橋梁工程畢業(yè)設(shè)計

畢業(yè)設(shè)計[論文]題目：鄧州市Y001線趙樓橋施工圖設(shè)計系別：專業(yè)：姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師：河南城建學(xué)院2012年05月25日摘要本設(shè)計題目為鄧州市Y001線趙樓橋，屬于舊橋改造工程。趙樓橋橋面凈寬為凈-7+2×0.75，設(shè)計荷載為公路Ⅱ級，人群荷載為3.0kN/m2。設(shè)計是根據(jù)交通部現(xiàn)今最新標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，對鄧州市Y001線趙樓橋進行方案比選和設(shè)計的。文中主要進行了該橋的設(shè)計和計算。文中首先對方案比選，確定采用普通鋼筋混凝土簡支T形梁橋，跨徑布置為2×20m，主梁為等截面T形梁，梁高為1.5m。并針對所選的預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T形梁橋進行了詳盡的上部結(jié)構(gòu)計算、下部結(jié)構(gòu)計算和支座的計算。上部設(shè)計主要有截面設(shè)計、荷載橫向分布系數(shù)的計算、主梁作用效應(yīng)計算、橫隔梁的內(nèi)力計算，并進行了主梁截面承載力與預(yù)應(yīng)力驗算、主梁變形驗算、行車道板的計算。下部結(jié)構(gòu)主要有蓋梁墩柱設(shè)計計算、根底計算和橋臺設(shè)計與驗算。關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土，T型簡支梁橋，橫向分布系數(shù)，灌注樁根底，埋置式橋臺。AbstractThisdesignedbridge,whichisnamedtheZhaoloubridge,istheBridgeofreconstructionproject.It’sdeckclearwidthis7+2×0.75,thedesignloadsisgradetwo,andthedesignedcrowdloadis3.0kN/m2.Thedesigned,Zhaoloubridge,iscarriedoutonthetheY001LineindengzhouisaccordingtotheMinistryofTransportation,whichisthelatestspecificationrequirements,tomaketheselectionanddesign.Thepaperdescribedthedesignandcalculationofthebridge.First,totheprogramcomparisonandselection,IdeterminedtheuseofordinaryreinforcedconcreteT-beambridgespanarrangementof2×20m.ThebeamisT-shapedbeamcross-sectionandtheheightofbeamis1.5m.Fortheselectedsimplysupported,prestressedconcreteT-beambridge,adetailedcalculationoftheupperstructureandthelowerpartofthecalculationofstructuralcalculations.Theupperpartofthedesignsectiondesign,loadlateraldistributionfactorcalculation,calculationofeffectofthemainbeamrole,crossbeamforcecalculation,andthemaingirdersectionbearingcapacityofprestressedchecking.Themainbeamdeformationchecking,calculationofthecarriagewayboard.Substructurecoveredbeampiercolumnsdesigncalculations,designandcheckingofthebasisandabutments.Keywords:reinforcedconcrete,T-typesimplysupportedbeambridge,Transversedistributioncoefficient,Pilefoundation,Embeddedtypeabutments.目錄前言11緒論21.1工程概況21.2氣象與氣質(zhì)水文條件21.2.1氣象資料21.2.2地質(zhì)資料21.2.3水文資料22初步設(shè)計42.1橋式方案的比擬42.1.1簡支梁橋的特點42.1.2連續(xù)梁橋的特點42.1.3連續(xù)剛構(gòu)橋的特點42.2橋式方案的擬定52.3主梁尺寸確實定62.3.1主梁梁肋、翼板尺寸62.3.2橫隔梁尺寸62.3.3主梁橫截面63主梁設(shè)計與計算83.1設(shè)計資料83.2主梁截面布置83.3主要內(nèi)力計算83.3.1恒載內(nèi)力計算83.3.2主梁恒載內(nèi)力匯總93.3.3橫向分布系數(shù)計算93.3.4主梁控制內(nèi)力計算123.4正截面配筋設(shè)計163.4.1正截面配筋計算163.4.2正截面承載能力復(fù)核173.5斜截面配筋設(shè)計183.5.1斜截面配筋計算183.5.2全梁承載力復(fù)核213.6主梁正常使用極限狀態(tài)驗算213.6.1裂縫寬度驗算213.6.2撓度驗算223.6.3預(yù)拱度設(shè)置243.7行車道板的計算253.7.1恒載內(nèi)力計算253.7.2活載內(nèi)力計算253.7.3作用效應(yīng)組合263.7.4截面配筋設(shè)計273.7.5截面強度驗算273.8橫隔梁內(nèi)力計算273.8.1確定作用在中橫隔梁上的計算荷載283.8.2繪制橫隔梁的內(nèi)力影響線283.8.3截面內(nèi)力計算293.8.4橫隔梁配筋303.8.5橫梁剪力效應(yīng)計算及配筋設(shè)計314支座的設(shè)計與計算324.1支座的選用324.2支座核算325蓋梁與樁柱的設(shè)計365.1墩帽〔蓋梁〕設(shè)計365.1.1墩帽〔蓋梁〕一般構(gòu)造365.1.2垂直荷載計算375.1.3蓋梁活載計算385.1.4上部恒載與活載反力匯總結(jié)果435.1.5墩柱反力G1計算435.1.6蓋梁各截面彎矩計算及組合445.1.7剪力計算445.1.8蓋梁的配筋設(shè)計455.2墩柱設(shè)計48恒載計算485.2.2活載垂直荷載計算485.2.3水平荷載計算495.2.4墩柱底截面內(nèi)力組合505.2.5墩柱配筋設(shè)計505.3樁基設(shè)計525.3.1樁長確實定525.3.2樁的內(nèi)力計算535.3.3墩頂縱向水平位移驗算555.3.4樁基配筋設(shè)計566埋置式橋臺設(shè)計586.1橋臺和根底構(gòu)造尺寸擬定586.2荷載計算586.2.1上部構(gòu)造恒載反力及橋臺臺身與根底土重的計算586.2.2土壓力的計算596.2.3支座活載反力計算616.2.4荷載組合匯總626.3承載力、穩(wěn)定性、沉降量驗算646.3.1臺前臺后填土上對基底產(chǎn)生的附加應(yīng)力計算646.3.2基底壓力計算646.3.3地基承載力驗算656.3.4基底的偏心距驗算656.3.5根底穩(wěn)定性驗算666.3.6沉降計算66結(jié)語69致謝70參考文獻71前言畢業(yè)設(shè)計〔論文〕作為一種理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)環(huán)節(jié)，是對我們綜合運用所學(xué)知識解決本專業(yè)實際問題能力的檢驗，是學(xué)習(xí)深化和知識提高的重要過程。本次鄧州市Y001線橋的施工圖設(shè)計正是一次珍貴的學(xué)習(xí)時機。我國自改革開放以來，公路橋梁建設(shè)以令世人驚嘆的規(guī)模和速度迅猛開展，取得了巨大成就。如今，在祖國的江、河、湖、海和高速公路上，不同類型、不同跨徑的橋梁，千姿百態(tài)，異彩紛呈，展示著我國交通特別是公路橋梁建設(shè)的輝煌。橋梁建設(shè)的成就和技術(shù)進步，是廣闊橋梁科技工作者才華、智慧和汗水的結(jié)晶，充分表達了我國綜合國力的增強和改革開放的成果，標(biāo)志著我國橋梁建設(shè)技術(shù)總體上進入國際先進水平。

建立四通八達的現(xiàn)代化交通網(wǎng)，大力開展交通運輸事業(yè)，對于開展國民經(jīng)濟，加強全國各族人民的團結(jié)，促進文化交流和穩(wěn)固國防等方面，都具有非常重要的作用。在公路、鐵路、城市和農(nóng)村道路以及水利建設(shè)中，為了跨越各種障礙，必須修建各種類型橋梁和涵洞，因此橋涵是交通線中的重要組成局部，而且是保證全線早日通車的關(guān)鍵。在經(jīng)濟上，橋梁和涵洞的造價一般來說平均占公路總造價的10%~20%。在國防上，橋梁是交通運輸?shù)难屎?，在需要高度快速、機動的現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，它具有非常重要的地位。自二十世紀(jì)中葉以來，由于科學(xué)技術(shù)的進步，工業(yè)水平的提高，社會生產(chǎn)力的高速開展，人們對橋梁建設(shè)提出了更高的要求?，F(xiàn)代高速公路上迂回交叉的立交橋、高架橋和城市高架道路，幾十公里長的海灣、海峽大橋，新開展的城郊高速鐵路橋與輕軌運輸高架橋等，這些新型橋梁不但是規(guī)模巨大的工程實體，而且猶如一條地上的彩虹，將城市裝扮得格外美麗。綜觀世界各國的大城市，常以耐人尋味的大橋作為城市的標(biāo)志與驕傲。因而橋梁建筑已不單純地被視為交通線上重要的工程實體，而且常作為一個國家科學(xué)技術(shù)、綜合國力的綜合表達。我們作為即將畢業(yè)的大學(xué)生，肩負著為國家建設(shè)奉獻力量的重要使命，這次畢業(yè)設(shè)計對我們未來的職業(yè)開展起著非常重要的促進作用。所以，我們要認真做好這次畢業(yè)設(shè)計，掌握豐富的知識，為祖國的橋梁事業(yè)奉獻自己的力量。1緒論1.1工程概況趙樓中橋位于鄧州市Y001線上，是Y001線上的一座重要橋梁，Y001線是鄧州市一條重要的縣鄉(xiāng)公路。本橋位于K40+382處，由于原橋為簡易混凝土板橋，橋面過窄、年久失修，加上重載交通，破壞嚴(yán)重，影響正常通行，不能滿足當(dāng)前交通量及洪水頻率的要求。因此需新建一座橋。1.2氣象與氣質(zhì)水文條件1.2.1氣象資料工程經(jīng)過區(qū)域?qū)儆诒睖貛Т箨懶詺夂?，氣候溫和，四季清楚，年平均氣?4.4℃—15.7℃，1月平均氣溫0.5℃—2.4℃，年降水量平均為709.5mm—757mm；無霜期年平均為229天—233天。地質(zhì)資料擬建橋位區(qū)地形相對平坦，河谷成“U”字型，屬沖積平原地貌，地質(zhì)鉆孔ZK1位于K40+360處，鉆孔頂標(biāo)高106.67m，孔深50.00m。根據(jù)鉆探結(jié)果及區(qū)域地質(zhì)資料，將地基土劃分為10個工程地質(zhì)層，自上而下分述如下：第=1\*GB3①層為雜填土：雜色，松散狀態(tài)，主要成分為粘性土，含磚瓦碎片及灰渣，該層分布地表，層厚1.20m。第=2\*GB3②層為粉質(zhì)粘土：褐黃-灰褐色，可塑，無搖振反響，干強度、韌性均為中等，切面光滑，層厚5.10m。第=3\*GB3③層為粉質(zhì)粘土：棕黃色，可塑，無搖振反響，干強度、韌性均為中等，切面光滑，層厚5.10m。第=4\*GB3④層為粗砂：褐黃-灰白色，飽和，稍密，級配較好，砂的主要礦物成分為長石、石英及少量暗色礦物，層厚5.40m。第=5\*GB3⑤層為粉質(zhì)粘土：褐黃-淺灰綠色，可塑，無搖振反響，干強度、韌性均為中等，切面光滑，層厚2.40m。第=6\*GB3⑥層為卵石：褐黃-灰白色，飽和，稍密，卵石母巖成分為石英砂巖，空隙填充少量砂礫石及粘性土，層厚2.40m。第=7\*GB3⑦層為粘土：棕黃-灰綠色，硬塑狀態(tài)，無搖振反響，干強度、韌性均為中等，切面光滑，層厚8.80m。第=8\*GB3⑧層為中砂：棕黃-褐黃色，飽和，中密，砂的主要礦物成分為長石、石英及少量暗色礦物，層厚2.90m。第=9\*GB3⑨層為粘土：灰綠色，半堅硬狀態(tài)，層厚7.30m。第=10\*GB3⑩層為粘土：灰綠-灰白色，半堅硬狀態(tài)，層厚8.60m。詳細情況見本工程地質(zhì)報告。1.2.3水文資料擬建橋位處河流為季節(jié)流水性河流，常年水位為105.00m，洪峰流量35m3/s，流水沖刷線位于103.00m處，地下水埋藏較淺，地下靜止水位4.60m，地下水對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)無腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)包括鋼管道有弱腐蝕性。2初步設(shè)計2.1橋式方案的比擬根據(jù)鄧州市Y001線趙樓橋所處位置的地質(zhì)水文情況并考慮橋梁長度等各種因素，初步選取了三種橋式方案：簡支梁橋、連續(xù)梁橋和連續(xù)剛構(gòu)橋。2.1.1簡支梁橋的特點主梁為主要的承重構(gòu)件，在豎向荷載作用下無水平反力。由于外力的作用方向與承重結(jié)構(gòu)的軸線接近垂直，故與同樣跨徑的其他結(jié)構(gòu)體系相比，梁內(nèi)產(chǎn)生的彎矩最大，通常采用抗彎能力強的材料來建造。為了節(jié)約鋼材和木料，目前在公路上應(yīng)用最廣泛的是預(yù)制裝配式的鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋。簡支梁橋的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、受力明確、施工方便，對地基承載力的要求不高，在溫度變化和地基不均勻沉降不會引起結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生次內(nèi)力。簡支梁橋的缺點：簡支梁橋跨越能力較小，通?？鐝匠^20m后結(jié)構(gòu)重力占總荷載比例較大，梁橋的經(jīng)濟性大大降低。2.1.2連續(xù)梁橋的特點當(dāng)簡支梁橋在支座處連續(xù)時就成為了連續(xù)梁橋。連續(xù)梁橋的跨越能力較簡支梁橋大。連續(xù)梁橋的優(yōu)點：由于連續(xù)梁橋在支座處連續(xù)，在內(nèi)外荷載作用下在支座處會出現(xiàn)較大的負彎矩，對跨中的彎矩起著卸載作用，因而可以增大單孔的跨越能力，連續(xù)梁橋可以做成變截面形式，造型美觀、節(jié)約材料，橋下凈空也較大，適合懸臂法施工。連續(xù)梁橋的缺點：連續(xù)梁橋由于在支座處連續(xù)，形成超靜定結(jié)構(gòu)，在溫度變化、主梁變形、地基不均勻沉降等作用下會產(chǎn)生較大的結(jié)構(gòu)次內(nèi)力。另外，連續(xù)梁橋較簡支梁橋施工困難，對施工過程的控制要求較高。2.1.3連續(xù)剛構(gòu)橋的特點連續(xù)剛構(gòu)橋相對于梁橋省去了支座，結(jié)構(gòu)剛度大。結(jié)合了連續(xù)梁和T型剛構(gòu)橋的受力特點，將主梁做成連續(xù)梁體與薄壁橋墩固結(jié)。連續(xù)剛構(gòu)體系的梁部結(jié)構(gòu)的受力性能如同連續(xù)梁一樣，隨著墩高的增加，薄壁橋墩對上部梁體的嵌固作用愈來愈小，逐步蛻化為柔性墩的作用。薄壁墩底部所承受的彎矩，梁體內(nèi)的軸力隨著墩高的增大而急劇減小。在跨徑大而墩高度小的連續(xù)剛構(gòu)橋中，由于體系溫度的變化，混凝土收縮等將在墩頂產(chǎn)生較大的水平位移，為減少水平位移在墩中產(chǎn)生的彎矩，連續(xù)剛構(gòu)橋常采用水平抗推剛度較小的雙薄壁墩。連續(xù)剛構(gòu)橋的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)剛度大、變形小、動力性能好，主梁變形撓曲線平緩，有利于高速行車。墩梁固接節(jié)省了大型支座的昂貴費用，減少了墩及根底的工程量；改善了結(jié)構(gòu)在水平荷載〔例如地震荷載〕作用下的受力性能。同時，連續(xù)剛構(gòu)橋也適用于懸臂法施工。連續(xù)剛構(gòu)橋的缺點：由于梁墩固結(jié)，連續(xù)剛構(gòu)橋的結(jié)構(gòu)次內(nèi)力很大，不適宜建造在地質(zhì)條件較差的地區(qū)。2.2橋式方案的擬定經(jīng)過比照上述橋式方案，初步擬定簡支梁作為趙樓橋的設(shè)計方案，理由有以下幾點：1.趙樓橋兩頭地勢平坦，陸地標(biāo)高較低。從節(jié)省路堤工程量滿足路線要求〔包括考慮設(shè)計水位，雍水高度〕出發(fā)，簡支梁橋更接近路堤標(biāo)高。因而采用簡支梁橋可降低橋頭引導(dǎo)工程量，大大減緩橋頭一道縱坡，為行車創(chuàng)造有利條件。2.從造價來看，無論連續(xù)梁橋或是連續(xù)剛構(gòu)橋都比普通鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡支梁橋得造價約高16.5%-23.7%。本著節(jié)約得原那么，選擇簡支梁橋是合理的。3.連續(xù)梁橋和連續(xù)剛構(gòu)橋為超靜定結(jié)構(gòu)，墩臺的不均勻沉陷荷位移，氣溫變化等都將產(chǎn)生超靜定內(nèi)力，即附加內(nèi)力。鄧州市所處的地區(qū)溫差較大，溫度變化引起的材料伸縮的作用時很可觀的。4.采用簡支梁橋靜定結(jié)構(gòu)，對地基條件要求低，不產(chǎn)生附加內(nèi)力，比擬平安，不存在連續(xù)梁橋和連續(xù)剛構(gòu)橋的潛在問題，對橋梁的永久性又有更大的保證。5.裝配式簡支梁橋上下部結(jié)構(gòu)可同時施工，機械化施工程度高，對于鄧州市地區(qū)氣候寒冷早，年施工期限短較為適宜。基于以上分析，同時考慮鋼筋混凝土簡支梁橋是當(dāng)今中小型橋梁方面面的主流橋形，有相當(dāng)多的經(jīng)驗可以借鑒，本設(shè)計決定采用鋼筋混凝土簡支梁的方案。設(shè)計方案為兩跨簡支T型梁橋，橋面寬度為：凈—7+2×0.75m人行道。主梁由4片梁肋間距為220cm的T形梁組成。橋墩那么選用柱式橋墩，柱式橋墩外形美觀，圬工體積小，而且重量較輕。柱式橋墩的形式，主要有單柱式、雙柱式、啞鈴式及混合雙柱式四種。根據(jù)趙樓橋所處的河床地質(zhì)條件和水流環(huán)境，決定采用雙柱式橋墩，根底那么采用灌注樁根底。橋梁概貌簡圖如下所示：圖2.1橋梁概貌圖2.3主梁尺寸確實定2.3.1主梁梁肋、翼板尺寸1.主梁的梁高和肋寬主梁的合理高度與梁的間距活載的大小有關(guān)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，對于跨徑10m、13m、16m和20m的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計所采用的梁高相應(yīng)為0.9m、1.1m、1.3m、1.5m。當(dāng)出現(xiàn)建筑高度受到嚴(yán)格限制時的情況時，主梁的高度要減小，但需增加鋼筋的用量，必要時尚需增加主梁的片數(shù)。通過對跨徑10m和20m的T形梁進行的經(jīng)濟分析說明，梁高與跨徑之比〔俗稱高跨比〕的經(jīng)濟范圍大約為1/11至1/16之間，跨徑大的取用偏小的值。根據(jù)以上分析，取用T形梁高為1.5m。梁肋寬度取18cm。2.主梁翼板尺寸主梁翼板的寬度一般視主梁間距而定，在預(yù)制時，翼板的寬度比主梁中距小2cm，以便在安裝過程中易于調(diào)整T梁的安裝位置和操作上的誤差。據(jù)此翼板寬度采用220cm。翼板的厚度應(yīng)滿足構(gòu)造和強度最小尺寸要求。根據(jù)受力特點翼板通常做成變厚度的，即端部較薄，向根部逐漸加厚。為了保證翼板與梁肋連接的整體性，翼板與梁肋間的銜接處的厚度不小于梁高的1/10。據(jù)此，翼板端部厚度取15cm，根部厚度取20cm。2.3.2橫隔梁尺寸跨中橫隔梁的高度應(yīng)保證具有足夠的抗彎剛度，通常做成主梁的高度3/4左右，取為110cm。橫隔梁的肋寬通常為12cm到18cm之間，宜做成上寬下窄、內(nèi)寬外窄的鍥形，以便脫模工作。每片主梁的每側(cè)橫隔梁為5片。2.3.3主梁橫截面主梁尺寸如圖2.2所示：圖2.2主梁橫截面圖3主梁設(shè)計與計算3.1設(shè)計資料1.跨徑：標(biāo)準(zhǔn)跨徑Lb=20m,計算跨徑L=19.50m。2.梁長：19.96m。3.橋面凈空：凈—7+2×0.75m人行道。4.橋面鋪裝：C20防水混凝土8cm厚〔r=24kN/m3〕，4cm厚瀝青混凝土面層〔r=24kN/m3〕，橋面橫坡為雙向=1.5%。5.主要材料：混凝土C30，主筋HRB335，其它HPB235，鋼筋混凝土容重為r=25kN/m3。6.設(shè)計荷載：公路-Ⅱ級,人群荷載:3kN/m2。3.2主梁截面布置圖3.1主梁橫截面布置圖〔單位：cm〕3.3主要內(nèi)力計算3.3.1恒載內(nèi)力計算假定橋面鋪裝，人行道等橋面系重量平均分?jǐn)偨o各主梁。1.橋面鋪裝瀝青混凝土：g1=0.04×7.0×23=6.44kN/m混凝土墊層：g2=0.08×7.0×24=10.08kN/m2.欄桿和人行道取欄桿和人行道單側(cè)5kN/m,那么兩側(cè)為10kN/m。橋面鋪裝、欄桿和人行道攤各主梁上恒載集度g3=(6.44+10.08+10)/4=6.63kN/m3.主梁根據(jù)計算:中主梁g4=(12.88+1.80)×25/19.96=18.39kN/m邊主梁g5=(12.98+0.902)×25/19.96=17.38kN/m4.恒載集度中主梁g=6.63+18.39=25.02kN/m邊主梁g=6.63+17.38=24.01kN/m3.3.2主梁恒載內(nèi)力匯總1.支點截面中主梁V0=gl/2=25.02×19.50/2=243.95kNM0=0邊主梁V0=gl/2=24.01×19.50/2=234.10kNM0=02.L/4截面中主梁M1/4=2=2=871.92V1/4=V0/2=120.98kN邊主梁M1/4=2=2=835.34V1/4=V0/2=117.05kN3.跨中截面中主梁M1/2=2=2=1189.23邊主梁M1/2=2=2=1131.233.3.3橫向分布系數(shù)計算該橋的寬跨比B/L=0.4503<0.5屬于窄橋,故跨中橫向分布采用修正偏心壓力法計算。1.截面重心翼板平均厚截面形心位置2.抗彎慣矩3+2+3+=3.抗扭彎矩翼板，取=1/3梁肋IT=3+=4.主梁抗扭修正系數(shù)β=5.跨中橫向分布荷載橫向分布影響線坐標(biāo)公式為:=1號梁2號梁圖3.21號梁影響線設(shè)影響線零點離1號梁距離為，那么：解得：=5.33m那么荷載橫向分布系數(shù)為：汽車荷載===0.65人群荷載=圖3.32號梁影響線設(shè)影響線零點離1號梁距離,那么：解得：那么荷載橫向分布系數(shù)為：汽車荷載=人群荷載==0.4266.支點橫向分布支點的荷載橫向分布系數(shù)的計算采用杠桿法。首先繪出1號梁和2號梁的影響線：圖3.41號梁支點處影響線圖3.52號梁支點處影響線對于1號梁：==1.2614對于2號梁：==0(負值，考慮平安而忽略)根據(jù)以上計算,將1號梁2號梁橫向分布系數(shù)匯總?cè)缦?表3.1荷載橫向分布系數(shù)匯總表位置梁位跨中支點1號梁0.650.770.45451.26142號梁0.550.4260.795503.3.4主梁控制內(nèi)力計算1.沖擊系數(shù)計算C30混凝土E=3.0×104MPa=3×1010N/m3中主梁重G=18.39×103N/m那么f1=沖擊系數(shù)2.主梁彎矩的計算計算主梁彎矩時，對跨中荷載橫向分布系數(shù)與跨內(nèi)其它各點上采用相同的?？缰凶畈焕虞d如下圖:圖3.6跨中彎矩計算圖1號梁跨中彎矩計算:汽車荷載=(1+0.296)×0.65×(178.5×4.875+7.875××19.52)=1043.99人群荷載=0.77=2.25圖3.7l/4截面彎矩計算圖1號梁1/4截面計算：汽車荷載=(1+0.296)×0.65×(7.875×43.45+178.5×3.656)=834.50人群荷載=0.7743.45=76.10同理，可以算出2號梁的彎矩：中跨883.3845.561/4跨706.1141.563.主梁剪力計算剪力的橫向分布系數(shù)是沿跨徑變化的，汽車荷載作用下支點剪力的橫向分布系數(shù)變化如下列圖所示：圖3.81號梁汽車荷載橫向分布系數(shù)沿橋跨變化圖3.92號梁汽車荷載橫向分布系數(shù)沿橋跨變化圖3.10支點剪力影響線1號梁最不利加載位置：汽車荷載支點剪力為：==同理，2號梁汽車荷載支點剪力為：==人群荷載作用下支點剪力的荷載分布系數(shù)沿橋跨變化如下列圖所示：圖3.111號梁人群荷載橫向分布系數(shù)沿橋跨變化圖3.122號梁人群荷載橫向分布系數(shù)沿橋跨變化對于1號梁同理:對與2號梁4.各梁內(nèi)力匯總表3.21號梁內(nèi)力匯總作用效應(yīng)GqrM1/21131.231043.992.25V0234.1195.1319.5表3.32號梁內(nèi)力匯總作用效應(yīng)GqrM1/21189.23883.3845.56V0243.95279.857.20根據(jù)以上內(nèi)力匯總，計算各主梁的設(shè)計內(nèi)力值：1號梁設(shè)計內(nèi)力=2891.38=575.942號梁設(shè)計內(nèi)力=2714.84=672.59同理,可求得各截面處設(shè)計內(nèi)力值,匯總?cè)缦卤?表3.4各截面內(nèi)力匯總表1號梁2號梁跨中l(wèi)/4截面支點跨中l(wèi)/4截面跨中彎矩()2891.382255.9402714.842080.820剪力()153.11397.38575.94128.13345.55672.593.4正截面配筋設(shè)計3.4.1正截面配筋計算根據(jù)內(nèi)力匯總，取設(shè)as=120mm,那么h0=1500-120=1380mm翼板計算寬度bf取以下最小值：bf=6500mmbf=2200mmbf=b+2bk+12hf=180+2×410+12×150=2800mm采用bf=2200mm1.判斷截面類型=5942.97×106=5942.972891.38屬于第一類T形截面2.求受壓區(qū)高度整理得解得(舍去)查表得滿足要求3.計算AS取用12B32鋼筋,滿足要求3.4.2正截面承載能力復(fù)核as=30+3×35.8=137.4mm，h0=h-as=1362.6mm受壓區(qū)高度截面所能承受的彎矩=滿足結(jié)構(gòu)受力需要，正截面配筋圖如下所示：圖3.13正截面配筋圖3.5斜截面配筋設(shè)計3.5.1斜截面配筋計算1.斜截面設(shè)計時以距支點h/2處剪力值為控制值。按2B32伸過支點考慮，對支點截面驗算截面的上限值：=經(jīng)驗算，滿足構(gòu)造要求。驗算是否可按構(gòu)造配置箍筋：=需按計算配箍。求可按構(gòu)造配箍的區(qū)段長度為2.設(shè)計剪力的分配根據(jù)《公橋規(guī)》規(guī)定，混凝土與箍筋承當(dāng)剪力值不小于0.6Vd，本次設(shè)計取值為0.6Vd。0.6Vd=0.6×630.84=378.50kN那么彎起鋼筋承當(dāng)值為0.4Vd=252.34kN。3.箍筋的配置箍筋采用A8雙肢箍筋,Asv=101mm2。對于支點截面，主筋A(yù)s=1609mm2縱向配筋百分率那么箍筋間距==165.2mm取=150mm4.彎起鋼筋的布置第一排彎起鋼筋第一排彎起鋼筋承當(dāng)剪力值所需彎起鋼筋面積：=彎起2B32,As=1609mm2。滿足受力要求。第二排彎起鋼筋設(shè)計值采用第一排彎起鋼筋處剪力值,距支點距離：這里，33mm為架立鋼筋凈保護層厚，30mm為主筋凈保護層厚，25.1mm為架立筋B22的外徑，35.8mm為主筋外徑。第二排彎起鋼筋需面積：仍彎起2B32,As=1609mm2。滿足受力要求。第三排鋼筋第三排彎起鋼筋設(shè)計用第二排彎起鋼筋彎起處的剪力值,其距支點距離第三排彎起鋼筋需要的面積仍采用縱向彎起2B32,As=1609mm2。第四排鋼筋=3913.5mm需用面積:仍用縱向主筋彎起,2B32,。第五排仍用縱向主筋彎起,2B32,，能確保平安，計算從略。為保證平安，另加第六、第七排斜筋，分別采用2B16加焊筋。其面積為：圖3.14彎起鋼筋布置圖圖3.15剪力分配圖圖3.15彎矩包絡(luò)圖為了滿足斜截面的抗彎要求，還需做出彎矩包絡(luò)圖，及將正截面計算出的所能抵抗彎矩平均分配給每根主筋，按照彎起位置引起的彎矩變化繪制主梁各個截面的抵抗彎矩圖，如圖3.15所示。3.5.2全梁承載力復(fù)核通過繪制全梁承載能力包絡(luò)圖可見：全梁根本組合彎矩變化曲線均位于鋼筋逐步彎起后的全梁正截面抗彎能力彎矩折線形圖以內(nèi)，足以保證全梁各承載面承載平安。全梁配筋構(gòu)造均滿足《公橋規(guī)》相關(guān)規(guī)定要求，如各主筋的彎起點距其充分利用點距離均大于梁高一半，即h/2,故斜截面抗彎能力滿足要求，不再對此進行核算。3.6主梁正常使用極限狀態(tài)驗算3.6.1裂縫寬度驗算求縱向主筋百分率主筋為帶肋鋼筋，取C1=1.0。T形梁，取C3=1.0。長期效應(yīng)組合內(nèi)力為≈1564.69短期效應(yīng)組合內(nèi)力為=短期效應(yīng)組合引起開裂截面縱向主筋應(yīng)力最大裂縫寬≈0.159mm本橋?qū)儆冖蝾惌h(huán)境滿足抗裂性要求。3.6.2撓度驗算1.等效截面抗彎強度開裂截面先按矩形截面計,換算截面重心在翼板內(nèi),即,那么有整理得解得應(yīng)在梁肋內(nèi)，故按T形截面計算，即：解得：應(yīng)取換算截面慣矩：==開裂截面抗彎剛度全截面換算截面重心解得應(yīng)取全截面剛度=換算截面重心至受拉邊緣距離:換算截面對受拉邊緣彈性抵抗矩:換算截面重心以上局部對重心軸靜矩:==求開裂彎矩C30混凝土，=2.01MPa=等效截面抗彎剛度==2.消除結(jié)構(gòu)自重影響后的長期撓度因，故滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。3.6.3預(yù)拱度設(shè)置荷載短期效應(yīng)組合并考慮長期效應(yīng)影響產(chǎn)生的長期撓度為：=應(yīng)設(shè)置預(yù)拱度。預(yù)撓度值按結(jié)構(gòu)自重和1/2可變荷載頻遇值計算的長期撓度采用。這里，汽車活載不計沖擊，故有=故簡支T梁預(yù)制時，其跨中預(yù)拱度值取22mm，其余各點位預(yù)拱度值按拋物線取值即可。3.7行車道板的計算3.7.1恒載內(nèi)力計算每米板長恒載集度:瀝青混凝土混凝土墊層T形梁翼板那么彎矩剪力3.7.2活載內(nèi)力計算行車道板的活載內(nèi)力的計算按鉸接懸臂板計算，其計算圖示如下列圖：圖3.16鉸接懸臂板行車道板內(nèi)力計算圖式：圖3.17行車道板內(nèi)力計算圖式由圖中幾何關(guān)系知：懸臂根部的荷載分布寬度為:作用于每米寬板條上的彎矩為:==作用于每米寬板條上剪力按自由懸臂板計算,車輪靠板根部布置,且有，那么：3.7.3作用效應(yīng)組合當(dāng)橋面板按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時，一般應(yīng)考慮作用效應(yīng)根本組合，并根據(jù)《橋規(guī)》規(guī)定來求得內(nèi)力計算值。效應(yīng)組合：=3.7.4截面配筋設(shè)計取由解得：取所需鋼筋面積：配置9B12鋼筋，As=1017mm2，滿足要求。3.7.5截面強度驗算取凈保護層30mm,B12鋼筋外徑13.9mm,那么滿足要求滿足要求同時，還需配置垂直主筋方向的構(gòu)造鋼筋，采用B8@150。3.8橫隔梁內(nèi)力計算在鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋中,橫隔梁對于加強結(jié)構(gòu)的橫向聯(lián)系,保證結(jié)構(gòu)的整體性,起著很大的作用,尤其是在車輛荷載和橋?qū)挷粩嘣龃蟮那闆r下,橫隔梁的計算已成為整個設(shè)計中比擬重要的一局部。在設(shè)計中，可以偏平安的用中橫隔梁的設(shè)計來代表所有其他橫隔梁的設(shè)計，只需按求出的中橫隔梁的剪力和彎矩配筋和強度驗算即可。3.8.1確定作用在中橫隔梁上的計算荷載跨中橫隔梁的最不利荷載布置如下列圖所示：圖3.18跨中橫隔梁的受力圖式縱向一行輪重對中橫隔梁的計算荷載為：汽車荷載：=3.8.2繪制橫隔梁的內(nèi)力影響線由前面計算知①號梁橫向影響線豎標(biāo)值為：②號梁橫向影響線豎標(biāo)值為：1.繪制彎矩影響線對于②號和③號梁之間的截面彎矩影響線可計算如下：P=1作用在①號梁軸上時：==-0.69P=1作用在④號梁軸上時：==-0.41P=1作用在③號梁軸上時：==0.616有了這三個豎標(biāo)值和影響線折點位置，就可以繪出影響線：圖3.19中橫隔梁內(nèi)力影響線2.繪制剪力影響線對于①號主梁處截面的影響線可計算如下P=1作用在截面以右時：即〔就是①號梁的荷載橫向影響線〕P=1作用在截面以左時：即截面內(nèi)力計算將所求的計算荷載在相應(yīng)的影響線上按最不利加載，對于汽車荷載并計入沖擊作用〔〕，那么：汽車荷載產(chǎn)生的彎矩汽車荷載產(chǎn)生的剪力=鑒于橫隔梁的恒載內(nèi)力甚小，計算可略去不計，并考慮到可變作用中汽車荷載效應(yīng)占總效應(yīng)的百分比，那么承載能力極限狀態(tài)下作用效應(yīng)根本組合設(shè)計值為：負彎矩由人群荷載控制:橫隔梁配筋1.正彎矩配筋把鋪裝層計入截面，那么橫梁翼板有效寬度取以下最小值:①1/3跨徑：②按標(biāo)準(zhǔn)要求取小者，即。暫取，那么按《公預(yù)規(guī)》條規(guī)定：即：解得由公式得選用4B16，。滿足要求驗算截面抗彎承載力：2.負彎矩配筋取a=3cm由得：即：解得計算得選用4B16，此時驗算截面抗彎承載力：橫梁正截面含筋率：大于《公預(yù)規(guī)》條規(guī)定的受拉鋼筋最小配筋百分率0.20%。滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。3.8.5橫梁剪力效應(yīng)計算及配筋設(shè)計按《公預(yù)規(guī)》條抗剪承載力驗算要求：那么橫梁只需要按構(gòu)造配置抗剪箍筋，選用雙肢A8箍筋，4支座的設(shè)計與計算4.1支座的選用參照《標(biāo)準(zhǔn)圖》，為改善行車平順性，采用板式橡膠支座，板式橡膠支座具有減震性強、易安裝、節(jié)省鋼材等優(yōu)點。所采用的橡膠板式支座的平面尺寸a×b=200mm×300mm，高h=49mm，橡膠層數(shù)為7，構(gòu)造示意如下圖：圖4.1板式橡膠支座構(gòu)造圖〔單位：mm〕4.2支座核算1.支座平面尺寸校核由滿足支座平均壓應(yīng)力要求控制，即滿足要求2.支座厚度確定常溫下支座剪切變形模量，對寒冷地區(qū)〔環(huán)境溫度在-10℃以內(nèi)〕加重力鋼板長、短邊尺寸：中間橡膠層單層厚支座形狀系數(shù)支座抗壓模量兩端支座等厚，主梁溫度變形由兩端支座均攤，那么每一支座承當(dāng)剪切變形：寒冷地區(qū)，溫度取34℃-〔-10℃〕=44℃，對混凝土橋，主梁計算混凝土收縮徐變，暫按降溫5℃計。支座橡膠總厚度應(yīng)滿足因墩臺帽未設(shè)橫坡，，那么考慮制動力影響時應(yīng)參加制動力產(chǎn)生的支座剪切變形。因兩端支座尺寸與類型一致，抗推剛度相同，故每端支座應(yīng)當(dāng)擔(dān)負一半跨內(nèi)制動力?？紤]雙車道按同向行駛單列計：但不得小于90/2=45kN，故取T=45kN,全橋4片主梁，每端支座數(shù)4，故每一支座承當(dāng)制動力T=45/4=11.25kN。計入制動力影響時，應(yīng)滿足：故實際支座橡膠層總厚采用值：滿足要求不計制動力時計入制動力時均滿足支座剪切變形要求。3.支座平均壓縮為了使支座與主梁底不發(fā)生腹空現(xiàn)象，從而滿足轉(zhuǎn)角要求，為保證支座穩(wěn)定，應(yīng)限制其豎向壓縮變形，要求。=0.5395mm式中Eb—橡膠彈性體體積模量，Eb=2000MPa主梁撓曲引起的梁端轉(zhuǎn)角:那么可見,滿足要求。4.加重力鋼板厚鋼板用屈服極限。取實際規(guī)定其最小厚度。5.支座抗滑穩(wěn)定驗算不計制動力時滿足要求。計入制動力時滿足要求。故支座不會發(fā)生相對滑移，能保證使用平安。5蓋梁與樁柱的設(shè)計5.1墩帽〔蓋梁〕設(shè)計蓋梁是將上部結(jié)構(gòu)的恒載和活載傳遞給下部墩柱的重要部件，需要對蓋梁的所承受的荷載進行計算，并按要求進行配筋和驗算，從而保證整個橋梁那結(jié)構(gòu)的使用平安。墩帽〔蓋梁〕一般構(gòu)造蓋梁的尺寸如下列圖所示：圖5.1橋墩一般構(gòu)造圖〔單位：cm〕圖5.2墩帽〔蓋梁〕一般構(gòu)造圖〔單位：cm〕5.1.2垂直荷載計算1.上部構(gòu)造恒載垂直反力邊梁中梁2.蓋梁自重及內(nèi)力計算擋塊自重1-1截面：自重。彎矩剪力。2-2截面：自重。彎矩。剪力。3-3截面：自重彎矩剪力4-4截面：自重彎矩剪力。5-5截面：自重彎矩。剪力。表5.1蓋梁自重及內(nèi)力表編號自重/kN彎矩/kN*m剪力/kNQ左Q右1-117.97-6.83-20.07-20.072-225.17-11.60-27.27-27.273-352.12-40.08-54.2294.504-4102.1747.5042.3542.355-5146.6270.7900蓋梁活載計算1.活載橫向分配荷載對稱布置用杠桿法,非對稱布置用偏心壓力法(上部主梁由左至右依次編號為1號,2號,3號,4號)。①單列偏載：1號梁:圖5.31號梁橫向分布系數(shù)計算圖示2號梁:圖5.42號梁橫向分布系數(shù)計算圖示②單列對稱1號梁：圖5.5杠桿法計算1號梁橫向分布系數(shù)圖示2號梁:圖5.6杠桿法計算1號梁橫向分布系數(shù)圖示③雙列偏載1號梁:圖5.71號梁橫向分布系數(shù)計算圖示2號梁:圖5.82號梁橫向分布系數(shù)計算圖示④雙列對稱1號梁:圖5.91號梁橫向分布系數(shù)計算圖示同理,可計算出2號梁的橫向分布系數(shù):2.汽車順橋行駛公路-Ⅱ級均布荷載公路-Ⅱ級集中荷載計算彎矩效應(yīng)時計算剪力效應(yīng)時①單孔單列荷載圖5.10單孔荷載支點反力計算圖總反力:2.雙孔單列汽車荷載圖5.11雙孔荷載支點反力計算圖3.汽車荷載橫向分配后各梁支點反力表5.2汽車荷載橫向分配后各梁支點反力Ri(單位：kN)計算方法荷載布置橫向分布系數(shù)mcq單孔荷載雙孔荷載BRiBRi按偏心受壓法計算單列偏載1號梁0.537295.761158.824374.538201.1272號梁0.346102.334129.593號梁0.346102.344129.594號梁0.537158.824201.127雙列偏載1號梁0.655296.761193.724375.538245.3222號梁0.55162.669205.9963號梁0.55162.699205.9964號梁0.655193.724245.322按杠桿法計算單列偏載1號梁0297.7610376.53802號梁0.5147.733187.2693號梁0.5147.733187.2694號梁000雙列偏載1號梁0.307298.76190.74377.538114.9832號梁0.693205.052259.5553號梁0.693205.052259.5554號梁0.30790.74114.983計算公式為:式中Ri——考慮橫向分配后第i號梁在橋墩處的支點反力〔kN〕;B——汽車荷載順橋向行駛，在橋墩處產(chǎn)生的總反力〔kN〕;4.人群荷載〔q=3kN/M〕計算單孔布載雙孔布載表5.3人群荷載反力表荷載布置橫向分布系數(shù)mcrBR單孔荷載1號梁0.77830.0123.3482號梁0.42612.7853號梁0.42612.7854號梁0.77823.348雙孔荷載1號梁0.77860.0242.6962號梁0.42625.5693號梁0.42625.5694號梁0.77846.696單孔對稱1號梁1.26130.0137.8432號梁03號梁04號梁1.26137.843雙孔對稱1號梁1.26160.0275.6852號梁03號梁04號梁1.26175.685上部恒載與活載反力匯總結(jié)果表5.4各梁反力匯總表〔單位:kN〕荷載情況1號梁2號梁3號梁4號梁上部構(gòu)造恒載456.94476.64476.64456.94雙孔雙列對稱布置114.983259.555259.555114.983雙孔雙列非對稱布置245.322205.996205.996245.322人群荷載對稱布置75.6850075.685人群荷載非對稱布置46.69625.56925.56946.6965.1.5墩柱反力G1計算G1計算公式為：分別計算上部恒載、雙孔雙列對稱布置、雙孔雙列非對稱布置和人群荷載對稱布置這幾種情況下墩柱的反力，并匯總?cè)缦拢罕?.5墩柱反力匯總表荷載情況計算結(jié)果〔〕上部恒載=933.58雙孔雙列對稱布置=374.538雙孔雙列非對稱布置=451.318人群荷載對稱布置=75.6855.1.6蓋梁各截面彎矩計算及組合表5.6蓋梁各截面彎矩匯總表荷載情況各截面彎矩()1-12-23-34-45-5上部恒載①0-91.388-411.246208.386208.386汽車荷載②對稱0-29.68-133.558301.918301.918非對稱0-63.322-284.95260.66560.665人群荷載③對稱0-15.137-68.117-68.117-68.117非對稱0-9.339-42.026-8.787-8.787墩帽自重④-6.83-11.6-40.0847.570.79對稱-8.196-182.091-804.863653.458681.406非對稱-8.196-222.696-987.592382.153415.658上部構(gòu)造恒載及活載引起的彎矩5.1.7剪力計算組合公式1.2×(①+④)+1.4×②+0.8×1.4×③表5.7剪力匯總表荷載情況墩柱反力各截面剪力()1-12-23-34-45-5左右左右左右左右左右上部恒載933.580-456.94-456.94-456.94-456.94476.64476.64000汽車荷載對稱374.5770-118.397-118.397-118.397-118.397334.982334.982000非對稱451.3190-316.613-316.613-316.613-316.613265.858265.858000人群荷載對稱75.7090-75.709-75.709-75.709-75.70900000非對稱72.2650-46.696-46.696-46.696-46.69625.56925.569000墩帽自重220.07-20.07-27.27-27.27-54.2294.542.3542.3500組合結(jié)果對稱-24.084-873.575-905.9151091.7620-864.935-873.5751154.34250.820非對稱-24.084-1074.125-1108.9511023.6270-1067.969-1073.1251086.20750.8205.1.8蓋梁的配筋設(shè)計蓋梁采用C30混凝土，主筋采用HRB335級鋼筋，跨中最大彎矩,支點最小負彎矩1.跨中配筋設(shè)計由正截面強度計算公式由，解得=34.48查表選用8B25鋼筋，滿足要求2.支點處配筋設(shè)計支點處鋼筋先將跨中鋼筋局部彎起用于抵抗支座處的負彎矩，如果彎起鋼筋缺乏以抵抗負彎矩再加配鋼筋。解得=45.68彎起4根主筋，故還需配筋在本例中，選配4B25，作為架立筋，滿足配筋條件。3.抗彎承載力校驗(跨中截面)對于5-5截面應(yīng)滿足滿足要求。4.截面抗剪檢驗根據(jù)《公預(yù)規(guī)》規(guī)定，應(yīng)滿足滿足要求。分布鋼筋選用HPB235鋼筋取直徑為12mm。箍筋選用HPB235級鋼筋直徑取10mm,箍筋間距取150mm。5.斜截面抗剪承載力校驗滿足要求。6.蓋梁結(jié)構(gòu)圖見圖紙。5.2墩柱設(shè)計5.2.1恒載計算一孔上部構(gòu)造恒載。蓋梁自重293.24。一根墩柱自重系梁自重樁身每延米自重5.2.2活載垂直荷載計算1.雙柱反力橫向分布系數(shù)計算①單列布載雙列布載人群荷載圖5.12單雙列布載圖2.雙柱垂直反力計算表5.8墩柱垂直反力計算表荷載布載方式B/kN最大垂直力最小垂直力K1(1+)BK1K2(1+)BK2公路Ⅱ級雙孔單列374.540.9375453.170.062530.21雙孔雙列749.080.6145594.0840.3855372.59人群雙孔60.021.30778.446-0.307-18.426公路Ⅱ級單孔單列295.760.9375357.8510.062523.857雙孔雙列591.520.6145469.1190.3855294.297人群單孔30.011.30739.223-0.307-9.213根據(jù)上部結(jié)構(gòu)計算結(jié)果，表中沖擊系數(shù)〔1+〕=1.2906。人群荷載內(nèi)力不計沖擊系數(shù)。3.最大彎矩計算表〔單孔布載〕表5.9最大彎矩計算表荷載布載方式B1/kNB2/kNA墩底彎矩B墩底彎矩K10.25(1+)(B1-B2)K1K20.25(1+)(B1-B2)K2公路Ⅱ級單孔單列295.7600.937589.4630.06255.964單孔雙列591.5200.6145117.280.385573.574人群荷載單孔30.0101.3079.806-0.307-2.303水平荷載計算水平荷載的計算采用集成剛度法進行各墩水平力分配。1.墩臺剛度計算支座抗推剛度墩柱橡膠支座橡膠板尺寸20cm×30cm×4.9cm,厚度為49mm,剪切模量Ge=1.2MPa,那么有：每個墩支座抗推剛度：橋臺支座抗推剛度：圖5.13墩柱抗推剛度計算圖該橋為一墩兩柱式，采用C25混凝土，彈性模量：。橋墩〔臺〕與支座串聯(lián)，其剛度為：橋墩橋臺2.汽車制動力分配與計算①制動力的計算雙孔布載時，依據(jù)《通用標(biāo)準(zhǔn)》，制動力不得小于90，故取HT=90。②制動力的分配，那么得橋墩摩阻力由于大于0號臺及2號臺制動力，取制動力控制設(shè)計。3.溫度影響力的分配根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求計算，計算結(jié)果見匯總表。表5.10各墩臺水平荷載匯總墩〔臺〕號荷載類型012汽車制動力16.5628.4416.56溫度影響力38.920-38.92墩柱底截面內(nèi)力組合將墩底截面進行匯總并按表5.11進行內(nèi)力組合：墩柱配筋設(shè)計1．由內(nèi)力組合表知，有以下兩種組合控制設(shè)計。其一，1.2×(①+②+③)+1.4×⑦+0.7×1.4×(⑧+⑩+eq\o\ac(○,11))，此時彎矩最大。代入數(shù)值得,。其二，1.2×(①+②+③)+1.4×⑤+0.7×1.4×(⑨+⑩+eq\o\ac(○,11))，此時豎向力最大。代入數(shù)值得,。2．配筋設(shè)計:取混凝土保護層厚度ag=5cm。，假定墩柱一端固定一端自由，由，需考慮撓曲對縱向彎曲的影響。按第一種內(nèi)力組合控制設(shè)計時，,式中；；。代入數(shù)值得表5.11墩柱底截面內(nèi)力組合表截面位置內(nèi)力編號A柱底截面B柱底截面N/kNH/kNMN/kNH/kNM①上部荷載933.58933.58②蓋梁自重146.62146.62③墩柱自重169.65169.65④雙孔單列453.1764.7930.214.319⑤雙孔雙列594.08484.936372.5953.284⑥單孔單列357.85189.46323.8515.964⑦單孔雙列469.119117.28294.29773.574⑧人群單孔39.2239.806-9.213-2.303⑨人群雙孔78.4460-18.4260⑩溫度影響力30.84/2109.48230.84/2109.482eq\o\ac(○,11)雙孔制動力27.301/296.91927.301/296.9191.2×(①+②+③)+1.4×④+0.7×1.4×(⑨+⑩+eq\o\ac(○,11))2211.13556.978292.9791524.05656.978208.321.2×(①+②+③)+1.4×⑤+0.7×1.4×(⑨+⑩+eq\o\ac(○,11))2408.41557.978321.1832003.38956.978276.8711.2×(①+②+③)+1.4×⑥+0.7×1.4×(⑨+⑩+eq\o\ac(○,11))2039.2558.978327.5211524.18356.978208.3661.2×(①+②+③)+1.4×⑦+0.7×1.4×(⑨+⑩+eq\o\ac(○,11))2195.02559.978376.0751902.80756.978303.02按第二種內(nèi)力組合控制設(shè)計時，,，同理可得現(xiàn)采用16根B22的HRB335型鋼筋進行配置,配筋率。配筋設(shè)計以第一種組合情況為依據(jù)。由公式，驗算截面承載力。根據(jù)公式，假設(shè)時，A=2.334，B=0.519，C=1.914，D=0.9397，此時，最接近實際值。豎向力驗算：==彎矩驗算：==5.3樁基設(shè)計樁長確實定根據(jù)《地基根底標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，摩擦單樁受壓容許承載力[Rg]可按下式計算，樁直徑1.4m,成孔直徑1.45m,樁周長，修正系數(shù)，清孔系數(shù)m0=0.7,樁底截面面積A=1.539m2,樁底土的容許承載力[]=240kPa,修正系數(shù)。設(shè)樁的入土深度在地面下h,將各參數(shù)代入公式得：==155.9+130.4h每延米樁的重量q1=38.465kN,每延米置換土重q2=27.702kN?？紤]地面處，一根樁受到所有豎向荷載包括：N1為兩跨恒載反力，N2為蓋梁自重反力，N3為系梁自重反力，N4為一根墩柱自重，N5為兩跨汽車活載反力，N6為兩跨人群荷載反力，最大沖刷線〔即地面線〕以下樁身自重與換置土重的差值也作為外荷載考慮。++++++()=933.58+146.62+102/2+169.65+594.08+78.45+(38.465-27.702)=由得，h=15.19m，取h=16m。5.3.2樁的內(nèi)力計算1.計算寬度：2.變形系數(shù)：式中；。3.樁的換算深度故按彈性樁計算，當(dāng)時，按計算。4.最大沖刷線〔本設(shè)計為地面線〕處樁上外力P0、Q0、M0的計算〔按一跨活載〕=2256.225=5.最大沖刷線以下深度Z處樁截面上的彎矩Mz及水平壓應(yīng)力計算見下表：表5.12截面彎矩計算表005.776010376.074376.0740.550.25.7760.196960.9980615.5434375.342390.8881.110.45.7760.377390.9861729.7824370.872400.6551.660.65.7760.529380.9586141.777360.508402.2852.220.85.7760.645610.9132450.9495343.345394.3952.7715.7760.723050.8508957.0608319.998377.0583.321.25.7760.761830.7241560.1212272.334332.4553.881.45.7760.764980.6869460.3698258.34318.714.351.65.7760.737340.5937358.1885223.286281.4754.991.85.7760.684880.4988954.0486187.619241.6685.5425.7760.614130.4065848.4652152.904201.3696.652.45.7760.443340.2426234.98791.243126.237.762.85.7760.269960.1197921.304445.04966.3549.73.55.7760.050810.013544.009765.0929.10211.0845.7760.000050.000810.003940.3050.309值由凌志平編《根底工程》附表1、4查得彎矩圖如下所示圖5.14彎矩圖值計算見下表：表5.13水平應(yīng)力計算表005.7762.440661.6210000.550.25.7762.117791.290882.016715.858017.874721.110.45.7761.802731.000643.433769.0817912.51511.660.65.7761.502680.749814.2928710.207914.50082.220.85.7761.22370.537274.661179.7525114.431692.7715.7760.970410.361194.620468.1953912.81583.321.25.7760.745880.219084.261685.9651110.22673.881.45.7760.551750.107933.677913.428517.106414.351.65.7760.38810.024222.956610.879283.835934.991.85.7760.25386-0.03572.17569-1.45880.716825.5425.7760.14696-0.07571.39945-3.4361-2.03676.652.45.7760.00348-0.11030.03976-6.0064-5.96677.762.85.776-0.691-0.1054-0.9201-6.6988-7.61899.73.55.776-0.105-0.0569-1.74896-4.5251-6.274111.0845.776-0.108-0.014-2.0546-1.3496-3.4042水平壓力圖如下所示：圖5.15水平壓力圖墩頂縱向水平位移驗算1.樁在最大沖刷線處水平位移和轉(zhuǎn)角==符合標(biāo)準(zhǔn)要求。==2.墩頂至最大沖刷線處距離,縱向水平力引起的墩頂位移：彎矩引起的墩頂位移=3.墩頂水平位移=4.水平位移允許值，符合要求。樁基配筋設(shè)計1.樁身截面材料強度驗算最大彎矩出現(xiàn)在Z=1.66m處，該截面上=根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，取配筋率，那么選用16根B25的HRB335型鋼筋進行配置,,滿足構(gòu)造要求。樁身混凝土為C25，取。按《根底工程》表3.14得樁的計算長度為，式中由《公預(yù)規(guī)》第5.3.10條規(guī)定，不再考慮構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的撓曲對軸向力偏心距的影響。，。根據(jù)公式，偏心距，假設(shè)時，查得A=2.4501，B=0.4699，C=2.0507，D=0.8483，代入上式算得，最接近實際值。因此得：====可見，樁身材料足夠平安，故裂縫寬不在驗算。2.繪制樁柱配筋圖繪制的配筋圖見所附圖紙。6埋置式橋臺設(shè)計6.1橋臺和根底構(gòu)造尺寸擬定1.根底分為兩層，每層厚度為0.5m,臺前襟邊和臺階的寬度為相同值0.4m,臺后襟邊和臺階寬度為相同值0.2m。根底采用C25素混凝土，容重為24kN/m3?；炷恋膭傂越菫椋骸８椎臄U散角為：，因此，擴大根底滿足剛性角的要求。2.橋臺構(gòu)造采用埋置式U形橋臺，臺身采用C25片石混凝土澆筑，容重為。橋臺帽，橋頭搭板均采用C25混凝土，。臺后和溜坡填土，內(nèi)摩擦角為：，黏聚力C=0。3.橋臺尺寸布置圖如下：圖6.1橋臺尺寸布置圖〔單位：cm〕6.2荷載計算上部構(gòu)造恒載反力及橋臺臺身與根底土重的計算各項數(shù)值匯總于下表〔注：表中彎矩以順時針方向為正，逆時針為負，水平力以向右為正。以下同。〕根據(jù)表中統(tǒng)計得：,表6.1橋臺恒載計算表編號計算式豎向力P/kN對基底e/m彎矩11.0×1.549×8×25309.81.25387.2521.6×0.5×8×251600.9515230.5×2.4×0.35×2×25212.9561.9540.5×2.5×2.4×0.5〔0.35+0.7〕×5078.752.55200.8151.5×2.0×8×25600160061.5×5×8×2313801138070.5×1.6×5×8×23736-2.083-208.5380.5×3.7×8.8×24390.720.139.0790.5×4.3×9.6×24495.360010〔0.5×12.36×2.4-0.5×1.6×5〕×1361473.15-1.125-1657.76110.5×〔5.38+7.98〕×0.8×3.9×34708.614-0.074-52.43120.5×0.4×4.3×2×1729.2400130.5×0.4×8.8×1729.24-1.95-58.34140.3×0.6×0.2×2×25〔抗震擋塊〕1.80.450.81150.2×1.0×0.35×2×253.51.254.37516上部結(jié)構(gòu)恒載933.580.48448.12土壓力的計算土壓力按臺背豎直，a=0；填土的內(nèi)摩擦角為：，臺背〔圬工〕與填土間外摩擦角：計算；臺后填土為水平：。1.臺后填土外表沒有活載時的土壓力計算臺后填土自重引起的主動土壓力計算式為：式中：；B為橋臺寬度取為8m；H為基底至填土外表的距離，取為10.249m;為主動土壓力系數(shù)。=①水平向的分力作用點距離基底形心的距離:水平力產(chǎn)生的彎矩:②豎向的分力作用點距離基底形心的距離:水平力產(chǎn)生的彎矩:2.臺后填土外表有汽車荷載時的土壓力計算由于汽車荷載換算的等代均布土層厚度為。對臺背豎直，==0.583在破壞棱體的長度范圍內(nèi)只能布下一輛重車，因是雙車道，所以那么臺背在填土自重連同車輛荷載作用下所引起的土壓力計算式為：=①水平向的分力作用點距離基底形心的距離:水平力產(chǎn)生的彎矩:②豎向的分力作用點距離基底形心的距離水平力產(chǎn)生的彎矩:支座活載反力計算1.橋上有汽車和人群作用且臺后無荷載①汽車和人群荷載反力橋跨上的汽車荷載布置采用等代荷載與反力影響線面積求得，如下列圖所示：圖6.2橋墩荷載布置②汽車制動力制動力為車道荷載標(biāo)準(zhǔn)值在加載長度上總重10%計算，但不小于90kN。根據(jù)橋墩計算結(jié)果，按照墩臺剛度分配至橋臺的制動力為17.695kN。2.橋上和臺后均有汽車荷載且車輛在臺后①汽車和人群荷載反力汽車荷載布置如下列圖所示：圖6.3橋跨和后臺荷載布置由于支座作用點在基底形心右側(cè)，為了在活載作用下得到最大的逆時針向的力矩，應(yīng)使橋跨上活載產(chǎn)生的順時針力矩最小。那么汽車支座反力人群支座反力對基底形心產(chǎn)生的彎矩②汽車制動力根據(jù)橋墩計算結(jié)果，按照墩臺剛度分配至橋臺的制動力為17.659kN。③橋上無汽車荷載且臺后有汽車荷載此時，將車輛荷載換算為均布土層，求算臺后土壓力，詳見前述土壓力計算局部。3.支座摩阻力橡膠支座摩擦系數(shù)取，那么支座摩阻力為：對基底形心產(chǎn)生的彎矩為6.2.4荷載組合匯總1.在荷載匯總表中,考慮荷載布置情況為四種:①橋上由活載，臺后無活載；②橋上、臺后均有汽車荷載；③橋上無汽車，臺后由汽車；④無上部結(jié)構(gòu)。2.由于剛性擴大根底在設(shè)計時考慮了剛性角的要求，可不進行根底本身強度的驗算表6.2荷載組合匯總表荷載類型荷載情況水平力/豎直力/彎矩/〔〕永久作用1297.33臺后自重-1682.63530.53-5747+928.43-1908.86601.86-6910.07+1053.26臺前土壓力408.12285.76支座摩阻力186.71587汽車+人群a581.96+60〔581.96+60〕b153.56+60〔153.56+60〕cd000荷載情況組合方式a.橋上有活載，臺后無活載根本組合-1461.28989.68-4546.06長期組合-1274.518604.504-3143.944短期組合-1461.218989.68-4546.06b.橋上、臺后均有汽車荷載作用根本組合-1687.448232.61-5789.07長期組合-1500.748504.47-4263.58短期組合-1687.448632.61