霍賓臺橋設(shè)計

1、總目錄總目錄 1前言 3第一章 霍賓臺橋設(shè)計計算書 4一、設(shè)計說明 4（一）設(shè)計背景 4（二）設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范 4（三）主要材料 4（四）設(shè)計要點 5二、方案比選 5（一）橋梁結(jié)構(gòu)方案比選 5（二）橋梁截面形式比選 8（三）橋墩方案比選 9三、主要構(gòu)件尺寸設(shè)計 10（一）結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計 10（二）橋梁設(shè)計荷載 12四、行車道板設(shè)計 13（一）計算理論 13（二）單向板內(nèi)力計算公式 14（三）行車道板設(shè)計 15五、主梁（板）設(shè)計 17（一）荷載橫向分布系數(shù)計算 17（二）主梁內(nèi)力計算 19（三）主梁配筋設(shè)計 24六、 蓋梁設(shè)計 25（一）荷載計算 25（二）內(nèi)力計算 30（三）截面配筋設(shè)計 31七、

2、橋梁墩柱設(shè)計 34（一）荷載計算 34（二）截面配筋計算 36八、孔灌注樁設(shè)計 38（一）荷載計算 38（一）樁長設(shè)計 39（三）樁基配筋設(shè)計及強度驗 40第二章 霍賓臺橋施工組織設(shè)計 42一、 工程概況 42（一）工程簡介 42（二）標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范 42（三）要技術(shù)指標(biāo) 42（四）氣候狀況 42二、施工組織機構(gòu)及工期安排 42（一）施工組織管理機構(gòu) 42（二）工程進(jìn)度計劃 43三、機械、人員安排 43（一）鉆孔樁施工工藝 44（二）鋼筋混凝土空心板預(yù)制施工工藝 46（三）墩臺施工工藝 47（四）蓋梁施工工藝 49（五）橋梁安裝施工工藝 49（六）橋面系施工工藝 49五、確保工程質(zhì)量和工期的措施

3、50六、確保施工安全、文明施工、環(huán)境保護(hù)措施 51七、附圖 52第三章 霍賓臺橋預(yù)算書 59結(jié)語 65謝辭 66參考文獻(xiàn) 67前 言畢業(yè)設(shè)計的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識和技能，分析解決實際問題的能力。通過畢業(yè)設(shè)計使學(xué)生形成經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、市場、管理等大工程意識，培養(yǎng)學(xué)生實事求是、謙虛謹(jǐn)慎的學(xué)習(xí)態(tài)度和刻苦鉆研、勇于創(chuàng)新的精神。畢業(yè)設(shè)計過程中復(fù)習(xí)以前所學(xué)習(xí)的專業(yè)知識，同時也鍛煉了學(xué)生將理論運用于實踐的能力。橋梁的設(shè)計需要綜合考慮各個方面的因素，其中包括橋址處地形、地貌、氣象、水文條件、工程地質(zhì)、以及周圍所處的環(huán)境等等，除此之外，任何一個設(shè)計都必須要考慮的問題就是怎樣將經(jīng)濟(jì)、實用、美觀三者都融于

4、設(shè)計之中。設(shè)計主要包括三個部分：一是橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計，二是橋梁的施工組織設(shè)計，三是橋梁工程的概預(yù)算。橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要是行車道板、主梁、蓋梁、樁柱的內(nèi)力計算、截面配筋、強度驗算等。通過方案比選后確定本橋為簡支空心板橋，橋長80.08米。計算過程中主要參考了公路橋涵設(shè)計手冊梁橋(上冊)、鋼筋混凝土簡支梁（板）橋、橋梁工程、公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范、公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范等書籍；橋梁的施工組織設(shè)計，主要完成了橋梁主體結(jié)構(gòu)的施工方案以及施工重點，設(shè)計過程中主要參考了橋梁施工及組織管理；橋梁工程的概預(yù)算，首先確定技術(shù)方案和工程量，然后依據(jù)公路工程基本建設(shè)項目設(shè)計文件編制辦法、公路定額及編

5、制辦法匯編等等得到其他直接費，間接費及現(xiàn)場經(jīng)費，最后進(jìn)行預(yù)算匯總。此次畢業(yè)設(shè)計除了有詳細(xì)的計算書外，還按照設(shè)計要求繪制了一定量的施工圖紙。總之，通過畢業(yè)設(shè)計，達(dá)到基本知識、基礎(chǔ)理論、基本技能（三基）和運用知識能力、網(wǎng)絡(luò)獲取知識的能力、計算機應(yīng)用的能力、外語能力以及文化素質(zhì)、思想品德素質(zhì)、業(yè)務(wù)素質(zhì)（三個素質(zhì)）的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)的專業(yè)知識和技術(shù)，研究、解決本專業(yè)實際問題的初步能力。第一章 霍賓臺橋設(shè)計計算書一、設(shè)計說明（一）設(shè)計背景我選的課題是石家莊市平涉線（平山縣-涉縣）霍賓臺中橋設(shè)計。平涉線是石家莊市內(nèi)的一條重要公路?；糍e臺中橋是平涉線平山縣境內(nèi)的一位中橋?；糍e臺舊橋修建年代于1975年

6、，為石拱橋。由于當(dāng)時設(shè)計等級較低，已不能滿足現(xiàn)在的交通需要。受石家莊市公路管理處的委托，我單位對霍賓臺中橋進(jìn)行現(xiàn)在了現(xiàn)場測量、水文地質(zhì)調(diào)研。根據(jù)霍賓臺橋位所處地形及當(dāng)?shù)?0年的水文情況、交通量等情況，擬定將霍賓舊臺橋拆除重建。重建后的霍賓臺橋全84.08米，橋面凈寬7米。該橋設(shè)計為5-16米鋼筋混凝土簡支板結(jié)構(gòu)，橋面連續(xù)，與路線前進(jìn)方向交角為90度。（二）設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范1. 標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) jtg01-2003公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范 jtg62-2004 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范 jtj041-2000公路工程抗震設(shè)計規(guī)范 jtj001-89公路橋涵通用規(guī)范 jtg0

7、6-2004公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 jtj024-852. 主要技術(shù)指標(biāo)設(shè)計荷載：公路ii級橋面寬度：凈7.0+21.0米人行道橋面橫坡：雙向1.5%橋面縱坡：0%地震基本裂度：6度(三)主要材料 上部結(jié)構(gòu)1.混凝土：預(yù)制空心板、封頭、鉸縫均采用30號混凝土，橋面鋪裝采用40號混凝土。2.普通鋼筋：除特殊要求外，普通鋼筋應(yīng)滿足下列要求。 直徑12mm者采用級鋼筋。 直徑12mm者采用級鋼筋。3.鋼板：鋼板采用a3鋼板或16錳鋼。4.伸縮縫：采用經(jīng)過省部級鑒定的專業(yè)廠家生產(chǎn)的c60型異型鋼伸縮裝置。5.支座：采用經(jīng)過省部級鑒定的專業(yè)廠家生產(chǎn)的板式橡膠支座。 下部結(jié)構(gòu)：1.混凝土： (1)橋臺

8、：蓋梁采用30號混凝土，耳墻、背墻采用30號混凝土，樁基礎(chǔ)采用25號混凝土。 (2)橋墩：蓋梁采用30號混凝土，柱采用30號混凝土，系梁、樁采用25號混凝土。2.普通鋼材：同上部結(jié)構(gòu)。(四)設(shè)計要點1. 全橋共計5孔，采用5-16m鋼筋混凝土空心簡支板結(jié)構(gòu)，橋面連續(xù)結(jié)構(gòu)，全橋為5孔1聯(lián)。橋梁橫斷面由6塊空心板組成，空心板間距1.45m，橋面橫坡通過鋪裝層厚度調(diào)整，空心板平置。2. 計算空心板截面力學(xué)性質(zhì)時, 把不規(guī)則的截面簡化為規(guī)則的矩形截面進(jìn)行計算。3. 橫向分布系數(shù)：車道集中荷載跨中截面按絞接板法計算；車道分布荷載跨中及支座截面橫向分布系數(shù)近似取為1.0；支座處按杠桿原理法計算；求橫向分布

9、系數(shù)沿橋跨方向的變化時，布置車輛荷載進(jìn)行計算。4. 主梁設(shè)計：計算主梁受力時，把橋梁上部的人行道、護(hù)欄等構(gòu)件的自重平均分配到各主梁進(jìn)行計算；鋼筋配筋設(shè)計參考標(biāo)準(zhǔn)圖進(jìn)行鋼筋設(shè)置；主梁鋼筋設(shè)計為焊接鋼筋骨架。5. 蓋梁設(shè)計時，沒有考慮人群荷載的影響，只按車輛荷載的最不利布置進(jìn)行荷載設(shè)計；鋼筋配筋設(shè)計參考標(biāo)準(zhǔn)圖進(jìn)行鋼筋設(shè)置。6. 為減少負(fù)彎矩區(qū)橋面開裂，將墩頂橋面鋪裝層內(nèi)鋼筋加密。7. 空心板跨中預(yù)拱度為：3.0cm，按拋物線設(shè)置。8. 橋墩、橋臺蓋梁上均設(shè)置抗震擋塊及抗震錨拴。9. 橋臺采用柱式橋臺，樁直徑1.2m。10.橋墩采用柱式橋墩、樁基礎(chǔ)，柱直徑1.0m，樁直徑1.2m。11.下部結(jié)構(gòu)配筋

10、設(shè)計參考了標(biāo)準(zhǔn)圖，按標(biāo)準(zhǔn)圖設(shè)置鋼筋。二、方案比選(一) 橋梁結(jié)構(gòu)方案比選橋梁的形式可考慮拱橋、梁橋、梁拱組合橋和斜拉橋。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。1.橋梁設(shè)計原則(1)適用性橋上應(yīng)保證車輛和人群的安全暢通，并應(yīng)滿足將來交通量增長的需要。橋下應(yīng)滿足泄洪、安全通航或通車等要求。建成的橋梁應(yīng)保證使用年限，并便于檢查和維修1。(2)舒適與安全性現(xiàn)代橋梁設(shè)計越來越強調(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與沖擊。整個橋跨結(jié)構(gòu)及各部分構(gòu)件，在制造、運輸、安裝和使用過程中應(yīng)具有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。(3)經(jīng)濟(jì)性設(shè)計的經(jīng)

11、濟(jì)性一般應(yīng)占首位。經(jīng)濟(jì)性應(yīng)綜合考慮到發(fā)展遠(yuǎn)景及將來的養(yǎng)護(hù)和維修等費用。(4)先進(jìn)性橋梁設(shè)計應(yīng)體現(xiàn)現(xiàn)代橋梁建設(shè)的新技術(shù)。應(yīng)便于制造和架設(shè)，應(yīng)盡量采用先進(jìn)工藝技術(shù)和施工機械、設(shè)備，以利于減少勞動強度，加快施工進(jìn)度，保證工程質(zhì)量和施工安全。(5)美觀一座橋梁，尤其是坐落于城市上的橋梁應(yīng)具有優(yōu)美的外形，應(yīng)與周圍的景致相協(xié)調(diào)。合理的結(jié)構(gòu)布局和輪廓是美觀的主要因素，決不應(yīng)把美觀片面的理解為豪華的裝飾。2.根據(jù)上述原則，對橋梁的綜合評估（1）梁橋梁式橋是指其結(jié)構(gòu)在垂直荷載的作用下，其支座僅產(chǎn)生垂直反力，而無水平推力的橋梁。預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋受力明確，理論計算較簡單，設(shè)計和施工的方法日臻完善和成熟。預(yù)應(yīng)力混凝

12、土梁式橋具有以下主要特征：a.混凝土材料以砂、石為主，可就地取材，成本較低b.結(jié)構(gòu)造型靈活，可模性好，可根據(jù)使用要求澆鑄成各種形狀的結(jié)構(gòu)c.結(jié)構(gòu)的耐久性和耐火性較好，建成后維修費用較少d.結(jié)構(gòu)的整體性好，剛度較大，變性較小e.可采用預(yù)制方式建造，將橋梁的構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化，進(jìn)而實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)f.結(jié)構(gòu)自重較大，自重耗掉大部分材料的強度，因而大大限制其跨越能力g.預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋可有效利用高強度材料，并明顯降低自重所占全部設(shè)計荷載的比重，既節(jié)省材料、增大其跨越能力，又提高其抗裂和抗疲勞的能力h.預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋所采用的預(yù)應(yīng)力技術(shù)為橋梁裝配式結(jié)構(gòu)提供了最有效的拼裝手段，通過施加縱向、橫向預(yù)應(yīng)力，使裝配式

13、結(jié)構(gòu)集成整體，進(jìn)一步擴大了裝配式結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍。（2）板橋無論對鋼筋混凝土還是預(yù)應(yīng)力混凝土裝配式板橋來說，跨徑增大，實心矩形截面就顯得不合理。因而將截面中部部分地挖空，做成空心板，不僅能減小自重，而且對材料的充分利用也是合理的。鋼筋混凝土空心板目前使用范圍在616m?？招陌遢^同跨徑的實心板重量小，運輸安裝方便，而建筑高度又較同跨徑的t梁小，因此目前使用較多。相應(yīng)于這些跨徑的板厚，對于鋼筋混凝土板為0.40.8m。（3）拱橋 拱橋的靜力特點是，在豎直力作用下，拱的兩端不僅有豎直反力，而且還有水平反力。由于水平反力的作用，拱的彎矩大大減少。如在均布荷載的作用下，簡直梁的跨中彎矩為，全梁的彎矩圖呈拋

14、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。設(shè)計合理的拱軸，主要承受壓力，彎矩、剪力均較小，故拱的跨越能力比梁大得多2。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。石拱對石料的要求較高，石料加工、開采與砌筑費工，現(xiàn)在已很少采用。由墩、臺承受水平推力的推力拱橋，要求支撐拱的墩臺和地基必須承受拱端的強大推力，因而修建推力拱橋要求有良好的地基。對于多跨連續(xù)拱橋，為防止其中一跨破壞而影響全橋，還要采取特殊的措施，或設(shè)置單向推力墩以承受不平衡的推力。（4）梁拱組合橋軟土地基上建造拱橋，存在橋臺抵抗水平推力的薄弱環(huán)節(jié)。為此采用大噸

15、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，從而以梁式橋為基體，按各種梁橋的彎矩包絡(luò)圖用拱來加強。這樣可以使橋梁結(jié)構(gòu)輕型化，同時能提高這類橋梁的跨越能力。這類橋梁不僅技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)先進(jìn)、造價低廉，同時橋型美觀，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。（5）斜拉橋斜拉橋的特點是依靠固定與索塔的斜拉索支撐梁跨，梁是多跨彈性支撐梁，梁內(nèi)彎矩與橋梁的跨度基本無關(guān)，而與拉索的間距有關(guān)。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斜拉橋。斜拉橋與懸索橋不同之處是，斜拉橋直接錨于主梁上，稱自錨體系，拉索承受巨大的拉力，拉索的水平分力使主梁受壓，因此

16、塔、梁均為壓彎構(gòu)件。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、動力性能好的優(yōu)點，發(fā)展非常迅速，跨徑不斷增大。但實際跨度不大，此方案不考慮。對以上所論述橋型進(jìn)行列表比較：表1 方案比選表比較項目第一方案第二方案橋跨橋型混凝土板式橋簡直橋預(yù)應(yīng)力混凝土簡直梁橋橋跨結(jié)構(gòu)特點板式橋是公路橋梁中量大、面廣的常用橋型，它構(gòu)造簡單、受力明確,尤其是建筑高度受到限制和平原區(qū)高速公路上的中、小跨徑橋梁，特別受到歡迎，從而可以減低路堤填土高度，少占耕地和節(jié)省土方工程量。在垂直荷

17、載的作用下，其支座僅產(chǎn)生垂直反力，而無水平推力。結(jié)構(gòu)造型靈活，整體性好，剛度較大，其跨徑較小；且簡直梁梁高較大，與城市的景觀不協(xié)調(diào)。維修量較小小設(shè)計技術(shù)水平經(jīng)驗很豐富，國內(nèi)先進(jìn)水平經(jīng)驗豐富，國內(nèi)先進(jìn)水平施工技術(shù)預(yù)制空心板構(gòu)件，可在現(xiàn)場預(yù)制, 它構(gòu)造簡單、受力明確,施工方便,技術(shù)難度較少預(yù)制t型構(gòu)件，運至施工地點，采用混凝土現(xiàn)澆，將t型梁連接，其特點外型簡單、制造方便，整體性好工 期較短較短橋跨橋型預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋梁拱組合橋橋跨結(jié)構(gòu)特點預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋在垂直荷載作用下，支座僅產(chǎn)生垂直反力，而無水平推力。結(jié)構(gòu)造型靈活，可模型好，可根據(jù)使用要求澆鑄成各種形狀的結(jié)構(gòu)，整體性好，剛度較大，變性較

18、小。受力明確，理論計算較簡單，設(shè)計和施工的方法日臻完善和成熟。軟土地基上建造拱橋，存在橋臺抵抗水平推力的薄弱環(huán)節(jié)。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，從而以梁式橋為基體，按各種梁橋的彎矩包絡(luò)圖用拱來加強這樣可以使橋梁結(jié)構(gòu)輕型化，同時能提高這類橋梁的跨越能力維修量較大較大設(shè)計技術(shù)水平經(jīng)驗較豐富，國內(nèi)先進(jìn)水平經(jīng)驗一般，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)力鋼筋可以一次布置，集中張拉等優(yōu)點。施工難度一般轉(zhuǎn)體施工法：對周圍的影響較小，將結(jié)構(gòu)分開建造，再最后合攏，可加快工期，是近十年來新興的施工方法，施工難度較大工 期較

19、長較 長由上表可知，根據(jù)本橋的實際情況，結(jié)合橋梁設(shè)計原則，選擇第一方案經(jīng)濟(jì)上比第二方案好；跨徑上滿足要求，景觀與環(huán)境協(xié)調(diào)，比第二方案好；工期上較短，對整個工程進(jìn)度來說不會受其影響；施工難度較小，針對當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)情況，采用樁基，加強基礎(chǔ)強度。所以選擇第一方案作為首選。（二）橋梁截面形式比選橋梁截面形式考慮了箱形梁、組合箱梁、空心矩形板（梁）、t型梁等可采用的梁型。1.連續(xù)單箱梁截面連續(xù)單箱梁截面方案的結(jié)構(gòu)整體性強，抗扭剛度大，適應(yīng)性強。景觀效果好。該方案需采用就地澆筑，現(xiàn)場澆筑混凝土及張拉預(yù)應(yīng)力工作量大，但可全線同步施工同時技術(shù)要求也相對較高。2.簡直組合箱梁截面結(jié)構(gòu)整體性強，抗扭剛度大，適應(yīng)性強。

20、箱梁預(yù)制吊裝，鋪預(yù)制板，重量輕。從預(yù)制廠到工地的運輸要求相對較低，運輸費用較低。也可在施工現(xiàn)場設(shè)置預(yù)制場地預(yù)制箱梁，成型后直接用吊車起吊安裝。橋面板需要現(xiàn)澆施工,增加現(xiàn)場作業(yè)量，工期也相應(yīng)延長。3.空心矩形板（梁）截面無論對鋼筋混凝土還是預(yù)應(yīng)力混凝土裝配式板橋來說，跨徑增大，實心矩形截面就顯得不合理。因而將截面中部部分地挖空，做成空心板，不僅能減小自重，而且對材料的充分利用也是合理的。鋼筋混凝土空心板目前使用范圍在616m?？招陌遢^同跨徑的實心板重量小，運輸安裝方便，而建筑高度又較同跨徑的t梁小，因此目前使用較多。相應(yīng)于這些跨徑的板厚，對于鋼筋混凝土板為0.40.8m?？招陌鍢蛴行螤詈唵?，施工

21、方便，建筑高度小等優(yōu)點，因而在使用較廣泛。4.t型梁截面t型梁結(jié)構(gòu)受力明確，設(shè)計及施工經(jīng)驗成熟，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。該方案建筑結(jié)構(gòu)高度最高，由于梁底部呈網(wǎng)狀,景觀效果差。同時，其帽梁雖較槽型梁方案短些，但較其他梁型長，設(shè)計時其帽梁也須設(shè)計成預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土帽梁，另外預(yù)制在吊裝實施過程也存在著與其他預(yù)制梁同樣的問題3。相比之下，空心板橋有形狀簡單，施工方便，建筑高度小等優(yōu)點，因而在使用較廣泛，且施工技術(shù)成熟，造價適中。因此，結(jié)合工程特點和施工條件，選擇空心板矩形板（梁）。空心板矩形板（梁）截面圖如圖（1）所示圖1（三）橋墩方案比選橋墩類型有重力式實體橋墩、空心橋墩

22、、柱式橋墩、輕型橋墩和拼裝式橋墩。1.重力式實體橋墩重力式實體橋墩主要依靠自身重力來平衡外力保證橋墩的穩(wěn)定，適用于地基良好的橋梁。重力式橋墩一般用混凝土或片石混凝土砌筑，截面尺寸及體積較大，外形粗壯。2.空心橋墩 空心橋墩適用于橋長而谷深的橋梁，這樣可減少很大的圬工。3.柱式橋墩柱式橋墩是目前公路橋梁、橋?qū)捿^大的城市橋梁和立交橋及中小跨度鐵路旱橋中廣泛采用的橋墩形式。這種橋墩既可以減輕墩身重量、節(jié)省圬工材料，又比較美觀、結(jié)構(gòu)輕巧，橋下通視情況良好4。4.輕型橋墩輕型橋墩適用于小跨度、低墩以及三孔以下（全橋長不大于20m）的公路橋梁。輕型橋墩可減少圬工材料，獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。在地質(zhì)不良地段、路

23、基穩(wěn)定不能保證時，不宜采用輕型橋墩。5.拼裝式橋墩可拼裝式橋墩提高施工質(zhì)量、縮短施工周期、減輕勞動強度，使橋梁建設(shè)向結(jié)構(gòu)輕型化、制造工廠化及施工機械化發(fā)展。適用于交通較為方便、同類橋墩數(shù)量多的長大干線中的中小跨度橋梁工點。由上面的解釋可知，柱式橋墩是最合適的墩型，與本橋的要求非常吻合。所以選擇柱式橋墩。橋墩形式如圖2示：正面?zhèn)让鎴D2三、主要構(gòu)件尺寸設(shè)計（一）結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計本設(shè)計經(jīng)方案比選后采用五跨混凝土簡支板（梁）結(jié)構(gòu)，全長84.08m。根據(jù)橋下排洪要求，單跨跨徑定為16m。上部結(jié)構(gòu)設(shè)兩個車道，采用6片箱型梁，其中邊梁兩片,每片寬1.6m，中梁四片，每片寬1.45m，橋面總寬9m，每側(cè)設(shè)1人行道

24、，橋面凈寬為7m。1.橋梁的總跨徑一般跨河橋梁，總跨徑可參照水文來確定。橋梁的總跨徑必須保證橋下有足夠的排洪面積，使河床不致遭受過大的沖刷。另一方面，根據(jù)河床土壤的性質(zhì)和基礎(chǔ)的埋置情況，應(yīng)視河床的沖刷深度，適當(dāng)縮短橋梁的總長度，以節(jié)約總投資。根據(jù)以上原則，結(jié)合霍賓臺橋位處的實際情況設(shè)計本橋總跨徑為84.08m2.橋梁的分孔對于一座較大的橋梁，應(yīng)當(dāng)分成幾孔，各孔的跨徑應(yīng)當(dāng)多大，這不僅影響到使用效果、施工難易等，并且在很大程度上關(guān)系到橋梁的總造價?？鐝皆酱?、孔數(shù)越少，上部結(jié)構(gòu)的造價就很高，墩臺的造價就減少；反之，則上部結(jié)構(gòu)的造價降低，而墩臺造價將提高。這與橋墩的高度以及基礎(chǔ)工程的難易程度 有密切關(guān)

25、系。最經(jīng)濟(jì)的分孔方式就是使下、下部結(jié)構(gòu)的總造價趨于最低。另外跨的選擇還與施工能力有關(guān)。霍賓臺橋是拆除改建工程，橋址已確定即在原橋位上修建，據(jù)霍賓臺橋河道流域面積、及50年內(nèi)河流洪水情況選用標(biāo)準(zhǔn)圖中的16米跨徑為本橋的跨徑。本橋總跨徑84.08m每孔16米可分為5孔。3.橋梁的標(biāo)高對于跨河橋梁，橋梁的標(biāo)高應(yīng)保證橋下排洪和通航的需要?；糍e臺橋建成后橋面標(biāo)高應(yīng)當(dāng)與原路面標(biāo)高相一致，保證橋梁與路線的順暢，故選定橋面的標(biāo)高為100.336米，梁（板）底標(biāo)高為99.233米。4.主梁尺寸設(shè)計(1)空心矩形板（梁）高度混凝土空心簡支板（梁）橋的梁高度與跨徑之比通常在1/25之間，在設(shè)計中，高跨比約在，當(dāng)建筑

26、高度不受限制時，增大梁高是比較經(jīng)濟(jì)的方案。加大梁高只是腹板加厚，增大混凝土用量有限，但可在增大空心截面的慣性矩。根據(jù)橋下排洪情況，并且為達(dá)到美觀的效果，取梁高為0.8m，這樣高跨比為0.8/16=1/20，位于之間，符合要求。細(xì)部尺寸：在板截面跨中處頂板厚取9cm，腹板處取18cm，到腹板處按二次拋物曲線變化。底板厚取9cm，底板腹板處厚取14cm；腹板處厚取10cm。具體尺寸如圖3示：圖3圖35.蓋梁、墩柱、鉆孔灌注樁尺寸設(shè)計蓋梁、墩柱、鉆孔灌注樁尺寸見圖4。圖46.橋梁主要材料設(shè)計（1）混凝土：預(yù)制空心板、封頭、鉸縫均采用c30混凝土，橋面鋪裝采用c40混凝土。（2）鋼筋：除特殊要求外，普

27、通鋼筋應(yīng)滿足下列要求：直徑12mm者采用ii級鋼筋 直徑12mm者采用 i級鋼筋（二）橋梁設(shè)計荷載根據(jù)規(guī)范本橋設(shè)計等級為公路ii級。汽車荷載由車道荷載和車輛荷載組成。車道荷載由均布荷載和集中荷載組成。公路i級車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為；集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值按以下規(guī)定選?。簶蛄河嬎憧鐝叫∮诨虻扔?m時，=180kn橋梁計算跨徑等于或大于5m時，=360kn 橋梁計算跨徑大于5m，小于50m時，值采用直線內(nèi)插求得。計算剪力效應(yīng)時，上述荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)乘于1.2的系數(shù)。公路ii級車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值為公路i級車道荷載的0.75倍5。橋梁結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計采用車道荷載；橋梁結(jié)構(gòu)的局部加載采用車輛

28、荷載。故本橋的車道荷載計算圖式如下圖：圖5 二、 行車道板設(shè)計（一）計算理論行車道板是直接承受車輛輪壓的鋼筋混凝土板,它在構(gòu)造上與主梁梁肋和橫隔梁連接在一起,既保證了梁的整體作用,又將活載傳于主梁。在橋梁設(shè)計中，通常把邊長比或長寬比等于和大于2的周邊支承板看作單向板由短跨承受荷載的單向受力板（簡稱單向板）來設(shè)計6。 在橋梁設(shè)計中，為了計算方便起見，通常近似地把車輪壓力與橋面的接觸面看作是b2的矩形。a2：車輪沿行車方向的著地長度b2：車輪的寬度荷載在鋪裝層內(nèi)的擴散可偏安全地按45度來計算，則作用于鋼筋混凝土承重板頂面的矩形荷載壓力面的邊長為：沿縱向： （式-1）沿橫向： （式-2）式中h-鋪裝

29、層的厚度。橋規(guī)中對于單向板的荷載有效分布寬度的規(guī)定：跨徑中間的幾個相同荷載： （式-3）式中荷載在板的支承處： （式-4）式中t-板的厚度荷載靠近板的支承處： （式-5）（二）單向板內(nèi)力計算公式1.永久作用產(chǎn)生的彎矩： （式-6），當(dāng)主梁的梁肋寬度較大時（如箱式梁）取肋間的凈距加板的厚度，即但不大于此處為橋的凈跨徑，為板厚，為梁肋寬度2.永久作用產(chǎn)生的剪力： （式-7）3.可變作用產(chǎn)生的彎矩： （式-8）汽車軸重 板的有效工作寬度4.可變作作用產(chǎn)生的剪力： （式-9）矩形部分荷載的合力為 （式-10）三角形部分荷載的合力為 （式-11）式中：和對應(yīng)于有效工作寬度和處的荷載強度； 和對應(yīng)于荷載合

30、力和的支點剪力影響線豎標(biāo)值5.配筋設(shè)計公式： （式-12） （式-13） （式-14） （式-15）(三)行車道板設(shè)計 主梁截面尺寸如圖3，橋面鋪裝采用1016.7cmc40混凝土防水混凝土，平均厚度13.3cm，容重為25kn/m3；面層為8cm厚瀝青混凝土，容重為23kn/m32。取=1.18m,=1.08m進(jìn)行計算：1.永久作用效應(yīng)取縱向1米寬的板條進(jìn)行計算(1)每延米板上的永久作用瀝青混凝土面層 kn/mc40混凝土面層kn/m合計：5.165 kn/m(2)永久作用效應(yīng) 由（式-6，式-7）得2.可變作用效應(yīng)(1)車道均布荷載作用效應(yīng)(2)車道集中荷載作用效應(yīng) 取沖擊系數(shù)由（式-8，

31、式-9，式-10，式-11）得 (4)配筋設(shè)計取1米寬的板進(jìn)行配筋計算，計算簡圖如圖6示1.18m圖6設(shè)計選用間距150mm的hrb335級鋼筋受拉，。選用間距150mm的hrb335級鋼筋 ,基截面面積為驗算適用條件五、主梁（板）設(shè)計（一）荷載橫向分布系數(shù)計算1.橫向分布系數(shù)的計算方法(1) 杠桿原理法：杠桿原理法進(jìn)行荷載橫向分布計算，其基本假定是忽略主梁之間橫向結(jié)構(gòu)的聯(lián)系作用，即假設(shè)橋面板在主梁上斷開，而當(dāng)作沿橫向支承在主梁上的簡支梁或懸臂梁來考慮。(2) 偏心壓力法：也稱剛性橫梁法。橋梁兩端及跨度中央設(shè)置橫隔梁后，增加了橋梁的整體性，并加大了橋梁橫向結(jié)構(gòu)的剛度。在車輛荷載作用下中間橫隔梁

32、像一根剛度無窮大的剛性梁一樣保持直線的形狀，從橋梁受荷后各主梁的變形規(guī)律看，它完全類似材料力學(xué)中桿件偏心受壓的情況。適用于橋的寬跨比b/l小于或接近于0.5的窄橋。(3) 橫向鉸接板法：適用于用混凝土企口縫連接的裝配式板橋。當(dāng)混凝土企口縫連接的裝配式板橋某一塊板承受荷載p時，除本身引起縱向撓度外，其他板也會受力而發(fā)生相應(yīng)的撓度。這是因各板塊之間通過接合縫所承受的內(nèi)力在起傳遞荷載的作用7。本設(shè)計中板與板之間通過鉸接縫來進(jìn)行聯(lián)結(jié)，故選用橫向鉸接板法進(jìn)行橫向分布系數(shù)的計算。2.橫向分布系數(shù)的計算(1) 截面力學(xué)性質(zhì)截面形式如圖4示。空心板近似按上下對稱截面計算，則形心軸位于截面二分之一高度處。a.空

33、心板截面抗彎慣性矩b.空心板截面抗扭慣性矩c.剛度參數(shù)計算d.計算跨中荷載橫向分布影響線查鉸接板荷載橫向分布影響線計算用表中6-1、6-2、6-3，對應(yīng)的影響線豎標(biāo)值。數(shù)值見表2表2 影響線豎標(biāo)值計算表板號單位荷載作用位置（i號板中心）12345610.040.3120.2390.1650.1770.0900.07720.040.2390.2380.1920.1370.1050.09030.040.1650.1920.2100.1970.1370.117將表中數(shù)值按一定比例繪于各板的軸線下主，連接成光滑曲線，得1號2號3號板的橫向分布系數(shù)。如圖7示：e.計算荷載橫向分布系數(shù)對于1號板：對于2號

34、板對于3號板對于各板車道均布荷載的橫分布系數(shù)近似取為1.00.2880.1880.1270.0931.8m1.8m1.3m1.8m1.8m1.3m1.8m1.8m1.3m1號、2號、3號板荷載橫向分布影響線3號板2號板1號板0.2380.1710.1250.0970.1820.2100.1700.128圖7車道荷載車道荷載車道荷載0.3150.2350.31623.荷載橫向分布系數(shù)沿橋跨的變化荷載位于橋跨中間部分時，由于橋梁橫向結(jié)構(gòu)的傳力作用使所有主梁都參與受力，因此荷載的橫向分布比較均勻。但當(dāng)荷載在支點處作用在某主梁上時荷載就直接由該主梁傳至支座，其他主梁基本上不參與受力。因此，荷載在橋跨縱

35、向的位置不同，對某一主梁產(chǎn)生的橫向分布也不同。在計算荷載橫向分布的方法中，通常用“杠桿原理法”來計算荷載位于支點處的橫向分布。對于無中間橫隔梁或僅有一根中隔梁的情況，跨中部分采用不變的，從離支點l/4處起至支點的區(qū)段內(nèi)呈直線過渡。（二）主梁內(nèi)力計算1.計算公式(1)內(nèi)力計算公式永久作用下的彎矩公式： （式-15）永久作用下的剪力公式： （式-16）式中主梁在離支點任一截面的彎矩值 主梁的計算跨徑截面位置主梁在離支點任一截面的剪力值可變作用下的內(nèi)力計算公式： （式-17）式中所求截面的彎矩或剪力汽車荷載的沖擊系數(shù)，取=1.3多車道橋涵的汽車荷載折減系數(shù)沿橋跨縱向與荷載位置對應(yīng)的橫向分布系數(shù)沿橋跨

36、縱向與荷載位置對應(yīng)的內(nèi)力影響線坐標(biāo)值車輛荷載的軸重(2)配筋設(shè)計公式主梁正截面抗彎承載力計算公式見（式-12式-13式-14式-15）主梁斜截面抗剪公式 （式-18） （式-19） （式-20）式中 斜截面受壓端上由作用效應(yīng)所產(chǎn)生的最大剪力組合設(shè)計值；斜截面內(nèi)混凝土和箍筋共同的抗剪承載力設(shè)計值；與斜截面相交的普通彎起鋼筋抗剪承載力設(shè)計值；異號彎矩影響系數(shù)，計算簡支梁和連續(xù)梁近邊支點梁段的抗剪承載力時，取1.0；預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)，對鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，取1.0；受壓翼緣的影響系數(shù)；斜截面受壓端正截面處，矩形截面寬度；斜截面受壓端正截面的有效高度；斜截面內(nèi)縱向受拉鋼筋的配筋百分率，p=100；邊長為

37、150mm的混凝土立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值；斜截面內(nèi)箍筋配筋率；箍筋抗拉強度設(shè)計值；斜截面內(nèi)配置在同一截面的箍筋各肢總截面面積；斜截面內(nèi)箍筋的間距；斜截面內(nèi)在同一彎起平面的變通彎起鋼筋的截面面積；普通彎起鋼筋的切線與水平線的夾角。2.內(nèi)力計算(1)永久作用效應(yīng)主梁的永久作用邊主梁中主梁鋪裝層欄桿及人行道中主梁永久作用：10.75+3.9+2=16.65kn/m邊主梁永久作用：11.75+3.9+2=17.65 kn/m15.96m=17.65kn/m =16.65 kn/m 圖8主梁計算簡圖如圖8示由（式-15、式-16）計算主梁永久作效應(yīng)，計算結(jié)果見表3表3 主梁永久作效應(yīng)計算表 內(nèi)力荷載位置邊

38、梁剪力v（kn）邊梁彎矩m（knm）主梁剪力v（kn）主梁彎矩m（knm）x=0140.850132.870x=l/20561.980530.14(2)可變作用效應(yīng)主梁的荷載橫向分布系數(shù)見表4表4 主梁的荷載橫向分布系數(shù)梁號荷載位置車道集中荷載車道均布荷載人群荷載10.3481.00.3870.261.01.020.3121.00.3260.51.01.030.3451.00.2080.51.01.0選1號梁進(jìn)行設(shè)計計算車道荷載下的跨中彎矩=1.3 =7.875kn/m 計算車道均布荷載下跨中的彎矩影響線面積計算車道均布荷載下跨中的彎矩計算車道集中荷載下跨中的彎矩影響線豎標(biāo)計算車道集中荷載下跨

39、中的彎矩 由（式-17）得計算人群荷載下跨中的彎矩計算同號矩影響線計算跨中截面車道均布荷載下剪力計算跨中截面車道集中荷載下剪力計算跨中截面人群荷載下剪力計算支點截面車輛荷載最大剪力作荷載橫向分布系數(shù)沿橋跨方向的變化圖形和支點剪力影響線1.4如圖9示l/4=3.9915.96mpkqk=0.345=1.0車道荷載人 群=1.0=0.387v影響線=1.0圖9 支點剪力計算圖式橫向分布系數(shù)變化區(qū)段的長度截面車輛荷載最大剪力由(式-17)得計算支點截面人群荷載最大剪力3.內(nèi)力組合主梁內(nèi)力組合設(shè)計值見表5表5 主梁內(nèi)力設(shè)計值序號作用類別(荷載類別)彎矩m(knm)剪力v(kn)梁端跨中梁端跨中1永久作

40、用0530.14132.8702車道集中荷載0300.43247.4045.183車道分布荷載0250.7415.714人群荷載027.729.471.745(2)+(3)+(4)0578.89256.8755.161.2(1)0636.17159.44071.4(5)0810.45359.6277.148(6)+(7)01446.62519.0677.14(三)主梁配筋設(shè)計主梁按雙筋截面設(shè)計。雙筋截面設(shè)計引入之和為最小為其最優(yōu)解。在設(shè)計時取8。主梁設(shè)計用材料及設(shè)計數(shù)值：30混凝土：hrb335級鋼筋：主梁截面簡化為矩形截面進(jìn)行計算設(shè)計，簡化后截面如圖10示8001300圖10a正截面抗彎承載

41、力設(shè)計取b=1300mm h=800mm 由表4得m=1446.62knm 選用21根直徑為22的hrb335級鋼筋作為受拉鋼筋，=7980。架立鋼筋按構(gòu)造要設(shè)置。b.斜截面抗剪承載力設(shè)計驗算截面尺寸： 驗算是否需要計算配置箍筋故可不進(jìn)行斜截面抗剪承載力的驗算，僅需按規(guī)范進(jìn)行構(gòu)造要求配置箍筋及彎起的抗剪鋼筋4。主梁配筋圖詳見施工圖。七、 蓋梁設(shè)計(一)荷載計算1.恒載計算上部結(jié)構(gòu)恒載見表6表6 上部結(jié)構(gòu)恒載匯總表邊梁自重kn/m中梁自重kn/m一孔上部結(jié)構(gòu)總重每一支座恒載反力kn/m1、6號25號1、6號25號17.6516.651626.32140.84132.86蓋梁自重計算見表7表7 蓋梁自重截面編號蓋 梁 自 重kn1-10.60.71.325+0.7/20.31.325=13.65+3.41=17.062-2(0.6+1.2) 0.51.325=14.623-31.20.61.325=23.44-41.20.51.325=19