30米装配式预应力混凝土简支梁桥设计计算书毕业设计.docx

东莞理工学院建筑工程系土木工程13级路桥班毕业设计毕业设计说明书 题目30米装配式预应力混凝土简支梁桥设计院 系 建筑工程系 班 级 2013级土木一班 学生姓名 指导教师 提交日期 2016.7.1 摘 要摘要本设计主要完成一跨30米装配式预应力混凝土简支梁桥上部结构的设计计算，采用箱形截面梁，主要完成箱梁的构造设计、内力计算、截面配筋设计及验算。根据要求完成梁纵断面布置，并确定有关构件细部尺寸。根据规范要求，进行相应的计算验算，主要包括桥梁行车道板的内力计算及组合；主梁的内力计算及组合；横隔梁的内力计算及组合。平板橡胶支座的设计及验算；预应力钢束面积的估算及钢束的布置；钢束布置位置的校核；正截面、斜截面承载力计算；钢束张拉控制力、钢束预应力损失估算；按短暂状况和持久状况进行构件的应力验算；进行构件正截面与斜截面的抗裂验算；主梁变形（挠度）计算；锚固区局部承压验算与锚固区设计。本设计严格按照任务书及规范要求进行，完成相应的验算，并绘制出施工图。关键词：构造设计、内力计算及组合、截面配筋、承载力计算、预应力损失、验算目 录目录第一章 设计背景1（一） 总体概述1（二） 设计资料1（三） 设计规范2（四） 设计要点2第二章 梁的构造布置及构造尺寸3（一） 简支梁的特点3（二） 箱梁横截面布置31 主梁间距和主梁片数32 主梁跨中截面尺寸拟订43 横截面沿跨长变化54 横隔梁的布置5第三章 行车道板内力计算及组合7（一） 边梁悬臂板荷载效应计算71 永久作用72 可变作用83 承载能力极限状态作用基本组合8（二） 中主梁连续板荷载效应计算91 永久作用92 可变作用103 作用效应组合12（三） 截面设计、配筋与承载力验算13第四章 主梁内力计算及组合14（一） 永久作用效应计算（按边主梁计算）141 一期永久作用集度142 永久作用效应16（二） 可变作用效应计算171 冲击系数和车道折减系数计算172 计算主梁的荷载横向分布系数（修正刚性横梁法）173 车道荷载取值224 可变作用效应计算22（三） 主梁作用组合25第五章 橫隔梁内力计算及组合27（一） 确定作用在跨中橫隔梁上的可变作用27（二） 跨中橫隔梁的作用效应影响线281 绘制弯矩影响线282 绘制剪力影响线29（三） 截面作用效应计算30第六章 支座设计计算32（一） 选定支座的平面尺寸32（二） 确定支座厚度32（三） 验算支座的偏转331 支座的平均压缩变形332 计算梁端转角333 验算偏转情况34（四） 验算支座的抗滑稳定性341 计算温度变化引起的水平力342 验算滑动稳定性34第七章 预应力钢束面积的估算及钢束的布置35（一） 预应力钢束数量的估算35（二） 预应力钢束布置361 跨中截面积锚固端截面的钢束位置362 钢束起弯角度及线形的确定373 钢束计算374 非预应力钢筋截面估算及布置40第八章 钢束布置位置的校核41（一） 对钢束群重心位置进行核对41第九章 计算主梁截面几何特性42（一） 截面面积及惯性矩计算421 计算小截面的几何特性（预加力阶段及阶段二）422 计算大截面（结构整体化层后的截面及阶段三）的几何特性45（二） 截面静距计算46（三） 截面几何特性汇总50第十章 钢束预应力损失计算52（一） 钢束预应力损失估算521 预应力钢束与管道壁间的摩擦损失522 由锚具变形、钢束回缩引起的预应力损失533 混凝土弹性压缩引起的预应力损失544 由钢束应力松弛引起的预应力损失545 混凝土收缩和徐变引起的预应力损失55（二） 成桥后四分点截面由张拉钢束产生的预加力作用效应计算57（三） 预应力损失汇总及预加力计算58第十一章 正截面、斜截面承载力计算60（一） 跨中截面正截面承载力计算60（二） 斜截面抗剪承载力计算631 截面抗剪强度上下限复核632 距离支点h/2处截面进行截面尺寸验算64第十二章 按短暂状况和持久状况进行构件的应力验算68（一） 短暂状况构件的应力验算681 预加应力阶段的应力验算682 吊装应力验算71（三） 持久状况构件的应力验算721 正截面混凝土法向压应力验算722 斜截面混凝土主压应力验算75第十三章 构件正截面与斜截面的抗裂验算81（一） 正截面抗裂性验算81（二） 斜截面抗裂性验算82第十四章 主梁变形（挠度）验算88（一） 计算由预应力引起的反拱度88（二） 计算由荷载引起的跨中挠度90（三） 结构刚度验算91（四） 预拱度的设置91第十五章 锚固区局部承压验算与锚固区设计92（一） 局部承压区的截面尺寸验算92（二） 局部抗压承载力验算93参考文献：95正文第一章 设计背景（一） 总体概述按照设计任务书要求，本设计完成一跨30米装配式预应力混凝土简支梁桥上部结构的设计计算。根据任务书建议，本设计采用箱形截面梁。主要内容包括：箱梁的构造设计、内力计算、截面配筋设计及验算。本设计严格按照规范要求进行设计计算，使用规范、手册及各种参考图集，不依赖教材。（二） 设计资料1.桥面净宽：净-11+2×1.0m人行道（车辆单向行驶）2.主梁跨径、全长及截面形式（截面采用T型截面或者小箱型截面）跨径设计参数编号标准跨径lb计算跨径l主梁全长l全数据30.00m29.50m29.96m3.设计荷载：汽车荷载公路-1级及人群荷载3.0KN/m2，栏杆每侧重：1.52 kN/m，人行道每侧重：5.56 kN/m2。4.类环境条件，安全等级为一级。5.材料钢筋与钢材预应力钢筋采用ASTM A41697a标准的低松弛钢绞线（1×7标准型），抗拉强度标准值，抗拉强度设计值，公称直径15.24mm，公称面积140mm2，弹性模量Ep=1.95×105Mpa；锚具采用夹片式群锚（YJM15）。非预应力钢筋直径大于或等于12mm者用HRB335级热轧钢筋；直径小于12mm者一律用R235级钢筋。混凝土：主梁采用C50混凝土，整体化层采用8cm的C50混凝土，桥面铺装采用厚12cm的C30混凝土。6.施工工艺采用后张法施工，预制主梁时，预留孔道采用预埋塑料波纹管成型，钢绞线采用YDC1500千斤顶两端同时张拉；主梁安装就位后现浇400mm宽湿接缝。最后施工整体化层及混凝土铺装层。（三） 设计规范1 公路工程技术标准（JTG B01-2003）；2 公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2015）；3 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）；4 公路桥涵施工技术规范（JTJ 041-2000）；5 预应力筋用锚具、夹具和连接（GB T14370-93）；6 公路桥梁板式橡胶支座规格系列（JTT663-2006）；（四） 设计要点1 根据要求进行纵断面布置，并确定有关构件细部尺寸；2 对桥梁行车道板进行内力计算及组合；3 对主梁进行内力计算及组合；4 对横隔梁进行内力计算及组合；5 对平板橡胶支座进行设计及验算；6 预应力钢束面积的估算及钢束的布置。7 钢束布置位置的校核。8 正截面、斜截面承载力计算。9 钢束张拉控制力、钢束预应力损失估算。10 按短暂状况和持久状况进行构件的的应力验算。11 进行构件正截面与斜截面的抗裂验算。12 主梁变形（挠度）计算。13 锚固区局部承压验算与锚固区设计。14 绘制桥梁构造详图。绘图上的要求为：图幅采用A3，图框、标签栏采用指导教师指定的统一图例（见附件3）。(1)绘制总体布置图，图纸内容包括该桥纵断面、横断面及平面图；(2)绘制T型主梁的一般构造图，图纸内容包括内梁半立面图、边梁半立面图、1/2主梁平面图、1/2主梁横断面图、预应力钢束布置图、钢筋配筋图、一片梁混凝土及钢束数量表。(3)图纸布局合理，图面整洁，文字规范，粗细线清楚，符合制图标准，尺寸标注全面，达到施工图要求。6第二章 梁的构造布置及构造尺寸（一） 简支梁的特点简支梁的优点：结构简单，架设方便，可减低造价，缩短工期，同时最易设计成各种标准跨径的装配式构件。但相邻两跨之间存在异向转角，路面有折角，影响行车平顺。（二） 箱梁横截面布置1 主梁间距和主梁片数主梁间距通常应随梁高与跨径的增大而加宽为经济，同时加宽翼板对提高主梁截面效率指标很有效，故在吊装起重量允许时应适当加宽梁翼板。根据工程工程经验，主梁间距采用1.82.4m为宜。本桥主梁翼板宽度为2.5m,由于宽度较大，为保证桥梁的整体受力性能，桥面板采用现浇混凝土刚性接头，因此主梁的工作截面有两种:预施应力、运输、吊装阶段的小截面(b=2m)和运营阶段的大截面(b=2.5m)。净-11+2×1.0m人行道（车辆单向行驶）的桥宽采用五片主梁,如图2-1和图2-2所示。图2-1 桥梁横断面结构尺寸图（单位：cm）图2-2 桥梁纵剖面结构尺寸图（单位：cm）2 主梁跨中截面尺寸拟订（1）主梁高度参考邵旭东主编的桥梁工程课本知道预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在1/81/16，标准设计中高跨比约在1/181/19。当建筑高度不受限制时，增大梁高往往是较经济的方案，因为增大梁高可以节省预应力钢束用量，同时梁高加大一般只是腹板加高，而混凝土用量增加不多。综上所述，本设计中取用1.60m的主梁高度是比较合适的。（2）主梁截面细部尺寸箱形梁翼板的厚度主要取决于桥面板承受车轮局部荷载的要求，还应考虑能否满足主梁受弯时上翼板受压的强度要求。本设计预制箱梁的翼板厚度取用20cm，翼板根部加厚到30cm以抵抗翼缘根部较大的弯矩。在预应力混凝土梁中腹板内主拉应力较小，腹板厚度一般由布置预制孔管的构造决定，同时从腹板本身的稳定条件出发，腹板厚度不宜小于其高度的1/15。本设计腹板厚度取18cm，支座附近加厚到25cm。按照以上拟定的外形尺寸绘制出预制梁的端部及跨中截面大样图（见图2-3、图2-4）图2-3简化端部横截面图（单位：cm） 图2-4 简化跨中横截面图（单位：cm）（3）计算跨中截面几何特征将主梁跨中截面划分为五个规则图形的小单元，截面几何特性列表计算见表2-1。（4）检验截面效率指标（希望在0.5以上）上核心距：下核心距： 表2-1 跨中截面几何特性计算表分块名称分块面积Ai分块面积形心至上缘距离yi分块面积对上缘静距Si=Ai*yi分块面积的自身惯性矩Iidi=ys-yi分块面积对截面形心的惯性矩Ix=Ai*diI=Ii+Ixcm2cmcm3cm4cmcm4cm4大毛截面（含湿接缝）顶板5000.00 10.00 50000.00 166666.67 47.16 11122298.95 11288965.62 承托696.00 24.20 16840.00 5349.43 32.97 756510.41 761859.84 腹板3960.00 85.00 336600.00 3993000.00 -27.84 3068338.38 7061338.38 底板1600.00 150.00 240000.00 53333.33 -92.84 13789583.43 13842916.76 11256.00 269.20 643440.00 4218349.43 -40.54 28736731.17 32955080.60 小毛截面（不含湿接缝）顶板4000.00 10.00 40000.00 133333.33 51.76 10717579.06 10850912.39 承托696.00 24.20 16840.00 5349.43 37.57982275.01 987624.43 腹板3960.00 85.00 336600.00 3993000.00 -23.24 2138258.18 6131258.18 底板1600.00 150.00 240000.00 53333.33 -88.24 12457265.63 12510598.96 10256.00 269.20 633440.00 4185016.09 -22.14 26295377.88 30480393.97 大毛截面形心至上缘距离ys=Si/Ai57.16 小毛截面形心至上缘距离ys=Si/Ai61.76 截面效率指标：表明以上初拟的主梁跨中截面是合理的。3 横截面沿跨长变化如图2-2所示，本设计主梁采用等高形式，横截面的箱梁翼板厚度沿跨长不变。梁端部区段由于锚头集中力的作用而引起较大，底板为配合钢束弯起而从第一道横隔梁处开始向支点逐渐抬高，在底板抬高的同时腹板宽度也开始变化。4 横隔梁的布置试算结果表明，在荷载作用处的主梁弯矩横向分布，当该处有横隔梁时比较均匀，否则直接在荷载作用下的主梁弯矩很大。为减小对主梁设计起主要控制作用的跨中弯矩，在跨中设置一道中横隔梁；当跨度较大时，应设置较多的横隔梁。如图2-2所示，本设计在桥跨两个四分点、跨中截面及端梁设置五道横隔梁，其间距为7.49m。端横隔梁的高度与主梁同高，厚度为上部26cm，下部24cm，平均厚度25cm；中横隔梁高度为125cm，厚度为上部18cm，下部16cm，平均厚度17cm。第三章 行车道板内力计算及组合主梁间通过湿接缝连接，翼缘板内钢筋是连续的，所以中主梁按两端固结的连续板计算，变量外侧按悬臂板计算。（一） 边梁悬臂板荷载效应计算1 永久作用（1） 主梁架设完毕时桥面板可看成33.6cm长的单向悬臂板，计算图示见图3-1b计算悬臂根部一期永久作用效应为：弯矩：剪力：（2） 成桥后桥面现浇部分完成后，施工二期永久作用，此时桥面板可看成净跨径为83.6cm的悬臂单向板，计算简图如图3-1c所示。图3-1悬臂板计算图示（单位：cm）图中：，为现浇部分悬臂板自重；，为人行道栏杆重；，为人行道每侧重。计算二期永久作用效应如下：弯矩：剪力：（3） 总永久作用效应综上所述，悬臂根部永久作用效应为：弯矩：剪力：2 可变作用在边梁悬臂板处，只作用有人群荷载，计算图示为3-1d弯矩：剪力：3 承载能力极限状态作用基本组合按桥规4.1.5条： （二） 中主梁连续板荷载效应计算根据桥梁工程第几页，对于梁肋间的行车道板，在桥面现浇部分完成后，行车道板实质上是一个支撑在一系列弹性支承上的多跨连续板，实际受力很复杂。目前，通常采用较简便的近似方法计算。对于弯矩，先计算出一个跨度相同的简支板在永久作用和活荷载作用下的跨中弯矩Mo，在乘以偏安全的经验洗漱加以修正，以求的支点处和跨中截面的设计弯矩。弯矩修正系数可视板厚t与梁高h的比值来选用。本次设计中，已知t=18，h=160，即，即主梁抗扭能力较大，取跨中弯矩：;支点弯矩：。对于剪力，可不考虑板和主梁的弹性固结作用，认为简支板的支点剪力即为连续板的支点剪力。下面分别计算连续板的跨中和支点作用效应。1 永久作用（1） 主梁架设完毕时桥面板可看成33.6cm长的悬臂单向板，计算图式见图3-1b，其根部一期永久作用效应为：弯矩：剪力：（2） 成桥后先计算简支板的跨中弯矩和支点剪力值。根据公预规4.1.2条，梁肋间的板，其计算跨径按下列规定取用：计算弯矩时，但不大于；本次设计中。计算剪力时，；本次设计中。式中：板的计算跨径； 板的净跨径； t板的厚度； b梁肋宽度；计算图式见图3-2。图3-2 简支板二期永久作用计算图式（单位：cm）图3-2中：，为现浇部分桥面板的自重；，是二期永久作用，包括8cm混凝土整体化层和12cm混凝土桥面铺装。计算得到简支板跨中二期永久作用弯矩及支点二期永久作用剪力为：（3） 总永久作用效应综上所述，支点截面永久作用弯矩为：支点截面永久作用剪力为：跨中截面永久作用弯矩为：2 可变作用根据桥规4.3.1条，桥梁结构局部加载时，汽车荷载采用车辆荷载。根据桥规表4.3.1-2，后轮着地宽度及长度为：平行于板的跨径方向的荷载分布宽度：（1） 车轮在跨径中部时垂直于板的跨径方向的荷载分布宽度：，取a=0.9013m，此时两个后轮的有效分布宽度发生重叠，应求两个车轮荷载的有效分布宽度，折合成一个荷载的有效分布宽度a=2.3013/2=1.15（m）。（2） 车轮在板的支承处时垂直于板的跨径方向荷载的有效分布宽度：（3） 车轮在板的支承附近，距支点距离为x时垂直于板跨径方向荷载的有效分布宽度：a的分布见图3-3将加重车后轮作用于板的中央，求得简支板跨中最大可变作用（汽车）的弯矩为：计算支点剪力时，可变作用必须靠近梁肋边缘布置。考虑了相应的有效工作宽度后，每米板宽承受的分布荷载如图3-3所示，支点剪力的计算公式为：其中：代入上式，得综上所述，可得到连续板可变作用（汽车）效应如下：支点断面弯矩：；支点断面剪力：；跨中断面弯矩：3 作用效应组合按桥规4.1.6条进行承载能力极限状态作用效应基本组合。支点断面弯矩：支点断面剪力：跨中断面弯矩：（三） 截面设计、配筋与承载力验算悬臂板及连续板支点采用相同的抗弯钢筋，故只需按其中最不利荷载效应配筋，即。其高度h=280mm，净保护层a=30mm。若选用钢筋，则有效高度为：按公预规5.2.2条：解得，x=3.2732mm验算按公预规5.2.2条：查有关板宽1m内钢筋截面与距离表，当选用钢筋时，需要钢筋间距为200mm，此时所提供的钢筋面积为：。由于此处钢筋保护层与试算值相同，实际钢筋面积大于计算面积，则其承载力肯定大于作用效应，故承载力验算从略。按公预规5.2.9条规定，矩形截面受弯构件的截面尺寸应符合下式要求：满足抗剪最小尺寸要求。按公预规5.2.10条，即：时，不需要进行抗剪强度验算，仅按构造要求配筋。根据公预规9.2.5条，板内应设置垂直于主钢筋的分布钢筋，直径不应小于8mm，间距不应大于200mm，因此本设计中板内分布钢筋用。97第四章 主梁内力计算及组合主梁的作用效应计算包括永久作用效应和可变作用效应。根据梁跨结构纵、横截面的布置，计算可变作用下荷载横向分布系数，求出各主梁控制截面（取跨中。四分点、变化点截面及支点截面）的永久作用和最大可变作用效应，再进行主梁作用效应组合（标准组合、短期组合和极限组合）。鉴于时间问题，本次设计主要计算边主梁作用效应，配筋设计及持久状况、正常使用状况应力计算则偏于安全地按中主梁的截面特性考虑。（一） 永久作用效应计算（按边主梁计算）1 一期永久作用集度（1） 主梁自重跨中截面段主梁自重（底板宽度变化处截面至跨中截面，长12.97m）底板加厚与腹板变宽段梁的自重近似计算（1.68m）主梁端部截面面积为支点段梁的自重（长0.33m）边主梁的橫隔梁（本设计共设五道橫隔梁）端橫隔梁体积为中橫隔梁体积为故一跨跨内橫隔梁重量为主梁永久作用集度（2） 二期永久作用顶板中间湿接缝集度边梁现浇部分橫隔梁一片端橫隔梁（现浇部分）体积：中橫隔梁（现浇部分）体积：所以整体化层及桥面铺装8cm厚C50混凝土整体化层12cm厚C30混凝土桥面铺装将整体化层及桥面铺装均匀分给五片梁，则人行道及栏杆人行道一侧线荷载栏杆每侧线荷载将两侧人行道及栏杆均分给五片主梁，则边梁二期永久作用集度2 永久作用效应按图4-1 进行永久作用效应计算，设a为计算截面离左侧支座的距离，并令c=a/l 。图4-1 永久作用效应计算图式主梁弯矩M和剪力V的计算公式分别为永久作用效应计算见表4-1表4-1 边梁（1号梁）永久作用效应计算表作用效应跨中四分点支点c=0.5c=0.25c=0一期弯矩(KN·m)3081.89 2311.41 0.00 剪力(KN)0.00 208.94 417.88 二期弯矩(KN·m)1775.18 1331.38 0.00 剪力(KN)0.00 120.35 240.70 弯矩(KN·m)4857.06 3642.80 0.00 剪力(KN)0.00 329.29 658.58 （二） 可变作用效应计算1 冲击系数和车道折减系数计算按桥规4.3.2条规定，结构的冲击系数与结构的基频f有关，故先计算结构的基频，简支梁桥的基频其中由于，故汽车荷载的冲击系数为按桥规4.3.1条规定，当车道大于两车道时，应进行行车道折减，三车道折减22%，四车道折减33%，但折减后不得小于用两车道布载的计算结果。本设计按两车道、三车道分别进行计算，取最不利情况进行设计。2 计算主梁的荷载横向分布系数（修正刚性横梁法）（1） 跨中的荷载横向分布系数本次设计中桥跨内设有三道橫隔梁，具有可靠的横向联系，且承重结构的长宽比为：所以可按修正的刚性横梁法来绘制影响线和计算横向分布系数。计算主梁的抗弯及抗扭惯性矩和；抗弯惯性矩在前面已求得，见表2-1，为；对箱梁截面，其抗扭惯性矩为式中箱型梁闭合截面中线所包含的面积；、相应单个矩形截面的宽度和高度；矩形截面抗扭刚度系数，可根据求得；梁截面划分成单个矩形截面的个数。对于本设计箱型截面，计算图式见图4-2，计算如下。图4-2 抗扭惯性矩计算图式（单位：cm）式中其中，参数为。计算主梁的抗扭修正系数对于本设计主梁的间距相同，并将主梁近似看成等截面，则得：式中：则计算的：按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值式中：。计算所得的值列于表4-2内。表4-2 横向分布影响线竖坐标值计算表梁号i1i2i3i4i510.483480.341740.20.05826-0.0834820.341740.270870.20.129130.0582630.20.20.20.20.2计算各梁的荷载横向分布系数：1号梁的横向影响线和最不利布载图式如图4-3所示。图4-3 1号梁的横向分布影响线及其最不利荷载图式（单位：cm）1号梁荷载横向分布系数计算，其中包含了车道折减系数，以下方法相同。三车道： 二车道：人群：二号梁的横向分布影响线及最不利荷载图式如图4-4所示。图4-4 2号梁的横向分布影响线及最不利荷载图式（单位：cm）三车道：二车道：人群：3号梁的横向分布影响线及最不利荷载图式如图4-5所示。图4-5 3号梁的横向分布影响线及最不利荷载图式（单位：cm）3号梁荷载横向分布系数计算：三车道：二车道：人群：由以上计算可以看出，1号梁（边梁）的荷载横向分布系数最大，故可变作用的横向分布系数为：，由新桥规4.3.1条表4.3.1-3知，车辆单向行驶时，桥面宽，桥涵应该设计3个车道，以下计算以规范为准，取，。（2） 支点截面的荷载横向分布系数如图4-6所示，按杠杆原理法作出荷载横向分布影响线并进行布载，各梁的可变作用横向分布系数可计算如下：图4-6 支点截面的横向分布系数计算图式（单位：cm）可变作用的荷载横向分布系数：1号梁2号梁3号梁（3） 横向分布系数取值通过上述计算，可变作用横向分布系数汇总见表4-3表4-3 1号梁可变作用横向分布系数可变作用类型mcm0公路-I级0.60070.64人群0.53311.353 车道荷载取值根据桥规4.3.1条，公路-I级车道荷载的均布荷载标准值和集中荷载标准值为计算弯矩时：计算剪力时：4 可变作用效应计算在可变作用效应计算中，本设计对于横向分布系数的取值作如下处理：计算主梁可变作用弯矩时，均采用全跨统一的横向分布系数取；计算跨中及四分点可变作用剪力效应时，由于剪力影响线的较大坐标也位于桥跨中部，故也采用横向分布系数；计算支点可变作用剪力效应时，从支点至梁段，横向分布系数从直线过渡到，其余梁段均取。（1） 计算跨中截面的最大弯矩和最大剪力计算跨中截面最大弯矩和最大剪力采用直接加载求可变作用效应，图4-7示出跨中截面作用效应计算图式。图4-7 跨中截面内力影响线及加载图式（单位：m）计算公式如下：式中：S 所求截面汽车（人群）标准荷载的弯矩或剪力；车道均布荷载标准值；车道集中荷载标准值；影响线上同号区段的面积；y 影响线上最大坐标值。可变作用（汽车）标准效应： 可变作用（汽车）冲击效应：可变作用（人群）效应：（2） 计算1/4处截面的最大弯矩和最大剪力图4-8位四分点截面作用效应的计算图式。图4-8 1/4截面内力影响线及加载图式（单位：m）可变作用（汽车）标准效应：可变作用（汽车）冲击效应：可变作用（人群）效应：（3） 支点截面剪力计算计算支点截面由于车道荷载产生效应时，考虑横向分布系数沿跨长的变化，均布荷载标准值应满布于使结构产生最不利效应的同号影响线上，集中荷载标准值只作用于相应影响线中一个最大影响线的峰值处，如图4-9所示。图4-9 支点截面剪力计算图式（单位：m）可变作用（汽车）效应：可变作用（汽车）冲击效应：可变作用（人群）效应：（三） 主梁作用组合按桥规4.1.6-4.1.8条规定，根据可能同时出现的作用效应选择三种最不利效应组合：短期效应组合、标准效应组合和承载能力极限状态基本组合，见表4-4。表4-4 主梁作用效应组合序号荷载类别跨中截面四分点截面支点截面MmaxVmaxMmaxVmaxVmaxKN.mKNKN.mKNKN1一期永久3081.8852 0.0000 2311.4139 208.9414 417.8827 2二期永久1775.1766 0.0000 1331.3825 120.3510 240.7019 3总永久=1+24857.0618 0.0000 3642.7964 329.2923 658.5847 4可变（汽车）公路-I级2099.3436 138.2323 1574.5551 224.7924 339.5471 5可变（汽车）冲击466.6841 30.7290 350.0236 49.9714 75.4813 6可变（人群）130.4804 4.4231 97.8602 9.9519 24.4700 7标准组合=3+4+5+67553.5699 173.3844 5665.2352 614.0080 1098.0831 8短期组合=3+0.7×4+1.0×66457.0827 101.1857 4842.8451 496.5989 920.7376 9基本组合=1.1×（1.2×3+1.4×（4+5）+0.75×1.4×6）10513.7091 265.3091 7885.3709 869.2965 1536.7384 第五章 橫隔梁内力计算及组合（一） 确定作用在跨中橫隔梁上的可变作用按公预规9.3.2条规定，共同受力的多箱梁桥，梁间应设跨端橫隔梁，需要时尚宜设跨间橫隔梁，本设计仅在端部和跨中设橫隔梁。橫隔梁布置见本说明书第二章梁的构造布置及构造尺寸。鉴于具有多根内橫隔梁的桥梁中处的橫隔梁受力最大，所以本设计仅计算跨中橫隔梁的作用效应，其余橫隔梁则依据跨中橫隔梁偏保守地选用相同的截面尺寸和配筋。根据桥规4.3.1条规定，桥梁结构的局部加载计算应采用车辆荷载，图5-1示出跨中橫隔梁纵向的最不利荷载布置。图5-1 跨中橫隔梁的受载图式（单位：cm）纵向一行车轮和人群荷载对跨中橫隔梁的计算荷载为：汽车：跨中橫隔梁受力影响线的面积：人群荷载：（二） 跨中橫隔梁的作用效应影响线通常橫隔梁弯矩为靠近桥中线的截面较大，而剪力则在靠近两侧边缘处的截面较大。所以，如图5-2所示的跨中橫隔梁，本设计只取A、B两个截面计算橫隔梁的弯矩，取1号梁右和2号梁右截面计算剪力。以下用修正偏心压力法计算橫隔梁作用效应，先作相应的作用效应影响线。1 绘制弯矩影响线（1） 计算公式如图5-2a所示，在桥梁跨中当单位荷载作用在j号梁轴上时，i号梁所承受的作用为竖向力（考虑主梁抗扭）。当作用在截面A的左侧时，式中：i号梁轴到A截面的距离；单位荷载作用位置到A截面的距离。当作用在截面A的右侧时，（2） 计算弯矩影响线值作用在1号梁轴上时()作用在2号梁轴上时：（）作用在5号梁轴上时：（）根据上述三点坐标和A截面位置，可绘出影响线如图5-2b所示.同理，影响线计算如下：绘出影响线如图5-2c所示。2 绘制剪力影响线（1） 1号梁右截面的剪力影响线计算：作用在计算截面以右时：（即为1号梁的荷载横向影响线，参见图4-3）作用在计算截面以左时：绘制影响线如图5-2d所示。（2） 2号梁右截面的剪力影响线计算：作用在计算截面以右时：作用在计算截面以左时：绘制影响线如图5-2e所示。图5-2 中橫隔梁作用效应影响线图（单位：cm）（三） 截面作用效应计算计算公式：式中：橫隔梁冲击系数，根据桥规4.3.2条，取0.3；车道折减系数，三车道为0.78；车辆对于跨中橫隔梁的计算荷载；人群对于跨中橫隔梁的计算荷载；与计算荷载相对应橫隔梁作用效应影响线的竖坐标值；影响线面积。可变作用车辆和人群在相应影响线上的最不利位置布载见图5-2所示，截面作用效应的计算见表5-1。表5-1橫隔梁截面作用效应计算汽车P0（KN）126.518人群q0（KN/m)16.3575MA(KM.m)i-0.04351.310110.55350.2311-0.2154三车道MA363.7966二车道MA462.0689MB(KN.m)i-2.2831571-1.7108-0.5333-0.1916MB汽-369.0892MB人-30.3609V1右(KN)i0.48350.38140.30770.205670.13200.0299三车道V1右汽197.5880二车道V1右汽226.6936V2右（KN）i0.61260.45950.34900.19590.08534-0.0677三车道V2右汽209.7021二车道V2右汽265.9549荷载组合组合IMAmax(KN.m)711.5862MBmin(KN.m)-603.4641V(KN)409.5706第六章 支座设计计算根据要求采用平板橡胶支座，按公预规8.4条设计如下。（一） 选定支座的平面尺寸橡胶支座的平面尺寸由橡胶板的抗拉强度和梁端或墩台顶混凝土的局部承压强度来确定。对橡胶板应满足：若选定支座平面尺寸，则支座形状系数S为：，满足规范要求。式中：t中间层橡胶片后的，取。橡胶板的平均容许压应力为，橡胶支座的剪变弹性模量（常温下）。橡胶支座的抗压弹性模量为：计算时最大支座反力为，,.故，满足（二） 确定支座厚度根据当地气象资粮，主梁的计算温差，温度变形由两端均摊，则每一个支座承受的水平位移为：计算汽车荷载制动力引起的水平位移，首先确定作用在每一个支座上的制动力。对于30m桥跨，一个设计车道上公路-I级车道荷载总重为：，又要求不小于90KN，取制动力为90KN。五根梁共20个支座，每个支座承受的水平力为：按公预规8.4条要求，橡胶层总厚度应满足：（1）不计汽车制动力时：。（2）计汽车制动力时：，或。（3） 。选用六层钢板，七层橡胶组成橡胶支座。上下层橡胶片厚度为0.25cm，中间层厚度为0。5cm，薄钢板厚度为0.2cm，则