南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院空心板梁橋計(jì)算書

1、1.1 橋梁概述橋梁是人類在生活和生產(chǎn)中，為克服天然障礙而建造的一種功能性結(jié)構(gòu)物，也是人類學(xué)會(huì)建造各式橋梁，最初得益于自然界的啟發(fā)。從倒下的樹干，學(xué)會(huì)建筑橋梁；攀爬藤蔓，學(xué)會(huì)建造索橋；從天然的石窩，學(xué)會(huì)建造拱橋；從浮在水面上的小船，學(xué)會(huì)建造浮橋。但由于歷史的認(rèn)識(shí)局限性，所以橋梁質(zhì)量、跨徑等方面一直得不到質(zhì)的飛躍。自新中國(guó)成立后，隨著新材料、新理論、新技術(shù)和新工藝的不斷涌現(xiàn)，使我國(guó)取得了空前的、舉世矚目的成就。在以后的橋梁建設(shè)中，我國(guó)需要提高自主創(chuàng)新理念、重視工程的整體質(zhì)量、提高對(duì)橋梁美學(xué)的素養(yǎng)。1.2 橋梁設(shè)計(jì)原則(1) 結(jié)構(gòu)尺寸和構(gòu)造上的要求橋梁作為一個(gè)永久性的整體結(jié)構(gòu)物，其整個(gè)結(jié)構(gòu)及其各部

2、分構(gòu)件，在制造、施工和使用過程中應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。橋梁的上述技術(shù)指標(biāo)必須滿足相應(yīng)規(guī)范要求。強(qiáng)度要求是指橋梁的全部構(gòu)件及其連接構(gòu)造的材料抗力和承載能力具有足夠的安全儲(chǔ)備；剛度要求應(yīng)使橋梁在荷載作用下的變形控制在容許范圍之內(nèi)；穩(wěn)定性要求是要使橋梁結(jié)構(gòu)在各種外力作用下，具有能保持原有的形狀和位置的能力，例如；橋梁的墩臺(tái)或橋臺(tái)等整體不致傾覆或滑移，受壓構(gòu)件不致引起壓桿失穩(wěn)等；在地震區(qū)的橋梁，應(yīng)滿足抵抗破壞力的影響。(2) 施工上的要求橋型方案的設(shè)計(jì)應(yīng)同時(shí)考慮施工的方便和經(jīng)濟(jì)。應(yīng)盡量可能采用先進(jìn)的工藝、技術(shù)和施工機(jī)械，以利于加快施工速度，保證工程質(zhì)量和施工安全。但在采用先進(jìn)工藝時(shí)，

3、應(yīng)考慮其施工成本。(3) 使用上的要求橋梁的行車道和人行道寬度應(yīng)保證車輛和人群的安全暢通要求，并滿足將來交通量增長(zhǎng)的需要。在設(shè)計(jì)時(shí)，橋面縱坡設(shè)計(jì)不要過大，否則車輛通過時(shí)不平順。為防止橋面積水，排水設(shè)施必須完善。建成后的橋梁要保證設(shè)計(jì)使用年限100年，并便于日后的檢查和維修。此外，橋型、跨度大小和橋下凈空應(yīng)滿足泄洪、安全通航或通車等要求。(4) 經(jīng)濟(jì)上的要求橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)全面充分考慮經(jīng)濟(jì)上的合理性。在設(shè)計(jì)中必須進(jìn)行詳細(xì)周密而詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，最經(jīng)濟(jì)的選擇方案是總造價(jià)和材料等消耗最少以及在運(yùn)營(yíng)階段維護(hù)費(fèi)用最低的方案。1.3 橋梁設(shè)計(jì)主要內(nèi)容第一部分是緒論，包括橋梁概述、橋梁設(shè)計(jì)原則和橋梁設(shè)計(jì)內(nèi)容。第

4、二部分是上部結(jié)構(gòu)計(jì)算，包括主梁尺寸擬定、內(nèi)力計(jì)算、主筋布置、截面驗(yàn)算、主筋的布置及數(shù)量和主梁截面強(qiáng)度計(jì)算。第三部分2 橋梁上部結(jié)構(gòu)計(jì)算2.1 設(shè)計(jì)資料跨度和橋面寬度(1) 標(biāo)準(zhǔn)跨徑： Lb=6.00m（墩中心距離）；(2) 計(jì)算跨徑：L=0m（支座中心距離）；(3) 橋面凈寬：凈7.00m（行車道）2×1.00m（人行道）。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(1) 設(shè)計(jì)荷載：公路級(jí)，人群荷載2，人行道板4.0 KN/m2，護(hù)欄、欄桿的作用力為。(2) 環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)：類(3) 設(shè)計(jì)安全等級(jí)：二級(jí)主要材料(1) 混凝土：橋跨結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件用C30，人行道、欄桿用C30，橋面鋪裝上層采用4cm的瀝青混凝土，下層采用6cm

5、的混凝土。剛性淺基礎(chǔ)采用C15，重力式臺(tái)身采用漿砌片石（石料強(qiáng)度不小于MU30，采用水泥砂漿強(qiáng)度等級(jí)為）2?；炷林囟劝从?jì)算。其技術(shù)指標(biāo)見表1所示。表1 混凝土技術(shù)指標(biāo)表（單位：MPa）強(qiáng)度類型強(qiáng)度等級(jí)fck(MPa)ftk(MPa)fcd(MPa)ftd(MPa)Ec(MPa)C25×104C303.00×104(2) 鋼筋：直徑大于等于12mm的用HRB335鋼筋，直徑小于10mm的采用R235光圓鋼筋3。其技術(shù)指標(biāo)見表2所示。表2 普通鋼筋技術(shù)指標(biāo)表 (單位：MPa)鋼筋種類fskfcdfsdEsR2352351951952.1×105HRB33533528

6、02802.0×105設(shè)計(jì)依據(jù)及參考書1 JTG C30-2003，公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范S. 北京：人民交通出版社，2003. 2 JTG B01-2003，公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)S.北京：人民交通出版社，2003.3 JTG D60-2004，公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范S. 北京：人民交通出版社，2004.4 公路橋涵通用圖：裝配式鋼筋混凝土斜空心板橋上部構(gòu)造（公路-級(jí)）M. 北京：人民交通出版社，2006.5 公路橋涵通用圖：裝配式鋼筋混凝土斜空心板橋上部構(gòu)造（公路-級(jí)）M. 北京：人民交通出版社，2006.6 JTJ041-2000，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范S. 北京：人民交通出版社，20

7、00.7 JTG D502006，公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范S. 北京：人民交通出版社，2006. 8 白寶玉，橋梁工程M. 北京：高等教育出版社，2005.9 姚玲森，橋梁工程M. 北京：人民交通出版社，2010.10 JTG H11-2004，公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范S. 北京：人民交通出版社，2004. 11 JTGF80/1-2004，公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)S. 北京：人民交通出版社，2004.12 JTG D62-2004，公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范S.北京：人民交通出版社，2004.13 閆志剛，鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.14 葉

8、見曙，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理M. 北京：人民交通出版社，2005.15 JTG D61-2005，公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范S.北京：人民交通出版社，2005.16高大釗，土質(zhì)學(xué)與土力學(xué)M. 北京：人民交通出版社，2008.17 凌治平，基礎(chǔ)工程M.北京：人民交通出版社，2007.18 JTG D632007，公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范S. 北京：人民交通出版社，2007.2.2 構(gòu)造形式及截面尺寸本橋?yàn)榈匿摻罨炷梁?jiǎn)支板橋，橫橋向由9塊寬度為、高度為的空心板連接而成，板間2.25 cm的縫隙用于灌注砂漿。橋上橫坡為雙向1.5%，坡度由下部構(gòu)造控制4-5。橋梁具體構(gòu)造及尺寸見圖1。圖1 橋梁橫斷面一般構(gòu)造圖（

9、單位：cm）圖2 中板跨中斷面一般構(gòu)造圖（單位：mm）圖3 邊板跨中斷面一般構(gòu)造圖（單位：mm）圖4 鉸縫連接示意圖（單位：cm）2.3 空心板截面幾何特性計(jì)算本設(shè)計(jì)結(jié)果偏于安全。因截面形式相同，所以以中板設(shè)計(jì)為例。預(yù)制板的截面幾何特性(1) 補(bǔ)上挖空部分以后得到的截面，其幾何特性為面積重心至截面上緣的距離對(duì)截面上緣的面積矩(2) 毛截面幾何特性面積對(duì)上緣面積矩毛截面重心至梁頂?shù)木嚯x挖孔面積的慣性矩對(duì)毛截面形心慣性矩成橋階段板梁的截面幾何特性面積面積矩截面重心至梁頂?shù)木嚯x慣性矩空心板截面的抗扭剛度可簡(jiǎn)化為如圖6示的箱形截面近似計(jì)算，抗扭剛度為圖5 成橋階段的梁板橫截面（單位：mm）圖6 抗扭慣

10、性矩簡(jiǎn)化計(jì)算圖（單位：mm）2.4 主梁內(nèi)力計(jì)算永久作用效應(yīng)計(jì)算(1) 空心(2) 橋面系自重(二期結(jié)構(gòu)自重)(a）本設(shè)計(jì)人行道和欄桿自重線密度：(b) 橋面鋪裝上層采用4cm厚瀝青混凝土，下層為6cm厚C30混凝土6-7，則全橋?qū)掍佈b層每延米重力為為了計(jì)算方便，橋面系的重力可平均分配到各空心板上，則每塊空心板分配到的每延米橋面系重力為(3) 鉸接縫自重計(jì)算(二期結(jié)構(gòu)自重)其中，由上述計(jì)算得空心板每延米總重力為由此可計(jì)算出簡(jiǎn)支空心板永久作用效應(yīng)，計(jì)算結(jié)果見表。表3簡(jiǎn)支空心板永久作用效應(yīng)計(jì)算表作用種類作用(kN/m)計(jì)算跨徑（m）作用效應(yīng)-彎矩（M/kNm）作用效應(yīng)-剪力（V/kN）跨中1/4跨

11、支點(diǎn)1/4跨跨中GI0GII0G0可變作用效應(yīng)計(jì)算根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2004）規(guī)定公路級(jí)車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值為計(jì)算彎矩時(shí)，計(jì)算剪力時(shí)，(1) 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)的基頻有關(guān)，故應(yīng)先計(jì)算結(jié)構(gòu)的基頻8。簡(jiǎn)支梁橋的基頻計(jì)算：由于，故可由下式計(jì)算出汽車荷載的沖擊系數(shù)為當(dāng)車道大于兩車道時(shí)，應(yīng)進(jìn)行車道折減，但折減后不得小于用兩車道布載的計(jì)算結(jié)果。橋面凈寬為，橋面行車道寬m，最多只能按兩車道布載，故橫向折減系數(shù)為。(2) 汽車荷載橫向分布系數(shù)的計(jì)算空心板跨中和截面處的荷載橫向分布系數(shù)按鉸接板法計(jì)算，支點(diǎn)處荷載橫向分布系數(shù)按杠桿原理法計(jì)算，支至點(diǎn)之間截面的

12、荷載橫向分布系數(shù)按直線內(nèi)插法求得9。(a) 跨中及處的荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算由前面計(jì)算得：代入得在求得剛度參數(shù)后，即可依板塊個(gè)數(shù)及所計(jì)算板號(hào)按值查得各板塊軸線處的影響線坐標(biāo)。由內(nèi)插得到時(shí)，1號(hào)板至5號(hào)板在車道荷載作用下的荷載橫向分布影響線值，內(nèi)數(shù)據(jù)畫出各板的橫向分布影響線，并按橫向最不利位置布載，求得兩車道情況下的各板橫向分布系數(shù)。各板的橫向分布影響線及橫向最不利布載見圖7。由于橋梁橫斷面結(jié)構(gòu)對(duì)稱，故只需計(jì)算15號(hào)板的橫向分布影響線坐標(biāo)值。表4橫向分布影響線坐標(biāo)值表作用位置板號(hào)123456789合計(jì)1761280.10494868178130.1320.1360.1360.12611999186

13、83140.11482629218999491150.1010.104110.121260.121110.1040.1011按下列方式布載，可進(jìn)行各板荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算，見見圖7所示。計(jì)算公式如下：，計(jì)算結(jié)果見表5所示。表5各板荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算表板號(hào)1號(hào)板2號(hào)板3號(hào)板4號(hào)板5號(hào)板荷載種類汽車荷載人群荷載汽車荷載人群荷載汽車荷載人群荷載汽車荷載人群荷載汽車荷載人群荷載荷載橫向分布系數(shù)m汽或m人果可以看出，3號(hào)板汽車荷載橫向分布系數(shù)最大。為設(shè)計(jì)和施工方便，各空心板設(shè)計(jì)成統(tǒng)1號(hào)板2號(hào)板3號(hào)板4號(hào)板5號(hào)板圖7 各板橫向分部系數(shù)及最不利布載圖（單位：cm）(b) 支點(diǎn)處荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算支點(diǎn)處的

14、荷載橫向分布系數(shù)按杠桿原理法計(jì)算，4號(hào)板的橫向分布系數(shù)計(jì)算如下，見圖8所示。兩車道汽車荷載：人群荷載：圖8 3號(hào)支點(diǎn)處的荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算圖式（單位：cm）(c) 支點(diǎn)到截面處的荷載橫向分布系數(shù)按直線內(nèi)插法求得?？招陌搴奢d橫向分布系數(shù)匯總于表6中。表6空心板的荷載橫向分布系數(shù)作用種類跨中至處支點(diǎn)支點(diǎn)至處汽車荷載直線內(nèi)插人群荷載0(d) 可變作用效應(yīng)計(jì)算1） 車道荷載效應(yīng)計(jì)算車道荷載引起的空心板跨中及處截面的效應(yīng)（彎矩和剪力）時(shí)，均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)滿足于使空心板產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號(hào)影響線上，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值只作用于影響線中一個(gè)最大影響線峰值處，為此需繪制出跨中彎矩、跨中剪力、處截面彎矩及處截面剪力

15、影響線圖，如圖9、圖10所示。4圖9 簡(jiǎn)支板跨中截面內(nèi)力影響線及加載圖式（單位：cm）跨中截面彎矩：其中，汽車荷載：不計(jì)沖擊系數(shù)：計(jì)入沖擊系數(shù)：剪力：其中，汽車荷載：不計(jì)沖擊系數(shù)：計(jì)入沖擊系數(shù)：截面處彎矩：其中，Pk3l/16=圖10 處截面內(nèi)力影響線及加載圖（單位：cm）汽車荷載：不計(jì)沖擊系數(shù)：計(jì)入沖擊系數(shù)：剪力：其中，汽車荷載：不計(jì)沖擊系數(shù)：計(jì)入沖擊系數(shù)：支點(diǎn)截面剪力計(jì)算支點(diǎn)截面由于車道荷載產(chǎn)生的效應(yīng)時(shí)，考慮橫向分布系數(shù)沿空心板跨長(zhǎng)的變化，同樣均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)布滿于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號(hào)影響線上，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值只能作用于相應(yīng)影響線中一個(gè)最大影響線的峰值處，如圖11所示。兩車道荷載：不計(jì)

16、沖擊：計(jì)沖擊：2） 人群荷載效應(yīng)人群是一個(gè)均布荷載，其值為，本設(shè)計(jì)單側(cè)人行道凈寬為，因此人群荷載產(chǎn)生的可變效應(yīng)計(jì)算如下（見圖11）：5960.204支點(diǎn)剪力影響線汽車荷載m圖人群荷載m圖 qkPkqk=3kN/m圖11 支點(diǎn)截面剪力計(jì)算圖式（單位：cm）彎矩：剪力：處截面彎矩：剪力：支點(diǎn)截面剪力作用效應(yīng)組合根據(jù)作用效應(yīng)組合，選取四種最不利效應(yīng)組合：短期效應(yīng)組合、長(zhǎng)期效應(yīng)組合、標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合和承載能力極限狀態(tài)基本組合，見表7。表7作用效應(yīng)組合表序號(hào)荷載類別跨中截面四分點(diǎn)截面支點(diǎn)截面第一期永久作用0第二期永久作用0總永久作用（=+）0可變作用（汽車不計(jì)沖擊）可變作用（汽車計(jì)沖擊）可變作用（人群荷載）

17、標(biāo)準(zhǔn)組合（=+）短期組合（=×+）基本組合（××××）長(zhǎng)期組合（=××）2.5 持久狀況承載能力極限狀態(tài)下的截面設(shè)計(jì)、配筋與驗(yàn)算配置主筋持久狀況承載能力極限狀態(tài)要求的條件來確定受力主筋數(shù)量，空心板截面可換算成等效工字形截面來考慮。換算原則是面積相等、慣性矩相同，令空心板中圓面積及慣性矩與工字形截面中開口部分面積和慣性矩相同。按照面積相等：按照慣性矩相等：聯(lián)立求解上述兩式，可求得：這樣，在空心板截面寬度、高度以及圓孔的形心位置不變的條件下，等效工字形截面的尺寸如圖12所示。圖12 空心板等效工字形截面（單位：cm）上翼緣板厚度

18、為下翼緣板厚度為腹板厚度為因采用綁扎鋼筋骨架，故設(shè)，則9。故屬于第一類形截面。正截面承載力為式中橋梁結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)，設(shè)計(jì)安全等級(jí)為二級(jí)，故取為；混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，這里為C30，；承載能力極限狀態(tài)的跨中最大彎矩，由表知，則上式為整理得：令，則可解得，且滿足。上述計(jì)算說明中和軸位于翼緣板內(nèi)，可按高度、寬度為的矩形截面計(jì)算鋼筋面積。選用9根直徑為的HRB335鋼筋，則鋼筋面積2290。鋼筋布置如圖13所示?；炷帘Ｗo(hù)層厚度c取35大于d（18），且滿足保護(hù)層厚度要求10-11。圖13 中板截面構(gòu)造及尺寸（單位：mm）鋼筋的中心位置：，則有效高度。配筋率為故滿足截面復(fù)核要求。持久狀況截面承載能力極限

19、狀態(tài)計(jì)算按截面實(shí)際配筋面積計(jì)算截面受壓區(qū)高度為截面抗彎極限狀態(tài)承載力為故滿足截面承載力要求。斜截面抗剪承載力計(jì)算由知，3號(hào)板支點(diǎn)剪力及跨中剪力分別為所有的鋼筋均通過支座，鋼筋布置滿足梁的構(gòu)造要求。等效工字形截面腹板寬度為，因此截面尺寸應(yīng)滿足根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2004）規(guī)定，在進(jìn)行受彎構(gòu)件斜截面抗剪承載力配筋設(shè)計(jì)時(shí)，若滿足，則不需進(jìn)行斜截面抗剪承載力的計(jì)算，僅按構(gòu)造要求配置箍筋即可12。而本設(shè)計(jì)中對(duì)于板式受彎構(gòu)件，應(yīng)乘以的提高系數(shù)。則因此，故應(yīng)進(jìn)行持久狀況斜截面抗剪承載力驗(yàn)算。計(jì)算剪力圖分配(1) 構(gòu)造配置箍筋長(zhǎng)度的截面距跨中截面的距離可由剪力包絡(luò)圖（如圖14）按比例求得

20、在長(zhǎng)度內(nèi)按構(gòu)造要求布置鋼筋。圖14 半跨剪力圖（單位：cm）(2) 距支座中心為處的計(jì)算剪力由剪力包絡(luò)圖按比例求得需設(shè)置斜筋段的長(zhǎng)度為：，考慮設(shè)置斜筋的最大長(zhǎng)度僅為，且設(shè)置斜筋時(shí)對(duì)施工極為不方便，故此長(zhǎng)度內(nèi)不設(shè)斜筋，而采用加密箍筋的方式14。箍筋設(shè)計(jì)箍筋選用直徑的R235雙肢箍筋，則其截面面積，箍筋布置采用等距離布置。其中縱筋配筋率：最大剪力設(shè)計(jì)值Vd，把相應(yīng)參數(shù)值代入上式得箍筋的間距要求不應(yīng)大于梁高的一半而且不大于400mm。支座中心向跨徑方向長(zhǎng)度不小于一倍梁高范圍內(nèi)，箍筋間距不宜大于。所以，在距跨中截面m長(zhǎng)度范圍內(nèi)的箍筋間距選用，其余區(qū)段的箍筋箍筋間距取為。斜截面抗剪承載力驗(yàn)算(1) 距支

21、座中心（梁高一半）處的截面抗剪強(qiáng)度配筋率抗剪強(qiáng)度(2) 跨中截面抗剪強(qiáng)度配筋率抗剪強(qiáng)度故板梁斜截面的抗剪強(qiáng)度均滿足設(shè)計(jì)要求。持久狀況斜截面抗彎極限承載能力驗(yàn)算鋼筋混凝土受彎構(gòu)件斜截面抗彎承載能力不足而破壞的原因，主要是由于受拉區(qū)縱向鋼筋錨固不好或彎起鋼筋位置不當(dāng)而造成。故當(dāng)受彎構(gòu)件的縱向鋼筋和箍筋滿足構(gòu)造要求時(shí)，可不進(jìn)行斜截面抗彎承載力計(jì)算。2.6 持久狀況正常使用極限狀態(tài)下的裂縫寬度驗(yàn)算在I類環(huán)境下，裂縫寬度不應(yīng)超過。上式中，為汽車荷載效應(yīng)（不含沖擊）的標(biāo)準(zhǔn)值；為人群荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值。長(zhǎng)期效應(yīng)組合受拉鋼筋在短期效應(yīng)組合作用下的應(yīng)力為把以上數(shù)據(jù)代入，得故裂縫寬度滿足要求。2.7 持久狀況正常使

22、用極限狀態(tài)下的撓度驗(yàn)算鋼筋混凝土受彎構(gòu)件在正常使用極限狀態(tài)下的撓度可按給定的剛度用結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法計(jì)算。全截面換算截面的慣性矩計(jì)算(1) 重心軸位置的計(jì)算其中代入數(shù)據(jù)整理可得，(2) 全截面換算截面對(duì)重心軸的慣性矩的計(jì)算(3) 全截面的抗彎剛度開裂截面換算截面的慣性矩計(jì)算(1) 截面類型的判斷代入數(shù)據(jù)得解得故主梁截面為第一類T形截面。(2) 受壓區(qū)高度的計(jì)算(3) 開裂截面的換算截面慣性矩的計(jì)算(4) 開裂截面的抗彎剛度則受彎構(gòu)件跨中截面處的長(zhǎng)期撓度值當(dāng)采用C40以下的混凝土?xí)r，撓度長(zhǎng)期增長(zhǎng)系數(shù)，施工中可通過設(shè)置預(yù)拱度來消除永久作用撓度，則在消除結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的長(zhǎng)期撓度后主梁的最大撓度不應(yīng)超過計(jì)算

23、跨徑的。(1) 受彎構(gòu)件在使用階段的跨中截面的長(zhǎng)期撓度值(2) 在結(jié)構(gòu)自重作用下跨中截面的長(zhǎng)期撓度值故滿足撓度要求。預(yù)拱度設(shè)置在荷載短期效應(yīng)組合并考慮荷載長(zhǎng)期效應(yīng)影響下梁跨中處的長(zhǎng)期撓度值為故不需要設(shè)置預(yù)拱度。3 支座的設(shè)計(jì)與計(jì)算3.1 確定支座的平面尺寸選定板式橡膠支座的平面尺寸為，的矩形，見圖15所示。圖15 梁端底面局部承壓計(jì)算面積示意圖（單位：cm）局部承壓的強(qiáng)度條件為：，式中，C30的，則由此可得（滿足要求）計(jì)算支座的平面形狀系數(shù)S，采用中間層橡膠片厚度，則故得橡膠支座的平均容許壓應(yīng)力，并可以得到橡膠支座的彈性模量為：（滿足要求）3.2 確定支座的厚度則每一支座承受的水平位移為為了計(jì)

24、算活載制動(dòng)力引起的水平位移，首先要確定作用在每一支座上的制動(dòng)力。一個(gè)車道上的制動(dòng)力為=公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2004）規(guī)定公路汽車荷載的制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值不得小于90。由于9塊板共有36個(gè)支座，則每一支座所承受的水平力分別是：。根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D62-2004）規(guī)定：。選用5層鋼板和6層橡膠片組成的支座，上下層片厚，中間層厚，薄鋼板厚，則橡膠片總厚度并（合格）。支座總厚度3.3 驗(yàn)算支座的偏轉(zhuǎn)情況支座的平均壓縮變形為按公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D62-2004）規(guī)定尚應(yīng)滿足，即（合格）計(jì)算梁端轉(zhuǎn)角：(1) 恒載轉(zhuǎn)角弧度(2

25、) 汽車荷載車道均布荷載弧度車道梁中荷載弧度(3) 人群荷載弧度弧度最后驗(yàn)算偏轉(zhuǎn)情況即：3.4 驗(yàn)算支座的抗滑性已知恒載為。確定汽車荷載引起的最小支設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D-2004）規(guī)定為：溫度變化引起的水平力：最后驗(yàn)算滑動(dòng)穩(wěn)定性：(合格)以及（合格）結(jié)果表明支座不會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。4 橋臺(tái)的設(shè)計(jì)與計(jì)算本橋橋臺(tái)采用剛性淺基礎(chǔ)，重力式U型橋臺(tái)?；A(chǔ)材料采用C15混凝土，臺(tái)身材料采用漿砌MU40片石，水泥砂漿強(qiáng)度等級(jí)為。4.1 橋臺(tái)尺寸橋臺(tái)主要由基礎(chǔ)、墻身、帽梁、防震擋塊等組成。橋臺(tái)的高度為，帽梁的寬度為940cm，基礎(chǔ)的寬度為1020cm，具體尺寸如圖16所示。圖16 橋臺(tái)立面圖（單位：cm）圖

26、17 橋臺(tái)平面圖（單位：cm）圖18 橋臺(tái)側(cè)面圖（單位：cm）圖19 帽梁大樣圖（單位：cm）4.2 橋臺(tái)的設(shè)計(jì)與計(jì)算U型橋臺(tái)的構(gòu)件計(jì)算長(zhǎng)度為7m，橋臺(tái)的總體積為3，橋臺(tái)的材料容重為，橋臺(tái)重。4.3 荷載信息上部結(jié)構(gòu)永久作用上部結(jié)構(gòu)永久作用包括結(jié)構(gòu)自重和二期恒載。二期恒載密度為3。采用土壓力計(jì)算時(shí)，不計(jì)入臺(tái)前土壓力，計(jì)入臺(tái)后土壓力，結(jié)果見表示。表8上部結(jié)構(gòu)恒載支座號(hào)豎向力123456789101112續(xù)表8上部結(jié)構(gòu)恒載支座號(hào)豎向力1314151617184.3.2可變作用可變作用包括：汽車荷載、人群荷載、制動(dòng)力和摩阻力，見表所示。表9可變作用信息活載加載方式簡(jiǎn)支梁影響線汽車等級(jí)公路II級(jí)車道數(shù)

27、2汽車沖擊系數(shù)人群集度（kN/m2）3人行道總寬(m)2制動(dòng)力(kN)90 -90制動(dòng)力作用標(biāo)高(m)10摩阻力(kN)80摩阻力作用標(biāo)高(m)104.4 橋臺(tái)計(jì)算橋臺(tái)計(jì)算包括：前墻（獨(dú)立墻）截面驗(yàn)算、左側(cè)墻（擋土墻）截面計(jì)算、右側(cè)墻（擋土墻）截面計(jì)算、背墻截面計(jì)算驗(yàn)算和橋臺(tái)截面驗(yàn)算標(biāo)高。前墻（獨(dú)立墻）截面計(jì)算（截面標(biāo)高：）(1)位置描述所取截面標(biāo)高，距離臺(tái)底，截面面積為2，順橋向抗彎慣矩為4。(2) 荷載分析當(dāng)土層特性無變化時(shí)，作用在橋臺(tái)、擋土墻后的主動(dòng)土壓力E(a)集中荷載前墻的集中荷載包括：上部恒載、帽梁自重、墻背自重、擋塊自重、臺(tái)后土壓力、制動(dòng)力和摩阻力15。集中矩，結(jié)果見表示。表10

28、集中荷載匯總表荷載名稱荷載類型荷載位置(m)集中力(kN)集中矩(kN.m) 上部恒載1結(jié)構(gòu)重力XHX0MX0Y0HY0MY0Z0PMZ0上部恒載2結(jié)構(gòu)重力XHX0MX0Y0HY0MY0Z0PMZ0上部恒載3結(jié)構(gòu)重力XHX0MX0Y0HY0MY0Z0PMZ0上部恒載4結(jié)構(gòu)重力XHX0MX0Y0HY0MY0Z0PMZ0上部恒載5結(jié)構(gòu)重力XHX0MX0Y0HY0MY0Z0PMZ0上部恒載6結(jié)構(gòu)重力XHX0MX0Y0HY0MY0Z0PMZ0上部恒載7結(jié)構(gòu)重力XHX0MX0Y0HY0MY0Z0PMZ0上部恒載8結(jié)構(gòu)重力XHX0MX0Y0HY0MY0Z0PMZ0上部恒載9結(jié)構(gòu)重力XHX0MX0Y0HY0

29、MY0Z0PMZ0上部恒載10結(jié)構(gòu)重力XHX0MX0Y0HY0MY0Z0PMZ0上部恒載11結(jié)構(gòu)重力XHX0MX0Y0HY0MY0Z0PMZ0上部恒載12結(jié)構(gòu)重力XHX0MX0Y0HY0MY0Z0PMZ0續(xù)表10集中荷載匯總表荷載名稱荷載類型荷載位置(m)集中力(kN)集中矩(kN.m) 上部恒載13結(jié)構(gòu)重力XHX0MX0Y0HY0MY0Z0PMZ0上部恒載14結(jié)構(gòu)重力XHX0MX0Y0HY0MY0Z0PMZ0上部恒載15結(jié)構(gòu)重力XHX0MX0Y0HY0MY0Z0PMZ0上部恒載16結(jié)構(gòu)重力XHX0MX0Y0HY0MY0Z0PMZ0上部恒載17結(jié)構(gòu)重力XHX0MX0Y0HY0MY0Z0PMZ0

30、上部恒載18結(jié)構(gòu)重力XHX0MX0Y0HY0MY0Z0PMZ0帽粱自重結(jié)構(gòu)重力X0HX0MX0YHY0MY0Z0PMZ0背墻自重結(jié)構(gòu)重力X0HX0MX0YHY0MY0Z0PMZ0前墻自重結(jié)構(gòu)重力X0HX0MX0YHY0MY0Z0P0MZ0擋塊自重結(jié)構(gòu)重力XHX0MX0YHY0MY0Z0PMZ0擋塊自重結(jié)構(gòu)重力XHX0MX0YHY0MY0Z0PMZ0臺(tái)后土壓力土側(cè)壓力X0HX0MX0YHYMY0ZPMZ0制動(dòng)力1汽車制動(dòng)X0HX0MX0Y0HY90MY0Z10P0MZ0制動(dòng)力2汽車制動(dòng)X0HX0MX0Y0HY-90MY0Z10P0MZ0續(xù)表10集中荷載匯總表荷載名稱荷載類型荷載位置(m)集中力(

31、kN)集中矩(kN.m) 摩阻力1支座摩阻X0HX0MX0Y0HY80MY0Z10P0MZ0(3) 單項(xiàng)荷載內(nèi)力前墻的單項(xiàng)荷載內(nèi)力包括：上部恒載、帽梁自重、背墻自重、擋塊自重、搭板恒載、臺(tái)后土壓力、制動(dòng)力、摩阻力、汽車荷載、人群荷載。計(jì)算結(jié)果見。表11單項(xiàng)荷載內(nèi)力荷載名稱N(kN)Q(kN)M(kN.m)上部恒載10上部恒載20上部恒載30上部恒載40上部恒載50上部恒載60上部恒載70上部恒載80上部恒載90上部恒載100上部恒載110上部恒載120上部恒載130上部恒載140上部恒載150上部恒載160上部恒載170上部恒載180帽梁自重0背墻自重0前墻自重000墊石自重000擋塊自重0搭

32、板恒載0臺(tái)后土壓力制動(dòng)力1090-72制動(dòng)力20-9072摩阻力1080-64汽車Nmax0汽車Nmin0汽車Hmax000續(xù)表11單項(xiàng)荷載內(nèi)力荷載名稱N(kN)Q(kN)M(kN.m)汽車Hmin000汽車Mmax0汽車Mmin0人群Nmax0人群Nmin×10-20×10-3人群Hmax000人群Hmin000人群Mmax0人群Mmin0(4) 內(nèi)力組合按每延米墻長(zhǎng)計(jì)算：式中：設(shè)計(jì)軸向力（kN）重要系數(shù)荷載組合系數(shù)、恒載引起的軸向力（kN）和相應(yīng)分布系數(shù)主動(dòng)土壓力引起的軸向力（kN）被動(dòng)土壓力（kN）以上各項(xiàng)軸向力的分布系數(shù)抗力分布系數(shù)材料極限抗壓強(qiáng)度（kPa）A擋土墻

33、構(gòu)件的計(jì)算截面積（m2）承載能力極限狀態(tài)（基本組合）截面內(nèi)力組合效應(yīng)結(jié)果見表所示。表12承載能力極限狀態(tài)(基本組合)截面內(nèi)力組合效應(yīng)工況N(kN)Q(kN)M(kN.m)NmaxNminQmaxQminMmaxMmin截面內(nèi)力組合效應(yīng)結(jié)果見所示。表13截面內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值組合效應(yīng)工況N(kN)Q(kN)M(kN.m)NmaxNminQmaxQminMmaxMmin(5) 承載力驗(yàn)算(a) 正截面抗壓承載力驗(yàn)算砌體受壓構(gòu)件的承載力計(jì)算公式17：式中：軸向力設(shè)計(jì)值A(chǔ)構(gòu)件的面積砌體軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值偏心距影響系數(shù)承載能力極限狀態(tài)(基本組合)截面抗壓承載力驗(yàn)算結(jié)果。表14承載能力極限狀態(tài)(基本組合)截面抗壓

34、承載力驗(yàn)算工況偏心距e(m)偏心距限值e(m)偏心距是否滿足設(shè)計(jì)軸力(kN)偏心距影響系數(shù)截面強(qiáng)度(kN)抗壓承載力是否滿足Nmax×10-2是×105是Nmin是×105是Mmax是×105是Mmin是×105是(b) 截面抗剪承載力驗(yàn)算正截面直接受剪公式：式中：正截面剪力（kN）受剪截面面積（m2）砌體截面的抗剪極限強(qiáng)度（kPa）摩擦系數(shù)承載力極限狀態(tài)(基本組合)截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算結(jié)果見表示。表15承載力極限狀態(tài)(基本組合)截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算表工況剪力設(shè)計(jì)值(kN)受剪面積A(m2)材料抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)壓力標(biāo)準(zhǔn)值Nk(kN)截面抗剪強(qiáng)度

35、VR(kN)是否滿足Nmax是Nmin是Qmax是Qmin是左側(cè)墻（擋土墻）截面計(jì)算(1) 位置描述所取截面標(biāo)高，距離臺(tái)底，截面面積為2，截面抵抗矩為。(a) 荷載分析1) 集中荷載左側(cè)墻的集中荷載包括側(cè)墻混凝土自重、側(cè)墻墻身自重和臺(tái)后土壓力，所示。表16集中荷載匯總表荷載名稱荷載類型荷載位置(m)集中力(kN)集中矩(kN)側(cè)墻混凝土自重結(jié)構(gòu)重力XHX0MX0Y0HY0MY0Z0P-6MZ0側(cè)墻墻身自重結(jié)構(gòu)重力XHX0MX0Y0HY0MY0Z0PMZ0臺(tái)后土壓力土側(cè)壓力XHXMX0Y0HY0MY0ZPMZ0(b) 單項(xiàng)荷載內(nèi)力組合單項(xiàng)荷載內(nèi)力組合包括：側(cè)墻混凝土自重、側(cè)墻墻身自重和臺(tái)后土壓力

36、，見所示。表17單項(xiàng)荷載內(nèi)力荷載名稱N(kN)Q(kN)M(kN)側(cè)墻混凝土自重60側(cè)墻墻身自重0臺(tái)后土壓力×10-2(c) 內(nèi)力組合按每延米墻長(zhǎng)計(jì)算：承載能力極限狀態(tài)(基本組合)截面內(nèi)力組合效應(yīng)，見示。表18承載能力極限狀態(tài)(基本組合)截面內(nèi)力組合效應(yīng)工況N(kN)Q(kN)M(kN)NmaxNminQmax續(xù)表18承載能力極限狀態(tài)(基本組合)截面內(nèi)力組合效應(yīng)工況N(kN)Q(kN)M(kN)QminMmaxMmin截面內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值組合效應(yīng)結(jié)果見示。表19截面內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值組合效應(yīng)工況N(kN)Q(kN)M(kN)NmaxNminQmaxQminMmaxMmin(d) 承載力驗(yàn)算1) 正

37、截面抗彎承載力驗(yàn)算砌體結(jié)構(gòu)正截面抗彎承載力公式：式中：彎矩設(shè)計(jì)值W截面受拉邊緣的彈性抵抗彎矩，對(duì)于組合截面應(yīng)按彈性模量換算截面受拉邊緣彈性抵抗彎矩16構(gòu)件受拉邊緣的彎曲抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值承載能力極限狀態(tài)(基本組合)截面抗彎承載力驗(yàn)算結(jié)示。承載能力極限狀態(tài)(基本組合)截面抗彎承載力驗(yàn)算工況彎矩設(shè)計(jì)值(kN.m)受拉邊緣抵抗矩(m3)材料抗拉強(qiáng)度(MPa)截面強(qiáng)度(kN.m)是否滿足Mmax×10-2是Mmin×10-2是2) 截面抗剪承載力驗(yàn)算正截面直接受剪公式：承載力極限狀態(tài)(基本組合)截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算結(jié)果示。表21承載力極限狀態(tài)(基本組合)截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算表工況剪力設(shè)計(jì)值(k

38、N)受剪面積A(m2)材料抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)壓力標(biāo)準(zhǔn)值Nk(kN)截面抗剪強(qiáng)度VR(kN)是否滿足Nmax是Nmin是Qmax是Qmin是右側(cè)墻（擋土墻）截面計(jì)算(1) 位置描述所取截面標(biāo)高，距離臺(tái)底，截面面積為2，截面抵抗矩為。(2) 荷載分析當(dāng)土層特性無變化時(shí)，作用在橋臺(tái)、擋土墻后的主動(dòng)土壓力E(a) 集中荷載右側(cè)墻的集中荷載包括側(cè)墻混凝土自重、側(cè)墻墻身自重和臺(tái)后土壓力，見所示17。表22集中荷載匯總表荷載名稱荷載類型荷載位置(m)集中力(kN)集中矩(kN.m)側(cè)墻混凝土自重結(jié)構(gòu)重力XHX0MX0Y0HY0MY0Z0P-6MZ0側(cè)墻墻身自重結(jié)構(gòu)重力XHX0MX0Y0HY0MY0Z0

39、PMZ0臺(tái)后土壓力土側(cè)壓力XHXMX0Y0HY0MY0ZPMZ0(b) 單項(xiàng)荷載內(nèi)力單項(xiàng)荷載內(nèi)力組合包括：側(cè)墻混凝土自重、側(cè)墻墻身自重和臺(tái)后土壓力，所示。表23單項(xiàng)荷載內(nèi)力荷載名稱N(kN)Q(kN)M(kN.m)側(cè)墻混凝土自重60側(cè)墻墻身自重0臺(tái)后土壓力3. 23×10-2(c) 內(nèi)力組合按每延米墻長(zhǎng)計(jì)算：承載能力極限狀態(tài)(基本組合)截面內(nèi)力組合效應(yīng)結(jié)果表24承載能力極限狀態(tài)(基本組合)截面內(nèi)力組合效應(yīng)工況N(kN)Q(kN)M(kN.m)NmaxNminQmaxQminMmaxMmin截面內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值組合效應(yīng)結(jié)果見。表25截面內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值組合效應(yīng)工況N(kN)Q(kN)M(kN.m)

40、NmaxNminQmaxQminMmaxMmin(d) 承載力驗(yàn)算1) 正截面抗彎承載力驗(yàn)算砌體結(jié)構(gòu)正截面抗彎承載力公式：承載能力極限狀態(tài)(基本組合)截面抗彎承載力驗(yàn)算結(jié)果示。表26承載能力極限狀態(tài)(基本組合)截面抗彎承載力驗(yàn)算工況彎矩設(shè)計(jì)值(kN.m)受拉邊緣抵抗矩(m3)材料抗拉強(qiáng)度(MPa)截面強(qiáng)度(kN.m)是否滿足Mmax×10-2是Mmin×10-2是2) 截面抗剪承載力驗(yàn)算正截面直接受剪公式：承載力極限狀態(tài)(基本組合)截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算結(jié)果見示。表27承載力極限狀態(tài)(基本組合)截面抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算表工況剪力設(shè)計(jì)值(kN)受剪面積A(m2)材料抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(MPa)

41、壓力標(biāo)準(zhǔn)值Nk(kN)截面抗剪強(qiáng)度VR(kN)是否滿足Nmax是Nmin是Qmax是Qmin是背墻截面計(jì)算（驗(yàn)算截面標(biāo)高：）(1) 前墻（獨(dú)立墻）截面計(jì)算(a) 位置描述所取截面標(biāo)高，距離臺(tái)底，截面面積為2，順橋向抗彎慣矩為4。(b) 荷載分析當(dāng)土層特性無變化時(shí)，作用在橋臺(tái)、擋土墻后的主動(dòng)土壓力E1) 集中荷載前墻的集中荷載包括：上部恒載、帽梁自重、背墻自重、擋塊自重、搭板恒載、臺(tái)后土壓力、制動(dòng)力、摩阻力，見。表28集中荷載匯總表荷載名稱荷載類型荷載位置(m)集中力(kN)集中矩(kN)上部恒載1結(jié)構(gòu)重力XHX0MX0Y0HY0MY0Z0PMZ0上部恒載2結(jié)構(gòu)重力XHX0MX0Y0HY0MY0Z0PMZ0上部恒載3結(jié)構(gòu)重力XHX0MX0Y0HY0MY0Z0PMZ0上部恒載4結(jié)構(gòu)重力XHX0MX0Y0HY0MY0Z0PMZ0上部恒載5結(jié)構(gòu)重力XHX0MX0Y0HY0MY0Z0PMZ0上部恒載6結(jié)構(gòu)重力XHX0M