1、I摘 要本设计题目为贤村桥 2 号预应力混凝土连续梁桥，该桥位于京福高速公路泰安至曲阜段，桥梁跨径布置为 24+26+24m，双向四车道，上部结构采用先简支后连续的预应力混凝土连续 T 型梁桥。简支转连续是桥梁施工中较为常见的一种方法,该施工方法的主要特点是施工方法简单可行，施工质量可靠，实现了桥梁施工的工厂化、标准化和装配化。目前随着高等公路的发展，为改善桥梁行车的舒适性，简支转连续梁桥在中、小跨径的连续梁桥中得到了广泛地应用。在设计过程中，综合考虑了材料以及结构的强度、刚度、稳定性，还注意到了混凝土强度以及钢筋等级及其性能。使本桥梁设计兼具简支梁的经济易施工特点和连续梁的结构稳定、受力状态
2、好的优点，是值得推广和使用的一种有效梁跨方式。本设计参阅了很多相关设计及规范，也采用了一些既有设计成果，使得设计具有一定的实践性，同时也采用了 MIDAS 来计算桥梁结构内力，节约了设计时间，设计过程中得到指导老师的悉心指导及帮助，使我的设计事半工倍，在此对设计界的前辈及指导老师表示衷心的感谢！由于设计时间仓促，加上本人经验有限，设计中难免会有许多不足或缺点，请大家提出宝贵意见及建议。关键词：简支转连续；预应力；MIDASIIAbstractThe design entitled Juxian Village, Bridge 2, prestressed concrete continuous
3、 girder bridge, the bridge is located in Jingfu Expressway Taian to Qufu section, bridge span arrangement for the 24 +26 +24 m, two-way four-lane, the upper structure with simply supported Continuous prestressed concrete continuous T-beam bridge. Simply supported continuous construction of the bridg
4、e a more common method of construction, the main features of the construction method is simple and feasible, the construction quality, the factory realized the bridge construction, and assembly of standardization. With the current high road of development, to improve the driving comfort of the bridg
5、e, simply supported continuous beam bridge in the small span continuous bridge has been widely applied.In the design process, considering the material and structural strength, stiffness, stability, and also noted the strength of reinforced concrete and its performance levels. So that both the simple
6、 beam bridge design and easy construction of the economic characteristics and the continuous beam structural stability, good mechanical advantage of the state, is worthy of promotion and use of an effective cross-beam method.See a lot of the design specifications related to design and also used some
7、 existing design results, making the design has some practical, but also used to calculate the bridge structure MIDAS internal forces, saving design time, the design process by guiding the teacher Careful guidance and help to make my design work half the times in the design of the older generation a
8、nd to express my sincere thanks to the instructor!Because of the design time constraints, coupled with my limited experience, inevitably, there are many deficiencies in the design or fault, we made valuable comments and suggestions.Key words: simply supported continuous; prestressed; MIDASI目 录摘要 IAB
9、STRACTII前言 1第 1 章 设计基本资料 .11.1 桥梁线形布置 .11.2 设计标准 .11.3 材料规格 .21.4 施工方式 .21.5 设计计算依据 .31.6 基本计算数据表 .3第 2 章 设计要点及结构尺寸拟定 .52.1 设计要点 52.2 结构尺寸的拟定 52.3 横截面沿跨长的变化 62.4 横隔梁的设置 62.5 毛截面几何特性计算 .6第 3 章 主梁自重作用效应计算 .63.1 结构自重作用效应计算 63.2 汽车荷载作用效应计算（边梁） 63.2.1 冲击系数和车道折减系数 .63.2.2 计算主梁的荷载横向分布系数 .63.2.3 汽车荷载效应内力计算
10、.63.3 基础沉降内力及温差应力计算 63.3.1 基础沉降内力计算 .63.3.2 温差应力计算 .63.4 内力组合 63.4.1 按承载能力极限状态设计 .63.4.2 按正常使用极限状态设计 .63.4.3 计算结果 .6第 4 章 预应力钢束估算及其布置 .6II4.1 钢束估算 64.1.1 按正常使用极限状态的正截面抗裂验算要求估束 .64.1.2 按正常使用极限状态截面压应力要求估算 .64.1.3 按承载能力极限状态的应力要求计算 .64.1.4 估算结果 .64.2 钢束布置 64.3 主梁净、换算截面几何特性计算 6第 5 章 预应力损失及有效预应力计算 .65.1 基
11、本理论 65.2 预应力损失计算 65.2.1 后张法由预应力钢筋与管道之间摩擦引起的应力损失 .65.2.2 后张法由锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值引起的应力损失 .65.2.3 后张法由混凝土弹性压缩引起的应力损失 .65.2.4 后张法由钢筋松弛引起的预应力损失终极值 .65.2.5 后张法由混凝土收缩、徐变引起的预应力损失 .65.2.6 截面预应力损失合计和有效预应力 .6第 6 章 配束后主梁内力计算及内力组合 .66.1 配束后主梁内力计算及内力组合 .6第 7 章 截面强度验算 .67.1 基本理论 67.2 计算公式 6第 8 章 抗裂验算 .68.1公预规要求 .68.2
12、正截面抗裂验算 .68.3 斜截面抗裂验算 .6第 9 章 持久状况构件的应力验算 .69.1 正截面混凝土压应力验算 69.2 预应力筋拉应力验算 69.3 混凝土主压应力验算 6第 10 章 短暂状况构件的应力验算 610.1 预加应力阶段的应力验算 .610.2 吊装应力验算 .6第 11 章 挠度验算 611.1 汽车荷载作用下主梁边跨和中跨的最大截面挠度计算 .6III11.2 消除结构自重后长期挠度验算 .6第 12 章 行车道板计算 612.1 悬臂板荷载效应计算 612.2 连续板荷载效应计算 612.3 截面设计、配筋与承载力验算 .6结束语 6致谢 6参考文献 6第 1 页
13、前 言进入二十一世纪以来，随着我国国民经济的迅速发展和经济的全球化，我国的公路交通有了跨越式的发展。特别是桥梁建设得到了飞速的发展，桥梁工程无论在建设规模上，还是在科技水平上，均已跻身世界先进行列。各种功能齐全、造型美观的立交桥、高架桥，横跨长江、黄河等大江大河的特大跨度桥梁，如雨后春笋频频建成。桥梁是公路、铁路和城市道路的重要组成部分，特别是大、中桥梁的建设对当地政治、经济、国防等都具有重大意义。因此，桥梁工程的设计应符合技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理的要求，同时应满足美观、环境保护和可持续发展的要求。简支转连续是桥梁施工中较为常见的一种方法，一般先架设预制主梁，形成简支梁状态；进而
14、再将主梁与墩顶连成整体，最终形成连续梁体系。该施工方法的主要特点是施工方法简单可行，施工质量可靠，实现了桥梁施工的工厂化、标准化和装配化。概括地讲，简支转连续施工法是采用简支梁的施工工艺，却可达到建造连续梁桥的目的。目前随着高等公路的发展，为改善桥梁行车的舒适性，简支转连续梁桥在中、小跨径的连续梁桥中得到了广泛地应用。第 1 页第 1 章 设计基本资料1.1 桥梁线形布置平曲线半径：无平曲线。竖曲线半径：无竖曲线。1.2 设计标准跨径：24m+26m+24m，施工方法为简支转连续；桥梁布置立面图如图 1-1。图 1-1 桥跨总体布置立面图（尺寸单位：cm）荷载标准：公路-级。桥面净宽：半幅桥宽
15、为 12.50m；桥梁布置横断面如图 1-2 所示。主梁片数：两幅，每幅各 6 片梁。结构重要性系数：1.0第 2 页图 1-2 桥跨总体布置横断面图1.3 材料规格混凝土：预制梁及其现浇接缝、封锚、墩顶现浇连续段、主梁采用 C50 混凝土。盖梁、系梁、桥头搭板、桥墩、柱、台身等均采用 C30 混凝土。预应力钢绞线：采用公预规 （JTG D62-2004）中 d=15.2mm 的钢绞线，公称面积为 140 mm2，标准强度 FPK=1860MPa，弹性模量 EP=1.95105MPa。普通钢筋：R235、HRB335 钢筋标准应符合 GB13013-1991 和 GB1499-1998 的规定
16、。凡钢筋直径大于等于 12mm 者，均采用 HRB335 热轧带肋钢筋；凡钢筋直径小于 12mm 者，采用 R235 钢，钢板应符合 GB700-88 规定的 Q235钢板。锚具：预应力锚具采用符合国际后张法预应力混凝土协会 FIP 标准的类锚具，其锚固效率系数大于 95%。预应力管道：采用预埋圆形和扁形塑料波纹管成型。支座：桥梁支座根据设置部位不同，分别采用 GYZ、GYZF4 板式橡胶支座，其技术性能应符合公路桥梁板式橡胶支座 （JT/T 493）的要求。伸缩缝：采用 SSF80A 大变位伸缩缝桥面铺装：11cm 厚的沥青混凝土铺装。1.4 施工方式第 3 页采用分段预制后吊装转连续的方式
17、，达到设计强度后，张拉预应力钢束并压注水泥浆，待混凝土达到预定强度后拆除临时支座，再设置永久支座，最后进行防护栏及桥面铺装施工。1.5 设计计算依据公路工程技术标准 （JTG B01-2003） 。公路桥涵设计通用规范 （JTG D60-2004） ，以下简称通规 。公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004） ，以下简称公预规 。1.6 基本计算数据表根据通规中各条规定，混凝土、钢绞线和钢筋的各项基本数据以及在各阶段的容许值，见表 1-1。表 1-1 基本计算数据名称 项目 符号 单位 数据立方体强度标准值弹性模量轴心抗压强度标准值轴心抗拉强度标准值轴心抗压强度设计
18、值轴心抗拉强度设计值fcu，kEcfckftkfcdftdMPaMPaMPaMPaMPaMPa503.4510432.42.6522.41.83短暂状态极限压应力极限拉应力 0.7fck0.7fckMPaMPa20.721.757主梁混凝土持久 状 态压应力极限值极限压应力极限主压应力拉应力极限值短期效应组合极限拉应力短期效应组合极限主拉应力长期效应组合极限拉应力0.5fck0.6fckst-pc0.7ftk0.7ftklt-pcMPaMPaMPaMPaMPa16.219.441.8551.8550第 4 页15.2钢绞线标准强度弹性模量抗拉设计轻度最大控制应力 con持久状态应力标准荷载组合
19、fpkEpfpd0.7fpk0.65 fpk0.65fpkMPaMPaMPaMPaMPaMPa18601.951051260139512091209续表 1-1名称 项目 符号 单位 数据材料重度钢筋混凝土沥青混凝土钢绞线123kN/ mkN/ mkN/ m25.023.078.5钢绞线与混凝土的弹性模量比 EP无量纲 5.65注：f ck、f tk 钢束张拉时混凝土轴心抗压、抗拉强度标准值，本例考虑混凝土强度达到设计强度的 90%时开始张拉预应力钢束，即混凝土强度等级为 C45 时开始张拉钢束，因此 fck=29.6MPa， ftk=2.51MPa。第 5 页第 2 章 设计要点及结构尺寸拟
20、定2.1 设计要点本桥上部结构为 3 跨预应力混凝土连续梁桥，采用先简支后连续施工方法，即采用如下施工方法：1.预制简支 T 梁，吊装到位；2.浇筑墩顶连续段接头混凝土，达到设计强度后，张拉负弯矩区预应力钢束并压注水泥浆；3.在拆除临时支座，完成体系转换；4.完成主梁横向接缝浇筑；5.最后进行防撞护栏及桥面铺装施工。预应力钢束必须待混凝土立方体强度达到设计混凝土强度等级的 90%后（且龄期不小于 4d） ，方可张拉。预制梁内正弯矩感受采用两段同时张拉，锚下控制应力为 0.7fpk=1395MPa；墩顶桥面现浇层负弯矩钢束采用单端张拉，锚下控制应力为 0.72 fpk=1339.3MPa，未计入
21、预应力钢筋与锚圈口之间的摩擦损失。主梁按部分预应力混凝土 A 类构件设计。2.2 结构尺寸的拟定1.主梁片数与主梁间距主梁间距通常应随梁高与跨径的增大而加宽为经济，同时加宽翼缘板对提高主梁截面效率指标 很有效，故在许可条件下应适当的加宽 T 梁的翼缘板。本例主梁內梁翼缘板宽度为 210cm，外梁翼缘板宽度为 205cm，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。因此主梁的工第 6 页作截面有两种：预制应力、运输、吊装阶段的小截面（内梁翼缘板宽 140cm，外梁翼缘板宽 170cm） ，二期恒载施工以及运营阶段的大截面。单幅桥面宽为 12.50m，选用 6 片 T 梁
22、，横断面布置如图所示：图 2-1 主梁横断面布置图（尺寸单位： cm）2.主梁结构尺寸的拟定主梁采用 T 形截面，梁高为 1.6m，高跨比为 H/L=1/15。T 梁直面如图所示（跨中） （梁端）中梁第 7 页（跨中） （梁端）边梁图 2-2 中梁和边梁预制 T 梁断面图（尺寸单位：cm）本桥上部结构为 3 跨预应力混凝土连续梁桥，采用先简支后连续，考虑伸缩缝的设置，实际桥跨长度为 73.84m，即在桥的两头各设 8cm 的伸缩缝，主梁立面与平面构造如图 2-3 所示。预制安装时，边跨预制梁长为 23.60m，计算跨径均为 22.95m；中跨预制梁长均为 25.60m，计算跨径均为 24.95
23、m。简支变连续后边跨计算跨径为 23.475m，中跨计算跨径为 26m。2.3 横截面沿跨长的变化如图 2-3 所示，本设计主梁采用等高形式，横截面的 T 梁翼缘板厚度沿跨长不变。两端部区段由于锚头集中力的作用而引起较大的局部应力，也为布置锚具的需要，在距梁端 2000mm 范围内将腹板加厚到与马蹄同宽，同时马蹄宽度亦从 40mm 变到 50mm，马蹄部分为配合钢束弯起而从四分点附近（第二道横隔梁处）开始向支点逐渐抬高，在马蹄抬高的同时，腹板宽度亦开始变化。2.4 横隔梁的设置模型试验结果表明，在荷载作用下是主梁弯矩横向分布，当该处有横隔梁时比较均匀，否则，荷载直接作用下的主梁弯矩就很大。为减
24、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。跨度较大时应设置较多的横隔梁。本设计在桥跨中心、四分点和支点处设置 5 道横隔梁，边跨间距为6.0m 和 5.475m，中跨间距为 6.5m 和 5.975m。详见图 2-3。第 8 页图 2-3 主梁构造平面（简）图和立面（简）图2.5 毛截面几何特性计算毛截面几何特性是结构内力、配束及变形计算的前提。由于梯形分块法是目前各种商用桥梁电算软件的最常用的方法（即节线法） ，所以本例也采用梯形分块法计算毛截面的几何特性，计算结果见表 2-1表 2-1 截面几何特性计算结果截面位置 截面面积 A(m2) 截面惯性矩 I(m4) 中性轴至
25、梁底的距离(m)跨中 0.6520 0.1875 1.0230预制中梁支点 0.9640 0.2394 0.920跨中 0.750 0.2039 1.0780预制边梁支点 1.0395 0.2614 0.9607跨中 0.7640 0.2114 1.0959成桥中梁支点 1.0760 0.2756 0.9825跨中 0.8060 0.2139 1.1089成桥边梁支点 1.0955 0.2781 0.9893注：表中所列为毛截面值检验截面效率指标 1）对于边梁跨中截面：上核心距： m；0.18750.281623scIkAy下核心距： m；493.(.)xsI第 9 页截面效率指标： 0.50
26、。0.281.4930.6xskh2）对于中梁跨中截面：上核心距： m； 239081scIkAy下核心距： m；.0.54.6(8)xsI截面效率指标： 0.50。0239540.91.xkh表明以上初拟的跨中截面是合理的。第 10 页第 3 章 主梁自重作用效应计算3.1 结构自重作用效应计算在结构自重作用效应计算之前，简要介绍本示例施工过程。如图 3-1 所示，全桥施工过程可分以下 4 个阶段。第一施工阶段，为主梁的预制阶段，待混凝土达到设计强度 90%都张拉正弯矩区预应力刚束，并压注水泥浆，在将各跨预制主梁安装就位，形成由临时支座的简支梁状态。第二施工阶段，先浇筑两跨之间的连续段接头混
27、凝土，达到设计强度后，张拉负弯矩区预应力刚束并压注水泥浆。第三施工阶段，拆除全部临时支座，主梁支承在永久支座上，完成体系转换，在完成横向接缝浇筑，最终形成三跨连续梁的空间结构。第四施工阶段，进行防撞护栏及桥面铺装施工。图 3-1 施工阶段示意图由施工过程可知，结构自重作用效应是分阶段形成的，主要包括：预制 T梁一期结构自重作用荷载集度（g 1）,成桥后 T 梁一期结构自重作用荷载集度增量（g 1） ，二期结构自重作用荷载增量（g 2） 。针对本例横断面的具体构造特点，将空间桥跨结构简化为平面结构进行计第 11 页算，即只对由单片 T 梁构成的三跨简支转连续梁桥进行结构分析，在汽车荷载作用效应计
28、算时考虑荷载横向分布系数，结构自重作用空间效应按每片梁均分计算。1. 结构自重作用荷载集度计算（1）预制 T 梁自重作用荷载集度（g 1）1）预制 T 梁边梁一期结构自重作用荷载集度：2.039521.8(0395.7)/20.56.480.25=21.613kN/m2）预制 T 梁中梁一期结构自重作用荷载集度：1.039521.8(0395.7)/20.516.480.25g=20.027 kN/m（2）成桥后 T 梁一期结构自重作用荷载集度增量（ g 1） 预制梁计入每片梁间现浇桥面板及横隔梁湿接缝混凝土后的结果自重作用荷载集度即为成桥后 T 梁一期结构自重作用荷载集度增量。1）预制 T
29、梁边梁一期结构自重作用荷载集度增量：kN/m(0.35162.30.52)51.82g 2）预制 T 梁中梁一期结构自重作用荷载集度增量：kN/m1.8.74（3）二期结构自重作用荷载集度（g 2）二期结构自重作用荷载集度为桥面铺装和护栏自重集度之和。桥面铺装采用 11cm 沥青混凝土铺装，且铺装层宽为 11.5m，沥青混凝土的重度为 24kN/m3，一侧护栏按每延米 0.3m3 混凝土重度按 25kN/m3.因桥横向由6 片梁组成，则每片梁承担全部二期永久作用效应的 1/6kN/m2(0.1.5240.5)/67.4g2.内力计算本桥为先简支后连续的连续梁桥，施工过程中包含了结构体系的转换，
30、所以结构自重内力计算过程必须首先将各施工阶段产生的阶段内力计算出来，然后进行内力叠加。第 12 页第一施工阶段，结构体系为简支梁结构，自重作用荷载为 g1。第二施工阶段，由于两跨间接头较短，混凝土中梁较小，其产生的内力较小，且会减小跨中弯矩，故忽略不计。第三施工阶段，结构体系已转换为连续梁，因临时支座间距较小，忽略临时支座移除产生的效应，故自重作用荷载仅为翼缘板及横隔梁接头重力，即g1。第四施工阶段，结构体系为连续梁，自重作用荷载为桥梁二期结构自重作用荷载，即 g2。（1）第一施工阶段结构自重作用效应内力 预制边梁的结果自重作用效应内力计算如图 3-2 所示。图 3-2 第一阶段内力计算示意图
31、此时为结构体系简支梁结构，计算跨径为 m。2.95l设 x 为计算截面距支座的距离，并令 ，则主梁弯矩和剪力计算分别为xalMa ，Q a 。21()gl1(2)gl边梁各计算截面位置如图 3-3 所示:图 3-3 边梁各计算截面位置（尺寸单位：cm） 可求得边梁各截面的内力值，具体计算结果见下表：第 13 页表 3-1 第一施工阶段自重作用效应阶段内力截面 剪力（kN） 弯矩（kNm）支点 248.0 0.0左变化点 177.2 696.31/4 截面 129.7 1033.9跨中 0.0 1423.03/4 截面 -129.7 1033.9右变化点 -177.2 696.3支点 -248.
32、0 0.0注：第一时施工阶段的指点均为临时支撑点。（2）第三施工阶段结构自重作用效应内力计算。图 3-4 第三施工阶段内力计算示意图1）先用力法求出赘余力（EI=常数简化） 。取简支梁基本体系如图 3-4 所示。此时 q 为成桥后 T 梁一期结构自重作用荷载集度增量 g 1。力法方程为： 12120PX由图乘法可求得各系数和自由项：12123EIl216EIl31212()4PqEIl其中：q=1.882 kN/m， =23.475m， =26m。l2l解得：X 1=X2= -114.90 kNm2）截面的内力。第 14 页图 3-5 各计算截面位置（尺寸单位： cm）由于结构对称性，取结构的
33、一半计算弯矩和剪力，求出各个截面的弯矩和剪力，具体计算结果如下表 3-2。表 3-2 第三施工阶段自重作用效应阶段内力截面 剪力（ kN） 弯矩（kNm） 截面 剪力（kN） 弯矩（kNm）左边支点（左） 16.5 0.0 左中支点（左） -27.4 -114.9边跨左变化点 10.6 54.0 左中支点（右） 24.5 -114.9边跨 1/4 截面 6.5 72.9 中跨左变化点 16.9 -32.1边跨跨中 -4.8 78.1 中跨 1/4 截面 12.2 -4.4边跨 3/4 截面 -16.1 15.5 中跨跨中 0.0 44.1边跨右变化点 -20.2 -24.5（3）第四施工阶段自
34、重作用效应内力1）计算步骤同第三阶段相同，作用为二期自重作用荷载。此阶段：q=g 2=7.45 kN/m， =29.475m， =30m 。1l2l求得：X 1=X2= -454.8 kNm2）截面的内力。由于结构对称性，取结构的一半计算弯矩和剪力，求出各个截面的弯矩和剪力，具体计算结果如下表。表 3-3 第四施工阶段自重作用效应阶段内力截面 剪力（kN） 弯矩（kNm） 截面 剪力（kN） 弯矩（ kNm）左边支点（左） 70.5 0.0 左中支点（左） -108.4 -454.8边跨左变化点 42.1 213.9 左中支点（右） 96.8 -454.8边跨 1/4 截面 25.8 288.
35、6 中跨左变化点 67.0 -127.0边跨跨中 -19.0 309.0 中跨 1/4 截面 53.8 -17.3边跨 3/4 截面 -63.7 61.2 中跨跨中 0.0 174.7边跨右变化点 -80.0 -96.9（4）结构自重作用效应总内力上述 3 个阶段内力均为阶段内力，每个施工阶段的累计内力需要内力叠加第 15 页得到，具体叠加结果见下表。 表 3-4 结构自重作用效应总内力第一施工阶段 第三施工阶段 第四施工阶段 结构自重作用 效应总内力截面 剪力（kN）弯矩（kNm）剪力（ kN）弯矩（kNm）剪力（ kN）弯矩（kNm）剪力（kN）弯矩（kNm）左边支点（左） 248.0 0
36、.0 16.5 0.0 70.5 0.0 335.0 0.0边跨左变化点 177.2 696.3 10.6 54.0 42.1 213.9 229.9 964.2边跨1/4 129.7 1033.9 6.5 72.9 25.8 288.6 162.0 1395.4边跨跨中 0.0 1423.0 -4.8 78.1 -19.0 309.0 -23.8 1810.1边跨3/4 -129.7 1033.9 -16.1 15.5 -63.7 61.2 -209.5 1110.6边跨右变化点 -177.2 696.3 -20.2 -24.5 -80.0 -96.9 -277.4 574.9左中支点（左）
37、 -248.0 0.0 -27.4 -114.9 -108.4 -454.8 -383.8 -569.7左中支点（右） 248.0 0.0 24.5 -114.9 96.8 -454.8 369.3 -569.7中跨左变化点 177.2 696.3 16.9 -32.1 67.0 -127.0 261.1 537.2中跨1/4 129.7 1033.9 12.2 4.4 53.8 -17.3 195.7 1021.0中跨跨中 0.0 1423.0 0.0 44.1 0.0 -174.7 0.0 1641.83.2 汽车荷载作用效应计算（边梁）3.2.1 冲击系数和车道折减系数1.汽车冲击系数按
38、下方法进行计算（适用于连续梁）通规432 中的规定，。.5140.176ln.0157Hzfzf当 时 ， 冲 击 系 数第 16 页对于连续梁桥：（1）计算冲击力引起的正弯矩效应和剪力效应时，采用 123.6cEIflm（2）计算冲击力引起的负弯矩效应时采用 223.65cIfl式中： 结构的计算跨径本设计, ； l mlE结构材料的弹性模量， MP；43.510结构跨中截面的惯矩， ；cI结构跨中的单位长度质量 , ，当换算为重力计算，mkg；gGcG结构跨中处延米结构重力，N/m；g重力加速度， 。2g=9.81ms10213.6.45.396.07Hzf1022.2.580则: 12.
39、76ln.93.57.38104用于正弯矩效应和剪力效应： 用于负弯矩效应： 210.42.车道折减系数根据通规表 4.3.1-4，三车道横向折减系数为 0.78。 3.2.2 计算主梁的荷载横向分布系数连续梁荷载横向分布的简化使用计算方法是，按等刚度原则，将连续梁的某一跨等代为等跨径的等截面简支梁来计算荷载横向分布系数。所谓等刚度，第 17 页是指在跨中施加一个集中荷载或一个集中扭矩，则连续梁和等代简支梁的跨中挠度或扭转角彼此相等。本例的三跨连续梁桥的边跨与中跨之比为 L1/L2 ,又因每片 T 梁仅在支点附近很小区域内腹板和底板尺寸有所改变，但仍可近似按等截面梁来考虑。这样带来的误差是很小
40、的。因此，此桥可简化为三等跨等截面的连续梁。根据桥梁结构简化分析荷载横向分布中可知，对等跨等截面连续梁等效简支梁抗弯惯距换算系数为：边跨 ，中跨 ，而抗扭惯1.43221.860矩换算系数为： 。121.跨中的荷载横向分布系数（1）边跨跨中的荷载横向分布系数。本例桥跨内设有强大的横隔梁，具有可靠的横向联结，可以按修正的刚性横梁法绘制横向影响线和计算横向分布系数。图 3-6 抗扭惯矩计算图示（尺寸单位：cm）1）边跨等代简支主梁抗弯、抗扭惯矩计算: *1ITT对于 T 形梁截面，抗扭惯矩可按 近似计算 n31iIabt式中： 相应为单个矩形截面的宽度和厚度；,ibt矩形截面抗扭刚度系数。ia第
41、18 页,当 0.1 时，令 已经足够精确。510.63.2()i ttabtb13a对跨中截面、翼缘板的换算平均厚： 1906.520.cmt马蹄部分的换算平均厚度： 3243cmt可以求出 T 梁的抗扭惯矩 ，如下表所示。1nTiIabt表 3-5 抗扭惯矩计算表分块名称 (cm)ib(cm)itibtia3410mnTiIabt翼缘板 210 21.3 0.101 0.312 6.332腹板 108.7 20 0.184 0.295 2.565马蹄 40 30 0.75 0.180 1.944 10.841根据 ， ，I=0.2114m 4，1.4321 40.18mTI即可求出边跨：
42、， 。*0.3I*1.2）计算抗扭修正系数。由于本实例主梁的间距相等，并将主梁近似看做等截面。则： 21TiiiiGElI式中：G=0.4E； ； ； m；23.475ml 460.184.65TiiI15.2a； ； ； ； ；2.1a3.0a4.5a53.a6.。40iI求得： .951第 19 页3）按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖标值： 21iijniae式中：n=6 ； 。 62221(5.305)7.mia在两个边梁处的 1 号梁横向分布影响线竖标值为： 2 211.0.95140.5667nia261621.1735ni4）绘出横向分布影响线，按最不利布载，并据此求出对应各荷载
43、点的影响线竖标，如下图所示：图 3-7 1 号梁跨中的横向分布系数 mcq 计算图示（尺寸单位：cm）5）计算荷载横向分布系数 mcq三车道：1(0.493.70.289.170.8.29)0.78542cqqm两车道： 1(4316cq第 20 页所以，1 号梁横向分布系数取 0.662。表 3-6 边跨跨中荷载横向分布系数梁号项目1 2 3三车道 0.540 0.481 0.421边跨跨中荷载横向分布系数 mcq两车道 0.662 0.532 0.4人群荷载横向分布系数 rq0.5550 0.3996 0.2443（2）中跨跨中荷载横向分布系数计算。与边跨一样，计算结果如下：表 3-7 中
44、跨跨中荷载横向分布系数梁号项目1 2 3三车道 0.543 0.4799 0.4203边跨跨中荷载横向分布系数 mcq两车道 0.662 0.5292 0.3988人群荷载横向分布系数 rq0.5504 0.3971 0.24342.支点的荷载横向分布系数图 3-8 1 号梁支点的横向分布系数计算图示（尺寸单位： cm）第 21 页如图所示，按杠杆原理法绘制荷载横向分布影响线，并按最不利进行布载，1 号梁可变作用的横向分布系数可计算如下： 。1(0.8.23)0.452oqm表 3-8 支点的荷载横向分布系数梁号项目1 2 3支点的荷载横向分布系数 mcq 0.452 0.762 0.762人
45、群荷载横向分布系数 rq1.357 0.0 0.03.荷载横向分布系数取值根据表 3-10、表 3-11、表 3-12 可知，三跨连续梁的 1 号梁荷载横向分布系数大于其他梁位的相应的值。为简化连续梁的汽车荷载效应内力计算，设计偏安全地全桥统一取用 1 号主梁荷载横向分布系数 mcq=0.662。人群荷载跨中横向分布系数 mrq=0.550，支点横向分布系数 mrq=1.357，设计偏安全考虑全桥统一取用 。0.5.370.9562rq3.2.3 汽车荷载效应内力计算1.计算原理主梁汽车荷载效应横向分布系数确定之后，将汽车荷载效应乘以相应的横向分布系数后，在主梁内力影响线上最不利布载，可求得主
46、梁最大汽车荷载效应内力，计算公式为： (1)()pikiiSmPyq式中： 主梁最大汽车荷载效应内力（弯矩和剪力） ；pS汽车荷载冲击系数；(1)车道折减系数， =1.00；荷载横向分布系数；im车道荷载中的集中荷载标准值；kP主梁内力影响线的竖标值；iy第 22 页车道荷载中的均部荷载标准值；kq主梁内力影响线中均布荷载所在范围的面积。i由于 L1/L2 ,则在球内力影响线时，可近似认为三跨等跨连续梁，查文献公路桥涵设计手册基本资料表 3-23 中所列连续梁影响线计算各等分点弯矩影响线、建立影响线，可求得所计算截面的弯矩影响线和剪力影响线坐标，可绘制出各个截面的弯矩影响线和剪力影响线，如图
47、3-9 和图 3-10 所示。根据最不利布置原则，在各个截面的内力影响线上按通规4.3.1 条的布载要求布载，可求得汽车在各个截面的最大弯矩、最小弯矩、 （正）剪力和（负）剪力。在考虑车道折减系数和横向分布系数后，可得到汽车荷载效应内力。图 3-9 各截面弯矩影响线a、左边支点剪力影响线 b、边跨左变化点剪力影响线 c、边跨 1/4 剪力影响线 d、边跨跨中剪力影响线 e、边跨 3/4 剪力影响线 f、边跨右变化点剪力影响线 g、左中支点剪力影响线 h、中跨左变化点剪力影响线 i、中跨 1/4 剪力影响线 j、中跨跨中剪力影响线。第 23 页图 3-10 各截面剪力影响线 a、左边支点弯矩影响
48、线 b、边跨左变化点弯矩影响线 c、边跨 1/4 弯矩影响线 d、边跨跨中弯矩影响线 e、边跨 3/4 弯矩影响线 f、边跨右变化点弯矩影响线 g、左中支点弯矩影响线 h、中跨左变化点弯矩影响线 i、中跨 1/4 弯矩影响线 j、中跨跨中弯矩影响线2.跨中截面的汽车荷载效应内力计算由于篇幅所限，仅以中跨跨中截面的汽车荷载效应内力计算为例，其余截面就算原理与此相同，计算结果如表 3-9 所示。(1)车道荷载取值。根据通规4.3.1 条，公路级的均布荷载标准值和集中荷载标准值 为：kqkP=10.50.75=7.875kN/mkq计算弯矩时：kN36018(25)0.718.5985kP计算剪力时：kN9.23kP(2)求中跨跨中界面的最大弯矩和最小弯矩、 （正）剪力和（负）剪力。计算结果如下。= 1.3030.66258.4327.875+0.6624.495198maxM第 24 页= 1164.6 kNm= -1.4010.66213.63427.875+0.6620.868198minM= -358.6 kNm=1.3030.6624.7287.875+0.6620.5238axQ= 134.8 kN= -1.3030.6624.7
