连续刚构桥梁毕业设计设计

第一章绪论1.1设计特点预应力混凝土连续刚构桥设计的一般步骤：参照已有的设计拟定结构几何尺 寸和材料类型，模拟实际的施工步骤，计算恒载及活载内力；然后再根据实际情 况确定温度、沉降等荷载，计算其产生的内力，并与恒、活载内力进行正常使用 与承载能力组合。这是设计过程中的第一次组合 （BSAS完成），两种组合的结果 分别作为按正常使用和按承载能力估算钢束的计算内力。估算出各截面的钢束 后，按照一定要求将钢束布置好，重新模拟施工过程并考虑预应力的作用， 计算 恒载内力。由于钢束对截面几何特性的影响，温度、沉降等内力也需重新计算， 但其与钢束估算时计算得到的结果差别非常小。各种荷载作用下的内力计算出来 后，需进行承载能力组合和正常使用组合， 以进行截面强度验算、应力验算和变 形验算，这是设计过程中的第二次组合。 如各项验算均满足要求且认为合理， 则 设计通过。如有些截面的有些验算通不过，则需调整钢束甚至修改截面尺寸后重 新计算，直到各项验算均通过为止。如上所述，设计过程一般包括两次组合。第一次组合是为了估算钢束。此时 钢束还未确定，也就无法考虑预加力的作用。由于预加力对徐变有很大影响，故 估算钢束时一般也不考虑收缩徐变的影响。况且，此时用的几何特性都是毛截面 几何特性，所以第一次组合的内力不是桥梁的实际受力状态， 仅供估束参考。根 据估束结果确定钢束数量和几何形状后，考虑预加力和收缩徐变的影响重新计算 的内力是当前配束下的受力。如各项验算均通过，那么可作为最终结果。如个别 截面不满足，但两次组合结果相差不大，可适当调整钢束后重新计算；如两次组 合结果相差很大，则应将第二次组合内力作为估束依据重新估束，再重复进行验算，直到各项验算全部通过且两次组合结果相差不大为止。总之，设计的过程就是一个逐次迭代逐次逼近的过程。 有经验的设计人员可能一次就能通过， 但对我 们初次设计，可能需“迭代”多次，甚至需要修改截面尺寸。预应力混凝土连续刚构桥采用悬臂施工法需在施工中进行体系转换， 经过一 系列的施工阶段而逐步形成最终的连续刚构体系。 在各个施工阶段，可能具有不 同的静力体系，其中包括安装单元、拆除单元、张拉预应力、移动挂篮等工况。因此计算其恒载内力时必须精确模拟各个施工阶段， 反映在结构约束、荷载列向 量和总刚矩阵等随施工阶段而发生变化。 桥梁的恒载内力由各施工阶段引起的内 力迭加而成，显然对不同的施工方法，桥梁的恒载内力是有很大差别的。 而活载 和温度、沉降等内力在成桥后才发生，作用在最终连续刚构体系上，故与施工方 法无关。为了保证施工安全和长期正常使用，进行桥梁设计时必须对每一个受力 阶段计算各种荷载作用下的应力和变形，并进行组合。悬臂施工涉及到非常多的 施工工况，且由于体系发生转换而使预加力和徐变产生的次内力的计算变得复 杂，故设计时一般必须借助电算完成。1.2受力特点采用悬臂施工的连续刚构桥，在施工过程中经历T型刚构受力状态，合拢后 形成连续刚构桥，其恒载产生的内力由各施工阶段产生的内力迭加而成。由于合拢段较短，其产生的内力一般较小，故T型刚构受力状态为主要部分。对悬臂施 工连续刚构桥，合拢后根部负弯矩很大，而中跨跨中恒载弯矩很小。二期恒载加 上以后，根部负弯矩增大，中跨跨中承受相对较小的正弯矩。因此，截面几何尺 寸拟定时，应根据以上弯矩分布特点，增大主梁根部附近断面的抗弯刚度， 提高 截面下缘的承压能力。悬臂施工时，浇筑一节段梁体，达到一定强度后张拉此段钢束。 梁体自重产 生负弯矩，预应力钢束产生正弯矩，二者结合使得梁体基本处于偏心受压受力状 态，其轴向力非常大，抗剪强度一般不成问题，而最小正应力又较大，故主拉应 力也易满足。1.3构造特点1. 零号块零号块是悬臂浇筑施工的中心块体，又是体系转换的控制块体。零号块受力 非常复杂，且一般作为施工机具和材料堆放的临时场地，故其顶板、底板、腹板 尺寸都取得较大。零号块已不能处理为一般的杆系，对重要桥梁都要进行零号块 空间应力分析。从国内施工来看，零号块时有开裂，故其施工工艺及结构构造是 很值得研究的问题。2. 横隔板悬臂施工的连续刚构大多采用箱形截面， 抗扭刚度较大，故除零号块内设 置横隔板外，主桥沿纵向一般不设横隔板。零号块内横隔板传递荷载较大，通常 采用一片实体或两片式刚性横隔板，中部开设过人洞。在各跨上需考虑不平衡段 底板钢束弯起锚固的要求，还需设置预留伸缩槽。3.合龙段合龙段的施工是桥梁施工的重要环节。在合龙段施工过程中，由于温度变化、 混凝土早期收缩、已完成结构的收缩徐变、新浇混凝土的水化热，以及结构体系 变化和施工荷载等因素，对尚未达到强度的合拢段混凝土有直接影响， 故必须重 视合拢段的构造措施，使合拢段与两侧梁体保持变形协调， 并在施工过程中能传 递内力。合拢段的长度在满足施工要求的情况下， 应尽量缩短，以便于构造处理， 一般取1.53m 本设计取2m合龙段的构造处理有以下几种：（1）用劲性钢管作为合拢段的预应力套管；（2）加强配筋；（3）用临时劲性钢杆锁定；（4）压柱支撑。合拢段施工应注意以下 几点：（1）合龙段应采用早强、高强、少收缩混凝土； （2）合龙段混凝土浇筑时间 应选在一天中温度较低时，并使混凝土浇筑后温度开始缓慢上升为宜；（3）加强混凝土的养护。第78页共69页第二章方案比选2.1比选方案1. 方案一：预应力混凝土连续刚构1. 桥跨布置：55+100+100+100+55=41（米，边主跨比为 0.55 。2. 主梁采用变截面单箱单室箱形截面，桥面宽20米。3. 基础采用钻孔灌注桩群桩基础，桥墩采用薄壁空心墩。4. 施工采用挂篮悬臂现浇施工。5. 立面、横断面图。=,LMl=nUBJLHJLni_KJLUI_IJuLUuLH.UI.UL1JI.ULI 11 IlliIII 1 1 III III III III2. 方案二：双塔斜拉桥1. 桥跨布置：这个方案选用双塔三跨斜拉桥，主桥跨布置为105+200+105=410 米，塔高118.5米，采用漂浮体系。2. 索塔为双塔混凝土结构，桥面以上塔高64.8m,横桥向宽3.5m，塔墩固结， 塔梁分离，采用漂浮体系。3. 斜拉索采用扇形布置，每个索面张拉10对拉索，索距10m采用密索布置， 全桥共4个索面。所有拉索一端锚固在钢主梁内部，另一端锚固在主塔塔壁。4. 主梁采用单箱六室钢主箱梁，主梁高 2米，桥面宽20米。5. 基础米用钻孔灌注桩群桩基础。6. 施工采用脚手架设置边跨施工，后采用对称张拉方法，从边跨向中跨悬臂施 工，悬臂施工阶段采用移动模架施工。 两边钢主箱梁采用同时拼装，后再中跨 合龙。7. 立面，横断面图。3. 地锚式悬索桥1. 桥跨布置：100+210+100=410米 o2. 主梁采用单箱四室混凝土主箱梁，主梁高 2m3. 加劲梁：主梁采用预制块预制，吊机起吊挂篮，进行箱梁拼装。4. 索塔为双塔混凝土结构，桥面以上塔高 51.8m，横桥向宽3.5m，纵向3.5m5. 基础米用钻孔灌注桩群桩基础。6. 施工方案：岸跨及边跨采用有支架施工，主塔建成后，进行主缆架设，主缆 架设采用空中送丝法（AS法）。7. 立面、横断面图。ranran111IIII1minH mi ini mu1 IIIII II3IMKJI O1 oL |2.2方案比较1. 根据设计构思宗旨，桥型方案应满足受力合理、技术可靠、施工方便、造 价合理的原则。以上三个方案都基本满足这一要求。2. 桥梁设计原则：（1）实用性。桥梁必须实用，要有足够的承载力。能保证行车的畅通、舒适和安全。既满足当前的需要，又要考虑今后的发展。要能满足交通运输本身 的需 要，也要考虑到支援农业等等。（2）安全性。桥梁的设计要能满足施工及运营阶段的受力需要，能够保证其耐久性和稳定性以及在特定地区的抗震需求。（3）经济性。在社会主义市场经济体制的今天， 经济性是不得不考虑的重要因 素。在能够满足桥两个方面需求的情况下要尽量考虑是否经济，是否以最少 的投入获得最好的效果。（4）美观性。在桥梁设计中应尽量考虑桥梁的美观性。桥梁的外形要优美，要 与周围环境相适应，合理的轮廓是美观的主要因素。（5）环保性。随着经济的发展，生活水平的不断提高，人们对环境保护提出了 更高的要求，在建筑领域，一个工程的建设不能以牺牲环境作代价，在保证 顺利工的前提下要尽量避免对环境的破坏以实现经济的可持续发展。应根据上述原则，对桥梁作出综合评估：（1）连续刚构：行车平顺，通畅，安全，可满足交通运输要求，施工技术成 熟，易保证工程质量，桥下净空大，属有推力体系，对地基要求比连续梁高，此 处桥墩高，有一定的柔度，形成摆动体支承体系，可以减少大型桥梁支座和养护 费用，减少桥墩基础工程的材料用量。连续刚构可以避免铰接部位的行车不平顺 和铰接部位的损坏，施工无明显的体系转换，顺桥向抗弯刚度和横桥向抗弯刚度 都很大，能满足特大跨桥梁的要求。线型美观、耐久性强。桥墩一般做成薄壁墩， 墩的刚度小，难以承受船舶撞击，但此处不通航，对桥墩有利，因墩梁固结墩处 可承受较大弯矩，梁高可做薄，基础沉降对结构影响大。墩梁固结作用可降低梁 高，使梁看来更纤巧。（2）斜拉桥：跨度大，行车性能好，不用作大量基础工程，由于拉锁多点支 撑作用，梁高小，可采用悬臂施工，不影响通航，梁可以预制，可加快施工速度。 拉索是柔性体系，风力作用下会震动，会影响桥上行车何桥本身安全，横向刚度 小，变性大。需大量拉索钢丝，预应力束，主塔构造复杂，高空作业多，成桥后 养护费用高，基础施工复杂，还需减震装置。外观上，现代感强，可通过索塔与拉索布置形式获得满意造型，塔较高，使桥向纵向和横向延伸，比例协调，均匀。（3）悬索桥：相对于其它桥梁结构悬索桥可以使用比较少的物质来跨越 比较长的距离。悬索桥可以造得比较高，容许船在下面通过，在造桥时没 有必要在桥中心建立暂时的桥墩，因此悬索桥可以在比较深的或比较急的 水流上建造。悬索桥比较灵活，因此它适合大风和地震区的需要，比较稳 定的桥在这些地区必须更加坚固和沉重。需要大量高强钢丝，预应力束，施 工方法复杂，工期长，后期养护费用高。2.3方案选择总结：经过反复比较，连续刚构这种桥型与周围环境较吻合， 整个桥型轻盈 美观，简洁而有气势；采用悬臂浇注施工最为合理，混凝土连续刚构桥施工期间 抗风能力强，可不需在施工期间采用附加的抗风措施，而混凝土长悬臂施工时会 带来抗风引起的风险；预应力混凝土连续刚构桥造价比斜拉桥和悬索桥低。故符 合安全、功能、美观要求，体现了当前的建桥技术水平，能够胜任交通建设规划 要求。因此确定方案一为推荐方案。第二章桥跨总体布置及结构尺寸拟定3.1主要技术指标1. 公路等级：一级2. 荷载标准：公路-I级，人群荷载3.5kN/m2;3. 桥面宽度：桥面宽20m，即：净27.5m （车行道）+1m （中央分隔带） +2X1.5m （人行道与栏杆）+20.5m（路缘带）;4. 桥面纵坡：0% （平坡）;5. 桥面横坡：土 1.5%。3.2材料规格1 .混凝土箱梁采用C50混凝土，墩身和基础采用C40混凝土，其他结构全部采用C25 混凝土。2. 钢材（1）纵、横向预应力采用1515.24钢绞线，标准强度为1860Mpa，直径 为15.24mm，面积140mm2，弹性模量为1.9X105 Mpa，采用OVM15-15型锚 具。(2)普通钢筋采用HRB400钢筋。其强度指标为:抗拉强度设计值fsd=330Mpa,弹性模量 Ec=2.0x 105Mpa,箍筋及构造钢筋采用HRB335钢筋，其强度指标为：抗拉强度设计值fsd=280Mpa,弹性模量 Ec=2.0x 105Mpa。3 伸缩缝伸缩缝采用TST弹塑体桥梁伸缩装置，全桥共 2道。4 桥梁支座两桥台各安装一个GPZ盆式支座。3.3桥跨布置本桥采用预应力混凝土变截面连续刚构，全长410米，主跨100米桥跨布置：55+100+100+100+55=410米，边主跨比为0.55。1?1700H IWV13.4细部尺寸(截面形式及尺寸)1. 立截面：桥梁跨度在60米以内时，可考虑采用等截面高度，构造简单，施工快捷。超过60米时，一般采用变截面梁。梁底曲线以往多采用2次抛物线，本桥采用2次抛物线。2. 横截面：梁式桥横截面的设计主要是确定横截面布置形式，包括主梁截 面形式、主梁间距、主梁各部尺寸；它与梁式桥体系在立面上布置、建筑高 度、施工方法、美观要求以及经济用料等等因素都有关系。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。根据桥梁宽度，可采用单箱单室、单箱多室等截面形式，本设计 米用单箱单室的截面形式。3. 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与其跨径之比通常在1/151/25之间，而跨中梁高与主跨之比一般为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，却能显著节省预应力钢束用 量。本设计跨中梁高为2.2米，支点梁高为5.5米。4. 顶板与底板：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：变截面的底版厚度也随梁高变化， 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120。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。本设计跨中处顶板厚度为30cm,底板厚度为30cm;支点处顶板厚度也为30cm，底板厚度 则为70cm。5. 腹板：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：腹板内无预应力筋时，采用200m m；腹板内有预应力筋管道时，采用250 300mm；腹板内有锚头时，采用250 300mm；大跨度预应 力混凝土箱梁桥，腹板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300 600mm,甚至可达到1m左右。本设计支座处腹板厚取40cm.，跨中腹板厚取70cm。6跨中、支点截面图示。胯中麵1:2002000支点裁面3.5桥面铺装及下部结构1. 本桥桥面铺装采用8cm厚的沥青混凝土铺装。2. 桥墩采用双支薄壁墩。桥墩中加有横隔板，加强横向联系及整体性。3. 基础均为1.8米直径的钻孔灌注桩基础。3.6施工要点1. 桥梁上部采用挂篮悬臂浇筑施工，施工时要对称浇筑，应注意立模高程的合理设置，准确控制悬浇高程，主梁边中跨合龙高差应控制在1cm以内2. 施工后的主梁备用预应力束孔处理如下：顶板束孔灌浆封填，底板束孔 留下备用，但不穿预应力束。3箱梁悬浇施工时在底板上的施工孔不封堵，作为箱梁的通气孔。第四章整体分析4.1计算模型根据有限元的分析方法，首先要根据桥梁结构方案和施工方案， 划分单元并对单元和节点编号，对于单元的划分一般遵从以下原则：1对于所关心截面设定单元分界线，即编制节点号，不同单元的同一节点 号的坐标可以不同，节点不重合系统形成刚臂；2构件的起点和终点以及变截面的起点和终点编制节点号；3. 不同构件的交点或同一构件的折点处编制节点号；4. 施工分界线设定单元分界线，即编制节点号；5. 当施工分界线的两侧位移不同时，应设置两个节点，利用主从约束关系考虑该节点处的连接方式；6. 边界或支承处应设置节点；7. 对桥面单元的划分不宜太长或太短，应根据施工荷载的设定并考虑活载的计算精度统筹兼顾，因为活载的计算是根据桥面单元的划分，记录桥面节点处位移影响线进而得到各单元的内力影响线经动态规划加载计算 其最值效应。对于索单元一根索应只设置一个单元。根据以上的划分原则，本桥梁单元划分详细信息如左图，本桥一共划分为155个单元，其中前113个为梁单元。如下图所示qJLLL：TT1LL1U丄訂丄V* 1*箱梁节段划分具体图示立面立面整体模型如下4.2桥梁施工分段薄壁墩作为第一施工段施工，完成基础及桥墩施工1施工内容单元号2墩顶0号块施工15-18 42-45 69-72 96-9931号块施工14 19 41 46 68 73 95 1004张拉墩顶块钢束5安装挂蓝，立模，调整标高6悬浇2号块72号块参加结构受力，穿拉钢束 ，释放挂篮锚固。13 20 40 47 67 74 94 1018挂篮前移，立模，调整标咼9悬浇3号块103号块参加结构受力，穿拉钢束 ， 释放挂篮锚固。12 21 39 48 66 75 93 10211挂篮前移，立模，调整标咼12悬浇4号块134号块参加结构受力，穿拉钢束 ，释放挂篮锚固。11 22 38 49 65 76 92 10314挂篮前移，立模，调整标咼15悬浇5号块165号块参加结构受力，穿拉钢束 , 释放挂篮锚固。10 23 37 50 64 77 91 10417挂篮前移，立模，调整标咼18悬浇6号块196号块参加结构受力，穿拉钢束 ,释放挂篮锚固。9 24 36 51 63 78 90 10520挂篮前移，立模，调整标咼21悬浇7号块227号块参加结构受力，穿拉钢束 ， 释放挂篮锚固。8 25 35 52 62 79 89 10623挂篮前移，立模，调整标咼24悬浇8号块258号块参加结构受力，穿拉钢束 ， 释放挂篮锚固。7 26 34 53 61 80 88 10726挂篮前移，立模，调整标咼27悬浇9号块289号块参加结构受力，穿拉钢束 ， 释放挂篮锚固。6 27 33 54 60 81 87 10829挂篮前移，立模，调整标咼30悬浇10号块3110号块参加结构受力，穿拉钢束，释放挂篮锚固。5 28 32 55 59 82 86 10932挂篮前移，立模，调整标咼33悬浇11号块3411号块参加结构受力，穿拉钢束,释放挂篮锚固。4 29 31 56 58 83 85 11035拆除挂蓝1-436边跨现浇施工1-2 112-11337边跨合龙38去掉边跨上的吊篮，去掉合拢处 的竖向约束，去掉桥两端的横向 约束，从双悬臂变单悬臂状态。3 11139次边跨合龙40去掉边跨上的吊篮，去掉合拢处 的竖向约束，去掉桥两端的横向 约束，从双悬臂变单悬臂状态。30 8441中跨合拢42中跨合龙参与受力，再次由单悬臂变连续刚构体系5743加桥面铺装，8cm沥青混凝土4.3恒载内力计算1. 计算二期恒载桥面铺装、人行道板等桥面系安装完毕大桥建成后的全桥恒载内力及位移如下表所示节点DX (ft)DZ (ft)RX (rad)10.0074410.003277020.007349-0.01409030.007184-0.02363040.006418-0.04667050.005282-0.06699060.003875-0.08384070.003242-0.08948080.005702-0.0328509-0.00515-0.15235010-0.01341-0.214940.00000111-0.02009-0.238430.00000112-0.02562-0.239620.00000113-0.02899-0.219560.00000114-0.03058-0.188660.00000115-0.03024-0.152220.00000116-0.02847-0.119620.00000117-0.02539-0.089290.00000118-0.02108-0.06330.00000119-0.01583-0.043320.00000120-0.0099-0.037150.000002单元轴向（kN/fT2）剪力-z (kN/ftA2)弯矩(-z) (kN/ftA2)17.63E-01-1.38E+020.00E+0018.30E-01-2.40E+021.62E+0221.28E+00-2.40E+021.62E+0221.55E+00-3.92E+022.81E+0234.85E-01-3.75E+023.97E+0235.44E-01-3.00E+027.09E+0245.09E-01-3.01E+027.09E+0245.09E-01-2.27E+029.52E+0254.87E-01-2.28E+029.52E+0254.87E-01-1.54E+021.13E+036-2.11E-02-1.55E+021.12E+036-2.11E-02-1.27E+021.18E+037-2.13E-02-1.27E+021.18E+037-2.13E-02-9.78E+011.22E+0381.13E-01-9.75E+011.22E+038-2.14E-022.06E+011.24E+039-5.25E-022.16E+011.24E+039-3.48E-011.35E+021.05E+0310-5.07E-011.35E+021.05E+0310-9.41E-012.39E+027.13E+0211-1.23E+002.39E+027.13E+0211-1.78E+003.32E+022.85E+0212-2.70E+003.31E+022.84E+0212-3.27E+003.17E+02-1.75E+0213-3.18E+003.16E+02-1.74E+0213-3.88E+003.74E+02-6.15E+0214-4.56E+003.73E+02-6.14E+0214-5.30E+004.21E+02-1.02E+0315-5.85E+004.21E+02-1.02E+0315-6.53E+004.57E+02-1.34E+0316-7.20E+004.57E+02-1.33E+0316-7.90E+004.89E+02-1.61E+0317-8.60E+004.88E+02-1.61E+0317-9.32E+005.16E+02-1.84E+0318-1.01E+015.16E+02-1.84E+0318-1.08E+015.41E+02-2.04E+0319-1.16E+015.40E+02-2.04E+0319-1.23E+015.62E+02-2.20E+0320-1.32E+015.61E+02-2.20E+0320-1.39E+015.80E+02-2.32E+034.4活载内力计算1. 影响线的计算将单位荷载P=1作用在各桥面的节点上，求得结构的变形及内力，可得位 移影响线和内力影响线。2. 公路一I级车道荷载的均布荷载标准值为 qk=10.5kN/m；集中荷载的标准 值为pk=360kN。计算剪力效应时，上述集中荷载标准值 pk应乘以1.2的系 数。3. 车道荷载的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影响线中一个最大影响线峰值处。(1) 冲击系数计算：桥梁结构的基频反映了结构的尺寸、类型、建筑材料等动力特性内容，它直 接反映了冲击系数与桥梁结构之间的关系。不管桥梁的建筑材料、结构类型 是否有差别，也不管结构尺寸与跨径是否有差别，只要桥梁结构的基频相同， 在同样条件的汽车荷载下，就能得到基本相同的冲击系数。桥梁的自振频率(基频)宜采用有限元方法计算，对于连续梁结构，当无更精确方法计算时，也可采用下列公式估算：f 23.65EIc2 二 2二I2 ： mcme = G/ g式中I 结构的计算跨径（m）；E 结构材料的弹性模量（N / m2）;Ie 结构跨中截面的截面惯矩（m4 ）；me 结构跨中处的单位长度质量（kg/m），当换算为重力计算时， 其单位应为（Ns2 / m2）；G 结构跨中处延米结构重力（N/m）；g 重力加速度，g =9.81（m/s ）。计算连续梁的冲击力引起的正弯矩效应和剪力效应时，采用fi ;计算连续梁的冲击力引起的负弯矩效应时，采用 f2因边垮跨度小，按照最不利效应计算法则取I二87.5m，由自编桥梁电算程序计算得 lc=6.396689m4，,查表得 C50砼 E=3.45X1O10铺装层荷载：q=50kN/m中跨单元：Ac=8.1326m2q=8.1326 26=211.448 kN/mmc=(50+211.448)/9.8 1000=26678.31013.6163.45汇10 汉6.396689 门。“彳26678.310.81412二 87.5 87.523.651103.45 106.39668926678.32 1.41412二 87.5 87.5 .卩值可按下式计算：卩=0.05卩=0.17671n f -0.0157卩=0.45当 f v 1.5Hz 时，当 1.5HzW f 14Hz 时，式中f 结构基频（Hz） 汽车最大、最小弯矩、剪力汽车荷载效应如下表汽车MAX汽车MIN单元位置轴向(kN/fT2)剪力-z(kN/ftA2)弯矩(-z)(kN/ftA2)轴向(kN/ftA2)剪力-z(kN/ftA2)弯矩(-z)(kN/ftA2)1118.03E-022.48E+000.00E+00-1.38E-02-1.49E+010.00E+001J2 11.00E-015.09E+001.82E+01-1.74E-02-2.93E+01-3.15E+002I21.33E-015.09E+001.82E+01-2.32E-02-2.93E+01-3.15E+002J31.64E-019.19E+003.23E+01-2.92E-02-5.14E+01-5.78E+003l34.44E-038.78E+004.57E+01-8.56E-04-4.91E+01-8.17E+003J44.44E-038.75E+008.45E+01-8.56E-04-4.54E+01-1.63E+014l43.15E-038.75E+008.45E+01-6.56E-04-4.54E+01-1.63E+014J53.15E-038.73E+001.17E+02-6.56E-04-4.19E+01-2.44E+015l5亍7.28E-048.73E+001.17E+02-1.65E-04-4.19E+01-2.44E+015J67.28E-048.73E+001.43E+02-1.65E-04-3.86E+01-3.24E+016l61.18E-048.73E+001.43E+02-2.77E-05-3.86E+01-3.24E+016J7 n1.18E-048.73E+001.53E+02-2.77E-05-3.73E+01-3.57E+017l71.14E-048.73E+001.53E+02-2.77E-05-3.73E+01-3.57E+017J81.14E-049.24E+001.61E+02-2.77E-05-3.60E+01-3.89E+018l8 n4.17E-029.24E+001.61E+02-1.11E-02-3.60E+01-3.89E+018J93.71E-021.40E+011.82E+02-1.60E-02-3.00E+01-5.03E+019l97.92E-021.43E+011.82E+02-3.64E-02-3.07E+01-5.04E+019J10 16.57E-021.87E+011.84E+02-4.91E-02-2.54E+01-5.89E+0110l101.01E-011.86E+011.83E+02-6.83E-02-2.54E+01-5.89E+0110J117.70E-022.21E+011.71E+02-8.93E-02-2.06E+01-6.45E+0111l111.12E-012.21E+011.71E+02-1.15E-01-2.06E+01-6.45E+0111J128.71E-022.47E+011.50E+02-1.36E-01-1.63E+01-6.71E+0112l121.38E-012.47E+011.50E+02-1.97E-01-1.63E+01-6.71E+0112J139.70E-022.00E+011.20E+02-2.08E-01-9.63E+00-6.47E+0113l131.02E-012.00E+011.20E+02-1.97E-01-9.62E+00-6.47E+0113J147.35E-022.07E+019.58E+01-2.15E-01-7.29E+00-6.30E+0114l149.15E-022.06E+019.57E+01-2.46E-01-7.27E+00-6.29E+0114J156.56E-022.08E+017.27E+01-2.58E-01-5.35E+00-5.98E+0115l157.85E-022.07E+017.26E+01-2.87E-01-5.33E+00-5.98E+0115J165.61E-022.07E+015.50E+01-2.95E-01-3.96E+00-5.64E+0116l166.65E-022.07E+015.49E+01-3.24E-01-3.95E+00-5.64E+0116J174.53E-022.04E+013.98E+01-3.28E-01-2.82E+00-5.28E+0117l175.43E-022.04E+013.98E+01-3.57E-01-2.82E+00-5.27E+0117J183.40E-021.99E+012.71E+01-3.58E-01-1.90E+00-4.91E+0118l184.15E-021.99E+012.71E+01-3.88E-01-1.90E+00-4.90E+0118J192.29E-021.93E+011.67E+01-3.85E-01-1.15E+00-4.55E+0119119门2.93E-021.93E+011.67E+01-4.13E-01-1.15E+00-4.54E+0119J201.31E-021.86E+018.49E+00-4.08E-01-5.99E-01-4.20E+0120120 11.87E-021.86E+018.48E+00-4.35E-01-5.97E-01-4.19E+0120J217.08E-031.79E+013.96E+00-4.28E-01-2.97E-01-3.86E+014.5荷载组合根据大桥的施工程序，按照我国现行公路，桥涵设计规范，对全桥形成和营 运各阶段的内力和应力进行荷载组合，取其中最为不利者。公路桥涵设计采用的作用分为永久作用、 可变作用和偶然作用三类，永久作 用包括结构重力（包括结构附加重力）、预加力、土的重力、土的侧力、混凝土 收缩及徐变作用、水的浮力和基础变位作用；可变作用包括汽车荷载、汽车冲击 力、汽车离心力、汽车引起的土侧压力、人群荷载、汽车制动力、风荷载、流水 压力、冰压力、温度作用和支座摩阻力；偶然作用包括地震作用、船舶或漂流物 的撞击作用和汽车撞击作用。作用代表值按下列规定取用：1. 永久作用的标准值，对结构自重（包括结构附加重力），可按结构构件设 计尺寸与材料的重力密度计算确定。2. 可变作用频遇值为可变作用标准值乘以频遇值系数，可变作用准永久值为可变作用标准值乘以永久值系数。公路桥涵结构按承载能力极限状态设计时应采用以下两种作用效应组合：1基本组合：永久作用的设计值效应与可变作用设计值效应相组合。2. 偶然组合：永久作用标准值效应与可变作用某种代表值效应、一种偶然作 用标准值效应相组合。公路桥涵结构按正常使用极限状态设计时应采用以下两种作用效应组合：1作用短期效应组合永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应相组合作用短期效应组合设计值=0.7汽车荷载（不计冲击系数）+1.0人群荷载+0.75 风荷载+0.8温度梯度作用+1.0其他作用2. 作用长期效应组合永久作用标准值效应与可变作用准永久值效应相组合作用长期效应组合设计值=0.4汽车荷载（不计冲击系数）+0.4人群荷载+0.75 风荷载+0.8温度梯度作用+1.0其他作用本设计采用的组合为：1. 承载能力极限状态下基本组合2. 作用短期效应组合3. 作用长期效应组合一、承载能力极限状态下的效应组合公路桥涵结构按承载能力极限状态设计时，应采用以下两种作用效应组合： 基本组合和偶然组合，由于本设计不考虑偶然作用的影响，故只采用基本组合。基本组合是永久作用的设计值效应与可变作用设计值效应相组合，其效应组0Sudn+ QlSilk +化QjSjk)j =2合表达式为：(2-7)mn0Sud =(二Beid & dcSQjld )i2j(2-8)式中:Sud 承载能力极限状态下作用基本组合的效应组合设计值；y0 结构重要性系数，按通规JTG D60-2004表1.0.9规定的结构设计安 全等级采用，对应于设计安全等级一级、二级和三级分别取1.1、1.0和0.9；yGi 第I个永久作用效应的分项系数，应按通规JTG D60-2004表4.1.6的规定采用；SGik、SGid 第1个永久作用效应的标准值和设计值；7yQ1 汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的分项系数，取Q1=1.4。当某个可变作用在效应组合中其值超过汽车荷载效应时，则该作用取代汽车荷载， 其分项系数应采用汽车荷载的分项系数；对专为承受某作用而设置的结构或装 置，设计时该作用的分项系数取与汽车荷载同值；计算人行道板和人行道栏杆的 局部荷载，其分项系数也与汽车荷载取同值;SQ1k、SQ1d 汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的标准值和设计值；Qj 在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）、风荷载y外的其他第j个可变作用效应的分项系数，取Qj=1.4，但风荷载的分项系数取Qj=1.1；Sjk、Ejd 在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）外的其他第j个可变作用效应的标准值和设计值；c 在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）外的其 他可变作用效应的组合系数，当永久作用与汽车荷载和人群荷载（或其他一种可 变作用）组合时，人群荷载（或其他一种可变作用）的组合系数取c=0.80;当除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）外尚有两种其他可变作用参与组合时，屮屮其组合系数取c=0.70;尚有三种可变作用参与组合时，其组合系数取c=0.60;屮尚有四种及多于四种的可变作用参与组合时，取c=0.50。同时考虑箱梁抗扭提高系数，本桥的上部箱梁在短不及墩顶都有强大的横隔 板，且刚构墩处墩梁固结，当箱梁承受偏载作用而使箱梁扭转时，箱梁截面的自由扭转受到约束，而是纵向纤维受到拉伸或压缩，从而产生约束扭转正应力与约 束扭转剪应力，奔向梁抗扭提高系数取用1.15。二、内力组合承载能力极限状态基本组合内力MAXMIN单元位置轴向(kN/fT2)剪力-z(kN/ftA2)弯矩(-z)(kN/ftA2)轴向(kN/ftA2)剪力-z(kN/ftA2)弯矩(-z)(kN/ftA2)1118.67E-01-1.33E+028.34E-107.57E-01-1.49E+02-4.37E-101J29.59E-01-2.30E+021.85E+028.23E-01-2.61E+021.60E+022121.46E+00-2.30E+021.85E+021.27E+00-2.61E+021.60E+022J31.76E+00-3.73E+023.23E+021.54E+00-4.28E+022.79E+023I34.91E-01-3.57E+024.56E+024.85E-01-4.09E+023.94E+023J45.50E-01-2.82E+028.17E+025.44E-01-3.32E+027.02E+024I45.13E-01-2.83E+028.17E+025.08E-01-3.33E+027.02E+024J55.13E-01-2.09E+021.10E+035.08E-01-2.56E+029.42E+025i5 d4.88E-01-2.10E+021.10E+034.87E-01-2.58E+029.42E+025J64.88E-01-1.36E+021.31E+034.87E-01-1.82E+021.12E+036I6-2.10E-02-1.37E+021.30E+03-2.11E-02-1.83E+021.11E+036J7 1-2.10E-02-1.09E+021.37E+03-2.11E-02-1.53E+021.16E+037l7-2.11E-02-1.09E+021.37E+03-2.13E-02-1.53E+021.16E+037J8-2.11E-02-7.91E+011.42E+03-2.13E-02-1.24E+021.20E+038i8 d1.65E-01-7.88E+011.42E+031.04E-01-1.23E+021.21E+038J92.46E-024.54E+011.46E+03-3.06E-02-1.52E+001.22E+039l94.59E-024.69E+011.47E+03-7.42E-02-1.05E+001.22E+039J10 1-2.68E-011.66E+021.27E+03-3.76E-011.15E+021.03E+0310l10-3.83E-011.66E+021.27E+03-5.45E-011.16E+021.03E+0310J11-8.50E-012.75E+029.14E+02-9.91E-012.23E+026.87E+0211l11厂-1.10E+002.75E+029.13E+02-1.29E+002.23E+026.86E+0211J12-1.68E+003.71E+024.54E+02-1.85E+003.18E+022.57E+0212l12-2.54E+003.70E+024.53E+02-2.81E+003.18E+022.57E+0212J13 1-3.17E+003.48E+02-4.31E+01-3.39E+003.08E+02-1.98E+0213l13-3.06E+003.48E+02-4.30E+01-3.28E+003.08E+02-1.98E+0213J14-3.80E+004.06E+02-5.17E+02-4.00E+003.67E+02-6.38E+0214l14：-4.47E+004.05E+02-5.16E+02-4.70E+003.67E+02-6.37E+0214J15-5.24E+004.53E+02-9.51E+02-5.44E+004.16E+02-1.04E+0315l15-5.77E+004.52E+02-9.50E+02-6.01E+004.15E+02-1.04E+0315J16 1-6.49E+004.89E+02-1.29E+03-6.70E+004.53E+02-1.36E+0316l16-7.15E+004.88E+02-1.29E+03-7.39E+004.52E+02-1.36E+0316J17-7.88E+005.20E+02-1.59E+03-8.10E+004.85E+02-1.63E+0317l17-8.57E+005.19E+02-1.58E+03-8.81E+004.85E+02-1.63E+0317J18-9.31E+005.46E+02-1.83E+03-9.54E+005.13E+02-1.87E+0318l18-1.01E+015.46E+02-1.83E+03-1.03E+015.13E+02-1.87E+0318J19-1.08E+015.70E+02-2.04E+03-1.11E+015.38E+02-2.06E+0319l19-1.16E+015.69E+02-2.04E+03-1.19E+015.37E+02-2.06E+0319J20-1.24E+015.90E+02-2.21E+03-1.26E+015.60E+02-2.22E+0320l20-1.32E+015.89E+02-2.21E+03-1.34E+