长安大学桥梁工程届优秀本科毕业设计连续刚构桥

二○一五届毕业设计

***河连续刚构桥

学院：公路学院

专业：桥梁工程

姓名：

学号：

指导教师：

完成时间：2

二〇一五年六月

摘要

根据设计任务书要求，依据现行公路桥梁设计规范，综合考虑桥位的地质、地形条件，提出了独塔斜拉桥、上承式钢管混凝土拱桥和预应力混凝土连续钢构三个比选方案。按“安全、经济、适用、美观和有利于环保”的桥梁设计原则，分析了三个方案的优缺点。推荐预应力混凝土连续刚构作为设计方案。推荐方案以基本设计理论为基础，参考国内外成功的大跨连续钢构桥，拟定了95417095

+?+的跨径，主梁

m m m

采用次抛物线变梁高的单箱单室箱主梁，桥墩为双薄壁空心墩，桥台为轻型桥台，基础为群桩基础，施工阶段采取挂篮悬臂现浇法。对推荐方案进行了结构细部尺寸拟定，对上部结构和下部结构进行了内力计算、配筋设计及控制截面强度、应力验算，变形验算等。经分析比较及验算结果表明该桥梁设计合理，符合设计任务的要求。

关键词：预应力混凝土连续刚构，钢管混凝土拱桥，斜拉桥，悬臂现浇，应力验算

ABSTRACT

According to the design requirements, the existing design specification of highway bridge, considering the geology and terrain conditions of the bridge site, after preliminary selection, three bridge type schemas are presented, they are cable-stayed bridge, arch bridge and prestressed concrete continuous rigid frame bridge . Then comparing the advantages and disadvantages of three options comprehensively by the philosophy of bridge design as “Security, Economy, Application, Beauty and Environmental P rotection”. The PC continuous rigid frame bridge is selected as the recommended scheme after the

selections. This project is based on the basic theory of bridge design and take the domestic and international successful designs for example, finally chose a span combination of +?+.The depth of Single cell box girder varies as the second-degree m m m

95417095

parabola, the pier is a double thin-wall hollow pier, the abutment is light abutment, the foundation is grouped piles foundation,and the the hanging basket cantilever casting construction method. Through drawing up of structure’s dimension and then design the upper and lower part of the structure ,such as calculated the internal force of dead and living load, prestressed steel design, checking the strength and stress of control

cross-section. Finally, check for live load deformation. Checked by the comparison and analysis show that the design method of calculation is correct, and the distribution of reinforcement is Reasonable, so this design meet the design requirements.

Key word: prestressed concrete continuous rigid frame bridge, double thin-wall

hollow pier , cantilever casting construction

目录

第一章概述 (1)

地质条件 (1)

主要技术指标 (1)

设计规范及标准 (1)

第二章方案比选 (2)

概述 (2)

比选原则 (2)

比选方案 (2)

预应力混凝土连续刚构桥 (2)

上承式钢管混凝土拱桥....................3 独塔斜拉桥.. (4)

方案比较 (5)

第三章预应力混凝土连续梁桥总体布置 (8)

桥型布置 (8)

桥孔布置 (8)

桥梁上部结构尺寸拟定 (8)

桥梁下部结构尺寸拟定 (10)

本桥使用材料 (11)

毛截面几何特性计算 (11)

第四章荷载内力计算 (12)

模型简介 (12)

全桥结构单元的划分 (12)

划分单元原则 (12)

桥梁具体单元划分 (12)

全桥施工节段的划分 (12)

桥梁划分施工分段原则 (12)

施工分段划分 (13)

恒载、活载内力计算 (14)

恒载内力计算 (14)

悬臂浇筑阶段内力 (15)

边跨合龙阶段内力 (16)

次边跨合龙阶段内力 (17)

中跨合龙阶段内力 (18)

活载内力计算 (19)

其他因素引起的内力计算 (21)

温度引起的内力计算 (21)

支座沉降引起的内力计算 (23)

收缩、徐变引起的内力计算 (24)

内力组合 (27)

正常使用极限状态的内力组合 (27)

承载能力极限状态的内力组合 (27)

主要荷载组合 (27)

第五章预应力钢束的估算与布置 (31)

钢束估算 (31)

按承载能力极限计算时满足正截面强度要求 (32)

按正常使用极限状态的应力要求计算 (32)

预应力钢束布置 (35)

预应力损失计算 (36)

预应力与管道壁间摩擦引起的应力损失 (36)

锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩引起的应力损失 (37)

混凝土的弹性压缩引起的应力损失 (37)

钢筋松弛引起的应力损失 (38)

混凝土收缩徐变引起的应力损失 (38)

有效预应力计算 (40)

预应力计算 (41)

第六章强度验算 (41)

正截面承载能力验算 (41)

斜截面承载能力验算 (43)

第七章应力验算 (44)

短暂状况预应力混凝土受弯构件应力验算 (45)

压应力验算 (45)

拉应力验算 (45)

持久状况正常使用极限状态应力验算 (46)

持久状况(使用阶段)预应力混凝土受压区混凝土最大压应力验算 46

持久状况(使用阶段)混凝土的主压应力验算 (46)

持久状况(使用阶段)预应力钢筋拉应力验算 (46)

第八章抗裂验算 (50)

正截面抗裂验算 (50)

斜截面抗裂验算 (51)

致谢 (53)

参考文献 (54)

第一章概述

地质条件

图1-1 桥址纵断面图

主要技术指标

桥面净宽：2×12m＋（分离式）

设计荷载：公路－Ｉ级

行车速度：80km/h

桥面横坡：2%

通航要求：无

温度：最高年平均温度34℃，最低年平均温度-10℃。

设计规范及标准

1、《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）。

2、《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）。

3、《公路桥涵施工技术规范》（JTJ 041-2000）。

4、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）。

5、《公路桥涵圬工设计规范》（JTG D61-2005）

第二章方案比选

概述

桥式方案比选是初步设计阶段的工作重点，一般要进行多个方案比较。各方案均要求提供桥式布置图，图上必须标明桥跨位置，高程布置，上、下部结构形式及工程数量。对推荐方案，还要提供上、下部结构的结构布置图，以及一些主要的及特殊部位的细节处理图。

设计方案的评价和比较，要全面考虑各项指标，综合分析每一方案的优缺点，最后选定一个符合当前条件的最佳推荐方案。有时，占优势的方案还应吸取其他方案的优点进一步加以改善。

比选原则

设计从安全性、技术适用性、施工难度、设计施工周期、经济性、实用性和观赏性等几方面对各比选方案进行评比，其中安全性为主要因素。

比选方案

根据设计任务要求,依据现行公路桥梁设计规范,综合考虑桥位地质地形条件，拟定了三个比选方案：

方案一：预应力混凝土连续刚构桥

方案二：上承式钢管混凝土拱桥

方案三：独塔斜拉桥

预应力混凝土连续刚构桥

1.结构受力特点

⑴在高墩大跨径桥梁中，与其它结构体系比较，预应力混凝土连续刚构桥常成为最佳的桥型方案。

⑵预应力砼充分发挥了高强材料的特性，具有强度高、刚度大、变形小以及抗裂性能好的优点。

⑶结构伸缩缝数量少，高速行车平顺舒适，维修工作量小，维护简单。

⑷可最大限度的应用平衡悬臂施工法，施工技术成熟，易保证工程质量。

⑸采用水平抗推刚度较小的双薄壁墩，可以减小水平位移在墩中产生的弯矩，且薄壁墩底承受的弯矩、梁体内的轴力随着墩高的增大而急剧减小。

⑹连续钢构除了保持连续梁的优点外，墩梁固结节省了大型支座的昂贵费用，减少了墩和基础的工程量，并改善了结构在水平荷载（例如地震荷载）作用下的受力性能，适用于中等以上跨径的高墩桥梁。

2.桥跨布置

该桥为全预应力混凝土连续刚构桥，跨径分布为95m+4×170m+95m，桥梁总长870m,边主跨比。桥梁设置单向纵坡，坡度为1％。

3.横断面布置

主梁采用单箱单室箱形截面，梁高按次抛物线变化，设计为双幅桥，单幅桥位单向双车道，桥面宽12m，横向布置为++，桥面横坡2%。

4.基础

基础采用钻孔灌注桩群桩基础，桩径，桩中心距采用C40混凝土，为摩擦桩。承台为矩形承台，厚4m，两承台尺寸均为23m×，采用C40混凝土。

5.施工要点

⑴桥梁上部采用挂篮悬臂浇注施工，施工时要对称浇注，应注意立模高程的合理设置，准确控制悬浇高程，确保每个工况的设计线形，主梁边中跨合龙高差应控制在1cm以内。

⑵施工后的主梁备用预应力束孔处理如下：顶板束预留孔灌浆封填，底板束预留孔留下备用，但不穿预应力束。

⑶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。

⑶桥墩采用爬模法施工，两端桥台采用整体现浇。

6.总体布置图

图2-1 连续刚构桥总体布置图

上承式钢管混凝土拱桥

1.结构受力特点

⑴．拱桥是以受压为主的结构体系，对地基的要求比较高。

⑵．拱上立柱与主梁的弹性连接使结构成为超静定结构，并将主梁上的作用传递到主拱圈上，同时其减跨作用使主梁的高度降低，降低了结构自重。

⑶．钢管对混凝土形成了三向受压特性，使混凝土的抗压强度大大提高，作为受压为主的结构，大大的提高了材料的利用率。

2.桥跨布置

该桥为上承式钢管混凝土双连拱，腹孔为连续梁式腹孔；两个拱的矢跨比均采用1/5,计算跨径320m，净矢高64m；拱轴系数取；拱上立柱间距为10m；拱圈为变高度截面，变高度截面截面高度变化按Ritter规律变化，n取，拱顶高，拱脚高。

3.横断面布置

连续梁式腹孔支撑着T形主梁，设计为双幅桥，单幅桥位单向双车道，桥面宽12m。横向布置为++。

4.基础

基础采用钻孔灌注桩群桩基础。桩径，桩中心距采用C40混凝土，为摩擦桩。拱座为大型混凝土实心拱座，采用C40混凝土。

5.施工要点

⑴．通过缆索吊装施工进行主拱圈的施工，安装过程应严格控制主拱圈的线形。

⑵．待主拱圈合龙后，进行钢管内混凝土灌注。

⑶．通过缆索吊装进行主梁拼装。

6.总体布置图

图2-2 上承式钢管混凝土拱桥总体布置图

独塔双跨斜拉桥

1.斜拉桥的受力特点

⑴斜拉桥属组合体系桥梁，它的上部结构由主梁、拉索和索塔组成。

⑵斜拉桥是一种桥面体系以主梁受轴力（密索体系）或受弯（稀索体系）为主、支承体系以拉索受拉和索塔受压为主的桥梁。

⑶斜拉桥是一种高次超静定的组合结构，拉索与主梁是弹性连接，使主梁的跨径显着减小，从而大大减小了梁内弯矩、梁体尺寸和梁体重力，使桥梁的跨越能力显着增大，是大跨度桥梁所采用的主要形式之一。

⑷与悬索桥相比，斜拉桥不需要笨重的锚固装置，抗风性能又优于悬索桥，由调整拉索的预拉力可以调整主梁的内力，使主梁的内力分布更均匀合理。

2.桥跨布置

该桥为独塔不等跨斜拉桥, 跨径分布为310m+220m，半漂浮体系。主塔高226m ；索距取左跨12m，右跨8m；拉索为扇形布置的双索面形式。

3.横断面布置

主梁采用钢箱梁截面形式，梁高为3m。设计为双幅桥，单幅桥位单向双车道，桥面宽12m。横向布置为++。

4.基础

基础采用钻孔灌注桩群桩基础。桩径，桩中心距采用C40混凝土，为摩擦桩。

5.施工要点

⑴采用悬臂拼装法施工，施工过程中应控制桥梁的线形。

⑵主塔采用爬模法施工，施工过程应通过测量监控主塔的垂直度，确保在容许的范围内，浇筑量测时应该选择一天温度较低的时候，以免日照温差对主塔产生影响。

⑶挂主索时应准确计算拉索的初始索力，以免施工过程中使结构产生不利的受力或主梁的线形异常。

6.总体布置图

图2-3 独塔斜拉桥布置图

方案比较

方案比选从该桥桥址的实际地理位置地形环境，结合实用耐久、安全可靠、经济合理、美观和有利于环保的设计原则综合考虑。从安全、功能、经济、美观、施工、占地与工期多方面比选，最终确定桥梁形式。

a.实用性

桥上应保证车辆安全畅通，并应满足将来交通量增长的需要。桥下应满足泄洪、安全通航或通车等要求。建成的桥梁应保证使用年限，并便于检查和维修。只有满足了这一基本条件后，才能谈得上对桥梁结构的其他要求，既做到总造价经济，又保证工程质量和使用安全可靠。

b.舒适与安全性

现代桥梁设计越来越强调舒适度，故应控制桥梁的振幅，避免车辆受到过大振动与冲击。整个桥跨结构及各部件，在制造、运输、安装和使用过程中应具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性。

c.经济性

设计的经济性应综合发展远景及将来的养护和维修等费用。

d.美观

一座桥梁，尤其是作为一个城市或地区的标志性建筑的大跨径桥梁更应具有优美的外形，同时应与周围的景致相协调一致。合理优美的结构布局和轮廓是美观的主要因素，而非豪华的装饰。

e.有利于环保

桥梁设计应考虑环境保护和可持续发展的要求。从桥位选择、桥跨布置、基础方案、墩身外形、上部结构施工方法、施工组织设计等全面考虑环境要求，采取必要的工程控制措施，并建立环境监测保护体系，将不利影响减至最小。

方案比选时应根据上述原则，对拟定的桥梁比选方案作出综合评估，选出最优的桥梁方案。以下为各比选方案的性能对比表：

表比选方案对照表

通过对各设计方案在技术及施工适用性，安全性，经济性，实用性，美观性，设计、施工周期等几方面的综合对比分析，结合老庄河大桥总体布置的需要，预应力混凝土连续刚构桥优势明显，被确定为最终设计方案。

第三章预应力混凝土的连续梁桥总体布置

桥型布置

本设计采用六跨预应力混凝土变截面连续刚构结构，桥梁总长870m，桥梁起始里程桩号为K196+，终止里程桩号为K 197+，桥面标高为。

桥孔布置

连续梁跨径的布置可采用等跨和不等跨两种。采用等跨布置结构简单，模式统一，适于采用顶推法、移动模架法或简支转连续法施工的桥梁，但等跨布置将使边跨内力控制全桥设计，不经济。所以，连续梁跨径布置一般以采用不等跨形式，边跨与中跨跨径之比一般为～,这样可使中跨跨中弯矩不致产生异号弯矩。

本设计推荐方案根据任务书要求以及桥址地形、地质与水文条件，通航要求等确 的形式，边跨与中跨之比为。

定为95m+170m4+95m

图3-1 连续刚构总体布置图

桥梁上部结构尺寸拟定

1.顺桥向梁的尺寸拟定

a.墩顶处梁高：根据规范，梁高为1/16～1/20L，取1/即9m。

b.跨中梁高：根据规范，梁高取。

c.梁底曲线：根据规范，选用次曲线。

2. 横桥向的尺寸拟定

单幅桥宽为12m，设计为双向分离式桥梁，桥面布置为++。主梁采用单箱单室，细部尺寸拟定如下图：

图3-2 墩顶截面（单位:cm）

图3-3 跨中截面（单位:cm）

（1）底板厚度：本桥截面纵向为变截面，支点处底板厚取120cm，跨中厚为35cm，梁底按次抛物线变化。

（2）顶板厚度：考虑桥面板横向弯矩的受力要求和布置纵向预应力筋的构造要求，取顶板厚30cm ,全桥顶板厚相同。

（3）悬臂尺寸：顶板两侧悬臂板长度一般取2—5m，且悬臂端厚度不小于10cm。本桥悬臂板取，悬臂端部厚度18cm，悬臂根部厚度60cm。

（4）腹板厚度：腹板在支点处为满足剪力增加的需求需加厚，取65cm；腹板在跨中处承受剪力较小，厚度可适当减薄，取40cm。

（5）横隔板：一般设置于支承处以承担和分布很大的支承反力。本桥共设22道横隔板，两桥台支点各1道和五墩顶支点各4道。墩支点处四个横隔板对称设置，厚

度依次为125cm,50cm,50cm,125cm，端支点处横隔板厚150cm，横隔板与箱梁连接处均设有承托。

（6）桥面铺装：根据规范要求，选用8cm厚C40号防水混凝土，上加9cm厚沥青混凝土磨耗层。共计17cm厚。

3.桥面铺装和线型的选定

桥面铺装：根据《桥梁工程》选用8cm防水混凝土铺装层和9cm厚的沥青混凝土磨耗层，共计17cm厚。

桥面横坡：根据规范规定为%～%,取2%,该坡度由箱梁形状控制。

桥梁下部结构尺寸拟定

主墩采用薄壁空心墩，桥墩宽度为12m，顺桥向壁厚为,横桥向壁厚为，横桥向宽度取与梁底同宽，墩高分别为、、、、。根据给出的地质条件，认为地质条件一般，基础采用钻孔灌注桩基础。承台纵宽为、横桥向宽为10.5m+2m+10.5m，厚。24根桩的桩径，净间距。

本桥使用材料

1.混凝土

箱梁采用C50号，墩身和基础采用C40号砼。

表混凝土材料特性

2.钢材

表预应力钢绞线材料特性

非预应力钢筋：直径≥12mm的用Ⅱ级螺纹钢筋，直径<12mm的用Ⅰ级光圆钢筋。带肋钢筋应符合《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》—2007的规定、光圆钢筋应符合《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》—2007的规定。

3、锚具

顶板束采用OVM27-27型锚具、腹板束采用OVM12-12型锚具、底板束采用OVM9-9型锚具，单个锚具的回缩为6mm。竖向预应力筋采用精扎螺纹钢筋，采用扁锚。横向预 钢绞线，采用扁锚。所有钢绞线均符合ASTM416-87A的技术标准。应力筋采用15.2mm

4. 预应力管道

采用钢波纹圆、扁管成型；

5.伸缩缝

伸缩缝采用HXC-80A 定型产品，全桥共2道。?

6.桥梁支座

单向活动和双向活动盆式支座。??

毛界面几何特性计算

在工程设计中，主梁几何特性多采用分块数值求和法进行，其计算式为

全截面面积：i A A =∑ 全截面重心至梁顶的距离：

i i u A y y A

∑= 式中 i A ——分块面积；

i y ——分块面积的重心至梁顶边的距离。

主梁跨中（I —I ）截面的全截面几何特性如表13-5所示。根据图13-20可知变化点处的截面几何尺寸与跨中截面相同，故几何特性也相同，为

式中 i I ——分块面积i A 对其自身重心轴的惯性矩；

x I ——i A 对x-x （重心）轴的惯性矩。 现将几个关键截面的毛截面几何特性列表.

表 毛界面几何特性

第四章 内力计算及荷载组合

模型简介

上部结构采用MIDAS桥梁软件进行成桥和各施工阶段状态下恒载、活载、预应力、混凝土收缩、徐变、支座强迫位移、温度变化等作用的计算。横向按框架和简支板考虑固端影响的模式进行计算，按其最不利内力控制截面设计。主桥合扰在夜间温度较低时进行，合扰顺序为先边跨再次边跨最后中跨合拢。下部结构按最不利荷载组合进行设计，支座沉降1、3、5号墩按1cm考虑，2、4墩按考虑。

全桥结构单元的划分

划分单元原则

全桥按平面杆系结构进行分析，考虑梁的跨径、截面变化、施工方法、预应力布置等因素，按照杆系程序分析原理，遵循结构离散化的原则，在适当位置划分节点：

1. 杆件的起点和终点及边界支承处；

2. 杆件的转折点和截面的变化点；

3. 施工分界线处和预应力锚固点；

4. 单元长度过大时，应适当细分；

5. 需验算的截面处；

6. 位移不连续，需进行主从约束时。

图4-1 结构离散模拟图

桥梁具体单元划分

桥梁总长870米，共分为386个单元，每一个施工节段自成一个单元，另外，在墩顶、跨中和一些构造变化位置相应增设了几个单元，这样便于模拟施工过程，而且这些截面正是需要验算的截面。

全桥施工节段划分

桥梁划分施工分段原则

1.有利于结构的整体性，尽量利用伸缩缝或沉降缝、在平面上有变化处以及留茬而不影响质量处。

2.分段应尽量使各段工程量大致相等，以便于施工组织节奏流畅，使施工均衡。

3.施工段数应与主要施工过程相协调，以主导施工为主形成工艺组合。工艺组合数应等于或小于施工段数。

4.分段的大小要与劳动组织相适当，有足够的工作面。

施工分段划分

全桥整体采用悬臂节段浇筑施工法，两端桥台附近单元使用整体支架现浇法。

27～35单元、82～90单元、137～145单元、192～200单元和247～255单元为0号块，以后每向外悬出一块即为一个施工阶段，分别为1～22号块，两端的1、2和280、281单元为边跨整体现浇段，单元3、4和278、289为边跨合拢节段，单元58、59和223、224为次边跨合拢节段，单元113、114和168、169为中跨合拢节段。共29个施工阶段，施工阶段步骤列表如下：

表悬臂节段浇筑施工法施工流程

恒载、活载内力计算

恒载内力计算

恒载内力主要为一期恒载的内力和二期恒载的内力叠加，其弯矩、剪力及轴力如图所示：

图4-2 成桥阶段弯矩图

图4-3 成桥阶段剪力图

图4-4 成桥阶段轴力图

悬臂浇筑阶段内力

浇筑0号块，拼装挂蓝，悬臂浇注各箱梁梁段并张拉相应顶板纵向预应力束，悬臂浇注结束时全桥的恒载内力:

图4-5 最大悬臂阶段弯矩图

图4-6 最大悬臂阶段剪力图

图4-7 最大悬臂阶段轴力图

边跨合龙阶段内力

安装排架并按施工要求进行预压，现浇边跨等高粱段，达到强度要求后，浇注边跨合龙段，张拉边跨底板纵向预应力束。此时全桥恒载内力：

图4-8 边跨合拢阶段弯矩图

图4-9 边跨合拢阶段剪力图

图4-10 边跨合拢阶段轴力图

次边跨合龙阶段内力

拼装次边跨合龙吊架，焊接合龙段骨架，绑扎合龙段钢筋，浇注次边跨合龙段，张拉次边跨底板纵向预应力束。此时全桥恒载内力：

图4-11 次边跨合拢阶段弯矩图

图4-12 次边跨合拢阶段剪力图

图4-13 次边跨合拢阶段轴力图

中跨合龙阶段内力

拼装中跨合龙吊架，焊接合龙段骨架，绑扎合龙段钢筋，浇注中跨合龙段，张拉中跨底板纵向预应力束。中跨合龙完成后的全桥恒载内力：

图4-14 中跨合拢阶段弯矩图

图4-15 中跨合拢阶段剪力图

\

图4-16 中跨合拢阶段轴力图

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. 活载因子的计算

1）冲击系数

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：

式中：

l—结构的计算跨径（m）；

E—结构材料的弹性模量（N/m^2）；

Ic—结构跨中截面的截面惯矩（m^4）；

mc—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（Ns^2/m^2）；

G—结构跨中处延米结构重力（N/m）；

g—重力加速度，g=(m/s^2)

f；计算连续梁的冲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

1

f。

击力引起的负弯矩效应时，采用

2

μ值可按下式计算：当?＜时，μ=

当≤?≤14Hz时，μ=?‐

当?＞14Hz时，μ=

根据规范，计算的结构基频f=，冲击系数μ = 。

2）车道折减系数

桥梁横向布置车道数大于2时，应考虑计算荷载效应的横向折减，但折减后的效应不得小于两设计车道的荷载效应。本桥单幅桥面净宽12m，车辆单向行驶，根据规范，应设置3车道/幅，横向折减系数为.

当桥梁计算跨径大于等于150m时，应考虑计算荷载效应的纵向折减。当为多跨连续结构时，整个结构均应按最大的计算跨径考虑荷载效应的纵向折减。本桥最大计算跨径为170m，根据规范，纵向折减系数取.

3. 车道荷载

汽车荷载是由车道荷载和车辆荷载组成的。车道荷载由均布荷载和集中荷载组成。公路—I级车道荷载的均布荷载标准值为qk=m,集中荷载标准值为P k=360KN。计算剪力效应时，P k应乘以系数。车道荷载的均布荷载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相应影响线中最大影响线峰值处。

图4-17 车道荷载弯矩包络图

图4-18 车道荷载剪力包络图

图4-19 车道荷载轴力包络图

其他因素引起的内力计算

温度引起的内力计算

计算桥梁结构因均匀温度作用引起外加变形或约束变形时，应从受到约束时的结构温度开始，考虑最高和最低有效温度的作用效应。

图4-20 整体升温效应弯矩图

图4-21 整体升温效应剪力图

图4-22 整体升温效应轴力图

图4-23 整体降温效应弯矩图

图4-24 整体降温效应剪力图

图4-25 整体降温效应轴力图

支座沉降引起的内力计算

图4-26 支座沉降效应弯矩包络图

图4-27 支座沉降效应剪力包络图

图4-28 支座沉降效应轴力包络图

收缩、徐变引起的内力计算

图4-29 收缩效应弯矩图

图4-30 收缩效应剪力图

图4-31 收缩效应轴力图

图4-32 徐变效应弯矩图

图4-33 徐变效应剪力图

图4-34 徐变效应轴力图

内力组合

根据我国现行公路桥涵设计规范，应进行正常使用极限状态的内力组合和承载能力极限状态的内力组合。

正常使用极限状态的内力组合

组合I 作用短期效应组合: 11

1m n

sd Gik j Qjk i j S S S ψ===+∑∑

组合II 作用长期效应组合: 211

m n ld Gik j Qjk i j S S S ψ===+∑∑

式中 :

S sd —作用短期效应组合设计值；

S Gik —第i 个永久作用效应的标准值；

ψ1j —第j 个可变作用效应的频率值系数，汽车荷载（不计冲击力）ψ1=，人群荷

载ψ1=，风荷载ψ1=，温度梯度作用ψ1=，其他作用ψ1=；

ψ1j S Qjk —第j 个可变作用效应的频率值。

S Qik —汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的标准值；

S l d —作用长期效应组合设计值；

Ψ2j —第j 个可变作用效应的频率值系数，汽车荷载（不计冲击力）ψ2=，人群荷

载ψ2=，风荷载ψ2=，温度梯度作用ψ2=，其他作用ψ2=；

ψ2j S Qjk —第j 个可变作用效应的频率值。

承载能力极限状态的内力组合

组合Ⅲ 基本组合: 00111

2()m n

ud Gi Gik Q Q k c Qj Qjk i j S S S S γγγγψγ===++∑∑

或 00112()m n

ud Gid Q d c Qjd i j S S S S γγψ===++∑∑

式中:

S ud —承载能力极限状态下作用基本组合的效应组合设计值；

γ0—结构重要性系数，按《公路桥涵设计通用规范》JTGD60—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、

和；

γ

Gi

—第i个永久作用效应的分项系数，应按《公路桥涵设计通用规范》JTGD60—2004表的规定采用；

S

Gik

—第i个永久作用效应的标准值；

S

Gid

—第i个永久作用效应的设计值；

γ

Q1—汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的分项系数，取γ

Q1

=。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；

S

Qik

—汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的标准值；

S

Qid

—汽车荷载效应（含汽车冲击力、离心力）的设计值；

γ

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）、风荷载外的

其他第j个可变作用效应的分项系数，取γ

Qj =，但风荷载的分项系数取γ

Qj

=；

S

Qjk

—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；

S Qjd—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 个可变作用效应的设计值；

Ψ

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ψc=；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，其组合系数取ψc=；尚有三种可变作用参与组合时，其组合系数取ψc=；

尚有四种及多于四种的可变作用参与组合时，取ψc=。

主要荷载组合

根据结构各部分对强度、刚度、稳定性的验算需要,设计中考虑的主要荷载组合见表。

表荷载组合表