【正文】 / m1 / 2 1 / 2 / 2 1. 57lm? ? ? ? ? 圖 空心板跨中內(nèi)力影響線及加載圖式（尺寸單位： cm） 19 q k = 7 . 8 7 5 k N / mP k = 2 1 0 . 2 4 k N3 L / 1 6 = 2 . 3 5 5 mL/4 處截面彎矩影響線21 / 2 3 / 16 l m? ? ? ? ? q k = 7 . 8 7 5 k N / mP k = 2 5 2 . 2 9 k N9423140 . 2 50 . 7 5L/4 處截面剪力影響線1 / 2 3 / 4 3 / 4 32 5lm? ? ? ? ? 圖 空心板 l /4 處截面內(nèi)力影響線及加載圖式（尺寸 單位： cm） 1） 跨中截面 ① 彎矩： = ( )k k k kM m q P y?? ?汽 （不計(jì)沖擊時(shí)） (1 ) ( )k k k kM m q P y? ? ?? ? ?汽 （計(jì)沖擊時(shí)） 兩車道布載： 不計(jì)沖擊： M汽 =1 （ ＋ ） kN由圖 ,1 號板的橫向分布系數(shù)計(jì)算如下 ： 2m汽 =1 1 10 . 56050 1801.0000.500 圖 支點(diǎn)處荷載橫向分部影響線及最不利布載圖（尺寸單位： cm） 18 3）支點(diǎn)到 l /4 處的荷載橫向分布系數(shù)按直線內(nèi)插求得，空心板荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算結(jié)果見表 。各板的橫向分布影響線及橫向最不利布載見圖 ，由于橋梁橫斷 16 面結(jié)構(gòu)對稱，故只需計(jì)算 1— 4 號板的橫向分布影響線坐標(biāo)值。 由 ? =~? = 內(nèi)插得到 ? = 時(shí) 1~4 號板在車道荷載作用下的荷載橫向分布影響線值，內(nèi)插計(jì)算結(jié)果見表 。 汽車荷載橫向分布系數(shù)：本算例空心板跨中和 l /4 處的荷載橫向分布系數(shù)按鉸接板法計(jì)算，支點(diǎn)按杠桿原理法計(jì)算，支點(diǎn)至 l /4 點(diǎn)之間截面的荷載橫向分布系數(shù)通過直線內(nèi)插求得。 m) 作用效應(yīng) V(kN) 跨中( 281gl ) 41 跨( 2323gl ) 支點(diǎn)( gl21 ) 41 跨( gl41 ) 跨中 IG 0 IIG 0 G 0 二、可變作用效應(yīng)計(jì)算 公路 — Ⅱ 級車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 kq 和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Pk為 ： kq = =計(jì)算彎矩時(shí)， ? ?3 6 0 1 8 0 1 2 . 5 6 5 1 8 0 2 1 0 . 2 45 0 5kP k N k N???? ? ? ? ?????? 計(jì)算剪力時(shí)， 210 .24 252 .29kP k N? ? ? 項(xiàng) 目 作 用 種 類 15 沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)計(jì)算：結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù) ? 與結(jié)構(gòu) 的基頻 f 有關(guān)，故應(yīng)先計(jì)算結(jié)構(gòu)的基頻，根據(jù)公式，可計(jì)算簡支梁橋的基頻 ： 10223 . 4 5 1 0 0 . 0 1 5 8 4 5 . 5 5 92 2 1 2 . 5 6 1 7 5 1 . 2 7ccEIf H z H zlm?? ??? ? ? ? ?? 其中： 31 7 . 1 8 1 0 / 1 7 5 1 . 2 7 /9 . 8 1c Gm k g m k g mg ?? ? ? 由于 14Hz f Hz?? ，故可由下式計(jì)算出汽車荷載的沖擊系數(shù) ： l n ? ? ? ? 當(dāng)車道大于兩車道時(shí)，應(yīng)進(jìn)行車道折減，四車道折減 33%，但折減后不得小于用兩車道汽車荷載布載的計(jì)算結(jié)果。為了計(jì)算方便，近似按各板平均分配橋面鋪裝重量來考慮，則每塊空心板分配到的每延長米橋面系重力為 ： 2 7 . 5 2 2 7 . 1 6 5 . 2 78G k N m k N m???? 鉸縫自重計(jì)算（二期結(jié)構(gòu)自重） 3G ? ? 43 1 2 9 1 6 0 1 0 2 5 0 .4 7 2 5G k N m k N m?? ? ? ? ? ? 由上述計(jì)算得空心板每延長米總重力為 ： IG =(一期結(jié)構(gòu)自重 ) IIG = 2g + 3g =(+)kN/m= kN/m G = IG + IIG =(+)kN/m= kN/m 由此可計(jì)算 出簡支空心板永久作用 效應(yīng)，計(jì)算結(jié)果見表 。 13 空心板毛截面對其重心軸的慣性矩為 ： ? ? ? ?32 222 4 4 6 49 9 6 0 1 3 09 9 6 0 0 . 6 8 2 3 0 5 0 . 6 8 1 2 9 2 3 . 2 6 4 0 . 6 8 2 7 7 9 . 9 7 1 . 5 8 4 1 01 2 6 4 4I c m c m??????????? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ????????? 空心板截面的抗扭剛度可簡化為如圖 所示的箱型截面來近似計(jì)算； 圖 截面抗扭剛度簡化計(jì)算圖式 (單位： cm) 根據(jù)公式，抗扭剛度可按下式計(jì)算 ： ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?22264124 99 10 60 10 60 204 353 1022 60 10 60 202099 1010 20 10TbhI c mhbtt? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ???? ? ? ? ????? 第四節(jié) 作用效 應(yīng)計(jì)算 一、永久作用效應(yīng)計(jì)算 空心板自重（一期結(jié)構(gòu)自重） 1G 41 4 3 9 8 1 0 2 6 1 1 .4 3 5 /G k N m?? ? ? ? 橋面系自重（二期結(jié)構(gòu)自重） 2G 由于是高速公路，沒有 人行道及欄桿，只有防撞護(hù)欄，本設(shè)計(jì)采用混凝土防撞護(hù)欄，按單側(cè) 。 第三節(jié) 空心板毛截面幾何特性計(jì)算 截面面積 空心板截面面積為： ? ?2 2 23 7 8 19 9 6 0 2 1 5 2 7 7 4 3 9 822A c m c m??? ??????? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ?????? 截面重心位置 全截面對 1／ 2 板高的距離為 ： ? ? ? ? 3312 2782 0 . 5 7 7 3 0 8 8 3 3 0 0 . 5 4 8 3 0 8 3 0 0 1 . 0 1 732 3hS c m c m?? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ????? ???? 鉸縫的面積為 ： ? ? 2= 2 0. 5 7 7 + 8 3 + 0. 5 4 8A c m? ? ? ? ? ?鉸 =129cm178。 3） C50 混凝土的材料特性， MPa? ， MPa? ， MPa? ， MPa? 。 99 99 991 1 17 0 0 / 299508 0 0 / 20 . 560C4 0 防水混凝土 0 . 1 0 m瀝青混凝土 0 . 0 6 mS BS 防水層鉸縫橫斷面中心線 圖 橋梁橫斷面及構(gòu)造圖（單位： cm） 圖 空心板截面細(xì)部尺寸圖（單位： cm） 12 設(shè)計(jì)參數(shù) 1）相對濕度為 80%。 5） 施工工藝：預(yù)制預(yù)應(yīng)力空心板采用先張法施工工藝。 3） 空心板斷面：空心板高度 ，寬度 ，各板之間留有 隙。 11 第二節(jié) 設(shè)計(jì)要點(diǎn) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1） 本空心板按部分預(yù)應(yīng)力混凝土 A 類構(gòu)件設(shè)計(jì)。 2） 鋼筋：預(yù)應(yīng)力鋼筋采用高強(qiáng)度低松弛 7 絲捻 制的預(yù)應(yīng)力鋼絞線 ，公稱直徑為 ， 公稱面積 140mm178。 參考資料 1） 范立礎(chǔ)主編， 橋梁工程，北京：人民出版社 ； 2） 姚玲森主編， 橋梁工程，北京：人民出版社 ； 3） 黃繩武，胡安邦主編， 橋梁施工與組織管理（上、下冊）北京通出版社 ； 4） 凌治平，易經(jīng)武主編， 基礎(chǔ)工程，北京：人民交通出版社 ； 5） 閆志剛主編， 鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社 。 10 第三章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 第一節(jié) 設(shè)計(jì) 依據(jù)和基礎(chǔ)資料 標(biāo)準(zhǔn) 1） 標(biāo)準(zhǔn)跨徑： 13m； 計(jì)算跨徑： ； 主梁 全長： ； 2） 橋面 寬度 ：凈 7m+2 （ 防撞護(hù)欄 ） ； 3） 設(shè)計(jì)荷載：公路 — Ⅱ 級； 4） 環(huán)境 標(biāo)準(zhǔn) ： Ⅰ 類 環(huán)境 。 綜上所述 ： C 市 N 河大橋 決定采用預(yù)應(yīng)力空心板簡支梁橋作為設(shè)計(jì)方案。 缺點(diǎn)：斜拉橋橋 墩少節(jié)省空間，但遇不可抗拒力易發(fā)生位移。 方案三 ：斜拉橋 優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 斜拉橋就塔墩距來說，是大跨徑，可以做到一般型式的橋都難做到的特大跨徑，但對梁來說，由于拉索支撐，尤其在密索時(shí)，卻是小跨徑，因此梁高可以做的很小，為了減少梁身的撓度和改善梁身的受力，必須保證和盡可能的加強(qiáng)拉索的剛度。 缺點(diǎn)： （ 1） 自重較大，相應(yīng)的水平推力也較大，增加了下部結(jié)構(gòu)的工程量，當(dāng)采用無鉸拱時(shí)，對地基條件要求較高； (2)圬工拱橋一般都采用在支架上施工的方法修建，隨著跨徑和橋高的的增大，支架或其他輔助設(shè)備的費(fèi)用大大增加，從而增加了拱橋的施工難度，提高了拱橋的造價(jià)； （ 3） 由于拱橋的水平推力較大，在連續(xù)多孔的的大、中橋梁中。 缺點(diǎn)：梁式橋由于外力的作用方向與承重結(jié)構(gòu)的軸線接近垂直，截面形狀不穩(wěn)定，構(gòu)件正好在橋面板的跨中接頭，對板的受力有不利影響，所以與同樣跨徑的其他結(jié)構(gòu)體系比，梁內(nèi)產(chǎn)生的彎矩最大，通常需要抗彎能力強(qiáng)的材料，這樣就增加了運(yùn)輸和安裝的困難性。 100 1251200180050070050 50800141200i = 2%100200 圖 方案三橫截面 二、 方案評價(jià) 方案一 ：預(yù)應(yīng)力 空心板 簡支梁橋 簡支梁橋是梁式橋中應(yīng)用最早，使用最廣泛的一種橋型。 80011014150050i= 2 %12082090700 50 圖 方案一橫截面 方案二 ： 上承式 拱橋（ 見圖 ） 1641163616311626162116161611160616011 6 1 6 . 3 51 5 8 9 . 6 51637. 291629. 491607. 09泥巖泥巖泥巖黃土狀粉質(zhì)粘土黃土狀粉質(zhì)粘土泥巖1500 700 700 700 700 700 1500 51606500II50060060050050320095040066i = 1 %i = 1 % 圖 方案二總體布置 6 （ 1）孔徑布置： 15+7+7+7+7+7+15=65m； （ 2）上部結(jié)構(gòu)： 采用預(yù)應(yīng)力空心板梁，主跨長 32m， 截面見圖 ； （ 3）下部結(jié)構(gòu)： 采用 重力式墩， 橋臺采用擴(kuò)大基礎(chǔ)，高 5m。 橫坡設(shè)置：從橋面中央傾向兩側(cè) %3%的橫向坡度。橋面凈寬包括行車道、人行道和自行車道的寬度 。 三 、橫截面設(shè)計(jì) 確定橋面寬度、橋跨結(jié)構(gòu)橫斷面布置等。 4 基礎(chǔ)埋深：為防止墩臺基礎(chǔ)四周和基底下土層被沖刷掏空，造成墩臺失穩(wěn)，橋梁基礎(chǔ)必須埋置在設(shè)計(jì)洪水最大沖刷線以下一定深度，以確?；A(chǔ)穩(wěn)定性。 縱坡設(shè)置： 對于大、中橋梁，為了利用橋面做成從橋的中央向橋頭兩端縱坡為 1%~2%的雙面坡。分孔要考慮使用任務(wù)、地形與環(huán)境、河床地質(zhì)、水文等情況，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。最經(jīng)濟(jì)的分孔方式是使上下部結(jié)構(gòu)的總造價(jià)趨于最低。如當(dāng)橋梁墩臺基礎(chǔ)埋置較淺時(shí)，橋梁的總跨徑應(yīng)大一些，可接近于洪水泛濫寬度，以避 免河床過多的沖刷而引起橋梁破壞；對于深基礎(chǔ)，允許較大沖刷，可適當(dāng)壓縮河床。 二 、立面布置 確定橋梁總跨徑、橋梁分孔、 橋面高程 、橋上和橋頭引道 的縱坡以及 基礎(chǔ) 的埋 置 深 度 等 橋梁總跨徑：橋涵孔徑的設(shè)計(jì)必須保證設(shè)計(jì)洪水及流冰、泥石流、漂流物等安全通過，并應(yīng)考慮壅水、沖刷對上下游的影響，確保橋涵附近路堤的穩(wěn)定。對通航河流上的橋梁，橋墩（臺）沿水流方向的 軸線應(yīng)與通航水位的主流方向一致，必須斜交時(shí)，交角不宜大于 5176。