北京海淀區(qū)紫竹園斜腿鋼構(gòu)橋設(shè)計（中鐵大橋局崔慶合）

1、北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 設(shè)計人：崔慶合 第 99 頁第一篇 斜腿剛架橋設(shè)計一、 設(shè)計依據(jù)（一） 橋梁概況本橋為北京市某公路上的一座橋，無通航要求。設(shè)計全橋全長30米，橋兩邊與公路平穩(wěn)連接，以保證車輛運行的舒適平穩(wěn)性。（二） 方案比選橋梁的基本類型有拱橋、梁橋、梁拱組合橋和斜拉橋，公路橋涵的設(shè)計要符合技術(shù)先進、安全可靠、耐久使用、經(jīng)濟美觀的原則。以下主要考慮預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛架橋、預(yù)應(yīng)力斜腿剛架橋、上承式拱橋幾種橋型方案的比選。 1、橋型方案比選 （1）技術(shù)先進橋梁設(shè)計應(yīng)體現(xiàn)現(xiàn)代橋梁建設(shè)的新技術(shù)。應(yīng)便于制造和架設(shè)，應(yīng)盡量采用先進工藝技術(shù)和施工機械、設(shè)備，以利于減少勞動強度，加快施工進度，保證工程

2、質(zhì)量和施工安全。（2）經(jīng)濟合理經(jīng)濟因素在橋梁的設(shè)計中占有重要地位，經(jīng)濟因素應(yīng)該綜合考慮橋梁的設(shè)計、施工、造價及綜合發(fā)展遠景及將來的養(yǎng)護和維修等費用。（3）安全可靠整個橋跨結(jié)構(gòu)及各部分構(gòu)件，在制造、運輸、安裝和使用過程中應(yīng)具有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性。設(shè)計中一定要保證足夠的安全系數(shù)，確保安全。（4）耐久適用橋上應(yīng)保證車輛和人群的安全暢通，并應(yīng)滿足將來交通量增長的需要。橋下應(yīng)滿足泄洪、安全通航或通車等要求。建成的橋梁應(yīng)保證使用年限，并便于檢查和維修。（5）美觀協(xié)調(diào)橋梁應(yīng)具有優(yōu)美的外形，并與周圍的環(huán)境相協(xié)調(diào)。具體比選方案如表1.1所示： （6）施工方便 橋梁的設(shè)計應(yīng)該考慮到現(xiàn)在的施工技術(shù)條件

3、表1.1：比較項目第一方案第二方案第三方案主橋跨橋型預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋斜腿剛架橋上承式拱橋橋跨結(jié)構(gòu)特點預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋在垂直荷載的作用下，其支座只產(chǎn)生垂直反力，而無水平推力。整體性好，剛度較大，變性較小。斜腿剛架橋的承重結(jié)構(gòu)是梁和立柱整體結(jié)合在一起形成的剛架結(jié)構(gòu)，在豎向荷載作用下，梁主要受彎，而在柱腳處具有水平推力，其受力狀態(tài)界于梁式橋和拱式橋之間，且主梁端部將產(chǎn)生負(fù)彎矩，從而減小了主梁跨中的正彎矩，跨中截面尺寸可相應(yīng)減小。拱橋的承載結(jié)構(gòu)以拱圈或拱肋為主。拱式橋是推力結(jié)構(gòu)，其墩臺基礎(chǔ)必須承受強大的拱腳推力。因此拱橋?qū)A(chǔ)與地基的要求比梁橋要高。施工技術(shù)滿堂支架法懸臂拼裝法就地灌注法養(yǎng)護維修小小

4、較大經(jīng)濟評價經(jīng)濟設(shè)計高橋墩，消耗材料較多較為經(jīng)濟因為橋墩使用材料較少，所以造價低造價高所用鋼筋和混凝土較多美觀一般常用于大跨結(jié)構(gòu)中較為美觀能夠與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)，常用于城市橋梁中美觀常用于公園等休閑場所工 期長短較長平順性好較好差方案比選此外，斜腿剛架橋還具有以下特點：斜腿剛架橋的支腿做成斜柱式，橋的壓力線與拱橋相近，且其外形美觀，結(jié)構(gòu)尺寸小，橋下凈空大，橋下視野開闊，行車舒適。 斜腿剛架橋的承重結(jié)構(gòu)是梁和立柱整體結(jié)合在一起形成的剛架結(jié)構(gòu)，在豎向荷載作用下，梁主要受彎，而在柱腳處具有水平推力，其受力狀態(tài)界于梁式橋和拱式橋之間，且主梁端部將產(chǎn)生負(fù)彎矩，從而減小了主梁跨中的正彎矩，跨中截面尺寸可相應(yīng)減

5、小。 預(yù)應(yīng)力混凝土斜腿剛架橋具有較大的跨越能力和較高的承載能力特別跨中梁段能提供軸向力，因此主梁的截面相對較小，可節(jié)約工程材料，降低工程造價，且其施工比上承式拱橋方便。斜腿剛架橋的整體性較好，結(jié)構(gòu)剛度大，因此斜腿剛架橋具有良好的抗震性能。下面對連續(xù)梁橋和斜腿剛架橋兩種橋建立midas模型并進行震動分析。三種模型的梁寬均為6.4米，跨度均為7.5+15+7.5三跨結(jié)構(gòu)，具體模型如下圖所示：斜腿剛架橋模型：連續(xù)梁模型： miads分析結(jié)果斜腿剛架橋各模態(tài)的頻率與周期：模態(tài)號頻率周期(hz)(sec)16.77410.14762127.07120.141418318.5480.053914421.2

6、960.046957522.4920.044461623.5070.04254725.1010.039839829.7380.033627935.9010.0278541050.4310.019829第一模態(tài)： 第二模態(tài)：第三模態(tài)：簡支梁橋各模態(tài)的頻率與周期：模態(tài) 號頻率周期(hz)(sec)118.678240.05376229.080270.03439329.741440.03362444.117470.02267546.85060.02134664.276230.01556765.538880.01526871.58610.013979109.01680.0091710122.36710

7、.00817 第一模態(tài)：第二模態(tài)：第三模態(tài)：由于地震的頻率大約是20hz，由分析結(jié)果知斜腿剛架橋主振型頻率低于20hz，這使得地震時橋梁不容易發(fā)生共振而對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大破壞，而連續(xù)梁模型主振型頻率接近20hz，容易使橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生共振。此外連續(xù)梁橋振動頻率遠大于斜腿剛架橋，這對結(jié)構(gòu)抗震是不利的。綜上所述，本設(shè)計采用斜腿剛架橋。2、梁型比選 混凝土梁截面形式主要依據(jù)橋梁的跨度、寬度、施工方法、經(jīng)濟技術(shù)條件和美觀要求綜合比選確定，常用的截面形式有板式、肋式和箱形截面三大類。但是由于肋式橋肋的寬度不大，布置鋼筋受到限制，在負(fù)彎矩區(qū)承壓面積不大，而且橋型不是很美觀，所以比選中不予考慮。板式截面構(gòu)造簡單、梁

8、高小、造型美觀、施工方便，一般情況采用滿堂支架法施工，常適用于13米以下跨度的橋。此橋型上部結(jié)構(gòu)經(jīng)濟指標(biāo)較好，但是抗裂性能差。箱形截面與板式截面相比頂部和底部有較大的承壓面積，能有效抵抗正負(fù)彎矩，抗彎剛度大 ；采用閉口截面并設(shè)置中橫隔梁，抗扭剛度較大；布置縱向鋼筋的空間位置多、范圍大，方便布筋；外觀簡潔、美觀。因此在各種跨度的橋梁中得到廣泛應(yīng)用。從受力和構(gòu)造上來看，單箱單室截面受力明確，構(gòu)造簡單，施工方便，節(jié)省材料等，因此是橋?qū)?6米以下橋梁的首選。綜上所述，由于本橋垮度小，梁高小，綜合考慮經(jīng)濟、技術(shù)、施工、美觀幾個因素后選擇板式矩形截面梁。3、橋墩方案比選橋墩型式的選擇取決于橋上線路或道路條

9、件、通航要求、橋梁所處地理位置、基底土壤的承載能力、梁部結(jié)構(gòu)機施工方法等。常用的橋墩有重力式實體橋墩、空心橋墩、柱式橋墩、輕型橋墩和拼裝式橋墩。重力式實體橋墩主要依靠自身重力來平衡外力保證橋墩的穩(wěn)定，一般用混凝土或片石混凝土砌筑，界面尺寸及體積較大，外形粗大，因此很少用于城市橋梁?？招氖綐蚨罩饕糜诮ㄔ旄邩蚨?，與實體橋墩相比可以減少20%50%的垢，但是這種橋墩施工相對復(fù)雜，。柱式墩是目前公路橋、鐵路橋和立交橋中廣泛采用的橋墩形式。這種橋墩既可以減輕墩身自重、節(jié)省垢工材料，又比較美觀、結(jié)構(gòu)輕巧，橋下通視情況良好。輕型橋墩適用于小跨度、低墩以及三孔以下（全橋長不大于20m）的公路橋梁。輕型橋墩可

10、減少圬工材料，獲得較好的經(jīng)濟效益。在地質(zhì)不良地段、路基穩(wěn)定不能保證時，不宜采用輕型橋墩。拼裝式橋墩可提高施工質(zhì)量、縮短施工周期、減輕勞動強度，使橋梁建設(shè)向結(jié)構(gòu)輕型化、制造工廠化及施工機械化發(fā)展。適用于交通較為方便、同類橋墩數(shù)量多的長大干線中的中小跨度橋梁工點。由于本橋地處北京市，并結(jié)合橋梁所處的地理位置及施工的方便性，中間跨擬定采用輕型橋墩，設(shè)計成變截面；邊跨采用柱式墩，柱身截面設(shè)計為矩形。（三）主要技術(shù)指標(biāo)橋型：7.5+15+7.5三跨箱形截面預(yù)應(yīng)力混凝土斜腿剛架橋，斜腿腳鉸接； 橋?qū)挘簝?.5+20.5+20.75+20.2m；汽車荷載：公路級橋面縱坡：0；橋面橫坡：1.5；通航要求：無。

11、（四）材料規(guī)格混凝土：主梁（中跨梁）、次梁（邊跨梁）、斜腿、橋臺均采用40號。鋼筋：行車道板、箍筋采用級鋼筋，即符號，340MPa；分布鋼筋采用級鋼筋。（五）施工方法1、先用滿堂支架法澆筑斜腿混凝土并在斜腿中預(yù)埋埋錨固鋼筋，具體方法詳見圖紙。待混凝土強度達標(biāo)準(zhǔn)強度70%后滿堂支架一次澆筑橋面板混凝土。2、橋梁附屬結(jié)構(gòu)施工。橋面板施工中在設(shè)計位置預(yù)埋混凝土欄桿受力鋼筋，以便于以后欄桿與橋面板之間的錨固可靠。欄桿施工完成后做橋面鋪裝層，最后安裝扶手。3、澆筑橋面板過程中注意預(yù)埋泄水管道，以便于后期安裝。欄桿澆筑是注意預(yù)埋錨墊板，以便于后期安裝扶手。（六）采用的技術(shù)規(guī)范城市橋梁設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)（CJJ7

12、7-98）城市橋梁設(shè)計準(zhǔn)則（CJJ11-93）公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范(JTJ021-89)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D62-2004）二、 總體布置及結(jié)構(gòu)尺寸（一）總體布置和結(jié)構(gòu)尺寸擬定的一般原則：斜腿剛架立面布置比較靈活，為適合地形、橋下凈空及美觀要求，可借助調(diào)整斜腿傾角及中跨梁（）、邊跨梁（）之比進行；截面尺寸要考慮高跨比等要求。參考車宇琳.預(yù)應(yīng)力混凝土斜腿剛構(gòu)受力分析（第一次城市橋梁學(xué)術(shù)會議論文集，1987），取4050左右為宜，/以大于0.3為宜。若令中跨梁支點（偶節(jié)點）高為，中跨跨中梁變?yōu)?，按文獻姚玲森.橋梁工程（人民交通出版社，1985），可參考參數(shù)為： ；，

13、或。 （二）總體布置及結(jié)構(gòu)尺寸擬定1、根據(jù)上述原則，初步確定本橋各結(jié)構(gòu)尺寸如下：，滿足；，滿足，2、總體體布置如圖 2-1所示。此橋設(shè)計為單車道，橋面寬6.4米，橋墩為變截面矩形橋墩。取45。梁橫截面尺寸擬定，見圖2-4（在此僅示意出4個較為典型的截面，其它截面構(gòu)造圖請詳見圖紙）。1.5的雙向排水坡用防水混凝土來設(shè)計，混凝土用c40，混凝土層的最小厚度是8cm。最后在混凝土橋面上鋪上8cm瀝青混凝土。具體做法見圖紙。因本橋無縱坡，故沿橋縱向每間隔7m設(shè)置一個管徑為11cm的泄水管，以滿足每平方米橋面泄水面積大于2cm2的要求，泄水管沿車道兩側(cè)對稱布置，全橋共設(shè)8個，每邊布置四個，具體位置及尺寸

14、詳見施工圖紙。3、橋梁的總體布置圖具體尺寸如下所示：橋梁斷面圖細(xì)部尺寸如圖2-4所示，單位（cm）：4、斜腿尺寸如圖2-5所示：三、 結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析計算（一）內(nèi)力計算說明根據(jù)城市橋梁設(shè)計荷載規(guī)定及本橋?qū)嶋H分析，設(shè)計荷載主要考慮（1）永久荷載結(jié)構(gòu)自重，預(yù)加應(yīng)力，混凝土的收縮及徐變影響力，基礎(chǔ)變?yōu)橛绊懥?，水浮力。?）可變荷載基本可變荷載汽車，汽車沖擊力，離心力，汽車引起的土側(cè)壓力，人群。其他可變荷載風(fēng)力，汽車制動力，流水壓力，冰壓力，溫度影響力，支座摩阻力。（3）偶然荷載主要考慮地震力（二）截面特性計算本橋采用midas軟件進行輔助計算，全橋共設(shè)置27個節(jié)點，另外在邊跨支座和中跨梁支點處分別加設(shè)支

15、點?？偣矂澐至?6個單元，如下圖所示：計算模型單元編號：計算模型節(jié)點編：（三）內(nèi)力計算結(jié)構(gòu)內(nèi)力采用midas計算，操作步驟可概括分為建模、布載、計算三大步，計算模型見圖3-1。計算過程中所涉及的節(jié)點編號及所有桿件截面特性的參數(shù)定義詳見表3-1、3-2。1、恒載的計算（1）一期恒載（結(jié)構(gòu)自重） 據(jù)公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范，結(jié)構(gòu)自重按結(jié)構(gòu)的設(shè)計尺寸和材料的重 力密度來計算。采用C40混凝土，取鋼筋混凝土的重力密度25.6kN/m3瀝青混凝土的重力密度24.0 kN/m3；q=Am ；鑄鐵的重力密度72.5 kN/m3；一期恒載計算時，卸除梁自重，以均布荷載代替。各單元所加均布荷載值見表3-2。布載示意

16、見圖3-2。桿件截面特性參數(shù)匯總表 表3-2節(jié)點編號E（KN/m2）Am（m2）（KN/m3）q（KN/m）S13.250E+073.20025.681.92S23.250E+073.20025.681.92S33.250E+073.20025.681.92S43.250E+073.20025.681.92S53.250E+073.20025.681.92S63.250E+079.15725.6234.42S73.250E+073.20025.681.92S83.250E+073.20025.681.92S93.250E+073.20025.681.92S103.250E+073.20025.

17、681.92（1）令跨中梁BC的均布荷載為，由于加腋的三角形荷載為，則：=3.20025.6=81.92kN/m，=（6.43.2）25.6=51.2 kN/m（2）令邊梁AB的均布荷載為，則：=225.6=51.2kN/m加腋部分三角荷載：（3）斜腿BE的均布荷載為，由于加腋的三角形荷載為，則： BE桿件截面特性參數(shù)匯總表 表3-2桿件截面E（KN/m2）Am（m2）（KN/m3）q（KN/m）13.250E+073.84025.698.30423.250E+073.84025.698.30433.250E+074.31525.6110.46443.250E+074.79125.6122.6

18、5053.250E+075.26725.6134.83563.250E+075.56625.6142.490據(jù)g1=Am ；=3.84025.6=98.304kN/m，=（5.5663.840）25.6= 44.186kN/m斜腿加腋部分三角荷載如下圖所示：橋梁一期恒載總作用如下圖式：2、二期恒載計算二期恒載計算類同于一期恒載計算，全橋所加均布荷載由橋面鋪裝及欄桿產(chǎn)生。根據(jù)公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范，采用C40混凝土，混凝土的厚度不小于8cm，瀝青混凝土橋面鋪裝層厚度取5cm，并設(shè)計1.5%的橫向排水坡，具體如下圖所示：欄桿詳細(xì)示意圖（略），請詳見圖紙。上圖中為85cm高的鋼筋混凝土欄桿，澆筑用的混

19、凝土材料和一期橋面板相同，混凝土欄桿底部鋼筋與橋面板鋼筋相連接，具體構(gòu)造見圖紙。據(jù)公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范，欄桿高度設(shè)計為1.1m，在混凝土欄桿上面設(shè)計鋼護欄，高25cm，同時護欄上設(shè)計燈座并預(yù)留電線管道，鑄鐵的重力密度取78.5kN/m。為了使欄桿不參與橋面板的縱向受力，欄桿在縱向應(yīng)該留分隔縫。具體設(shè)計見圖紙。橋面排水系統(tǒng)設(shè)置在路緣帶上，具體布置見圖紙。混凝土鋪裝層面積：Am=4.359m2，混凝土=25.6kN/ m3，據(jù)q=Am得q1=25.60.436=11.162 kN/ m； 瀝青鋪裝層面積：Am=0.225 m2，瀝青混凝土=24.0kN/ m3，據(jù)q=Am得q2=24.00.225

20、=5.4kN/ m； 人行道鋪裝層面積：Am=0.285 m2，混凝土=25.6kN/ m3，據(jù)q=Am得q3=25.60.2852=14.592 kN/ m； 混凝土欄桿面積： Am=0.221m2，混凝土=25.6kN/ m3，據(jù)q=Am得q4=25.60.2212=11.315kN/ m； 安裝在混凝土欄桿上的鋼護欄及預(yù)留管線、燈具電纜、橋面板防水等計：q5=5kN/ m；所以二期恒載為：q1+ q2+ q3+ q4+ q5=11.162+5.4+14.592+11.315+5=47.469 kN/ m；（四）活載的計算1、汽車荷載加載圖示本橋梁為二級公路上的橋梁，汽車荷載等級為公路-級

21、。汽車荷載有車道荷載和車輛荷載組成，橋梁結(jié)構(gòu)的整體計算用車道荷載；橋梁結(jié)構(gòu)的局部加載用車輛荷載、橋臺和擋土墻土壓力用車輛荷載。車道荷載和車輛荷載的作用不得疊加。（1） 車道荷載車道荷載計算圖式如下：本橋的計算跨徑分別為：7.1m+15m+7.1m，在公路-級荷載中，按線性差值計算：當(dāng)跨度為7.1m時，PK=188.4kN；qK=10.5kN/m；當(dāng)跨度為15m時，PK=220.0kN；qK=10.5kN/m；公路-級荷載均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值qK和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值PK按公路-級荷載的0.75倍才采用，即：當(dāng)計算跨度為7.1m時，PK=0.75188.4=141.3kN；qK=0.7510.5=7.875

22、kN/m；當(dāng)計算跨度為15m時，PK=0.75220.0=165kN；qK=0.7510.5=7.875kN/m；車道荷載的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值滿布于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號影響線上；集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值只作用于相應(yīng)影響線的峰值處。當(dāng)計算剪力效應(yīng)時PK乘以1.2的系數(shù)。（2）、車輛荷載車輛荷載布置如下圖所示：2、汽車荷載加載方法除上圖外，車輛荷載的其他技術(shù)指標(biāo)：項目單位技術(shù)指標(biāo)輪距m1.8前輪著地寬度和長度m0.30.2中、后輪著地寬度和長度m0.60.2車輛外形尺寸m152.5因為計算跨徑小于150m，所以縱向不需要考慮折減；本橋為單車道設(shè)計，不需要考慮車道橫向折減。3、汽車荷載沖擊力（1）車道荷載沖

23、擊力由城市橋梁設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)，沖擊系數(shù)，其中L為影響線加載長度，單位m，所以=。所以1+=1+0.182=1.182（2）車輛荷載沖擊力由城市橋梁設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)，車輛荷載沖擊系數(shù)，其中L為影響線加載長度，單位m，所以=0.66860.30321.477=0.221，所以1+=1.221（3）支座沖擊力支座沖擊力按照相應(yīng)的橋梁采用。4、人群荷載由公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范人行道板的人群荷載取均布荷載3.0kN/m2；作用在欄桿立柱上的水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值取0.75kN/m；作用在欄桿扶手上的豎向力荷載標(biāo)準(zhǔn)值取1.0kN/m；5、汽車荷載制動力制動力按車道荷載標(biāo)準(zhǔn)值在在加載長度上計算總重量的10%計算，且不小于9

24、0kN。本橋為剛架橋，制動力作用點在橋面上。6、風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值由公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按計算。式中：設(shè)計風(fēng)速重現(xiàn)期換算系數(shù)K0取0.90，施工架設(shè)期間取0.75；設(shè)B為橋梁寬度（m），H為梁高（m），因為8風(fēng)載阻力系數(shù)K1取1.3；地形地理條件系數(shù)K3取1.0；設(shè)計基準(zhǔn)風(fēng)壓值Wd=，為空氣重力密度（kN/m），高度Z處的設(shè)計基準(zhǔn)風(fēng)速Vd=K2K5V10，考慮地面粗糙類別和梯度風(fēng)的風(fēng)速高度變化修正系數(shù)K2，橋面離地面高度8.82m，地表粗糙度屬于D類，由公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范表4.3.7-3得K2=0.79；陣風(fēng)風(fēng)速系數(shù)K5=1.70；橋梁所在地區(qū)基本風(fēng)速V10按附錄A取28.6m/s；

25、為空氣容重（kN/m3），=0.012017e-0.0001z=0.012006405kN/m3；g為重力加速度，取9.81m/s2；橫向迎風(fēng)面積Awh（m2）按橋跨結(jié)構(gòu)實際尺寸計算；第一、三跨橋面迎風(fēng)面積：S1=3.75m2，第二跨橋面迎風(fēng)面積S2=7.5m2；混凝土欄桿橫向面積：第一、三跨欄桿迎風(fēng)面積：S1/=9.225m2，第二跨橋面迎風(fēng)面積S2/=18.45m2；斜腿橫向迎風(fēng)面積：S3=2.8897；上述計算均用cad中面積工具計算。橋梁風(fēng)力計算：=0.9*1.3*(3.75+7.5+9.225+18.45)*0.012006405*(0.79*1.7*28.6)*(0.79*1.7*

26、28.6)/(2*9.8)=41.16kN，轉(zhuǎn)化為橋梁的線荷載為：41.1630=1.372kN/m橋墩風(fēng)力計算：=0.9*1.3*(2.8897)*0.012006405*(0.79*1.7*28.6)*(0.79*1.7*28.6)/(2*9.8)=3.06kN轉(zhuǎn)化為橋墩的線荷載為：3.064.23=0.723kN/m7、溫度力計算橋梁結(jié)構(gòu)由于溫度梯度產(chǎn)生的效應(yīng)時，采用以下所示豎向溫度梯度曲線。橋面鋪裝用瀝青混凝土，由公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范橋面板處的溫度T1取20；T2取6.7；8、支座摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值F=w，本橋采用板式橡膠支座，支座與混凝土橡膠面接觸。支座摩擦系數(shù)取0.3；w為作用于活動支座

27、上由上部結(jié)構(gòu)重力產(chǎn)生的效應(yīng)。（五）偶然荷載1、梁橋橋墩順橋向和橫橋向德水平地震荷載一般情況按下列公式計算Eihp=CiCzKh計算。（六）荷載組合及內(nèi)力包絡(luò)圖（注：以下分析中再沒有特別標(biāo)明的情況下力的單位為KN，長度單位為m）利用橋梁計算軟件建模，將其分為25個單元，共26個節(jié)點，節(jié)點截面為設(shè)計控制截面。其中橋面板梁單元劃分依次為0.4，47.1/4，815/8，47.1/4，0.4 ；斜腿按實際計算尺寸平均分為4個單元，分別為1922，2326計算模型簡化如下圖所示（圖中數(shù)字為單元編號）：計算模型單元編號：計算模型節(jié)點編：橋腿的自重對結(jié)構(gòu)受力是不利的，在建模加載時加載圖示如下：一期恒載作用下

28、結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的內(nèi)力為：因為橋梁是對稱結(jié)構(gòu)，所以在自重作用下對稱截面上受力相同，故下表僅統(tǒng)計半橋內(nèi)力?？缰薪孛婧椭ё孛娴臄?shù)據(jù)列于下表：截面位置（節(jié)點編號）剪力（kN）彎矩（kNm）2邊跨33/中跨（-177）-6.553-3217941141075259-2246（橋板）邊跨404/（中跨-676）邊跨-812/（中跨-1461）7-461-4228-3072989-15473010087420579821112922172-14023239-3586（斜腿）312-6481、一期恒載作用下的內(nèi)力圖如下（橋面板和斜腿上的編號為單元編號，所對應(yīng)的分析數(shù)值為本單元J節(jié)點相對應(yīng)的值）：（1）剪力圖Fz（

29、2）彎矩圖My2、橋面板在二期恒載作用下的內(nèi)力圖：橋面板二期恒載加載模型圖示：二期恒載作用下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的內(nèi)力為：因為橋梁是對稱結(jié)構(gòu)，所以在自重作用下對稱截面上受力相同，故下表僅統(tǒng)計半橋內(nèi)力。結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的內(nèi)力數(shù)據(jù)列于下表：截面位置（節(jié)點編號）剪力（kN）彎矩（kNm）2邊跨19/中跨（-102）-3.803-17101.8046757.755151-135.966（橋板）邊跨236/（中跨-356）邊跨-479/（中跨-828）7-267-2448-1781749-8942410（中跨跨中）05082011312821113922113-11123113-2306（斜腿）113-349二期恒載作用下

30、內(nèi)力圖如下所示：（1）剪力圖Fz（2）彎矩圖My3、結(jié)構(gòu)內(nèi)力影響線繪制（表示正的最大值，表示負(fù)的最大）：設(shè)計中每一跨設(shè)計個控制截面，分別為兩端支座，跨中和1/4截面處，全橋面共設(shè)計13個控制截面，設(shè)計車道為單車道，移動荷載分析數(shù)據(jù)采用中國規(guī)范JTGD60-2004，車輛荷載Pk定義為165kN，qk定義為7.875kN/m，計算模型如下圖式（圖中數(shù)字為設(shè)計控制截面編號）：2截面剪力Fz影響線及最不利車道荷載布置，最大量值為165kN：22截面彎矩My影響線及最不利車道荷載布置： 3截面剪力Fz影響線： 3截面彎矩My影響線： 4截面剪力Fz影響線：4截面彎矩My影響線： 5截面剪力Fz影響線：

31、5面彎矩My影響線（最大正彎矩）： 5截面彎矩My影響線（最小負(fù)彎矩）：6截面剪力Fz影響線：6截面彎矩My影響線（最大正彎矩）：6截面彎矩My影響線（最小負(fù)彎矩）：7截面剪力Fz影響線：7截面彎矩My影響線（最大正彎矩）7截面彎矩My影響線（最小負(fù)彎矩）8截面剪力Fz影響線： 8截面彎矩My影響線：9截面剪力Fz影響線：9截面彎矩My影響線：10截面彎矩Fy影響線：10截面彎矩My影響線：截面2處支座的反力Fz影響線：截面20處支座的彎矩My影響線：4、車道荷載作用下橋梁結(jié)構(gòu)最不利荷載布置及量值車道荷載布置圖式為：在布置車道荷載時，為使其產(chǎn)生的量值最大，把均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值滿布于使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利

32、效應(yīng)的同號影響線上；集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值只作用于相應(yīng)影響線的峰值處。當(dāng)計算剪力效應(yīng)時PK乘以1.2的系數(shù)。當(dāng)考慮剪力荷載效應(yīng)時，荷載布置圖式為：設(shè)計控制截面車道荷載統(tǒng)計：截面位置（節(jié)點編號）剪力，考慮系數(shù)1.2（kN）彎矩（kNm）2邊跨0/中跨（-221.4）-66.33-142.74222.594143.25241.585201.15-125.976（橋板）邊跨241.78/（中跨-247.3）邊跨-258.49/（中跨-424.67）7-218.76-191.798-185.61291.909-150.04391.1410（中跨跨中）-114.37428.3220140.01262.05211

33、40.01139.4322140.01-113.7423140.01-182.066（斜腿）140.01-293.125、支座沉降引起的內(nèi)力統(tǒng)計：在midas中建立4個沉降組，分別為1支座（2節(jié)點處）沉降；2支座（20節(jié)點處）沉降；3支座（24節(jié)點處）沉降；4支座（18節(jié)點處）沉降；分別建立下列沉降荷載工況：（1）；（2）；（23）；（14）；（1234）。支座沉降量取-0.02m，對比幾種工況最不利荷載參與計算。讓2、3支座（節(jié)點2和節(jié)點3處）產(chǎn)生0.02m的沉降所產(chǎn)生的內(nèi)力如下表示2，3支座沉降產(chǎn)生內(nèi)力（彎矩）圖：1，2，3，4支座組合沉降最不利內(nèi)力（彎矩）圖：6、溫度引起的內(nèi)力統(tǒng)計：在m

34、idas中用溫度梯度荷載模擬溫度變化對結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響，midas計算公式為，其中，是線性熱膨脹系數(shù)，E是彈性模量，I是繞梁單元相應(yīng)中和軸的慣性矩，T是單元兩邊緣(最外面)間的溫度差，h是單元截面兩邊緣間的距離。Midas建模用梁截面溫度荷載，T1取20，T2取6.7，橋面板厚50cm。具體分析結(jié)果此處省略，見后面midas荷載組合即可。7、人群荷載內(nèi)力人群荷載取3.0kN/m2，因為雙向設(shè)置了人行道，所以布載寬度取0.752，下面給出4節(jié)點，6節(jié)點和10節(jié)點處的影響線及最不利荷載布置：4截面剪力Fn影響線及最不利荷載布置4截面彎矩MN影響線及最不利荷載布置6截面剪力Fn影響線及最不利荷載布置6

35、截面彎矩MN影響線及最不利荷載布置10截面剪力Fn影響線及最不利荷載布置10截面彎矩MN影響線及最不利荷載布置（七）、荷載組合按承載能力極限狀態(tài)計算內(nèi)力及組合，見下表（僅示意半橋長）。設(shè)計控制截面恒載內(nèi)力表 （半橋長） 表3-1位置截面橋梁自重（1）人行道、鋪裝欄桿（2）全部恒載（3）=(1)+(2)軸力剪力彎矩軸力剪力彎矩軸力剪力彎矩AB2032.77-6.55038-7.6070.77-14.1530-33.28181.570-34.68203.60-67.96385.1740112.13111.590133.95115.50246.08227.0950257.54-216.480302.

36、57-271.910560.11-488.460402.94-802.660471.2-958.640874.14-1761.3BC6-1451.05-614.23-1434.6-1502.43-712.5-1656.5-2953.48-1326.7-3091.097-1451.05-460.66-426.86-1502.43-534.38-487.57-2953.48-995.04-914.438-1451.05-307.1292.92-1502.43-356.25347.39-2953.48-663.35640.319-1451.05-153.54724.78-1502.43-178.13

37、848.36-2953.48-331.661573.1410-1451.050.02868.7-1502.4301015.36-2953.480.021884.05EB20-1999.9852.1194.36-1899.38225.38255.65-3899.36277.49350.0122-1884.33167.77-134.08-1899.38225.38-221.12-3783.7393.15-355.26-1745.29306.8-631.91-1899.38225.38-697.88-3644.67532.18-1329.79設(shè)計控制截面最大荷載內(nèi)力表 （半橋長） 表3-2位置截面車

38、道荷載（4）人群荷載（5）溫度荷載（升溫）（6）沖擊荷載（7）軸力剪力（考慮1.2）彎矩軸力剪力彎矩軸力剪力彎矩軸力剪力彎矩AB20201.15001.80000016.8203075.9222.5905.0516.530-46.5282.5706.4722.2640143.25241.580918.870-46.52165.15012.224.1650201.15116.24015.137.260-46.52247.72017.211.6260241.7830.46022.773.270-46.52330.3020.813.05BC61.1711.371.90.010.362.44162.7

39、70663.480.120.957.1971.1727.44170.430.011.1110.26162.770663.480.122.3217.0481.1751.14291.90.012.6326.51162.770663.480.124.3429.1991.1780.73391.140.015.1543.91162.770663.480.126.8839.11101.17114.37428.320.018.7850.82162.770663.480.129.7942.83EB2010.02140.01262.050.0622.9243.77147.99-82.2-14.571.0112.

40、3426.22210.02140.0137.350.0622.926.58147.99-82.2159.311.0112.343.73610.02140.01212.430.0622.9224.62147.99-82.2333.191.0112.3421.24設(shè)計控制截面最大荷載內(nèi)力表 （半橋長） 表3-3位置截面溫度荷載（降溫）（8）支座沉降（9）車輛荷載（10）軸力剪力彎矩軸力剪力彎矩軸力剪力彎矩AB2000000014003073.34-130.18059.05562.98080.89268.164073.34-260.36059.051125.960173.54276.235073.3

41、4-390.54059.051688.940245.54116.466073.34-520.73059.052251.920289.4532.21BC6525.150-105.760125.791062.32110.5974.577525.150-105.760125.79826.47127.89190.728525.150-105.760125.79590.62154.46332.89525.150-105.760125.79354.78188.39449.510525.150-105.760125.79237.851130.29492.35EB20319.47-423.2-1375.471

42、27.18554.6922.638.5167.92336.0222319.47-423.2-480.25127.18554.608.5167.9241.46319.47-423.2414.96127.18554.608.5167.92277.37設(shè)計控制截面最小荷載內(nèi)力表 （半橋長） 表3-4位置截面車道荷載（11）人群荷載（12）車輛荷載（13）軸力剪力1.2彎矩軸力剪力彎矩軸力剪力彎矩AB200-66.6300-0.3600-5630-142.74-55.180-6.75-6.780-151.08-71.7440-75.24-83.940-2.71-13.20-72.77-105.4850

43、-24.84-125.970-0.86-19.830-16.93-158.2260-16.23-258.490-0.51-48.270-10.84-462.86BC6-185.37-247.03-424.67-71.16-34.11-80.57-489.06-353.69-624.567-185.37-218.76-191.79-71.16-26.43-33.01-489.06-296.08-257.78-185.37-185.61-65.35-71.16-19.51-9.72-489.06-236.47-83.529-185.37-150.04-21.64-71.16-13.58-3.39-

44、489.06-179.98-24.8110-185.37-114.37-13.83-71.16-8.78-2.39-489.06-130.29-15.72EB20-214.78-108.5-203.71-89.97-12.22-31.62-586.86-119.24-247.2722-214.78-108.5-113.74-89.97-12.22-17.07-586.86-119.24-139.226-214.78-108.5-293.12-89.97-12.22-57.74-586.86-119.24-439.88設(shè)計控制截面最小荷載內(nèi)力表 （半橋長） 表3-5位置截面支座沉降（14）沖擊力

45、（15）軸力剪力彎矩軸力剪力彎矩AB200000-6.6630-317.17-104.810-12.09-5.5240-317.17-209.610-6.35-8.3950-317.17-314.420-2.09-12.660-317.17-419.220-1.37-25.85BC6-526.2-125.79-824.46-30.99-21.58-42.477-526.2-125.79-588.62-30.99-19-19.188-526.2-125.79-352.77-30.99-16.04-6.539-526.2-125.79-116.92-30.99-12.9-2.1610-526.2-

46、125.790-30.99-9.79-1.38EB20-316.730-171.09-37.22-9.4-20.3722-316.730-421.65-37.22-9.4-11.376-316.730-1594.84-37.22-9.4-29.31荷載組合中僅考慮主力與一個方向的附加力進行組合。本橋設(shè)計安全等級為二級，考慮兩種組合，基本組合和偶然組合?；窘M合表達式其中結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取1.0，為承載能力極限狀態(tài)下基本組合的作用效應(yīng)組合設(shè)計值。車道荷載和車輛荷載不同時組合，所以上述表達式簡化為： 據(jù)橋涵設(shè)計通用規(guī)范-2004查表：永久作用效應(yīng)分項系數(shù)：對結(jié)構(gòu)承載力不利時取1.2，對結(jié)構(gòu)承載力有利

47、時取1.0，考慮基礎(chǔ)變?yōu)樽饔脮r均取0.5；車道荷載、車輛荷載、沖擊力、人群荷載分項系數(shù)：取1.4，當(dāng)組合中某個活載超過汽車荷載時，由這個活載取代汽車荷載，分項系數(shù)取1.4；風(fēng)荷載分項系數(shù)取：1.1其他荷載分項系數(shù)?。?.4組合系數(shù)：永久荷載與一個可變荷載組合取0.8，與兩個可變荷載組合取0.7，與三個可變荷載組合取0.7，與四個可變荷載組合取0.5。設(shè)計中考慮組合荷載有：橋梁自重（一期恒載）、二期恒載、車道荷載和車輛荷載、人群荷載、沖擊力、溫度荷載（升溫）和溫度荷載（降溫）、支座沉降，在梁部的設(shè)計中忽略風(fēng)荷載，并且（6）和（8），（4）和（10）不同時組合。（1）最大軸力FN組合位置截面最大軸力組合恒載1.0車道1.4人群1.4降溫1.4沉降0.5沖擊1.4最大軸力組合系數(shù)AB200000000.630000000400000005000000060000000BC6-2953.51.6380.014735.2100.168-2510.617-2953.51.6380.014735.2100.168-2510.618-2953.51.6380.014735.2100.168-2510.619-2953.51.6380.014735.2100.168-2510.6110-2953.51.6380.01