桥梁毕业设计

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1、存档号： 学 号：200901032062 石家庄铁路职业技术学院毕 业 设 计（论文）蒋笪大桥毕业设计 系 部：交通系 姓 名：梁海雨 专 业：道路桥梁 指导教师：满洪高 二零一二年六月78 / 8178 / 81石家庄铁路职业技术学院毕业论文任务书 学生用表学生姓名梁海雨学 号200901032062班级10932指导教师姓 名满洪高职 称讲师系部交通系毕业论文题目蒋笪大桥设计毕业设计（论文）要求：1、熟练准确的阅读施工设计文件和相关的资料。确定工程适用的施工工序。2、依据资料确定合理进度计划，劳动力、材料和机械设备使用计划。3、恰当进行施工现场的布置及施工方案的制定。4、熟练进行文字、数

2、据处理工作，熟练运用CAD等工具软件完成工作。完成期限和主要措施：1、6月3日前完成初稿，6月16日左右进行毕业答辩。2、严格遵守学校有关规章制度。3、查阅有关技术规范，参考相关工程资料。上网检索工程的施工案例4、专职教师对学生进行指导。深入施工现场，理论和实践相结合。主要参考文献：1. .陈宝春.钢管混凝土拱桥设计和施工M.北京：人民交通出版社，20052. 薛伟辰.现代预应力结构设计M.北京：中国建筑工业出版社，20033. 王海彦. 毕业设计（论文）撰写规范.4.李志业，肖中平，地下结构设计原理和方法指导教师签名： 年 月 日蒋笪大桥设计(梁桥)摘要本文主要论述了蒋笪大桥的设计过程。首先

3、，进行桥型方案的比选，初步拟定了三个方案变截面预应力混凝土连续梁桥、变截面预应力混凝土刚构桥和下承式混凝土系杆拱桥。从安全、经济、实用、美观的原则出发，最终选择了一个设计方案变截面预应力混凝土连续梁桥。选定方案后，结合前人设计经验以及已建的相关桥梁资料拟定本方案桥梁结构的主要尺寸和细部尺寸，以便进行结构计算。其次，进行上部结构计算，对主桥部分建立模型，用桥梁博士进行预应力配筋面积估算。按估算配预应力束及普通受力筋进行结构配筋，并输入桥博软件。最后进行结构应力和强度验算、刚度验算。下部结构计算主要是桥梁墩台、承台和基础计算，包括墩台、承台和桩的尺寸拟定、配筋设计和应力验算。最后总结了本次毕业设计

4、的心得。关键词：预应力混凝土连续梁桥，桥梁博士，上部结构设计，下部结构设计目 录摘要i第一章 设计原始资料11.1 项目概况11.2 设计标准11.3 桥位区工程地质条件2第二章 方案比选42.1初选方案42.2方案比较42.3结论5第三章 桥跨总体布置及结构尺寸拟定63.1 尺寸拟定63.1.1 桥孔分跨63.1.2 截面形式63.1.3 横桥向的尺寸拟定73.1.4 横截面细部尺寸73.2 桥面铺装和线形的选定93.3 施工方法选择93.4本桥主要材料及工艺10第四章 桥面板设计和验算114.1 计算模型的选取114.2 单向板内力计算114.2.1 恒载内力以纵向取1m的板条计算114.

5、2.3 活载内力114.3 自由悬臂板内力计算124.3.1 恒载内力以纵向梁宽为1m的板梁计算124.3.2 活载产生的内力134.3.3 行车道板的设计内力134.4桥面板的配筋设计144.4.1 支座处配筋设计144.4.2 跨中正截面抗弯配筋设计154.4.3 支座处斜截面抗剪配筋设计15第五章 主梁的设计和验算165.1 建立计算模型165.1.1 单元划分165.1.2 全桥施工阶段的划分165.1.3主桥结构使用阶段信息输入165.2 恒载、活载内力计算175.2.1 恒载内力计算175.2.2 活载内力计算195.3 温度及支座沉降次内力计算235.4 内力组合245.4.1

6、承载内力极限状态的内力组合245.4.2正常使用极限状态的内力组合245.4.3 内力组合245.5 预应力钢束数量的确定及布置255.5.1 预应力钢束数量的确定265.5.2预应力束的布置295.6预应力损失计算315.7预加力次力矩和徐变次内力计算325.8持久状况承载能力极限状态计算345.8.1正截面抗弯承载力计算345.8.2 斜截面抗剪承载力计算355.9持久状况正常使用极限状态计算355.9.1电算应力结果355.9.2 截面抗裂验算395.9.3正常使用阶段竖向最大位移（挠度）405.10持久状况应力验算425.10.1持久状况应力计算结果425.10.2混凝土截面法向压应力

7、验算445.10.3受压区预应力钢束拉应力验算445.10.4斜截面主压应力验算455.11短暂状况构件的应力计算455.12锚下局部应力验算475.12.1截面尺寸验算485.12.2局部承压承载力验算49第六章 下部结构设计和验算506.1 桥墩设计506.1.1桥墩选型506.1.2 支座的选择506.1.3 桥墩材料的选择几何尺寸的初步拟定516.1.4 墩柱的设计计算516.2 桩基础设计556.2.1 桩型、桩长和截面尺寸选择556.2.2 承台尺寸、桩数及其排列556.2.3 单桩承载力验算576.2.4桩顶纵向水平位移验算586.2.5 单桩配筋设计596.3 承台设计616.

8、3.1撑杆抗压承载力、系杆抗拉承载力计算626.3.2 承台的斜截面抗剪承载力验算636.3.3 承台冲切承载力验算64致谢67第一章 设计原始资料1.1 项目概况芜申线高溧段从苏皖交界的丹农砖瓦厂至溧阳开发区，是芜申线安徽段进入江南干线航道网的必经之地。芜申线高溧段现有桥梁41 座，其中公路桥21座，机耕桥8座，人行桥12座。这些原有桥梁不仅跨径小、净空低，而且设计荷载标准低，严重制约了芜申线航运事业的发展，故迫切需要进行整治。芜申线（高溧段）航道桥梁工程桥梁2标勘察设计（WSX-SJ-QL2 合同段）共有桥梁20座，从上游到下游分别为：河定桥、落蓬桥、河口桥、堑口桥、坝头桥、南渡西桥、南渡

9、中桥、南渡大桥、李家漕桥、淦西桥、淦西河桥、南河特大桥、新昌桥、环园西路桥、蒋店桥、五潭渡桥、徐葛桥、泓口大桥、花园头桥、蒋笪大桥。蒋笪大桥位于溧阳市蒋笪里村，原桥为双曲拱桥，桥宽2.9 +20.3m，总长27m。一侧接线穿过村庄。老桥位于蒋笪河上，桥南侧为大片鱼塘，北侧为村庄。原有老桥上跨南河，南河原为六级航道标准养护，此次芜申航道整治，全线要求达到三级航道标准，要求通航净空满足607m，老桥通航净空不满足要求，需拆除重建。1.2 设计标准a) 公路等级：三级公路；b) 设计速度：40km/小时；c) 路基宽度：8.5m；d) 设计荷载：i. 恒载混凝土容重：25KN/m3预应力钢筋混凝土容

10、重：26KN/m3钢材容重：78.5KN/m3考虑桥面二期恒载（包括桥面铺装、防撞栏杆等）。ii. 活载公路II级，均布荷载标准值为7.785kN/m，集中荷载标准值为270kN。相邻基础不均匀沉降按0.8cm计。温度荷载按温度梯度算（见相关规范）基本风压：500Pa地震基本烈度6度，按7度验算。e) 设计桥面纵坡：3.8%f) 竖曲线: 1200 M1.3 桥位区工程地质条件O层素填土：黄褐色，主要为亚粘土，局部夹碎石，一般分布于路基、河堤、塘堤、田埂等部位。厚度：1.102.90m，层底标高：3.104.40m。1A层亚粘土：灰黄黄褐色，可塑，局部软塑，含氧化铁及植物根茎，表层一般有厚约0

11、.3m的耕土，中等压缩性。厚度：0.901.60m层底标高：2.005.11m。1B0层淤泥质亚粘土：淤泥质亚粘土：灰色，流塑，局部软塑，含有机质，高压缩性。厚度：4.907.20m，层底标高：-3.88-0.50m。1B层亚粘土：亚粘土：黄褐黄灰色，可塑，局部软塑，含氧化铁，中压缩性。厚度：1.203.70m，层底标高：-6.980.89m。1B1层亚粘土：褐黄黄褐色，局部黄灰色，硬塑，局部可塑，含氧化铁，夹粘土、高岭土条带，中压缩性。厚度：2.903.20m，层底标高：0.302.21m。1C层亚粘土：黄灰黄褐色，软可塑，夹亚砂土，含零星贝壳，中压缩性。厚度：2.804.00m，层底标高：

12、-3.25-1.79m。1C1层亚粘土：黄褐黄灰色，可硬塑，夹亚砂土，含零星贝壳，中压缩性。厚度：3.208.00m，层底标高：-11.00-6.45m。1D0层亚粘土：灰色，软流塑，含少量有机质，高压缩性。厚度：2.0010.00m，层底标高：-20.51-6.20m。1D层亚粘土：褐黄黄灰色，可塑，局部软塑，含氧化铁，夹高岭土条带，中压缩性。厚度：2.709.90m，层底标高：-28.15-13.38m。1D1层亚粘土：褐黄黄褐色，局部灰黄色，硬塑，含氧化铁，夹粘土、高岭土条带，中压缩性。厚度：5.7014.90m，层底标高：-28.26-11.90m。1E0层亚粘土：褐灰灰白色，夹亚砂土

13、，可硬塑，中压缩性。厚度：2.002.00m，层底标高：-28.01-28.01m。1E层粉细砂：褐灰灰白色，夹粘性土，中密密实，中压缩性。厚度：2.102.10m，层底标高：-30.11-30.11m。1E1层中粗砂：褐灰灰白色，夹砾石，分选性差，中密密实，中-低压缩性。厚度：6.5011.80m，层底标高：-39.60-36.61m。3层亚粘土：棕红棕黄色，可硬塑，本层为残积土，因基岩及风化程度的不同，有时表现为粉细砂，或夹砾石（基岩为砂砾岩时）。厚度：2.10-2.80m，层底标高：-41.35-38.71m。4A层强风化泥质砂岩：棕红砖红色，取芯率一般5075%，呈碎块状或短柱状，手可

14、折断，本层局部为砂砾岩。厚度：2.00-3.50m，层底标高：-43.35-41.01m。4B0层中风化砂砾岩：棕红砖红色，取芯率一般6585%，呈短柱状或柱状，手折难断，本层局部为泥质砂岩。天然单轴抗压强度约1MPa(0.52.0 Mpa) 。厚度：1.804.00m，层底标高：-47.35-42.81m。4B层中风化砂岩：中风化泥质砂岩：棕红砖红色，取芯率一般7095%，呈短柱状或柱状，手折不断，部分区段夹砂砾岩或为砂砾岩。天然单轴抗压强度约4MPa(210 Mpa) 。该层未穿透。第二章 方案比选2.1初选方案 在桥梁方案比选中，要注意以下四项主要标准：安全、功能、经济和美观。其中以安全

15、和经济为重。过去对桥下的功能重视不够，现在由于航运事业的发展，需要十分重视桥下的通航净空。至于桥梁美观，要视经济和环境条件而定。根据蒋笪大桥桥址处的地形、地貌、工程地址、施工条件，提出了以下三种初步设计方案：(1) 下承式系杆拱桥桥梁净跨78.2m，计算跨径80m，桥面宽度8.3m，采用1.5的横坡，通过横梁高度调整横坡，桥梁纵向为凸曲线，拱轴线是二次抛物线，钢管拱肋的共轴系数m=1.0,失跨比1/5,失高=16m。(2) 预应力混凝土连续箱型梁桥主桥采用三跨预应力混凝土连续梁桥，主跨径为80米，边跨为主跨的0.50.8倍，采用50米，满足要求，主梁采用变截面箱型截面。(3) 预应力混凝土T型

16、刚构桥主桥采用三跨预应力混凝土T型刚构桥，主跨径为78米，边跨为47米，主梁采用变截面箱型截面，桥墩采用实体式桥墩，它具有坚固耐久、施工简易的优点，但是工程量较大、自重大。2.2方案比较三个桥梁方案的比较见下表2.1。表2.1 方案比选 方案比较项目下承式系杆拱桥预应力混凝土连续箱型梁桥预应力混凝土T型钢构桥安全性满足行车安全和通航要求。满足行车安全和通航要求；施工技术先进，施工安全性高。满足行车安全和通航要求，桥下净空大，桥下视野开阔；施工技术较先进，施工安全性较高 。功能性属于超静定结构，拱的承载能力大，但是养护较麻烦，有伸缩缝，行车条件较差，养护很复杂。属于超静定结构，受力较好，主桥桥面

17、连续，无伸缩缝，行车条件好，养护也容易；整体性好，结构刚度大，变形小，抗震性能好。属于静定结构，受力不如超静定结构好；桥面平整度易受悬臂挠度影响，行车条件较差，主桥每孔有两道伸缩缝容易损坏。经济性高桥施工难度较大，要专门的施工机械和器具，需大型设备；施工过程所需技术支持较多，相对耗资比较多。需要的机具少，无需大型设备，可充分降低施工成本；所用材料普通，价格低，但是支座相对较多，成桥后的支座维护费用比较多。工艺要求较严格，主桥上部构造除用挂蓝施工外，挂梁需另搞一套安装设备；混凝土用量少，但钢筋的用量较大，基础的造价也较高。美观性拱的弧形美丽动人，给周围增添了不少景色。没有拱桥那样动人，但是整体性

18、好，放眼望去，显得敦厚朴实。外观同连续梁桥差不多。2.3结论从安全性来讲，三方案均能满足行车安全和通航要求，但是预应力混凝土连续梁桥的施工技术更加成熟，施工安全性能高。从功能性来讲，连续梁桥的行车条件好，更加平顺，且承载能力好。从经济性来讲，连续梁桥使用的设备少，钢材使用量相对较少，不像拱桥跟钢构桥那样多，造价上面也较低。从美观性来讲，很显然拱桥更加漂亮。因为桥梁比选的四个主要标准中安全跟经济放在首要位置，所以尽管拱桥更加漂亮，我们还是选择外观不是那么耀眼但是安全性跟经济性更加好的预应力混凝土连续箱型梁桥。综上所述：选择预应力混凝土连续梁桥为本桥最终设计方案。第三章 桥跨总体布置及结构尺寸拟定

19、3.1 尺寸拟定本设计方案采用三跨一联预应力混凝土变截面连续梁结构，全长50+80+10=180m。3.1.1 桥孔分跨连续梁桥有做成三跨或者四跨一联的，也有做成多跨一联的，但一般不超过六跨。对于桥孔分跨，往往要受到如下因素的影响：桥址地形、地质和水文条件，通航要求以及墩台、基础及支座构造，力学要求，美学要求等。若采用三跨不等的桥孔布置，一般边跨长度可取为中跨的0.50.8倍，这样可使中跨跨中不致产生异号弯矩，此外，边跨跨长和中跨跨长之比还和施工方法有着密切的联系，对于采用现场浇筑的桥梁，边跨长度取为中跨长度的0.8倍是经济合理的。但是若采用悬臂施工法，则不然。本设计跨度，主要根据设计任务书来

20、确定，其跨度组合为：(50+80+50)米。基本符合以上原理要求。3.1.2 截面形式从预应力混凝土连续梁的受力特点来分析，连续梁的立面应采取变高度布置为宜；在恒、活载作用下，支点截面将出现较大的负弯矩，从绝对值来看，支点截面的负弯矩往往大于跨中截面的正弯矩，因此，采用变高度梁能较好地符合梁的内力分布规律，另外，变高度梁使梁体外形和谐，节省材料并增大桥下净空。所以本设计中采用变截面梁。对于横截面当横截面的核心距较大时，轴向压力的偏心可以愈大，也就是预应力钢筋合力的力臂愈大，可以充分发挥预应力的作用。箱形截面就是这样的一种截面。此外，箱形截面这种闭合薄壁截面抗扭刚度很大，对于弯桥和采用悬臂施工的

21、桥梁尤为有利；同时，因其都具有较大的面积，所以能够有效地抵抗正负弯矩，并满足配筋要求；箱形截面具有良好的动力特性；再者它收缩变形数值较小，因而也受到了人们的重视。总之，箱形截面是大、中跨预应力连续梁最适宜的横截面形式。常见的箱形截面形式有：单箱单室、单箱双室、双箱单室、单箱多室、双箱多室等等。单箱单室截面的优点是受力明确，施工方便，节省材料用量。拿单箱单室和单箱双室比较，两者对截面底板的尺寸影响都不大，对腹板的影响也不致改变对方案的取舍；但是，由框架分析可知：两者对顶板厚度的影响显著不同，双室式顶板的正负弯矩一般比单室式分别减少70%和50%。由于双室式腹板总厚度增加，主拉应力和剪应力数值不大

22、，且布束容易，这是单箱双室的优点；但是双室式也存在一些缺点：施工比较困难，腹板自重弯矩所占恒载弯矩比例增大等等。本设计是一座公路连续箱形梁，采用的横截面形式为单箱单室。3.1.3 横桥向的尺寸拟定桥面根据通行要求布置2车道，行车道为2净-7.5m，另外两边各有宽0.5m的安全带，即7.5+20.5=8.5m。3.1.4 横截面细部尺寸1) 梁高根据经验确定，预应力混凝土连续梁桥的中支点主梁高度和其跨径之比通常在1/151/25之间，而跨中梁高和主跨之比一般为1/401/50之间。当建筑高度不受限制时，增大梁高往往是较经济的方案，因为增大梁高只是增加腹板高度，而混凝土用量增加不多，却能显著节省预

23、应力钢束用量。连续梁在支点和跨中的梁估算值：等高度梁： H=（）l，常用H=（）l变高度（曲线）梁：支点处：H=（）l，跨中H=（）l变高度（直线）梁：支点处：H=（）l，跨中H=（）l而此设计采用变高度的直线梁，支点处梁高为4.0米，跨中梁高为2.0米。2) 顶板和底板厚度 箱形截面的顶板和底板是结构承受正负弯矩的主要工作部位。其尺寸要受到受力要求和构造两个方面的控制。支墩处底版还要承受很大的压应力，一般来讲：变截面的底板厚度也随梁高变化，墩顶处底板为梁高的1/10-1/12，跨中处底板一般为200-250。底板厚最小应有120mm。箱梁顶板厚度应满足横向弯矩的要求和布置纵向预应力筋的要求。

24、本设计中采用双面配筋，且底板由支点处以抛物线的形式向跨中变化。在跨中截面底板厚250mm，顶板厚250mm。在支点处由于承受支座的集中荷载，剪力较大，因此支座截面加强, 底板厚720mm，顶板厚250mm。3) 箱梁腹板厚度 腹板的功能是承受截面的剪应力和主拉应力。在预应力梁中，因为弯束对外剪力的抵消作用，所以剪应力和主拉应力的值比较小，腹板不必设得太大；同时，腹板的最小厚度应考虑力筋的布置和混凝土浇筑要求，其设计经验为：（1） 腹板内无预应力筋时，采用200mm。（2） 腹板内有预应力筋管道时，采用250300mm。（3） 腹板内有锚头时，采用250300mm。大跨度预应力混凝土箱梁桥，腹板

25、厚度可从跨中逐步向支点加宽，以承受支点处较大的剪力，一般采用300600mm，甚至可达到1m左右。本设计取腹板厚度为500mm，全桥厚度不变。4) 梗腋 在顶板和腹板接头处须设置梗腋。梗腋的形式一般为1：2、1：1、1：3、1：4等。梗腋的作用是：提高截面的抗扭刚度和抗弯刚度，减少扭转剪应力和畸变应力。此外，梗腋使力线过渡比较平缓，减弱了应力的集中程度。另外还为布置预应力钢筋和设置锚具留有足够的空间。本设计中，为了满足施工简单及易于布置预应力钢筋的要求，箱室的外部承托尺寸为1000500mm，内部承托尺寸为1000500mm。5) 横隔梁横隔梁可以增强桥梁的整体性和良好的横向分布，同时还可以限

26、制畸变；支承处的横隔梁还起着承担和分布支承反力的作用。由于箱形截面的抗扭刚度很大，一般可以比其它截面的桥梁少设置横隔梁，甚至不设置中间横隔梁而只在支座处设置支承横隔梁。本设计在支点处截面尺寸局部加强了，而且由于中间横隔梁的尺寸及对内力的影响较小，在内力计算中也可不作考虑，因此在本设计中没有考虑加设横隔板。跨中截面及中支点截面示意图如下所示：（单位为mm） 图3.1 箱形截面细部尺寸3.2 桥面铺装和线形的选定1) 桥面铺装：选用8cm厚的防水混凝土作为铺装层，上加2cm厚的沥青混凝土磨耗层，共计10cm厚。2) 桥面横坡：根据规范规定为1.5%3.0%,取1.5%,该坡度由铺装层厚度控制。3)

27、 竖曲线：纵坡为3.8%，凸曲线半径1200m。3.3 施工方法选择预应力混凝土连续梁桥的施工方法有很多，有支架现浇、悬臂浇筑和悬臂拼装法、顶推法、移动模架法、大型浮吊施工和旋转施工法等。其中悬臂浇筑和悬臂拼装法应用最广。悬臂浇筑法又称无支架平衡支架法、挂蓝法、吊篮法。它是以已经完成的顿顶段（通常称为0号块）为起点，通过悬吊的挂蓝从立模、浇注混凝土、张拉预应力钢筋，逐段对称地向两侧跨中合拢，形成整桥。悬臂浇筑法施工预应力混凝土连续梁桥具有以下特点：1) 预应力砼桥的结构受力状态有利于悬臂施工，即悬臂施工时的受力和成桥后的结构受力较为接近。施工时的预应力筋既是施工时的临时需要，又是成桥后的结构受

28、力筋。2) 作为无支架施工，有利于通航河流建桥、有利于深山峡谷之间建桥、有利于城市立交桥建桥；不妨碍桥下净空，不影响桥下通航。3) 有利于节省施工费用，降低工程造价。因为挂蓝结构简单，成本低廉，逐段浇注混凝土无需大型吊装设备。4) 有利于施工作业，加快施工速度。每个节段施工（包括立模、钢筋绑扎、管道定位、混凝土浇注、预应力张拉、管道压浆等）均在挂蓝内进行，挂蓝可设顶棚和养生设备，施工较少受环境影响，可以保证施工的连续性，同时每墩至少有两个工作面平行作业，几个墩可同时施工，个作业面互不干扰，施工速度较快，施工进度有保障。5) 有利于变高度箱梁施工。由于采用分段施工，便于梁体设计成为变高度梁，可使

29、预应力混凝土连续梁桥的结构布置成千姿百态。因此本设计主体部分采用悬臂浇筑法，两边跨不对称部分采用满堂支架施工。3.4本桥主要材料及工艺预应力混凝土连续梁采用C50号混凝土；预应力束筋采用270K级钢绞线(15.24)，和型，强度级别1860MPa。纵向预应力筋锚具采用夹片式锚具OVM15-16和OVM15-12。预应力管道采用内径90mm的预埋波纹管；非预应力钢筋采用HRB335钢筋，构造钢筋采用R235热轧钢筋。伸缩缝装置采用HXC-80A定型产品，全桥共2道。第四章 桥面板设计和验算4.1 计算模型的选取内部板的计算简图为单向板（49.5/42）；而边缘板的计算简图为悬臂板。4.2 单向板

30、内力计算单向板内力计算涉及到的荷载有：恒载为结构自重；可变荷载为车辆荷载及冲击荷载。4.2.1 恒载内力以纵向取1m的板条计算每延米板上的恒载g沥青混凝土磨耗层：防水混凝土：将承托的面积平摊于桥面板上，则：主梁自重为：合计：1) 计算计算跨径：2) 计算，作用于每米宽板条上的剪力为：4.2.3 活载内力公路2级车辆荷载后轮轴重为，着地长度为，宽度为。板上荷载分布为：，。有效分布宽度计算：，由于，则。，说明支点处有效分布宽度无重叠。，可得板的有效分布宽度图，在影响线上进行最不利情况的加载，利用结构力学计算得出兼职单向板的内力。作用于每米宽板条上的弯矩为（见图4.1）:作用于每米宽板条上的剪力为：

31、 图4.1 主梁桥面单向板计算（单位：mm）内力组合：由于，说以：跨中弯矩4.3 自由悬臂板内力计算4.3.1 恒载内力以纵向梁宽为1m的板梁计算每延米板上的恒载g沥青混凝土磨耗层：防水混凝土：安全带重量：主梁的自重：合计：每米宽板条的恒载内力弯矩 剪力4.3.2 活载产生的内力一个车轮荷载对于悬臂根部的有效分布宽度：（两后轮轴距）后轮的有效分布宽度发生重叠，应以其计算其有效分布宽度。车辆荷载纵向2个车轮对悬臂板根部的有效分布宽度为：有效分布宽度见图4.2。作用于每米宽板条上的弯矩为：作用于每米宽板条上的剪力为：图4.2 主梁桥面悬臂板计算（单位：mm）4.3.3 行车道板的设计内力故箱型梁腹

32、板顶板处的设计弯矩为：箱型梁顶板中间截面的设计弯矩为：支点处的设计剪力为：4.4桥面板的配筋设计桥面板配筋选取沿纵向1m宽板条来计算。箱梁混凝土材料为C50，钢筋采用HRB335，则，。4.4.1 支座处配筋设计，截面计算高度，代入数据后得令则 取实际配筋： B16100，实际 满足要求。4.4.2 跨中正截面抗弯配筋设计，截面计算高度,令则 实际配筋： B10100，实际 满足要求。4.4.3 支座处斜截面抗剪配筋设计所以只需按构造配置箍筋。第五章 主梁的设计和验算5.1 建立计算模型本设计采用桥梁博士软件来进行主梁的内力计算，预应力筋的估算以及全桥安全性验算。5.1.1 单元划分本设计的单

33、元划分，每一个施工阶段自然划分为一个单元。这样便于模拟施工过程，而且这些截面正是需要验算的截面。另外，在墩顶、桥台、跨中和一些构造变化位置相应增设了几个单元。这样整个主桥划分成72个单元，73个截面，如图5.1所示。图5.1 半桥主梁分段图中1-72号单元为梁单元，而73-80号单元则为为模拟挂蓝施工而建立的挂蓝单元。5.1.2 全桥施工阶段的划分按照该桥梁实际施工工序，首先浇筑两个桥墩的0号块和1号块并设置临时固定支座安装挂蓝，挂蓝就位分别对称浇筑两个桥墩的2号块分别对称浇筑两个桥墩的3号墩 分别对称浇筑两个桥墩的12号块分别对称浇筑两个桥墩的13号块和两端主梁的施工边跨跟、中跨的合拢桥面铺

34、装及设备安装完工使用阶段。根据各施工阶段的施工顺序，由桥梁博士软件建立桥梁计算模型。5.1.3主桥结构使用阶段信息输入(1)非线性温度设置a.非线性温度1(T)杆件号为1-72，高度为距上缘距离，根据公路桥规知，温度为23，左右界限高度为0mm；温度为6.7，左右界限高度为100mm；温度值为0，左右界限高度为400mm。b.非线性温度2(B)杆件号为1-72，高度为距上缘距离，根据公路桥规知，温度-11.5，左右界限高度为0mm；温度为-3.35，左右界限高度为100mm；温度值为0，左右界限高度为400mm。(2) 不均匀沉降：相邻基础不均匀沉降按2cm计。(3)活荷载的设置 各种活载的最

35、终效应解释如下：汽车效应=一列车的效应x汽车横向分布系数。汽车冲击力=汽车效应x冲击系数。根据任务书知，该桥梁的公路等级为级，可以在活荷载入中输入公路级(车道荷载)，不计挂车荷载。(4)横向分布系数的计算：汽车横向分布系数：就是其所承受的汽车总列数，考虑纵横向折减、偏载后的修正值。对于本设计桥面4车道的整体箱梁验算时，其横向分布系数应为2 x 1（两车道的横向折减系数） x 1.155（经计算而得的偏载系数）=2.31,汽车的横向分布系数已经包含了汽车车道数的影响。自定义冲击系数：在桥博中必须人工设置，否则就按老规范中的仅仅跨径有关的计算方法确定。可采用以下公式计算桥梁的自振频率：带入数据算得

36、 其中f1用于正弯矩的冲击系数的计算，f2则用于负弯矩的冲击系数的计算。所以征服弯矩段的冲击系数均为0.05。根据建立的模型，利用桥博软件对结构进行计算，可得到各截面的内力值，并由此进行截面配筋估算，待按实际配筋情况在桥博中输入钢束相关信息后进行全桥安全性验算。5.2 恒载、活载内力计算5.2.1 恒载内力计算恒载内力计算主要包括自重内力和二期恒载内力的内力叠加。一期恒载和二期恒载由所建立的有限元计算模型输出单元结果信息中引用。一期恒载：程序按截面尺寸信息自动计入；二期恒载：含铺装层和安全带重，按42.8kN/m计入。结构重力的作用效应见表5.1及图5.2.图5.2 结构自重内力图表5.1 结

37、构重力的作用效应单元号节点号内力单元号节点号内力单元号节点号内力剪力（kN）弯矩（kN.m）剪力（kN）弯矩（kN.m）剪力（kN）弯矩（kN.m）11-1.91E-064.77E-0725257.17E+03-1.02E+054949-7.16E+03-1.03E+05293.8-23.426-6.41E+03-8.21E+04507.69E+03-1.17E+05222.00E+03-23.426266.41E+03-8.21E+045050-7.70E+03-1.17E+053-1.91E+0395527-5.69E+03-6.40E+04518.25E+03-1.33E+05331.9

38、1E+0395527275.69E+03-6.40E+045151-8.25E+03-1.33E+054-1.72E+032.77E+0328-5.00E+03-4.80E+04528.81E+03-1.50E+05441.72E+032.77E+0328285.00E+03-4.80E+0452528.90E+03-1.50E+055-1.35E+035.84E+0329-4.33E+03-3.40E+0453-8.34E+03-1.33E+05551.35E+035.84E+0329294.33E+03-3.40E+0453538.33E+03-1.33E+056-9708.16E+033

39、0-3.69E+03-2.19E+0454-7.78E+03-1.17E+05669708.16E+0330303.69E+03-2.19E+0454547.77E+03-1.17E+057-5929.72E+0331-3.08E+03-1.18E+0455-7.23E+03-1.02E+05775929.72E+0331313.08E+03-1.18E+0455557.25E+03-1.02E+058-20.71.06E+0432-2.48E+03-3.47E+0356-6.47E+03-8.15E+048820.71.06E+0432322.48E+03-3.47E+0356566.47E

40、+03-8.15E+0495589.84E+0333-1.89E+033.08E+0357-5.73E+03-6.32E+0499-5589.84E+0333331.89E+033.08E+0357575.73E+03-6.32E+04101.15E+037.28E+0334-1.32E+037.89E+0358-5.01E+03-4.71E+041010-1.15E+037.28E+0334341.32E+037.89E+0358585.01E+03-4.71E+04111.75E+032.94E+0335-7511.10E+0459-4.31E+03-3.31E+041111-1.75E+

41、032.94E+0335357511.10E+0459594.31E+03-3.31E+04122.36E+03-3.22E+0336-3751.21E+0460-3.64E+03-2.12E+041212-2.36E+03-3.22E+0336363751.21E+0460603.64E+03-2.12E+04132.99E+03-1.12E+04372.91E-021.25E+0461-2.99E+03-1.12E+041313-2.99E+03-1.12E+043737-2.91E-021.25E+0461612.99E+03-1.12E+04143.64E+03-2.12E+04383

42、751.21E+0462-2.36E+03-3.22E+031414-3.64E+03-2.12E+043838-3751.21E+0462622.36E+03-3.22E+03154.31E+03-3.31E+04397511.10E+0463-1.75E+032.94E+031515-4.31E+03-3.31E+043939-7511.10E+0463631.75E+032.94E+03165.01E+03-4.71E+04401.32E+037.89E+0364-1.15E+037.28E+031616-5.01E+03-4.71E+044040-1.32E+037.89E+03646

43、41.15E+037.28E+03175.73E+03-6.32E+04411.89E+033.08E+0365-5589.84E+031717-5.73E+03-6.32E+044141-1.89E+033.08E+0365655589.84E+03186.47E+03-8.15E+04422.48E+03-3.47E+036620.71.06E+041818-6.47E+03-8.15E+044242-2.48E+03-3.47E+036666-20.71.06E+04197.25E+03-1.02E+05433.08E+03-1.18E+04675929.72E+031919-7.24E

44、+03-1.02E+054343-3.08E+03-1.18E+046767-5929.72E+03207.78E+03-1.17E+05443.69E+03-2.19E+04689708.16E+032020-7.79E+03-1.17E+054444-3.69E+03-2.19E+046868-9708.16E+03218.34E+03-1.33E+05454.33E+03-3.40E+04691.35E+035.84E+032121-8.34E+03-1.33E+054545-4.33E+03-3.40E+046969-1.35E+035.84E+03228.89E+03-1.50E+0

45、5465.00E+03-4.80E+04701.72E+032.77E+0322228.80E+03-1.50E+054646-5.00E+03-4.80E+047070-1.72E+032.77E+0323-8.25E+03-1.33E+05475.69E+03-6.40E+04711.91E+0395523238.26E+03-1.33E+054747-5.69E+03-6.40E+047171-1.91E+0395524-7.72E+03-1.17E+05486.41E+03-8.21E+04722.00E+03-23.424247.71E+03-1.17E+054848-6.41E+0

46、3-8.21E+04727293.8-23.425-7.18E+03-1.02E+05497.17E+03-1.02E+05731.91E-06-9.54E-075.2.2 活载内力计算活载的内力计算主要通过有限元软件计算模型，输入使用阶段活载所增加的相关参数得到。计算结果如表5.2到表5.5。表5.2 汽车使用阶段内力Mmax单元号节点号内力单元号节点号内力单元号节点号内力剪力（kN）弯矩（kN.m）剪力（kN）弯矩（kN.m）剪力（kN）弯矩（kN.m）11002525-702.66E+034949702.65E+032002623.63.28E+0350-88.32.79E+032200

47、2626-23.63.28E+035050882.79E+033-1.15E+0351227-7344.06E+0351-1082.96E+03331.15E+035122727-29.14.06E+0351511082.96E+034-1.11E+031.50E+0328-7284.73E+0352-1293.17E+03441.11E+031.50E+0328287284.73E+035252-70.43.17E+035-1.02E+033.31E+032922.45.47E+035311.53.11E+03551.02E+033.31E+032929-22.45.47E+035353-1

48、1.53.11E+036-9624.95E+033032.26.32E+0354-40.53.15E+03669624.95E+033030-32.26.32E+03545440.53.15E+037-8716.32E+0331-7167.18E+0355-8153.95E+03778716.32E+033131-46.77.18E+0355558153.95E+038-18.18.10E+0332-7597.95E+0356-1035.41E+038818.28.10E+0332327597.95E+0356561035.41E+039-6639.45E+033359.78.84E+0357

49、-8636.97E+03996639.45E+033333-59.78.84E+0357571006.97E+0310-5481.03E+04341579.60E+0358-7938.34E+0310105481.03E+043434-1579.60E+0358587938.34E+03112991.08E+0435-5071.01E+0459-6949.42E+031111-2991.08E+043535-2561.01E+0459596949.42E+03124091.10E+04363061.02E+04601461.03E+041212-4101.10E+043636-3061.02E

50、+046060-1461.03E+0413-2461.09E+0437-3811.03E+0461-5131.09E+0413132461.09E+043737-3821.03E+046161-2501.09E+0414-1421.03E+0438-3061.02E+0462-4061.10E+0414141421.03E+0438383061.02E+0462624061.10E+0415-50.69.46E+0339-2561.01E+04634391.08E+04151550.69.46E+033939-5071.01E+046363-4391.08E+04167878.29E+0340

51、5949.60E+03645521.03E+041616-7878.29E+034040-5949.60E+036464-5521.03E+04171066.90E+0341-71.68.95E+0365-96.29.47E+031717-1066.90E+034141-6918.95E+036565-6679.47E+03188485.38E+034213.37.90E+036621.98.05E+031818-8485.38E+034242-13.37.90E+036666-21.88.05E+0319723.93E+0343-417.13E+03678756.33E+031919-71.

52、93.93E+034343417.13E+036767-8756.33E+032040.53.15E+03447206.30E+03682034.96E+032020-40.53.15E+034444-7206.30E+036868-9654.96E+0321-11.53.11E+03457285.54E+03691.03E+033.31E+03212111.53.11E+034545-7285.54E+036969-1.03E+033.31E+0322-70.43.18E+0346-17.74.69E+03703561.51E+032222-1293.18E+03464617.74.69E+

53、037070-1.12E+031.51E+03231082.96E+0347-17.83.95E+03711.15E+035132323-1082.96E+03474717.83.95E+037171-1.15E+035132488.12.79E+0348-23.63.28E+0372002424-88.32.79E+03484823.63.28E+0372720025702.66E+0349-702.65E+037300表5.3 汽车使用阶段内力Mmin单元号节点号内力单元号节点号内力单元号节点号内力剪力（kN）弯矩（kN.m）剪力（kN）弯矩（kN.m）剪力（kN）弯矩（kN.m）1100

54、25251.04E+03-1.37E+044949-1.04E+03-1.37E+042758-31426-941-1.10E+04501.13E+03-1.58E+042210.2-3142626941-1.10E+045050-1.13E+03-1.58E+043189-41027-827-8.50E+03511.19E+03-1.79E+0433-189-4102727827-8.50E+035151-1.19E+03-1.79E+044189-60028-453-6.47E+03521.28E+03-2.02E+0444-189-6002828453-6.47E+035252888-2.02E+045378-1.22E+0329-377-5.26E+0353-792-1.86E+0455-378-1.22E+032929377-5.26E+035353792-1.86E+046378-1.92E+0330-300-4.28E+0354