【正文】 ??????????????? ? ? 111 蘇州科技學(xué)院天平學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 一、 設(shè)計(jì)資料 跨徑：標(biāo)準(zhǔn)跨徑 50 米 計(jì)算跨徑： L= 米，梁長 3 荷載等級(jí)：公路一 I 級(jí) 橋面凈空： 人行道 2 米 +非機(jī)動(dòng)車道 2 米 +機(jī)非分隔帶 米 +機(jī)動(dòng)車道 4 +非機(jī) 動(dòng)車道 2 米 +人行道 2米 材料：預(yù)制梁用 50 號(hào)混凝土，現(xiàn)澆橫隔板及 橋面板用 30 號(hào)混凝土，橋面鋪裝用瀝青混凝土。 主梁縱橫截面布置：橋梁有 11 片主梁，間距 ，主梁為預(yù)制 I 型梁。任選三種作比較 ，從安全、功能、經(jīng)濟(jì)、美觀、施工、占地與工期多方面比選，最終確定橋梁形式。橋下應(yīng)滿足泄洪、安全通航等要求。 2． 舒適與安全性 現(xiàn)代橋梁設(shè)計(jì)越來越強(qiáng)調(diào)舒適度，要控制橋梁的豎向與橫向振幅，避免車輛在橋上振動(dòng)與沖擊。 3． 經(jīng)濟(jì)性 設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性一般應(yīng)占首位。 4． 先進(jìn)性 橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)現(xiàn)代橋梁建設(shè)的新技術(shù)。 5． 美觀 一座橋梁，尤其是座落于城市的橋梁應(yīng)具有優(yōu)美的外形，應(yīng)與周圍的景致相協(xié)調(diào)。 應(yīng)根據(jù)上述原則，對(duì)橋梁作出綜合評(píng)估。 預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋受力明確，理論計(jì)算較簡單，設(shè)計(jì)和施工的方法日 臻完善和成熟。 拱橋 拱橋的靜力特點(diǎn)是，在豎直 荷載 作用下，拱的兩端不僅有豎直反力，而且還有水平反力。如在均布荷載 q 的作用下，簡 支 梁的跨中彎矩為qL2/8，全梁的彎矩圖呈拋物線形，而拱軸為拋物線形的三鉸拱的任何截面彎矩均為零，拱只受軸向壓力。由于拱是主要承受壓力的結(jié)構(gòu)，因而可以充分利用抗拉性能較差、抗壓性能較好的石料，混凝土等來建造。由橋臺(tái)承受水平推力的推力拱橋，要求支撐拱的墩臺(tái)和地基必須承受拱端的強(qiáng)大推力，因而修建推力拱橋要求有良好的地基。由于昆山所建位置地質(zhì)情況較差，故不考慮此橋型。為此采用大噸位 預(yù)應(yīng)力筋以承擔(dān)拱的水平推力；預(yù)應(yīng)力筋的寄體是系梁，即加勁縱梁，從而以梁式橋?yàn)榛w，按各種梁橋的彎矩包絡(luò)圖用拱來加強(qiáng)。這類橋梁不僅技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)先進(jìn)、造價(jià)低廉，同時(shí)橋型美觀，反映出力與美的統(tǒng)一、結(jié)構(gòu)形式與環(huán)境的和諧，增加了城市的景觀。他們適用于大跨、特大跨度橋梁，現(xiàn)在還沒有其他類型的橋梁的跨度能超過他們。由于斜拉橋的主梁通過拉緊的斜索與塔直接相連，增加了主梁抗彎、抗扭剛度，在動(dòng)力特性上一般遠(yuǎn)勝于懸索橋。 斜拉橋具有施工方便、橋型美觀、用料省、主梁高度小、梁底直線容易滿足通航和排洪要求、動(dòng)力性能好的優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展非常迅速，跨徑不斷增大。 目前我國橋梁結(jié)構(gòu)一般考慮簡支梁和連續(xù)梁結(jié)構(gòu)形式。簡支梁與連續(xù)梁橋相比，受力明確，受溫度變化產(chǎn)生的附加力、特殊力的影響小，設(shè)計(jì)施工易標(biāo)準(zhǔn)化、簡單化，同時(shí) 結(jié)構(gòu)簡單，架設(shè)方便，可減低造價(jià)，縮短工期，同時(shí)最易設(shè)計(jì)成各種標(biāo)準(zhǔn)跨徑的裝配式構(gòu)件。 方案比選 比較項(xiàng)目 第一方案 第二方案 第三方案 主橋跨橋型 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁 橋 預(yù)應(yīng)力混凝土 組合 梁橋 梁拱組合橋 主橋跨結(jié) 構(gòu)特點(diǎn) 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋在垂直荷載的作用下，其支座僅產(chǎn)生垂直反力，而無水平推力。 在垂直荷載的作用下，其支座僅產(chǎn)生垂直反力，而無水平推力。為此采用大噸位預(yù)應(yīng)力筋以承擔(dān)拱的水平推 力；預(yù)應(yīng)力筋的寄體是系梁，即加勁縱梁，從而以梁式橋?yàn)榛w，按各種梁橋的彎矩包絡(luò)圖用拱來加強(qiáng)。 側(cè)面上看線條明晰，與當(dāng)?shù)氐牡匦闻浜?，顯得美觀大方 跨徑較大，線條非常美，與環(huán)境和諧，增加了城市的景觀 養(yǎng)護(hù)維修量 小 小 較大 設(shè)計(jì)技術(shù)水平 經(jīng)驗(yàn) 一般 ，國內(nèi) 一般水平 經(jīng)驗(yàn)豐富，國內(nèi)先進(jìn)水 平 經(jīng)驗(yàn)一般，國內(nèi)一 般水平 施工技術(shù) 滿堂支架法：結(jié)構(gòu)不發(fā)生體系轉(zhuǎn)換，不引起恒載徐變二次矩，預(yù)應(yīng)力筋可以一次布置，集中張拉等優(yōu)點(diǎn)。所以選擇第二方案作為首選。 簡支組合箱梁結(jié)構(gòu)整體性強(qiáng)，抗扭剛度大，適應(yīng)性強(qiáng)。但從橋下看 ,景觀效果稍差。但橋面板需現(xiàn)澆施工 ,增加現(xiàn)場(chǎng) 作業(yè)量，工期也相應(yīng)延長。 槽型梁為下承式結(jié)構(gòu)，其主要優(yōu)點(diǎn)是造型輕巧美觀，線路建筑高度最低 ,且兩側(cè)的主梁可起到部分隔聲屏障的作用，但下承式混凝土結(jié)構(gòu)受力不很合理，受拉區(qū)混凝土即車道板圬工量大，受壓區(qū)混凝土圬工量小，梁體多以受壓區(qū) (上翼緣 )壓潰為主要特征，不能充分發(fā)揮鋼及混凝土材料的性能。 工型梁結(jié)構(gòu)受力明確，設(shè)計(jì)及施工經(jīng)驗(yàn)成熟 ,跨越 能力大 ,施工可采用預(yù)制吊裝的方法，施工進(jìn)度較快， 結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)省材料、架設(shè)安裝方便，跨越能力較大 ， 減少接縫，改善行車 。工型梁截面圖如下： 三、 初擬截面尺寸 及主梁特性 主梁 702847814084725070 截面特性： 截面面積： S= 102 cm2 型材線重： G=蘇州科技學(xué)院天平學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 X軸慣性 矩： Ix = 104 cm4 Y軸慣性矩： Iy = 104 cm4 X軸面積矩： Sx = 103 cm3 Y軸面積矩： Sy = 103 cm3 蘇州科技學(xué)院天平學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 6號(hào) 梁5號(hào) 梁4號(hào) 梁3號(hào) 梁2號(hào) 梁130 180130 18050 180 180130130 18018050 180130130 18050 180180501號(hào) 梁200215 215 215 215 215 215 215 215 215 2151 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 支點(diǎn)剪力荷載橫向分 布系數(shù) 1 m汽 =21 = m人 = 2 m汽 =21 = m人 = 3 m汽 =21 （ +） = 4 m汽 =21 （ +） = 5 m汽 =21 （ ++） = 6 m汽 =21 （ ++） = 蘇州科技學(xué)院天平學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 主梁抗彎慣矩 Ix=[121 (7028) 513 +(7028) 51 (125251 )2 ] 2+121 28 2503 = 主梁比擬單寬抗彎慣矩 Jx=bIx = = m4 /m 每片中橫隔梁的尺寸，如圖所示 19 619 6 181564741 0 橫隔梁長度取為最左右兩片主梁的軸線距離 l； =4 b=4 = c/ l； =查 《公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè) — 梁橋上冊(cè)》 表 227得： c/ l； = 時(shí)，λ /c= λ = = 求橫隔梁截面重心位置 ay ： ay = 182 0 3473 9 2 2/2 0 3182 0 32/4747)184 1 0( ??? ?????? = 故橫隔梁抗彎慣矩為： Iy =121 (41018) 473 +(41018) 47 ( 247 )2 +121 18 2033 +18 203( 2203 )2 蘇州科技學(xué)院天平學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 = 橫隔梁比擬單寬抗彎慣矩為 ： Jy =aIy = = m4 /m 主梁和橫隔梁的抗扭慣矩 對(duì)于主梁梁肋 ： 主梁平均厚度 h= 25547? =51cm tb =28148 = 則 C1 =31 [ + ( )5 ] = 則 IIX =cbt3 = = 103 m4 對(duì)于橫隔梁梁肋： t/b=18/156= 則 C2 =31 [ + ] = 則 IIy = = 103? m4 所以， JIX + JIy =31 h3 +b1 IIX +a1 IIy =31 + 3? + 3?? = m4 /m θ =lB JyJx4= ? （ ） 41 = α =JxJyE JiyJixG 2 )( ??= ??E E= 蘇州科技學(xué)院天平學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 則 a = = 計(jì)算各主梁橫向影響線 坐標(biāo) 已知 ? =，從 GM法計(jì)算圖表可查得 k1 和 ko 的值，如 下表所示 梁位 荷載位置 B 43 B B/2 B/4 0 B/4 B/2 43 B B 校核 K0 0 B/4 B/2 43 B 8 B K1 0 1 1 B/4 B/2 1 43 B B 計(jì)算各梁的荷載橫向分布系數(shù) 梁號(hào) 計(jì)算式 荷載位置 B 43 B B/2 B/4 0 B/4 B/2 43 B B 1號(hào) 39。k o=43o+ 39。 ( 39。 ) a ka = ok39。k ok39。k =431+ 39。k ok39。k ok39。 +( 39。 ) a 21? =11aK 3號(hào) 39。k o=43o+ 39。 ( 39。 ) a ka = ok39。k ok39。k =431+ 39。k ok39。k ok39。 +( 39。 ) a 41? =11aK 5號(hào) 39。k o=43o+ 39。 ( 39。 ) a ka = ok39。k ok39。k =k1o 1 1 39。k ok39。k ok39。 +( 39。 ) a 61? =11aK 蘇州科技學(xué)院天平學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 1110987654321P1號(hào) 18013018013018013018050215215215215215215215215215215B3/4B1/2B1/4B01/4B1/2B3/4BB PP3 號(hào)梁0.0570.0720.0820.0970.1090.1240.1350.1490.18918 013 018 013 018 013 018 0502 號(hào)梁0.0480.0750.0950.1260.1510.1880.2190.2620.26950 18 0 13 0 18 0 13 0 18 0 13 0 18 0 PP5 號(hào)梁0.0830.0900.0950.1000.1020.1060.1070.1090.11618 013 018 013 018 013 018 0504 號(hào)梁0.0700.0810.0880.0980.1040.1140.1220.1310.15150 18 0 13 0 18 0 13 0 18 0 13 0 18 0 蘇州科技學(xué)院天平學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 P6 號(hào)梁0.0950.0990.1000.1000.0980.0960.0930.0890.08050 18 0 13 0 18 0 13 0 18 0 13 0 18 0 對(duì)于①號(hào)梁