畢業(yè)設(shè)計(jì)上冊(cè)(武玉強(qiáng))

1、前言本次設(shè)計(jì)的煤海大橋預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T 形梁橋，橋梁主跨標(biāo)準(zhǔn)跨徑30M，分為 7 跨，總長(zhǎng)為 210M。 海大橋下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是本橋的重要組成部分，應(yīng)按一級(jí)公路的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)修建，設(shè)計(jì)荷載：汽車荷載按公路 -I 級(jí)。下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)包括：蓋梁尺寸擬定、內(nèi)力計(jì)算、截面配筋及承載力校核；橋墩內(nèi)力計(jì)算、配筋設(shè)計(jì)、應(yīng)力驗(yàn)算；樁基內(nèi)力計(jì)算、樁長(zhǎng)計(jì)算、配筋及強(qiáng)度驗(yàn)算；橋臺(tái)恒載、活載、土壓力的計(jì)算，對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行地基承載力、基底偏心距、基礎(chǔ)穩(wěn)定性的驗(yàn)算。樁基采用m 法。主要的設(shè)計(jì)依據(jù)有公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范、公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范等。從古至今，從國(guó)外到國(guó)內(nèi)，橋梁的外觀、設(shè)計(jì)、技術(shù)、橋型、施工方法都在逐漸發(fā)

2、展、完善。從木橋、竹索橋到石橋、鐵鏈橋，再到現(xiàn)在的各種橋梁。人們?yōu)榱松姘l(fā)展，在面對(duì)大自然的千姿百態(tài)時(shí)不曾動(dòng)容，創(chuàng)造了一次次奇跡，迎來(lái)一次次輝煌。國(guó)內(nèi)、國(guó)外在橋梁工程史上的偉大成就我們是有目共睹的。一部橋梁發(fā)展的歷史，是橋梁跨徑不斷增大的歷史，是橋型不斷豐富的歷史，是結(jié)構(gòu)不斷輕型化的歷史。我國(guó)自 50 年代中期開(kāi)始修建預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋，至今已有40 多年的歷史，比歐洲起步晚，但近對(duì)年來(lái)發(fā)展迅速，在預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析、實(shí)驗(yàn)研究、預(yù)應(yīng)力材料及工藝設(shè)備、施工工藝等方面日新月異，預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋的設(shè)計(jì)技術(shù)與施工技術(shù)都已達(dá)到相當(dāng)高的水平。近 20 年來(lái)，我國(guó)已建成的具有代表意義的連續(xù)梁橋有

3、跨徑90m的哈爾濱松花江大橋、跨徑 120m的湖南常德沅水大橋、主跨 125m的宜昌樂(lè)天溪橋、跨徑 154m的云南六庫(kù)怒江大橋等。國(guó)內(nèi)外橋梁的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)：1）跨徑不斷增大；2）橋型不斷豐富，施工技術(shù)不斷提高，施工方法不斷改進(jìn)；3）結(jié)構(gòu)不斷輕型化。近代隨著橋梁建筑的發(fā)展，對(duì)于建橋材料、施工方法、設(shè)計(jì)理論等方面提出了新的要求。1/91設(shè)計(jì)資料與方案比選1.1設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及上部構(gòu)造路線道路等級(jí)：高速公路。計(jì)算行車速度： 100 km /h ；設(shè)計(jì)荷載：汽車荷載按公路-I 級(jí)橋面分為左右雙幅，單幅12.25m，凈 3.72 3+20.5m。標(biāo)準(zhǔn)跨徑： 30m；計(jì)算跨徑： 29.2m；梁長(zhǎng) 29.90m

4、上部構(gòu)造：預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T 型梁。1.2水文地質(zhì)條件煤海大橋位于遼寧省阜新市郊，河流均為獨(dú)流水域，流量隨季節(jié)變化較大，平均水深 0.5m 左右，地表水體為沙河支流，屬于季節(jié)性河流 混凝土：鉆孔灌注樁 :C30混凝土橋墩 :C30混凝土橋墩(蓋梁：C35混凝土橋臺(tái) 5(1-1故可按簡(jiǎn)支梁計(jì)算。5/91蓋梁計(jì)算2.1 上部構(gòu)造恒載上部構(gòu)造恒載如表2-1 所示表 2-1上部構(gòu)造恒載Table 2-1 upper structure dead load每片邊梁自每片中梁一孔上部結(jié)構(gòu)總重每個(gè)支座的恒載反力 KN）重 KN/m自重 KN/mKN）1.5 號(hào)梁2.3.41.5 號(hào)梁2.3.4號(hào)梁597

5、4.16號(hào)梁39.4440.31575.90588.462.2 蓋梁自重及內(nèi)力計(jì)算：圖 2-1 蓋梁尺寸 / mmFig. 2-1 The size of bent cap/ mm蓋梁自重及內(nèi)力計(jì)算見(jiàn)下表：表 2-1 蓋梁自重及內(nèi)力表6/91Table2-1 Thedead-weight and internal force of bent cap截剪力面彎矩 KN/m）KN）自重 KN）QQ編號(hào)左右10.70.81.52510.7111-q10.70.81.5250.710.4125-2M 120.7 1.0 1.5 250.71.52534.12523 34.1234.1211552M 2

6、10.81.5251.010.7 1.0 1.5 25(1 0.70-.3)0.3 -23-q20.3 1.8 1.5 25 20.251.01.525123.68750.32254.3754.37553M 31.80.81.52511.811.1 1.0 1.525 1.12q30.81.81.5255422-23.121.0 1(1-0.71.5250.7 1.1)88.787574.2532354q41.71.81.525M4391.8752.33.50.81.52513.510.71 11.51114.7522-2512.8)12.81.01.5252.868.7568.754( 0.

7、72530.7535M 5391.8754.26 0.81.525110.7 1 1.562q51.82.51.525168.75200-2515.3)11.01.5255.3( 0.75.3506.56255322.3 活載計(jì)算1）、活載橫向分布系數(shù)計(jì)算荷載對(duì)稱布置時(shí)用杠桿法，非對(duì)稱布置時(shí)用偏心壓力法。對(duì)稱布置：i 13已知 n=5、e=422.5cmai22(2.5252 ) 625000i 11422.55001422.5250156250000.64820.424則：56250000.241422.52500.0243562500051422.55000.2485625000雙列車：圖

8、 2-6 雙列公路 I 級(jí)荷載非對(duì)稱布置Fig.2-6 Double row road-I level of load asymmetrical arrangement12755001275250e=275cm10.42250.31562500062500010/9111275250127550030.2450.09550.025625000625000三列車：圖 2-7 雙列公路 I 級(jí)荷載非對(duì)稱布置Fig.2-7 Double row road-I level of load asymmetrical arrangemente=125cm11255000.31125250156250002

9、0.25562500010.211252500.15354625000511255000.1556250002）按順橋向活載移動(dòng)情況, 求得支座活載反力的最大值。公路 -I 級(jí)汽車荷載：a、單孔布載：Pk296.8kN / m2 ， qk 10.5kN / m2圖 2-8 公路 I 級(jí)荷載單孔單列布置Fig. 2-8 Road - I level of load single-hole and single row arrangement11/91單列車 : B10 B2296.8 1 10.5 (11 29.2) 450.1KN2B 0 450.1450.1KN雙列車： 2B900.2KN三

10、列車： 3B0.781053.23KN (0.78為折減系數(shù) b、雙孔布載：圖 2-9 公路 I 級(jí)荷載雙孔單列布置Fig. 2-9 Road - I level of load two-hole and single row arrangement單列車：B129.210.5296.8603.4KN22雙列車： 2B1206.8 KN三列車： 3B0.781411.9 KN活載橫向分布后各梁的支點(diǎn)反力：RiiB 2-2 ）表 2-2 各梁活載反力計(jì)算表Table 2-2 Calculation of anti-beam live load活載橫向分布后各梁反力匯總表荷載橫向分布情況公路 -I

11、級(jí)荷載12/91計(jì)算方法對(duì)稱布置按杠桿法計(jì)算非對(duì)稱布置按偏心受壓法計(jì)算荷載布置橫向分布系數(shù) 單孔雙孔BRiBRi0000.1881.02108.61單列行車0.64450.1288.064603.4386.180.1881.02108.6100000.000.000.62558.12748.22雙列行車0.38900.2342.081206.8458.580.62558.12748.2200.000.000.3315.97423.590.82863.651157.80三列行車0.761053.23800.451411.951073.080.82863.651157.800.3315.97423

12、.590.648291.66391.000.424190.84255.84單列行車0.2450.190.02603.4120.68-0.024-10.80-14.48-0.248-111.62-149.640.42378.08506.860.31279.06374.11雙列行車0.2900.2180.041206.8241.360.0981.02108.61-0.02-18.00-24.140.3315.97423.590.25263.31352.99三列行車0.21053.23210.651411.95282.390.15157.98211.790.1105.32141.2013/914）各

13、梁永久荷載和可變荷載的反力組合：沖擊系數(shù) 1+=1.253 ，影響線長(zhǎng)度按雙孔計(jì)：Sq(1 ) mcq ( P k ykqk)2-3）表 2-3 各梁永久荷載和可變荷載的反力組合Table 2-3 different beam counterforce combination of permanent load and variable load各梁永久荷載、可變荷載基本組合編號(hào)荷載情況1 號(hào)梁2 號(hào)梁3 號(hào)梁4 號(hào)梁5 號(hào)梁1恒載1151.791176.911176.911176.911151.792公路一級(jí)二列對(duì)稱0.00937.51574.61937.510.003公路一級(jí)二列非對(duì)稱63

14、5.09468.76302.42136.09-30.244公路一級(jí)三列對(duì)稱530.751450.721344.571450.72530.755公路一級(jí)三列非對(duì)稱530.75442.29353.83265.38176.927組合 1+2 ）1151.792114.421751.522114.421151.798組合 1+3 ）1786.881645.671479.331313.001121.559組合 1+4 ）1682.542627.632521.482627.631682.5410組合 1+5 ）1682.541619.201530.741442.291328.712.4 雙柱反力 Gi 的

15、計(jì)算G i1( R19.2 R26.7 R34.2 R41.7 R50.8)8.4G21 ( R9.2 R46.7 R34.2 R1.7 R0.8)8.4521雙柱受力見(jiàn)下圖：14/91圖 2-10 雙柱反力計(jì)算圖 /mmFig. 2-10 Reactions acting of double Pier/mm表 2-4 墩柱反力計(jì)算表Table 2-4 Calculation ofpier reaction編號(hào)荷載組合反力 G1KN ）反力 G2，并由荷載組合 彎矩計(jì)算：為求得最大彎矩值，支點(diǎn)負(fù)彎矩取非對(duì)稱布置時(shí)的數(shù)值，跨中彎矩取用對(duì)稱布置時(shí)數(shù)值。各截面彎矩計(jì)算式如下：M1-1=0M2-2=0

16、M3-3= R1 0.815/91M4-4= R1 2.5+ G1 1.7M5-5= G1 4.2 R1 5 R2 2.5各截面彎矩計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表：表 2-5 彎矩組合表Table 2-5 Combination of moments墩柱反梁支座反力各截面彎矩荷載組合情況力G1R1R2截面 2-2截面 3-3截面 4-4截面 5-5組合 (1+24141.971151.792114.420.00-921.434161.886351.27組合 (1+34168.251786.881645.670.00-1429.502618.834458.10組合 (1+45570.921682.542627.

17、630.00-1346.035264.208416.05組合 (1+54065.011682.541619.200.00-1346.032704.164612.332相應(yīng)最大彎矩值時(shí)的剪力計(jì)算：截面 11:Q左=0；Q右 R1；=截面 22:Q左=Q右 R1；=截面 33: Q左 = R1 ；Q右 =G1 R1；截面 44: Q左 =G1 R1；Q右 = G1 R1 R2 ；截面 55: Q左 =G1 R1 R2 ；Q右 =G1 R1 R2 R3；表 2-6 剪力組合表Table 2-6 Combination of shear forces梁支座反力組合情況墩柱反力R1R2R3組合 (1+2

18、4141.971151.792114.421751.52組合 (1+34168.251786.881645.671479.33組合 (1+45570.921682.542627.632521.48組合 (1+54065.011682.541619.201530.7416/91續(xù) 2-6表各截面剪力組合情截面 1-1截面 2-2截面 3-3截面 4-4截面 5-5況vV 右v 左V 右v 左V 右v 左V 右v 左V 右左組合- 2990.12990.1875.757875.76-875.760(1+21151.791151.791151.791151.7988組合- 2381.32381.37

19、35.707735.71-743.630(1+31786.881786.881786.881786.8877組合-3888.33888.31260.741260.7-(1+401682.541682.541682.5477141260.741682.54組合- 2382.42382.4763.266763.27-767.48(1+501682.541682.541682.54771682.542.5.2蓋梁內(nèi)力匯總表表 2-7 蓋梁內(nèi)力匯總表Table 2-7 capping beam internal force summary table截面號(hào)1 12 23 34 45 5內(nèi)力M 自重-1

20、0.4125-23.6875-88.7875530.75506.5625彎矩M 荷載00.00-1429.502618.838416.05M 計(jì)算-10.4125-23.69-1518.293149.588922.62左-34.125-54.375-74.25168.750V 自重-34.125-54.375223.125168.750右剪力左0.00-1786.88-1786.883888.371260.74V 荷載-1786.88-1786.883888.371260.74-1260.74右左-34.13-1841.26-1861.134057.121260.74V 計(jì)算-1821.01-

21、1841.264111.501429.49-1260.74右蓋梁各截面的配筋設(shè)計(jì)及承載力校核采用 C35 混凝土， fcd=16.1Mpa ； ftd=1.52Mpa ，主筋采用 HRB335鋼筋， I 類環(huán)境條件，保護(hù)層厚度為 30mm，結(jié)構(gòu)重要系數(shù) o 1.0 。橋規(guī)中規(guī)定作為短梁在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)的鋼筋混凝土蓋梁的縱向受拉鋼筋一般應(yīng)沿蓋梁長(zhǎng)度方向通長(zhǎng)布置，中間不要斷開(kāi)或者彎17/91起，因此1-1 ，2-2 ，3-3 截面相同，受彎矩作用，在梁的上部配置受拉鋼筋，配筋與3-3截面配置相同計(jì)算時(shí)以3-3截面為例。而4-4截面與跨中 跨中截面：跨中高 h=1800mm、寬 1500mm ，設(shè) as

22、65mm則有效高度為：h0 has1800651735mm內(nèi)力：M =8922.62 kN mf cdbx(h0 x由公式 o M)2 得8922.6210 616.1 1500 x(1735x )2解得： x = 227.9mmbh00.56 1735 971.6mm所需要的鋼筋面積： f sd Asf cdbx將 x 代入上式Asf cd bx16.11500227.9119658mm2fsd280實(shí)際選用25 根32 鋼筋，實(shí)際 As 20105mm2，分兩層布置，采用焊接鋼筋骨架：上層6 根，下層為 19 根。計(jì)算得：as48267848263 46804.246 / 2010553.

23、68mm, 取as =60mmh0h as1800601740mm配筋率：20105100%0.77%15001740min0.45f t0.451.52100% 0.24%fs280滿足要求。18/91xf sd As280 20105fcd b233.1mm受壓區(qū)高度16.1 1500b h0 0.56 1740 974mm實(shí)際承載力：M ufsd As( h0 x)228020105(0.750.05 8.4) (1740233.1)1.628986.73KN / mM8922.62KN / m所以 5-5 ，4-4 截面抗彎承載力驗(yàn)算符合要求。2 截面 3-3 ：高 h=1800mm、

24、寬 1500 mm，設(shè) as 40mm則有效高度為：h0has1800401760mm內(nèi)力：M =1518.29 kN m由公式 o Mfcd bx( h0 x )2 得1518.2910616.1 1500 x(1760 x)2解得： x =36.1mmb h0 0.561760985.6mm所需要的鋼筋面積： f sd Asfcd bx將 x 代入上式Af cd bx16.1150036.13113mm2sfsd280(2-4實(shí)際選用 10 根 20 鋼筋，實(shí)際As3142mm2，布置一層。計(jì)算得：as302040mm,取as =50mm2h0has1800501750mm配筋率：3142

25、100%0.12%1500175019/910.45f t0.451.520.24%minf s100%fs280且0.2% ，配筋符合要求。受壓區(qū)高度f(wàn)sd As2806773.8x78.54mmfcd b16.11500實(shí)際承載力：M ufsd As( h0 x)22806773.8(0.750.058.478.54) (1750)1.823190.6KN / mM1518.29KN / m所以 3-3 ，2-2 ， 1-1 截面抗彎承載力驗(yàn)算符合要求。表 2-8 截面配筋設(shè)計(jì)Table 2-8 The design section of steel reinforcement截面尺寸彎矩

26、 M實(shí)際配筋截面號(hào)b(mmh(mmMu(KN.M20/911 11500180010.4111 286773.8500.2583190.6052 21500180023.6911 286773.8500.2583190.6053 3150018001518.2911 286773.8500.2583190.6054 4150018003149.5825 3220185600.7708986.7285 5150018008922.6225 3220185600.7708986.728蓋梁斜截面抗剪承載力計(jì)算公路橋規(guī)中規(guī)定根據(jù)有關(guān)實(shí)驗(yàn)資料及有關(guān)設(shè)計(jì)資料，深受彎構(gòu)件的鋼筋混凝土蓋梁進(jìn)行斜截面抗剪承載

27、力計(jì)算公式如下：14lVh ) 10 3 bh0 (2 0.6P) f cu, k sv fsv1 (o d202-5）其中1 - 連續(xù)梁異號(hào)彎矩影響系數(shù)，計(jì)算近邊點(diǎn)梁段的抗剪承載力時(shí)，取1 =1.0，計(jì)算中間支點(diǎn)梁段時(shí)，取1 =0.9，鋼構(gòu)個(gè)節(jié)點(diǎn)附近時(shí)取 1 =0.9。sv -箍筋配筋率。fsv -箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 Mpa），取值不宜大于280Mpa。截面應(yīng)滿足下式要求：l10.33)hV(10fbho d30cu k0 2-6）l8.4 /1.8 4.6735Mpa .其中 h， fcu k1）截面驗(yàn)算1）1-1 截面：bh1500 1800mm2 ,as50mm, h01750mmvd

28、左 =34.13KN vd右 =1821.01KN所以21/91l10.34.6710.3h3)fcu k bh03351500175030(101030=7747.60 KNvd1-1 截面合格。2）2-2，3-3 截面b h1500 1800mm2 ,as50mm, h0 1750mmvd左2=1841.26KN vd右 2=1841.26KNvd左3 =1861.13KN vd右3=4111.5KN所以l10.334.6710.33h)fcu k bh0351500175030(101030=7747.60 KNvd2-2，3-3 截面合格。3）4-4，5-5 截面h 1500 1800

29、mm2 ,as 60mm, h0 1740mm vd左4 =4057.12KN vd右 4 =1429.49KNvd左5 =1260.24KN vd 右5 =-1260.24KN所以lh10.334.6710.33(10)fcu k bh01035 1500 17403030=7703.33 KNvd4-4，5-5 截面合格。由此可知蓋梁的各個(gè)截面都滿足要求。2）計(jì)算各截面配箍率。14lV1 (h ) 10 3 bh0 (2 0.6P) f cu, k sv fsv20由 d得到22/91Vd)21sv(2 0.6P) fcu , k f svl141(h )10 3 bh020斜截面的箍筋采

30、用 HRB335， f sv280Mpa ，直徑12, 采用 6肢箍筋。12的 min =0.18%1）1-1 截面vd右 =1821.01KN P1000.258 bh015001750mm2sv(1821.01)2(20.61352808.40.258)140.9 (1.8 )10 31500 175020=0.00076min =0.00181-1 截面安最小配箍率進(jìn)行配筋。2）2-2 截面vd左2= 1841.26KN vd右 2 =1841.26KN P1000.258sv(1841.26)20.61352808.4(20.258)140.9(1.8 ) 10 31500 17502

31、0=0.00078min =0.00182-2 截面按最小配箍率進(jìn)行配筋。3）3-3 截面vd左3= 1861.13KN vd右3 =4111.5KN P1000.258sv(4111.5)2(20.61352808.40.258)140.9 (1.8 ) 10 31500175020=0.0039min =0.00183-3 截面按計(jì)算配筋進(jìn)行配置。4）4-4 截面vd左4 =4057.12KN vd右 4 =1429.49KN P 1000.77023/91sv(4057.12)20.61352808.4(20.770)140.9(1.8 ) 10 31500175020=0.00336m

32、in =0.00184-4 截面按計(jì)算配筋進(jìn)行配置。5）5-5 截面vd左5=1260.24KN vd 右5=-1260.24KN P1000.770sv(1260.24)2(20.61352808.40.770)140.9(1.8 )10 31500175020=0.00032min =0.00185-5 截面按最小配箍率進(jìn)行配筋。3）計(jì)算箍筋間距。1）公預(yù)規(guī)中規(guī)定深受彎構(gòu)件的蓋梁內(nèi)設(shè)置箍筋，其直徑不應(yīng)小于8mm ，間距不應(yīng)大于 200mm。Svh11800 900mm及 400mm2）公路橋規(guī)中規(guī)定22。3）根據(jù) 3-3 截面的計(jì)算配箍率sv0.0039確定箍筋間距Asv6 113.1Sv

33、116mmsvb0.0039 15004）根據(jù)最小配箍率 sv0.0018，確定最大箍筋間距 Sv ，箍筋采用直徑12,6 肢箍筋。Asv6 113.1251.3mmSv0.0018 1500svb由以上四條取最大箍筋間距為100mm 設(shè)定各截面箍筋間距都相等）。Asv6113.10.0045 mmsv1001500Svb。4）驗(yàn)算各截面的受剪承載力1）1-1 截面24/91P1000.258 bh01500 1750mm2148.4Vu0.9(1.8)10 315001750(20.60.258)350.0045280204430.36KN1821.01KN承載力滿足要求。2）2-2 截面P

34、1000.258 bh01500 1750mm2148.4Vu0.9(1.8)10 315001750(20.60.258)350.0045280204430.36KN1821.01KN2-2 截面承載力滿足要求。3）3-3 截面P1000.258bh01500 1750mm2148.4Vu0.9(1.8)10 315001750(20.60.258)350.0045280204430.36KN1841.26KN3-3 截面承載力滿足要求。4）4-4 截面P1000.258bh01500 1750mm2148.4Vu0.9(1.8)10 315001750(20.60.258)350.0045

35、280204708.77.36KN4057.12KN4-4 截面承載力滿足要求。5）5-5 截面P1000.770 bh01500 1740mm2148.4Vu1.8)10 30.9(15001740(20.60.770)350.0045280204708.77KN1260.24KN5-5 截面承載力滿足要求。5）驗(yàn)算各斜截面的抗剪承載力。25/91按照公路橋規(guī)關(guān)于復(fù)核截面位置和復(fù)核方法的要求進(jìn)行復(fù)核外伸梁部分距支座點(diǎn) h/2 處的斜截面抗剪承載力檢查截面尺寸正截面的有效高度 h0has1800501750mm剪力計(jì)算值Vh /21821.012 / 3(1841.261821.01)1834

36、.51KN0.5110 3fcu ,k bh00.5135150017507920.15 KNVh/21834.51KN0.510 3 a2fbh0.531500 1750td01995KNVh/21834.51KN截面尺寸滿足要求，并且不需要進(jìn)行斜截面抗剪承載力的計(jì)算，僅按照構(gòu)造要求配置箍筋即可。2）復(fù)核距支座中點(diǎn)向跨中方向h/2 處的斜截面抗剪承載力a檢查截面尺寸正截面的有效高度 h0h as1800501750mm剪力計(jì)算值Vh /24057.12 8/17(4111.54057.12)4082.71KN0.5110 3fcu ,k bh00.51 35150017507920.15 K

37、N Vh/24082.71KN0.510 3 a2 f td bh00.531500 17501995KNVh/24082.71KN截面尺寸滿足要求，需要進(jìn)行斜截面抗剪承載力的計(jì)算b斜截面頂端位置的確定以距支座 h/2=900mm 處為斜截面底端位置即下圖B”點(diǎn)，現(xiàn)向跨中方向取距離為h1750mm0的截面，可以認(rèn)為驗(yàn)算截面頂端在此正截面上。由圖可知，需驗(yàn)算截面頂端位置距支座中心h017509002650mm，位于 4-4， 5-5 截面之間，可近似認(rèn)為斜截面彎矩按線性變化，則斜截面頂端截面的彎矩26/91計(jì)算值為M0 M d ,h/21.02500(170025002650)3149.58)3

38、149.582500(8922.625343.33 KN M剪力計(jì)算值V0 Vd ,h/21.01700250026501206.74)1260.742500(1429.491365.37 KN M圖 2-11 斜截面抗剪驗(yàn)算示意圖Figure 2-11 oblique section shear calculation sketch計(jì)算截面有效高度h0has1800501750mm剪跨比 m的計(jì)算值M5343.33m2.236Vh01365.371.75斜截面投影長(zhǎng)度C 為 C 0.6mh0 0.6 2.236 1750 2348mm驗(yàn)算斜截面的下端實(shí)際距支座中心26502348302mm

39、即圖中的 B點(diǎn)。C斜截面抗剪承載力計(jì)算斜截面內(nèi)縱向受拉鋼筋2532 ，主筋配筋率為 :P 1001002010515000.7701740Asv6113.10.0045 mm 0.0018sv1001500Svb27/91因此斜截面抗剪承載力為148.4Vu0.9(1.8)10 3 1500 1740 (2 0.6 0.770) 350.0045 280204708.77KN而驗(yàn)算截面處的剪力計(jì)算值V4057.121700302Vu 4708.77 KN(4111.5 4057.12) 4101.84KN1700距支座 h/2跨中點(diǎn)處斜截面抗剪承載力滿足要求。表 2-9 蓋梁各斜截面抗剪承載力

40、匯總表Table 2-9 summary table of the oblique section shear bearing capacity of beam截面號(hào)1 1左1 1右2 2左2 2右3 3左3 3右4 4左4 4右5 5左截面尺寸驗(yàn)算截計(jì)算配箍實(shí)際箍筋間實(shí)際配箍截面抗剪能剪力面率距率力h0(mV150-34.137747.600.000001000.4524004430.3617500150-1821.017747.600.076431000.4524004430.3617500150-1841.267747.600.078141000.4524004430.361750015

41、0-1841.267747.600.078141000.4524004430.3617500150-1861.137747.600.079841000.4524004430.36175001504111.507747.600.389621000.4524004430.39175001504057.127703.330.335871000.4524004708.77174001501429.497703.330.041701000.4524004708.77174001501260.247703.330.032411000.4524004708.771740028/915 51501740-12

42、60.247703.330.032411000.4524004708.77右0圖 2-11 蓋梁配筋圖 /cmFig. 2-11 Cover beam reinforcement figure/cm驗(yàn)算跨中出最大裂縫密度雙柱間蓋梁接短梁進(jìn)行跨中截面裂縫寬度計(jì)算蓋梁跨中長(zhǎng)期效應(yīng)與短期效應(yīng)組合彎矩計(jì)算。蓋梁自重在跨中產(chǎn)生的彎矩M G1 =506.56KN m上部結(jié)構(gòu)在蓋梁中產(chǎn)生的彎矩。G1G21151.79 1176.91 1.52917.16KNM G 2 =2917.16 4.2-1151.79 5.0-1176.91 2.5=3550.83KN m汽車荷載在蓋梁中產(chǎn)生的彎矩雙孔三列對(duì)稱布置2

43、9/91G1 G2 423.59 1157.80 1073.812117.93 KN2M Q1 =2117.93 4.2-423.59 5.0-1157.8 2.5=3882.86KN m雙孔三列非對(duì)稱布置1G1(423.599.2352.99 6.7282.39 4.2211.79 1.7141.20 0.8)916.09KNM Q1 =914.09 4.2-423.59 5.0-352.99 2.5=847.166KN m荷載短期效應(yīng)組合彎矩計(jì)算值M S =M G1 +M G2 + 11M Q1 =506.56+2917.16+0.7 3882.86=6141.722KN m荷載短期效應(yīng)組

44、合彎矩計(jì)算值M L =M G1 +M G2 + 21M Q1 =506.56+2917.16+0.4 3882.86=4976.864KN m計(jì)算系數(shù)C2M s10.54976.846=1.0+0.51.41帶肋鋼筋系數(shù)C1 =1.0M L6141.722C 3=(1.0+0.4l )1(0.48.41) 10.956h31.83鋼筋應(yīng)力ss 的計(jì)算30/91M s6141.722 106ss0.87h0 As0.87 1740201.8MPa20105(4 換算直徑 d 的計(jì)算對(duì)于焊接鋼筋骨架d de1.3 32 41.6(5縱向受拉鋼筋配筋率的計(jì)算As201050.006, 取0.0076

45、bh00.0076,0.21740 1500(6 最大裂縫跨度的計(jì)算WfkC1C2 C3ss (30 d)Es 0.28101.01.410.956201.83041.621050.2810)0.00760.18 mm0.2mm抗裂滿足要求。31/91橋墩墩柱計(jì)算3.1 各個(gè)墩水平力計(jì)算橋梁分為7 跨， 7 30m 的先簡(jiǎn)支后橋面連續(xù)鋪裝的橋梁，采用雙柱式加蓋梁的柔性橋墩，各墩高度相等都為3.0m。板式橡膠支座在橋墩上雙排布置，每個(gè)橋墩上布置10個(gè)；在橋臺(tái)上單排布置，每個(gè)橋臺(tái)上 5 個(gè)支座，支座尺寸為 0.4 0.4m2 ，厚度為 0.044m，剪切模量 Ge 1100 KN / m2 。支座

46、的抗推剛度為：每個(gè)橋臺(tái)上的支座總面積 Az 5 0.4 0.4m2 0.8m2 每個(gè)橋墩上的支座總面積 Ad 10 0.4 0.4m2 1.6m2對(duì)于橋臺(tái)上的支座AzGe0.81100K zte20000kN / m0.044對(duì)于橋墩上的支座AdGe1.61100K zte40000kN / m0.044橋墩剛度計(jì)算橋墩采用 C30 混凝土，其彈性模量Ec3.0 104 MPa1）各墩抗推剛度K1K 6 計(jì)算3EcIKihi3 (3-12）橋墩的抗彎慣性矩為：44d1.2I 220.2036m464643）各墩的抗推剛度為：=3 3.0 1070.2036K 墩i3678584.0 KN /

47、m34）各墩臺(tái)組合抗推剛度K 組 i32/91K 組i = 11(3-21K diK z5）按 A 種模型 橋垮結(jié)構(gòu)中所有墩、臺(tái)上面均布支座）計(jì)算的抗推剛度組合見(jiàn)表3-1表 3-1 墩 resistance to push stiffness墩臺(tái)）號(hào)墩 高LK dK zK組 iK 組 iK 組 i0臺(tái)）-20000200000.074913678584.04000037773.400.141723678584.04000037773.400.141733678584.04000037773.400.141743678584.04000037773.400.141753678584.040000

48、37773.400.141763678584.04000037773.400.14177制動(dòng)力計(jì)算 H 制公路 I 級(jí)荷載布置如圖3-14 。制動(dòng)力按車道荷載進(jìn)行計(jì)算。G10.5210 296.8=2501.8 KNH 制G10% 250.18KN根據(jù)橋涵通用規(guī)范規(guī)定不得小于90KN，取兩者中較大者，H 制 250.18KN每座橋墩 33/91溫度影響力的計(jì)算1確定受溫度影響時(shí)溫度偏移值為零的截面位置x0 ：ni 1LiK iix, LiL j 式中：10 5， t 25 Cb板式橡膠支座頂面所受到的溫度影響力H 溫 為：H 溫K組 iit (3-6汽車荷載引起的垂直力和偏心力矩計(jì)算1 汽車沖

49、擊系數(shù)11.2530對(duì)左側(cè)柱的荷載橫向分布系數(shù)m對(duì)左側(cè)柱的荷載橫向分布布置如圖，荷載橫向分布影響線可用杠桿原理畫(huà)出34/91圖 3-1 4 號(hào)墩橋面荷載縱、橫向布置及支座反力影響線(mFigure 3-1 4 # pier bridge deck load vertical and horizontal layout and bearing reaction force influence line(m求得荷載橫向分布系數(shù)m為m1(1.110.8960.7410.517)1.6272作用于墩頂上的垂直力及偏心初力矩計(jì)算2 現(xiàn)以 4 號(hào)橋墩作為例子介紹計(jì)算過(guò)程:可計(jì)算得到左側(cè)支座反力35/91R

50、左 =296.8 1 10.529.60 0.5068=454.31KN可計(jì)算得到右側(cè)支座反力R右 =10.529.60 0.5068=157.51KN由此可按支反力的偏心距離e 求得偏心力矩 M 0為M 0=（R左 -R右）e=（ 454.31-157.51 ） 0.4 =118.72KN m垂直力N汽 =R左 +R右454.31 157.51611.82KN當(dāng)計(jì)入汽車沖擊系數(shù)以及荷載橫向分布系數(shù)后，便可得到其中一個(gè)墩柱將要承受的最大外力，即M 0 =(1+)mM 0 =1.253 1.627 118.72=242.03KN mN汽 =(1+)mN汽 =1.2530 1.627 611.52

51、=1246.67KN由于汽車制動(dòng)力的溫度影響力均由每座墩臺(tái)）按全寬承擔(dān)，故為了統(tǒng)一分析將此外力值乘以每座橋墩 臺(tái)）的樁柱數(shù)，本橋?yàn)殡p柱式所以乘以2，即M 2M02 242.03 484.06KN mN汽 =2N汽 =2 1246.67=2493.3KN綜上過(guò)程歸納得到N汽 =（1+ ） m n （R +R ）M 0=（ 1+ ）m n （R +R ）柱左右柱左右令=（ 1+ ） m n柱 荷載綜合增大系數(shù)上述方法可計(jì)算出每座墩的R左、 R右 。2）等效水平力計(jì)算a墩頂在懸臂狀態(tài)下和計(jì)入非線性效應(yīng)的總水平位移a，仍然以4 號(hào)橋墩為例進(jìn)行計(jì)算。4 號(hào)橋墩： t=3mH=-120.67KNM 0 =

52、484.06KN m l EI ( )4( Nq自l )( )28 4 l3 l36/91求得 a=-0.0005403a033.151070.00017753EI0.2036M 0 l 2484.0632(向左am3.151070.0003002EI0.2036c等效水平力 H 墩 4H 效 4 =K 墩4 (aam )H 4678584.00.0005150( 0.0003)( 120.67)42.71KN墩頂分擔(dān)的附加水平力為：H 墩 4K墩H效4=-678584.0=K支 442.71= 40.33KNK 墩 4678584.0 40000墩頂處附加水平位移i 為i =H效 i(3-8

53、K墩iK 支i表 3-2 初始垂直力 N、水平力 H 及初力矩 M0 計(jì)算匯總表Table 3-2 H initial vertical force and horizontal force and moment at the beginning of M0 calculation summarytable墩臺(tái)號(hào)01234567臺(tái)）N 恒-5974.16 5974.16 5974.165974.165974.165974.16垂直N 汽-2493.32493.32493.32493.32493.32493.3力N=N 恒+N-8467.468467.468467.46-8467.46-8467

54、.46-8467.46汽初力矩-M0KN/m ）484.06484.06484.06-484.06-484.06-484.06K 組 i/ K0.0740.14170.14170.14170.14170.14170.14170.074組 i9937/91-25 C 溫度位移 上部構(gòu)造恒重，一孔重：5974.16 kN(2 蓋梁自重 墩柱自重： 3.140.6232584.82kN(4 橫系梁重： 1.5251.57.2405kN作用在墩柱底面的恒載垂直為：N=15974.16+84.82+349.5=3463.78 kN(3-923.3活載計(jì)算：?jiǎn)慰缀奢d：?jiǎn)瘟熊嚂r(shí)， B10,B2450.1kN

55、 ,B1B2450.1kN相應(yīng)的制動(dòng)力： T450.120.190.02KN按橋規(guī)取制動(dòng)力應(yīng)大于90KN，取 90.02KNb）雙孔荷載：?jiǎn)瘟熊嚕?B1153.3KN , B2450.1KN , B603.4KN相應(yīng)的制動(dòng)力： T=603.42 10%120.68 KN90KN取制動(dòng)力為 120.68 kN汽車荷載中雙孔荷載產(chǎn)生支點(diǎn)處最大反力值，即產(chǎn)生最大的墩柱垂直力；汽車荷載中單孔荷載產(chǎn)生最大偏心彎矩，即產(chǎn)生最大墩柱底彎矩。3.4雙柱反力橫向分布計(jì)算1）汽車荷載：?jiǎn)瘟熊嚕弘p列車：三列車：1115604201.1678402754200.8278401254200.6498402221 1.1

56、670.16710.8270.17310.6490.35139/913.5荷載組合最大最小垂直反力計(jì)算 單位： KNTable 3-3 variable load combination units vertical counterforce calculation (double hole /KN編最大的垂直反力 KN ） 最小直反力 KN ）荷載情況號(hào)橫向分布i1單列車1.167汽車1N橫向分布 i1.253882.32-0.167N-188.372荷載雙列車0.8271.2531250.520.173261.63三列車0.6491.2531148.190.351620.98表 34 可變

57、荷載組合最大值彎矩計(jì)算 units垂直力 KN ）對(duì)柱頂中心的彎矩編荷載墩柱頂反力計(jì)算式水平力號(hào)情況Bi1+ ）B1B1B2HH1.56B20.35上部13336.000構(gòu)造58與蓋40/91梁重2雙列0.8271.253932.820932.8326.48778900.250車23.6截面配筋計(jì)算及應(yīng)力驗(yàn)算作用于墩柱頂?shù)耐饬?垂直力：最大垂直力： Nmax 3336.58 1250.52 4587.1KN 最小垂直力 水平力： H =50 kN3彎矩： M max =326.58+78=404.49kN M作用于墩柱底的外力Nmax4587.184.824671.93KNNnin4269.4

58、084.824353.22KNM max404.49403524.49 KN截面配筋計(jì)算及驗(yàn)算1）墩柱配筋設(shè)計(jì)墩柱采用 C30 混凝土，主筋采用HRB335鋼筋，螺旋箍筋采用R235.圓柱截面：d 41.24(3-10I h0.1016464假定按墩柱一端固定，一端自由計(jì)算。則有： l02h 2 3 6m, l0 / d6/1.2 5 4.4對(duì)于此構(gòu)件需考慮構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的變形對(duì)軸向力偏心距的影響，即應(yīng)將軸向力對(duì)截面重心軸的偏心距e0 乘以偏心距增大系數(shù)。a. 荷載組合 I 時(shí)：41/91對(duì)N j4587.10，M j404.49KN mKNe0M j404.49取 rs0.9r 0.9

59、600540mmN j4557.1 10388mmrsr540 600 1140mm則截面的有效高度 h00.2e00.22.7 880.409 1.0，取1 =0.40912.71140h021.150.01 l01.150.0161.101.0，取 2 =1.0d1.21(l 0 ) 216211 21880.40111.0961400e0 h14001.2h01140查圖形截面鋼筋混凝土偏壓構(gòu)件截面抗壓承載力計(jì)算諾模圖，r0 N d 14587.1 10000.92 (3-11k13.8 6002fcd r 2k e0r0 N de0 0.14(3-12rfcd r 3e01.09688

60、(3-13r6000.16由上面數(shù)值查諾模圖得到0.002 墩柱的計(jì)算配筋率筋率進(jìn)行配筋0.005 。min0.005，故按最小配b. 荷載組合 II時(shí)：對(duì)N j4269.40，M j404.49KN mKNe0M j404.4995mmN j4269.40 103取rs0.9r 0.9 600540mm則截面的有效高度 h0rsr5406001140mm0.2950.4241.0 ，故取 1 0.42412.711401.1561.11.0,故取 21.020.011.216210.41611.091951.21400114042/91查圖形截面鋼筋混凝土偏壓構(gòu)件截面抗壓承載力計(jì)算諾模圖，r