桥长172m五连跨截面连续箱梁计算书

目录
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第一章方案设计 (1)
1.1 跨径布置 (1)
1.2 顺桥向设计 (1)
1.3 横桥向设计 (2)
第二章恒载计算 (6)
2.1节段划分及截面几何要素计算 (6)
2.2 一期恒载计算 (9)
2.3 二期恒载计算 (10)
2.4 总恒载效应 (11)
第三章活载计算 (14)
3.1 汽车荷载 (14)
3.2 最大、最小弯矩及其对应的剪力计算 (15)
3.3 最大、最小剪力及其对应的弯矩计算 (19)
第四章次内力计算 (25)
4.1 温度次内力计算 (25)
4.2 支座沉降次内力计算 (36)
第五章内力组合及内力包络图 (42)
5.1 短期效应组合 (42)
5.2 长期效应组合 (43)
5.3 基本组合 (44)
5.4 包络图 (45)
第六章预应力筋的计算与布置 (46)
6.1 原理与方法 (46)
6.2 预应力筋的配置 (48)
6.3 钢束布置 (49)
第七章净截面及换算截面几何特性计算 (56)
7.1 概述 (56)
7.2 净截面几何特性计算 (56)
7.3 换算截面几何特性计算 (58)
第八章预应力损失及有效预应力计算 (60)
8.1 控制应力计有关参数 (60)
8.2 摩擦损失 (60)
8.3 锚具回缩损失 (62)
8.4 弹性压缩损失 (65)
8.5 应力松弛损失 (68)
8.6 收缩徐变损失 (70)
8.7 预应力损失组合及有效预应力计算 (73)
第九章承载能力极限状态验算 (76)
9.1 正截面承载能力验算 (76)
9.2 斜截面承载能力验算 (77)
第十章正常使用极限状态验算 (80)
10.1 抗裂验算 (80)
第十一章持久状况和短暂状况应力验算 (82)
11.1持久状况截面混凝土法向应力验算 (82)
11.2短暂状况截面混凝土法向应力验算 (83)
第十二章墩及桩基础设计与计算 (85)
12.1 支座 (85)
12.2 墩身设计与验算 (86)
12.3 桩基础设计 (87)
第一章方案设计
第一章方案设计
1.1跨径布置
1.1.1标准跨径
…………….的设计起讫桩号为：XX784+274.323~XX784+424.323，实际桥长172m。

按照设计任务书中的要求，本联设计要求采用变截面连续箱梁结构形式，布置时，通过计算调整，最终确定本联的跨径布置如下：
26m+40m×3+26 m =172m
标准跨径(相邻墩身轴线距离)布置图示如图1-1。

图1-1 标准跨径布置(单位：m)
由上图可知本联为五跨连续梁，由参考文献[1]第二章第一节(P69)可知，五跨连续梁合理的跨径布置为：边跨与中跨之比为0.65:1~0.7:1，且对称布置。

该桥中选择的边跨与中跨之比为0.65:1。

1.1.2计算跨径
上面的跨径布置为标准跨径，计算跨径还要考虑到两边跨伸缩缝及支座尺寸的折减。

为了减小伸缩缝的宽度，把固定支座放在4#墩上，让梁体向两边伸缩。

由设计任务书可知本桥的设计年平均温差为±20℃，混凝土材料的温度膨胀系数为1.0×10-5/℃，则可计算得左右两边的伸缩缝宽度至少分别为：4cm，4cm；再考虑到支座尺寸的影响，计算跨径布置如下图1-2：
0.56m+25.4m+40m×3+25.4m+0.56m
图1-2 计算跨径布置(单位：m)
由上图可知连续梁两端分别有0.56m和0.56m的悬臂段，但由于其长度很小，并且位于支座顶部，对内力影响很小，故在内力计算中忽略不计。

故计算跨径为：
25.4m+40m×3+25.4m
1.2顺桥向设计
1.2.1纵坡设计
为了满足桥梁纵向排水的需要，根据设计任务书要求，本设计桥梁纵坡取为1.5%。

但由于纵坡坡度很小，对桥梁跨径和梁高基本没有影响，故在具体计算中，计算模型按平坡设计。

1.2.2 梁高设计
2#、3#、4#、5# (墩位编号，见图1-1)支座处梁高：根据参考文献[1]第二章第一节(P69)，梁高为1/16-1/20L，取L/16，即2.5m。

1#、2#支座处梁高：端部剪力效应很大，单靠增加腹板厚度来抵抗剪力，腹板会变得很厚，所以一方面增加腹板厚度，另一方面增大梁高。

同时考虑到前后联梁高的衔接，梁高定为1.5m。

跨中梁高：根据文献[1]第二章第一节(P73)，梁高按经验为(1/30~1/50)L，取L/40，即1m。

1.2.3 梁底曲线设计
梁底曲线采用二次抛物线，本联中共有3种抛物线
L1左半跨、L5右半跨(以跨中梁底为原点)：y1=-0.00310x2(1-1) L2、L3、L4、：y2=-0.00375x2(1-2) L1右半跨、L5左半跨：y3=-0.00930x2 (1-3) 上面抛物线的计算考虑了支座处水平段长度(由于安放支座的需要，支座顶部的梁体结构底面要有一定的水平宽度，这一宽度一般要大于支座顶板顺桥向长度)的影响。

1#、6#处分别设置0.56m和0.56m的水平段；其它支座处分别设置1.20m的水平段。

但在计算中忽略边支座计算中心以外的直梁段，即两边分别减去了0.56m(左)和0.56m(右)，按计算跨径25.4m+40m×3+25.4m建模计算。

1.2.4 横隔板设计
由参考文献[1]第二章第一节(P94)，在每跨的L/4、L/2、3L/4各设置20cm厚的横隔板，支座处的横隔板厚度与水平段长度相等，在隔板中要设置人孔，以方便维修。

具体构造见图1-4~图1-6。

1.3横桥向设计
1.3.1桥面设计
桥面净宽为14.722 m×2，根据参考文献[4]P89，采用分离式双箱截面，对称布置，本
第一章方案设计
设计只取单侧进行设计，单箱设计宽度为14.722m。

参照新长铁路桥设计实例，中间设置1m宽的中央分隔带，两侧分别设置0.5m宽的防撞护栏。

具体的桥面设计如图1-3：
图1-3桥面布置图(单位：cm)
按照设计任务书的要求，桥面铺装采用三层设计：上层是10cm的沥青混凝土铺装层，中间层为防水层(厚度忽略不计)，下层是6cm的混凝土找平层。

1.3.2 横断面构造
根据设计任务书的要求，桥面横坡为1%，本设计中横坡是由腹板高度变化形成的。

采用这种由顶板倾斜产生横坡的方法，要比顶板水平而利用桥面铺装产生横坡的方法要好，前者桥面铺装等厚，桥面各处力学性质一样，汽车行驶安全舒适。

由上图可知，桥面板宽度为14.722m，根据参考文献[1](P83)，选用单箱双室截面。

为了避免使用横向预应力筋，根据设计经验，悬臂取为2m。

为了减小墩身尺寸，两侧采用斜腹板形式，腹板外侧面位置不变，2#、3#、4#底板宽9.266m，其它位置处的底板宽度可由梁高变化而定，公式如下：
L x=9.266+(2.5–H x)×0.728/2×2 (1-4) 式中L x—待求的底板宽度；
H x—与L x相应的截面高度。

图1-4 2#、3#、4#、5#顶截面(单位：mm)
图1-5 1#、6#墩顶截面(单位：mm)
图1-6 跨中截面(单位：mm)
具体截面构造设计如图1-4~图1-6。

由上图可知相邻两腹板间距在5m 左右，同时考虑到顶板布置预应力钢筋的需要，由参考文献
[1]表4-2-6可知桥面板厚度统一取0.25m ；跨中底板厚度0.25m ；支座处梁截面
图1-7 L1底板(腹板)变化(单位：mm)
图1-8 L2、L3、L4跨底板(腹板)变化(单位：mm)
图1-9 L5跨底板(腹板)变化(单位：mm)
腹板和底板为了满足承压和构造需要分别加厚，中间厚度线形变化变化，具体如图1-7~图。