1、施向陽：430m簡支變連續箱型梁橋設計華東交通大學畢業設計（論文） 目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc358446961 第1章 橋梁方案比選 PAGEREF _Toc358446961 h 4 HYPERLINK l _Toc358446962 1.1橋梁設計工程資料 PAGEREF _Toc358446962 h 4 HYPERLINK l _Toc358446963 1.1.3 水文及工程地質 PAGEREF _Toc358446963 h 4 HYPERLINK l _Toc358446964 1.2 橋梁方案擬定 PAGEREF _Toc35844

2、6964 h 5 HYPERLINK l _Toc358446965 1.2.1 方案一：簡支轉連續分離式箱梁橋 PAGEREF _Toc358446965 h 5 HYPERLINK l _Toc358446966 1.2.2 方案二：連續梁橋 PAGEREF _Toc358446966 h 8 HYPERLINK l _Toc358446967 1.3 橋型方案綜合比選 PAGEREF _Toc358446967 h 11 HYPERLINK l _Toc358446968 1.3.1 擬定方案比較 PAGEREF _Toc358446968 h 11 HYPERLINK l _Toc35

3、8446969 1.3.2 選定橋梁細部尺寸擬定 PAGEREF _Toc358446969 h 11 HYPERLINK l _Toc358446970 第2章 MIDAS建模 PAGEREF _Toc358446970 h 15 HYPERLINK l _Toc358446971 2.1特性值 PAGEREF _Toc358446971 h 15 HYPERLINK l _Toc358446972 2.1.1定義材料： PAGEREF _Toc358446972 h 15 HYPERLINK l _Toc358446973 2.1.2時間依存材料（收縮徐變） PAGEREF _Toc358

4、446973 h 16 HYPERLINK l _Toc358446974 2.1.4截面 PAGEREF _Toc358446974 h 17 HYPERLINK l _Toc358446975 2.1.5修改單元的材料依存特性（修改截面計算厚度） PAGEREF _Toc358446975 h 18 HYPERLINK l _Toc358446976 2.2 結構 PAGEREF _Toc358446976 h 19 HYPERLINK l _Toc358446977 2.2.1節點 PAGEREF _Toc358446977 h 19 HYPERLINK l _Toc358446978

5、2.2.1單元 PAGEREF _Toc358446978 h 19 HYPERLINK l _Toc358446979 2.3 邊界條件 PAGEREF _Toc358446979 h 20 HYPERLINK l _Toc358446980 2.3.1支撐 PAGEREF _Toc358446980 h 20 HYPERLINK l _Toc358446981 2.4 靜力荷載 PAGEREF _Toc358446981 h 21 HYPERLINK l _Toc358446982 2.3.1 自重 PAGEREF _Toc358446982 h 21 HYPERLINK l _Toc35

6、8446983 2.3.2 二期 PAGEREF _Toc358446983 h 21 HYPERLINK l _Toc358446984 2.3.3預應力 PAGEREF _Toc358446984 h 22 HYPERLINK l _Toc358446985 2.3.4 溫度 PAGEREF _Toc358446985 h 23 HYPERLINK l _Toc358446986 2.4 張拉鋼束 PAGEREF _Toc358446986 h 23 HYPERLINK l _Toc358446987 2.4.1鋼束特性值 PAGEREF _Toc358446987 h 23 HYPERL

7、INK l _Toc358446988 2.4.2 鋼束形狀 PAGEREF _Toc358446988 h 24 HYPERLINK l _Toc358446989 2.5 移動荷載分析 PAGEREF _Toc358446989 h 24 HYPERLINK l _Toc358446990 2.5.1移動荷載規范 PAGEREF _Toc358446990 h 24 HYPERLINK l _Toc358446991 2.5.2 車道 PAGEREF _Toc358446991 h 25 HYPERLINK l _Toc358446992 2.5.3車輛 PAGEREF _Toc35844

8、6992 h 25 HYPERLINK l _Toc358446993 2.5.4移動荷載工況 PAGEREF _Toc358446993 h 26 HYPERLINK l _Toc358446994 2.6支座沉降分析 PAGEREF _Toc358446994 h 27 HYPERLINK l _Toc358446995 2.6.1支座沉降組 PAGEREF _Toc358446995 h 27 HYPERLINK l _Toc358446996 2.6.2支座沉降荷載工況 PAGEREF _Toc358446996 h 28 HYPERLINK l _Toc358446997 2.7施工

9、階段 PAGEREF _Toc358446997 h 29 HYPERLINK l _Toc358446998 2.7.1 施工階段數據分析 PAGEREF _Toc358446998 h 29 HYPERLINK l _Toc358446999 第3章橋面板計算 PAGEREF _Toc358446999 h 30 HYPERLINK l _Toc358447000 3.1 自由懸臂板 PAGEREF _Toc358447000 h 30 HYPERLINK l _Toc358447001 3.1.1 永久作用 PAGEREF _Toc358447001 h 30 HYPERLINK l _

10、Toc358447002 3.1.2 可變作用 PAGEREF _Toc358447002 h 31 HYPERLINK l _Toc358447003 3.1.3 荷載內力組合 PAGEREF _Toc358447003 h 32 HYPERLINK l _Toc358447004 3.2 連續單向板 PAGEREF _Toc358447004 h 32 HYPERLINK l _Toc358447005 3.2.1 永久作用效應 PAGEREF _Toc358447005 h 32 HYPERLINK l _Toc358447006 3.2.2 可變作用效應 PAGEREF _Toc358

11、447006 h 34 HYPERLINK l _Toc358447007 3.2.3 可變作用效應組合 PAGEREF _Toc358447007 h 36 HYPERLINK l _Toc358447008 3.3 截面配筋設計以及承載能力驗算 PAGEREF _Toc358447008 h 37 HYPERLINK l _Toc358447009 3.3.1 懸臂板支點截面配筋設計 PAGEREF _Toc358447009 h 37 HYPERLINK l _Toc358447010 3.3.2 連續板跨中截面配筋設計 PAGEREF _Toc358447010 h 38 HYPERL

12、INK l _Toc358447011 第4章MIDAS參數計算 PAGEREF _Toc358447011 h 39 HYPERLINK l _Toc358447012 4.1 車道荷載計算 PAGEREF _Toc358447012 h 39 HYPERLINK l _Toc358447013 4.2 人群荷載標準值計算 PAGEREF _Toc358447013 h 39 HYPERLINK l _Toc358447014 4.3 二期恒載計算 PAGEREF _Toc358447014 h 39 HYPERLINK l _Toc358447015 4.4 施工方法： PAGEREF _

13、Toc358447015 h 40 HYPERLINK l _Toc358447016 第5章內里組合 PAGEREF _Toc358447016 h 40 HYPERLINK l _Toc358447017 5.1 作用分類 PAGEREF _Toc358447017 h 40 HYPERLINK l _Toc358447018 5.2 承載能力極限狀態設計組合 PAGEREF _Toc358447018 h 41 HYPERLINK l _Toc358447019 5.2.1 基本組合 PAGEREF _Toc358447019 h 41 HYPERLINK l _Toc358447020

14、 5.2.2 輸出基本組合內力圖 PAGEREF _Toc358447020 h 42 HYPERLINK l _Toc358447021 5.2.3 偶然組合 PAGEREF _Toc358447021 h 42 HYPERLINK l _Toc358447022 5.3 正常使用極限狀態設計組合 PAGEREF _Toc358447022 h 42 HYPERLINK l _Toc358447023 5.3.1 作用短期效應組合 PAGEREF _Toc358447023 h 42 HYPERLINK l _Toc358447024 5.3.2 輸出短期效應組合圖形 PAGEREF _To

15、c358447024 h 43 HYPERLINK l _Toc358447025 5.3.3 作用長期效應組合 PAGEREF _Toc358447025 h 43 HYPERLINK l _Toc358447026 5.3.4 輸出長期效應組合圖形 PAGEREF _Toc358447026 h 44 HYPERLINK l _Toc358447027 第6章鋼束計算 PAGEREF _Toc358447027 h 44 HYPERLINK l _Toc358447028 6.1跨中截面預應力鋼束估算 PAGEREF _Toc358447028 h 44 HYPERLINK l _Toc3

16、58447029 6.2 鋼束配束原則 PAGEREF _Toc358447029 h 45 HYPERLINK l _Toc358447030 6.3 預應力鋼束參數計算 PAGEREF _Toc358447030 h 45 HYPERLINK l _Toc358447031 第7章 截面驗算 PAGEREF _Toc358447031 h 47 HYPERLINK l _Toc358447032 7.1. 設計規范 PAGEREF _Toc358447032 h 47 HYPERLINK l _Toc358447033 7.2. 設計資料 PAGEREF _Toc358447033 h 4

17、7 HYPERLINK l _Toc358447034 7.3. 主要材料指標 PAGEREF _Toc358447034 h 47 HYPERLINK l _Toc358447035 7.3.1. 混凝土 PAGEREF _Toc358447035 h 47 HYPERLINK l _Toc358447036 7.3.2. 預應力鋼筋 PAGEREF _Toc358447036 h 47 HYPERLINK l _Toc358447037 7.3.3. 普通鋼筋 PAGEREF _Toc358447037 h 47 HYPERLINK l _Toc358447038 7.4. 模型簡介 PA

18、GEREF _Toc358447038 h 48 HYPERLINK l _Toc358447039 7.4.6. 成橋階段 PAGEREF _Toc358447039 h 48 HYPERLINK l _Toc358447040 7.5. 荷載組合說明 PAGEREF _Toc358447040 h 48 HYPERLINK l _Toc358447041 7.5.1. 荷載工況說明 PAGEREF _Toc358447041 h 48 HYPERLINK l _Toc358447042 7.5.2. 荷載組合說明 PAGEREF _Toc358447042 h 49 HYPERLINK l

19、 _Toc358447043 7.6. 驗算結果表格 PAGEREF _Toc358447043 h 51 HYPERLINK l _Toc358447044 7.6.1. 施工階段法向壓應力驗算 PAGEREF _Toc358447044 h 51 HYPERLINK l _Toc358447045 7.6.2. 使用階段正截面抗裂驗算 PAGEREF _Toc358447045 h 56 HYPERLINK l _Toc358447046 7.6.3. 使用階段斜截面抗裂驗算 PAGEREF _Toc358447046 h 63 HYPERLINK l _Toc358447047 7.6.

20、4. 使用階段正截面壓應力驗算 PAGEREF _Toc358447047 h 66 HYPERLINK l _Toc358447048 7.6.5. 使用階段斜截面主壓應力驗算 PAGEREF _Toc358447048 h 69 HYPERLINK l _Toc358447049 7.6.6. 使用階段正截面抗彎驗算 PAGEREF _Toc358447049 h 72 HYPERLINK l _Toc358447050 7.6.7. 使用階段抗扭驗算 PAGEREF _Toc358447050 h 74第1章 橋梁方案比選1.1橋梁設計工程資料1.1.1 方案比選原則 在橋梁方案比選中要

21、注意以下四項主要指標：安全、功能、經濟與美觀，其中安全與經濟最為重要。過去對橋下功能不重視，現在由于航運事業發展需要十分重視橋下通航凈 空。隨著經濟發展和對社會環 的協調統一要求，橋梁美觀也逐步被重視。 1.1.2 設計資料 道路等級：公路I 級。 設計車速：一級公路100km/h 。 設計荷載： 汽車荷載，人群3.5KN/m 。 通航等級：無通航要求。 橋面橫向布置：公路I 級：橋面寬16.4 米：0.25m （防撞欄）+ 0.5m(人行道)+ 2*3.75m （快速車道）+2.5m（應急車道）+ 0.5m(人行道)+0.25（防撞欄）（三車道） 橋面鋪裝層：上層為10cm 厚瀝青混凝土橋面

22、鋪裝防水層，下層為8cm 厚 C50 橋面現澆層。 橋軸平面線型：直線。 溫度影響：考慮豎向梯度溫度效應；年平均溫度變化 16 。 地震烈度區為度區，地震動峰值加速度為0.05g 。 1.1.3 水文及工程地質 承臺底面中心高出最大沖刷線的距離為1.2m，基巖埋置在最大沖刷線以下30 m，基巖的天然濕度極限抗壓強度為 10000Kpa ；基巖以上為礫粘土，比例系數m =30000kN / m4 ；樁身與土的極限摩阻力為50kPa ；清底系數0.75 ；豎向容許承載力S0 為400kPa ；考慮樁入土深度影響的修正系數 0.75 ；土的內摩擦角30 ；深度修正系數K 2 =2.5 ；土的浮容重

23、9 kN / m3。1.2 橋梁方案擬定1.2.1 方案一：簡支轉連續分離式箱梁橋 簡支轉連續梁橋型集合了簡支梁橋和連續梁橋的優點。采用裝配式簡支梁橋具有建橋速度快、工期短、模板支架少的優點，而且每跨簡支梁制造簡單整體性較好、接頭方便。 采用等高梁截面使得橋線優美，而且轉為連續梁橋后可以避免跨中混凝土開裂導致材料無 法充分利用。因此連續梁橋不僅充分發揮了高強材料特性而且提高了混凝土抗裂性， 使 結構輕型化。對于長橋選用頂推施工或簡支轉連續施工的橋梁多采用等跨布置，這樣結構 簡單統一模式，使得橋梁立面協調一致又減少構建及模板規格。此類+橋梁一般采用等跨徑， 以4060m 為宜，這樣可以使主梁構造

24、簡單施工快捷。 綜上所述本橋設計采用4X 30 m 簡支轉連續梁橋。施工方法為先簡支后連續。先預制箱梁，待主梁架設完畢后，連續鋼束縱向由邊跨向中間合攏，橫向由兩邊向中間合攏；支座強迫位移：公路I 級：中支座可能下沉5mm 。 方案一橋型總體布置圖見4X30m 先簡支后連續箱梁橋總體布置圖、4X30m 先簡支后連續箱梁橋斷面圖 1.2.2 方案二：連續梁橋 預應力混凝土連續梁橋適合修建跨徑30m200m 的中等跨徑和大跨徑的橋梁，其跨徑的選用與施工方法密切相關。根據經驗預應力混凝土連續梁橋經濟跨徑是100m240m 。中跨連續梁橋一般采用不等跨布置，邊跨一般為中跨的0.650.7 倍。當邊跨采用

25、中跨0.5 倍或者更小時，在橋臺上需設置拉力支座或壓重。兩種跨度的的多跨連續梁橋相銜接時宜設置過渡跨，過渡跨的跨徑一般為相鄰跨徑的平均值。當受到橋址地形、河床斷面形式、通航凈空及地質條件限制，需要修建一兩個大跨而總橋不需要太長時，往往用多孔小邊跨與較大的中跨相配合，跨徑從中間向兩邊遞減。當大小跨徑相差懸殊時應根據具體條件設置拉力墩或壓重孔。 等高截面與變高截面連續梁橋：連續梁橋的支座設計負彎矩一般比跨中大，采用變高形式比較合理，主跨接近或者大于80m 時，一般采用變高截面，高度變化基本與內力變化相適應。梁底曲線可采用折線、拋物線、圓曲線和正玄曲線，用的比較多的是二次拋物線。支點梁高Hs取最大跨

26、徑Lm的 1/201/ 15，變高連續梁橋跨中高Hc與最大跨徑Lm的相關性不明顯，一般按構造要求選擇。 大中跨徑可選用跨中梁高2m4.5m ，中小跨徑為1m3m ，也可按H c 1/ 50 1/ 30Lm 選用跨中梁高。變高連續梁橋通常采用懸臂使用，使用階段內力分布與運營階段內力基本相似，但施工比較復雜。由于跨中梁高較小，可以有效的利用橋下通航（車）凈空。 箱梁橫截面形式：根據經驗單箱單室截面B : A : B 1: (2.5 3.0) :1，如圖1-1 所示。 A:B:A=1：2.53.0：1圖1-1 箱梁示意圖 綜上可得，根據給定設計資料，初步擬定為三跨連續梁橋35+50+35，橋梁為單箱

27、單室截面，跨中梁高Hc = 1.2m，橋墩處梁高Hs =3m，梁底曲線采用二次拋物線。箱梁細部尺 擬定：箱梁根部底板厚度為墩頂梁高的1/ 121/ 10，箱梁跨中底板厚度按構造要求擬定。配有預應力鋼筋時厚度可取20m25m ，箱梁頂板厚度首先要滿足布置縱向預應力筋要求，此時取30cm 。腹板厚度選定主要取決于布置預應力筋和澆筑混凝土必要的間隙等構造要求。一般情況下按以下原則選用：腹板為無預應力筋時可以取20cm，腹板有預應力筋時可以用 25cm30cm，腹板內有預應力固定錨時可采用 35cm，墩頂或靠近墩頂 箱梁根部腹板需要加厚到30cm60cm 甚至可以到100cm，支點橫隔板厚度取40cm

28、60cm 。 方案二橋型總體布置圖見35m+50m+35m 連續箱梁橋總體布置圖、35m+50m+35m 連續箱梁橋主梁橫斷面圖。 橋梁立面圖 橋梁平面圖跨中斷面圖 端部斷面圖1.3 橋型方案綜合比選 1.3.1 擬定方案比較橋型方案受力圖主要優點主要缺點35m+50m+35m單箱室連續箱梁橋技術先進，采用變截面布置，適合懸臂法施工，施工階段和運營階段橋梁內力圖基本一致，采用變截面結構外形美觀，可節省材料并增大橋下凈空。采用懸臂施工時存在墩梁臨時固結和體系轉換的工序，施工比較復雜，此外主墩需要設置大型橡膠支座，存在氧化更換比較麻煩，施工周期比較長。4*30m簡支轉連續箱型梁橋橋梁構造形式和尺寸

29、趨于標準化，有利于大規模工業化制造，可充分采用自動化機械化施工節省勞動力，提高勞動生產效率和工程質量，施工不受季節影響同時能節省大量的支架模板，避免了多跨簡支橋中伸縮縫過多增加了行車舒適度橫向整體性較差綜合比較各方面優缺點根據施工特點和技術要求綜合考慮認為4x30m簡支轉連續箱梁橋方案相對經濟合理，所以采用4x30m 預應力分離式先簡支后連續箱梁橋。1.3.2 選定橋梁細部尺寸擬定截面型式及梁高采用等截面箱梁截面梁高才用1.60m，高跨比為25。選用箱形截面主要是出于其突出的受力和構造特點。橫截面尺寸每幅橋面寬為16.4m。由于采用簡支轉連續的施工方法，主梁先預制運輸、吊裝就位，因此橫截面布置

30、時應考慮到施工中的吊運能力，將每幅橋做成五個單箱單室的組合截面。其中，預支中梁頂板寬220cm，底板寬100cm；預制邊梁頂板寬260cm，底板寬100cm；預支主梁采用155cm 的濕接縫，從而減少主梁的吊運質量。邊、中梁均采用斜腹板，以減輕主梁自重。為了滿足頂板負彎矩鋼束、普通鋼筋的布置以及輪載的局部作用，箱梁頂板取等厚度14cm。同時為了防止應力集中和便于脫模，在腹板與頂板交界處設置40cmx10cm 的承托。主梁橫斷面構造如圖1-2 所示。圖 1-2 主梁橫斷面示意圖（單位mm）箱梁尺寸的擬定簡支轉連續施工的連續梁橋中正彎矩較大，因此底板不宜過厚；同時支點處存在負彎矩，需要底板要有一定

31、的厚度來提供受壓面積。從而將底板厚底在跨內大部分區域設為15cm，僅在支點處加厚為25cm，且底板時逐漸加厚到25cm，這樣的構造處理同時為錨固底板預應力提供了空間。箱梁底板厚底變化如圖1-3 所示。第2章 MIDAS建模該過程是將四垮橋的運營狀態進行有限元分析，由于本橋為簡支轉連續橋梁且為橋面連續，所以四跨計算相同，又本橋由三片梁組成，現選取一跨邊梁進行計算建模，下面介紹了本人在對模型模擬的主要步驟. （為便捷起見，敘述建模過程中，如操作相同則只插入一幅圖說明。如：定義截面的過程中，若定義n個截面，則只插入導入其中一個截面的截圖。）2.1特性值2.1.1定義材料：操作：模型-截面和材料特性-

32、材料-添加本橋為鋼筋混凝土預應力橋，材料定義C50混凝土和1860鋼絞線即可，如圖2.1.2時間依存材料（收縮徐變）操作：模型-截面和材料特性-時間依存材料（收縮徐變）2.1.3時間依存性材料鏈接操作：模型-截面和材料特性-時間依存性材料鏈接2.1.4截面本橋為等截面箱型梁橋，截面只有跨中截面、支點截面、支點到跨中變截面和跨中到支點變截面。操作：模型-截面和材料特性-添加等截面圖變截面圖2.1.5修改單元的材料依存特性（修改截面計算厚度）操作：模型-截面和材料特性-修改單元的材料依存特性2.2 結構2.2.1節點建立節點操作：模型-節點-建立節點2.2.1單元擴展單元操作：模型-單元-擴展2.

33、3 邊界條件2.3.1支撐操作：模型-邊界條件-一般支撐2.4 靜力荷載2.3.1 自重操作：荷載-自重2.3.2 二期操作：荷載-梁單元荷載2.3.3預應力操作：荷載-預應力荷載-鋼束預應力荷載2.3.4 溫度操作：荷載-溫度荷載-系統溫度2.4 張拉鋼束2.4.1鋼束特性值操作：荷載-預應力荷載-鋼束特性值2.4.2 鋼束形狀操作：荷載-預應力荷載-鋼束布置形狀2.5 移動荷載分析2.5.1移動荷載規范操作：荷載-移動荷載分析數據-移動荷載規范2.5.2 車道操作：荷載-移動荷載分析數據-車道2.5.3車輛操作：荷載-移動荷載分析數據-車輛2.5.4移動荷載工況操作：荷載-移動荷載分析數據

34、-移動荷載工況2.6支座沉降分析2.6.1支座沉降組操作：荷載-支座沉降分析數據-支座沉降組2.6.2支座沉降荷載工況操作：荷載-支座沉降分析數據-支座沉降荷載工況2.7施工階段2.7.1 施工階段數據分析操作：荷載-施工階段數據分析-定義施工階段第3章橋面板計算行車道板直接承受車輛輪壓荷載，在構造上，該行車道板與主梁梁肋和橫隔梁連接在一起，既保證了主梁的整體作用，又將車輛荷載傳遞給主梁。由于橋梁橋面板的長邊與短邊比 / 2 a b l l ，所以橋面板為單向板。3.1 自由懸臂板由于行車道板兩端設置人行道和防撞護欄，由此可得在自由懸臂端只有防撞護欄和人群荷載作用，此處取縱向（順橋向）1m 橋

35、面板寬進行計算。其橫斷面示意圖見圖3-1。圖 3-1 橫斷面示意圖（單位mm）3.1.1 永久作用（1） 主梁架設完成時永久作用，如圖3-2 所示。箱梁翼板自重： KN/m懸臂根部一期永久作用效:KNmKN（2） 成橋橋面現澆80mm 厚C50 混凝土，安裝防撞護欄（防撞護欄作為集中力P=9KN）現澆 80mm 厚 C50 混凝土KN/mKNmKN永久作用效應： KNm KN3.1.2 可變作用左邊梁懸臂板端只有人群作用如圖3-3所示Mr=-0.53.50.50.525=-0.46KNmVr=3.50.45=1.58KNg=3.5KN/m圖3-3 截面受力示意圖（單位mm）3.1.3 荷載內力

36、組合（1） 承載能力極限狀態組合:Md=1.1(1.2Mg+1.40.8Mr)=-1.1(1.210.31+1.40.80.46)=-14.18KNmVd=Vg+V2=13.89+1.58=15.47KN(2)正常使用狀態組合：短期：Msd=Mg+1.0Mr=-10.31-0.46=-10.77KNmVsd=Vg+1.0Vr=15.47KN長期：Mcd= Mg+1.0Mr=-10.31-0.40.46=-10.49 KNmVcd= Vg+0.4V2=13.89+1.580.4=14.5KN兩種作用效應最大值：Md=-14.18KNmVd=15.47KN3.2 連續單向板3.2.1 永久作用效應

37、（1） 主梁架設完畢時，內邊梁的翼板有自重作用。其根部一期永久作用效如圖3-4. 圖3-4 作用示意圖（單位mm） g1=0.2426=6.24KN/mg2=0.1426=3.64KN/mMg1=-0.5g2l2+0.5(g1+g2) 0.2(1/30.2+0.075) =-0.53.640.1(0.2+0.275)+0.5(6.24+3.64) 0.2(0.2/3+0.075) =-0.199KN/mVg=3.640.3+0.5(6.24-3.64) 0.2=1.352KN（2） 成橋后各箱梁間用濕接成整體，再鋪裝80mm 的C50 混凝土和100mm 瀝青混凝土的橋面鋪裝。先計算簡支板的跨

38、中彎矩和支點剪力、彎矩。成橋后將其簡化成等跨簡支橋，在相同作用下跨中彎矩M0 再乘以相應修正系數得到支點跨中截面設計彎矩。由于t / h =180 /1420 1/ 4，即梁抗扭能力比較大，跨中彎矩 Mo = 0.5M中，支點彎矩M支=-0.7Mo簡化為相同跨徑的簡支板時，計算跨徑l=2.45m計算剪力時計算跨徑l=2.15m。現澆部分板自重：g2=0.1426=3.64KN/m,二期永久作用（80mm 的 C50 混凝土和 100mm瀝青混凝土）其內力計算如圖3-5 所示彎矩影響線 剪力影響線 (3)二期恒載g4=0.0826+0.124=4.48KN/m計算得到的簡支板跨中二期永久作用效應

39、彎矩及支點二期永久作用效應剪力。跨中彎矩Mg2=(0.25+0.6125) 0.7253.92+0.52.454.480.6125=5.83KNm支點剪力Vg2=0. 53.911.0+2.154.480.5 =6.776KN永久作用效應支點彎矩：Msg=-0.199-0.75.83=-4.28KNm支點剪力：Vsg=1.352+6.776=8.128KN跨中彎矩：Mcg=0.55.83=2.915KNm3.2.2 可變作用效應根據橋規橋梁結構局部加載時，汽車荷載采用車輛荷載。作用在橋面上的車輪荷載，與橋面的接觸面近似于橢圓，為了便于計算，通常將該接觸面看做a2b2的矩形（ a2 沿行車方向車

40、輪的著地長度；b2 垂直于行車方向的車輪著地寬度）根據規范可得a2 =0.2m， b2 =0.6m。車輪荷載在橋面鋪裝層中呈45角擴散到行車道板上，則作用于行車道板的矩形荷載壓力面的邊長。行車道方向：a1= a2+2H=0.2+20.17=0.54垂直于行車方向：b1= b2+2H=0.94m板的有效工作寬度根據公路橋涵設計通用規范中在大量的理論研究基礎上單向板荷載有效分布寬度有一下規定：車輪在板的跨中時,垂直于板跨徑方向荷載有效分布寬度a=a2+2H+l3=0.2+20.17+2.453=1.36ma=1.3623=1.633 取a=1.633m兩后輪的間距為1.4m，故有效工作寬度重疊（2

41、） 車輪在板的支承處a=a1+tl3a=0.2+20.17+0.17=0.71l3=0.717故取 a=0.717（3） 荷載靠近板的支承處ax=a+2x=0.717+2x其梁式單向板有效分布寬度如圖3-6 所示Vsp=1+(A1y1+A2y1+A1y3) A1=0.5q-q0.5a-a=p8aab(a-a) A2=pb2ab=p2a=14021.633=42.866KN A3=pb2ab0.348=14020.941.6330.348 =15.87KNy1=2.15-0.47332.15=0.927y2=2.15-0.482.15=0.777 y3=0.34822.15=0.081Vsp=1

42、.313.3410.927+42.8660.777+15.870.081=61.047KN（4） 綜上所述，可得到連續板可變作用效應支點彎矩：Msp=-0.727.584=-19.309KNm 支點剪力： Vsp=61.047KN跨中彎矩：Mcp=0.527.584=13.792KNm3.2.3 可變作用效應組合（1）承載能力極限狀態下支點截面：Md=1.11.2Msg+1.4Msp =1.1(-1.24.28-1.419.309) =-35.385KNmVd=1.1(1.2Vsg+1.4Vsp)=1.11.28.128+1.461.04=104.741KN跨中截面：Md=1.11.2Mcg+

43、1.4Mcp =1.11.22.915+1.413.792=25.087KN（2） 正常使用極限狀態下作用短期效應:支點截面：Msd=Msg+0.7Msp=-4.28+0.719.309 =-17.796KNm Vsd=Vsg+0.7Vsp=8.128+0.761.047 =50.861KN跨中截面：Msp=Msg+0.7Msp=2.915+0.713.792 =11.849KNm作用長期效應：支點截面：Msd=Mcg+0.4Mcp=-4.28-0.419.309 =-12.004KNmVsd=Vcg+0.4Vcp=8.128+0.461.047 =32.547KN跨中截面： Msp=Mcg+

44、0.4Mcp=2.915+0.413.792 =8.432KNm（4） 綜上取兩種組合最大值支點截面：Md=-35.385KNm Vd=104.741KN跨中截面： Md=25.087KNm 3.3 截面配筋設計以及承載能力驗算3.3.1 懸臂板支點截面配筋設計懸臂板及連續板支點采用相同的抗彎鋼筋，故只需按其中最不利荷載效應配筋。根據計算取懸臂板和連續板支點處彎矩最大值進行配筋設計M d 35.385KN m ，根據構造支點頂板厚度h=0.24m，凈保護層厚度a=0.03m。若選用HRB335直徑為12mm 鋼筋。其強度標準設計值 f sk 335 MPa，抗拉強度設計值 fsd 280 MP

45、，抗壓強度設計值 f sd=280MPa頂板支點處有效高度h0=h-a-0.5d=0.24-0.03-0.50.0138=0.203(假設布一排鋼筋)首先求受壓區高度xx根據 r0Md=fcdbxh0-x2 35.385106=22.4103x(203.05-x2) x=7.934mm634.72 mm2,其鋼筋布置如圖3-8 圖所示圖 3-8 截面鋼筋布置圖（單位mm）（3） 配筋后截面承載能力驗算由于此處鋼筋保護層與計算值相同，且實際配筋面積大于計算所需的配筋面積，則其承載能力肯定大于作用效果所需的承載能力，故在此處承載能力驗算可以省略。3.3.2 連續板跨中截面配筋設計彎矩設計值Md=2

46、5.087MPa； 頂板厚0.14m頂板的有效高度h0=h-a-0.5d=0.14-0.03-0.50.0138=0.10305首先求受壓區高度x根據 r0Md=fcdbxh0-x225.087106=22.4103x(103.05-x2)x=11.511mm920.88 mm2,其鋼筋布置如圖3-9 圖所示圖3-9 連續板跨中截面鋼筋布置圖（單位mm）配筋后截面承載能力驗算（由于支點處存在剪力所以需要驗算）矩形截面受彎構件截面尺寸應符合下列要求：r0Md0.5110-3fcu,kbh00.5110-3fcu,kbh0=0.5110-350103203 r0Md=104.741732.068K

47、N故設計界面滿足抗剪最小尺寸要求。第4章MIDAS參數計算4.1 車道荷載計算車道荷載計算圖式如圖4-1 所示。圖 4-1 車道荷載示意圖根據公路橋涵設計通用規范4.31 規定，公路級車道荷載的均布荷載標準值為q k 10.5 KN / m 。集中荷載標準值按以下規定選取：橋梁計算跨徑小于或等于 5m 時，P Kn k 180 ；橋梁計算跨徑等于或大于 50m 時，P k 360 KN ；當橋梁計算跨徑在 5m50m之間時， P k 值采用直線內插法計算。該橋為4X30m 簡支轉連續橋梁，計算跨徑為30m。Pk=180+360-18050-530-5=280KN qk=10.5KNm4.2 人

48、群荷載標準值計算根據公路橋涵設計通用規范4.3.5 規定，當橋梁計算跨徑小于或等于50m 時，人群荷載標準值為3.0KN/；當橋梁計算跨徑等于或大于150m 時，人群荷載標準值為2.5KN/；當橋梁計算跨徑在50m150m 之間時，可以由線性內插法求得人群荷載標準值；對于跨徑不相等的連續梁橋，以最大計算跨徑作為計算跨徑進行計算；當有專用人行橋梁時，人群荷載標準值 3.5KN/。該橋梁規定人群荷載標準值q =3.0KN / m24.3 二期恒載計算取縱向1m 計算，二期恒載包括橋面鋪裝、防撞護欄、人群荷載。此處將防撞護欄和人群荷載平均分配到每一片梁上，還包括濕接縫、橫隔板，以次邊梁作為控制計算。

49、根據設計構造次邊梁包括濕接縫總寬度為3.63m，次邊梁橫斷面如圖4-2 所示。橋面鋪裝： g1=3.630.0826+3.630.124=16.26KN/m濕接縫： g2=1.03260.143.63=1.32KN/m二期恒載：g=g1+g2=17.56KN/m4.4 施工方法：先簡支后連續施工，先預制箱梁，待主跨架設完畢以后墩頂的連續鋼束由邊跨合攏到跨中合攏，橫向由兩邊向中間合攏。支座強迫位移：公路級中支座可能下沉5mm收縮徐變1000 天。第5章內里組合5.1 作用分類作用分類：公路橋涵設計采用的作用分為永久作用、可變作用和偶然作用三類。根據公路橋涵設計通用規范規定，結構重力、收縮荷載、徐

50、變荷載、變位為永久作用；溫度荷載、汽車荷載、人群荷載、升溫溫差、降溫溫差為可變作用。公路橋涵設計時，對不同作用采用不同的代表值。永久作用采用標準值作為代表值；可變作用應根據不同的極限狀態分別采用標準值、頻遇值或準永久值作為其代表值。承載能力極限狀態設計按彈性階段計算結構強度時，應采用標準值作為可變作用的代表值；正常使用極限狀態按短期效應組合設計時，應采用頻遇值作為可變作用代表值，按長期效應組合設計時，應采用準永久值作為可變作用代表值。偶然作用取其標準值作為代表值。作用代表值按下列規定取用：永久作用的標準值，對于結構自重可以按結構構件設計尺寸與材料重力密度計算確定；可變作用標準值按公路橋涵設計通

51、用規范規定采用；可變作用頻遇值為可變作用標準值乘以頻遇值系數1 y ，可變作用準永久值為可變終于標準值乘以準永久值系數2 y ；偶然作用應根據調查、實驗資料，結合工程經驗確定其標準值。作用設計值規定為作用標準值乘以相應的作用分項系數。公路橋涵結構設計應考慮結構上可能同時出現的作用，按承載能力極限狀態和正常使用極限狀態進行作用效應組合，取其最不利效應組合進行設計：只有在結構上可能同時出現的作用，才能進行其效應的組合。當結構或結構構件需要做不同受力方向的驗算時，則應以不同方向的最不利的作用效應進行組合。當可變作用的出現對結構或結構構件產生有利影響時，該作用不應參與組合。實際不可能同時出現的作用或同

52、時參與組合概率很小的作用，按公路橋涵設計通用規范表4.1.5 規定不考慮其作用效應組合。施工階段作用效應的組合，應按設計需要及結構所處條件而定，結構上的施工人員和施工機具設備均應作為臨時荷載加以考慮。組合式橋梁，當把底梁作為施工支撐時，作用效應應宜分兩個階段組合，底梁受荷為第一階段，組合梁受荷為第二階段。多個偶然作用不同時參與組合。5.2 承載能力極限狀態設計組合根據公路橋涵設計通用規范4.1.6 規定4.1.6 公路橋涵結構按承載能力極限狀態設計時，應采用以下兩種作用效應組合5.2.1 基本組合永久作用的設計值效應與可變作用設計值效應相組合，其效應組合表達式為：r0sud=r0(imrGis

53、Gik+rQ1sQ1k+cj=2nrQjsQjk)式中：sud 承載能力極限狀態下作用基本組合的效應組合設計值；r0 結構重要性系數，按本規范表1.0.9 規定的結構設計安全等級采用，對應于設計安全。等級一級、二級和三級分別取1.1 、1.0 和0.9 ；rGi 第i 個永久作用效應的分項系數，應按表4.1.6 的規定采用；sGik 、sGid 第 i 個永久作用效應的標準值和設計值；rQ1 汽車荷載效應(含汽車沖擊力、離心力)的分項系數，取1.4 。當某個可變作用在效應組合中其值超過汽車荷載效應時，則該作用取代汽車荷載，其分項系數應采用汽車荷載的分項系數；對專為承受某作用而設置的結構或裝置，

54、設計時該作用的分項系數取與汽車荷載同值；計算人行道板和人行道欄桿的局部荷載，其分項系數也與汽車荷載取同值；sG1k、sG1d、汽車荷載效應(含汽車沖擊力、離心力)的標準值和設計值；rQj 在作用效應組合中除汽車荷載效應(含汽車沖擊力、離心力)、風荷載外的其他第j個可變作用效應的分項系數，取1.4 ，但風荷載的分項系數取 1.1 ；sGik、sGidS 在作用效應組合中除汽車荷載效應(含汽車沖擊力、離心力)外的其他第 j個可變作用效應的標準值和設計值 在作用效應組合中除汽車荷載效應(含汽車沖擊力、離心力)外的其他可變作用效應的組合系數，當永久作用與汽車荷載和人群荷載(或其他一種可變作用)組合時，

55、人群荷載(或其他一種可變作用)的組合系數取c y 0.80 ；當除汽車荷載(含汽車沖擊力、離心力)外尚有兩種其他可變作用參與組合時，其組合系數取0.70 ；尚有三種可變作用參與組合時，其組合系數取c y 0.60 ；尚有四種及多于四種的可變作用參與組合時，取c y 0.50。設計彎橋時，當離心力與制動力同時參與組合時，制動力標準值或設計值按70取用。5.2.2 輸出基本組合內力圖圖5-1最大彎矩圖圖 5-2最小彎矩圖圖5-3彎矩包絡圖5.2.3 偶然組合永久作用標準值效應與可變作用某種代表值效應、一種偶然作用標準值效應相組合。偶然作用的效應分項系數取1.0 ；與偶然作用同時出現的可變作用，可根

56、據觀測資料和工程經驗取用適當的代表值。地震作用標準值及其表達式按現行公路工程抗震設計規范規定采用。5.3 正常使用極限狀態設計組合公路橋涵結構按正常使用極限狀態設計時，應根據不同的設計要求，采用以下兩種效應組合：5.3.1 作用短期效應組合永久作用標準值效應與可變作用頻遇值效應相結合，其效應組合表達式為：ssd=i-1msGik+i=1n1jsQjk)式中：ssd作用短期效應組合設計值1j 第j 個可變作用效應的頻遇值系數，汽車荷載(不計沖擊力) 1 0.7，人群荷載11.0，風荷載1 0.75，溫度梯度作10.8，其他作用1 1.0 ；1jsQjk 第j 個可變作用效應的頻遇值。5.3.2

57、輸出短期效應組合圖形圖 5-4最大彎矩圖 5-5最小彎矩圖 5-6彎矩包絡圖5.3.3 作用長期效應組合永久作用標準值效應與可變作用準永久值效應相組合，其效應組合表達式為：sld=i-1msGik+i=1n2jsQjk)式中：ssd作用長期效應組合設計值2j 第j 個可變作用效應的頻遇值系數，汽車荷載(不計沖擊力) 2 0.7，人群荷載21.0，風荷載2 0.75，溫度梯度作20.8，其他作用2 1.0 ；2jsQjk 第j 個可變作用效應的準永久值5.3.4 輸出長期效應組合圖形圖 5-6最大彎矩組合圖 5-7 最小彎矩組合第6章鋼束計算由于橋梁為預應力簡支轉連續箱型梁橋，且為橋面連續，按簡

58、支橋梁計算，且只有縱向預應力鋼筋，對于簡支橋梁其跨中彎矩最大，所以在鋼束計算中只需計算跨中截面的預應力鋼筋量。6.1跨中截面預應力鋼束估算根據橋規第6.3條規定，全預應力混凝土構件在短期效應組合作用下應符合橋規式（6.3.1-1）-0.85pc0式中： st=MsI0y0 pc=NpAn+NpepnInyn=Appe(1An+ynInen)估算預應力鋼束時，近似取毛截面面積A，抗彎慣性矩I、ynp分別代替公式中的An、In、epn，yn為截面重心到截面受拉邊（底邊）的距離，用yu=h-yx代替。pe 為受拉區鋼筋合力點預應力鋼筋的應力，取控制應力的70%計，pe=0.70.751860=976

59、.5MPa近似取epn=yp=yu-apb并令-0.85pc=0可得：AP=Msyu0.85pe(r2+ypyu)式中：r2=IA 截面的回轉半徑由MIDAS計算可知：Ms=4465.27KNm I=3m4 A=9588070mm2 yx=607.6mm yu=992.3mm epn=yp=992.3-180=812.3mm r2=IA=3.15011010958070=32879.6434mm AP=Msyu0.85pe(r2+ypyu)=4465.27106992.30.85976.5(32879.6434+607.7992.3)=7538mm2配鋼束5515.2

60、比較合適 AP=7654mm2 。6.2 鋼束配束原則連續梁預應力鋼束的配置除了滿足橋規構造要求外，還應考慮以下原則：應選擇適當的預應力束筋的型式與錨具型式，對不同跨徑的橋梁結構，要選用預加力大小恰當的預應力束筋，以達到合理的布置型式。避免造成因預應力束筋與錨具型式選擇不當，而使結構構造尺寸加大。當預應力束選擇過大，每束的預加力不大，造成大跨結構中布束過多，而構造尺寸限制布置不下時，則要求增大截面。反之，在跨徑不大的結構中，如果選擇預加力很大的單根束筋，也可能使結構受力過于集中而不利。預應力束筋的布置要考慮施工的方便，也不能像鋼筋混凝土結構中任意切斷鋼筋那樣去切斷預應力束筋，而導致在結構中布置