1、兰州交通大学论文大运高速公路朔州支线民福街高架桥左幅（20+30+19.52）m 连续箱梁桥设计姓名：范 毅指导老师：丁南宏、林丽霞学号：20062212班级：土木 065 班兰州交通大学论文毕业设计任务书一、设计资料1设计题目：大运高速公路朔州支线民福街高架桥左幅（20+30+19.52）m 连续箱梁桥设计2结构形式：现浇 PC 连续箱梁桥3技术标准：公路等级：高速公路桥面宽度：0.5m（防撞栏杆）+11.0m（机动车道）+0.5m（防撞栏杆）+0.5m/2（左，右幅桥间隔缝）=24.5m/2荷载标准：公路-I 级地震烈度：7 度设防桥下净空：桥下道路立交净空高度不小于 5.0m桥下铁路立交
2、净空高度不小于 8.0m桥面纵坡：i=+2.56%及 i=-2.98%兰州交通大学论文桥面横坡：2%4气象、桥址工程地质及水文特征（见参考资料 1）5设计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）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004）公路砖石及混凝土桥涵设计规范 （JTGD61-2005）公路工程抗震设计规范JTJ 004-89高速公路交通安全设施施工及施工技术规范JTJ 074-96铁路桥涵设计规范TBJ 2-96城市桥梁设计准则CTT11-93城市桥梁设计荷载标准CJJ77-98二、主要设计内容(一）计算方
3、面1. 方案比选拟定三个比选（包括总体布置、分孔、桥型及施工方案等）概算评价及推荐方案 2. 拟定结构尺寸分析设计参数制定施工方案选择材料拟定结构尺寸3. 主梁内力计算一期恒载内力（含徐变二次力）二期恒载内力活载内力（温度及支座沉降引起的内力）内力组合4. 主梁配筋计算 力筋（束界或数量）普通受力钢筋普通构造钢筋5. 主梁检算强度（承载能力极限状态）应力及变形（正常使用极限状态）6. 其它有关设计计算桥面板的设计计算横隔梁的设计计算支座垫板下局部承压计算锚下局部承压计算其它计算(二) 绘图方面兰州交通大学论文1.全桥总体布置图2.梁体一般构造图3.力筋布置图三要求一)日程安排1本次毕业设计共安
4、排了十三周时间（从第 5 周至第 17 周） ，设计人必须在第 17周的星期五提交文整后的全部设计内容，第 18 周准备及参加答辩。2指导时间为每天的早 8：0011：303周进度安排大致如下：第 5 周第 6 周：查阅有关书籍，熟悉设计资料，明确设计内容，通过方案比选确定设计方案；同时完成该设计相关的英文译文一篇。在此期间必须同时完成“开题报告” ，合格后才能开始毕业设计工作。第 7 周第 8 周：拟订结构尺寸，主梁内力计算。第 9 周第 10 周：主梁配筋及主梁检算。第 11 周第 12 周：主梁端部的局部承压计算及横隔梁计算。完成以上内容的基础上，填写“兰州交通大学毕业设计（论文）学生自
5、查表” 。第 13 周第 14 周：其它计算。第 16 周：绘图及文整。第 17 周：准备及参加答辩。注意：1、在整个设计期间内，合理安排时间，绘图及文整工作的 内容争取在设计期间同时完成。2、为保证毕业设计的质量，规范论文书写格式，学生的毕业设计格式应按兰州交通大学本科生毕业设计（论文）撰写规范进行书写。二） 设计方面1、设计完成后，应提交毕业设计书，包括： 封面、任务书； 中英文摘要（400 字左右） ； 目录（按三级标题编写） ； 正文； 致谢（补充说明等） ； 参考文献； 附录（自编源程序及有关图纸） 。2、毕业设计资料带内应装文件： 任务书和论文； 开题报告； 学生自查表； 附图（用
6、计算机打印） 。 与该设计相关的英文译文一篇（4000 字左右）3、按时完成设计任务，做到设计合理，叙述简练，文字工整，绘图规范。三） 纪律方面1、为保证设计质量和便于管理，设计期间的作息制度基本上同上课期间，并每天作随机考勤。兰州交通大学论文2、不得随意旷课及擅自离校。3、不得抄袭和代他人设计。四参考书籍：1、高墩大跨连续刚构桥马保林编著.-北京 : 人民交通出版社,2001.102、厦门海沧大桥建设丛书第五册，西航道连续刚构桥潘世建，杨盛福主编.-北京 : 人民交通出版社,2002.13、悬臂浇筑预应力混凝土连续梁桥张继尧，王昌将编著.-北京 : 人民交通出版社, 2004-104、刚架桥
7、邬晓光，邵新鹏，万振江编著. .-北京 : 人民交通出版社, 2001-45、 公路工程技术标准JTG B01-20036、 公路桥涵设计通用规范 （JTG D60-2004）7、 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004）8、 公路砖石及混凝土桥涵设计规范 （JTGD61-2005）9、 公路工程抗震设计规范JTJ 004-8910、 高速公路交通安全设施施工及施工技术规范JTJ 074-9611、 铁路桥涵设计规范TBJ 2-9612、 城市桥梁设计准则CTT11-9313、 城市桥梁设计荷载标准CJJ77-98五参考资料：1、大运高速公路朔州支线民福街高架桥设
8、计说明2、大运高速公路朔州支线民福街高架桥总体布置图3、大运高速公路朔州支线民福街高架桥横断面布置图4、大运高速公路朔州支线民福街高架桥力筋布置图第一章 桥址概况1.设计概况民福街高架桥位于山西省朔州市,为大运高速公路朔州支线跨越北同蒲铁路(夹角57)、安家岭铁路支线(夹角 40)及朔神大道(夹角 46)而设,末端接朔州市民福街,桥梁跨越铁路处的铁路曲线半径分别为 800m 和 780m。1.1 设计主要技术指标(1)道路等级:高速公路。(2)设计时速:80kmPh。兰州交通大学论文(3)设计荷载:公路一级(4)立交净高:铁路净高 6. 55m ,公路净高 5. 0m。(5)半幅桥宽:0. 5
9、m (防撞栏杆) + 11m (行车道) + 0. 5m (防撞栏杆)。1.2 构思宗旨（1）符合城市发展规划，满足交通功能需要。（2）桥梁结构造型简洁，轻巧，反映新科技成就，体现人民智慧。（3）设计方案力求结构新颖，保证结构受力合理，技术可靠，施工方便。（4）与高速公路的等级和周边环境相宜。（5）学习等截面梁桥的设计过程。第二章 方案比选一 方案介绍方案一：预应力混凝土连续梁桥(推荐方案)一、孔跨布置本桥为跨线公路桥，故其分跨情况为（420m+325m）先简支后连续部分预应力混凝土连续梁+（20m+30m+19.52m+320m）现浇预应力混凝土连续箱梁桥。先简支后连续箱梁很断面为四箱，各箱
10、单独预制，简支假设，现浇连续梁接头后成为连续结构体系。现浇连续箱梁采用单箱单室斜腹板，顶板宽：12.0m,箱底宽 5.6m,臂宽 2.8m,梁高 1.5m.二 桥墩，桥台及基础兰州交通大学论文1. 两端桥台采用钢筋混凝土肋板式桥台及混凝土 U 型桥台，其中肋板式桥台采用钻孔桩基础，U 型桥台采用明挖基础。2.桥墩采用柱式墩，其中先简支后连续部分采用双柱墩，现浇连续箱梁部分采用独柱墩，基础采用钻孔桩基础。三 施工方法1.先简支后连续部分采用悬臂法施工。2.现浇连续部分采用支架法施工。四 受力特点1优点除了按简支-连续法施工的连续梁桥外，一般一次落架施工的连续梁桥在结构自重荷载作用下，支点截面产生
11、负弯矩，且支点截面负弯矩大于跨中截面正弯矩。与同等跨径的简支梁桥相比，连续梁桥的最大正弯矩及负弯矩均小于简支梁的跨中正弯矩，因此连续梁桥的内力分布比简支梁桥要均匀，有利于发挥材料的作用2 缺点连续梁属于超静定结构，非线性的温度变化，预应力的作用，混凝土收缩徐变及基础的不均匀沉降等都将引起结构的附加内力。方案二 预应力混凝土刚构桥 一 孔跨布置本桥为跨线公路桥，考虑到通车净空，分跨采用：主桥：50+280+50）m T 型刚构，引桥：220+220 ）简支梁桥，主桥采用单箱单室箱梁，刚构部分采用变截面形式，支点处梁高较大，以承受支点处较大的负弯矩，跨中（包括挂梁）梁高较小，增大了桥下净空。梁底曲
12、线采用折线，这样有利于施工。引桥简支梁桥为等高度箱梁。二 桥墩 桥台 及基础 本桥所处桥位由于地址条件限制，采用灌注桩基础。桥墩为轻型园端型桥墩。两端桥台桥台为肋板式桥台及混凝土 U 型桥台，其中肋板式桥台采用钻孔桩基础，U 型桥台采用明挖基础，引桥部分桥墩为柱式墩。三 施工方法 采用悬臂施工法兰州交通大学论文四 受力特点 1 优点恒载作用下，由于支点负弯矩的卸载作用，使跨中的弯矩大大减小，活载作用在挂梁时，由于支撑跨径较小，从而使得跨中正弯矩较小；T 型刚构桥属于静定结构，不会因为支座沉降，温差等产生次内力，使得该结构可以适应于地基较差的条件。2 缺点 构造复杂，行车条件不好，带挂梁的 T
13、型刚构桥型在混凝土的长期收缩徐变作用下和汽车荷载的冲击作用下，T 构悬臂端会发生下挠，行车给乘客带来不平稳的感觉，并且个 T 梁之间不能共同工作，使其跨径受到限制。方案三 自锚式钢梁悬索桥一 孔跨布置 本桥为主跨 150m,边跨 55mde 双塔双索面三跨自锚式悬索桥。主缆垂跨比中跨为1/5，边跨为 1/12.4，轻巧的结构以及在 60300m 跨径范围内明显的造价优势，使得该桥型成为本次方案比选中的第三个方案。分跨过程中同样考虑了桥下铁路与公路的通车净空要求，其总体布置图见附图自锚式钢梁悬索桥 。梁高 1.5m,宽 12.0m，高宽比为 1/9.6，全桥箱梁分为标准段，索塔附近梁段，主缆锚固
14、段及压重段。横隔板采用实腹式板结构，间距 3m，吊索与主缆连接方式为销接，吊索在钢箱梁上的锚固采用锚拉板和销接的结构形式。锚拉板焊接在横隔板所在位置上，并且钢箱梁内设置了纵横向的加劲板。二 桥墩 桥台基础及索塔同样，由于地质条件，基础采用灌注桩基础，简直引桥部分采用双柱式桥墩，悬索桥塔是一种较新颖的桥塔，桥上塔高 60m，设上下两道横隔梁，索塔构造见图示。两端桥台分别为桥台为钢筋混凝土肋板式桥台及混凝土 U 型桥台，其中肋板式桥台采用钻孔桩基础，U 型桥台采用明挖基础。三 施工方式主缆采用预制平行钢丝束法施工，且为先梁后缆的节段吊装施工。四 受力特点兰州交通大学论文1 优点 自锚式悬索桥取消了
15、巨大的主缆锚锭，不仅可以节省建造锚锭的费用。而且大大降低了对地基条件的要求，有效地拓展了自锚式悬索桥的适用范围，从而为软基础地区提供了一种造型优雅而富有竞争力的桥型必选方案。2 缺点 首先，两者索塔和加劲梁都承受巨大的轴向力，特别是当跨径较大时，结构体系的整体稳定和区部屈曲都是桥梁工程师十分关注的问题，其次，悬索桥属于高次超静定结构，加劲梁受力时对索力变化非常敏感，如何通过索力调整以达到技术经济合理的成桥状态是其设计的共同目标。二 方案比选综合以上方案介绍，比选结果如表 2-1 所示。表 2-1 方案比选第一方案 第二方案 第三方案序号主桥：预应力混凝土连续梁：（420+325）+（20+30
16、+19.52）主桥：预应力混凝土T 型刚构：（50+280+40） m主桥：钢梁自锚式悬索桥：（50+160+50） m兰州交通大学论文+（330） m1 桥高（ ）m14.65 14.65 14.652 桥长（ ） 314.52 340 3203 工艺技术要求技术先进，工艺要求较严格，所需设备较少，占用施工场地较少。技术较先进，工艺要求叫严格，主梁上部结构构造除了用挂蓝施工外，挂梁需另一套设备。技术最先进，工艺要求最严格，由于要架设主缆，施工难度较大，且计算复杂。4 受力特点 属超静定结构，受力较好，主梁桥面连续，行车条件好，养护也容易。属于静定结构，受力不如超静定结构好，桥面平整度易受到悬
17、臂挠度影响，行车条件较差，主桥每孔有两道伸缩缝容易损坏。属于多次超静定结构，受力性能较好，主桥面连续，行车条件好。外形美观，但由于是柔性结构，刚度较小，活载作用下易产生较大挠曲变形，在风荷载，车辆冲击荷载作用下易产生振动。5 造价及用材 造价及钢材排第二，其他各项最省。造价及钢材排第三。 造价最低，用钢量最大。第三章 细部尺寸拟定一梁高尺寸确定本桥为（30+20+19.52）m 预应力混凝土连续梁桥，最大跨径为 30m，由于跨径较小，故采用等高度箱梁。按桥梁工程 【罗旗帜主编(2006.2.1 第一版)华南理工大学出版兰州交通大学论文社】中连续梁在支点和跨中梁高估算值：等高度连续梁，支点梁高
18、H=(1/151/30)L,目前常用 H=(1/181/20)L,这里取1.5m,为 1/20L=1/2030=1.5m.二 箱梁细部尺寸拟定 箱形梁由顶板，底板，腹板等各部分组成薄壁截面梁，它的横截面西部尺寸拟定如下：1.顶板底板箱形截面的顶板和底板是箱梁承受正负弯矩的主要工作部位因此， 公路桥涵设计通用规范 JT_GD60-2004规定箱梁截面顶板和腹板相接处应设置承托，底板和腹板相接处应设置倒角，必要时可设置承托。箱形截面的顶板和底板中部厚度不应小于板净跨径的 1/30，且不应小于 200mm.连续梁箱梁中，底板厚度随着箱梁负弯矩的增大而逐渐加厚至墩顶处，以适应受压要求。因此箱梁底部底板
19、厚度一般是墩顶梁高的 1/101/12.一般预应力混凝土箱梁中跨中或悬臂端底板厚度主要取决于底板内设置预应力筋的需要。对于预应力混凝土连续梁跨中底板，板内需配置一定数量的预应力束筋与普通钢筋，此时底板的 厚度一般在 200250mm。顶板厚度主要取决于板净跨径经验公式为=L/36+100 (mm) (3-1)tT确定箱形截面顶板厚度除了满足桥面横向弯矩的要求外，还要满足布置纵向预应力钢束的要求。综上所述，取跨中截面顶板厚度为 240mm,底板厚度为 250mm,取支点处顶板厚度为240mm,底板厚度为 300mm.2箱梁腹板 腹板主要是承受截面的剪应力，主拉应力。根据以往取值经验，为了满足预应
20、力束筋管道布置及锚固的需要，一般的设计经验为:1）腹板内无预应力束筋管道布置时可采用 200mm.2） 腹板内有预应力束筋管道布置时可采用 250300mm.3） 腹板内有预应力束筋锚固头时采用 350mm.3. 梗腋 在顶板和腹板接头处须设置梗腋。梗腋的形式一般为兰州交通大学论文1：2、1：1、1：3、1：4 等。梗腋的作用是：提高截面的抗扭刚度和抗弯刚度，减少扭转剪应力和畸变应力。此外，梗腋使力线过渡比较平缓，减弱了应力的集中程度。本设计中，根据箱室的外形设置了宽 160mm，长 800mm 的上部梗腋，而下部采用1：1 的梗腋。三. 横隔梁横隔梁可以增强桥梁的整体性和良好的横向分布，同时
21、还可以限制畸变；支承处的横隔梁还起着承担和分布支承反力的作用。由于箱形截面的抗扭刚度很大，一般可以比其它截面的桥梁少设置横隔梁，甚至不设置中间横隔梁而只在支座处设置支承横隔梁。因此本设计没有加以考虑，而且由于中间横隔梁的尺寸及对内力的影响较小，在内力计算中也可不作考虑。四.变截面位置本设计设计中，由于考虑到支点附近处负弯矩数值较大，故在支点附近设置成顶板底板，腹板均变化的变截面。其变截面位置为：左边支点以右:156.6cm417.7cm处；左中支点、右中支点两侧 80cm 处，变化长度均为 200cm；右边支点以左:235cm435cm 处。第四章 主梁内力计算本设计为（20m+30m+19.
22、52m）三跨连续梁,依据以上原则共建立了 49 个节点，48个单元，每跨中间部分（等截面处）等分成 10 个单元，两端部分分别在变截面处，支点处，梁端处建立节点。其 MIDAS 模型如图 3-1 所示：兰州交通大学论文第一节 恒载内力计算一 毛截面几何特性本桥截面为箱型截面，截面较多，采用“梯形分块法”计算较为麻烦，直接采用MIDAS 中“ 截面特性值计算器”来计算，然后用 CAD 中面域/质量特性查询校核，其结果如表 4-1 示：表 4-1 毛截面几何特性计算表控制截 面截面高度（ ）m底板厚度 （ ）面 积A( )2m毛截面惯性矩 I()4中性轴至梁底的距 离 （ ） m边左支点 1.5
23、实心截面 11.971 2.259 0.881边跨 1/4 1.5 25 5.8422 1.691 0.937边跨跨中 1.5 25 5.8422 1.691 0.937边跨 3/4 1.5 25 5.8422 1.691 0.937左中支点 1.5 实心截面 11.971 2.259 0.881中跨 1/8 1.5 25 5.842 1.691 0.937中跨 3/8 1.5 25 5.842 1.691 0.937中跨跨中 1.5 25 5.842 1.691 0.937注：此表为 1/2 桥的截面，与另一半桥界面对称。二 恒载内力计算1. 在本设计中，由于单元划分的节点不完全吻合控制截面
24、对应的节点，故选取离制界面最近的截面数据作为控制截面值。其对应关系如表 3-3 示：表 4-2 对应关系控制截面 边左支点 边跨 1/4 边跨跨中 边跨 3/4左中支点（左）对应单元 2（i） 4(1/2) 8(1/2) 12(1/2) 16(j)控制截 左中支点 中跨 1/8 中跨 1/4 中跨 3/8 中跨跨中兰州交通大学论文面 （右）对应单元 17(i) 19(1/2) 21(i) 22(1/2) 24(i)2. 本桥采用一次现浇成桥，不存在体系转换，直接在全桥上添加自重荷载，由MIDAS 计算出桥梁在自重作用下和二期恒载下的剪力弯矩如表 3-4 示：表 4-3 恒载内力类型 一期自重效
25、应 二期自重效应截面 弯矩（ ）mkN剪力（ ）kN弯矩（ ）mk剪力（ ）kN边左支点 -68.9 -1206.8 -8.8 -254.7边跨 1/4 2816.9 -306.8 695.8 -82.8边跨跨中 2274.8 514.9 568.6 131.7边跨 3/4 -2547.6 1336.6 -675.8 346.1左中支点（左） -10816.4 2273.6 -2786.2 541.8左中支点（右） -10816.4 -2555.3 -2786.2 -618.6中跨 1/8 -2437.9 -1734.0 -631.2 -453.1中跨 1/4 2852.0 -1156.7 7
26、50.4 -302.4中跨 3/8 6028.9 -579.3 1581.5 -151.7中跨跨中 7092.8 -2.0 1861.1 -1.03.恒载梁单元内力如图 4-2 所示。图 4-2 恒载内力图第三节 活载内力计算兰州交通大学论文一计算方法首先绘出结构计算截面的影响线，结合结构力学机动法绘制影响线的原理，运用迈达斯软件，得出边支点截面剪力影响线、边跨 1/4 截面弯矩及剪力处影响线、边跨1/2 截面弯矩及剪力影响线、边跨 3/4 截面弯矩及剪力影响线、中支点截面弯矩影响线、中支点（左、右）截面剪力影响线、中跨 1/8、中跨 3/8、中跨跨中截面弯矩及剪力影响线。然后按最不利原则布置
27、标准活载，通过结构分析计算出此计算截面的最大最小内力。加载方法如下：一般将集中荷载标准值作用在相应影响线中一个最大影响线峰值附近，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区段上。二 冲击系数和车道折减系数 1.汽车冲击系数计算（见公路桥涵设计通用规范 （JTG D60-2004）第 4.3.2 条的条文说明）结构基频：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：(4-1)123.6cEIflm(4-2)22.5cIfl(4-3)/cGg式中：结构的计算跨径，单位： ；l m结构材料的弹性模量，单位： ；E2/N结构跨中截
28、面的截面惯矩，单位： ；cI 4结构跨中处的单位长度质量（单位： ） ，当换算为重力计算时，其单m/kg位应为： ；2/Nsm结构跨中处延米结构重力，单位： ；G/Nm重力加速度， 。g29.81(/)gs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 ；计算连续梁的冲1f击力引起的负弯矩效应时，采用 。2f因边垮跨度小 按照最不利效应计算法则 取 18.96m，查得 Ic=1.69125m4l兰州交通大学论文mc=(5.8422225 )/9.8=14903.62810 934.1628.49355.6.89.23101 f 7010.1f 值可按下式计算：当 1.5Hz 时， =0.
29、05f当 1.5Hz 14Hz 时， =0.1767 -0.0157f lnf当 14Hz 时， =0.45f式中 结构基频（Hz） 。求得：正弯矩效应： 0.422 1负弯矩效应： 0.4522.车道折减系数在本设计中，去掉对应的路肩宽度后，W 符合单向三车道宽度，按通规4.3.1条。车道折减系数为 =0.78。3. 纵向折减系数计算跨径 30m150m ,不考虑纵向折减。4.考虑偏载效应时的增大系数汽车荷载横向分布影响增大系数那规范取值如下：计算弯矩时 =1.15计算剪力时 =1.05 。三 活载内力计算1. 各控制截面的内力影响线1)剪力影响线 a) 左边支点右力影响线兰州交通大学论文b
30、) 边跨 1/4 剪力影响线c) 边跨跨中剪力影响线d) 边跨 3/4 剪力影响线e) 左中支点左剪力影响线f) 左中支点右剪力影响线g)中跨 1/8 剪力影响线兰州交通大学论文h) 跨 1/4 剪力影响线i) 3/8 剪力影响线j) 中跨跨中剪力影响线图 4-3 控制截面剪力影响线2) 弯矩影响线影响线 a) 边跨 1/4 弯矩影响线b) 边跨跨中弯矩影响线兰州交通大学论文c) 边跨 3/4 弯矩影响线d) 左中支点弯矩影响线e) 中跨 1/8 弯矩影响线f) 中跨 1/4 弯矩影响线g) 中跨 3/8 弯矩影响线h) 中跨跨中弯矩影响线图 4-4 各截面弯矩影响线2. 计算结果 根据最不利
31、布载原则，在各个截面的内力影响线上按通规第 4.3.1 条的布载要求可求得汽车在各个截面上的最大弯矩、最小弯矩、最大剪力、最小剪力，再考虑冲击系数，车道折减系数以及增大系数后，可得到活载内力，其结果见表 4-4。兰州交通大学论文表 4-4 公路-I 级汽车荷载作用效应截 面汽车 maxM（ ）kN汽车 min( )kN汽车 manQ( )kN汽车 minQ( )kN边左支点 0 -722.2 275.73 -1502.13边跨 1/4 4460.045 -1156.1 425.565 -1064.07边跨跨中 5969.42 -2587.5 863.73 -593.46边跨 3/4 3695.
32、985 -4019.02 1302.21 -231.315左中支点（左） 722.43 -6203.22 1668.135 -58.59左中支点（右） 722.43 -6203.22 109.515 -1755.92中跨 1/8 2390.275 -2507.69 150.885 -1501.19中跨 1/4 4930.165 -1754.67 311.115 -1248.24中跨 3/8 6875.62 -1469.59 511.14 -990.15中跨跨中 7543.77 -1184.39 741.405 -740.25活载作用下最大最小内力图如图 4-5 示：图 4-5 活载作用下最大最
33、小内力图第四节 温度次内力及基础沉降内力计算一 温度次内力1. 本设计中采用公路桥涵设计通用规范 （JTG D60-2004）中竖向温度曲线来计算温差应力，假设升温在梁顶板一下线性变化，直接采用 MIDAS 中温度梯度荷载加载，计算结果如表 4-6。表 4-6 温度次内力控 制 截 面 弯矩 （ ）1MkNm 剪力 （ ）1QkN兰州交通大学论文边左支点 0 -262.9边跨 1/4 1097.5 -262.9边跨跨中 2466.9 -262.9边跨 3/4 3836.2 -262.9左中支点（左） 5085.8 -262.9左中支点（右） 5085.8 0.5中跨 1/8 5083.7 0.
34、5中跨 1/4 5081.8 0.5中跨 3/8 5079.9 0.5中跨跨中 5078.0 0.52. 温差内力图如图 3-5 示：图 4-6 温差引起的各界面内力图二 基础沉降内力计算1.本设计中取支座不均匀沉降 1cm 来计算，由于本桥为三跨连续梁桥，建模时边界条件是四个一般支撑，沉降时考虑多种工况，建模过程中按每个支座分别沉降 1cm建立四种沉降组，然后进行沉降组组合，选择最少沉降一个组，最多四个组，取其最不利组合。计算过程由软件完成，此处直接给出结果如表 3-5 示：表 4-5 基础沉降次内力 剪力 （ ）1QkN弯矩 （ ）1MkNm控制截面最大值 最小值 最大值 最小值边左支点
35、225.5 -225.5 0 0边跨 1/4 225.5 -225.5 941.3 -941.3边跨跨中 225.5 -225.5 2115.8 -2115.8边跨 3/4 225.5 -225.5 3290.2 -3290.2左中支点（左） 225.5 -225.5 4361.9 -4361.9左中支点（右） 292.4 -292.4 4361.9 -4361.9中跨 1/8 292.4 -292.4 3186.4 -3186.4中跨 1/4 292.4 -292.4 2192.1 -2192.1中跨 3/8 292.4 -292.4 1451.9 -1451.9兰州交通大学论文中跨跨中 2
36、92.4 -292.4 1452.7 -1452.72.支座沉降引起控制截面最大、最小内力图如图 3-6 示：图 3-6 支座沉降引起的最大最小内力图第五节 内力组合1.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，其效应组合表达式为：0011 2( )mnudGikQkcQjki jSSS或 0012()nudidcjdi j式中 承载能力极限状态下作用基本组合的效应组合设计值；udS结构重要性系数，按通规JTG D6
37、0-2004 表 1.0.9 规定的结构设计安全0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；第 个永久作用效应的分项系数，应按通规JTG D60-2004 表 4.1.6 的Gi规定采用；兰州交通大学论文、 第 个永久作用效应的标准值和设计值；GikSid汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的分项系数，取 =1.4。当某1Q 1Q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
38、车荷载取同值；、 汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的标准值和设计值；1QkSd在作用效应组合中除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力） 、风荷载外j的其他第 个可变作用效应的分项系数，取 =1.4，但风荷载的分项系数j Qj取 =1.1；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）外的其他第QjkSjd个可变作用效应的标准值和设计值；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c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=0.80；当除汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）外
39、尚有两种其他c可变作用参与组合时，其组合系数取 =0.70；尚有三种可变作用参与组c合时，其组合系数取 =0.60；尚有四种及多于四种的可变作用参与组合c时，取 =0.50。c根据通规第 4.1.6 条规定，各种作用的分项系数屈指如下：结构重要性系数取 =1.1；一期恒载作用的分项系数，当作用对结构的承载能力不利时，取 =1.2；当作用对结构的承载能力有利时，取 =1.0；二期恒载作用效应的分项系数，当对结构的承载能力不利时，取 =1.2；当作用对结构的承载能力有利时，取 =1.0；基础变位作用效应的分项系数取 =0.5；汽车荷载效应的分项系数取 =1.4；兰州交通大学论文温度作用效应的分项系
40、数取 =1.4；其他可变作用效用的组合系数 =0.8；则承载能力极限状态组合为：当作用最结构的承载能力不利时取（组合一）)5.04.1804.121( 320 GQQGud SSSS 当作用对结构的承载能力有利时取（组合二）.0 321210ud剪力的组合参考弯矩 2 的组合进行计算即可。2.正常使用极限状态下的效应组合公路桥涵结构按正常使用极限状态设计时，应根据不同的设计要求，采用以下两种效应组合：1.作用短期效应组合。永久作用标准值效应与可变作用频率值效应相组合，其效应组合表达式为：（组合三）11mnsdGikjQkijSS式中 作用短期效应组合设计值；sdS第 个可变作用效应的频率值系数
41、，汽车荷载（不计冲击力） =0.7，人1j 1群荷载 =1.0，风荷载 =0.75，温度梯度作用 =0.8，其他作用11 1=1.0；第 个可变作用效应的频率值。1jQkSj2.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，其效应组合表达式为：（组合四）211mnldGikjQkijSS式中 作用长期效应组合设计值；ldS第 个可变作用效应的准永久值系数，汽车荷载（不计冲击力） =0.4，2j 2人群荷载 =0.4，风荷载 =0.75，温度梯度作用 =0.8，其他作用22 2=1.0；2兰州交通大学论文第 个可变作用效应的准永久值。2jQkSj3.计算结果 根据上述的组合要
42、求，进行承载能力极限状态内力组合和正常使用状态内力组合，其结果见表 3-6，其中剪力单位为 ,弯矩单位为 。kNkNm兰州交通大学论文表 3-6 主梁作用效应组合内 力 分 量 荷 载 组 合总永久作用效应汽车荷载效 应温度应 力基础沉 降承载能力极限状态组合承载能力极限状态组合短期作用组 长期作用组 合荷载类别 组合一 组合二 组合三 组合四最最大弯 矩 -77.7 0 0 0 -102.564 -85.47 -77.7 -77.7最小弯 矩 -77.7 -722.2 0 0 -1214.75 -1197.66 -426.348 -276.928最大剪 力 -1461.5 275.73 -2
43、62.9 225.5 -1704.42 -1382.89 -1310.59 -1368.76左 边支 点最小剪 力 -1461.5 -1502.13 -262.9 -225.5 -4690.38 -4368.85 -2636.77 -2319.86最大弯 矩 3512.7 4460.045 1097.5 941.3 13375.07 12602.27 7527.521 6586.584最小弯 矩 3512.7 -1156.1 1097.5 -941.3 3690.775 2917.981 2891.283 3130.476最大剪 力 -389.6 425.565 -262.9 225.5 -5
44、8.7697 26.9423 -164.929 -254.711边 跨1/4最小剪 力 -389.6 -1064.07 -262.9 -225.5 -2600.86 -2515.15 -1349.22 -1124.74最大弯 矩 2843.4 5969.42 2466.9 2115.8 17149.11 16523.56 9871.253 8611.882最小弯 矩 2843.4 -2587.5 2466.9 -2215.8 1589.069 963.5208 1351.984 1887.328边 跨跨 中 最大剪 力 646.6 863.73 -262.9 225.5 1983.788 18
45、41.536 1086.964 904.742兰州交通大学论文最小剪 力 646.6 -593.46 -262.9 -225.5 -508.334 -650.586 -81.3592 43.84329最大弯 矩 -3223.4 3695.985 3836.2 3290.2 7972.737 8681.885 4955.162 4175.418最小弯 矩 -3223.4 -4019.02 3836.2 -3290.2 -7527.59 -6818.44 -5384.86 -4553.34最大剪 力 1682.7 1302.21 -262.9 225.5 4026.7 3656.506 2338.
46、912 2064.184边跨3/4最小剪 力 1682.7 -231.315 -262.9 -225.5 1417.021 1046.827 1133.012 1181.812最大弯 矩 -13602.6 722.43 5085.8 4361.9 -8178.14 -5185.57 -4816.43 -4968.84最小弯 矩 -13602.6 -6203.22 5085.8 -4361.9 -23641.7 -20649.2 -16890.5 -15607.1最大剪 力 2815.4 1668.135 -262.9 225.5 6085.388 5466 3651.744 3299.816左
47、 中支 点（左）最小剪 力 2815.4 -58.59 -262.9 -225.5 3178.182 2558.794 2350.738 2363.099最大弯 矩 -13602.6 722.43 5085.8 4361.9 -8178.14 -5185.57 -4816.43 -4968.84最小弯 矩 -13602.6 -6203.22 5085.8 -4361.9 -23641.7 -20649.2 -16890.5 -15607.1最大剪 力 -3173.9 109.515 0.5 292.4 -3859.46 -3161.2 -2827.19 -2850.29左 中支点（右）最小剪
48、力 -3173.9 -1755.92 0.5 -292.4 -7053.87 -6355.61 -4330.28 -3959.83最大弯 矩 -3069.1 2390.275 5083.7 3186.4 7645.45 8320.652 5360.907 4856.63最小弯 矩 -3069.1 -2507.69 5083.7 -3186.4 -3402.46 -2727.25 -3399.15 -2880.32最大剪 力 -2187.1 150.885 0.5 292.4 -2493.17 -2012.01 -1820.02 -1851.86中跨1/8最小剪 力 -2187.1 -1501.
49、19 0.5 -292.4 -5359.01 -4877.85 -3218.08 -2901.38最大弯 矩 3602.4 4930.165 5081.8 2192.1 19814.05 19021.53 12286.88 11246.77兰州交通大学论文最小弯 矩 3602.4 -1754.67 5081.8 -2192.1 7108.099 6315.571 4628.656 4991.692最大剪 力 -1459.1 311.115 0.5 292.4 -1285.46 -964.457 -1013.15 -1078.79中跨 1/4最小剪 力 -1459.1 -1248.24 0.5
