【正文】 邊板： mkNAg /39。 Ah=4530cm178。 A4=510=25cm178。 A2=555=275cm178。中板橫截面構(gòu)造如圖 ，邊板橫截面構(gòu)造如圖 。 構(gòu)造形式及尺寸選定 該橋橋面凈空設(shè)為凈 +2（護(hù)欄），全橋?qū)挷捎?8 塊 C40 預(yù)制預(yù)應(yīng)力砼空心板，中板寬 99cm，邊板寬 +25cm（懸臂部分） =，板高 70cm，空心板全長 。 材料 預(yù)應(yīng)力鋼筋采用 ? 鋼 絞線； 非預(yù)應(yīng)力鋼筋采用 HRB335， R235； 空心板采用 C40 混凝土； 鉸縫采用 C40 細(xì)集料混凝土； 橋面鋪裝為： 10cmC40 防水混凝土 + FYT1 型防水層 + 9cm瀝青混凝土； 欄桿采用 C30 號混凝土。 橋面凈空 mmm ????凈 ，設(shè)計車速 80km/h。 用鋼量介于方案 1和 3 之間 建筑高度較??； 用鋼量較 T 梁小。 構(gòu)造形式簡單； 廣泛適用于中橋； 架設(shè)方便； 施工技術(shù)成熟。 方案比選 方案必選 方案 比選項 普通混凝土 簡支 T 梁橋 預(yù)應(yīng)力混凝土 簡支 T 梁橋 預(yù)應(yīng)力混凝土 簡支空心板 適用性 施工方便； 結(jié)構(gòu)尺寸標(biāo)準(zhǔn)化。 下部采用鉆孔灌注樁、雙柱式墩（臺）。主梁全長 ，梁端設(shè) 4cm伸縮縫。墩直徑為 ，樁直徑 ，橋臺樁柱直徑 。橫橋向采用 4片主梁，梁間距 ，中間含 ，中主梁翼緣寬 ，邊主梁翼緣寬 （外側(cè)懸臂加長 ）。 預(yù)應(yīng)力混凝土簡支 T 梁橋 上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土 T型梁，主梁簡支、橋面鋪裝連續(xù)，跨徑 316m=48m。 下部采用鉆孔灌注樁、雙柱式墩（臺）。主梁全長 ，梁端設(shè) 4cm伸縮縫。 預(yù)選方案 設(shè)計方案的選擇，應(yīng)綜合考慮適用、經(jīng)濟、美觀、安全及施工難易等方面因素，合理選擇上部構(gòu)造型式、下部構(gòu)造型式、分孔型式等，以最終確定最佳實施方案。對于基礎(chǔ)，由于擴大基礎(chǔ)對地基承載力要求高，而且對環(huán)境山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 影響大，故 對于該類橋，宜采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。對于中軟土地基，下部結(jié)構(gòu)多采用柱式橋墩、鉆孔灌注樁，橋臺多采用埋置式樁柱式橋臺。裝配式施工方便，不受季節(jié)影響； 整體現(xiàn)澆式整體性好，但不利天氣會給施工帶來很大影響。簡支梁橋?qū)儆陟o定結(jié)構(gòu)，受力和構(gòu)造形式簡單，應(yīng)用廣泛；連續(xù)梁橋?qū)俪o定結(jié)構(gòu)，跨越能力大，適用于橋基良好的場合；懸 臂梁橋?qū)凫o定結(jié)構(gòu)，但因其行駛狀況不良，目前已較少采用。板橋構(gòu)造形式簡單、技術(shù)成熟、施工方便；肋梁橋顯著減輕了自重，使跨越能力提高；箱梁抗彎、抗扭能力強，適于較大跨徑體系。其中， 尤以預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋優(yōu)勢更為明顯，預(yù)應(yīng)力技術(shù)的采用大大降低了梁高，提高了跨越能力，使建橋技術(shù)和運營質(zhì)量均產(chǎn)生了較大飛躍。 對于中小跨徑公路橋，上部結(jié)構(gòu)大多采用鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土梁式結(jié)構(gòu)。年平均相對濕度： 75%。一般沖刷線高程 ；最大沖刷線高程－ 。 場地地震效應(yīng) 擬建場地的基本地震烈度為 Ⅶ 度，地層分布較均勻穩(wěn)定，在震動作用下不會發(fā)生地震液化現(xiàn)象，屬建筑抗震一般地 段，比較適宜本工程的建設(shè)。 地質(zhì)資料 工程地質(zhì)概況 該地區(qū)屬于濱海相海陸交互沉積地貌，地形基本平坦。 橋面寬度：凈 +2。山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 1 工程概況 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 公路等級：二級公路，設(shè)計車速 80m/h。 設(shè)計荷載：公路 Ⅱ 級汽車荷載。 橋面坡度：雙向橫坡 %，不設(shè)縱坡。場地表層為人工堆積雜填土，其下為亞粘土、細(xì)沙、中沙交替分布，該橋橋位場地土屬中軟土，場地類別為 Ⅲ 類。 水文資料 小長河為一條季節(jié)性河流，枯水期斷流，汛期流量較小，持續(xù)時間短。橋址區(qū)地表水及地下水為對砼具弱腐蝕性，對砼中的鋼筋及鋼結(jié)構(gòu)具中等腐蝕性。 山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 2 初步設(shè)計 工程概況初步分析 本設(shè)計中橋梁總跨徑 50m，屬于中橋， 無特殊結(jié)構(gòu)要求和不良地質(zhì)情況 。該類結(jié)構(gòu)具有能夠就地取材、耐久性好、適應(yīng)性強、施工方便等優(yōu)點。 從主梁橫截面形式上分，混凝土梁式橋可分為板橋、肋梁橋（例如：T 形梁橋）和箱形梁橋。從受力特點上分類，混凝土梁式橋分為簡支梁（板）橋、連續(xù)梁（板）橋和懸臂梁（板）橋。按施工方法分類，可分為預(yù)制裝配式和整體現(xiàn)澆式。 由 《工程地質(zhì)勘察報告》知，該工程位于沖積平原上，場地土屬中軟土。柱式墩是目前公路橋梁中廣泛采用的橋墩形式，其自重輕，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，施工方便、快捷，外觀輕穎美觀，橋墩布設(shè)靈活性大等優(yōu)點。 從以上分析，初選橋梁形式為：上部采用裝配式梁式結(jié)構(gòu)（預(yù)制空心板或 T梁），下部采用柱式橋墩、鉆孔灌注樁。對于本橋，提出以下三種預(yù)選方案： 普通混凝土簡支 T 梁橋 上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)制混凝土 T型梁，主梁簡支、橋面鋪裝連續(xù)，跨徑316m=48m。橫橋向采用 4片主梁，梁間距 ，中間含 ，中主梁翼緣寬 ，邊主梁翼緣寬 （外側(cè)懸臂加長 ）。墩直徑為 ，樁直徑 ，橋臺樁柱直徑 。主梁全長 ，梁端設(shè) 4cm伸縮縫。 下部采用鉆孔灌注樁、雙柱式墩 （臺）。 預(yù)應(yīng)力混凝土簡支空心板 上部采用預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，先張法，主梁簡支、橋面鋪裝連山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 續(xù)，跨徑 316m=48m。橫橋向采用 8片空心板，中板寬 ，邊板寬 +（懸臂） =，板底預(yù)留逢1cm。墩直徑為 ，樁直徑 ，橋臺樁柱直徑 。 跨越能力大； 結(jié)構(gòu)尺寸標(biāo)準(zhǔn)化； 施工方便。 經(jīng)濟性 梁截面尺寸較大； 用鋼量大。 安全性 一般 安全，行車方便 安全 美觀性 梁高較大，影響美觀 性 一般 一般 其它方面 需要大面積預(yù)制場 地和吊裝設(shè)備 需要大面積預(yù)制場 地和吊裝設(shè)備 比 T 梁更易堆放和 吊裝 經(jīng)以上 各方面的綜合比較，選定最優(yōu)方案為方案 —裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支空心板 山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 3 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計 設(shè)計資料 跨徑 標(biāo)準(zhǔn)跨徑 mLk 16? ，計算跨徑： ml ? ，主梁全長 。 設(shè)計荷載 公路 Ⅱ 級汽車荷載。 設(shè)計依據(jù) （ 1）《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（ JTG D602020）； （ 2）《公路鋼筋混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（ JTG D642020）； （ 3）《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（ JTJ02485）； （ 4）《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（ JTG B032020）； 山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 （ 5）《公 路工程抗震設(shè)計規(guī)范》（ JTJ00489）； （ 6）《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（ JTJ0432020）。預(yù)應(yīng)力鋼絞線沿板跨長直線布置，采用先張法施工工藝。 圖 中板橫斷面（單位： cm） 圖 邊板橫斷面（單位： cm） 毛截面幾何特性計算 毛截面面積 A1=5=178。 A3=505=125cm178。 A5=2525=178。 山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 毛截面的中心位置 毛截面對重心的慣距 Ih=178。1 ????? ? 橋面系自重（第二階段結(jié)構(gòu)自重） 欄桿（單側(cè)）： mkNA / ???? ? 橋面鋪裝： 10cmC40 防水混凝土 + 9cm瀝青混凝土 mkN / ?????? 每塊空心板分?jǐn)偟降拿垦用讟蛎嫦抵亓椋? mkNg /5 9 0 2 7 ???? 鉸縫自重（第二階段結(jié)構(gòu)自重） mkNAg /4 5 9 4 ????? ? 故得，空心板每延米總重力為： 中板： mkNgg / ??? （第一階段結(jié)構(gòu)自重） cmAhsDh cmS 2???山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 mkNggg / ???? （第二階段結(jié)構(gòu)自重） mkNgggg i /6 8 ???? ??? 邊板： m1 2 . 7 9 2 2 k N /1 ?? 39。Ι gg （第一階段結(jié)構(gòu)自重） mkNggg /0 5 39。39。39。m） 作用效應(yīng) V（ kN） 跨中 1/4 跨 支點 1/4 跨 中板 ?g ?g ?? ?? ggg 邊板 39。?g 39。39。 可變作用效應(yīng)計算 本橋為野外公 路橋，未設(shè)人行道，不必計算人群荷載。 汽車荷載橫向分布系數(shù)計算： 在空心板跨中及 1/4 跨徑處采用鉸接板法計算，支點處采用杠桿法計算，在支點～ 1/4 跨之間按直線內(nèi)插求得。 mlmbmI 42 ???? ? 邊板： 。中板 ?? （ 2~7 號板），邊板 ?? （ 1 號、 8 號板），在 ?? 及 ?? 間線性內(nèi)插，得 1~4號板在車道荷載作用下的荷載橫向分布影響線值，列于下表： 表 各板荷載橫向分布影響線坐標(biāo)值表 ij? 位置編號 ? 1 2 3 4 5 6 7 8 1 山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 2 3 將表中 jjjj 4321 ???? 、 的值按一定比例繪于各號板的軸線下方，連成光滑曲線，則得 1~4 號梁的荷載橫向分布影響線，如圖 所示： 山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 圖 荷載橫向分布影響線 各板橫向分布系數(shù)計算如下： 1 號板：（如圖 所示，按 2 列車布設(shè)，下同。 空心板的荷載橫向分布系數(shù)匯總于下表： 表 空心板的橫向分布系數(shù) 作用位置 板號 支點 l/4 跨中 1 2 3 4 汽車荷載沖擊系數(shù)計算 《橋規(guī)》規(guī)定，汽車沖擊系數(shù)的計算采用以結(jié)構(gòu)基頻為主要影響因素的計算方法。 中板： C40 混 凝 土 彈 性 模 量 M P aE ?? ，跨中截面慣距 mI c ?? ，計算跨徑 ml ? ， 每延米結(jié)構(gòu)自重 ?G ，山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 分別代入公式： Hzf 3 2102 ?? ??????? ?中 邊板： C40 混凝土彈性模量 M P aE c ?? ，跨中截面慣距 mI c ?? ，計算跨徑 ml ? ，每延米結(jié)構(gòu)自重 ?G ，分別代入公式： Hzf . 847 3 2102 ?? ??????? ?邊 當(dāng) HzfHz ?? 時， 01 ?? f? 。 23 *17 ???? ，汽車荷載沖擊系數(shù)： ??? 。 ?? （計算剪力時） 計算車道荷載引 起的空心板跨中、 l/4 跨徑處、支點截面的效應(yīng)時，均布荷載滿布于使空心板產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號影響線上，集中荷載只作用于影響線一個最大峰值處。 山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 計算跨中、 l/4 跨徑處車道荷載效應(yīng)時，跨中橫向分布系數(shù)按邊板值?cm 最不利情況計算；計算支點處時，各截面橫向分布系數(shù)ic mmm ， 0 按 34 號板分別取值計算。2/ kkkkcl yPqmV ??? ?) 1 7 (2 7 ??????? 2）計入汽車沖擊 )()1( 39。4/ kkkkcl yPqmV ??? ? )( ??????? 2）計入汽車沖擊 )()1( 39。需考慮各板橫向分布系數(shù)延空心板跨長的變化。0 yqmmayPmqmV cikikkc ????? ? 1 號板（邊板）： ]9 )2 (2 [(????????????V ? 同樣計算方法可得， 4 號板的剪力分別為： 、 、 。0 yqmmayPmqmV cikikkc ?????? ?? 即將上步數(shù)值乘以 )1( ?? 倍，代入數(shù)值得 4 號板的剪力分別為： 、 、 、 。 山東科技大學(xué)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時基本組合表達(dá)式為： )(00 Q lkGkud SSS ?? ?? 0? ——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，本橋?qū)僦袠?，? ?? ； udS ——效應(yīng)組合設(shè)計值； GkS ——永久作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值； QlkS ——汽車荷載效應(yīng)（含沖擊力）的標(biāo)準(zhǔn)值。 Q lkGksd SSS ?? sdS ——作用短期效應(yīng)組合設(shè)計值； GkS ——永久作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值； QlkS39。 作用長期效應(yīng)組合 39。 當(dāng)需進(jìn)行彈性階段截面應(yīng)力計算時，各作用效應(yīng)的分項系數(shù)及組合系數(shù)均取為 ，此時效應(yīng)組合表達(dá)式為： QlkGk SSS ?? S ——標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合設(shè)計值； QlkGk SS ， ——永久作用效應(yīng)、汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力）的標(biāo)準(zhǔn)值。 ） 計 入 沖 擊（ QlkS ） 承載能力極限狀態(tài)