107国道漳河大桥设计 67页

'107国道漳河大桥设计摘要本设计包括桥涵水文计算，桥梁方案选定，结构内力计算与配筋设计等三个主要组成部分。它是一个完整的指导实践的桥梁工程设计。从根据调查得到的水文与工程地质资料进行的初步设计到对选定的桥梁方案各个部分结构的内力计算和配筋设计都进行了具体详细的叙述。首先，通过缺乏水文资料推算法，经验公式法，形态断面法等三种方法分别计算确定了设计洪水水位和设计洪水流量，并依据设计水位和设计流量计算出桥孔净长，通过计算桥前、桥下壅水高度、浪高、桥下净空和桥梁上部结构高度等确定了桥面最低标高，并经桥下冲刷，桥台偏斜冲刷及桥墩局部冲刷计算确定出墩台基础埋深和基底标高。其次，设计了两种不同的桥梁方案，并对每个方案各部分都进行了具体的结构设计和详细的工程概预算。并对两种方案的主要材料用量，劳动力数量，桥梁总造价以及工艺技术要求和使用效果等各项指标进行比较，最后综合各方面的因素考虑，选定第一方案为该桥梁的设计方案。第三，对选定的第一方案各细部进行详细的计算设计。包括行车道板，主梁，横隔梁以及支座等在内的上部结构各部分的尺寸选定，内力计算和配筋设计。在主梁的内力计算过程中，计算荷载横向分布系数时，在梁跨中采用G—M法，在端部采用杠杆原理法。最后，通过最不利荷载组合确定最大弯矩和最大剪力，并依此进行配筋设计和各项强度验算。综上所述，本设计方案在初步设计阶段根据使用上、经济上、结构尺寸和构造上，施工上以及美观上的要求，着重解决了包括桥位选定、分孔、桥型和横纵断面布置等在内的桥梁总体规划问题，并在第二设计阶段对桥梁各部分构件进行了详细的设计计算。107国道漳河大桥设计0绪论本工程为107漳河大桥设计说明书，本桥全长140米，共七跨，每跨２０米．建成后将给当地经济的发展和两岸人民的交通带来极大的方便．1.基本资料1.1桥位形态断面测绘资料1.2水文、气象资料:该河流系山区河流,纵坡较陡,植被稀疏,河床为第四纪砂类卵石,最大粒径达200mm以上,桥位上游汇水面积为174km2,汛期流速较大,含砂量ρ＞10kg/m3.1982年进行现场勘测时搜集到3个调查历史洪水:1939年930m3/s,1963年730m3/s,1977年610m3,另在桥址北岸上游约400m出获得多年平均洪水位为180.64m.桥位河端顺直通畅,断面为宽敞不对称形.河床纵坡为I67 =0.0036,主流有摆动,1939年洪水后河流主槽由南岸移至北岸．河床质粒径分析资料：粒径＞２００１００５０２５５２.５１＜０.５组分３６.８１６.４９.８８.８１０.４６.１３.５８多年平均高温　　　　７月　　　　　+２２多年平均低温　　　　１月　　　　　-１０风力７级　　　　　　　　　w=15m/s土壤冻结深度约１m.1.3地质条件：形态断面有三个地质钻孔，河床表层为砂卵砾石，厚约１０～１２m.．含砾率３０％－４０％，承载容许值［σ］＝５５０kpa．其下为硬质石灰岩．1.4.设计标准与施工条件：设计洪水频率：p=1%桥面净空：净９+２×１.０桥面横坡：单向i=2%设计荷载：汽—20,挂—100,人群荷载3KN/m2.河流不通航建筑材料供应：当地石材丰富,砂可就地采集,钢材由市内调运.起吊机具能力：40吨.2.初布设计2.1水文、水力计算。2.1.1按全国水文分区经验公式推算设计流量Q2％=KFnQ1％=αQ2％Q1％——频率为1％的设计流量Q2%——频率为2％的设计流量K、N、α——经验系数和指数查表得：C=66.70n=0.6α=1.27则：Q1％=1872m3/s2.1.2按缺乏水文资料时推算设计流量：①洪水发生频率最大洪水发生1939年至勘测年份1982年共43年。调查期为n=43＋1=44，1939年、1963年、1977年三次历史洪水的经验频率为：P39=％；P63=％；P77=％②求变差系数Cv与偏差系数Cs用距今较近且洪水频率较大的两次历史洪水作为参考值：设：K===1.197≈1.20设：Cv=1.4Cs=2Cv查表得：K4.44％=4.10K6.67％=3.4467 ==1.20=K则：变差系数Cv取1.4，偏差系数Cs=2Cv①流量模比系数据Cv=1.4，Cs=2Cv，设计频率为1%。查表得：K1%=6.56按1963年的洪水频率P63=4.44%。查表得：K4.44％=4.10按1977年的洪水频率P77=6.67%。查表得：K6.67％=3.44②推求设计流量：按1963年洪水流量推算：Q1％==×6.56=1168m3按1977年洪水流量推算：Q2％==×6.56=1164m32.1.3按形态法推算设计流量：桥位处的平均历史洪水位：180.64－400×0.0036=179.20m按此水位计算水面高度及过水面积（见表1）由桥位所处河段的地质植被情况查表得：河槽的糙率系数为：mc=35。河滩的糙率为：mt=25。且滩槽分界点的桩号为K0＋150，则此水位以下仅为河槽的流量。过水断面平均流速：V=mci=35×0.967×0.0036=2.05m/s67 桩号河床标高水深平均水深间距过水面积合计K0+030179.200A=94.795==0.967m0.4620.92K0+032178.280.921.142.52.85K0+034.5177.841.361.76547.06K0+038.5177.032.172.0248.08K0+042.5177.331.871.227.59.15K0+050178.630.570.4662.76K0+056178.850.350.5552212.21K0+078178.440.761.2851417.99K0+092177.391.811.775814.2K0+100177.461.741.653.55.775K0+103.5177.641.561.372.53.425K0+106178.021.180.90598.145K0+115178.520.630.4131.23K0+118179.010.190.105101K0+128179.200过水断面平均流量：Q=AV=94.75×2.05=195m/s367 设：Cv=1.2Cs=2.5Cv=4.68≈==4.77=3.76≈==3.74==3.07≈==.3.13则：取Cv=1.2Cs=2.5Cv查表得：K=5.86设计流量为：Q=K=5.86×195=1143m3通过上述三种方法计算，经分析比较假定其洪水流量为1300m3/s2.1.4设计水位的推算：假设设计水位为：180.90m水面宽度及过水面积计算见表2河槽流速：V=mci=35×2.411×0.0036=3.776m/s河槽流量：Q=AV=296.083×3.776=1118m/s3河滩流速：V=mti=25×0.642×0.0036=1.116m/s河滩流量：Q=AV=133.356×1.116=149m3/s全断面总流量：Q=Qc＋Qt=1118＋149=1267m3/s全断面平均流速：V====2.950m/s由于：×100%=2.54%<5%则由上计算可定：计算水位：Hp=180.90m设计流量：Qp=1267m3/s2.2桥孔跨径计算：2.2.1按单宽流量公式计算：Lj=Lj——最小桥孔净长（m）；——河槽平均单宽流量（m3/s·m）；——设计流量（m/s3）；——水流压缩系数（次稳定河段：=0.92）——河槽宽度（m）；——河槽平均水深（m）67 水面宽度及过水面积计算表2桩号河床标高水深平均水深间距过水面积合计K0+027.5180.900Ac=296.083m2=2.411m1.314.86.288K0+032178.282.622.842.57.10K0+034.5177.843.063.465413.86K0+038.5177.033.873.72414.88K0+042.5177.333.572.927.521.90K0+050178.632.272.16612.96K0+056178.852.052.2552249.61K0+078178.442.462.9851441.79K0+092177.393.513.475827.80K0+100177.463.543.353.511.725K0+103.5177.643.263.072.57.675K0+106178.022.882.605923.445K0+115178.572.332.1136.33K0+118179.011.891.5853250.72At=133.356m2=0.642mK0+150179.621.280.945042K0+200180.300.60.6750.705033.75K0+250180.150.750.7043.730.59K0+293.7180.250.650.36559.921.864K0+353.6180.820.080.043.80.152K0+357.4180.90===9.104m3/s·m67 β=0.92=0.92=1.260Qp=1267m3/s则：桥孔净长Lj=110.452m2.2.2按河槽宽度公式计算Lj=KK、n——系数和指数查表得：K=0.95；n=0.87Qc——河槽流量则桥孔净长Lj=130.075m2.3方案比选2.3.1第一种方案选7×20配装式钢筋砼简支T型梁桥。将两岸桥台前缘置于桩号K0+027与K0+167之间7×20－1×6－0.5×2=133m满足上述计算的桥跨净长⑴桥面标高计算Hmin=Hp＋∑Δh＋Δhj＋Δh0Hmin——不通航河流桥面最低标高（m）；Δhj——桥下净空（m）；∑Δh——根据河流的具体情况，酌情考虑雍水、浪高、水拱局部股流雍高，河湾两岸高差诸因素的总和（m）Δh0——桥梁上部构造建筑高度①桥前最大雍水高度：ΔZ=η（－）桩号K0+167的河床标高为179.85m水深1.05m桩号K0+166.5的河床标高为179.84m水深1.06m桥下实有过水面积：A=296.083＋[（180.90－179.62）＋（180.90－179.85）]×17×0.5=315.888m2桥下净过水面积：Aj=（1－λ）A=（1－）×315.888=300.094m2河滩路堤阻断的河滩过水面积：A‘t=At－[（180.90－179.62）＋（180.9－179.84）]×16.5×0.5=133.356－19.305=114.051m2河滩路堤阻断的河滩的平均水深：===0.597m=mti=25××=1.064m/s==1.064×114.051=121.350m3/s67 =121.350÷1267=9.578%；查表得：η=0.5——桥下平均流速（m/s）=（）=(＋3.776)=4.00m/s——断面平均流速（m/s）（由前面计算得=2.950m/s）则：ΔZ=0.365m桥下雍水ΔZ‘=（0.5~1）ΔZ，由于本桥系山区河流，纵坡较陡，河床质为第四纪砂类卵石，故ΔZ’取最大值：ΔZ’=ΔZ=0.365m①波浪高度由浪程D=300m，风速v=15m/s，平均水深=3.5m查表得：=0.32mh==0.213m②桥梁上部净空高度：1.5＋0.08＋（×2%）＋0.03=1.70m③桥下净空高度：查表得：Δhj=0.5m则桥面标高：Hmin=Hp＋∑Δh＋Δhj＋Δh0=180.9＋（0.365＋0.213）＋0.5＋1.70=183.678m⑵桥梁墩台冲刷计算：①一般冲刷a.采用64—2修正式计算：hp=1.04A•hmcQ2——河槽部分通过的设计流量。当桥下河槽能扩宽至全桥时Q2=Qp，当桥下河槽不能扩宽时Q2=QpQp——天然状态下的河槽流量——天然状态下河滩部分通过的流量B2——建桥后桥下断面河槽宽度。一般情况下B2=L只有当桥孔压缩部分河滩又不扩充时B2=Bc67 λ——设计水位下，桥墩阻水面积与桥下过水面积的比值（λ=）μ——桥墩水流侧向压缩系数（μ=1－0.375）单宽流量集中系数：A=B、H——平滩水位时河槽宽度和河槽平均水深表3桩号河床标高高水深平均水深间距过水面积合计K0+029.5179.620A=140.43=1.1650.672.51.675K0+032178.281.341.562.53.90K0+034.5177.841.782.18548.74K0+038.5177.032.592.4449.76K0+042.5177.332.291.647.512.3K0+050178.630.990.8865.28K0+056178.850.770.9751421.45K0+078178.441.181.7052223.87K0+092177.392.232.1951417.56K0+100177.462.162.0787.245K0+103.5177.641.981.792.54.475K0+106178.021.601.325911.925K0+116178.571.050.8332.49K0+118179.010.610.305329.76K0+150179.620则：A===1.4067 μ=1－0.375=1－0.375=0.925；hmc=180.9—177.03=3.87由于ρ>10kg/m3查表的E=0.86===（180.9－179.62＋1.06）=1.17=mti=25××=1.666m/s==1.17×16.5×1.166=30.705Q2=×1267=1233m3/s则：hp=1.04A•hmc=1.04××3.87=6.480mb.采用64—1修正式计算=200×0.368＋100×0.164＋50×0.098＋25×0.088＋5×0.104＋25×0.061＋1×0.035＋0.5×0.08=98mmhp=——桥下河槽部分桥孔过水净宽（m）——桥下河槽平均水深（m）——河槽泥沙平均粒径（mm）E——与汛期含沙量有关的系数67 则：hp==5.857mc.河滩一般冲刷：=1267－1233=34m3/s=1.17m查表得：vH1=2.653则：hp===0.979md.桥台偏斜冲刷：冲刷系数p=1.3，hmax=3.87桥台水深1.06m=p[（hmax－h）＋h]=1.3[（3.87－1.06）×]=2.379m②局部冲刷计算：a.按65—2式计算：hb=0.46KζB10.60hp0.15hb——桥墩局部冲刷深度Kζ——墩性系数（由前面的形式可取Kζ=1.0）B1——桥墩计算宽度（m）B=d=1.0mhp——一般冲刷后水深，取最大值hp=6.480m——一般冲刷后墩前行进流速——河床泥沙起动流速——墩前泥沙始冲流速=67 ==3.032m/s=E=0.86××=2.030m/s=0.645•=0.645××3.032=1.729m/s则：hb=0.46KζB10.60hp0.15（由于<则n=1）=0.46×1×1×（6.480）0.15××1=0.165ma.按65—1修正式计算：当时,hb=KζKηB10.60(－)当时,hb=KζKηB10.60(－)——河床泥沙起动流速（m/s）Kη——河床颗粒的影响系数Kη=0..8×=0.504——墩前泥沙始冲流速（m/s）n——指数n=——河床泥沙的平均粒径（mm）=0.0246=0.0246×=1.846m/s由于<，则：hb=kξkηB0.61（v-v0，）=1×0.540×1×（2.030-1.846）=0.093m③确定最低冲刷线标高a.各种冲刷深度的总和：hs=hp+hb+Δh67 桥位河道顺直通畅，属次稳定河段。河槽中有边滩下移，主流有摆动，河槽中桥墩宜采用相同的最低冲刷线标高并以河槽的最大水深计算冲刷深度。经调查未发现其他引起冲刷的因素，而且公式64-2已考虑了部分自然冲刷，可认为Δh=0∴hs=hp+hb+Δh=6.480+0.165+0=6.645最低冲刷线标高：H=Hp－Hs=180.90－6.645=174.255mb.左岸桥台紧靠河槽，宜采用与桥墩相同的最低冲刷线标高，即：Hm=174.255mc.右岸桥台位于较稳定的河滩上，可能遭遇偏斜冲刷。局部冲刷取hb=1.5mhs=1.5+2.379=3.879mHm=180.9－3.879=177.021md.基底标高确定hs=6.645m时h安=2.165m可偏安全的取h安=2.30mhs=3.879m时h安=1.888m可偏安全的取h安=2.00m则：桥墩及左桥台的基底标高为：Hj=Hm－2.30=174.255－2.30=171.955m右桥台的基底标高为：Hj=Hm－2.00=177.021－2.00=175.021m⑶桩长计算河床表层为砂卵砾石，厚约10~12m。含砾率30％~40％；承载允许值[δ0]=550kpa；其下为硬质石灰岩，土重度γ‘=10.5KN/m3，常水位标高为179.20m。最大冲刷线标高为174.255m。一般冲刷线标高为174.42m；墩帽顶标高为181.928m。墩顶标高为180.728m，桩顶标高177m。桥墩直径1.0m，桩直径为1.2m。荷载情况桥墩为单排双柱式，桥面净宽9m，两侧人行道各宽1.0m，荷载汽~20，挂~100，人行荷载3KN/m2。上部为钢筋混凝土T型梁每根桩承受荷载为：恒载：桥面铺装防水混凝土层：（0.08+0.17）÷2×9×20×25÷2=281.25KN沥青混凝土层：0.03×9×20×23÷2=62.1KN人行道栏杆，分隔带：238.7÷2=119.35KN主粱自重：｛0.15×2.2×20＋（0.41×2＋0.18×2）×0.05÷2×20＋1.30×0.18×20＋[0.60×1.15×0.17＋（1.1＋1.15）×0.41÷2×0.1]×2×4｝×25×5÷2＝797.211KN盖梁自重：[6.60×1.2×（0.70+0.50）+（0.50×2+0.7）×（9.60-6.60）÷2]×25÷2=150.675KN67 系梁自重：4.2×1.0×0.7×15÷2=22.05KN一根墩柱自重：（180.728－179.20）×25+（179.20－177）×15=133.607KN桩每延米自重：由于最大冲刷线与一般冲刷线相差很小。则从一般冲刷线以下桩重的一半作为外载载计算：活载按汽~20计算：图120×1.0118＋120×0.94＋60×0.735＋70×0.501＋130×0.259=351.847KN按挂车计算：图250×[1.0118＋0.9503＋0.7451＋0.6836]=847.694KN人群荷载：0.75×3×20=45KN则：荷载组合：与汽~20组合，（冲击系数1＋μ=1.3）1.2×（281.25＋62.1＋119.35＋797.211＋150.675＋22.05＋133.607）＋1.3×1.4×（351.847＋45）＋1.2×0.5qh=2601.763＋10.174h与挂~100组合：1.2×（281.25＋62.1＋119.35＋797.211＋150.675＋22.05＋133.607）＋1.1×847.694＋1.4×45＋1.2×0.5qh=2874.955＋10.174h桩的设计直径为1.2m。采用回旋钻机钻孔，其成孔直径为1.25m，桩周长u=π×1.25=3.925m，A=π×1.22÷4=1.130m2，λ=0.7，m0=0.8，k2=5.0，[δ0]=550kqa，γ=10.5KN/m3τ=140kqa则[p]=0.5×3.925×140×h＋0.7×0.8×1.130×[550＋5×10.5×（h－3）]=307.972h＋248.34=2874.955＋10.174h∴h=8.820m为安全起见取h=10m。则桩底标高为164.42m。桥台桩基采用与桥墩相同的桩底标高。⑷工程量计算：主要计算上部结构、下部结构及工程中的柱式护栏..1.预制安装混凝土T形梁:67 工程体积该工程定额表号为[342-5-26-1],每10实体的概算定额:人工:146.8工日,水泥:4.098t,钢筋:2505.7kg基价:9593元合计:总工日146.8×432.88/10=6354.68工日钢筋用量2505.7×432.88/10=108.5t水泥用量4.098×43.288=177.39t费用9593×432.88/10=415261.8元2.人行道桥长L=140m该工程定额表号为[356-5-30-3]，10米桥长的概算定额：人工：86.8工日材料：钢筋160.75㎏/10m水泥2.01t基价：3338元总工期：86.8×14=1215.2工日水泥：2.011×74=28.15t钢筋用量：160.75×14=2.3t费用：3338×14=46732元3.行车桥面铺装桥面铺装总体积V=[（0.08+0.03）×9+0.09×4.5]×140=195.3该工程的定额表号为[372-5-35-＜＝每10的定额为：人工：16.9+14.6=31.5工日水泥4.452t基价2755+4313=7068元总工日：31.5×19.53=615.2工日水泥用量86.95t费用：70.68×19.53=138038.04元67 4.柱式护栏：此桥共需112根护栏该工程的定额表号为[450-6-1-1]，每100根的定额为：人工：95.2工日材料：钢材358kg/100根，水泥2.01t基价：5265元总工日：95.7×1.12=107.2工日钢材：0.358×1.12=0.4T水泥：2.25t费用：5265×1.12=5896.8元5.桥台、锥形护坡：该工程的定额表号为[313-5-19-〈1，2〉]，一座桥台的定额人工：93.8+47×3=107.9工日材料：水泥393.5+0.192×3=4.15基价：4463+220×3=5123元（合计）概算总人工：107.9×2=215.8工日水泥：4.51×2=9.02t费用：5123×2=10246元6.混凝土桥墩混凝土体积V=31.4/4×6×12=56.52该工程的定额表号为[320-5-21-1]，10实体的定额为人工：45.8工日材料：钢筋1kg/10，水泥：3.325t/10，钢材：0.035t基价：3709元合计：人工：工日水泥：费用：元7.混凝土桥台67 实体体积：该工程的定额表号为[311-5-18-1]，10实体的定额：人工：54.3工日材料：水泥3.517t钢筋：0.001t钢材：0.019t基价：3382元合计：人工：=219.9工日材料：钢筋4.05kg；钢材：76.95kg；水泥：14.24t费用：=13697.1元8.钻机钻孔该工程定额表号[240-5-11-108]，每10m定额为：人工：65.8工日；水泥：0.028t；钢筋：0.006t；基价:14549元合计：人工：65.8×(18+14×11)/10=1131.76工日水泥：0.028×17.2=0.48t钢筋:0.006×17.2=103.2kg费用：14549×17.2=250242.8元9.灌注桩混凝土：结构体积该工程定额表号[298-5-13-5]，10结构体积定额为：人工：28.5工日；水泥：6.269t；基价:3697元合计：人工：28.5×19.443=554.13工日；水泥：6.269×19.443=121.89t费用：3697×19.443=71880.8元10.钢筋工程基础钢筋用量：9.6t上部结构钢筋用量:108.5t下部结构钢筋用量:5.2t人行道钢筋用量:2.3t该工程定额表号[418-5-24-1]，1t定额为：人工：18.4+21.2+27.7+29.5工日；基价：3612+3805+4176+3511合计：人工：工日费用：元67 11.第一方案合计：人工：13926.11工日；钢筋：125.5t；水泥：372.1t；费用：1488781.39元2.3.2方案二采用5×25装配式预应力砼简支T梁桥5片主梁，梁高1.75m，宽2.2m，桥面铺装为两层式，下层行车道边缘为8cm厚防水砼，2%桥面横坡，上层为3cm沥青砼铺装，采用柱式栏杆，墩台为双排双柱式基础，桩号为K0+027＋KO+152。（1）桥面标高计算：①桥前最大壅水高度：ΔZ=η（－）桩号K0+152的河床标高为179.65m，水深1.25m桩号K0+151.5的河床标高为179.64m，水深1.26m桥下实有过水面积：A=296.083＋[（180.9－179.62）＋（180.9－179.65）]×2×=298.613m2桥下净过水面积：Aj=(1－λ)A=（1－）×298.613=286.668m2河滩路堤阻断的河滩过水面积：At‘=At－At‘=At－[(180.9－179.62)＋(180.9－179.64)]×1.5÷2=133.356－1.905=131.451m2河滩路堤阻断的河滩平均水深：===0.638m=mti=25×0.638×0.0036=1.112m/sQt‘==1.112×131.451=146.129m3==11.533%查表得：η=0.07桥下平均流速：===4.098m/s断面平均流速：由前面计算得=2.950m/s则：ΔZ=η（－）=0.07×（4.0982－2.9502）=0.566m桥下壅水ΔZ‘=（0.15~1）Δ67 Z，由于本桥系山区河流，纵坡较陡，河床质为第四纪砂类卵石，故ΔZ‘取最大值，即ΔZ‘=ΔZ=0.566m②波浪高度：有前面算得：hL=0.213m③桥梁上部结构高度：1.75＋0.08＋（×2%）＋0.03=1.95m④桥下净空高度：查表得：Δhj=0.5m则桥面标高：Hmin=Hp＋∑Δh＋Δhj＋Δhp=180.9＋(0.566＋0.213)＋0.5＋1.95=184.129m⑵桥梁墩台冲刷计算:①一般冲刷a.采用64-2修正式计算:单宽流量集中系数A：有前面计算得：A=1.40桥墩水流侧向压缩系数μ：μ=1-0.375=1－0.375×=0.941河槽最大水深:hmc=180.9－177.03=3.87m=(180.9－177.62＋1.26)=1.27m=mti=25×1.27×0.0036=1.759m/s==1.27×1.5×1.759=3.351m3/s河槽部分通过的设计流量Q2：Q2==则：hp=1.04A•hmc=1.04××3.87　　　　　　　=6.502b.采用64—1修正值计算：=98mmhp===5.845mc.河滩一般冲刷：=1267－1263=4m3/s=1.27m查表得：vH1=2.65367 则：hp===1.068md.河滩偏离斜冲刷hp：冲刷系数p=1.3，hmax=3.87m桥台水深：1.26mhp=p[（hmax－h）＋h]=1.3[（3.87－1.26）＋1.26]=2.743m②　局部冲刷计算：a.按65—2式计算：hb=0.46KζB10.60hp0.15河床泥沙起动流速v0：v0===3.033m/s一般冲刷后墩前行进流速v：v=E=0.86×0.98×6.502=2.986m/s墩前泥沙始冲流速：=0.645•=0.645××3.033=1.730m/shb=0.46KζB10.60hp0.15=0.46×1×1×B10.60（6.502）0.15××=0.688mb.按65—1修正式计算：河床泥沙起动流速：67 =0.0246=0.0246×=3.035m/s墩前泥沙始冲流速：=0.462=0.462×由于<，则hb=KζKηB10.60(－)=1×0.504×1×（2.986－1.846）=0.575m③确定最低冲刷线标高Hm：Hm=Hp－hp－hb－Δh=180.9－6.502－0.688－0=173.71m左桥台紧靠河槽宜采用与桥墩相同的最低冲刷线标高即Hm=173.71m右岸位于较稳定的河滩上，可能遭受偏斜冲刷，局部冲刷取1.5m则：Hm=180.9－1.5－2.743=176.657m基底标高确定：hs=6.502＋0.688=7.19时，h安=2.219可偏安全的取h安=2.30mhs=1.5＋2.743=4.423时，h安=1.943可偏安全的取h安=2.0m则：桥墩及桥台的基底标高为：Hj=Hm－2.3=173.71－2.3=171.41m右桥台的基底标高为：Hj=Hm－2.0=176.657－2.0=174.650m⑶工程概算：1.上部构造：V=527人工：52.7×106.9=5633.63工日水泥：5.321×52.7=280.42t钢筋：52.7×134.66=7096.58KG预应力筋14.525t造价：52.7×8490=447423元2.人行道人工：86.8×12.5=1085工日钢筋;840.4×12.5=1.055t水泥；2.011×12.5=25.14t造价:3338×12.5=41725元67 3.桥面铺装；工程体积；=（0.11×9+0.09×4.5）×125=140.63=0.03×9×125=33.75人工：16.9×14.063+14.6×3.375=286.9工日水泥：4.452×14.063=62.61t造价:2755×14.063+4313×3.375=53299.94元4支柱及伸缩缝：V=182d人工182×0.2=36.4工日造价83×182=15106元5柱式护栏：100根人工：95.7工日水泥：2.01t造价:5265元6桥台，锥形护坡同第一种方案人工：107.9×2=215.8工日水泥：4.51×2=9.02t造价:：5.23×2=10246元7混凝土桥台该工程体积：人工：92.6×3.855=356.973工日水泥：3.344×3.855=12.89吨造价：5014×3.855=19328.97元8混凝土桥墩该工程体积：人工：45.8×5.442=249.25工日水泥：3.325×5.442=18.16吨造价：3709×5.442=20184.38元钻机钻空人工：65.8×（12×8+10×16）/10=1684.4867 水泥：0.028×25.6=0.72吨造价：14549×25.6=372454.4元灌注桩混凝土该工程体积：人工：28.5×28.938=824.74工日水泥：6.269×28.938=181.42吨造价：3679×28.938=106983.786元混泥土承台：工程体积：V=73.3+61.6=134.9人工：24×13.49=323.76工日水泥：4.64×13.49=62.59t费用：2946×13.49=39741.54元12.钢筋工程上部结构钢筋用量：=7096.58kg=14.525t下部结构钢筋用量：=（38.55+54.42）×545.37/10=5.07t人行道钢筋用量：=1.055t基础工程钢筋用量：人工：工日费用：元13.第二方案合计：人工：11486.7工日；普通钢筋：32.725t;预应力钢筋：14.525t水泥：654.924t;费用：1345896.296元2.3.3.方案比较：67 比较各项方案类别桥高（m）桥长（m）工艺技术要求造价及用材第一方案183.69140有成熟的工艺技术经验造价：1488781.39元，钢筋：125.5t,水泥：371.2t,第二方案184.13125技术较先进，工艺要求较严格，占用场地大，起吊吨位大。造价：1345896.296元，钢筋：32.725t预应力筋：14.525t水泥：654.92t通过比较知第一方案的造价和钢筋用量比第二方案稍高一些，但考虑到第一方案桥梁标高稍低一些，技术要求不高，施工方便，现有吊车吨位正好符合，且当地有钢厂，所以选第一方案。3.结构设计3.1设计资料1.标准跨径：20m2.计算跨径：19.5m3.主梁预制长度：19.96m4.桥面净空：9+2×1m5.设计荷载：汽—20级，挂—100，人群荷载36.材料：钢筋，其技术指标见表1—1：钢筋技术指标表1—1种类弹性模量抗拉设计强度抗压设计强度标准强度Ⅰ级（）2.1×240240240Ⅱ级（）2.0×340340340混凝土其技术指标见表1—2，主梁，桥面铺装为C30；栏杆,人行道为C25。混凝土技术指标表1—2种类设计强度标准强度强度摸量轴心抗压轴心抗拉轴心抗压轴心抗拉C251.45MP1.55MP17.5MP1.90MP2.85×MPC2017.5MP2.15MP21.0MP2.10MP3.0×MP7.计算方法：极限状态法3.2结构尺寸：67 行车道宽度为9米，人行道宽度为1米，全桥跨采用五根预制的钢混凝土T型梁，每根梁行车道板宽2.2米，沿主梁纵向布置五根横隔梁，图1-1桥梁横断面布置主梁一般构造:桥梁横断面单位（cm）桥梁纵断面图1-13.3行车道板的内力计算：3.3.1行车道板的内力计算1.计算图示考虑到主梁翼缘板在接缝处沿纵向全长布置连接钢筋，故行车道段按两端固结和中间铰接的板计算见图1-22.恒载内力（1）每延米板上的恒载g:沥青混凝土面层67 图1-2单位（cm）混凝土桥面铺装：T梁翼板自重：合计：恒载产生的内力：弯矩剪力3活载产生的内力（1）.汽车-20荷载作用的最不利位置在两翼缘板间的接缝处，此时两边的悬臂板各承受车轮荷载的一半，如图1-3所示根据桥规知，汽-20级重车后轮的着地长度a和宽度b分别表示为，，则有因为重车后轮作用有效分布宽度有重叠，所以荷载作用于悬臂根部效宽度为:作用于每米板条上的弯矩为:单位（cm）图1-3作用于每米板条上的剪力为（2）.挂车-100作用时，悬臂根部处还受到另一列车轮的作用，如图1-4所示。根据《桥规》挂车车轮着地长度和宽度分别为67 ，，则元铰缝处2个车轮对悬臂根部的有效分布宽度：作用于悬臂根部的另一列车轮与行车道板的接触宽度图1-4单位（cm）轮压面上的荷载对悬臂根部的有效宽度：C为了简化计算，将轮压面上的荷载对行车道板的作用按悬臂梁来计算，见图1-5。图1-5每米板宽悬臂根部的弯矩：作用在每米板宽上的剪力：4.荷载组合：荷载组合Ⅰ：荷载组合Ⅲ：故行车道板的设计内力为：，3.3.2配筋与强度验算：行车道板根部厚度为，设保护层厚度为，假设用67 12的钢筋，则有效高度根据解得验算每米板宽所需的钢筋面积，设钢筋间距为，则1.0宽内可设置8根12钢筋，钢筋截面积为：根据规范，矩形截面受弯构件的截面尺寸应符合下列要求即：故可以满足要求。按规范故不需要进行斜截面抗剪计算，仅按构造要求配置箍筋，板内分布钢筋用8cm钢筋，间距20。行车道板的强度验算：，经验算满足要求.3.4.主梁计算3.4.1主梁内力的计算1.由前知恒载作用下总重力：边主梁;中主梁.恒载内力67 主梁L(m)（）（）跨中跨支点点中主梁2719.51283.34962.51263.25131.63边主梁25.8419.51228.21921.16251.94125.971.活载作用内力计算：（1）.主梁的荷载横向分布系数计算①跨中荷载横向分布系数装配式简支T型梁的跨中荷载横向分布系数采用比拟正交法进行.主梁的抗弯和抗扭惯矩和求主梁的荷载中心位置行车道板平均厚度截面重心位置T型截面抗扭惯性矩近似等于各个矩形截面的抗扭惯性矩之积即式中:为矩形截面抗扭刚度系数，由表1-3查得，为相应矩形得宽度和高度表1-3/10.90.80.70.60.50.40.30.20.1〈0.10.1410.1850.1710.1090.2090.2290.2500.2700.2910.3121/367 则/=，=1/3，bλλc.横梁的抗弯惯性矩和抗扭惯性矩和行车道板的有效宽度得计算如图1-6：图1-6，根据比值查表1-4可求得：求横梁重心位置：查表得，因此连续桥面板得单宽抗扭惯矩只有宽故取，查表得=0.295单位抗弯惯矩及抗扭惯矩：67 .计算抗弯参数和抗扭参数表1-5梁位荷载位置b3b/4b/2b/40-b/4-b/2-3b/4-b较核00.750.871.001.151.21.151.000.870.757.99b/41.551.41.351.31.120.90.650.350.127.905b/22.42.081.771.41.000.630.23-0.17-0.537.8753b/43.372.772.101.460.90.37-0.16-0.57-1.068.025b4.303.452.41.580.720.13-0.54-1.07-1.657.99500.920.961.001.051.081.051.000.960.928.02b/41.081.091.101.101.050.960.90.830.787.796b/21.31.261.211.101.000.90.820.740.678.0153b/41.571.421.261.090.950.830.730.660.588.015b1.881.561.301.080.90.780.660.580.58.05d.计算荷载横向分布影响线坐标已知=0.407，查G-M法，图表，可得1-5用内插法求实际梁位的和值，实际梁位与列表梁位的关系见图1-7：67 图1-71号，5号梁：2号，4号梁：3号主梁：(5).绘制荷载横向分布影响线,求荷载横向分布系数.按桥规规定,汽车荷载距人行道边缘不小于0.5米.,挂车不小于1.0米.针对各主梁进行荷载最不利布置,可计算各主梁荷载横向分布系数,见图1-8汽-20荷载作用下;=0.5(0.156+0.345+0.245+0.115)=0.611=0.5(0.341+0.288+0.243+0.174)=0.523=(0.194+0.224+0.236+0.216)0.5=0.435挂-100荷载作用下;=1/4(0.458+0.386+0.301+0.238)=0.3456=1/4(0.327+0.301+0.272+0.240)=0.285=1/4(0.223+0.232+0.232+0.223)=0.225列表计算各主梁荷载的横向分布影响线竖标值η，计算结果见表1-7。67 梁号算式荷载位置b3b/4b/2b/40-b/4-b/2-3b/4-b1号1.6321.4481.2681.088.9400.8200.7160.6440.5643.5562.9062.1601.4840.8640.322-0.326-0.670-1.178-1.924-1.458-0.892-0.3960.0760.4980.9521.3141.742-0.354-0.268-0.164-0.0730.0140.0920.1750.2420.3213.2022.6381.9961.4110.8780.414-0.061-0.428-0.8570.640.5280.3990.2820.1760.083-0.012-0.086-0.1712号1.2121.1921.1661.11.020.9240.8520.7760.7142.0681.841.611.361.0480.7460.390.046-0.27-0.856-0.648-0.444-0.26-0.0280.1780.4620.730.984-0.158-0.119-0.082-0.048-0.0050.0330.0850.1340.1811.911.7211.5281.3121.0430.7790.4750.18-0.0890.3820.3440.3060.2620.2090.1560.0950.036-0.0183号0.920.9611.051.081.0510.960.920.750.8711.131.21.1310.870.750.170.090-0.08-0.12-0.0800.090.170.0310.0170-0.015-0.022-0.01500.0170.0310.7810.88711.1151.1781.11510.8870.7810.1560.1770.20.2230.2360.2230.20.1770.156人群荷载作用下:67 =0.59992).支点处荷载横向分布系数:利用G-M法计算的横向分布系数只适合跨中荷载,因此还要利用杠杆原理方法计算支点处荷载横向分布系数,见图1-9图1-8各主梁跨中荷载横向分布系数计算（cm）汽-20荷载作用下:＝０.５×０.８１８＝０.４０９挂-１００荷载作用下：　　人群荷载作用下：　　　67 　　各主梁荷载横向分布系数汇总在表１-８：荷载跨中－１/４跨中　mc　支点mc1号梁２号梁３号梁１号梁２号梁３号梁汽-２００.６１１０.５２３０.４３５０.４０９０.７０９０.７０９挂-１０００.３４６０.２８５０.２２５０.１９３０.５９１０.５９１人群０.５９９０.３６８０.３２８１.２７３-０.２７３０荷载横向分布系数沿桥跨方向的变化按下书方法进行，跨中荷载采用不变的跨中横向分布系数,从第一根内横隔梁起向支点荷载横向分布系数过度，图1-10为1号梁横向分布系数沿桥跨方向的变化，在实际应用中，当求跨中、1/4跨剪力和弯矩时，一般为简化计算均采用不变的,在计算梁端支点剪力时，在主要荷载所在端要考虑横向分布系数沿桥跨的变化，而离主要荷载较远端，由于相应影响线竖标显著减小，则可以近似的采用不变的来简化计算.(2)活载作用内力计算：1）.汽车荷载冲击系数：1+=1+0.3×（45-19.5）/（45-5）=1.1912）.活载弯矩：（1号主梁）a.由汽车或挂车荷载作用在一片主梁上产生的内力数值，可按截面内力计算的一般公式进行：根据图1-11中影响线及荷载最不利位置，可得汽-20荷载作用1号梁跨中弯矩为：67 =1.191×0.611×（60×2.875+120×4.875+120×4.175）=915.81KN/m在挂-100荷载作用1号梁跨中弯矩为：=0.346×250×（4.275+4.875+2.875+2.275）=1236.95KN/ma.根据图1-12影响线及最不利荷载位置，可得汽-20荷载作用下1号梁1/4跨弯矩为：=1.191×0.611×（120×3.656+120×3.306+60×2.306）=708.63KN.m在挂-100荷载作用下1号梁1/4跨弯矩为：=250×0.611×（3.656+2.756+2.656+2.356）=988.18KN.mb.由人群荷载产生的弯矩可按下式计算：由人群荷载产生的跨中弯矩：=0599×3×0.5×19.5×4.875=85.41KNm3).活载剪力：（图1-13,1-14,1-15）a.由汽车或挂车产生的内力仍可按截面内力的一般公式进行：即由汽-20引起的跨中剪力：=1.191×0.611×（120×0.5+120×0.428+60×0.223）=90.77KN由挂-100引起的跨中剪力：=0.346×250×（0.5+0.438+0.233+0.172）=116.17KNb.由汽-20引起的1/4跨中剪力：=1.191×0.611×(120×0.75+120×0.678+60×0.473)=145.35KN由挂-100引起的1/4跨中剪力：67 =0.346×250×(0.75+0.688+0.483+0.422)=202.67KNa.由汽-20荷载作用产生的支点剪力可由图1-12中荷载最不利位置求出，这是应计入支点附近的横向分布系数的变化，即由挂-100荷载作用产生的支点剪力：d.人群荷载产生的剪力：一号主梁跨中剪力：=0.599×3×1/4×9.75=4.38KN一号主梁1/4跨处剪力：=0.599×3×1/2×0.75×14.625=9.86KN一号主梁支点处剪力：m+a/2()=(19.5-1/3×4.9)/19.5=0.916=19.5×1.0×1/2=9.75㎡=0.599×3×9.75+1/2×4.9×(1.273-0.599)×3×0.916=22.06KN67 4).2号主梁内力：a.汽-20作用下跨中弯距：=1.191×0.523[120×（4.875+4.175）+60×2.875]=783.91挂-100作用下跨中弯距：=0.285×250×（4.275+4.875+2.875+2.275）=1018.88KNM人群荷载作用下跨中弯距：=0.368×3×1/2×19.5×4.875=52.47KNMb.汽-20作用下1/4跨弯距：=1.191×0.5239（120×3.656+120×3.306+60×2.306）=606.57KNM挂-100：=0.285×250×（2.756+3.656+2.656+2.356）=845.85KNM人群：=0.368×3×1/2×19.5×3.656=39.35KNMc.汽-20作用下跨中剪力：=1.191×0.523×（120×0.5+120×0.428+60×0.223）77.70KN挂-100=0.258×250×（0.5+0.438+0.233+0.172）=95.69KN人群=0.368×3×2.44=2.69KNd.汽-20作用下1/4跨中剪力：=1.191×0.523×（120×0.75+120×0.678+60×0.473）124.42KN挂-100=0.285×250×（0.75+0.688+0.483+0.422）=166.94KN人群：=0.368×3×5.48=6.05KN67 a.汽-20作用下支点剪力：=1.191×（120×0.796×1.00+120×0.718×0.928+70×0.415×0.523+130×0.210×0.523）=244.09KN挂-100作用下支点剪力：=250×[1.00×0.591+0.516×0.938+0.285×（0.733+0.672）]=368.86KN人群荷载作用下支点剪力：=19.5/2×1.00×3×0.368+195/8（-0.273-0.368）×3×0.916=6.47KN5）.3号主梁内力：a.汽-20作用下跨中弯距：=1.191×0.435×[120×（4.875+4.175）+60×2.875]=652.01KNM挂-100作用下跨中弯距：=0.225×250×（2.756+3.656+2.656+2.356）=804.37KNM人群荷载作用下跨中弯距：=0.328×3×1/219.54.875=46.77KNMb.汽-20作用下跨中弯距：=1.191×0.435×（120×3.656+120×3.306+60×2.306）=504.51KNM挂-100作用下半跨弯距：=0.225×250×（2.756+3.656+2.656+2.356）=703.53KNM人群荷载作用下1/4跨弯距：=0.328×3×1/2×19.5×3.656=35.08KNMc.汽-20作用下跨中剪力：=1.191×0.435×（120×0.5+120×0.428+60×0.223）=64.62KN挂-100作用下跨中剪力：=0.225×250×（0.5+0.438+0.23+0.172）=116.17KN人群荷载作用下跨中剪力：67 =0.328×3×2.44=2.4KNa.汽-20作用下1/4跨剪力：=1.191×0.435×（120×0.75+120×0.678+60×0.473）=103.48KN挂—100作用下1/4跨剪力：=0.225×250×（0.75+0.688+0.483+0.422）=131.8KN人群荷载作用下1/4跨剪力：=0.328×3×5.48=5.39KNb.汽-20作用下支点剪力：=1.191×（120×1×0.796+120×0.693×0.928+0.435×70×0.415+130×0.21×0.435）=234.87KN挂-100作用下支点剪力：=250×（1×0.591+0.938×0.501+0.225×（0.733+0.672））=344.27KN把1号，2号，3号主梁活载内力列入1-9表中：梁号荷载类别弯矩M(KN.m)剪力Q(KN)跨中1/4跨中支点跨中1/4跨中1汽—20915.81708.63161.490.77145.35挂—1001236.95988.18223.72116.17202.17人群荷载85.4164.0622.064.389.862汽—20783.91606.57244.0977.70124.42挂—1001018.88845.85368.8695.69166.94人群荷载52.4739.356.472.696.053汽—20652.01504.51234.8764.62103.48挂—100804.37703.53344.2775.54131.80人群荷载46.7735.087.42.45.39人群荷载作用下支点剪力：=0.328×3×0.5×19.5+1/8×19.5×（0-0.328）×3×0.916=7.4KN3.内力组合：67 各主梁内力组合梁号序号荷载类别弯矩（KN.m）剪力（KN）跨中1/4跨中跨中1/4跨中支点11恒载1228.21921.160125.97251.942汽-20915.81708.6390.77145.35161.43人群85.4164.064.389.8622.064挂-1001236.95988.18116.17202.17223.725汽+人1001.22772.6995.15155.21183.4661.2×恒1473.851105.390151.16302.3371.4×（汽+人）1401.711081.77133.21217.29156.8481.1×挂1360.651087127.79222.39246.099S1=6+72875.562187.16133.21368.45559.1710S3=6+82834.52192.39127.79373.55548.42117/9×100%48.7%49.5%100%58.9%46%128/10×100%48%49.6%100%59.5%44.9%13提高后的S12961.832252.77133.21368.45575.9514提高后的S32891.192236.24131.62381.02548.42151.4×（汽+人）1170.9904.29112.55182.66350.78161.1×挂1120.77930.44105.26183.63405.75171.2×恒载1540.011155.010157.96315.918S1=17+152710.912059.3112.55340.62666.6819S3=17+162660.782085.45105.26341.59721.652015/18×100%43.2%43.9%100%53.6%52.6%2116/19×100%42.1%44.6%100%53.8%56.2%22提高后的S12792.242121.08112.55350.84686.6823提高后的S32060.782085.45108.42348.42736.08241.4×(汽+人)978.29755.4393.83152.42339.18251.1×挂884.81773.8883.09144.98378.726S1=24+172518.31910.4493.83310.38655.0827S3=25+172424.821928.8983.09302.94694.62824/26×100%38.8%39.5%100%49.1%51.8%2925/17×100%36.5%40.1%100%47.9%54.5%30提高后的S12644.222005.9693.83319.69674.7367 31提高后的S32424.821928.8985.58309708.49控制设计的计算内力2961.832252.77133.21381.02736.083.4.2纵向主筋的配置:考虑施工方便,各主梁均按表1-10中所得控制内力进行配筋.根据表1-10最大弯矩=2961.83来配筋.设钢筋净保护层为3㎝.(1).首先判断T形截面的类型:假设钢筋合力点距截面边缘距离=12㎝,则=150-12=138㎝假设X=h=17.5㎝,截面所能承受的弯矩M:=1/1.25×17.5×1000×2.2×(1.38-0.175/2)×0.175=6966.58>=2961.83属于第Ⅰ类截面.(2).设混凝土的受压区高度为x,由式且=0.55×1.38=0.759m>0.0715m(3)计算钢筋截面积:=选用1232钢筋,截面积则钢筋合力到截面边缘的距离主梁实际有效高度:配筋率:(4).截面强度验算:按照截面实际配筋面积,计算混凝土实际受压区高度x67 为:式中根据规范要求,Ⅱ级钢筋直径大于28mm时,其设计强度应取320则截面抗弯强度:=1/1.25×17.5×1000×2.2×0.0802×(1.364-0.0802/2)=3270.24KN•m>=2961.83故满足要求.3.4.3剪力钢筋的配置:根据表1-10,设计剪力最大值在支点处,且,.假定有2φ32纵筋通过支座,则支点截面处,,根据规范要求,梁的构造要求要满足:因=736.08>730.43，但由于（736.08-730.43）/736.08=0.14%〈5%，可以接受。另根据规范要求满足下式要求时，梁段可以按构造要求配置箍筋：对于跨中截面：=0.038×2.15×18×136.4=200.6KN>因此，计算表明可在跨中附近按构造配制箍筋，而其他梁段应进行斜截面抗剪计算，绘制斜截面抗剪计算图1-14：（1）.计算各种梁段配筋长度：a.设按构造配筋的长度为x,则：（736.08-133.21）/975=（200.6-133.21）xx=108.99cmb.根椐规定：最大剪力取距支点h/2处的剪力，其中混凝土和箍筋共同承担60%，弯起钢筋承担40%。67 距支点h/2处截面的剪力值为:故由斜筋承受的剪力为：由箍筋和混凝土承担剪力为：需设弯起筋的长度L为：L=521.18cmc.不设斜筋的长度为：=（413.82-133.21）/（736.08-133.21）×975-108.99=344.83cm(2).斜钢筋设计：设架立筋中心距梁顶面为4.5cm，斜钢筋按45°弯起，其在梁段上投影长度取为：C=150-4.5-6.45=139.05cm斜钢筋的排数n为：n=L/C=521.18/139.05=3.7取整数n=4次设计设置5排弯起钢筋，布置见图1-16：与斜截面相交的弯起钢筋所承担的剪力可按下式计算：67 在计算第一排弯起钢筋时，取距指座h/2处由斜钢筋承担的剪力值为：275.88KN,则每排须弯起的面积为：弯起两根纵筋提供的截面积是16.08，小于所需截面积20.32，为此应调整各排斜筋的间距，将第二排纵向钢筋距第一排斜筋70cm处弯起，其余间距为105cm。另增加216辅助斜钢筋，如图1-15：（3）.校核纵筋弯起后正截面抗弯强度：首先利用计算弯矩，和，按抛物线变化做弯矩包络图，然后绘制纵向钢筋承载图，进而确定弯起钢筋的弯起位置。两根圆32钢筋的抵抗矩M为：跨中截面总钢筋承担的弯矩M=681.23×6=4087.38KN·m图1-1767 为全梁承载能力较核，弯起钢筋的弯起点应在不需要该钢筋以外不小于之处，从图中可知符合要求。（4）.箍筋设置：根据主梁支点纵向受拉主筋的配筋率小，跨中大的特点，分别选择4Ф8四肢箍筋和2Ф8双肢箍筋，其截面积分别为，。箍筋间距的计算公式为：对于支点处，纵向主筋2Ф32，，150-3-3.45/2=145.28cm,,P=100×0.0062=0.62,,代入公式得：对于跨中：根据规定，箍筋的间距不应大于3h/4,和50cm，且右梁端h/2范围内，箍筋间距不大于10cm.踪上所述，全梁箍筋间距除梁端附近为10cm外，其余都为20cm，并右距支点3.14cm处由四肢变二肢。箍筋配筋率验算：67 （5）斜截面抗剪验算斜截面抗剪强度验算位置：a,距支座中心h/2处截面。b.受拉区弯起钢筋弯起点处的截面a.箍筋斜数量或间距有改变的地方。b.截面抗剪强度验算截面如图1-18所示。计算斜截面水平投影长度a.距支座h/2处截面1—1，相应的剪力b.距支座1。39m处截面2—2：c.距支座2。09m处截面3—3：d.距支座3。14m处截面4—4：受弯构件配有弯起钢筋和箍箍时，其斜截面抗剪验算公式为：斜截面1—1：纵向钢筋含筋率：斜截面2—2：斜截面3—3：67 斜截面4—4根据设计经验，如果纵向受拉钢筋和弯起钢筋在构造上按规范构造要求配置，斜截面抗弯强度可以得到保证而不必进行验算。3.4.4裂缝宽度验算：最大裂缝宽度可按下列公式计算：荷载组合Ⅰ作用下：,荷载组合作用下：67 3.4.5主梁变形验算：钢筋混凝土受弯构件中在短期荷载作用下的挠度，可根据下式计算：判断T型截面类型，设计算表明属于第Ⅱ类T型截面。静荷载及人群荷载产生的变形：挂车荷载产生的变形：变形验算满足规范要求。根据规范要求，当结构重力和汽车荷载（不计冲击力）所产生的竖向挠度超过跨径的1/1600时，应设置预拱度其值等于结构重力和半个汽车荷载所产生的竖向挠度。67 应设置预拱度，其值为：应做成平顺曲线。3.5横梁计算由于主梁跨中的横隔梁受力最大，横梁中截面最不利，故需计算跨中横隔梁的内力。根据主梁计算中知，则可从G—M法用表中查得桥宽中点处的横向弯距影响系数，并计算得出单宽横向板条距中的弯矩影响线坐标值，如表1—1。计算项目荷载位置B3B/4B/2B/40-0.228-0.114-0.0020.1120.235-0.079-0.0350.0180.0850.1900.1490.0790.020-0.027-0.0450.0270.0150.004-0.005-0.008-0.201-0.099-0.0020.1070.227-1.106-0.5450.0110.5891.249-5.364-2.6430.0532.8576.058采用下列公式中得集中荷载换算成正弦荷载的峰值：汽车—20挂—100沿桥跨布置，应使跨中隔梁受力最大，见图1-19汽车荷载纵向一行轮重的正弦荷载峰值为：67 挂车荷载纵向一行轮重的正弦荷载解值：人群荷载的正弦荷载峰值为：3.5.1横梁弯距计算：根据B—值绘制横隔梁弯距影响线图并布置荷载，1—20所示。已知横梁跨径为8.8M，取冲击系数=1.191，则可计算横隔梁跨中弯距荷载组合：因为横隔梁影响线的正负面积接近，横载产生的弯距基本上抵消，故组合时不计如恒载内力。负弯距组合：因此，恒梁内力67 正弯距由挂车荷载控制：负弯距由人群荷载控制：3.5.2恒梁截面配筋与强度验算：（1）.正弯矩配筋：把铺装层折算3厘米计入截面，则横梁翼板有效宽度为：取=264cm，设a=8cm,x=0.011m由公式得：选用4Ф22钢筋，分两层布置，下层钢筋距梁底边缘5cm两层钢筋中心距为6cm,则a=5+3=8cm,x=340×15.2/17.5/264=1.12cm满足要求。截面强度验算：（2）.负弯矩配筋：设，67 选用2ф14钢筋，，则：截面强度验算：截面含筋率验算：3.5.3．横梁剪力计算及配筋：计算横梁剪力时，可以根据各主梁的荷载横分布影响线，仿照偏心压力法绘制横梁的剪力影响线，一般只求1号梁右侧截面的剪力。1号主梁右侧截面的剪力影响线竖标值可按如下计算：P=1作用在计算截面以左时，P=1作用在计算截面以右时，67 2号主梁的影响线P=1作用在计算截面以左时P=1作用在计算截面以右时1号主梁右侧截面在汽车和挂车荷载作用下剪力：2号主梁右侧截面在汽车和挂车荷载作用下剪力：从计算结果可见，挂车荷载作用下2号主梁右侧截面的剪力最大。考虑挂车组合，并取提高系数1.03，则设计剪力值：按规范进行剪力验算：因而横梁需配置抗剪钢筋。假设抗剪钢筋全部采用箍筋，选取双肢箍筋φ8，。混凝土与箍筋共同抗剪时，67 取3.6．橡胶支座计算：3.6.1确定支座的平面尺寸：计算最大支座反力为：按容许应力法计算最大支点力N：选定支座平面尺寸，中间层橡胶片厚度，则支座形状系数S为：当时，橡胶支座的平均容许压应力，橡胶支座的弹性模量为：局部承压强度条件：所以尺寸满足要求。3.6.2．确定支座厚度：67 主梁的计算误差，温度变形由两端支座平摊，则每一个支座承受的水平位移为：一个支座上的制动力：对于20m的桥跨可布置一行车队的总重为500KN，制动力为500×10%=50KN，一辆加重车总重为300KN，制动力为300×30%=90KN。5根主梁共10个支座，每一个支座承受的水平力为按规范要求，橡胶层总厚度满足：（1）（2）（3）选用六层钢板，七层橡胶组成橡胶支座，上下层橡胶片厚度0.25cm，中间层厚度为0.5m，钢板厚度为0.2cm。橡胶片总厚度为：。符合规范要求。支座总厚度为：3.6.3验算支座偏移：支座的平均压缩变形为：按规定：，即梁端转角θ为：设恒荷载时，主梁处于水平状态。已知汽-20和人群荷载作用下跨中挠度f=1.29cm。67 验算偏转情况：符合规范要求。3.6.4验算支座的抗滑移稳定性：已知恒载支点反力为，确定与计算制动力相应的最小支点反力：合格。以及，合格。结果表明支座不会发生相对滑动。67 鸣谢本次毕业设计是在指导教师李华老师的精心指导下完成的。在完成毕业设计的几个月里，道桥研究室的老师们给予了我无微不至的关心和孜孜不倦的教诲。李华老师的认真教导，使学生受益匪浅。在此，谨向李老师表示衷心的感谢。在我学习和编写论文期间，还得到了广大同学的帮助，对在设计期间给予我帮助的同学，在此表示诚挚的谢意。衷心感谢所有关心和帮助我的老师和同学们。参考文献[1]《桥梁工程》，姚玲森主编，人民交通出版社[2]《桥涵水文》，张学灵编著，人民交通出版社[3]《桥梁通用构造及简支梁桥》，胡兆同、陈万春编著，人民交通出版社[4]《公路工程概算定额》、《公路工程预算定额》基价表，书目文献出版社[5]《结构设计原理》，叶建曙，人民交通出版[6]《公路桥隧设计规范汇编》，2001版,人民交通出版社[7]《公路桥位勘测设计规范》，JTJ062-91,人民交通出版社67 科技论文翻译ThebridgecrackproducedthereasontosimplyanalyseInrecentyears,thetrafficcapitalconstructionofourprovincegetsswiftandviolentdevelopment,allpartshavebuiltalargenumberofconcretebridges.Inthecourseofbuildingandusinginthebridge,relevanttoinfluenceprojectqualityleadofcommonoccurrencereportthatbridgecollapseevenbecausethecrackappearsTheconcretecanbesaidto"oftenhaveillnesscomingon"whilefracturingand"frequently-occurringdisease",oftenperplexbridgeengineersandtechnicians.Infact,iftakecertaindesignandconstructionmeasure,alotofcrackscanbeovercomeandcontrolled.Forstrengthenunderstandingofconcretebridgecrackfurther,isitpreventprojectfromendangerlargercracktotryone"sbest,thistextmakeanmoreoverallanalysis,summarytoconcretekindandreasonofproduction,bridgeofcrackasmuchaspossible,inordertodesign,constructandfindoutthefeasiblemethodwhichcontrolthecrack,gettheresultoftakingprecautionsagainstYuWeiRan.Concretebridgecrackkind,origincauseofformationInfact,theorigincauseofformationoftheconcretestructurecrackiscomplicatedandvarious,evenmanykindsoffactorsinfluenceeachother,buteverycrackhasitsoneorseveralkindsofmainreasonsproduced.Thekindoftheconcretebridgecrack,onitsreasontoproduce,canroughlydivideseveralkindsasfollows:First,loadthecrackcausedConcreteinroutinequiet.Isitloadtomoveandcrackthatproduceclaimtoloadthecrackunderthetimesofstressbridge,summinguphasdirectstresscracks,twokindsstresscrackoncesmainly.Directstresscrackrefertooutsideloaddirectcrackthatstressproducethatcause.Thereasonwhythecrackproducesisasfollows,1,Designthestageofcalculating,doesnotcalculateorleaksandcalculatespartlywhilecalculatinginstructure;Calculatethemodelisunreasonable;Thestructureissupposedandaccordedwithbystrengthactuallybystrength;Loadandcalculateorleakandcalculatefew;Internalforceandmatchingthemistakeincomputationofmuscle;Safetycoefficientofstructureisnotenough.Donotconsiderthepossibilitythatconstructatthetimeofthestructuraldesign;Itisinsufficienttodesignthesection;Itissimplylittleandassigningthemistakeforreinforcingbartosetup;Structurerigidityisinsufficient;Constructanddealwithimproperly;Thedesigndrawingcannotbeexplainedclearlyetc..2,Constructionstage,doesnotpileupandconstructthemachines,materiallimiting;Isitprefabricatestructurestructurereceivestrengthcharacteristic,standup,isithang,transport,installtogetupatwilltounderstand;Constructnotaccordingtothedesigndrawing,altertheconstructionorderofthestructurewithoutauthorization,changethestructureandreceivethestrengthmode;Donotdothetiredintensitycheckingcomputationsundermachinevibrationandwaittothestructure.3,Usingstage,theheavy-dutyvehiclewhichgoesbeyondthedesignloadpassesthebridge;Receivethecontact,strikingofthevehicle,shipping;Strongwind,heavysnow,earthquakehappen,explodeetc..Stresscrackoncemeansthestressofsecondarycausedbyloadingoutsideproducesthecrack.Thereasonwhythecrackproducesisasfollows,1,Indesignoutsideloadfunction,becauseactualworkingstateandroutine,structureofthingcalculatehavediscrepancyorisitconsidertocalculate,thuscausestressoncetocausethestructuretofractureinsomeposition.Twoisitjoinbridgearchfootisitisitassign"X"shapereinforcing67 bar,cutdownthisplaceway,sectionofsizedesignandcutwithscissorsatthesametimetoadoptoftentodesigntocutwithscissors,theorycalculateplacethiscanstorecurvedsquarein,butrealityshouldisitcanresistcurvedstilltocutwithscissors,sothatpresentthecrackandcausethereinforcingbarcorrosion.2,Bridgestructureisitdigtrough,turnonhole,setupoxleg,etc.toneedoften,difficulttouseaaccurateonediagrammatictoisitisitcalculatetoimitatetogoonincalculatinginroutine,setupandreceivethestrengthreinforcingbaringeneralfoundationexperience.Studieshaveshown,afterbeingdugtheholebythestrengthcomponent,itwillproducethediffractionphenomenonthatstrengthflows,intensiveneartheholeinautensil,producedtheenormousstresstoconcentrate.Inlongtostepprestressingforceofthecontinuousroofbeam,oftenblockthesteelbunchaccordingtotheneedsofsectioninternalforceinstepping,setuptheanchorhead,butcanoftenseethecrackintheanchorfirmsectionadjacentplace.Soifdealwithimproper,incornerorcomponentformsuddenchangeoffice,blockplacetobeeasytoappearcrackstrengthreinforcingbarofstructurethe.Intheactualproject,stresscrackonceproducedthemostcommonreasonwhichloadsthecrack.Stresscrackoncebelongtoonemorepieceofnatureofdrawing,splittingoff,shearing.Stresscrackonceisloadedandcaused,onlyseldomcalculateaccordingtotheroutinetoo,butwithmoderntocalculateconstantperfectionofmeans,timesofstresscracktocanaccomplishreasonablecheckingcomputationstoo.Forexampletosuchstresses2timesofproducingasprestressingforce,creeping,etc.,department"sfiniteelementprocedurecalculateslevelspolecorrectlynow,butmoredifficult40yearsago.Inthedesign,shouldpayattentiontoavoidingstructuresuddenchange(orsectionsuddenchange),whenitisunabletoavoid,shoulddopartdealwith,cornerforinstance,makeroundhorn,suddenchangeofficemakeintothegradationzonetransition,isitisitmixmuscletoconstructtostrengthenatthesametime,cornermixagainobliquetoreinforcingbar,astolargeholeinautensilcansetupprotectingintheperimeteratthetermsofhavinganglesteel.Loadthecrackcharacteristicinaccordancewithloadingdifferentlyandpresentingdifferentcharacteristicsdifferently.Thecrackappearpersonwhodrawmore,thecuttingareaortheseriouspositionofvibration.Mustpointout,isitgetupcoverorhavealongkeepintoshortcrackofdirectiontoappearpersonwhopress,oftenthestructurereachesthesignofbearingtheweightofstrengthlimit,itisanomenthatthestructureisdestroyed,itsreasonisoftenthatsectionalsizeispartialandsmall.Receivethestrengthwaydifferentlyaccordingtothestructure,thecrackcharacteristicproducedisasfollows:1,Thecentreisdrawn.Thecrackrunsthroughthecomponentcrosssection,theintervalisequalonthewhole,andisperpendiculartoreceivingthestrengthdirection.Whileadoptingthewhorlreinforcingbar,lieinthesecond-classcracknearthereinforcingbarbetweenthecracks.2,Thecentreispressed.Itisparallelontheshortanddenseparallelcrackwhichreceivethestrengthdirectiontoappearalongthecomponent.3,Receivecurved.Mostnearthelargesectionfromborderisitappearanddrawintodirectionverticalcracktobeginpersonwhodrawcurvedsquare,anddeveloptowardneutralizationaxlegradually.Whileadoptingthewhorlreinforcingbar,canseeshortersecond-classcrackamongthecracks.Whenthestructurematchesmusclesless,therearefewbutwidecracks,fragilitydestructionmaytakeplaceinthestructure4,Pressedbigandpartial.Heavytopressandmixpersonwhodrawmusclealessonelighttopigeonholeintothecomponentwhilebeingpartialwhilebeingpartial,similartoreceivingthecurvedcomponent.5,Pressedsmallandpartial.Smalltopressandmixpersonwhodrawmuscleamoreoneheavytopigeonholeintothecomponentwhilebeingpartialwhilebeingpartial,similartothecentreand67 pressedthecomponent.6,Cut.Pressobliqulywhenthehoopmuscleistoodenseanddestroy,theobliquecrackwhichisgreaterthan45??directionappearsalongthebellyofroofbeamend;Isitisitisitdestroytopresstocuttohappenwhenthehoopmuscleisproper,underpartisitinvite45??directionparallelobliquecrackeachothertoappearalongroofbeamend.7,Sprained.Componentonesidebellyappearmanydirectionobliquecrack,45??oftreaty,first,andtolaunchwithspiraldirectionbeingadjoint.8,Washedandcut.4sideisitinvite45??directioninclinedplanedrawandsplittotakeplacealongcolumncapboard,formthetangentplaneofwashing.9,Someandispressed.Sometoappearpersonwhopressdirectionroughlyparallellargeshortcrackswithpressure.Second,crackcausedintemperaturechangeTheconcretehasnatureofexpandingwithheatandcontractwithcold,lookonastheexternalenvironmentconditionorthestructuretemperaturechanges,concretetakeplaceoutofshape,ifoutofshapetorestrainfrom,producethestressinthestructure,producethetemperaturecrackpromptlywhenexceedingconcretetensilestrengthinstress.Insomebeingheavytostepfoot-pathamongthebridge,temperaturestresscanisitgobeyondlivingyearstresseventoreach.Thetemperaturecrackdistinguishesthemaincharacteristicofothercrackswillbevariedwithtemperatureandexpandedorclosedup.Themainfactorisasfollows,tocausetemperatureandchange1,Annualdifferenceintemperature.Temperatureischangingconstantlyinfourseasonsinoneyear,butchangerelativelyslowly,theimpactonstructureofthebridgeismainlytheverticaldisplacementwhichcausesthebridge,canpropupseatmoveorsetupflexiblemound,etc.nottoconstructmeasurecoordinate,throughbridgefloorexpansionjointgenerally,cancausetemperaturecrackonlywhenthedisplacementofthestructureislimited,forexamplearchedbridge,justbridgeetc.TheannualdifferenceintemperatureofourcountrygenerallychangestherangewiththeconductoftheaveragetemperatureinthemoonofJanuaryandJuly.Consideringthecreepcharacteristicoftheconcrete,theelasticmouldamountofconcreteshouldbeconsideredrollingoverandreducingwhentheinternalforceoftheannualdifferenceintemperatureiscalculated.2,Rizhao.Afterbeingtannedbythesunbythesuntothesideofbridgepanel,thegirderorthepier,temperatureisobviouslyhigherthanotherposition,thetemperaturegradientispresentedanddistributedbythelineshape.Becauseofrestrainoneselffunction,causepartdrawstresstoberelativelyheavy,thecrackappears.Rizhaoandfollowingtoisitcausestructurecommonreasonmost,temperatureofcracktolowerthetemperaturesuddenly3,Lowerthetemperaturesuddenly.Fallheavyrain,coldairattack,sunset,etc.cancausestructuresurfacetemperaturesuddenlydroppedsuddenly,butbecauseinsidetemperaturechangerelativelyslowproducingtemperaturegradient.Rizhaoandlowerthetemperatureinternalforcecanadoptdesignspecificationorconsultrealbridgematerialsgoonwhencalculatingsuddenly,concreteelasticmouldamountdoesnotconsiderconvertingintoandreducing4,Heatofhydration.Appearinthecourseofconstructing,thelargevolumeconcrete(thicknessexceeds2.0),afterbuildingbecausecementwatersendoutheat,causeinsideverymuchhightemperature,theinternalandexternaldifferenceintemperatureistoolarge,causethesurfacetoappearinthecrack.Shouldaccordingtoactualconditionsinconstructing,isitchooseheatofhydrationlowcementvarietytotryone"sbest,limitcementunit"sconsumption,reducetheaggregateandenterthetemperatureofthemould,reducetheinternalandexternaldifferenceintemperature,andlowerthetemperatureslowly,canadoptthecirculationcoolingsystemtocarryontheinsidetodispeltheheatincaseofnecessity,oradoptthethinlayerand67 builditinsuccessioninordertoacceleratedispellingtheheat.5,Theconstructionmeasureisimproperatthetimeofsteammaintenanceorthewinterconstruction,theconcreteissuddenandcoldandsuddenandhot,internalandexternaltemperatureisuneven,apttoappearinthecrack.6,PrefabricateTroofbeamhorizontalbafflewhentheinstallation,propupseatburystencilplatewithtransferflatstencilplatewhenweldinginadvance,ifweldmeasuretobeimproper,ironpiecesofnearbyconcreteeasytoisitfracturetoburn.Adoptelectricheatpiecedrawlawpiecedrawprestressingforceatthecomponent,prestressingforcesteeltemperaturecanriseto350degreesCentigrade,theconcretecomponentisapttofracture.Experimentalstudyindicates,arecausedtheintensityofconcretethatthehightemperatureburnstoobviouslyreducewithrisingoftemperaturebysuchreasonsasthefire,etc.,glueingformingthedeclinethereuponofstrengthofreinforcingbarandconcrete,tensilestrengthdropby50%afterconcretetemperaturereaches300degreesCentigrade,compressionstrengthdropsby60%,glueingthestrengthofformingtodropby80%ofonlyroundreinforcingbarandconcrete;Becauseheat,concretebodydissociateinkevaporateandcanproduceandshrinksharplyinalargeamountThirdshrinkthecrackcausedIntheactualproject,itisthemostcommonbecauseconcreteshrinksthecrackcaused.Shrinkkindinconcrete,plasticityshrinkisititshrinks(isitcontracttodo)tobethemainreasonthatthevolumeofconcreteoutofshapehappenstoshrink,shrinkspontaneouslyinadditionandthecharshrink.Plasticityshrink.About4hoursafteritisbuiltthatinthecourseofconstructing,concretehappens,thecementwaterresponseisfierceatthismoment,thestrandtakesshapegradually,secretewaterandmoisturetoevaporatesharply,theconcretedesiccatesandshrinks,itisatthesametimeconductoneselfwithdignitynotsinkingbecauseaggregate,sowhenhardenconcreteyet,itcallplasticityshrink.Theplasticityshrinkproducingamountgradeisverybig,canbeuptoabout1%.Ifstoppedbythereinforcingbarwhiletheaggregatesinks,formthecrackalongthereinforcingbardirection.Ifweb,roofbeamofTandroofbeamofcaseandcarrybaseplatehandoverofficeincomponentverticaltobecomesectionalplace,becausesinktooreallytosuperficialobeyingthewebdirectioncrackwillhappenevenlybeforehardenning.Forreducingconcreteplasticityshrink,itshouldcontrolbywaterdustwhenbeingconstructthan,lastlong-timemixing,unloadingshouldnottooquick,isitisittakecloselyknittosmashtoshake,verticaltobecomesectionalplaceshoulddividelayerbuild.Shrinkandshrink(doandcontract).Aftertheconcreteisformedhard,asthetoplayermoistureisevaporatedprogressively,thehumidityisreducedprogressively,thevolumeofconcreteisreduced,iscalledandshrunktoshrink(doandcontract).Becauseconcretetoplayermoisturelosssoon,itisslowforinsidetolose,producesurfaceshrinkheavy,insideshrinkalightoneeventoshrink,itisoutofshapetorestrainfrombytheinsideconcreteforsurfacetoshrink,causethesurfaceconcretetobearpullingforce,whenthesurfaceconcretebearspullingforcetoexceeditstensilestrength,produceandshrinkthecrack.Theconcretehardensafter-contractiontojustshrinkandshrinkmainly.Suchasmixmusclerateheavycomponent(exceed3%),betweenreinforcingbarandmoreobviousrestraintsrelativelythatconcreteshrink,theconcretesurfaceisapttoappearinthefullofcrackscrackle.Shrinkspontaneously.Spontaneoustoitshrinkstobeconcreteinthecourseofhardenning,cementandwatertakeplaceinkreact,theshrinkwithhavenothingtodobyexternalhumidity,andcanpositive(whethershrink,suchasordinaryportlandcementconcrete),cannegativetoo(whetherexpand,suchasconcrete,concreteofslagcementand67 cementofflyash).Thecharshrinks.Betweencarbondioxideandhyrateofcementofatmospheretakeplaceoutofshapeshrinkthatchemicalreactioncause.Thecharshrinksandcouldhappenonlyabout50%ofhumidity,andacceleratewithincreaseofthedensityofthecarbondioxide.Thecharshrinksandseldomcalculates.Thecharacteristicthattheconcreteshrinksthecrackisthatthemajoritybelongstothesurfacecrack,thecrackisrelativelydetailedinwidth,andcriss-cross,becomethefullofcracksform,theformdoesnothaveanylaw.Studieshaveshown,influenceconcreteshrinkmainfactorofcrackasfollows,1,Varietyofcement,gradeandconsumption.Slagcement,quick-hardeningcement,low-heatcementconcretecontractivityarerelativelyhigh,ordinarycement,volcanicashcement,aluminacementconcretecontractivityarerelativelylow.Cementgradelowinaddition,unitvolumeconsumptionheavyrubingdetaileddegreeheavy,thentheconcreteshrinksthemoregreatly,andshrinktimeisthelonger.Forexample,inordertoimprovetheintensityoftheconcrete,oftenadoptandincreasethecementconsumptionmethodbyforcewhileconstructing,theresultshrinksthestresstoobviouslystrengthen.2,Varietyofaggregate.Suchabsorbingwaterratesasthequartz,limestone,cloudrock,granite,feldspar,etc.aresmaller,contractivityisrelativelylowintheaggregate;Andsuchabsorbingwaterratesasthesandstone,slate,angleamphibolite,etc.aregreater,contractivityisrelativelyhigh.Aggregategrainsoffoot-pathheavytoshrinklightinaddition,watercontentbigtoshrinkthelarger.3,Watergraythan.Theheavierwaterconsumptionis,thehigherwateranddustare,theconcreteshrinksthemoregreatly.4,Mixthepharmaceuticaloutside.Itisthebettertomixpharmaceuticalwater-retainingpropertyoutside,thentheconcreteshrinksthesmaller.5,Maintainthemethod.Waterthatgoodmaintenancecanacceleratetheconcretereacts,obtaintheintensityofhigherconcrete.Keephumidityhigh,lowmaintainingtimetobethelongertemperaturewhenmaintaining,thentheconcreteshrinksthesmaller.Steammaintainwaythanmaintainwayconcreteisittakelighttoshrinknaturall.6,Externalenvironment.Thehumidityislittle,theairdrying,temperaturearehigh,thewindspeedislargeintheatmosphere,thentheconcretemoistureisevaporatedfast,theconcreteshrinksthefaster.7,Shakeandsmashthewayandtime.Machineryshakewayofsmashingthanmakefirmbyrammingortampingwayconcretecontractivitytakelittlebyhand.Shakingshoulddetermineaccordingtomechanicalperformancetosmashtime,aregenerallysuitablefor55s/time.Itistooshort,shakeandcannotsmashcloselyknit,itisinsufficientornoteveninintensitytoformtheconcrete;Itistoolong,causeanddividestorey,thickaggregatesinkstothegroundfloor,theupperstratathatthedetailedaggregatestays,theintensityisnoteven,theupperstrataincidentshrinkthecrack.Andshrinkthecrackcausedtotemperature,worthyofconstructingthereinforcingbaragainingcanobviouslyimprovetheresistingthesplittingofconcrete,structureofespeciallythinwall(thick200cmofwall).Mixmuscleshouldisitadoptlightdiameterreinforcingbar(8|?construct14|?)tohavepriority,littleintervalassign(whether@10construct@15cm)onconstructing,thewholesectionisitmixmuscletoberateunsuitabletobelowerthan0toconstruct.3%,cangenerallyadopt0.3%~0.5%.Fourth,crackthatcausesoutofshapeofplinthofthegroundBecausefoundationverticaltoeventosubsideorhorizontaldirectiondisplacement,makethestructureproducetheadditionalstress,gobeyondresistingtheabilityofdrawingofconcretestructure,causethestructuretofracture.Theevenmainreasonthatsubsideofthefoundationisasfollows,1,Reconnoitrestheprecisionandisnotenoughfor,testthematerialsinaccuratlyingeology.Designing,constructingwithoutfullygraspingthegeologicalsituation,thisisthemain67 reasonthatcausethegroundnottosubsideevenly.Suchashillsareaorbridge,districtofmountainridge,,holeintervaltobetoofarwhenreconnoitring,andgroundriseandfallbigtherock,reconnoitringthereportcan"tfullyreflecttherealgeologicalsituation.2,Thegeologicaldifferenceofthegroundistoolarge.Buildingitinthebridgeofthevalleyoftheditchofmountainarea,geologyofthestreamplaceandplaceonthehillsidechangelarger,eventhereareweakgroundsinthestream,becausethesoilofthegrounddoesnotcausesanddoesnotsubsideevenlywiththecompressing.3,Thestructureloadsthedifferencetoobig.Undertheunanimousterms,wheneveryfoundationtooheavytoloaddifferenceingeologicalsituation,maycauseevenlytosubside,forexamplehightofilloutsoilcaseshapeinthemiddlepartoftheculvertthantoisittakeheavytoloadbothsides,tosubsidesoonheavythanbothsidesmiddlepart,caseisitmightfracturetocontain4,Thedifferenceofbasictypeofstructureisgreat.Uniteitinthebridgethesamly,mixanduseanddoesnotexpandthefoundationandafoundationwiththefoundation,oradoptafoundationwhenafoot-pathoralongdifferenceisgreatatthesametime,oradoptthefoundationofexpandingwhenbasiselevationiswidelydifferentatthesametime,maycausethegroundnottosubsideevenlytoo5,Foundationbuiltbystages.Inthenewly-builtbridgenearthefoundationoforiginalbridge,ifthehalfabridgeaboutexpresswaybuiltbystages,thenewly-builtbridgeloadsorthefoundationcausesthesoilofthegroundtoconsolidateagainwhiledealingwith,maycauseandsubsidethefoundationoforiginalbridgegreatly6,Thegroundisfrozenbloatedly.Thegroundsoilofhighermoisturecontentontermsthatlowerthanzerodegreeexpandsbecauseofbeingicy;Oncetemperaturegoesup,thefrozensoilismelted,thesettingofground.Sothegroundisicyormeltscausesanddoesnotsubsideevenly.7,Bridgefoundationputonbody,cavewithstalactitesandstalagmites,activityfault,etc.ofcomingdownatthebadgeology,maycauseanddoesnotsubsideevenly.8,Afterthebridgeisbuiltup,theconditionchangeoforiginalground.Aftermostnaturalgroundsandartificialgroundsaresoakedwithwater,especiallyusuallyfilloutsuchsoilofspecialgroundasthesoil,loess,expandingintheland,etc.,soilbodyintensitymeetwaterdrop,compressoutofshapetostrengthen.Inthesoftsoilground,seasoncausesthewatertabletodroptodrawwateroraridartificially,thegroundsoillayerconsolidatesandsinksagain,reducethebuoyancyonthefoundationatthesametime,shoulderingtheobstructionofrubingtoincrease,thefoundationiscarriedonone"sshoulderorbackandstrengthened.Somebridgefoundationisitputtooshallowtobury,erode,isitdigtowashflood,thefoundationmightbemoved.Groundloadchangeofterms,bridgenearbyisitisitabolishsquare,grit,etc.inalargeamounttoputtopilewithcavein,landslide,etc.reasonforinstance,itisoutofshapethatthebridgelocationrangesoillayermaybecompressedagain.So,theconditionoforiginalgroundchangewhileusingmaycauseanddoesnotsubsideevenlyProducethestructurethingofhorizontalthrusttoarchedbridge,etc.,itisthemainreasonthathorizontaldisplacementcrackemergestodestroytheoriginalgeologicalconditionwhentothatitisunreasonabletograspincompletely,designandconstructinthegeologicalsituation.桥梁裂缝产生原因浅析67 近年来，我省交通基础建设得到迅猛发展，各地兴建了大量的混凝土桥梁。在桥梁建造和使用过程中，有关因出现裂缝而影响工程质量甚至导桥梁垮塌的报道屡见不鲜。混凝土开裂可以说是“常发病”和“多发病”，经常困扰着桥梁工程技术人员。其实，如果采取一定的设计和施工措施，很多裂缝是可以克服和控制的。为了进一步加强对混凝土桥梁裂缝的认识，尽量避免工程中出现危害较大的裂缝，本文尽可能对混凝土桥梁裂缝的种类和产生的原因作较全面的分析、总结，以方便设计、施工找出控制裂缝的可行办法，达到防范于未然的作用。混凝土桥梁裂缝种类、成因实际上，混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多，甚至多种因素相互影响，但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。混凝土桥梁裂缝的种类，就其产生的原因，大致可划分如下几种：一、荷载引起的裂缝混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。裂缝产生的原因有：1、设计计算阶段，结构计算时不计算或部分漏算；计算模型不合理；结构受力假设与实际受力不符；荷载少算或漏算；内力与配筋计算错误；结构安全系数不够。结构设计时不考虑施工的可能性；设计断面不足；钢筋设置偏少或布置错误；结构刚度不足；构造处理不当；设计图纸交代不清等。2、施工阶段，不加限制地堆放施工机具、材料；不了解预制结构结构受力特点，随意翻身、起吊、运输、安装；不按设计图纸施工，擅自更改结构施工顺序，改变结构受力模式；不对结构做机器振动下的疲劳强度验算等。3、使用阶段，超出设计载荷的重型车辆过桥；受车辆、船舶的接触、撞击；发生大风、大雪、地震、爆炸等。次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。裂缝产生的原因有：1、在设计外荷载作用下，由于结构物的实际工作状态同常规计算有出入或计算不考虑，从而在某些部位引起次应力导致结构开裂。例如两铰拱桥拱脚设计时常采用布置“X”形钢筋、同时削减该处断面尺寸的办法设计铰，理论计算该处不会存在弯矩，但实际该铰仍然能够抗弯，以至出现裂缝而导致钢筋锈蚀。2、桥梁结构中经常需要凿槽、开洞、设置牛腿等，在常规计算中难以用准确的图式进行模拟计算，一般根据经验设置受力钢筋。研究表明，受力构件挖孔后，力流将产生绕射现象，在孔洞附近密集，产生巨大的应力集中。在长跨预应力连续梁中，经常在跨内根据截面内力需要截断钢束，设置锚头，而在锚固断面附近经常可以看到裂缝。因此，若处理不当，在这些结构的转角处或构件形状突变处、受力钢筋截断处容易出现裂缝。实际工程中，次应力裂缝是产生荷载裂缝的最常见原因。次应力裂缝多属张拉、劈裂、剪切性质。次应力裂缝也是由荷载引起，仅是按常规一般不计算，但随着现代计算手段的不断完善，次应力裂缝也是可以做到合理验算的。例如现在对预应力、徐变等产生的二次应力，不少平面杆系有限元程序均可正确计算，但在40年前却比较困难。在设计上，应注意避免结构突变（或断面突变），当不能回避时，应做局部处理，如转角处做圆角，突变处做成渐变过渡，同时加强构造配筋，转角处增配斜向钢筋，对于较大孔洞有条件时可在周边设置护边角钢。荷载裂缝特征依荷载不同而异呈现不同的特点。这类裂缝多出现在受拉区、受剪区或振动严重部位。但必须指出，如果受压区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝，往往是结构达到承载力极限的标志，是结构破坏的前兆，其原因往往是截面尺寸偏小。根据结构不同受力方式，产生的裂缝特征如下：1、中心受拉。裂缝贯穿构件横截面，间距大体相等，且垂直于受力方向。采用螺纹钢筋时，裂缝之间出现位于钢筋附近的次裂缝。2、中心受压。沿构件出现平行于受力方向的短而密的平行裂缝。3、受弯。弯矩最大截面附近从受拉区边沿开始出现与受拉方向垂直的裂缝，并逐渐向中和轴方向发展。采用螺纹钢筋时，裂缝间可见较短的次裂缝。当结构配筋较少时，裂缝少而宽，结构可能发生脆性破坏。4、大偏心受压。大偏心受压和受拉区配筋较少的小偏心受压构件，类似于受弯构件。5、小偏心受压。小偏心受压和受拉区配筋较多的大偏心受压构件，类似于中心受压构件。6、受剪。当箍筋太密时发生斜压破坏，沿梁端腹部出现大于45°方向的斜裂缝；当箍筋适当时发生剪压破坏，沿梁端中下部出现约45°方向相互平行的斜裂缝。7、受扭。构件一侧腹部先出现多条约45°方向斜裂缝，并向相邻面以螺旋方向展开。8、67 受冲切。沿柱头板内四侧发生约45°方向斜面拉裂，形成冲切面。9、局部受压。在局部受压区出现与压力方向大致平行的多条短裂缝。二、温度变化引起的裂缝混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或结构内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。在某些大跨径桥梁中，温度应力可以达到甚至超出活载应力。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。引起温度变化主要因素有：1、年温差。一年中四季温度不断变化，但变化相对缓慢，对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移，一般可通过桥面伸缩缝、支座位移或设置柔性墩等构造措施相协调，只有结构的位移受到限制时才会引起温度裂缝，例如拱桥、刚架桥等。我国年温差一般以一月和七月月平均温度的作为变化幅度。考虑到混凝土的蠕变特性，年温差内力计算时混凝土弹性模量应考虑折减。2、日照。桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后，温度明显高于其它部位，温度梯度呈非线形分布。由于受到自身约束作用，导致局部拉应力较大，出现裂缝。日照和下述骤然降温是导致结构温度裂缝的最常见原因。3、骤然降温。突降大雨、冷空气侵袭、日落等可导致结构外表面温度突然下降，但因内部温度变化相对较慢而产生温度梯度。日照和骤然降温内力计算时可采用设计规范或参考实桥资料进行，混凝土弹性模量不考虑折减。4、水化热。出现在施工过程中，大体积混凝土（厚度超过2.0米）浇筑之后由于水泥水化放热，致使内部温度很高，内外温差太大，致使表面出现裂缝。施工中应根据实际情况，尽量选择水化热低的水泥品种，限制水泥单位用量，减少骨料入模温度，降低内外温差，并缓慢降温，必要时可采用循环冷却系统进行内部散热，或采用薄层连续浇筑以加快散热。5、蒸汽养护或冬季施工时施工措施不当，混凝土骤冷骤热，内外温度不均，易出现裂缝。6、预制T梁之间横隔板安装时，支座预埋钢板与调平钢板焊接时，若焊接措施不当，铁件附近混凝土容易烧伤开裂。采用电热张拉法张拉预应力构件时，预应力钢材温度可升高至350℃，混凝土构件也容易开裂。试验研究表明，由火灾等原因引起高温烧伤的混凝土强度随温度的升高而明显降低，钢筋与混凝土的粘结力随之下降，混凝土温度达到300℃后抗拉强度下降50%，抗压强度下降60%，光圆钢筋与混凝土的粘结力下降80%；由于受热，混凝土体内游离水大量蒸发也可产生急剧收缩。三、收缩引起的裂缝在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩（干缩）是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩。塑性收缩。发生在施工过程中、混凝土浇筑后4~5小时左右，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，因此时混凝土尚未硬化，称为塑性收缩。塑性收缩所产生量级很大，可达1%左右。在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡，便形成沿钢筋方向的裂缝。在构件竖向变截面处如T梁、箱梁腹板与顶底板交接处，因硬化前沉实不均匀将发生表面的顺腹板方向裂缝。为减小混凝土塑性收缩，施工时应控制水灰比，避免过长时间的搅拌，下料不宜太快，振捣要密实，竖向变截面处宜分层浇筑。缩水收缩（干缩）。混凝土结硬以后，随着表层水分逐步蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积减小，称为缩水收缩（干缩）。因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时，便产生收缩裂缝。混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。如配筋率较大的构件（超过3%），钢筋对混凝土收缩的约束比较明显，混凝土表面容易出现龟裂裂纹。67 自生收缩。自生收缩是混凝土在硬化过程中，水泥与水发生水化反应，这种收缩与外界湿度无关，且可以是正的（即收缩，如普通硅酸盐水泥混凝土），也可以是负的（即膨胀，如矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土）。炭化收缩。大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。炭化收缩只有在湿度50%左右才能发生，且随二氧化碳的浓度的增加而加快。炭化收缩一般不做计算。混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝，裂缝宽度较细，且纵横交错，成龟裂状，形状没有任何规律。研究表明，影响混凝土收缩裂缝的主要因素有：1、水泥品种、标号及用量。矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥混凝土收缩性较高，普通水泥、火山灰水泥、矾土水泥混凝土收缩性较低。另外水泥标号越低、单位体积用量越大、磨细度越大，则混凝土收缩越大，且发生收缩时间越长。例如，为了提高混凝土的强度，施工时经常采用强行增加水泥用量的做法，结果收缩应力明显加大。2、骨料品种。骨料中石英、石灰岩、白云岩、花岗岩、长石等吸水率较小、收缩性较低；而砂岩、板岩、角闪岩等吸水率较大、收缩性较高。另外骨料粒径大收缩小，含水量大收缩越大。3、水灰比。用水量越大，水灰比越高，混凝土收缩越大。4、外掺剂。外掺剂保水性越好，则混凝土收缩越小。5、养护方法。良好的养护可加速混凝土的水化反应，获得较高的混凝土强度。养护时保持湿度越高、气温越低、养护时间越长，则混凝土收缩越小。蒸汽养护方式比自然养护方式混凝土收缩要小。6、外界环境。大气中湿度小、空气干燥、温度高、风速大，则混凝土水分蒸发快，混凝土收缩越快。7、振捣方式及时间。机械振捣方式比手工捣固方式混凝土收缩性要小。振捣时间应根据机械性能决定，一般以5~15s/次为宜。时间太短，振捣不密实，形成混凝土强度不足或不均匀；时间太长，造成分层，粗骨料沉入底层，细骨料留在上层，强度不均匀，上层易发生收缩裂缝。对于温度和收缩引起的裂缝，增配构造钢筋可明显提高混凝土的抗裂性，尤其是薄壁结（壁厚20~60cm）。构造上配筋宜优先采用小直径钢筋(φ8~φ14)、小间距布置(@10~@15cm)，全截面构造配筋率不宜低于0.3%，一般可采用0.3%~0.5%。四、地基础变形引起的裂缝由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力，超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。基础不均匀沉降的主要原因有：1、地质勘察精度不够、试验资料不准。在没有充分掌握地质情况就设计、施工，这是造成地基不均匀沉降的主要原因。比如丘陵区或山岭区桥梁，勘察时钻孔间距太远，而地基岩面起伏又大，勘察报告不能充分反映实际地质情况。2、地基地质差异太大。建造在山区沟谷的桥梁，河沟处的地质与山坡处变化较大，河沟中甚至存在软弱地基，地基土由于不同压缩性引起不均匀沉降。3、结构荷载差异太大。在地质情况比较一致条件下，各部分基础荷载差异太大时，有可能引起不均匀沉降，例如高填土箱形涵洞中部比两边的荷载要大，中部的沉降就要比两边大，箱涵可能开裂。4、结构基础类型差别大。同一联桥梁中，混合使用不同基础如扩大基础和桩基础，或同时采用桩基础但桩径或桩长差别大时，或同时采用扩大基础但基底标高差异大时，也可能引起地基不均匀沉降。5、分期建造的基础。在原有桥梁基础附近新建桥梁时，如分期修建的高速公路左右半幅桥梁，新建桥梁荷载或基础处理时引起地基土重新固结，均可能对原有桥梁基础造成较大沉降。6、地基冻胀。在低于零度的条件下含水率较高的地基土因冰冻膨胀；一旦温度回升，冻土融化，地基下沉。因此地基的冰冻或融化均可造成不均匀沉降。7、桥梁基础置于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质时，可能造成不均匀沉降。8、桥梁建成以后，原有地基条件变化。大多数天然地基和人工地基浸水后，尤其是素填土、黄土、膨胀土等特殊地基土，土体强度遇水下降，压缩变形加大。在软土地基中，因人工抽水或干旱季节导致地下水位下降，地基土层重新固结下沉，同时对基础的上浮力减小，负摩阻力增加，基础受荷加大。有些桥梁基础埋置过浅，受洪水冲刷、淘挖，基础可能位移。地面荷载条件的变化，如桥梁附近因塌方、山体滑坡等原因堆置大量废方、砂石等，桥址范围土层可能受压缩再次变形。因此，使用期间原有地基条件变化均可能造成不均匀沉降。对于拱桥等产生水平推力的结构物，对地质情况掌握不够、设计不合理和施工时破坏了原有地质条件是产生水平位移裂缝的主要原因。67'