桥梁毕业设计4

3.1 荷载计算：

1.上部构造恒载，见表3—1：

表3—1

每片边梁自重 每片边梁自一孔上部 重 构造总重kN 每一个支座恒载反力 kN/m 1、4号 34.78 kN/m 2、3号 5770.22 37.42 694.90 边梁1、4号 kN 主梁2、3号 747.65

2．盖梁的自重及内力计算（见图3—1，表3—2）：

q1q2q3q4q531.56.558.584.571.5252.5KN

图3—1

3．活载计算

（1）活载横向分布系数计算，荷载对称布置时用杠杆法，非对称布置时用偏心压力法。

单列车对称布置（见图3—2）：

140 2312(0.910.091)0.5

双列车对称布置（见图3—3）：

1412120.6140.307

23(0.3860.7950.205)0.69367

天津城市建设学院毕业设计说明书

盖梁自重及产生的弯矩、剪力计算表 表3—2

截面 编号 自 重 弯 矩 剪 力（kn） kn q10.80.62250.50.50.6225 247.531.5knm M1240.37.50.27.21.58.7V左 V右 1—1 -31.5 -31.5 M2240.47.50.32—2 q20.11.3225 6.56.50.059.62.250.32512.175M3 -38 -38 241.37.51.23—3 q30.91.3225 58.5(6.558.5)0.531.2932.572.70M4 -96.5 -156 252.51.3242.67.52.52.324—4 q41.31.3225 84.5(6.558.584.5) 71.5 71.5 328.2562.418.75171.92575.175M4252.52.4243.77.53.65—5 q51.11.3225 71.5(6.558.584.571.5)1.760688.827375.7114.5 0 0

图3—2

68

第三章 盖梁计算

图3—3

单列车非对称布置见图（3—4）：

图3—4

已知n4 e1.70 2a22(3.321.12)24.2

141n1nea12aea32a2214141.73.324.21.73.324.20.482 20.173 31n1nea222aea414141.71.124.21.71.124.20.327

2a20.018

双列车非对称布置（见图3—5）：

图3—5

已知n4 e0.15 2a22(3.321.12)24.2

131n1nea12aea32a2214140.153.324.20.151.124.20.270 20.243 41n1nea222aea414140.151.124.20.153.324.20.257

2a20.230

人群荷载：qr4.5kn/m

69

天津城市建设学院毕业设计说明书 单侧有人群，非对称布置时：

已知：n4 ， e4.1 ， 2a224.2

131n1nea12aea32a2214144.13.324.24.11.124.20.809 20.0 41n1nea222aea414144.11.124.24.13.324.20.436

2a20.309

（2）按顺桥向活在移动情况，求得支座活载反力的最大值。考虑到支点外布置荷载，布置长度：l39.5

1）公路二级，单孔荷载，单列车布置时见图（3—6）：

图3—6

V22401.0137.8750.539.51.013243.12157.55400.67kn

当为两辆车布置时：2V22400.67801.34kn

公路二级，双孔荷载，单列车布置时（见图3—7）：

V2V12401.0137.850.539.521.013243.12157.55558.22kn

当为两辆车布置时：

2(V1V2)2558.221116.44kn

2）人群荷载（见图3—8）： 单孔满载时：V24.5121.01339.590.03kn（一侧）

双孔满载时：V2V1290.03180.06kn（一侧）

图3—7

70

第三章 盖梁计算

图3—8

（3）活载横向分布后各梁支点反力ViVi，见表3—3、3—4： （4）各梁恒载、活载反力组合见表3—5：11.05

影响线长度按双孔计算，即239.579m，汽车荷载已计入冲击系数值。

人群反力计算表 表3—3

荷载横向分布情况 计算 方法 荷载 位置 人 非对称布 群 置偏心压 荷 力法 载 横向分布 系数 单孔 人群荷载(kn) 双孔 V Vi 72.83 39.25 V Vi 146.15 78.77 10.809 20.43630.0 90.03 180.66 5.76 -27.82 11.56 -55.82 40.309

4．双柱反力Vi计算见图3—9，所引用的各梁反力见表3—6：

图3—9

71

天津城市建设学院毕业设计说明书 各支点汽车反力计算表 表3—4

荷载横向分布情况 计算 荷载方法 位置 单 列 对称布置 杠杆法 行 车 双 列 行 车 横向分布系数 单孔 公路Ⅱ级荷载(kn) 双孔 V Vi 0 V Vi 0 10 20.530.5 400.67 200.33 200.33 0 123.01 400.67 277.66 277.66 123.01 193.12 400.67 69.32 -7.21 216.36 801.34 205.94 194.73 184.31 131.02 558.22 279.11 279.11 0 171.37 4010.307 20.69330.693 558.22 386.85 386.85 171.37 269.06 40.307单 列 非称布置 偏心压力法 双 列 行 车 行 车 10.482 20.327 30.173 558.22 96.57 -10.05 301.44 1116.44 286.93 271.29 256.78 182.54 40.018 10.270 20.257 30.243 40.230

各梁恒载、活载反力组合计算表（单位：kn） 表3—5

编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 荷载情况 恒载 双列对称 双列非对称 人群对称 人群非对称 1+2+4 1+2+5 1+3+4 1+3+5 1号梁V1 13.81 179.94 316.51 —— 153.46 1569.75 1723.21 1706.32 1859.78 2号梁V2 1495.30 406.19 301.28 —— 82.71 1901.49 1984.2 1796.58 1879.29 3号梁V3 1495.30 406.19 284.85 —— 12.14 1901.49 1913.63 1780.15 1792.29 4号梁V4 13.81 179.94 269.62 —— -58.61 1569.75 1511.14 1659.43 1600.82 72

第三章 盖梁计算 表3—6

荷载 计 算 式 组合 组合6 组合7 组合8 组合9 反力 V(kn) (1569.755.71901.493.51901.491.31569.750.9)/4.8 (1723.215.71984.23.51913.631.31511.140.9)/4.8 (1706.325.71796.583.51780.151.31659.430.9)/4.8 (1859.785.71879.293.51792.291.31600.820.9)/4.8 3471.24 3728.01 3507.24 37.06

由表3—6和图3—9可知，V左〉V右，并有组合9时（恒载、公路Ⅱ级双列非对称布置与人群非对称组合）控制设计。此时V左=37.06kn ，V右=3368.125kn。

3.2内力计算：

1．恒载加活载作用下各截面的内力:

（1）弯矩计算，截面位置见图3—9。为求得最大弯矩值，支点负弯矩取非对称布置时数值，跨中弯矩取用对称布置时的数据。 各截面弯矩计算式为：

M110 MM2233V10.1

V11.0

MM4455V12.3V左1.3

V13.4V21.1V左2.4

计算结果见表3—7：

表3—7

荷载 组合 组合6 组合7 组合8 组合9 墩柱反力 梁的反力kn 各截面弯矩（knm） 2-2 -156.98 -172.32 -170.63 -185.98 3-3 -1569.75 -1723.21 -1706.32 -1859.78 4-4 902.19 883.03 634.88 615.78 5-5 902.187 905.69 639.65 3.273 V左kn 3471.24 3728.01 3507.24 37.06 V1 1569.75 1723.21 1706.32 1859.78 V2 1901.49 1984.2 1796.58 1879.29 （2）相应于最大弯矩时的剪力计算，公式为：

截面1-1：V左=0 V右=0 截面2-2：V左=0 V右=-V1

截面3-3：V左=-V1 V右=V左-V1

73

天津城市建设学院毕业设计说明书 截面4-4：V左=V左-V1 V右=V左-V1-V2 截面5-5：V左=V左-V1-V2=V右 结果见表3—8：

表3—8

荷载 1-1 组合 2-2 各截面剪力 kn 3-3 V左 组合6 组合7 组合8 组合9 荷载 组合 组合6 组合7 组合8 组合9 0 0 0 0 V右 0 0 0 0 V左 0 0 0 0 V右 -1569.75 -1723.21 -1706.32 -1859.78 4-4 V左 -1569.75 -1723.21 -1706.32 -1859.78 V右 1901.49 2004.8 1800.92 1904.28 5-5 V左 1901.49 2004.8 1800.92 1904.28 V右 0 20.6 4.34 24.99 V左 0 20.6 4.34 24.99 V右 0 20.6 4.34 24.99 盖梁内力汇总见表3—9

3.3截面配筋设计与承载力校核

1．弯矩作用时配筋计算：

5-5截面（即跨中截面）M01017.09KNM

盖梁内力汇总表 表3—9

截面号 1-1 内力 2-2 -12.175 -185.98 -198.155 -38 -38 -0 -1859.78 -38 -15.78 3-3 -72.7 -1859.78 -1932.48 -95.6 156 -1859.78 2004.8 -1955.38 2160.8 4-4 75.175 902.19 977.365 71.5 71.5 2004.8 24.99 2076.3 96.49 5-5 114.5 902.59 1017.09 0 0 24.99 24.99 24.99 24.99 M弯矩G -8.7 0 -8.7 -31.5 -31.5 0 0 -31.5 -31.5 Mknm QMj 左 VG 剪力 右 左 kn VQ 右 左 Vj 右 74

第三章 盖梁计算 设aS50mm,则h0haS1300501250mm，采用C25混凝土，

fcd11.5MPa。

x2求解受压区高度x： 0Mdfcdbx(h0)

整理得： x22500x88442.60

解得： x35.9mmbh00.531250662.5mm 将所得x值代入公式，求得所需钢筋截面积为：

ASfcdbxfsd11.5200035.92802948.93mm ftdfsd1.232802最小配筋率为：min0.450.450.0020

按最小配筋率求得所需钢筋面积为：

ASminbh00.0020200012505000mm22948.93mm2

故选取：16ф20（外径22.7mm）提供的钢筋面积为：AS5026mm2。钢筋按一排布置，所需截面最小宽度为：

bmin40222.71615303.2mmASbh0502620001250实际配筋率为：承载力复核：

0.0020min0.0020

求混凝土受压区高度：

xfsdAsfcdb280502611.5200061.19mmbh0662.5mm

MDUfcdbx(h0x2)61.192)d11.5200061.19(12506

1017.09kNm1716.1510Nmm1716.15kNmM故该正截面承载力满足要求。

3-3截面（即跨中截面）M01932.48KNM 设aS50mm,则h0haS1300501250mm 求解受压区高度x： 0Mdfcdbx(h0)

2x 整理得： x22500x168041.740

解得： x69.13mmbh00.531250662.5mm 将所得x值代入公式，求得所需钢筋截面积为：

75

天津城市建设学院毕业设计说明书 ASfcdbxfsd11.5200069.13280ftdfsd5678.54mm

1.232802最小配筋率为：min0.450.450.0020

按最小配筋率求得所需钢筋面积为：

ASminbh00.0020200012505000mm25678.54mm2

故选取：19ф20（外径22.7mm）提供的钢筋面积为：AS5966mm2。钢筋按一排布置，所需截面最小宽度为：

bmin40222.71918301051.3mm实际配筋率为：承载力复核：

ASbh05966200012500.0024min0.0020

求混凝土受压区高度：xx2fsdAsfcdb280596611.5200072.63mmbh0662.5mm

Mdufcdbx(h0)72.632)d11.5200072.63(12506

1932.48kNm.3280.3210Nmm3280.32kNmM故该截面承载力满足要求。

其他截面配筋同上，其结果计算列表于3—10：

表3—10

所需钢筋面受压区高截面号 实际用ф20 根数 16 16 19 16 16 Md(kNm) b(m) h0(m) 积度x(mm) 0.30 6.91 69.13 35.19 35.19 As(mm) 1-1 2-2 3-3 4-4 5-5 -8.7 -198.155 -1932.48 -977.365 1017.09 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 1250 1250 1250 1250 1250 24. 567.73 5678.54 20.61 2948.53 2As 5026 5026 5966 5026 5026 '2．斜筋、箍筋的配置：

在距支座两侧40cm处，分别将盖梁顶端的钢筋向两侧以45º倾斜。斜箍筋设置由表3-9中各截面最大剪力和公式： 筋设置根数为三根。

76

第三章 盖梁计算 Vcs0.4510bh0(20.6p)3fcu,ksvfsd,v 分别计算出各截面的最小配箍率分别为：

表3—11

截面 1—1 0 2—2 0.0013 3—3 0.0017 4—4 0.0016 5—5 0 sv

将上表中的数据与规范查得最小配股率为0.0012比较后，箍筋的配置为10（cm）×8+8.5（cm）×75+10（cm）×8。

斜筋与箍筋的布置间图3—10。

图3—10

3．圈梁承载力校核以满足要求，根据以上计算绘制弯矩包络图和全梁承载力校核图，见图3—11：

图3—11

77