桥梁计算书.docx
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桥梁计算书
1桥型方案确定
1.1概述
本次的毕业设计为杨嘉桥互通式立体交叉跨线桥工程，在设计中我们必须考虑其与周围的环境相协调，虽然该桥无通航要求，但桥下要有足够的净空保证桥下行车安全。
在已有的资料和原始数据中，可以了解到该处地基条件一般，所以在设计时，必须考虑到地基的承载力。
1.1.1设计依据
设计任务书、桥址地质断面图等。
1.1.2技术标准
1）汽车荷载：
公路一级，无人群荷载。
2）桥梁总长：
76米
3）桥面宽度：
全桥4车道，桥宽15.5米，行车道净宽14.5米。
4）通航要求：
无通航
1.1.3地质条件
地质条件：
桥址处的地质断面比较平坦，地质情况较复杂，工程地质情况主要为（从上到下）：
亚粘土、亚砂土、全风化泥灰岩、弱风化粉泥灰岩、强风化砂岩。
1.1.4采用规范
JTGB01-2003《公路工程技术规范》；
JTGD60-2004《公路桥涵设计通用规范》；
JTJ022-2004《公路砖石及砼桥涵设计规范》；
JTGD62-2004《公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范》。
1.2桥型方案
经过方案比选，通过对设计方案的评价和比较要全面考虑各项指标，综合分析每一方案的有缺点，最后选定一个最佳的推荐方案。
按桥梁的设计原则、造价低、材料省、劳动力少和桥型美观的应是优秀方案。
但当技术因素或是使用性质候特殊要求时就另当别论，注重考虑设计的侧重点。
技术高，造价必然会高，所以在比较时必须从任务书提出的要求以及地形资料和施工条件，找出所面临的问题的关键所在，分清主次。
根据开题报告所叙，现选定22m+32m+22mm的预应力混凝土连续梁桥为设计方案。
2拟定结构尺寸、确定主要材料
2.1主要结构尺寸拟定
本设计经方案比选后确定采用三跨预应力混凝土等截面连续箱梁桥。
2.1.1跨径
22m+32m+22m
2.1.2.梁高
对于预应力钢筋混泥土等截面箱梁，高跨比一般为1/15～1/25,根据主跨跨径为32m,故取梁高1.85m,这样高跨比为1/17，符合规范要求。
2.1.3箱梁结构尺寸拟定
2.1.3.1箱梁底板厚度
底板厚度与主跨之比为1/140~1/170，跨中区域底板厚度可按构造要求设计，一般为0.22～0.28m，故底板厚度可取0.25m。
2.1.3.2箱梁顶板厚度
由于顶板悬臂端需设防撞墙，故悬臂端部厚度可取20cm，悬臂根部厚取50cm，行车道中心线出顶板厚25cm。
2.1.3.3箱梁腹板厚度
因为该箱梁中需配有纵向预应力钢筋，故腹板厚度可取35cm。
2.1.3.4桥面横坡
横坡为：
2.0%
2.1.3.5横隔板设置
各墩顶各设一道厚度为40cm的横隔板
该桥主梁为单幅单箱三室，桥面宽为15.5m，其横截面（主梁）构造如图如下：
图2.1主梁跨中横断面图（单位mm）
2.2主要材料
2.2.1混凝土
上部构造箱梁采用C40混凝土，下部构造、墩柱采用C30混凝土，支座垫石采用C50混凝土；配制混凝土所采用的水泥、砂、石、水等材料及混凝土的配合比、拌制、运输和浇筑应严格按照《公路桥涵施工技术规范》执行；
2.2.2桥面铺装
选用2cm的沥青表面处治+9cm的混泥土垫层。
2.2.3预应力钢绞线
采用中交新预应力筋，270K钢绞线，单根钢绞线直径为15.24mm，公称面积为139mm
标准强度R
=1860Mpa,弹性模量E
=1.9×10
MPa；
2.2.4普通钢筋
必须符合“GB1499-1998”和“GB13013-1991”标准的各项规定
2.2.5锚具
预制箱梁采用OVM型锚具及其配套设备；
2.2.6预应力管道
采用钢波纹圆、扁管成型；
2.2.7伸缩缝
采用GQF-MZL240伸缩装置；
3毛截面几何特性计算
桥梁结构截面周边一般为折线，用桥梁电算程序出毛截面几何特性.
编辑截面特性文件如下：
36,
1,-5.0500,0.002,1.0550,0.00
3,1.0550,0.25004,-1.0550,0.2500
5,-1.5550,0.45006,-1.5550,1.4700
7,-1.0550,1.67008,1.0550,1.6700
9,1.5550,1.470010,1.5550,0.4500
11,1.5550,0.0012,5.0500,0.00
13,4.2885,0.250014,2.4050,0.2500
15,1.9050,0.450016,1.9050,1.4700
17,2.4053,1.656918,4.4814,1.6154
19,4.9813,1.415420,4.7885,0.4500
21,5.0500,0.0022,5.3500,1.3500
23,7.7500,1.600024,7.7500,1.8000
25,-7.7500,1.800026,-7.7500,1.6000
27,-5.3500,1.350028,-5.0500,0.00
29,-4.7885,0.450030,-4.9813,1.4154
31,-4.4814,1.615432,-2.4053,1.6569
33,-1.9050,1.470034,-1.9050,0.4500
35,-2.4050,0.250036,-4.2885,0.2500
运行桥梁电算程序算得截面几何特性如下：
面积形心位置惯性矩
7.8748m2（0m,1.0215m）0.37262E+01m4
4内力计算
4.1单元划分
该桥一共可划分24个单元，25个节点，每跨8个单元，因为是不等跨布置，故其划分形式为8×2.75m+8×4m+8×2.75m。
4.2恒载内力计算
4.2.1桥面系荷载
防撞墙重：
q1=11.40KN/m
桥面铺装2cm的沥青处治（容重23KN/m3）,9cm的砼垫层（容重24KN/m3）
桥面铺装每米重：
q2=（0.02×23+0.09×24）×14.5=37.99KN/m
合计：
q1+q2=49.39KN/m
4.2.2主梁自重
按容重r=26KN/m3,弹性模量为3.3×107Kpa（C40混凝土）计算，以主梁自重形式计入恒载中.
4.2.3横隔板重
用C40号砼，厚度为40cm,按节点荷载加到主梁，每道横隔板自重为130KN。
4.2.4利用桥梁电算程序进行内力计算.
编制恒载内力计算文件为：
24,25,5,1,1,0,1,1,25,1,
1,1,2,1,1,2,2,3,1,1,
3,3,4,1,1,4,4,5,1,1,
5,5,6,1,1,6,6,7,1,1,
7,7,8,1,1,8,8,9,1,1,
9,9,10,1,1,10,10,11,1,1,
11,11,12,1,1,12,12,13,1,1,
13,13,14,1,1,14,14,15,1,1,
15,15,16,1,1,16,16,17,1,1,
17,17,18,1,1,18,18,19,1,1,
19,19,20,1,1,20,20,21,1,1,
21,21,22,1,1,22,22,23,1,1,
23,23,24,1,1,24,24,25,1,1,ISE（I,J）,J=1,2,（IMG（I,J）,J=1,2）,I=1,NM
1,0.00,0.00,2,2.75,0.00,
3,5.50,0.00,4,8.25,0.00,
5,11.00,0.00,6,13.75,0.00,
7,16.50,0.00,8,19.25,0.00,
9,22.00,0.00,10,26.00,0.00,
11,30.00,0.00,12,34.00,0.00,
13,38.00,0.00,14,42.00,0.00,
15,46.00,0.00,16,50.00,0.00,
17,54.00,0.00,18,56.75,0.00,
19,59.50,0.00,20,62.25,0.00,
21,65.00,0.00,22,67.75,0.00,
23,70.50,0.00,24,73.25,0.00,
25,76.00,0.00,
1,26.0,3.3E7
1,.78748E+01,.37262E+01
4
1,0.0,0.0,9999,
9,9999,0.0,9999,
17,9999,0.0,9999,
25,9999,0.0,9999,
1,1,1,2,2,2,3,2,4,2,5,2,6,2,7,2,
8,2,9,2,10,2,11,2,12,2,13,2,
14,2,15,2,16,2,17,2,18,2,19,2,20,2,
21,2,22,2,23,2,24,2,
24,24NLM,NP
1,10,49.39,1.0,1
24,10,49.39,1.0,0
4,NLJ1,2,-130.0
9,2,-130.0
17,2,-130.0
25,2,-130.0
25
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,
11,12,13,14,15,16,17,18,
19,20,21,22,23,24,25
计算得结构重力下结果:
表4-1各截面内力值表
截面位置（M）
剪力值（KN）
弯矩值（KN.M）
截面位置（M）
剪力值（KN）
弯矩值（KN.M）
0.00
1899.90
-0.01
42.00
-1016.50
10794.00
2.75
1201.00
4263.80
46.00
-2033.10
4694.20
5.50
502.16
6605.70
50.00
-3049.60
-5471.20
8.25
-196.70
7025.70
54.00
-4066.20
-19703.00
11.00
-895.58
5523.80
56.75
2992.20
-10513.00
13.75
-1594.40
2100.00
59.50
2293.30
-3245.70
16.50
-2293.30
-3245.70
62.25
1594.40
2100.00
19.25
-2992.20
-10513.00
65.00
895.58
5523.80
22.00
-3691.10
-19703.00
67.75
196.72
7025.70
26.00
3049.60
-5471.20
70.50
-502.16
6605.70
30.00
2033.10
4694.20
73.25
-1201.00
4263.80
34.00
1016.50
10793.00
76.00
-1899.90
0.00
38.00
0.00
12827.00
图4.1主梁恒载作用下剪力图
图4.2主梁恒载作用下弯矩图
4.3活载内力计算
活载信息:
桥面宽度:
15.5m公路等级:
公路I级
无人群荷载
表4-2汽车荷载内力表
截面位置
剪力值（KN）
弯矩值（KN.M）
最大值
最小值
最大值
最小值
0.00
380.04
-74.52
0.00
0.00
2.75
380.04
-74.52
1045.10
-204.92
5.50
306.74
-78.21
1752.70
-409.84
8.25
231.23
-142.73
2061.30
-614.76
11.00
172.16
-200.66
2118.10
-819.69
13.75
113.06
-269.76
1815.80
-1024.60
16.50
70.16
-330.71
1334.90
0.00
19.25
29.67
-398.68
633.16
-1466.70
22.00
12.62
-456.92
277.58
-1921.70
26.00
472.66
-37.95
780.05
-900.15
30.00
391.19
-44.75
1648.20
-641.10
34.00
308.05
-93.36
2315.70
-535.25
38.00
228.02
-155.32
2547.30
-429.40
42.00
155.32
-228.02
2315.70
-535.26
46.00
93.36
-308.05
2315.70
-535.25
50.00
44.75
-391.19
1648.20
-641.10
54.00
37.95
-472.66
780.05
-900.15
56.75
456.92
-12.62
277.58
-1921.70
59.50
398.68
-29.67
633.16
-1466.70
62.25
330.71
-70.17
1334.90
-1229.50
65.00
269.75
-113.06
1815.80
-1024.60
67.75
200.67
-172.16
2118.10
-819.68
70.50
142.73
-231.23
2061.30
-614.76
73.25
78.21
-306.74
1752.70
-409.84
76.00
74.52
-380.04
1045.10
-204.92
图4.3主梁活载作用下剪力包络图
图4.4主梁活载作用下弯矩包络图
4.4内力组合
4.4.1基本效应组合
基本组合，按规范JTGD60-2004第4.1.6条规定；按此组合验算结构的承载能力极限状态的强度；
承载能力极限状态荷载基本组合内力结果:
表4-3基本组合作用下内力表
截面位置
剪力值（KN）
弯矩值（KN.M）
最大值
最小值
最大值
最小值
0.00
4579.00
1491.60
0.00
-0.01
2.75
3740.40
792.66
11439.00
3140.90
5.50
2500.10
73.60
18723.00
4359.90
8.25
1287.00
-1018.20
21514.00
3656.90
11.00
264.43
-2174.30
20618.00
1032.10
13.75
-758.26
-3391.50
15449.00
-3514.60
16.50
-1692.30
-4564.20
7643.50
-10632.00
19.25
-2612.90
-5775.30
-2873.40
-20653.00
22.00
-3405.40
-6933.10
-13416.00
-34174.00
26.00
6249.60
2648.60
2796.60
-11498.00
30.00
4583.40
1594.80
17886.00
1181.10
34.00
2907.90
311.85
28090.00
7859.90
38.00
1249.50
-1044.10
31028.00
10474.00
42.00
-165.38
-2662.30
26547.00
7860.90
46.00
-1521.50
-4320.80
18455.00
1761.10
50.00
-2804.40
-5996.20
3560.60
-10718.00
54.00
-3858.20
-7662.60
-15428.00
-29988.00
56.75
6158.70
2923.10
-8991.90
-24381.00
59.50
5000.70
2130.70
223.89
-12991.00
62.25
3789.70
1209.90
9835.00
-5519.90
65.00
2617.00
276.03
16579.00
-796.89
67.75
1399.90
-746.68
20038.00
2004.60
70.50
344.27
-1869.70
19222.00
2884.20
73.25
-708.35
-3122.10
14721.00
1841.40
76.00
-1427.50
-4362.40
5726.90
-1122.90
图4-5基本组合作用下剪力包络图
图4-6基本组合作用下弯矩包络图
4.4.2正常使用极限状态内力组合
组合I：
长期效应组合；组合II：
短期效应组合。
正常使用极限状态荷载长期效应组合内力结果:
表4-4长期效应组合作用下内力表
截面位置
剪力值（KN）
弯矩值（KN.M）
最大值
最小值
最大值
最小值
0.00
2677.90
1808.00
-0.01
-0.01
2.75
1979.00
1109.10
6403.30
4011.20
5.50
1189.70
405.75
10469.00
6100.40
8.25
397.83
-372.66
12120.00
6267.80
11.00
-373.90
-1143.00
11539.00
4513.30
13.75
-1145.60
-1927.00
8593.80
836.87
16.50
-1897.40
-2701.00
3506.10
-4761.40
19.25
-2646.10
-3483.70
-3775.20
-12321.00
22.00
-3366.10
-4254.40
-12553.00
-22072.00
26.00
3632.30
2727.00
1195.10
-6580.90
30.00
2515.40
1702.20
11328.00
3903.90
34.00
1396.30
625.63
17146.00
10133.00
38.00
281.10
-467.23
18363.00
12298.00
42.00
-825.02
-1573.40
14941.00
10134.00
46.00
-1918.00
-2688.60
7738.10
4034.30
50.00
-2994.40
-3807.60
-3439.30
-7175.60
54.00
-4019.40
-4924.70
-18741.00
-22830.00
56.75
3647.20
2976.60
-10171.00
-14647.00
59.50
2876.30
2256.70
-2465.10
-6566.80
62.25
2093.80
1507.90
3745.70
-676.43
65.00
1319.80
756.20
7762.30
3252.00
67.75
535.88
-15.52
9636.90
5258.80
70.50
-234.34
-787.22
9146.90
5343.90
73.25
-1013.00
-1579.10
6424.50
3506.40
76.00
-1716.50
-2368.40
1288.40
-252.62
图4-7长期效应组合作用下剪力包络图
图4-8长期效应组合作用下弯矩包络图
正常使用极限状态荷载短期效应组合内力结果:
表4-9短期效应组合作用下内力表
截面位置
剪力值（KN）
弯矩值（KN.M）
最大值
最小值
最大值
最小值
0.00
3029.30
1739.10
-0.01
-0.01
2.75
2330.40
1040.20
7369.60
3821.70
5.50
1473.40
333.44
12089.00
5721.50
8.25
611.63
-504.63
14026.00
5699.40
11.00
-214.72
-1328.50
13498.00
3755.40
13.75
-1041.10
-2176.40
10273.00
-110.47
16.50
-1832.50
-3006.80
4740.30
-5898.20
19.25
-2618.60
-3852.30
-3189.80
-13677.00
22.00
-3354.40
-4676.90
-12296.00
-23849.00
26.00
4069.30
2691.90
1916.40
-7413.20
30.00
2877.10
1660.80
12852.00
3311.10
34.00
1681.10
539.31
19287.00
9638.30
38.00
491.93
-610.84
20718.00
11901.00
42.00
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