， ， /m 材料安全系數(shù) ， 則， 所以墩底強(qiáng)度符合要求。 2）截面偏心距檢算 墩身底截面偏心距驗(yàn)算 N=G0+G1+G4=130776KN， M=G7h=122021KNm， 截面偏心距： ，為小偏心構(gòu)件。 3）墩頂位移計(jì)算 根據(jù)樁頂位移計(jì)算結(jié)果，進(jìn)一步計(jì)算 4墩墩頂 位移， 樁頂水平位移 = m， 樁頂轉(zhuǎn)角位移 = 弧度； Fl3 ， 墩頂水平位移 dx=+3EI 所以橋墩墩身底面截面強(qiáng)度、偏心距和墩頂位移都滿足規(guī)范要求。 38 第七章 橫梁框架分析與配筋設(shè)計(jì) 第七章 箱梁橫框分析與配筋設(shè)計(jì) 引言 本設(shè)計(jì)取中跨跨中截面進(jìn)行分析計(jì)算，順橋向取 1米寬，橫橋向取整 個(gè)斷面， 把單位長(zhǎng)度的箱梁橫向簡(jiǎn)化成剛性支承的框架結(jié)構(gòu)，活載按有效分布寬度計(jì)算布載，采用 “橋梁博士 ”進(jìn)行計(jì)算，以求得懸臂處和兩腹板間橋面板的控制箱梁橫框分析 箱梁橫框單元?jiǎng)澐? 類似于上部結(jié)構(gòu)主梁的計(jì)算，在進(jìn)行箱梁橫框的計(jì)算時(shí)，首先應(yīng)對(duì)箱梁橫框進(jìn)行單元離散，即劃分單元節(jié)點(diǎn)，建立結(jié)構(gòu)計(jì)算圖示。本設(shè)計(jì)單元?jiǎng)澐秩鐖D 71。 圖 71 中跨跨中截面單元節(jié)點(diǎn)劃分示意圖 荷載信息 （ 1）恒載 恒載只考慮二期恒載的作用，橋面鋪裝為均布荷載加載，荷載集度。 （ 2）列車荷載 列車荷載為 ZK 活載特種活載，集中力大小 P=250kN。荷