武昌理工学院学士学位毕业设计第1章 设计资料及构造布置1.1 设计资料（1）设计荷载 (表1.1)标准跨径汽车荷载人群荷载上部结构混凝土2423.25C40（2）环境标准：I类环境 。（3）设计安全等级：二级。（4）主梁跨径：标准跨径,计算跨径,桥全长（5）桥面净空（桥面宽度）：净人行道。（6）主要材料： 混凝土 见附表；钢筋 主筋为HRB335级钢筋，其他用HPB235级钢筋。（7）桥面铺装：上层采用沥青混凝土，下层为C30混凝土（8） 桥位水文地质情况地质条件：粘性土，地质层规律，地下水较深对工程无不利影响，属良好建筑场地。桥址处河床冲刷深度：最大冲刷线低于河床2.6。1.2方案比选桥梁方案的选择应该兼具适用性强、舒适安全、建桥成本经济、美观大方等优点。从实际情况出发，综合当地水文地质条件和桥梁的跨径等因素来选择出最佳的方案。通过技术经济等方面的综合比较，力求所选方案符合最佳条件。在本桥的设计中，选定三种桥式名分别是：装配式混凝土简支T型桥、独塔双跨式斜拉桥、钢架拱桥。方案一：装配式混凝土简支T型桥图1.1装配式混凝土简支T型桥 装配式混凝土简支T型桥是使用最为普遍的结构形式，其优点是建筑高度较低，易保养和维护，桥下视觉效果好；受力明确；等截面形式，可以大量节省模板，加快建桥进度，简易经济；桥梁上下部可平行施工，使工期大大缩短；无需高空进行构建制作，质量可以控制，可在一处成批生产从而降低成本。适用于对桥下视觉有要求的工程，适用于各种地质情况，对工期比较紧的工程和对通航无过高要求的工程也同样适用。其缺点是跨径较小，不适用于跨度较大的工程。方案二：悬臂梁桥图1.2 悬臂梁桥悬臂梁桥属于静定结构,其优点是,从桥面上看,在桥墩上只需设置一排沿墩中心布置的支座,从而可以相应地减小桥墩的尺寸。缺点是运营条件不理想，在悬臂端与挂梁衔接处的挠度曲线都会产生不利于行车的折点，并且伸缩缝需要经常更换。钢筋混凝土的悬臂梁桥在支点附近弯矩区段内，梁上翼缘受拉，不可避免出现裂缝，雨水易于侵入梁体，而且其构造也比较复杂。方案三：钢架拱桥图1.3 钢架拱桥 钢架拱桥的优点是，属于有推力的高次超静定结构，具有构件少、质量轻、整体性好、刚度大、施工简便、造价低和造型美观等优点。缺点是，钢架拱片之间的横向联系必须具有足够的强度和刚度；随着跨径的增大，梁和斜支撑的内力会随之增大；最致命的缺点是整体性较差，导致横向稳定性不够。通过仔细比较，独塔双跨式斜拉桥索与梁连接比较复杂，施工过程中高空作业较多，安全性很难保障；钢架拱桥整体性较差，运营状况不理想，出现病害、损伤甚至破坏的概率较高；相较而言，装配式钢筋混凝土简支T型桥易保养和维护，受力比较稳定，比较经济，施工工期短，不需要高空作业，安全性可以保障。所以本设计最终选择装配式混凝土简支梁桥。1.3桥梁结构平面、立面及横断面设计（上部结构尺寸拟定） 简支梁桥梁尺寸表 (表1.2) 桥梁类型适用跨径（）主梁间距（）主梁高度（）主梁肋宽度（）钢筋混凝土简支梁1.52.2b=0.160.20根据方案比选结果，拟设计钢筋混凝土简支T形桥。本桥标准跨径为24，结合表1.1，拟定主梁间距取1.8，主梁高度取1.6，梁肋宽度取0.2。本桥为钢筋混凝土桥，桥面净空人行道，采用5片T型主梁，5片横隔梁标准设计。 图1.4 简支T型梁的主梁和横隔梁简图（单位：）第2章 主梁内力计算2.1 结构自重内力计算（1）计算结构自重集度 （表2.1）主梁横隔梁对于边主梁对于中主梁桥面铺装层栏杆和人行道 合计对于中主梁对于边主梁（2）结构自重内力计算 边主梁结构自重产生的内力 （表2.2）内力截面位置剪力（）弯矩 ()（）=0 （0） （）（1029.77）=0 （0） （）2.2汽车、人群荷载产生内力计算2.2.1荷载横向分布计算（1）当荷载位于支点处时，应按杠杠原理法计算荷载横向分布系数。首先绘制梁梁梁的荷载横向分布影响线。如图2.1，（a）、(b)、(c) 根据桥规规定，在横向影响线上确定荷载沿横向最不利的布置位置。对于汽车荷载，规定的汽车横向轮距为1.8m，两列汽车车轮的横向最小间距为1.3m ，车轮距离人行道缘石最少为0.5m。由此，求出相应于荷载位置的影响线竖标值后，可得梁的荷载横向分布系数为： 求得 求得公路- 2级： 人群荷载 ： 同理，按图2.1（b）的计算，可得的荷载横向分布系数，。这里，在人行道上没有布载，这是因为人行道荷载引起的负反力，在考虑荷载组合时反而会减小的受力。同时，由图2.1（c），可得的荷载横向分布系数为： 求得公路- II级： 人群荷载： （2）当荷载位于跨中处时，用偏心压力法计算荷载横向分布系数。从图2.1中可知，此桥设有刚度强大的横隔梁，且承重结构的成宽比为： 故可按偏心压力法来计算横向分布系数,其步骤如下： 梁的荷载横向分布系数计算：求荷载横向分布影响线竖坐标值本桥各根主梁的横截面均相等，梁数，梁间距为，则：梁在两个边主梁处的横向分布影响线的竖标值为：图2.1 按杠杆原理法计算横向分布系数（单位：）绘出荷载横向分布影响线，并按最不利位置布载 人行道缘石至梁轴线的距离为：=0.90-0.75=0.15 图2.2 偏压法计算横向分布系数图式（单位：）荷载横向分布影响线的零点至梁位的距离为，可按比例关系求得：求得，并据此计算出对应各荷载点的影响线竖标值 和。 求得 求得 求得 求得计算荷载横向分布系数计算荷载横向分布系数梁的荷载横向分布系数分别计算如下：汽车荷载 人群荷载 梁的荷载横向分布系数计算：梁在和梁处的横向分布影响线的竖标值绘制荷载横向分布影响线，并按最不利位置布载如图2.3所示荷载横向分布影响线的零点至梁位的距离为y，可按比例关系求得： 求得 求得 求得 求得计算荷载横向分布系数梁的荷载横向分布系数分别计算如下：汽车荷载 人群荷载 图2.3 偏压法计算）横向分布系数图式（单位：）梁的荷载横向分布系数计算： 在和处的荷载横向分布影响线竖坐标值：绘制荷载横向分布影响线，并按最不利位置布载如图2.4所示并据此计算出对应各荷载点的影响线竖标值 和r 图2.4偏压法计算 3#横向分布系数图式（单位：）计算荷载横向分布系数梁的荷载横向分布系数分别计算如下：汽车荷载 人群荷载 荷载横向分布系数汇总 (表2.3)梁号 荷载位置公路- 2级 人群荷载 备注跨中0.5780.658偏心压力法支点0.4031.292杠杆法跨中0.4890.429偏心压力法支点0.50杠杆法跨中0.40.4偏心压力法支点0.6390杠杆法2.3 内力组合计算 2.3.1 均布荷载和内力影响线面积计算(表2.4) 公路- 2级中集中荷载计算计算弯矩效应时：计算剪力效应时：计算冲击系数平均板厚 均布荷载和内力影响线面积计算 (表2.4)类 型截面公路- 级人群影响线面积（或m）影响线图式7.8752.447.8752.447.8752.447.8752.44 C40混凝土E取,则有： 则2.3.2 梁跨中截面和截面弯矩剪力计算 跨内各截面，在汽车荷载作用下各截面内力计算公式 跨内各截面，在人群荷载作用下各截面内力计算公式因双车道不折减，故 计算支点截面汽车荷载最大简力绘制荷载横向分布系数沿桥纵向的变化图形和支点简力影响线如图2.5所示。横向分布系数变化区段的长度：变化区荷载重心处的内力影响线坐标为：跨中截面弯矩剪力计算 (表2.5)截面荷载类型或或yS（或）SiS 公路- 级 7.875 190.5.1.2770.57869.03401.241227.32826.08人群2.440.65869.03 110.83 公路- 级 7.875 228.61.2770.5782.9417.09101.460.584.37人群2.440.6582.944.72 1/4截面弯矩剪力 (表2.6)截面荷载类型或或yS（或）SiS公路- 级 7.875 190.51.2770.57851.77300.92921.01