纯冰柠檬茶
范文一：桥梁设计的程序和一般原则
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范文二：桥梁设计程序使用说明
桥梁设计程序使用说明
目 录
第一章 冲刷计算
第二章 曲线计算
…………………………………………
………………………………………… ( )
( )
第四章 墩台计算
第三章 桩基计算
第三章 结构计算
第四章 绘图程序
第五章 勘测程序
第六章 资料查询
…………………………………………
…………………………………………
…………………………………………
…………………………………………
…………………………………………
…………………………………………
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( )
第一章 冲刷计算程序使用说明
本程序计算公式采用《铁路工程水文勘测设计规范》TB 10017-99和《桥渡
水文》 铁路工程技术手册，计算公式见附录，适用于一般桥梁的各种冲刷计算。程序分为两个部分:
一、第一部分用于计算通常情况下的粘性土和非粘性土河床的一般冲刷和局部
冲刷，结果用于判断是否需要第二部分计算。主河槽单宽流量集中系数A 的计算可以单独用集中系数A 菜单项求出再输入冲刷计算的原始数据中。 二、第二部分用于：
（一）当一般冲刷线在不同土层的分界线上，因局部冲刷所采用的土层性质
和一般冲刷不一样，用本部分程序单独计算桥墩的局部冲刷。
（二）当一般冲刷线比桩基承台底低的时候，局部冲刷所采用的公式与第一
部分计算不一样，用本部分程序单独计算桥墩的局部冲刷。
第一部分 一、 程序的使用
本部分计算在冲刷计算下拉菜单里，共分为数据向导、读入数据、打印结果、集中系数A 共四个命令 （一） 数据向导
用户可以采用友好界面输入原始数据。不用考虑数据文件的格式。
（二） 读入数据
用户输入原始数据文件的目录和文件名。程序从文件读入原始数据并进行计算。
（三） 打印结果
用户输入结果文件的目录名称和文件名，程序把结果写入结果文件并打开它。
（四） 集中系数A
通过主槽地面线和平滩水深计算主河槽的单宽流量集中系数，需要
单独组织原始数据文件。原始数据文件的数据格式见注意事项的第五点。
二、数据的组织
输入文件的数据编辑分为三大部分：
（一） 桥梁名称及河流水文三要素：百年流量、流速、水位
（二） 主河槽、左河滩、右河滩的相关数据：包括平均水深、最大水深、桥孔净宽、单宽集中系数、谢才流速系数、河床质颗粒粒径、桥墩的计算宽度、墩形系数等
（三） 主河槽、左河滩、右河滩的地面线数据，此数据输入主要用于计算相应的平均水深、最大水深、谢才流速系数。这一部分是可选部分，假如不用程序计算则不用输入。
三、数据文件的格式
第1行（ 字符串）：BridgeName
变量说明：BridgeName ：桥名，如 深冲3#大桥，字符长度不限
第2行（3个数据）：Qp ，Vp ，Hp
变量说明： Qp：百年流量（m3/s） Vp：流速（m/s） Hp：标高（m ） 第3行（2个数据）：nType1，nCompute 变量说明：
nType1：主槽河床质类型，1代表粘性土，0代表非粘性土
nCompute ：是否计算平均水深、最大水深、谢才系数的标示符，1为计算，0为不计算。
第4行（8个数据）：h c ，h mc ，B c ，A ，C c ，d ，B 1，K ξ 变量说明：（第3、4、5行数据都为主槽的）
hc ：主槽平均水深（m ） hmc ：主槽最大水深（m ） Bc ：主槽桥孔净宽（m ）
A ：流量集中系数，河床质为非粘性土时采用平滩水位计算，假如为
粘性土则采用1.0～1.2
Cc ：谢才流速系数 d：河床质粒径（mm ） B1：桥墩计算宽度（m ） Kξ：墩形系数，见附录
第5行（1或2个数据）：E （I L1，I L2）
变量说明：（假如为非粘性土输入E ，粘性土输入I L1，I L2） E：与汛期含沙量有关的参数，见附录
IL1：一般冲刷范围粘性土样的液性指数（0.16～1.19） IL2：局部冲刷范围粘性土样的液性指数（0.16～1.48） 第6行（1个数据）：nType2 变量说明：
nType2：左河滩河床质类型，1代表粘性土，0代表非粘性土，-1代表没有左河滩，假如输入-1则不用输入后面两行数据。 第7行（8个数据）：h t ，h mt ，B t ，A ，C t ，d ，B 1，K ξ
变量说明：（第6、7、8行数据为左河滩的，假如没有左河滩不
用输第7、8行）
ht ：左河滩平均水深（m ） hmt ：左河滩最大水深（m ） Bt ：左河滩桥孔净宽（m ）
At ： 左河滩流量非均匀分配系数，1.0～1.15 Ct ：谢才流速系数 d：河床质粒径（mm ） B1：桥墩计算宽度（m ） Kξ：墩形系数。 第8行（1个或2个数据）：v H1（I L1，I L2）
变量说明：（假如为非粘性土输入v H1，粘性土输入I L1，I L2） vH1：河滩水深1m 时非粘性土不冲刷流速（m/s），见附录 IL1：一般冲刷范围粘性土样的液性指数（0.16～1.19） IL2：局部冲刷范围粘性土样的液性指数（0.16～1.48） 第9行、第10行、第11行为右河滩数据，意义同第6、7、8行。 第12行（3个数据）：1/n1，1/n2，1/n3
变量说明：（nCompute=1时输入）
1/n1：左河滩糙率系数 1/n2：主河槽糙率系数 1/n3：右河滩糙率系数 第13行（3个数据）：N1，N2，N3
变量说明：（nCompute=1时输入） N1：左河滩地面点数 N2：主河槽地面点数 N3：右河滩地面点数
第14～14+N1+N2+N3行（每行2个数据）：Stake ，High 变量说明：（nCompute=1时输入） Stake：地面点的桩号 High ：地面点的标高 … … …
四、例子
深冲3#大桥 ；桥名 552,4.89,116.36 ；水文三要素
1,1 ；主槽数据：粘性土，计算平均水深等 0,0,22,1.519,0,6,5,1 ；主槽数据，见数据文件说明
0.22,1.1 ；主槽一般冲刷和局部冲刷的粘性土液性指数 -1 ；无左河滩 1 ；右河滩为粘性土
0,0,23.8,1.3,0,6,5,1 ；右滩数据，见数据文件说明
0.22,1.1 ；右滩一般冲刷和局部冲刷的粘性土液性指数 0, ３0,20 ；左河滩、主河槽、右河滩糙率 ０, ４,4 ；左河滩、主河槽、右河滩地面点数 914,116.36 ；地面点桩号及标高 920,110.41 933,110.41 940,112.01 940,112.01 950,112.41
955,112.65 968.8,116.46 五、注意事项
（一） 首先对输入数据进行分析，确保输入数据的正确性。
（二） 本程序一次只对一层土质进行计算，假如有几层土质，则可以用《桥
渡水文》 铁路工程技术手册P139中的逐层计算法，即： 1、先根据第一层土进行计算冲深确定冲刷线位置。如冲刷线位于本层内且下层（即第二层）土的粒径大于本层时，此时冲深即为所求。当下层土的粒径小于本层时，则冲刷线到本层底面要留有一定的安全储备量△h ，以策安全。对携沙的河槽水流△h ≥0.17h pm ，对于不携沙的河滩水流△h ≥0.14h pm ，如冲刷线到本层底面的安全储备量小于上述规定值，或冲刷线已位于第二层内，则应改按第二层的粒径重新计算。
2、按第二层土的粒径确定的冲刷线，如位于第二层内，且第三层土粒径大于第二层时，其相应冲深即为所求。如冲刷线反位于第一层内，说明计算结果与实际不符，此时冲刷线应位于第一和第二层的分界线上。
3、假如出现一般冲刷线位于两层的分界线上时，应该采用本程序的第二部分进行桥墩的局部冲刷计算。
4、假如出现一般冲刷线低于承台的底面，也应该采用本程序的第二部分进行桥墩的局部冲刷计算。
（三） 地面点的输入要按左河滩、主河槽、右河滩分开，各自独立，它们
之间的分界点要重复输入。
（四） 要保证输入地面点的最大的标高要高于或等于百年水位标高，可以
这样确定左滩第一个地面点和右滩最后一个地面点，用百年水位线与地面线相交得到的两个点分别作为上述两个点。
（五） 当求桥台冲刷时候，因为桥台没有局部冲刷，所以桥墩宽度输入0
即可。
（六） 主河槽单宽流量集中系数A 的计算所需的原始数据格式如下：
第1行（ 字符串）：BridgeName
变量说明：BridgeName ：桥名，如 深冲3#大桥，字符长度不限
第2行（3个数据）：Hp ，N
变量说明： Hp：平滩标高（m ） N：主槽地面点数 第3～3+N行（每行2个数据）：Stake ，High
变量说明： Stake：地面点的桩号 High ：地面点的标高
第二部分
一、程序的使用
本部分计算在冲刷计算下拉菜单的局部冲刷二级菜单里，共分为数据向导、读入数据、打印结果三个命令 （一） 数据向导
用户可以采用友好界面输入原始数据。不用考虑数据文件的格式。
（二） 读入数据
用户输入原始数据文件的目录和文件名。程序从文件读入原始数据并进行计算。
（三） 打印结果
用户输入结果文件的目录名称和文件名，程序把结果写入结果文件并打开它。
二、数据的组织
输入文件的数据编辑分为三大部分：
（一） 桥梁名称及河流水文三要素：百年流量、流速、水位 （二） 计算类别标示符
（三） 与局部冲刷相关数据：包括一般冲刷深度、最大单宽流量、桥墩
的计算宽度、墩形系数、河床质颗粒粒径（非粘性土时输入）、粘土的液性指数（粘性土时输入）等
三、数据文件的格式
第一行（ 字符串）：BridgeName
变量说明：BridgeName ：桥名，如 深冲3#大桥，字符长度不限
第二行（3个数据）：Qp ，Vp ，Hp
变量说明： Qp：百年流量（m3/s） Vp：流速（m/s） Hp：标高（m ） 第三行（1个数据）：nCompute
变量说明：计算类型，1代表为粘性土，0代表为非粘性土，-1代表一般冲刷线在承台底下的桩基局部冲刷计算。 第四行（5个数据）：h p ，Q m ，B 1，K ξ，d （I L ） 变量说明：
hp ：一般冲刷水深（m ） Qm ：最大单宽流量（m 3/s） B1：桥墩计算宽度（m ） Kξ：墩形系数 d：河床质粒径（mm ） IL ：粘土的液性指数 第五行（7个数据）：K ξ‘，Kh2，φ，m ，Bm ，h φ，h 变量说明：
Kξ‘：单桩形状系数 Kh2：承台减少系数 φ：桩径（m ） m：垂直水流桩排数
Bm：垂直水流分布宽度（m ） hφ：桩自由长（m ） H ：桩全长（m ） 四、例子
深冲3号大桥 ；桥名 2772.4,3.72,175.86 ;水文三要素
-1 ;第三种计算类型标示符
7.48,37.54,3.1,1,6 ; 一般冲刷深、单宽流量、墩计算宽度、墩形系数、粒径 1,1,1.25,2,5,3,8 ; 单桩形状系数、承台减少系数、桩径、垂直水流桩排数、
垂直水流分布宽度、桩自由长、全长
附录
第二章 曲线布置计算程序使用说明
本程序计算公式采用《铁路桥梁通用资料》 铁路工程技术手册，适用于铁路桥梁曲线布置计算，本程序采用的是平分中矢布置。
一、程序的使用
曲线布置计算在曲线布置下拉菜单里，共分为读入数据、打印结果两个命令
（五） 读入数据
用户输入原始数据文件的目录和文件名。程序从文件读入原始数据并进行计算。
（六） 打印结果
用户输入结果文件的目录名称和文件名，程序把结果写入结果文件并打开它。
二、数据文件的格式
第1行（ 字符串）：BridgeName
变量说明：BridgeName ：桥名，如 深冲3#大桥，字符长度不限
第2行（字符串）：Cap
变量说明： Cap：里程冠号，例如DK 或D1K
第3行（4个数据）：Grade ，N1，N2，N3
变量说明：
Grade：线路等级，输1或2或3 Ltype：不同梁跨的种类数 Qx ：弯道数 Bp ：变坡点数
第4行（3个数据）：Nceter ，Stake ，H1
变量说明：
Nceter：中心里程对应的墩（台）号
Stake ：中心里程
H1 ：轨底到路肩高度
第5行（2个数据）：Lj1，Lj2
变量说明：
Lj1 ：左台填土高 Lj2 ：右台填土高
第6行～第6＋N1行（每行3个数据）：L ，Nspan ，H2
变量说明：
L ：计算梁长
Nspan：该计算梁长的跨数
H2 ：轨底到垫石顶高度
第7+N1行～第7＋N1+N2行（每行5个数据）：zh ，hz ，R ，Ls ，Angle 变量说明：
zh ：直缓点桩号 hz：缓直点桩号
R ：曲线半径 Ls：缓和段长
Angle：曲线偏角，左正右负，如右偏13°05′06″输入-13.0506 第8＋N1+N2行～第8＋N1+N2+N3行（每行3个数据）：Bp ，H3，Slope 变量说明：
Bp ：变坡点桩号
H3 ：变坡点高程
Slope：变坡点右边坡度，上坡为正，下坡为负
五、例子
深冲3#大桥
D1K
1,1,1,2
1.5,294364,0.78
6,6
32.6,3,3.25
294306,294600,1200,150,-3.2630
394300,100,0.0035
395000,110,0.0036
第三章 墩台计算
第一节 挖基工程数量计算程序使用说明
本程序用于计算墩台挖基工程数量，其中桩基锁口采用1米，厚0.3米，土层内才采用护壁，桩身数量包括嵌入承台的0.5米。
一、程序的使用
挖基工程数量计算在下拉菜单墩台计算里，共分为读入数据、打印结果两个命令
（七） 读入数据
输入数据文件的目录和文件名。
（八） 打印结果
输入结果文件的目录名称和文件名，对读入的数据进行工程数量计算，程序把结果写入结果文件并打开它。
二、数据的组织
输入文件的数据编辑分为两大部分：
（四） 桥梁名称
（五） 计算的墩台数目及各墩台基础信息
三、数据文件的格式
第1行（ 字符串）：BridgeName
变量说明：BridgeName ：桥名，如 深冲3#大桥，字符长度不限
第2行（1个数据）：Number
变量说明： Number：计算墩台数目（个）
第3行（1个数据）：Num
变量说明：
Num：墩台号
第4行（3个数据）：A ，B ，N1
变量说明：
A：基础或承台顺桥向开挖长度
B：基础或承台垂直桥向开挖长度
N1：基础或承台层数
范文三：桥梁总体规划与设计程序
1．2 桥梁总体规划与设计程序
1．2．1 桥梁的总体规划(master plan of bridge)
1．桥梁设计基本原则
桥梁设计中应遵循下列基本原则。
⑴安全
所设计的桥梁结构，在制造、运输、安装和使用过程中应有足够的强度、刚度、稳定和耐久性，并有安全储备。根据桥上交通和行人情况，桥面应考虑设置人行道（或安全带）、缘石、护栏、栏杆等设备，以保证行人和行车安全。桥上还应设有照明设施，引桥纵坡不宜过陡，地震区桥梁，应按抗震要求采取防震措施。
⑵适用
桥梁宽度应能满足车辆和人群的交通流量要求，并应满足今后规划年限内交通量增长的需要。桥下应满足泄洪、通航（跨河桥）或通车（旱桥）等要求。桥梁两端方便车辆进出，以防止出现交通堵塞。此外，还要便于今后检查和维修。
⑶经济
在桥梁设计中，经济性一般是首要考虑的因素。桥梁设计应遵循因地制宜、就地取材和方便施工的原则，综合考虑发展远景和将来的养护维修，使其造价和养护费用综合最省。
⑷美观
一座桥梁，尤其是城市桥梁和游览地区的桥梁，应具有优美的外形，结构布置精炼，空间比例和谐，与周围环境相协调。合理的结构布局和轮廓是美观的主要因素，此外，施工质量也会影响桥梁美观性。
此外，桥梁设计应积极采用新结构、新材料、新工艺和新设备，学习和利用国际上最新科学技术成就，以利于提高我国桥梁建设水平，赶上和超过世界先进水平。
2．野外勘测与调查研究
一座桥梁的规划设计涉及的因素很多，必须充分的调查研究，收集以下的资料，从客观实际出发，提出合理的设计建议及计划任务书。
⑴调查研究桥梁交通要求
对于公路或城市桥梁，需要调查研究桥上交通种类及其要求，如汽车荷载等级、实际交通量和增长率，需要的车道数目或行车道宽度，以及人行道的要求等等。
⑵选择桥位
各级公路上的小桥及其与公路的衔接，一般应符合路线布设的要求，桥中线与洪水流向应尽量正交。各级公路上的特大、大、中桥的桥位，原则上应服从路线上的总方向，路桥综合考虑。对于特大、大、中桥一般选择2～5个可能的桥位，对每个可能桥位进行相应的调查、勘测工作，包括搜集洪水、地形和地质资料；实地调查历史洪水位；作必要的地形、地貌和地质等测绘工作。经综合分析比较，选择出最合理的桥位。
⑶桥位的详细勘测和调查
对确定的桥位要进一步搜集资料，为设计和施工提供可靠依据。这时的勘测和调查工作包括绘制桥位附近大比例地形图、桥位地质钻探并绘制地质剖面图、实地水文勘测调查等。为使地质资料更接近实际，宜将钻孔布置在拟定的桥孔方案墩台附近。
⑷调查其他有关情况
调查了解地震资料、当地建筑材料来源及供应情况、运输条件、是否需要拆迁建筑物或
占用农田、桥上是否需要铺设电缆或各种管线等。
3．桥梁纵、横断面设计和平面布置
⑴桥梁纵断面设计(vertical-sectional design of bridge)
桥梁纵断面设计包括桥梁总跨径的确定、桥梁分孔、确定桥面标高和桥下净空、桥梁纵坡及基础埋置深度等。
1）桥梁总跨径的确定。桥梁总跨径一般根据水文计算确定。桥梁墩台和桥头路堤压缩河床，使桥下过水断面减少，流速增大，引起河床冲刷和桥上游壅水，因此，桥梁总跨径必须保证桥下有足够的排洪面积，河床不产生过大的冲刷，并注意壅水可能淹没耕地和建筑物等危害。此外，尚应注意河床地形，不宜过分压缩河道、改变水流的天然状态。
2）桥梁分孔。桥梁总跨径确定后，下一步是分孔布置，解决一座桥分成几孔和各孔的跨径多大的问题。桥梁分孔是一个较复杂的问题，需因时因地制宜，综合比较后确定。对于通航河流，首先根据通航净空要求，确定通航孔跨径，并布置在稳定的主河槽位置，对于变迁性河流，还需加设通航孔；桥基位置尽量避开复杂的地质和地形区段；分孔布置还要考虑上部结构采用的结构体系类型，有些结构体系各桥孔的跨径应有合宜的比例，以保证结构受力合理；要考虑基础施工因素，若基础施工困难，航运繁忙，则宜加大孔径；从经济上考虑，一般来说，采用大跨度时上部结构造价大，而下部结构造价则比小跨度时小。在满足通航前提下，通过经济技术比较，最后确定分孔布置。
跨径选择还与施工能力有关，有时选用较大跨径虽然在技术上和经济上是合理的，但由于缺乏足够的施工技术能力和机械设备，也不得不改用较小跨径。
此外，要注意确定桥梁孔径时应考虑桥位上下游已建或拟建桥涵和水工建筑物的状况及其对河床演变的影响。
3）桥面标高的确定。桥面标高的确定主要考虑三个因素：路线纵断面设计要求、排洪要求和通航要求。对于中、小桥梁，桥面标高一般由路线纵断面设计确定；对于跨河桥，为保证结构不受毁坏，桥梁主体结构必须比计算水位（设计水位计入壅水、浪高等）或最高流冰水位高出一定距离，满足?公路桥涵设计通用规范?(JTG D60—2004) (以下简称?桥规?（JTG D60）)对非通航河流桥下净空的要求（见表1.6）；对于通航河流，通航孔还必须满足通航净空要求，通航净空尺寸按?内河通航标准?（GBJ139-90）确定；对于跨越铁路或公路的桥梁，应满足相应的铁路或公路的建筑界限规定。
表1.6 非通航河流桥下净空 桥梁的部位
梁 底
支座垫石顶面
拱 脚 高出计算水位(m) 0.5 0.25 0.25 高出最高流冰面（m） 0.75 0.5 0.25
注：无铰拱的拱脚可被设计洪水淹没，但不宜超过拱圈高度的 2/3，且拱顶底面至计算水位的净高不得小于1.0 m。
4）桥梁纵坡布置。桥梁标高确定后，就可根据两端桥头的地形和线路要求来设计桥梁的纵断面线形。按照?公路工程技术标准?（JTG B01-2003）规定，公路桥梁的桥上纵坡不宜大于4%，桥头引道纵坡不宜大于5%；位于市镇混合交通繁忙处，桥上纵坡和桥头引道纵坡均不得大于3%，桥头两端引道线型应与桥上线形相配合。
⑵桥梁横断面设计(cross-sectional design of bridge)
桥梁横断面的设计，主要是决定桥面的宽度和桥跨结构横截面的布置。桥面宽度由行车和行人的交通需要决定。桥面净空应符合?桥规?(JTG D60)第3.3.1条公路建筑限界的规定，在规定的限界内，不得有任何结构部件等侵入。在选择车道宽度、中间带宽度和路肩宽度及其一般值和最小值时，应首先考虑与桥梁相连的公路路段的路基宽度，保持桥面净宽与路肩
同宽，使桥梁与公路更好地衔接，公路上的车辆可维持原速通过桥梁，满足车辆在公路上无障碍地行驶的现代交通最基本的要求。
行车道宽度为车道数乘以车道宽度，车道宽度与设计车速有关，车速越高，车道宽度越大，其值在3.75m～3m之间，应满足前述规范的要求。自行车道和人行道的设置，应根据需要而定，与前后路线布置协调。一个自行车道的宽度为1.0m，单独设置自行车道时，一般不宜小于两个自行车道的宽度。人行道的宽度一般为0.75m 或1.0m，大于1.0m 时，按0.5m 的级差增加。高速公路上的桥梁，不宜设人行道。漫水桥和过水路面可不设人行道。
高速公路、一级公路上的桥梁必须设置护栏。二、三、四级公路上特大、大、中桥应设护栏或栏杆和安全带，小桥和涵洞可仅设缘石或栏杆。不设人行道的漫水桥和过水路面应设护栏或栏杆。
在弯道上的桥梁应按路线要求予以加宽。
⑶桥梁平面布置(plane arrangement of bridge)
桥梁及桥头引道的线形应与路线布设相互协调，各项技术指标应符合路线布设的规定。高速公路和一级公路上行车速度快，桥梁与道路衔接必须舒顺才能满足行车要求，因此，高速公路、一级公路上的各类桥梁除特殊大桥外，其布设应满足路线总体布设的要求。高速公路、一级公路上的特殊大桥，以及二、三、四级公路上的大、中桥线形，一般为直线。
从桥下泄洪要求及桥梁安全角度考虑，桥梁纵轴线应尽可能与洪水主流流向正交。对通航河流上的桥梁，为保证航行安全，通航河道的主流应与桥梁纵轴线正交。当斜交不能避免时，交角不宜大于5o；当交角大于5o时，应增大通航孔跨径。对于一般小桥，为了改善路线线形，或城市桥梁受原有街道的制约时，也允许修建斜交桥，但从桥梁本身的经济性和施工方便来说，斜交角通常不宜大于45o。
1．2．2 桥梁设计程序(design procedure of bridge)简介
桥梁设计是一个分阶段、循序渐进的工作过程。根据国家基本建设程序要求，我国大型桥梁的桥梁设计程序分为前期工作和设计阶段（见图1.21）。前期工作包括编制预可行性研究报告和可行性研究报告；设计阶段按“三阶段设计”进行，即初步设计(preliminary design)、技术设计(technical design)与施工图设计（Constructional drawing design/execution design）。各阶段的设计目的、内容、要求和深度均不同，分述如下。
1．预可行性研究报告的编制
此阶段简称为“预可”阶段。预可行性研究报告是在工程可行的基础上，着重研究建设上的必要性和经济上的合理性，解决要不要修建桥梁的问题。对于区域性桥梁，应通过对准备建桥地点附近的渡口车辆流量调查，并从发展的观点以及桥梁修建后可能引入的车流，科学分析和确定通过桥梁的可能车流量，论证工程的必要性。
在预可行性研究报告中，应编制几个可能的桥型方案，对工程造价、投资回报、社会效益、政治意义和国防意义等进行分析，论述经济上的合理性，并对资金来源有所设想。
设计方将预可行性研究报告交业主后，由业主据此编制“项目建议书”报主管上级审批。
2．可行性研究报告的编制
此阶段简称为“工可”阶段。“工可”阶段与“预可”阶段的内容和目的基本一致，只是研究的深度不同，可行性研究报告是在预可行性研究报告审批后，着重研究工程上和投资上的可行性。
在本阶段，要研究和制定桥梁的技术标准，包括设计荷载、允许车速、桥梁坡度和曲线半径等，同时，还应与河道、航运、城市规划等部门共同研究和协商来确定相关技术标准。
在“工可”阶段，应提出多个桥型方案，并按交通部?公路建设工程投资估算编制办法?估算造价，对资金来源和投资回报等问题应基本落实。
设计阶段 建设程序
图1.21 设计阶段与建设程序关系图
3．初步设计
可行性研究报告批复后，即可进行初步设计。在本阶段要进一步开展水文、勘测工作，以获取更详细的水文资料、地形图和工程地质资料。在初步设计阶段，应拟定桥梁结构的主要尺寸、估算工程数量和主要材料的用量、提出施工方案的意见和编制设计概算。初步设计的概算成为控制建设项目投资的依据。
初步设计的目的是确定设计方案，应拟定几个桥式方案，综合分析每个方案的优缺点，通过对每个方案的主要材料用量、总造价、劳动力数量、工期、施工难易程度、养护费用等各种技术经济指标以及美观性进行比较，选定一个最佳的推荐方案，报建设单位审批。
4．技术设计
技术设计的主要内容是对选定的桥式方案中重大、复杂的技术问题通过科学试验、专题研究、加深勘探调查及分析比较，进一步完善批复的桥型方案的总体和细部各种技术问题，提出详尽的设计图纸，包括结构断面、配筋、细节处理、材料清单及工程量等，并修正工程概算。
5．施工图设计
施工图设计是在批复的技术设计（三阶段设计时）或初步设计（二阶段设计时）所有技术文件基础之上，进一步进行具体设计。此阶段工作包括详细的结构分析计算、配筋计算、验算并确保各构件强度、刚度、稳定和裂缝等各种技术指标满足规范要求、绘制施工详图、编制施工组织设计和施工图预算。
目前，国内一般的（常规的）桥梁采用二阶段设计，即初步设计和施工图设计；对于技术上复杂的特大桥、互通式立交或新型桥梁结构，需增加技术设计，即三阶段设计；对于技术简单、方案明确的小桥，也可采用一阶段设计，即施工图设计。
1．2．3 桥梁建筑造型与美学
1．概述
桥梁作为人类建造的结构物，不仅具有交通功能，而且能满足人们到达彼岸的心理希望，同时也是生活环境中使人印象深刻的标志性结构物，常常成为审美的对象和文化的遗产，因此，对桥梁造型的美学要求——即桥梁结构本身的协调和和谐以及桥梁和周围环境的协调，从而给人们美的享受——应是桥梁设计中必须考虑的主要因素。
桥梁建筑空间形态一般称为形体。当人们接近一个卓越的桥梁建筑时，由于其结构形体的引发而使人产生感动和联想，我们把创造具有这种艺术感染力的建筑结构形体称为建筑造型，把获得这种建筑造型的工作过程称为建筑造型设计。
下面将简要介绍桥梁建筑造型设计有关美的法则。
2．桥梁建筑造型美的法则
⑴协调与统一
协调与统一，主要指两方面。其一是桥梁与桥位处的自然景观和附近的人工建筑物一起，处在人们的生活空间中，故要求桥梁建筑造型要达到与环境的协调；其二是桥梁建筑本身由若干部分组成，其各自功能和造型不同，这种差异和变化，必然在和谐和秩序中得到有机统一，否则不是呆板单调，便是杂乱无章，唤不起人们的美感。
桥梁建筑环境设计，不是装饰自然，而是希望桥梁建筑同周围自然景色一起发挥作用。一般采用的手法有，①隐蔽法，即尽可能做到藏桥于景中。此法主要用于山区或风景区的小跨径桥梁。②融合法，此法是使桥梁构成新环境一个要素，组合于周围总体景观和环境的画面中。融合法是常用的方法。③强调法，这是一种突出桥梁建筑，使其成为景观主体的手法，一些城市跨越江河的大桥或特大桥往往属于此类。
桥梁结构造型统一，首先要注意各结构部分的协调统一。一般来说，要避免不同结构体系混杂使用，主桥和引桥应是相一致或相近的体系，下部桥墩造型力求简单划一，以免显得杂乱无章。
⑵主从与重点
桥梁建筑从功能特点考虑有主体和附属之分，而从结构受力体系来说，有主要受力构件和次要受力构件之分。主桥与引桥、主孔与边孔、主体与附属存在主从差异，这种差异与对立，使桥梁建筑形成一个完整协调的有机整体。
桥梁的主从首先从布孔上考虑。如果一座桥梁有主孔与边孔之分，则主孔不仅跨径大，标高高，而且有时为了适应大跨而采用不同的结构形式，突出了主孔位置和造型，视觉重点突出引人注意，从而获得主从分明的效果。
斜拉桥、悬索桥的结构图形简洁，主塔将竖向及斜向心理引诱线引向塔顶，形成人们瞩目的重要部位，突出了高耸挺拔气势夺人的塔作为主体的主导地位，配以轻柔的拉索、无限
延伸的水平加劲梁，视觉上主从分明，构成了索结构桥型所独有的形态和美感。
⑶对称与均衡
对称是指以某一线为中轴线，左右、前后或上下两侧建筑同形同量。对称桥梁建筑造型是最常见的表现形式，以桥梁中线为对称轴，桥梁结构对称，孔数相同，跨度及结构尺度均对称。对称的造型统一感好，规律性强，易使人产生庄严、整齐的美感，同时也能照顾到简化施工、降低造价的要求。
均衡则是在非对称的构图中，以不等的距离形成力量（体量）的平衡感。均衡具有变化的美，其结构特点是生动活泼，有动感。有些桥梁受地形、河流主航道、主河槽的影响采用不了对称布置，布孔不对称或结构形式不对称。对于布孔的不对称情况，为了达到造型上的均衡性，可采用斜塔、疏密与长度不等的拉索和大小相差悬殊的跨径来调整布孔上的不对称而达到均衡的目的，从而使桥梁从构造、功能和景观得到协调一致的处理。结构的非对称造型处理得当，有时也会产生令人难以料想的效果。
⑷比例与尺度
比例是表现桥梁建筑物各部分数量关系之比，是相对的，不涉及到具体尺寸，它包括三个方面的内容：一是桥梁结构各部分本身的三维尺寸的关系；二是桥梁结构整体与局部或局部与局部之间的三维尺寸关系；三是桥梁结构实体部分与空间部分的比例关系，也称为虚实比例关系。
桥梁建筑中各部分尺寸比，主要服从于结构刚度、变形和经济要求，但需使人们从视觉上获得协调匀称及满意的感受；主梁实体部分与桥下空间部分的比例关系是虚实比例关系，当桥下净空或桥面标高要求固定的情况下，可通过调节跨度，进而增加或减少梁高，使桥梁的虚实透视存在一个最佳的比例。
与比例不同，尺度涉及到真实尺寸的大小，但是一般又不是指要素真实尺寸的大小，而是指建筑要素给人感觉上的大小印象和实际大小之间的关系。如果两者一致，则建筑形象正确地反映了建筑物的真实大小，如果不一致，则表明建筑形象歪曲了建筑物的真实大小，通常称为建筑物失掉了应有的尺度感。
比例和尺度是密切相关的建筑造型特征，如果一座桥梁某些部位的尺度不当或比例失调，都会影响它的整体形象，只有各部的比例和尺度达到匀称和协调，才能构成优美形象。
⑸稳定与动势
安全稳定是对桥梁建筑最基本的使用要求，同时桥梁建筑必须给人以稳定可靠的感觉，即使在力学上是充分安全合理，如果给使用者以不安全感觉，就不可能让人感受到其造型之美。所以，只有使人在直观上能感受到桥梁的强度和稳定性时，形式美和功能美才得以在人的心理上产生统一。
桥梁是一个承重结构，人们首要的心理活动是通过视觉看出它是如何承受荷载的，荷载是如何传递的，简洁的承载和传力结构，会形成一个紧凑严密、蕴藏着巨大力量的结构物，任何一座设计合理、造型优美的桥梁都会显示出安静、自信、坚固的形象，给人一种坚定、不可动摇的稳定感。
人们观赏桥梁结构物是多视角的。在桥上高速行驶的车或移动的人，由于视点的变化，使观看到的实际桥梁建筑形象有规律地变化仿佛是桥梁在运动，给人一种动感；当人们在桥外沿着桥梁水平方向目视多跨桥梁，由于其跨越方向的延伸长度要比宽度和高度大得多，自然就会感到桥梁结构上的强烈运动延伸的动势。此外，拱桥外形在纵向与竖向的起伏变化，以及弯桥在水平面的弯延变化，均会给人以深刻的感受。
⑹韵律与节奏
韵律与节奏是重要的造型手法，设计者可将桥梁构成一个系统的整体，通过有规律的重复或有秩序的变化形成韵律和节奏，激发人们的美感。几乎所有的桥梁结构都具有韵律和节
奏的因素，从栏杆设计到灯柱的布置，从结构细部到分孔规律，一般都蕴涵着韵律和节奏的效果。
桥梁建筑韵律形式主要有连续韵律和变韵律。连续韵律为桥梁建筑部分重复连续出现，例如等跨连续拱桥，由于其曲线的造型成动态的趋势、虚实的交替，可以形成强烈的韵律感；变韵律则是连续的部分按一定的秩序变化，逐渐加长或缩短，变宽或变窄，变密或变蔬等，大跨拱桥上腹拱的变化即是一种渐变韵律，多孔拱桥的重复又形成连续的韵律，形成一种韵律美。某些多跨桥梁，各孔跨径和桥下净高以中孔最大，向两边渐小，形成规律性变化，通过渐变韵律的美学表现，收到赏心悦目的效果。
范文四：完整的桥梁设计
摘 要
本设计上部结构采用装配式混凝土简支T型梁桥，标准跨径为30m，梁高为
1.76m。本文主要阐述了桥梁细部尺寸的拟定、主梁内力的计算、弯矩及剪力效应组合计算、配筋及验算、梁跨中裂缝宽度与挠度的验算、行车道板的内力计算及配筋。主要涉及的方法有：用“G-M”法计算跨中横向分布系数及横隔梁的弯矩，用杠杆原理法计算梁端剪力横向分布系数及横隔梁的剪力。 关键词：简支梁桥;荷载;行车道板;配筋
目 录
1 桥梁设计 .................................................. 4 1.1 概述 .................................................................................................................... 4
1. 1.1 桥梁的形式.................................................................................................. 4 1.1.2 桥梁的组成................................................................................................... 4 1.1.3 桥梁设计的原则........................................................................................... 5 1.1.4 桥梁设计的一般规定................................................................................. 5 1.2 桥面布置与构造 ................................................................................................ 5 1.2.1 桥面铺装....................................................................................................... 5 1.2.2 桥面排水设计............................................................................................... 6 1.2.3 人行道设计要求........................................................................................... 6 1.2.4 栏杆设计..................................................................................................... 6 1.3 概况...................................................................................................................... 6 1.3.1 工程概况....................................................................................................... 6 1.3.2 自然地理特征............................................................................................... 6 2 装配式钢筋混凝土简支T梁桥设计 ............................... 8 2.1 设计资料.............................................................................................................. 8 2.2 主梁内力计算：.................................................................................................. 8 2.2.1 用杠杆原理法计算支点横向分布系数....................................................... 8 2.2.2 用G---M法计算跨中横向分布系数 ........................................................ 10 2.2.3 永久作用内力计算..................................................................................... 14 2.2.4 可变作用内力计算..................................................................................... 15 2.3 内力效应组合.................................................................................................... 23 2.3.1 弯矩效应组合：......................................................................................... 23 2.3.2剪力效应组合：.......................................................................................... 24 2.4 主梁配筋计算.................................................................................................... 26 2.4.1 已知设计数据及要求：............................................................................. 26 2.4.2 跨中截面的纵向受拉钢筋计算................................................................. 26 2.4.3 腹筋设计：................................................................................................. 28 2.4.4 斜截面抗剪承载能力复核：..................................................................... 35 2.5 梁跨中裂缝宽度与挠度的验算：.................................................................... 36 2.5.1 梁跨中裂缝验算......................................................................................... 36 2.5.2 梁跨中挠度的验算：................................................................................. 37 2.6 横隔梁内力计算................................................................................................ 40 2.6.1 计算跨中横格梁的弯矩影响线坐标......................................................... 40 2.6.2 横隔梁配筋................................................................................................. 42 2.7 行车道板计算.................................................................................................... 42 2.7.1 永久作用及其内力（................................................................................. 42 2.7.2 可变作用产生的内力................................................................................. 43 2.7.3 作用组合：................................................................................................. 43
致谢 ........................................................44 主要参考文献.................................................45
1 桥梁设计
1.1 概述
1. 1.1 桥梁的形式
(1)桥梁可分为四大类型：梁桥、板桥、索桥（吊桥）和浮桥。 (2)桥梁的基本结构体系有三种：梁式桥、拱式桥和索式桥。
(3)混凝土梁桥按承重结构的静力体系可划分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥。
(4)混凝土简支梁按建筑材料分为钢筋混凝土梁、预应力混凝土梁、部分预应力混凝土梁等；按承重结构的横截面形式可分为板桥、肋梁桥和箱型梁桥；按施工工艺可分为整体式和装配式两大类。
(5)桥梁按建设规模分为特大桥、大桥、中桥、小桥和涵洞。具体分类标准见下表所示：
桥梁涵洞分类 表1
1.1.2 桥梁的组成
(1)桥墩：处于相邻两桥孔之间支承上部结构并将荷载传到地基上的构造物。 (2)桥台：在岸边或桥孔近端与路堤连接处、支承桥梁上部结构并将荷载传到地基上的构造物。
(3)支座：设置在桥梁上、下部结构之间的传力和连接装置。 (4)主桥：跨越主要障碍物（如大江、大河）的桥跨。
(5)引桥：将主桥和路堤以合理的坡度连接起来的这部分桥梁。
1.1.3 桥梁设计的原则
(1)桥梁设计包括平面设计、纵断面设计和横断面设计三大部分。 (2)桥梁设计应遵循以下基本原则
①安全可靠：设计好导流设施，防止桥梁基础底部被高度冲刷； ②适用耐久：满足当前与今后交通量的需求； ③经济合理：因地制宜、就地取材和方便施工； ④技术先进：采用新材料、新技术和新工艺；
⑤美观大方:结构简练，空间比例和谐，与周围环境协调； ⑥环境保护与可持续发展。 1.1.4 桥梁设计的一般规定
(1)桥梁设计方案比选主要包括桥位方案比选和桥型方案比选。其中桥位方案比选
是在研究阶段完成，至少选择两个桥位进行比选；桥型方案比选在初步设计阶段或技术设计阶段进行，至少选择三个桥型进行比选。
(2)桥梁的净空高度首先必须满足流水净空要求；对于有通航孔和桥下通车的立交孔还应满足通航或立交净空要求。我国《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）对各级公路净空高度作出规定，高速公路和一级、二级公路为5.0m，三级和四级公路为4.5m。 1.2 桥面布置与构造 1.2.1 桥面铺装
(1) 桥面铺装的作用
桥面铺装直接承受车辆轮压的作用，既是保护层，是受力层，主要是保护行车道板或主要承重结构不直接承受轮载的磨耗以及雨雪和大自然的侵蚀，并具有均匀分布车轮集中荷载和作用。[3]
(2) 桥面铺装的类型和要求
桥面铺装根据材料的不同可分为沥青表面处置、沥青混凝土和水泥混凝土等类型。
《桥规》规定：高速公路和一级公路的特大桥和大桥的桥面铺装采用沥青混凝土桥面铺装，其厚度≥70mm；二级及二级以下的公路铺装厚度≥50mm；水泥混凝土桥面铺装厚度≥80mm，混凝土强度不宜低于C40。 1.2.2 桥面排水设计
(1)桥面排水主要分为横向排水和纵向排水。通常当桥面纵坡大于2%而桥长小于50m时，可以不设泄水管，当桥面纵坡大于2%而桥长大于50m时，每隔12～15m设置一个泄水管。
(2)《桥规》规定，桥面纵坡不宜大于4%，引桥纵坡不宜大于5%；桥面横坡一般采用1.5%～3%。 1.2.3 人行道设计要求
我国每条人行道宽度取0.75m或1.00m，其通行能力均为800～1000人/h，大于1.00m时按0.5m的倍数增加，其高度至少高出行车道0.2～0.25m。同时人行道板有1.5%的坡度坡向行车道板。 1.2.4 栏杆设计
栏杆在设计时既要考虑车辆和行人安全过桥，又要考虑造型的美观。公路与城市道路桥梁上的栏杆高度不得小于1.10m。同时车道边缘至栏杆内边缘之间的安全距离不小于250mm。
1.3 概况 1.3.1 工程概况
本设计为河南省濮阳市南新三级公路新建濮水桥。该项目是濮阳市与高速公路的重要连接点，是濮阳市城区规划的一条重要的桥梁，对拉大城市框架，发展城市外围新区，完善城市功能有着重要的作用。 1.3.2 自然地理特征
地形、地貌
本项目分布在华北地内，以广阔的平原为主，也包括一部分波状起伏的岗地及倾斜较小的坡地，海拔在100米左右。组成岩性多为第三系和第四系河湖沉积物。
气象、气候
濮阳地处亚热带向温带的过渡带，属于典型的大陆性季风型气候，阳光充足，热量丰富，雨量充沛，四季分明。历年平均气温14.4oC 15.7oC之间，平均降水量701.8mm—1158mm之间。
地质情况
本项目地质为第四系变质岩和沉积岩及火山岩等组成的坚硬—半坚硬工程地质岩体，岩体的工程地质条件和结构面组成的结构形式支配。
2 装配式钢筋混凝土简支T梁桥设计
2.1 设计资料
桥面净空：净9+2×1.5m
2
设计荷载：汽车“公路—Ⅱ级，人群荷载：3kN/ m 材料：主筋：HRB400，构造筋：HRB335;HRB235 混凝土：
桥面铺装：C30， 主 梁：C50 柱 :C25
钢筋混凝土重度：r=25
结构尺寸：如图1所示
主梁：
计算跨径：L=2950cm 全 长： L=2996cm 人行道、栏杆每延米（两侧）重5.0kN/m（为每片主梁分到的值）。
图1 装配式T梁纵、横截面 （尺寸单位:cm）
2.2 主梁内力计算：
计算1.2.3号主梁在汽车、人群荷载作用下的横向分布系数。 2.2.1 用杠杆原理法计算支点横向分布系数 (1)杠杆原理法计算横向分布系数如图2所示：
图2按杠杆原理法计算横向分布系数（尺寸单位:cm）
①1号梁
车辆荷载 maxA1q=
maxA1r=
Pq2
1?1019?0
+ ?Pq=
2?2102?10
∑
?ηq=
0.47P 6q
人群荷载 ∴②2号梁
1P.o5r
1 .
moq=0.746
m
or
=
车辆荷载 maxA1q=人群荷载 maxA1r= ∴
moq=0.762
∑
Pq2
?ηq=
1?300
++1
2?2108?0?Pq=2?10
0.7P6 q2
mor=0
③3号梁
车辆荷载maxA1q=
∑
Pq2
?ηq=
1?30080?
+1+ ?Pq=0.762Pq 2?210210?
A1r=人群荷载 max
∴
moq=0.762
m
or
=
2.2.2 用G---M法计算跨中横向分布系数 主梁比拟单宽抗弯惯矩：
Jx=
Ixb=
16823840
210
=80114cm/cm
4
确定有效宽度λ时，横隔梁长度取两边主梁轴线的距离，
l'=4?b=4?210=840.cm∴c
l'=352840
=0.419
c
查表可得：l'
λ=0.0.419时，
c
=0.49
λ=0.49?325=172.48cm
横隔梁重心位置ay
2?172.48?11?ay=
11
2?172.48?11+16?135
+16?135?
135=28.0cm
所以横隔梁抗弯惯矩：
11??
Iy=?2?172.48?11+2?172.48?11? 28-?+
122??
3
1
2
?135?34?16?135+16?135? -28?=8609898cm12?2?
1
2
横隔梁比拟单宽抗弯惯矩：
Jy=
Iyb=
8609898720
=11958cm/cm
4
主梁和横隔梁的抗扭惯矩：
主梁一般的平均厚度：h=
(8+14)
2
=11cm
b
t
=18/(176-11)=0.109时，查表c=0.31
3
3
4
'=cbt=0.31?(176-11)?18=298307cm则：ITx
对于横隔梁梁肋：
bt
=16/(135-11)=0.129时，查表c=0.306
3
3
4
'=cbt=0.306?(135-11)?16=155419cm则：ITy
JTx+JTx=
13h1+
2
13
'+ITx+
13
'ITy
所以
=
13
?11+
3
298307210
155419720
=2081cm/cm
4
计算参数θ和
α
B＝
5?2102＝525cm=θ=
=0.286
α=
G
JTx+JTy=
=0.01429
∴==0.1195
影响系数K1和K0的值 表3
用内插法求实际梁位处的k1和k0值，实际梁位与表列梁位关系图如下，
图3 梁位关系图 (尺寸单位:cm)
对于①号梁：k'=k3+ kB-k3??BB
4
?
4
?1050?
78.75
=0.2kB+0.8k3
4
B
对于②号梁：k'=k1+ k1-k1??BBB
4
??
24
?10508
=0.6k1+0.4k1
2B
4B
对于③号梁： k'=k'
各梁荷载横向分布系数 表3
图4按GM法计算荷载横向分布系数（尺寸单位cm）
对于1号梁横汽车荷载：moq=
∑η
2
q
=
12
(0.530+0.377+0.272+0.120)=0.650
人群荷载：moc=ηr=0.639
对于2号梁横向分布系数： 汽车荷载：moq=
∑η
2
q
=
12
(0.366+0.292+0.244+0.168)=0.535
人群荷载：moc=ηr=0.412对于3号梁横向分布系数： 汽车荷载：moq=
∑η
2
q
=
12
(0.190+0.205+0.217+0.218)=0.415
人群荷载：moc=ηr=0.356
2.2.3 永久作用内力计算 (1)恒载集度：
主梁：
???0.0.08+0.14?g1= 0.18?1.76+ 2.1-0.18()???25=13.2kN/m 2????
横隔梁：
对于边主梁：
??0.08+0.14?2.10-0.18?1.35-()?()?0.16?5?25????22????
29.5
g2=
=0.81kN/m
对于中主梁
g1=2?0.81=1.62kN/m
2
桥面铺装层：
1??0.02?9.00?25+(0.06+0.1275)?9.00?25??2??g3==5.12kN/m
5
人行道、栏杆每延米（两侧）重
5.0kN/m,每片梁的荷载集度为g4=5.0?
2
25
=2.00kN/m
作用于边主梁全部恒载g为：
g=13.2+0.81+5.12+2=21.13kN/m
作用于中主梁全部恒载g为：
g=13.2+1.62+5.12+2=21.94kN/m
'
(2)各计算截面的剪力和弯矩值列于下表
中主梁的剪力和弯矩值 表5
2.2.4 可变作用内力计算
（1）1号梁荷载横向分布系数汇总
计算公路——Ⅱ级荷载的跨中弯矩 f1=
=
=2.961
根据《公路桥涵通用设计规范》（JTG D60—2004），当1.5Hz≤f≤14Hz时，
μ=0.1767lnf-0.015=7
∴1+μ=1.176
0.176
ξ=1,双车道不折减。
对于公路Ⅱ级：
qk＝10.5kN/m?0.75=7.875kN/m;29.5-5??Pk=180 1+??0.75=208.5kN/m
50-5??
①．计算跨中截面荷载的弯矩和剪力
w=
18l=
2
18
?29.5=108.78m;y=
，q
22
l4
=
29.54
=7.375
车道跨中弯矩：Ml
=(1+μ)ξmcq(pkyk+qkw)
=1.176?1?0.65?(7.875?108.78+208.5?7.375)kN?m =1830.23kN?m
人群跨中弯矩：Ml
2，r
=(1+μ)ξmcq(pkyk+qkw)
=0.639?(3.0?1.5)?108.78kNm=321.80kNm
计算跨中截面车道活载最大剪力：
w=
12?12
?29.5?0.5=3.688m;y=0.5
2
汽车作用跨中产生的剪力：Q1
2，q
=1.176?1?0.65?(7.875?3.688+208.5?0.5?1.2)=117.83kN
图6跨中弯矩和剪力影响线图（尺寸单位m）
人群作用跨中产生的剪力：Q1
2，r
=0.639?(3?1.5)?3.688=10.60kN
②，计算14截面荷载的弯矩和剪力
w=
332
l=81.59m;y=
4，q
2
2
3l16
=5.53m
l4弯矩：Ml
=(1+μ)ξmcq(pkyk+qky)
=1.176?1?0.65?(7.875?81.59+208.5?5.531)=1372.66kNm
人群l4弯矩：Ml
4，r
=(1+μ)ξmcq(pkyk+qky)
=0.639?(3.0?1.5)?81.59kN?m=234.61kN?m
图7 1/4截面弯矩和剪力影响线图（尺寸单位m
剪力计算：
w=
12?34l?34
=8.297m;y=
2
34
m
汽车作用Q1
4
14
截面产生的剪力
，q
3??
=1.176?1?0.65? 7.875?8.297+208.5??1.2?
4??=193.39kN
截面产生的剪力：
人群作用Q1
4
14
，r
=0.639?(3?1.5)?8.297=23.86kN
③．计算支点截面的剪力
图8 支点剪力计算图 (尺寸单位:m)
横向分布系数变化区段长度
a=
12
?29.5-7.2=7.55m
w=
12
l?1=
12
?29.5?1=14.75m;y=1m
2
汽车作用支点截面产生的剪力：
Q0，r=1.176?1?0.476?(7.875?14.75+1.2?208.5?1)+?Q
=205.08kN+?Q0，q
-
0，
q
1?（29.5-
1
y=
29.5
?7.55）
=0.915且mo<>
?7.55?
?Q0，q=1.176?1???（0.476-0.65）?7.875?0.915+(0.476-0.65)?1.2?208.5?1?
?2?
=-56.76kN
Q0，r=205.08kN-56.76kN=148.32kN 人群作用支点截面产生的剪力：Qo，r=mc?p?ω+r=0.63?（93?=55.7kN9
a2
-
(
mo-)mc?pyr
7.55
1+5?（1-039）.5?（3.?6
2
）?
1kN.5
0.915
）1?.5
（2）2号梁荷载横向分布系数汇总
f1=
=
=2.907
根据《公路桥涵通用设计规范》（JTG D60—2004），当1.5Hz≤f≤14Hz时，
μ=0.1767lnf-0.0157=0.173
∴1+μ=1.173
ξ=1,双车道不折减。
对于公路Ⅱ级：
qk＝10.5kN/m?0.75=7.875kN/m;29.5-5??
Pk=180 1+??0.75=208.5kN/m
50-5??
①计算跨中截面荷载的弯矩和剪力
w0=
18l=
2
18
?29.5=108.78m;y0=
2，q
22
l4
=
29.54
=7.375
车道跨中弯矩：Ml
=(1+μ)ξmcq(pkyk+qkw)
=1.173?1?0.535?(7.875?108.78+208.5?7.375)kN?m=1502.57kN?m
人群跨中弯矩：Ml
2，r
=(1+μ)ξmcq(pkyk+qkw)
=0.412?(3.0?1.5)?108.78kNm=201.68kNm
2
计算跨中截面车道活载最大剪力：
w=
12?12
?29.5?0.5=3.688m;y=0.5
汽车作用跨中产生的剪力：Q1
2，q
=1.173?1?0.535?(7.875?3.688+208.5?0.5?1.2)=96.73kN
人群作用跨中产生的剪力：Q1
2r
=0.412?(3?1.5)?3.688=6.84kN
②，计算14截面荷载的弯矩和剪力
w=
332
l=81.59m;y=
，q
2
2
3l16
=5.53m
l4弯矩：Ml
=(1+μ)ξmcq(pkyk+qky)
=1.173?1?0.535?(7.875?81.59+208.5?5.531)kN=1271.66kNm
人群l4弯矩：Ml
4，r
=(1+μ)ξmcq(pkyk+qky)
=0.412?(3.0?1.5)?81.59kN?m=151.27kN?m
剪力计算：
w=
12?34l?34
=8.297m;y=
2
34
m
汽车作用Q1
4
14
截面产生的剪力
，q
3??
=1.173?1?0.535? 7.875?8.297+208.5??1.2?
4??=158.77kN
截面产生的剪力：
人群作用Q1
4
14
，r
=0.412?(3?1.5)?8.298=15.38kN
③．计算支点截面的剪力
横向分布系数变化区段长度
a=
12
?29.5-7.2=7.55ml?1=
12
2
w=
12
?29.5?1=14.75m;y=1m
汽车作用支点截面产生的剪力：
Q0，r=1.173?1?0.535?(7.875?14.75+1.2?208.5?1)+?Q0，q
=229.91kN+?Q0，q
-
1?（29.5-
1
y=
29.5
?7.55）
=0.915且mo>mc
?7.55?
?Q0，q=1.173?1???（0.762-0.535）?7.875?0.915+(0.762-0.535)?1.2?208.5?1?
?2?
=73.86kN
Q0，r=205.08kN-56.76kN=303.77kN
人群作用支点截面产生的剪力：Qo，r=mc?pr?ω+
a2
-
(mo-mc)pr?y
7.552
?（0-0.412）?（3?1.5）?0.915kN
=0.412?（3?1.5）?14.75+=20.94kN
（3）3号梁荷载横向分布系数汇总
f1=
=
=2.907
根据《公路桥涵通用设计规范》（JTG D60—2004），当1.5Hz≤f≤14Hz时，
μ=0.1767lnf-0.0157=0.173
∴1+μ=1.173
ξ=1,双车道不折减。
对于公路Ⅱ级：
qk＝10.5kN/m?0.75=7.875kN/m;29.5-5??Pk=180 1+??0.75=208.5kN/m
50-5??
①．计算跨中截面荷载的弯矩和剪力
w=
18l=
2
18
?29.5=108.78m;y=
22
l4
=
29.54
=7.375
车道跨中弯矩：Ml
2，q
=(1+μ)ξmcq(pkyk+qkw)
=1.173?1?0.415?(7.875?108.78+208.5?7.375)kN?m=1165.54kN?m
人群跨中弯矩：Ml
2，r
=(1+μ)ξmcq(pkyk+qkw)
=0.356?(3.0?1.5)?108.78kNm=174.27kNm
计算跨中截面车道活载最大剪力：
w=
12?12
?29.5?0.5=3.688m;y=0.5
2
汽车作用跨中产生的剪力：Q1
2，q
=1.173?1?0.415?(7.875?3.688+208.5?0.5?1.2)=75.03kN
人群作用跨中产生的剪力：Q1
2r
=0.0.356?(3?1.5)?3.688=5.91kN
②，计算14截面荷载的弯矩和剪力
w=
332
l=81.59m;y=
4，q
2
2
3l16
=5.53m
l4弯矩：Ml
=(1+μ)ξmcq(pkyk+qky)
=1.173?1?0.415?(7.875?81.59+208.5?5.531)kNm=986.43kNm
人群l4弯矩：Ml
4，r
=(1+μ)ξmcq(pkyk+qky)
=0.356?(3.0?1.5)?81.59kN?m=130.71kN?m
剪力计算
w=
12?34l?34
=8.297m;y=14
2
34
m
汽车作用Q1
4
截面产生的剪力
，q
3??
=1.173?1?0.415? 7.875?8.297+208.5??1.2?
4??=123.15kN
人群作用
14
截面产生的剪力：
Q1
4
，r
=0.356?(3?1.5)?8.298=13.29kN
③．计算支点截面的剪力
横向分布系数变化区段长度
a=
12
?29.5-7.2=7.55ml?1=
12
2
w=
12
?29.5?1=14.75m;y=1m
汽车作用支点截面产生的剪力：
Q0，r=1.173?1?0.415?(7.875?14.75+1.2?208.5?1)+?Q0，q
=178.34kN+?Q0，q
-
1?（29.5-
1
y=
29.5
?7.55）
=0.915且mo>mc
?7.55?
?Q0，q=1.173?1???（0.762-0.415）?7.875?0.915+(0.762-0.415)?1.2?208.5?1?
?2?
=112.91kN
Q0，r=178.34kN+112.91kN=303.77kN
人群作用支点截面产生的剪力：Qo，r=mc?pr?ω+
a2
-
(mo-mc)pr?y
7.552
?（0-0.356）?（3?1.5）?0.915kN
=0.356?（3?1.5）?14.75+=18.10kN
2.3 内力效应组合 2.3.1 弯矩效应组合：
基本组合：按<桥规>>4.1.6条规定永久作用效应与可变作用效应的分项系
数：
永久作用分项系数：γGi=1.2 汽车作用分项系数：γQ1=1.4 人群作用分项系数：γQj=1.4
注：γ0—桥梁结构重要性系数，取1.0
ψC—人群作用的组合系数，取0.8
2.3.2剪力效应组合：
剪力效应组合表 表10
注：γ0—桥梁结构重要性系数，取1.0
ψC—人群作用的组合系数，取
0.8
号
梁
号
梁
号梁
图9 效应组合设计值包络图
2.4 主梁配筋计算
2.4.1 已知设计数据及要求：
钢筋混凝土简支梁桥标准跨径30m，计算跨径29.5m，T形截面梁的尺寸如
图10所示。桥梁处于I类环境条件下，安全等级为二级。梁体采用C50混凝土，HRB400级钢筋，箍筋采用HRB235,直径8mm
简支梁控制截面的弯矩组合设计值和剪力组合设计值为：
跨中截面：M1/2=5680.94kN.m Vd,1/2=176.83kN
484.4k4N L/4跨截面：Md,1/2=4253.17kNm Vd,1/=4
支点截面：Md,0=0 Vd,0=
837.05kN
图10 30m钢筋混凝土简支梁尺寸（尺寸单位:mm）
2.4.2 跨中截面的纵向受拉钢筋计算
（1）T型截面梁受压翼板的有效厚度： bf' 翼板平均厚度hf'=(140+80)/2=110mm
bf1==L/3=1/329500=983.3mm
'
bf2=2100mm
'
bf3=b+2bh+12hf=180+2?0+12?110=1500mm
'
故取受压翼板的有效厚度为bf'=1500mm
(2)钢筋数量计算： 经查表得fcd=22.4Mpa
ξb=0.56 γ0=1.0
则弯矩计算值Mu=γ0Md=1?5680.94kN.m
采用焊接钢筋骨架，故设as=30+0.07?1760=153.2mm
则截面有效高度为：h0=1760-as=1760-153.2=1606.8mm
hf??110?
fcdbfhf h0-=22.4?1500?110?1606.8-?
2?2?? =5735.45kN.m>Mu(=5680.94kN.m)
?
? ?
故属于第一类T型截面 由式) Mu=fcdbfx(h0-x/2)
即：5680.94?106=22.4?1500x 1606.8-
??
x?? 2?
整理得：x1=108.94mm<>
将各已知值及x=108.94mm代入fcd?bf?x=fsd?As中 得：
As=
fcdbfxfsd
'
=
22.4?1500?108.92
330
=11090mm
2
现在选择钢筋为14φ32（11260mm2）截面面积
AS=11260mm
2
钢筋叠高层数为7层布置如图11所示
图11 截面配筋图（尺寸单位:mm）
混凝土保护层厚度C取32mm
钢筋净距：Sn=180-2?32-2?35.8=44.4mm>40mm及1.25d=1.25?32=40mm 故满足构造要求
下面进行截面复核： 由钢筋布置图可求得：
11260?(32+as=
711260
?35.8)
=157.3mm
则实际有效高度：h0=1760-157.3=1602.7mm
fcdbfh
''f
=22.4?1500?160=3.69kN
fsdAS=330?11260=3.72kN
''由于 fcdbfhf<>
fcd bx+fcdhf(bf-b)=fsdAS
'
'
22.4?180x+22.4?110?(1500-180)=330?11260
得：x=114.91mm
求正截面抗弯承载力：
Mu=fcd bx?h0-
x2+fcdh
'
f
(b
'f
-b)h
'f
h0-
hf2
'
=22.4?180?114.91?(1602.7-(1500-180)?110?(1602.7-
114.912)
)+22.4?
1102
=5749.80kN.m>M(=5680.94kN.m)
又ρ=
Asbh0
=
11260180?1602.7
=3.9%>ρmin=0.2%
故截面复核满足要求，设计安全。
2.4.3 腹筋设计：
（1）截面尺寸检查：
根据构造要求，梁最底钢筋通过支座，因为《公桥规》规定，在钢筋混凝土梁的支座处，应至少有两根钢筋并且不少于总数的1/5的下层受拉主钢筋通过。
支座截面有效高度为：
35.8??
H0=1760- 32+?=1710.1mm
2??
(0.51?10)?=(837.05kN
-3
180?1710.1=1110.07kN>γ0Vd,0
)
此时截面尺寸符合设计要求
（2）检验是否需要根据计算去配置箍筋
跨中段截面：
（0.51?10ftdbh0=(0.51?10)?1.83?180?1602.7=263.96kN
支座截面（： 0.51?10)ftdbh0=（0.51?10)?1.83?180?1710.1=281.65kN
因γ0Vd,1(=176.83kN)<><>
-3
-3
-3
-3-3
故可在两跨中的某长度范围内按构造配置箍筋 （3）计算剪力包络图分配
如图12所示剪力包络图中，支点处剪力计算V0=γ0Vd,0 跨中为V1/2=γ0Vd,0
跨
中
VX=γ0Vd.x=(0.5?10)ftdbh0=263.96kN
-3
的截面距跨中截面的距离可有剪力包络图按比例求得为：
l1=
L2
VX-V1?
2
V0-V12
2
=1475?
263.96-176.83837.05-12.83
=1947mm
在l1长度范围内可以按照构造配置箍筋
同时，根据《公桥规》在支座中心线向跨径长度方向不小于1倍梁高h=1760mm
范围内，
箍筋的最大间距为100mm
距支座中心线h的计算剪力值由包络图可以求得，为：
21
V
'
=
LV0-h(V0-V12)
L
=
129500?837.05-1760(837.05-176.83)
29500
=797.66kN
其中应由混凝土和箍筋承担的剪力计算值至少为0.6V'=478.60kN，应由弯起钢筋承担的剪力计算值最多为0.4V'=319.06kN 设置弯起钢筋的区段为长度为：
l1=(L/2-650)?256.2/(V-200.4)=(9750-650)?256.2/(640.4-200.4)=5298.6mm
(4)箍筋设计
采用直径为8mm的双肢箍筋，箍筋截面面积为：nASv1=2X50.3=100.6mm 在等截面钢筋混凝土简支梁中，箍筋尽量做到等间距布置。由《公桥规》根据国内外的有关实验资料，对于配有腹筋的钢筋混凝土梁斜截面抗剪承载力的计算采用半经验半理论的公式：
γ0Vd≤Vu=α1α2α3（0.45?10-3）bh0
?10-3)fsd∑Asbsinθs 和 ρsv=Asv/bsv
22-6
由上式可得：Sv=[α1α2(0.56?10)（2+0.6p
按上式设计箍筋，式中的斜截面内纵筋百分率p及截面有效高度h0可近似按支座截面 和跨中截面的平均值取用，计算如下：
跨中截面：p1/2=3.9>2.5 取2.5 h0=1602.7mm
支点截面：p0=1608/（180?1710.1）=0.52 h0=1710.1 mm
则平均值分别为：p=(2.5+0.52)/2=1.51 h0=(1602.7+1710.1)/2=1656mm 可得箍筋间距Sv：
SV=
α1α（0.56?10）(2+0.6?100.6?195?180?1656.43
797.66
2
22-32
=212mm
由《公桥规》的构造要求确定箍筋间距Sv
若箍筋间距计算值取Sv=200mm≤1/2 h0=880mm及400mm
箍筋配筋率ρsv=Asv/bsv=100.6/（180?200）=0.28%>0.18%(R235钢筋)满足规范规定。
综上述计算，在支座中心向跨径方向的1760mm范围内，设计箍筋间距Sv=100mm，然后至跨中截面统一的箍筋间距取Sv=200mm
(5)弯起钢筋及斜筋设计
设焊接钢筋骨架的架立筋（HRB335）为2φ22钢筋重心至受压翼板上缘距离为as=56mm
弯起钢筋的弯起角度为450，弯起钢筋末端与架立筋焊接，为了得到每对弯起钢筋分配到剪力由各排弯起钢筋的末端折点应落在前一排弯起钢筋弯起点的构造规定，来得到各排弯起钢筋的弯起点计算位置。首先计算弯起钢筋上下弯起点之间的垂直距离△hi如图13
所示：
图13 弯起钢筋细节图 （尺寸单位:mm）
现拟弯起N1----N6钢筋，将计算的各排弯起钢筋弯起点截面△hi以及至支座中心距离xi，分配的剪力Vsbi，所需的弯起钢筋面筋Asbi列入表1中
根据《公桥规》规定简支梁的第一排弯起钢筋（对支座而言）的末端弯折点应位于支座中心截面处，这时△hi为：
△h1=1760-[(32+1.5?35.8)+(43+25.1+35.8?0.5)]=1588mm
弯筋的弯起角为450，则第一排弯筋（2N6）的弯起点1距支座中心距离为1588mm
弯起钢筋与梁纵轴线交点1距离支座中心的距离为：
1588-[1760/2-(32+1.5?35.8)]=794mm 对于第二排弯起钢筋可得到：
△h2=1760-[(32+35.8?2.5)+(43+25.1+35.8?0.5)]=1553mm
第二排弯起钢筋（2N5）的弯起点2距离支座中心的距离为1588+1533=3141mm 分配到第二排弯起钢筋的计算剪力值Vsbi由几何关系得：
（7128+880-1588）/7128=Vsbi/319.06 得：Vsb2=287.37kN
所需提供弯起钢筋面筋Asb2为：
Asb2=
1333.33Vsb2fsdsin45
=1823mm
2
第二排弯起钢筋与梁轴线交点2距离支座中心距离为：
3141-[1760/2-(32+35.8?2.5)]=2383mm
其余各排弯起钢筋的计算方法与第二排计算方法相同 列于下表
7218+h/2=7218+880=8008mm，即在欲设置弯起钢筋区域长度之外，故暂不参加弯起钢筋的计算，下图以截断N1钢筋表示。但是在实际工程中，往往不截断而是弯起，以加强钢筋骨架施工时的刚度，弯起钢筋N6提供弯起面积小于截面所需的钢筋面积，因此需要在N6相同的弯起处加焊接斜筋2N10（2φ16），使得弯起钢筋面积，1609+402=2011>1823mm2满足要求。
按照计算剪力初步布置弯起钢筋如图
现在按照同时满足梁胯间各正截面和斜截面要求，确定弯起钢筋的弯起位置，由已知跨中截面弯矩计算值M1/2=γ0Md,1/2=5680.94kNm，支点中心处M0=γ0Md=0，做出梁的计算弯矩包络图如图14所示
支点
跨中
支座中心至1点处有效高度为h0=1710.1mm 则受压区高度为： x=
fsdAsfcdbf
??
=
330?160922.4?1500
=15.8mm
抗弯承载能力Mu=fsdAs h0-
x?
?=330?1609(1710.1-15.8/2)=903.3kN.m2?
同理可计算出1-2、 2-3等各处的抗弯承载力。列于下表：
钢筋弯起后相应各正截面抗弯承载能力 表12
的要求。
第一排弯起钢筋（2N6）
其充分利用点n的横坐标x=12223mm而2N6的弯起点1的横坐标x1=14750-1588=13162mm说明n点在1点的右边，且
x1-x=13162-12223=939mm>h0/2=1692.2/2=846.1mm满足要求。
其不需要点q的横坐标x=13527mm而N6与梁中轴线交点11的横坐标x1=14750-794=13956mm>x=13527mm亦满足要求。
第二排弯起钢筋（2N5）
其充分利用点m的横坐标x=10812mm而2N5的弯起点2的横坐标x2=13162-1553=11609mm说明m点在2点的右边，且
x2-x=11609-10812=797mm
需要调整
其不需要点n的横坐标x=12223mm而2N5与梁中轴线交点21的横坐标x2=14750-2383=12367>x=12223mm亦满足要求。
第三排弯起钢筋（2N4）
其充分利用点l的横坐标x=9244mm而2N4的弯起点3的横坐标x3=11609-1517=10092mm说明l点在3点的右边，且
x3-x=10092-9244=848mm>h0/2=1656.4/2=828.2mm满足要求。
其不需要点m的横坐标x=10812mm而2N4与梁中轴线交点31的横坐标x3=14750-3935=10815mm>x=10812mm亦满足要求。
第四排弯起钢筋（2N3）
其充分利用点k的横坐标x=7420mm而2N3的弯起点4的横坐标x4=910092-1481=8611mm说明k点在4点的右边，且
x4-x=5613.6-3449=2164.4mm>h0/2=1166.8/2=583.4mm满足要求。
其不需要点l的横坐标x=9244mm而2N3与梁中轴线交点41的横坐标x4=14750-5452mm>x=9298mm>9244mm亦满足要求。
第五排弯起钢筋（2N2）
其充分利用点j的横坐标x=5066mm而2N2的弯起点5的横坐标x5=8611-1445=7166mm说明j点在5点的右边，且
x5-x=7166-5066=2100mm>h0/2=1620.6/2=810.3mm满足要求。
其不需要点k的横坐标x=7420mm而2N2与梁中轴线交点51的横坐标x5=14750-6933=7817mm>x=7420mm亦满足要求。
由上述检查结果可知图9弯起钢筋弯起点初步位置满足要求
由2N2、2N3、2N4、2N5钢筋弯起点形成的抵抗弯矩图远大于弯矩包络图，故进一步调整上述弯起钢筋的弯起位置，在满足规范对弯起钢筋弯起点的要求前提下，使抵抗弯矩图接近弯矩包络图，在弯起钢筋之间增设直径为14mm的斜筋。 调整后的图如图15所示：
支
跨中
图15梁弯起钢筋和斜筋设计布置图（尺寸单位:mm；弯矩单位kN.m；剪力单位kN）
2.4.4 斜截面抗剪承载能力复核： 选定斜截面顶端位置（如图16所示） 以距离中心为h处斜截面抗剪承载能
21
力复核
12
图16距支座h/2处斜截面抗剪承载能力计算图（尺寸单位:mm）
以距离中心为h处斜截面的横坐标;x=14750-1760
正截面有效高度h0=1692.2mm.经过试算，取斜截面投影长度c=1208mm，则：得到选择的
斜截面的顶端位置横坐标为;x=13870-1208=12662mm斜截面抗剪承载能力复核：
2
2x2?12662
Vx=V12+(V0-V1)=743.59kN.m
l
=176.83+(837.05-176.83)?
29500
2
M
x
=M12
22
?4x?4?12662
) l-2?=5860.94?(1-2
l29500??
=1541.89kN.m
A处截面的有效高度h0=1692.2mm=1.6992m 则实际广义剪跨比（m）及斜截面投影长度（c）分别为：
m=
M
x
Vxh0
=
1541.89743.59?1.6922
=1.225<>
c=0.6?mh0=1208mm
AA斜截面斜角β=arctan（h0c）=arctan（1.6922）=54.5
'
斜截面内纵向受拉主筋有
斜截面内纵向受拉主筋有
12
Φ32（2N7）,相应的主筋配筋率ρ为
ρ=100
Asbh0
=
100?1608180?1692.2
=0.53<>
箍筋的配筋率：
ρsv=
Asvbsv
=
100.6180?200
=0.2800>ρmin(=0.1800)
'
与斜截面相应的弯起钢筋有2N6(2Φ32),2N12(2Φ16)，斜箍筋2N8(2Φ16)则得到AA抗剪承载力为:Vu=α1α2α3(0.45?10)bh-3-3
(0.75?10)fsd∑Asbsinθ
-3
=1?1?1.1?(0.45?10)?180?-3
(0.75?10)?330?（1608+2?402）?0.814=524.13+485.93=1010.06>Vx=743.95kN.m
故距支座中心中心为h处斜截面抗剪承载能力满足设计要求
2
1
2.5 梁跨中裂缝宽度与挠度的验算： 2.5.1 梁跨中裂缝验算
（1） 系数C1=1.0带肋钢筋
荷载短期效应组合弯矩计算值:
Ms=MG+?11?MQ1+?12?MQ2
=2386.7+0.7?1830.23+1?321.8=3989.661kNm
荷载长期效应组合弯矩计算值：M1
M1=MG+φ21MQ1+φ22MQ2
=2386.+7系数C2=1+0.5?系数C3=1.0
0?.41183+0.2?3
0.4=321k.N8m 3
M1Ms
=1+0.5?
3247.5123989.661
=1.41
（2）钢筋应力σss计算：σss=（3）换算直径d
因为受拉区采用不同钢筋直径：
d=de=32mm
Ms0.87h0As
=
3989.6610.87?1602.7?11260
=254.11MPa
对于焊接钢筋骨架：d=de=1.3?32=41.6mm （4）纵向受拉钢筋配筋率：ρ=
Asbh0
=
11260180?1602.730+d0.28+10ρ
=0.039>0.02取ρ=0.02
（5）最大裂缝跨度：Wfk=C1C2C3
σss
Es
(
)
+3041.6) 0.2+80?.0210
=1.0?1.4?1
254.112?10
5
=0.267mm>[Wf]=0.2mm
（本设计本该设置预应力，因未设置预应力导致此处裂缝宽度验算不符合要
求，此处假设符合要求） 2.5.2 梁跨中挠度的验算：
（1）T梁换算截面的惯性矩Icr和I0计算
取bf=1740mm hf=130mm h0=1137mm
2
对于T梁的开裂截面，由式1/2b'fx'=αEsAs(h0-x/2)
12
?2100x=5.797?11260(1602.7-x)
'
2
x=286mm>hf(=110mm)
梁跨中截面为第二类截面，受压区高度： A=
αEsAs+h'f(b'f-b)
b
2
=
5.797?11260+110(2100180)-
180
=1535.98
2
B=
2αEsAsh0+h'f(b'f-b)
b
A
=
2?5.797?11260?1602.7+(2100-180)?110
180
=1291455.47
x==
-1535.98
375>hf(=110mm)
开裂截面的换算截面惯性矩
Icr=
bfx3
3
-
(bf-b)(x-hf)
3
2
+αEsAs(h0-x)
2
=
2100?375
3
-
(2100-180)(375-110)
3
3
+5.797?11260?(1602.7-375)
2
=98437.88?1010mm2
T梁的全截面换算截面面积A0为：
A0=180?1760+(2100-180)?110+(5.797-1)?11260=582014.22mm
4
受压区够高度为：
x=
1/2?180?1760+1/2?(2100-180)?110+(5.797-1)?11260?1602.7
582014.22
2
2
=648mm
全截面换算惯性矩I0的计算为：
I0=1112
bh+bh(h/2-x)+1/12(bf-b)hf+(b'f-b)hf(x-hf/2)+(αEs-1)As(h0-x)
2
3
3
2
3
2
1?1760?3
=?180?1760+180?1760? -648?+?(2100-180)?1101212?2?+(2100-180)?110?(648-=14.08?10mm
10
4
1102
)+(5.797-1)?11260?(1602.7-648)
22
（2） 计算开裂构件的抗弯刚度
全截面抗弯刚度：
B0=0.95EcI0=0.95?3.25?10?14.08?10
4
10
=4.61?10Nmm
152
ω0=
S0=
Ivh-x112
=
14.08?10
10
1760-648
2
=1.266?10mm
83
?2100?648-
7
2
12
7
?(2100-180)?(648-110)
2
=16.30?10mm
γ=
2S0
ω0
=
2?16.30?101.266?10
8
=2.58
8
Mcr=γftkω0=2.58?2.65?1.266?10=834.56kN.m
开裂构件的抗弯刚度：
B=
(
B0
McrMs
)+[1-(
McrMs
)]
2
B0Bcr
而荷载短期效应组合弯矩计算值为：
M
s
=MG+φ11MQ1+φ12MQ2
则：B=
(
4.61?10
834.563989.661
)+[1-(
2
15
834.563989.661
)]
2
4.61?10
1515
3.396?10
（3）受弯构件跨中截面处的长期挠度值：
短期荷载效应组合下跨中截面弯矩标准值为Ms=3989.661kNm结构自重作用下跨中截面弯矩标准值为MG=2386.7kNm对C40混凝土挠度长期增长系数为
ηθ=1.425
受弯构件在使用阶段的跨中截面的长期挠度值为：
ω1=
548?MsLB
2
ηθ=
548
?
3989.661?10?(29.5?10)2
3.44?1015
63
?1.425=149.82mm
在构件自重作用下跨中截面的长期挠度值为：
ωG=
548?MGL2
B
ηθ=
548
?
2298.5?10?(29.5?10)2
3.44?10
15
63
?1.425=86.31mm
按可变荷载频遇值计算的长期挠度值为：
ωQ=ω1-ωG=149.81-86.31=63.5mm>L/600=(29.5?10/600=49.17mm)
3
（因本设计本该设置预应力，因未设计预应力，此处的挠度验算不符合要求，现假设其符合要求）
（4）预拱度设置：
在荷载短期作用组合考虑荷载长期效应影响下梁跨中处产生的长期挠度
ω1=149.82>L/1600=29.5?103/1600=18.437mm
故跨中截面需要设预拱度
根据《公桥规》对预拱度设置的规定，预拱度为：
?=ωG+1/2ωQ=86.31+1/2?63.51=118.07mm
2.6 横隔梁内力计算
2.6.1 计算跨中横格梁的弯矩影响线坐标
根据已知参数θ=0.286可查表得到桥宽中点处（梁位f=0）的横向弯矩影响系数μ0,μ1的值
。 横隔梁横向弯矩影响系数μ1,μ 表13
B=5.25m a=7.2m
因为0到-B的数据与0到B的数据对称，表中未列出
横隔梁的内力计算
（1）用比拟版法计算横隔梁的弯矩影响线坐标首先Bμαa值，绘出横隔梁弯矩影响线图图17然后按横向最不利位置加载
（2
γ图18 γ的计算图 （尺寸单位:cm）
γ=
=
2l2
n
∑
i=1
pisin
πui
l
13.35π14.75π21.75π23.15π??
140sin+140sin+120sin+120sin29.5?29.529.529.529.5???
=29.95kN/m
（3）计算跨中中间截面的弯矩
首先Bμαa值绘出横隔梁弯矩影响线图图16然后按横向最不利位置加载 对于跨中横隔梁代入x=l/2 则得在两列车辆作用下中间截面（f=0）的最大正弯矩为
mymax=(1+μ)ζrsin
πx
l
n
∑η
i=1
i
=1.176?1?29.95?(9.185+4.618+2.917-2.661)=495.17kN.m
最大负弯矩为mymax=1.176?1?29.95?(-4.441?2+1.558?2)=-203.09kN.m 当仅有一列车辆荷载作用时可得最大正弯矩为
mymax=1.176?1?29.95?(9.185+2.917)=419.84kN.m
2.6.2 横隔梁配筋
采用C50混凝土和HRB335钢筋 求受压区高度
1?495.17?10=11.5?160?(1350-
6
x2
)
得:x=216.74<>
AS=
fcdbxfsd
=
11.5?160?216.74
330
=1208mm
2
选用钢筋：2Φ28(AS=1208mm2)
混凝土保护层厚度C=30mm>d（=28mm）
as=30+31.62=45.8mmh0=1350-as=1304.2mm
最小配筋率计算; 45(ftd+fsd)=45(1.23330)=0.18 即最小配筋率不应小于0.180 ，且不应小于0.200
ρ=
ASbh0
=
1232160?1350
=0.570>ρ(=0.200)
2.7 行车道板计算：
2.7.1 永久作用及其内力（以纵向1m宽的板条进行计算） （1）每米板宽恒载集度： 沥青混凝土面层（容重25kN/m2 ）g1=0.02?1.0?25kN/m=0.5kN/m C30混凝土垫层（容重25kN/m2 ）
g2=(0.06+0.1275)?
12
?1.0?25kN/m=2.34kN/m
0.08+.014
2
T梁翼板（容重25kN/m2 ）g3=
?1.0?25kN/m=2.75kN/m
板的荷载集度：g=0.5kN/m+2.34kN/m+2.75kN/m=5.59kN/m
（2）每米板宽恒载内力：
弯矩：M
Ag
=-
12
gl0=-
2
12
?5.59?1.04kN=-3.02kN
2
剪力：QAg=gl=5.59?01.04kN=5.81kN
2.7.2 可变作用产生的内力
汽车荷载产生的内力计算。将车轮对中布置在接缝处（如图）。加重车两个后轴各为p=140kN，轮压分布如图15所示。车轮着地长度a2=0.20m，宽度
b2=0.60m。则作用在板上的压力面边长： a1=a2+2H=0.20m+2?0.113m=0.43m
b1=b2+2H=0.60m+2?0.113m=0.83m
荷载对于悬臂根部的有效分布宽度为
a=a1++d+2l0=0.43m+1.4m+2?1.04m=3.91m
冲击系数1+μ=1.3 作用在每米宽板上弯矩：
M
Ap
=-(1+μ)
2P4a
(l0-
b14
)
)kN?m
=-1.3?
2?1404?3.91
(1.04-
0.834
=-
19.38kN?m
图19铰接悬臂行车道板（单位:m）
作用在每米宽板上的剪力为
QAp=(1+μ)
2P2ab1
l0=1.3?
2?1402?3.91
=23.27kN
2.7.3 作用组合：
按承载能力极限状态设计
M
Aj
=M
Ag
+M
Ap
=-3.02+(-19.38)=-22.4kN
图20 车轮荷载的计算图（单位:cm）
QAj=QAg+QAp=5.81+23.27=29.08kN
所以行车道板的设计内力为
M
A
=-22.4kN
QA=29.87kN
致谢
为期一个月的桥梁课程设计终于在紧张的节奏中接近尾声，一个月的时间我
受益匪浅，它是紧张的，更是充实的。
课程设计是《桥梁工程》的一个重要环节，是我课程学习的一次演练，它不仅是我学习了《桥梁工程》这门课，更让我们复习了以前学过的科目，例如：《结构设计原理》，《材料力学》，《结构力学》的重要的专业课。并且让我学会使用《公路桥涵设计通用规范》等规范。使我认识到设计的重要性，专业性。
本次设计采用电脑出图，设计过程中接触并掌握了CAD绘图软件、Word和Excel办公软件及公式编辑器的基本使用，也提高了我动手操作能力，培养了我综合应用所学的基本理论知识和专业理论知识的能力，提高了我独立分析和解决实际工程的能力，提高了我的综合素质和工程实践能力，。这也将在我今后的学习和工作中起着不可低估的作用，对我今后的发展有着重要意义和价值，有利于我向工作岗位的顺利过渡。
通过设计，我学会了对时间的统筹安排，学会了充分利用有限的时间，提高学习效率。同时,在设计过程中，与同学们相互讨论，相互学习，相互帮助，增进了学生间的友谊。同时还非常感谢吉俊老师的帮助
主要参考文献
[1] 姚玲森、顾安邦主编，《桥梁工程》，人民交通出版社，2009年
[2] 黄平明、梅葵花、王蒂主编，《结构设计原理》，人民交通出版社，2004年 [3]刘龄嘉主编，《桥梁工程》，北京，人民交通出版社，2006年 [4]《混凝土简支梁（板）桥》（第二版），北京，人民交通出版社，2001年 [5] 《桥梁通用构造及简支梁桥》，北京，人民交通出版社，2004年 [6]《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）
范文五：桥梁的设计荷载
桥梁的设计荷载
黑龙江工程学院土工工程系教案 《桥梁工程》 第一篇 第三章 19
教学目的:荷载分析重要，比结构分析重要。
教学内容:
1、桥梁上的设计荷载分类。
2、根据荷载的重要性和同时作用的可能性，《桥规》规定了六种不同的荷载组合。
3、桥梁按极限状态法设计，包括承栽能力极限状态和正常使用极限状态，前者验算强度和稳定性，后者验算应力、变形和裂缝。
重点:设计荷载分类
难点:荷载叫法不确切荷载:施加于结构上的直接作用。
作用:引起结构反应的原因例:结构不均匀沉降、混凝土收缩徐变 思考题及习题
1、试分别列出永久荷载、可变荷载和偶然荷载的主要内容。
2、为什么车道很多或桥梁很长时，汽车荷载效应可予以折减?
3、什么叫汽车冲击力，它是如何计算的?
4、桥梁设计应考虑哪两个极限状态,所含内容分别是什么?
系部主任: 教研室主任: 任课教师:王丽荣
抽查情况: 抽查情况: 任课班级:B03级51,53班
黑龙江工程学院土工工程系教案 《桥梁工程》 第一篇 第三章 20
第一节 规范中有关设计荷载的规定
三类:永久荷载、可变荷载、偶然荷载
一、 永久荷载
永久荷载亦称恒载——在设计使用期内，其值不随时间变化，或其变化与平均值相
比可以忽略不计的荷载。
础变位影响力和水的浮力。7种。
二、 可变荷载
可变荷载(活载)——在设计使用期内，其值随时间变化，或其变化与平均值相比
不可忽略不计的荷载。
基本可变荷载——包括:汽车荷载及其引起的冲击力、离心力、土侧压力、 平板挂车(或履车)及其引起的土侧压力和人群。
其它可变荷载——包括:汽车制动力、风力、流水压力、冰压力、温度影响力和支
座摩阻力。
(一)基本可变荷载(活载):车辆荷载
车辆荷载影响力
人群荷载
各级公路的永久性桥涵参照表2-2确定车辆荷载等级:
都进行计算，而是以一种统一的标准荷载进行设计。
制定标准:目前 经过统计分析
将来
车 辆 荷 载 等 级 选 用 表
三个等级:汽车,10、汽车,20 和汽车,超20 级(汽车,15取消)
标准车:主车
系部主任: 教研室主任: 任课教师:王丽荣
抽查情况: 抽查情况: 任课班级:B03级51,53班
黑龙江工程学院土工工程系教案 《桥梁工程》 第一篇 第三章 21 加重车
(1)单位(T)10 KN,1T
(2)荷载为轴重
(3)顺序不变，左进或右进不限(从两端可任进)以产生最大内力为准。
(4)汽车横向布置轮距1.8m，间距1.3m。偏载时外轮离0.5m，P为轴重。
(5)排列间距大于15m，但不能小于15m。
(6)每级车队只能规定一辆重车，主车不限。
(7)多车道同向行驶，横向折减
(8)当桥梁计算跨径大于150m时，纵向折减
2.平板挂车和履带车
平板挂车:挂车-100和挂车-120种(挂,80取消)。
履带车:履带-50一种。
(1)单位(T)10 KN,1T
(2)履带车纵多辆，但两车净距不得小于50m;
(3)平板挂车全桥一辆;
(4)挂车轮距0.9m，偏载时外轮离缘石1m，
(5)履带车距2.5m，偏载时外轮离缘石1m，
(6)履带车、平板挂车:均居中缓行、不计冲击力
3(人群荷载
22(1)有人行道:一般3kN,m;行人密集3(5kN,m。
(2)计算人行道板:如钢筋混凝土以1.2KN集中竖向力验算。
(3
0.75kN,m;施力点:柱顶 作用在栏杆上部扶手上的竖向力一
般采用1kN,m。施力点:上部扶手
(4)规定:计算汽车荷载时才考虑人群
验算荷载不计人群。
4(车辆荷载影响力
1)冲击力
冲击作用定义:
(1)速度较高，突然
(2) 路面不平
(3) 车轮不圆
(4) 发动机抖动
冲击力定义:
冲击系数μ:随跨径的增大而减小，与桥梁的结构形式有关。
现代车速高，μ偏小
系部主任: 教研室主任: 任课教师:王丽荣
抽查情况: 抽查情况: 任课班级:B03级51,53班
黑龙江工程学院土工工程系教案 《桥梁工程》 第一篇 第三章 22 是试验数据，近似粗糟方法，按表1,31采用
支座的冲击系数按相应的桥梁采用。
填料厚度(包括路面厚度)等于或大于50cm的拱桥和涵洞也均不计冲击力。
2) 离心力
曲线半径等于或小于250m时，计算车辆的离心力。
设曲线半径为R,车辆荷载重力为P，在桥上行驶的车速为ν，则车辆的离心力为
2H=Pν/(127R)=CP
式中:C——离心力系数。
着力点设在桥面以上1.2m处，也可移至桥面上。
3)车辆荷载引起的土侧压力
等代的均布土层厚度
(二)其它可变荷载
1(风力(大跨度斜拉、悬索非常重要)
迎风面的压力
背风面的吸力
横向风力
纵向风力
1)横向风力
横向风压乘以迎风面积。
横向风压W:是每平方米迎风面积上所受横向风力的大小
W=K1K2K3K4W0
式中:K1:——设计风速频率换算系数，对特殊大桥及在高速公路、一、二级公路上的大、中桥梁采用1.0;其它桥梁采用0.85;
K2——风载体型系数，桥墩见表2-7;其它构件为1.3;
K3——风压高度变化系数，见表2-8;
K4——地形、地理条件系数，见表2-9;
2 W0——基本风压值(Pa)，当有可靠风速记录时，按W0 =ν,1.6计算;
若无风速记录时，可参照《公路桥涵设计通用规范JTJ021-85)所规定的《全国基本风压分布图》，并通过实地调查核实后采用;
其中:ν——设计风速(m/S)，按平坦空旷地面，离地面20m高，频率1,100的10min平均最大风速确定。
2)纵向风力
按折减的横向风压乘以迎风面积
2(汽车制动力――属于车辆荷载影响力。
制动力:当汽车在桥上刹车时，车轮和路面之间将产生一种水平的滑动摩擦力，称系部主任: 教研室主任: 任课教师:王丽荣
抽查情况: 抽查情况: 任课班级:B03级51,53班
黑龙江工程学院土工工程系教案 《桥梁工程》 第一篇 第三章 23 车辆制动力。
车道，制动力按布置在荷载长度内的一行汽车车队总重力的10,计算，但不得小于一辆重车的30,;
2、4车道，制动力为上述数值的两倍。
制动力方向:行车方向
着力点:在桥面以上1.2m处，
刚架桥、拱桥——移至桥面上;
其它型式的上部构造——移至支座中心。
刚性墩台各种支座传递的制动力——见《公路桥涵设计通用规范》表2?3?9。
对于简支梁桥，当墩台为柔性桩墩时，设有油毛毡的墩台,制动力可按其刚度分配; 设有板式橡胶支座的墩台，可考虑联合抗推作用;
3.支座摩阻力
支座摩阻力F:温度变化，活动支座接触面上，水平方向的摩阻力，
F=μV
式中:V ——作用于活动支座的竖向反力;
μ一-支座的摩阻系数，油毛毡垫层μ=0.6;橡胶与混凝土间的摩阻系数μ=0.3;橡胶与钢板间的摩阻系数μ=0.2。
4.其它外力
超静定结构——温度变化引起的内力。
计算墩台、基础——流水压力、冰压力
施工荷载
吊装动力系数1.2或0.85(可视具体情况增减)。
三、 偶然荷载
偶然荷载:在设计使用期内,不一定出现,但一旦出现其值很大且持续时间较短的荷载。
包括:船只或漂浮物撞击力、地震力。
(一)、船只或漂浮物的撞击力
(二)地震力
“公路桥梁的抗震设防，一般应以设计地震烈度8度为起点，但连续梁、T型刚构等桥型，宜采用设计烈度7度。”《规》
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第二节 荷载组合
(一)可同时出现的组合:
组合?:基本可变荷载(平板挂车或履带车除外)的一种或几种与永久荷载一种或几种相组合
组合?:基本可变荷载(平板挂车或履带车除外)的一种或几种与永久荷载一种或几种 与其它可变荷载的一种或几种相组合
组合?:平板挂车或履带车与结构重力、预应力、土的重力及土侧压力的的一种或
几种相组合
组合?:根据施工情况进行施工荷载组合。
施工情况:结构重力、脚手架、材料机具、人群、风力以及拱桥的单向推力等
组合?:基本可变荷载(平板挂车或履带车除外)的一种或几种与永久荷载一种或
几种 与偶然荷载中的船只撞击力和漂浮物撞击力相组合。
组合?:结构重力、预应力、土的重力及土侧压力中的一种或几种与地震力组合。 ?
(二)极限状态设计法
《桥规》将极限状态分成两类，二类为承载能力极限状态;另一类为正常使用极限状态。
或达到不适于继续承载的变形。具体来说可以分成如下几种状态:
(1)整个结构或其一部分作为刚体而失去平衡(如倾覆等);
(2)结构构件或其连接因达到其极限强度而破坏;
(3)结构转变成机动体系J
(4)结构或构件丧失稳定性(如柱的压屈失稳等);
(5)结构或构件由于材料的疲劳而导致破坏;
(6)由于材料的塑性或徐变变形过大，或由于截面开裂而引起过大的几何变形等，致使结构或构件不再虹能继续承载和使用(例如拱顶严重下挠，引起拱轴线偏离过大等)。
久性的各项规定限值。具体来说可以分成以下几种状态;
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(1)影响正常使用或外观变形;
(2)影响正常使用或耐久性的局部损坏(如过大的裂缝宽度);
(3)影响正常使用的振动;
(4)影响正常使用的其它特定状态(例如未失去平衡的过大位移等)。
以上各种极限状态，只要其中有一项超过规定限值时，即认为结构或构件巳在某一个方面达到了极限状态，也即所设计的结构物未能达到预期的基本功能。但当考虑到偶然事件发生时(如地震、连拱的一孔破坏等)，对于桥梁抗震和连拱推力墩的计算，仅要求按承载能力极限状态对主要承重结构进行设计，因为此时要求结构仍保持完整无缺是不现实的，故只要求结构不致因此而造成更严重的损失。
《桥规》规定承载能力极限状态的计算是以塑性理论为基础。其设计原则是:荷载效应不利组合的设计值，小于或等于结构抗力效应的设计值。对于正常使用极
限状态计算方面，是以弹性理论或弹塑性理论为基础，并进行下列三个项目的校核:
(1)限制应力;
(2)短期荷载下的变形;
(3)荷载组合I或组合?或组合亘作用下的裂缝宽度。
在某些情况下，如果根据经验判断，上述验算项目中的一个或两个能毫无疑义地得到满足时，则可只作其它项目的校核。
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