桥梁全长131.56m公路-Ⅰ级四车道5X25m预应力混凝土简支转连续箱梁设计论文说明书

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1、本科生毕业设计目 录摘要IABSTRACTII第1章 绪论11.1 选题的目的及意义11.2 国内外研究状况21.3 工程概况21.3.1 水文、地质条件21.3.2 施工条件21.4 技术标准31.5 主要材料规格31.6 结构形式31.7 设计要点31.8 施工要点4第2章 水文计算52.1 水面宽度及过水面积计算52.1.1 地质剖面图52.1.2 过水断面计算52.2 设计流量及流速的计算62.3 桥长的计算72.4 桥面中心最低设计高程的计算82.5 一般冲刷线计算92.6 局部冲刷132.6.1 652式公式132.6.2 651修正式公式152.7 最大冲刷线高程172.8 本章

2、小结17第3章 上部结构设计183.1 设计资料及材料183.1.1 主要技术标准183.1.2 主要材料183.1.3 桥面铺装193.1.4 施工方式193.2 桥型布置及孔径划分193.3 主梁横截面设置193.3.1 主梁间距与主梁片数193.3.2 主梁截面细部尺寸193.3.3 主梁主要截面尺寸拟定193.3.4横截面沿跨长的变化203.4 荷载信息213.4.1 单元划分213.4.2 恒载内力计算223.4.3 活载内力计算223.4.4 温度变化的影响223.4.5 收缩徐变的影响223.5 简支转连续施工过程233.6 结构内力计算233.6.1 恒载内力计算233.6.2

3、 活载内力计算243.7 次内力计算343.7.1 温度变化产生的次内力计算343.7.2 基础不均匀沉降次内力计算373.8 内力组合373.8.1 承载能力极限状态下的效应组合383.8.2 正常使用极限状态下的效应组合423.9 预应力钢筋计算及布置503.9.1 配筋计算503.9.2 预应力钢束的布置523.9.3 预应力损失计算543.10 配束后主梁内力603.10.1 施工阶段主梁内力计算603.10.2 收缩次内力613.10.3 徐变次内力633.11 主梁截面强度验算643.12 应力验算653.12.1 正常使用阶段验算混凝土法向应力及主应力验算653.12.2 正常使

4、用阶段钢束应力验算703.12.3 受弯构件的变形验算753.13 本章小结75第4章 下部结构设计764.1 设计资料764.1.1 拟定桥墩及基础尺寸764.1.2 承台底面形心荷载计算764.2 桩顶荷载计算784.2.1 桩的计算宽度的确定784.2.2 桩的变形系数的确定784.2.3 桩顶刚度系数的计算794.2.4 承台底面形心位移的计算804.2.5 桩顶荷载的计算814.3 桩长计算814.4 桥台824.5 本章小结84第5章 施工方案设计855.1 桩基础施工工艺855.1.1 施工方法855.1.2 施工要点855.1.3 截桩头及无损检测875.2 承台、系梁施工方法

5、875.3 墩台身施工885.3.1 墩台施工885.4 梁的预制、运输与安装885.4.1 梁的预制885.5 体系转换895.6 桥面铺装895.7 本章小结90结论91参考文献92致谢93摘 要汤旺河桥的中心桩号K256+432.50，桥梁全长131.56m，桥面净空：2净-12.0m，设计公路等级为一级公路，汽车荷载等级公路-级，设计车道数为四车道。桥梁上部结构采用525m预应力混凝土简支转连续箱梁；下部结构采用双柱式桥墩与肋板式桥台，钻孔灌注桩基础。本桥设计包括四部分：第一部分水文计算，包括最小桥孔净长度，桥面中心线最低高程计算及确定，冲刷计算；第二部分上部结构设计，包括平、纵、横设

6、计，主梁配筋设计；第三部分下部结构设计，包括墩台及基础尺寸的拟定，桩长的计算；第四部分施工方案设计。其中，设计重点是上部结构设计。通过以上设计和验算，表明本设计方案是合理可行的。关键词：上部结构；简支转连续箱梁；预应力混凝土；双柱式桥墩；肋板式桥台；钻孔灌注桩基础ABSTRACT Tangwanghe bridge, centeral milestone is K256+432.50, the overall length of bridge is 131.56m, the cleance of bridge is 212.0m, road quality is class-, design

7、load is truck-. Superstructure of the bridge uses 525m prestressed concrete simple supported-continuous prestressed box beam, and substructture adopts double pier shaft with ribbed slab abutment, and bored pile foundation.There are four compenents though out the design. The first part is hydrologica

8、l computations, including minimum and net length of bridge span determination and minimum elevation of conterral bridge deck computation and determination and minimum and scour computation; The second part is superstructure design, including plan ,lateral and lengitudinal of bridge design, prestress

9、ed strands design of girder; The third part is substructure design, including pier and abutment ,checking computation and the calculation of pile strength ;The forth part is constructtion plan design . Above all, the major one is superstructure design.By design and checking computations, the design

10、plan is reasonable.Keywords: Superstructure Simple supported-contious prestressed box beam Prestressed concrete Double pier shalt Ribbed slab abutmen Bored pile foundation95第1章 绪 论1.1 选题的目的及意义毕业设计是土木工程专业本科培养计划中最后的一个主要教学环节，也是最重要的综合性实践教学环节，目的是通过毕业设计这一时间较长的教学环节，培养土木工程专业本科毕业生综合应用所学基础课、技术基础课及专业课知识和相关技能，解

11、决具体问题的土木工程设计问题所需的综合能力和创新能力。和其他教学环节不同，毕业设计要求学生在指导老师的指导下，独立系统的完成一项工程设计，解决与之有关的所有问题，熟悉相关设计规范、手册、标准图以及工程实践中常用的方法，具有实践性、综合性强的显著特点。因而对培养学生的综合素质、增强工程意识和创新能力具有其他教学环节无法取代的重要作用。同时，在完成毕业设计的过程中，还要求我们同时运用感性和理性知识去把握整个建筑的处理，这其中就包括建筑外观和结构两个方面。还要求我们更好的了解国内外建筑设计的发展现状及趋势，更多的关注这方面的学术动态，以及我们在以后的土木工程专业方向有更大的造诣。汤旺河区（局）位于黑

12、龙江省东北部，伊春市区北部，小兴安岭南坡北部及部分北坡。北纬482218484830、东经12851513080。图1.1 汤旺河地理位置汤旺河水系是黑龙江水系的松花江下游的一条主要支流，被誉为松花江干流的北岸第一河汤旺河水系全长509公里，流经伊春全境，是伊春的母亲河，有东汤旺河、西汤旺河、二青河、白桦河、通江河、汤洪沟等支流。近年来，汤旺河区（局）面对日益减少的资源和增支减收的严峻形势，立足本局旅游资源实际，把旅游业作为“五大接续产业”之一，充分利用丰富的森林资源和独特的地质地貌，投资上亿元用于旅游业的开发，努力建设成为“生态平衡，环境优雅，景观独特，功能完善”的生态旅游城镇，开发建设了集

13、国家地质公园、国家森林公园、中国青少年科学考察探险基地于一体的林都伊春的龙头景区汤旺河林海奇石风景区，先后制定了一系列优惠政策，优先发展，以专题推进抓落实的方式全面开展了旅游开发工作，使旅游业不断发展壮大，促进了区域经济的发展。基于此种目的修建一座既能为景区添彩又能方便民众的现代化的桥梁已经迫在眉睫。1.2国内外研究状况预应力混凝土连续梁桥具有变形小、结构刚度好、行车平顺舒适、伸缩缝少、养护方便、抗震能力强等优点1。在跨径40200m范围内优势明显,这种桥型在国外桥梁建设中得到广泛应用2。我国自50年代中期开始修建预应力混凝土梁桥，至今已有40多年的历史，比欧洲起步晚，但近年来发展迅速，在预应

14、力混凝土梁桥的设计、结构分析、实验研究、预应力材料及工艺设备、施工工艺等方面日新月异，预应力混凝土梁桥的设计与施工技术都已经达到相当高的水平。近些年国内所修建的高等级公路的大、中桥几乎都是采用预应力简支转连续方法施工的。在交通运输工程事业蓬勃发展的今天，推广此方法必将收到良好的经济和社会效益，也使标准化桥梁设计前进了一大步。1.3工程概况1.3.1水文、地质条件汤旺河区受内陆和海上高低气压反季风交替影响，四季气候有显著差异，属于寒温带大陆性季风气候。冬季漫长，受极地大陆气团控制，干燥、严寒。夏季短促，日照时间长，受热带海洋气团影响，降水多且集中。春秋两季气候多变，春季多大风，降水少， 秋季降温

15、急骤，常有冻害发生。汤旺河区的降水表现出明显的季风性特征。夏季受东南季风的影响，降水充沛，占全年降水量的65%左右；冬季在干冷西北风控制下，干燥少雪，仅占全年降水量的5%；春秋分别占13%和17%左右。1月份最少，7月份最多。1.3.2施工条件省级施工条件,建筑材料供应良好。1.4 技术标准桥面净空：2净12.0m公路等级：一级公路设计荷载：公路-级设计水位：113.80m 1.5主要材料规格主梁采用 C50混凝土，预应力钢筋采用规格，普通钢筋中主筋为HRB335钢筋，箍筋为R235钢筋，构造钢筋为R235钢筋。普通钢筋强度设计值如表1.1所示表1.1 普通钢筋强度设计值（Mpa）钢筋种类符号

16、HRB335335280280R235235195195（1）水泥：主梁和行车道板湿接缝的C50混凝土浇筑。（2）预应力钢绞线：抗拉极限强度为1860Mpa，规格，松弛系数0.3。（3）锚具：锚具采用M15-3、M15-4、BM15-5型夹片式系列锚具，管道成孔采用钢波纹管。（4）其它材料：砂，石，水的质量均按有关条文办理。墩、台帽、耳墙、背墙采用C30混凝土。墩身、台身、系梁、承台、基桩采用C30混凝土。砂、石、水的质量要求均按公路桥涵施工技术规范有关规定的要求。1.6 结构形式（1）上部结构采用525m预应力混凝土结构。（2）墩台形式：桩柱式桥墩，肋板式式桥台。（3）基础为钻孔灌注桩基础1

17、.7设计要点（1）水文部分按谢才公式计算。（2）横向分布系数用杠杆法和刚接梁法。（3）主梁配筋满足抗裂性和使用性能的要求。（4）下部结构的选择满足能承受上部传来的承载力的要求。（5）施工上选择满足质量要求上最短的施工方法。1.8施工要点（1）基桩1）钢筋混凝土钻孔桩，在造孔完毕和清孔后应进行质量检查，其允许偏差应符合交通部颁发公路桥涵施工技术规范（以下简称桥施规）的质量的检查标准。2）为确保基桩质量，要求清除水下钻渣，灌注混凝土之前应再次探测孔底的沉淀，不的超过桥施规要求。3）钻孔桩的混凝土质量按桥施规规定作探孔取样检查。（2）墩身、耳墙1）本设计墩身为圆型截面的轻型结构。用定型模板立模施工。

18、2）耳墙混凝土浇注顺序，应先浇注悬臂然后逐次浇至背墙。耳墙对帽梁产生较大的弯扭力矩，因此在拆除模支架是应避免造成大的冲击力。（3）桥台根据具体情况本设计采用桩柱式桥台，故在施工时台背及锥坡顶处，应逐层夯实，为减少水平土压力，不能用大型的机械推筑高和填压的方法。该设计有关施工工艺及质量检查标准按公路桥涵施工技术规范有关规定办理，另外尚需注意下列几点：1）上部结构施工采用就地现浇一次落架施工方法，因此应保证施工的连续性，以保证施工质量，以保证结构的承载能力。2）梁体混凝土必须达到75%设计强度时方准施加预应力（检验混凝土强度时应注意试件的取样及养生条件需与主梁梁体混凝土相符合）。3）管道形成按预埋

19、波纹管设计。第2章 水文计算2.1水面宽度及过水面积计算2.1.1地质剖面图图2.1 河床断面图2.1.2过水断面计算按形态断面图计算。具体计算见下表2.1。表2.1 过水断面计算表桩号（K256+）河床高程（m）水深（m）平均水深(m)间距湿周过水面积（）累计面积（）合计312.1113.8063.3=61.94m317.1113.40.40.25.05.021.01.0339.5112.81.00.722.422.4115.716.7续上表374.0112.11.71.3534.534.5146.663.3400.1109.24.63.1526.126.2682.2145.5=640.1=

20、120.26m418.1107.26.65.61818.11100.8246.3434.0106.77.16.8515.915.91108.9355.2457.2106.47.47.2523.223.20168.2523.4467.3107.36.56.9510.110.1470.2593.6483.0110.03.85.1515.715.9380.9674.5493.5112.11.72.7510.510.7128.9703.4504.9112.41.41.5511.411.4117.7721.1=45.1=40.45m518.5112.61.21.313.613.6017.7738.853

21、0.8113.50.30.7512.312.339.2748533.9113.800.153.13.110.5748.52.2设计流量及流速的计算查表可知=25 =50 =0.5 根据谢才-曼宁公式3： （2.1）式中：粗糙系数,查表取=25 =50；水力半径， ；洪水比降,取0.5。流速、流量计算：河槽部分： 左滩部分： 右滩部分： 全断面设计流量：全断面设计流速：2.3 桥长的计算 应用桥下过水面积计算桥孔长度经验公式 4 ： (2.2)式中：0.84； 0.9； 设计流量； 天然河槽流量； 天然河槽宽度。所以：初拟跨径为25m，共五跨。试算：初步计算桥台、桥墩桩号如下表2.2。表2.2

22、桥墩台里程桩号墩台号0号桥台1号桥墩2号桥墩3号桥墩4号桥墩5号桥台里 程桩 号K256+370.00mK256+395.00mK256+420.00mK256+445.00mK256+470.00mK256+495.00m2.4 桥面中心最低设计高程的计算本桥所建位置不通航，故桥高: (2.3) 式中：桥面最低高程（m）； 设计水位（m）； 各种水面升高值总和（m）； 桥下净空安全值（m）； 桥梁上部构造建筑高度（m），包括桥面铺装。根据调查，本河段其他引起水位升高的因素可忽略，只计算壅水高度即可。壅水高度按公式2.4计算： (2.4) 式中：桥前最大壅水高度（m）； 修正系数，当桥下河床为

23、岩石或有铺砌时，取1.0； 定床壅水系数，； 冲刷后桥下平均流速（m/s），当桥下河床为岩石或有铺砌时，即为； 冲刷前桥下平均流速（m/s），为设计流量除以桥下净过水面积； 天然状态下桥孔部分的平均流速（m/s）； 河槽平均流速（m/s）； 河床质中值粒径，即按质量计50%都较它小的粒径（mm）河床断面平均水深冲刷前桥下平均流速：冲刷后桥下平均流速，由桥位断面图可知，河槽底部为黏土，取其：天然状态下桥孔部分的平均流速：修正系数：定床壅水系数：桥下壅水高度取：按设计洪水通过要求的桥面最低高程5采用桥下净空0.50m,桥梁上部结构高度则2.5一般冲刷线计算河槽部分：根据64-2 简化公式计算： (

24、2.5) 式中:桥下一般冲刷后的最大水深（m）；单宽流量集中系数，；桥下河槽部分的设计流量（）；天然状态下河槽部分的设计流量（）；天然状态下河滩部分设计流量（）；桥长范围内河槽跨度（m），当河槽能够扩宽至全桥时取用桥孔总长度，即=L（两桥台前缘间的桥孔长度）；只有当桥孔压缩部分为河滩且桥下河槽又不扩宽时，=（天然河槽宽度）；设计水位下，在宽度范围内，桥墩阻总水面积，与桥下毛过水面积的比值；=；其中为冲刷前桥下有效过水面积（m2），其中不包括桥墩和涡流所占的过水面积；为冲刷前墩台侧面涡流所占的过水面积（m2）。对于一般宽浅河流，可以认为各桥墩处的水深近似相等则可用墩宽闭上墩间距，即（其中b为桥墩

25、宽度，L为桥墩中心间距）；桥墩水流侧向压缩系数；桥下河槽最大水深（m）； =119.5m =0.027 =0.96 m =7.4m 则=9.10m 所以冲刷线高程：113.80-9.10=104.70m101.40m，在第三层内。根据641修正公式计算 （2.6） 式中：桥下河槽部分桥孔过水净宽（m），当桥下河槽能扩宽至全桥时，即为全桥桥孔过水净宽； 桥下河槽平均水深（m）； 一般冲刷计算层的河槽平均粒径（m），当桥下河床由多层成分不同的土质组成，分层土河床的冲刷可采用逐层渐进计算法进行，即当多层土计算时，与应为同层，否则重新计算； E与汛期含沙量有关的系数，按表2.3选用。表2.3 E值表含

26、沙量10E0.460.660.86E=0.86， =5.36m=119.5-41.3=114.3m =10.50m所以冲刷线高程：113.80-10.50=103.3m101.40m，在第三层内。 河滩部分： （2.7）式中：桥下河滩部分通过的设计流量（），； 桥下河滩最大水深（m）； 桥下河滩平均水深（m）； 河滩部分桥孔净长（m）； 河滩水深1米时，非粘性土不冲刷流速（m/s）。左滩部分： =1.7m=2.6m所以冲刷线高程：113.80-2.6=111.2m101.4m 在第三层内。右滩部分： =2.0 =1.7m =3.3m所以冲刷线高程为：113.80-3.3=110.50m101.

27、4m 在第三层内。2.6局部冲刷2.6.1 652式公式当时： （2.8）当时： （2.9）式中：桥墩局部冲刷深度（m）； 墩行系数； 河床颗粒影响系数，； 桥墩计算宽度（m）； 一般冲刷后的最大水深（m）； 河床计算层泥沙的平均粒径（m），当桥下河床由多层成分不同的土质组成，分层土河床的冲刷可采用逐层渐进计算法进行； v 一般冲刷后墩前行进流速（m/s）； 河床泥沙启动流速（m/s），； 墩前泥沙起冲流速（m/s），； 指数，。按642简化式结果进行计算，考虑104.7-101.4=3.3m可直接用第三层指标进行计算。 =0.75m/s =4.22m/s , =0.329 =0.12 =0.

28、637 =1.00 =2.65m 按64-1修正式结果进行计算 ， =0.652 =2.55113.80-10.50-2.55=100.75m101.4m,在第四层内。所以应按粘性土计算： 当2.5时 （2.10） 当2.5时 （2.11） =8.072.5，则=1.49m 113.80-10.50-1.49=101.81m101.40m,在第三层。根据计算结果表明在第三层和第四层交界线上，即=113.80-101.40-10.50=1.90m2.6.2 651修正式公式当时： （2.12）当时： （2.13） 式中：桥墩局部冲刷深度（m）； 墩行系数； 河床颗粒影响系数，； 桥墩计算宽度（m

29、）； 一般冲刷后的最大水深（m）； 河床计算层泥沙的平均粒径（m），当桥下河床由多层成分不同的土质组成，分层土河床的冲刷可采用逐层渐进计算法进行； v 一般冲刷后墩前行进流速（m/s）； 河床泥沙启动流速（m/s），； 墩前泥沙起冲流速（m/s），； 指数，。按642简化式结果进行计算 =0.52m/s ,=1.981=0.23=0.63=3.34m113.80-9.1-3.34=101.36m101.4m,在第四层内。所以应按粘性土计算：=72.5，则=1.72m113.80-9.10-1.72=102.98m101.40m,在第三层。根据计算结果表明在第三层和第四层交界线上，即=113.8

30、0-101.40-9.10=3.3m按64-1修正式结果进行计算=0.53m/s，=0.23m/s=0.65=3.24m113.80-10.50-3.24=100.06m101.4m,在第四层内。所以应按粘性土计算：当2.5时 （2.14）当2.5时 （2.15）=8.072.5，则=1.49m113.80-10.50-1.49=101.81m101.40m,在第三层。根据计算结果表明在第三层和第四层交界线上，即=113.80-101.40-10.50=1.90m2.7最大冲刷线高程冲刷值组合6：一般冲刷：按64-2简化式计算：冲刷线高程104.70m 按64-1修正式计算：冲刷线高程103.

31、30m局部冲刷：按64-2简化式与65-2式组合的局部冲刷：102.50m 按64-2简化式与65-1修正式组合的局部冲刷：101.40m 按64-1修正式与65-2式组合的局部冲刷：101.40m 按64-1修正式与65-1修正式组合的局部冲刷：101.40m根据实践经验取河槽的最大冲刷线高程为：101.40m2.8本章小结本章主要是通过已知的设计水位计算得出桥梁总长为125m、桥面中心最低标高为115.99m，从而定出此桥为5跨的预应力连续箱梁、每孔的标准跨径为25m，初步确定各墩台的中心桩号，进一步计算得一般冲刷为10.50m，局部冲刷为1.9m。第3章 上部结构设计3.1设计资料及材料

32、3.1.1主要技术标准道路等级：一级公路；荷载等级：公路-级；桥面净空：2净-12.0米；环境类别：类；通航要求：无通航。3.1.2主要材料1、混凝土预制主梁、现浇湿接缝、桥面现浇层均采用C50号混凝土，桩基础采用C30号混凝土。2、预应力钢绞线采用标准的低松弛高强度预应力钢绞线应符合GB/T5224-2003的规定公称。直径15.2mm，公称截面面积，抗拉强度标准值，弹性模量。3、普通钢筋主筋采用HRB335，箍筋及构造钢筋采用R235，所用钢筋符合国家标准的规定，且焊接钢筋应满足可焊要求。普通钢筋强度设计值如表3.1：表3.1 普通钢筋强度设计值（Mpa）钢筋种类符号HRB33533528

33、0280R2352351951954、锚具预制箱梁正弯矩钢束采用M15-3、M15-4型夹片式系列锚具及其配套设备，管道成孔采用钢波纹管；箱梁墩顶处负弯矩钢束采用BM15-5型夹片式锚具及其配套的设备，管道成孔采用钢波纹扁管钢波纹管及扁管的钢带厚度不应小于0.35mm。3.1.3桥面铺装 采用80mm厚混凝土现调平层， 100mm厚沥青混凝土桥面铺装。3.1.4施工方式 简支转连续施工法。3.2 桥型布置及孔径划分为缩短工期，提高行车舒适性，综合分析比较各类桥型后最终采用预应力混凝土连续梁桥，跨径为525m，施工方法为简支转连续。考虑伸缩缝的设置，在桥两端分别设置160型伸缩装置。3.3 主梁

34、横截面设置3.3.1 主梁间距与主梁片数（1）主梁间距：3400mm（2）主梁片数：4片3.3.2 主梁截面细部尺寸桥面净宽为2x净-12m。由于采用简直转连续的施工方法，主梁先预制再运输、 吊装就位，因此横截面布置时应考虑到施工中的吊运能力，为保证预制简支箱梁在制作、运输和安装中的稳定性，在支座处设置端横隔梁。3.3.3 主梁主要截面尺寸拟定 具体尺寸见图3.1图3.4（图中单位均为mm）。 (a)支点截面 (b)跨中截面图3.1 中梁横断面尺寸 (a)支点截面 (b)跨中截面图3.2 内边梁横断面尺寸图(a)支点截面 (b)跨中截面图3.3 外边梁横断面尺寸图3.3.4 横截面沿跨长的变化

35、为加强桥跨结构横向连接的可靠性，同时，为了保证主梁在制作、运输、安装中的稳定性，在横向设置横隔梁，每跨设置2道横隔梁（不设中横隔梁），同时为了改善梁端部区段由于集中力的作用而引起较大局部应力的情况，也为了布置锚具的需要，梁壁为配合钢束弯起而从距跨中10300mm处开始向支点逐渐加厚，到距跨中11800mm处壁厚加厚结束，开始进入了实心部分，如图3.4所示（参考通用图），主梁采用等高形式。（a） 中跨（b） 边跨图3.4 横截面沿跨长变化图 (单位：mm)图3.5 全桥单元离散图 经计算，尺寸合格，继续进行计算。3.4荷载信息3.4.1单元划分本桥计算采用平面杆件体系有限元程序桥梁博士软件计算分

36、析。全桥划分单元时，应在综合考虑结构在施工过程及正常使用阶段控制设计的截面位置，使控制截面位于单元节点处。该设计为简支转连续梁桥，结合施工、使用中结构的受力特性及预应筋束布置，将全桥划分为160个单元、161个节点，节点号与控制截面对应关系见表3.2。表3.2节点号与控制截面对应表34628303133永久支座点变化开始点变化结束点变化开始点变化结束点临时支座点永久支座点35363860626365临时支座点变化开始点变化结束点变化开始点变化结束点临时支座点永久支座点67687092949597临时支座点变化开始点变化结束点变化开始点变化结束点临时支座点永久支座点991001021241261

37、27129临时支座点变化开始点变化结束点变化开始点变化结束点临时支座点永久支座点131132134156158159临时支座点变化开始点变化结束点变化开始点变化结束点永久支座点进行结构内力计算之前，对全桥进行单元划分，根据桥梁博士节点划分原则，在各控制截面及截面有变化处划分节点，在截面无变化处平均1米划分一个节点。3.4.2 恒载内力计算1、一期恒载内力的计算一期恒载集度为箱梁集度，本设计将箱梁横载集度作为均布集度作用在相应的单元。本设计恒载内力的计算采用桥梁博士软件进行计算。2、二期恒载内力的计算7堵头板G=1.944K端横隔梁=22.80KN/m填心混凝土极度=19.60 KN/m湿接缝=

38、4.68KN/m100mm沥青混凝土、80mm混凝土铺装层、防撞护栏：=17.52KN/m。3.4.3活载内力计算活载内力计算为基本可变荷载(公路-级)在桥梁使用阶段所产生的结构内力。3.4.4温度变化的影响考虑升温温差和降温温差及非线性温度梯度的影响，竖向温度梯度曲线见图3.6。3.4.5收缩徐变的影响本设计在估束阶段不考虑收缩徐变的影响。图3.6 竖向温度梯度曲线3.5 简支转连续施工过程简支转连续施工顺序如图3.7图3.7 施工顺序示意图3.6 结构内力计算3.6.1恒载内力计算恒载内力计算结果见表3.33.4。表3.3 中梁恒载内力计算结果项 目剪力(kNm)弯矩(kN)支点变化结束点

39、L/4L/2支点变化结束点L/4L/2一期恒载g1(kN/m)边跨47.434.915.4-13.9-0.23966.3171176中跨56.148.229.26.56-218-13027.2152二期恒载g2(kN/m)边跨19415673.5-49.6-0.915292770845中跨24921513612.6-1.19e+03-792-80.6383表3.4 边梁恒载内力计算结果项 目剪力弯矩（KN）支点变化结束点L/4L/2支点变化结束点L/4L/2一期恒载g1(kN/m)边跨38.917.5-6.9328-0.21534.687.089.5中跨2824.014.5-7.62-107-

40、62.715.460.6二期恒载g2(kN/m)边跨18613965.9-43.6-0.898262690760中跨22119112010.7-1040-687-56.23533.6.2活载内力计算活载内力计算为基本可变荷载(公路-级)在桥梁使用阶段所产生的结构内力。1、冲击系数8冲击系数为，其中，值可按下式计算： 当1.5Hz时， =0.05 当1.5Hz14Hz时， =0.1767-0.0157 当14Hz时， =0.45式中：结构基频（Hz）。 桥梁结构的基频反映了结构的尺寸、类型、建筑材料等动力特性内容，它直接反映了冲击系数与桥梁结构之间的关系。不管桥梁的建筑材料、结构类型是否有差别，

41、也不管结构尺寸与跨径是否有差别，只要桥梁结构的基频相同，在同样条件的汽车荷载下，就能得到基本相同的冲击系数。 桥梁的自振频率（基频）宜采用有限元方法计算，对于连续梁结构，当无更精确方法计算时，也可采用下列公式估算： （3.1） （3.2） （3.3）（a） 弯矩图（b）剪力图图3.8 一期恒载内力图（a） 弯矩图（b）剪力图图3.9 二期恒载内力图（a） 弯矩图（b）剪力图图3.10 恒载内力图式中：结构的计算跨径（）；结构材料的弹性模量（）；结构跨中截面的截面惯矩（）；结构跨中处的单位长度质量（kg/m），当换算为重力计算时，其单位应为（）；结构跨中处延米结构重力（kN/m）；重力加速度，。

42、计算连续梁的冲击力引起的正弯矩效应和剪力效应时，采用；计算连续梁的冲击力引起的负弯矩效应时，采用。弹性模量，计算得出跨中截面惯矩，计算得G=26.54KN/m，将数据代入上式： =9.462HZ =16.436HZ当1.5Hz时， =0.05 当1.5Hz14Hz时， =0.1767-0.0157 当14Hz时， =0.45、2、车道折减系数本设计利用桥梁博士软件计算，自动计入车道折减系数。3、主梁跨中的荷载横向分布系数跨中荷载横向分布系数计算采用刚接梁法9。（1）边跨荷载横向分布系数计算边跨等代简支梁主梁抗弯惯矩计算。五等跨常截面连续梁的边跨按等刚度原则变换常截面简支梁，断面布置不变，每片箱

43、梁的抗弯、抗扭刚度仍彼此相等只是大小发生变化。其值按下式计算： （3.4） （3.5）式中：边跨的等刚度常截面简支梁的抗弯惯矩； 抗弯惯矩修正系数； 连续箱梁一片主梁跨中截面抗弯惯矩; 边跨的等刚度常截面简支梁的抗扭惯矩； 抗扭惯矩修正系数； 连续箱梁一片主梁跨中截面抗扭惯矩。抗扭惯矩一般按公式3.6计算 (3.6)图3.11 主梁抗扭惯矩计算简化图则=0.271=0.449 =0.27比例系数:比例系数取值按公式3.73.8计算 （3.7） （3.8）式中：I主梁抗弯惯矩；主梁抗扭惯矩；单位宽度的桥面板抗弯惯矩；l主梁的计算跨径；主梁间桥面板的跨度；主梁间桥面板净跨度的一般；相当于的常厚度桥

44、面板的厚度。=3.35m、=0.367m、l=25m、=0.18m=0.1907=0.0038=0.449、=0.27主梁间横向分布系数影响线数值见表3.5表3.5 边跨主梁间横向分布系数影响线数值梁号1号2号3号4号10.00380.19070.4790.3160.1680.03720.00380.19070.3160.2850.2310.16830.00380.19070.1680.2310.2850.31640.00380.19070.0370.1680.3160.479荷载横向分布系数计算见图3.12图3.12 边跨荷载横向分布系数计算图示则1号、4号梁：=1/2(0.510+0.42

45、4+0.362+0.279+0.222+0.147+0.096+0.027)=1.0342号、3号梁：=1/2(0.322+0.305+0.294+0.271+0.251+0.221+0.196+0.163)=1.012折减后：1号、4号梁=1.0340.67=0.693 2号、3号梁=1.0120.67=0.678(2)第二跨荷载横向分布系数计算 、比例系数：、l=25m、=0.248 =0.0049主梁间横向分布系数影响线数值见表3.6荷载横向分布系数计算见图3.13表3.6 第二跨主梁间横向分布系数影响线数值梁号1号2号3号4号10.00490.0.2480.5090.3230.1570

46、.01120.00490.0.2480.3230.2920.2290.15730.00490.0.2480.1570.2290.2920.32340.00490.0.2480.0110.1570.3230.509图3.13 第二跨荷载横向分布系数计算图示则1、4号梁：=1/2(0.544+0.446+0.375+0.282+0.218+0.133+0.078+0.0003)=1.038 2、3号梁：=1/2(0.329+0.312+0.301+0.276+0.252+0.217+0.190+0.152)折减后：1、4号梁=1.0380.67=0.695 2、3号梁=1.0150.67=0.68

47、0（3）中跨荷载横向分布系数计算、=0.257=0.0081表3.7 中跨主梁间横向分布系数影响线数值梁号1号2号3号4号10.00810.2570.5190.3200.1490.01120.00490.0.2480.3200.2980.2310.14930.00490.0.2480.1490.2310.2980.32040.00490.0.2480.0110.1490.3200.519荷载横向分布系数计算见图3.14。图3.14 中跨荷载横向分布系数计算图示则1、4号梁：=1/2(0.557+0.452+0.376+0.277+0.212+0.127+0.074+0.001)=1.038 2

48、、3号梁：=1/2(0.324+0.313+0.304+0.281+0.256+0.218+0.186+0.143)=1.013折减后：1、4号梁=1.0380.67=0.695 2、3号梁=1.0130.67=0.6794、主梁支点的荷载横向分布系数支点的荷载横向分布计算采用杠杆法。荷载横向分布系数计算如图3.15所示。图3.15 支点荷载横向分布系数计算图示则1、4号梁：则2、3号梁：1、4号梁的恒载横向分布系数m沿跨长的变化3.16图3.16 边梁荷载横向分布系数沿跨长变化2、3号梁的恒载横向分布系数m沿跨长的变化3.17图3.17 中梁荷载横向分布系数沿跨长变化5、活载内力活载内力计算

49、结果见表3.83.9。表3.8 中梁活载内力计算结果截面位置汽车荷载边跨中跨最大剪力(kN)最大弯矩(kNm)最大剪力(kN)最大弯矩(kNm)支点4170475294变化开始点335523431280变化结束点251890368418L/41851070228754L/299.1129013911303L/439.476567.1764变化开始点16.635743.0418变化结束点8.0217342.4280支点480175471295表3.9 边梁活载内力计算结果截面位置汽车荷载边跨中跨最大剪力(kN)最大弯矩(kNm)最大剪力(kN)最大弯矩(kNm)支点377048.4387变化开始

50、点31248647.9265变化结束点245860426286L/41891090369317L/216212402069643L/483.912601211120变化开始点45.488374.0848变化结束点33.966159.3684支点15.433042.4397（a） 汽车maxM（b） 汽车minM（c） 汽车maxQ（d） 汽车minQ图3.18 活载内力图3.7 次内力计算3.7.1温度变化产生的次内力计算对于大跨度预应力混凝土连续梁桥，特别是超静定结构体系，温度应力可以达到甚至超过荷载应力，因此有必要对温度次内力进行计算。桥梁结构因自然条件变化而引起的温差效应主要可归纳为日照

51、，降温，年温度变化等三个原因，年温度是指常年缓慢变化的年气温，它对结构的影响主要导致桥梁的纵向位移，一般通过桥面伸缩缝，支座位移柔性桥墩等构造措施相协调，只有在结构的位移受到限制时才会引起温度次内力。日照辐射及寒冷骤然降温属于局部影响，导致结构的温度次内力是产生结构裂缝的主要因素10。本设计为公路预应力混凝土连续梁桥，上部结构的整体纵向位移不受约束，只考虑局部温度变化。连续梁由温差产生的内力按下式计算： （3.9） （3.10） （3.11）式中： 在桥面板重心处由温差引起的纵向力；桥面板截面面积；T 温度差（）；混凝土线膨胀系数（）；桥面板混凝土的弹性模量；桥面板截面重心至全截面重心的距离；对全截面产生的初弯矩；对全截面产生的二次弯矩；引起的总弯矩。利用桥梁博士软件计算得温度次内力见表3.103.11。表3.10 中梁温度次内力计算结果截面位置边跨中跨最大剪力(kN)最大弯矩(kNm)最大剪力(kN)最大弯矩(kNm)支点3.885e+0010-1.282e-0027.092e+002变化结束点3.8