桥梁上部结构尺寸

3#小桥计算书第一部分上部结构一、设计资料1、桥梁上部结构资料计算跨径：L 12.6m桥面净空：净一4.5 2 0.25m板宽：1.24m板中心线间距：1.25m （全桥共12片，每跨4片板）空心板高度：0.55m设计荷载：公路一H级荷载，不设人行道故不单独考虑人群荷载结构重要性系数取1.0。

材料规格：C30混凝土（桥面铺装为C40混凝土）f ck 20.1Mpa f tk 2.01MpaJ 13.8Mpa f td 1.39MpaE c 3.0 104Mpa普通受力钢筋HRB335钢筋f sk 335Mpa f sd 280Mpa5E s 2.0 105Mpa b 0.56箍筋及构造钢筋R235钢筋f sk 235Mpa f sd 195Mpa E s 2.1 105 Mpa2、设计依据与参考书《结构设计原理》贾艳敏、高力主编，人民交通出版社《桥梁计算示例集》（梁桥）黄侨、王永民主编，人民交通出版社《桥梁工程》（2007）刘龄嘉主编，人民交通出版社《公路桥涵标准图》公路桥涵标准图编制组，人民交通出版社《公路桥涵设计规范》（JTG D60-2004）,人民交通出版社《公路公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-2004），人民交通出版社《公路桥涵设计手册一一梁桥（上册）》徐光辉、胡明义主编，人民交通出版社、构造形式及尺寸选定全桥空心板横断面布置图如图1,每块空心板截面构造尺寸见图 2.An.NtRNUHM三、空心板毛截面几何特性计算（一）中板（二）边板利用AutO CAD “面域/质量特性”命令查询得A 边4456.5cm 2，空心板对其重心轴的惯矩I 1.4860 1010mm 4，空心板界面的抗扭刚度可简 化为图4的单箱截面来近似计算：四、作用效应计算（一）永久作用效应计算1、空心板自重（第一阶段结构自重）g 1A 中 ? 3849.8 10 4 25 9.625kN?mg 1a A 边?4456.5 10 4 25 11.141kN ?m利用AutO CAD “面域/质量特性”命令查询得 A 中 3849.8cm 2，空心板对其重心轴的惯矩I 1.3793 1010mm 4，空心板界面的抗扭刚度可简化为 图3的单箱截面来近似计算：4b 2h 2 2h__2bt 1 t24 (124 18)2 (55 8)2 2 (55 8)~~2 (124 18)1883.1297 1010mm 4o 00O 1?4.5图3中板计算抗扭刚度简化图 图4边板计算抗扭刚度简化图2 24b h 2h 2bt 1 t 22 24 (124 18)(55 8)(55 8) (55 8) 1818.52 (12418 18.53.1281 1010mm 42、桥面系自重（第二阶段结构自重）g2栏杆重力参照其他桥梁设计资料，单侧按5kN/m计算。

桥梁上部结构设计验算内容桥梁上部结构设计验算内容⼀、预应⼒混凝⼟梁1.持久状况正常使⽤极限状态计算（结构抗裂验算，第六章）参照《公路钢筋混凝⼟及预应⼒混凝⼟桥涵设计规范》（以下简称桥规）6.3.1条，对预应⼒混凝⼟受弯构件进⾏正截⾯和斜截⾯抗裂验算。

(1)、正截⾯拉应⼒要求a.全预应⼒构件短期效应组合预制构件（对应桥梁博⼠正常使⽤组合II）σst-0.85σpc≤0分段浇筑构件（对应桥梁博⼠正常使⽤组合II）σst-0.80σpc≤0即短期效应组合下不出现拉应⼒。

b.A类构件（短期效应组合）短期效应组合（对应桥梁博⼠正常使⽤组合II）σst-σpc≤0.7f tk长期效应组合（对应桥梁博⼠正常使⽤组合I）σlt-σpc≤0即长期组合不出现拉应⼒，短期组合不超过限值。

(2)、斜截⾯主拉应⼒要求a. 全预应⼒构件（短期效应组合）预制构件 (对应桥梁博⼠正常使⽤组合II）σtp≤0.6f tk现场浇筑构件(对应桥梁博⼠正常使⽤组合II）σtp≤0.4f tkb. A类构件短期效应组合预制构件 (对应桥梁博⼠正常使⽤组合II）σtp≤0.7f tk现场浇筑构件(对应桥梁博⼠正常使⽤组合II）σtp≤0.5f tk2、持久状况和短暂状况构件的应⼒计算（持久状况）持久状况预应⼒混凝⼟构件应⼒计算参照《桥规》7.1条的规定加以考虑。

计算使⽤阶段正截⾯混凝⼟的法向压应⼒和斜截⾯混凝⼟的主压应⼒，并不得超过规定限值。

考虑预加⼒效应，分项系数取1.0，并采⽤标准组合，汽车荷载考虑冲击系数。

（1）正截⾯验算：标准组合下(对应桥梁博⼠正常使⽤组合III）构件受压区边缘混凝⼟法向压应⼒σkc+σpt≤0.5f ck（2）斜截⾯验算：标准组合下构件边缘混凝⼟主压应⼒(对应桥梁博⼠正常使⽤组合III）σcp≤0.6f ck3、持久状况和短暂状况构件的应⼒计算（短暂状况）(对应桥梁博⼠施⼯阶段应⼒）短暂状况预应⼒混凝⼟应⼒验算根据《桥规》7、2、8条，计算在预应⼒和构件⾃重等施⼯荷载作⽤下截⾯边缘的法向应⼒。

桥梁设计的一般原则及常用构造尺寸1 桥梁设计基本原则a）桥梁设计应遵照“安全、适用、经济、美观和有利环保”的基本原则，同时注重结构的耐久性。

b）桥梁总体服从于路线走向和整体设计，其平、纵面与公路线形相融合；从桥梁专业的角度，应主动配合为路线方案综合最优提供依据。

c）抓住项目各路段地质、地形特点，合理选择桥位，综合比选最优方案。

d）方案选择及孔跨布设除考虑结构本身的合理性外，还应注重各合同段的划分、方便施工及与周围景观的协调。

e）桥孔分联时，应充分考虑桥梁下部的刚度协调，达到最佳受力效果。

f）在地形复杂、山坡陡峻处的山区桥梁，布孔时应根据桥址纵、横断面布设。

尤其横向保证桥梁墩台的稳定性。

g）桥孔布设原则上不压缩河槽。

对于山前扩散及变迁河段，桥梁长度应考虑河槽摆动的因素，为确保水流及漂浮物顺利通过桥孔，大桥跨径不宜小于20 m。

h）平原区桥梁孔跨布设以水文计算成果为依据，并结合河道的地形、地貌及桥下被交路等情况予以确定。

i）平原区路基通过占有农田较多，且需大量借方或远运填料时，可设置高架桥通过，并采用建筑高度较低的结构类型。

j）对于跨线桥保证净空5.5 m以上，以保证日后桥下被交公路罩面改造。

2 上部结构设计2.1 结构选型2.1.1 装配结构桥梁上部结构形式及跨径选取宜根据地形、地质、水文、桥墩高度，选取合适的桥梁方案进行比选。

原则上采用施工方便、造价经济的标准化、预制装配化结构，推广采用《公路桥梁通用图》2007年12月版。

以装配式小箱梁、T梁为主，为保证桥梁整体协调性，除特殊和复杂桥梁外，一般桥梁跨径建议按下述范围选取：墩高H<10 m时，选用10～20 m跨径；墩高10 m<="" p="">墩高15 m<="" p="">墩高30 m<="" p="">墩高H>80 m时，考虑采用刚构。

第2章 桥梁上部结构计算2.1 设计资料及构造布置2.1.1 设计资料1．桥梁跨径桥宽标准跨径：30m （墩中心距离） 主梁全长：29.96m 计算跨径：28.9m桥面净空：净—11m+2⨯0.5m=12m 2．设计荷载公路-Ⅰ级，，每侧人行柱、防撞栏重力作用分别为11.52kN m -⋅和14.99kN m -⋅。

3．材料及工艺混凝土：主梁采用C50，栏杆及桥面铺装采用C30。

预应力钢筋采用《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62—2004）的s φ12.7钢绞线，每束7根，全梁配6束，pk f =1860Mpa 。

普通钢筋直径大于和等于12mm 的采用HRB335钢筋；直径小于12mm 的均用R235钢筋。

按后张法施工工艺制作主梁，采用内径70mm 、外径77mm 的预埋波纹管和夹片锚具。

4．设计依据（1）交通部颁《公路工程技术标准》（JTG B01—2003），简称《标准》； （2）交通部颁《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004），简称《桥规》（3）交通部颁《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62—2004），简称《公预规》。

5．基本计算数据(见表2-1)表2-1 基本计算数据2.1.2 横截面布置1．主梁间距与主梁片数主梁间距通常应随梁高与跨径的增大而加宽为经济,同时加宽翼板对提高主梁截面效率指标ρ很有效，故在许可条件下应适当加宽T梁翼板。

由于本设计桥面净空为17.5m,主梁翼板宽度为2500mm，由于宽度较大，为保证桥梁的整体受力性能，桥面板采用现浇混凝土刚性接头，因此主梁的工作截面有两种：预施应力、运输、吊装阶段的小截面(bi=1600mm)和运营阶段的大截面(bi=2500mm)。

净—14m+2 1.75m的桥宽选用七片主梁，如图2.1所示。

图2.1 结构尺寸图（尺寸单位：mm）2．主梁跨中截面主要尺寸拟定1) 主梁高度预应力混凝土简支梁桥的主梁高度与其跨径之比通常在1/15~1/25，标准设计中高跨比约在1/18~1/19。

再选择上部结构形式时,根据我做过的桥来看，我觉得:1.根据跨径来初步拟订形式,空心板一般用于小跨径20米以下2.根据净空要求来拟订上部结构形式,小箱梁和T梁的结构高度比较高,容易减小净空3.一般大跨径都选Ｔ梁，从造价上应该比箱梁节省，4.有些地方习惯用Ｔ梁，有些地方习惯用箱梁，所以还要考虑地方因素．JTGD62-2004规定,钢筋混凝土简支板标准跨径不宜大于13m,钢筋混凝土简支T梁标准跨径不宜大于16m,钢筋混凝土简支箱梁标准跨径不宜大于25m,钢筋混凝土连续箱梁标准跨径不宜大于30m.预应力混凝土简支板标准跨径不宜大于25m,预应力混凝土简支T梁标准跨径不宜大于50m.1.小箱梁与同等跨径的T梁比，小箱梁梁高矮，抗扭好，吊装重，T 梁的梁高较高，横隔板多，施工比较麻烦，抗扭不行。

斜交宜采用小箱梁2.造价小箱梁稍贵。

主要是看横断面布置了，有时用T梁会比小箱梁多一片3.空心板现在宜用后张，先张的公路一级比较难通过。

公路二级用空心板还是比较省的，一平米2000多吧板梁和小箱梁多用在城市桥梁上，小箱梁横向分布系数较大，采用湿接缝铰接。

T梁多用于公路桥梁。

在公路工程建设中，现在上部构造一般采用的形式也就T梁、箱梁、空心板。

结构形式的选择首先应满足造价最低的要求、其次就是桥梁通行净空（通航净空）的要求1、T梁适用与单孔跨径在30~40m之间，T型梁的优势在于：便于成批大量生产、梁体安装方便、数量达到足够多时造价较低、结构在运营节段的稳定性及耐久性相对于箱梁高；T梁的缺点在于单片T梁的横向刚度很小，很容易产生横向位移，给安装带来一定的麻烦。

2、空心板梁适用于跨径在8~20m之间，空心板梁优势与T型梁差不多，但是一般空心板主要运用与中小型桥梁，所以说数量上绝对不是很多，但是如果在城市道路建设中在某个片区设置空心板预制场进行集中预制的话还是有经济优势的，空心板的横向稳定性要比T梁强的多，但是空心板的施工工艺中，如果心模如果用的是气囊，很容易引起顶板厚度严重不足的现象。

一、技术标准与设计规范1.《公路工程技术标准》(JTG B01—2014)2.《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)3.《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)4.《公路桥涵施工技术规范》(JTJ 041—2000)5.《公路交通安全设施设计技术规范》（JTG D81—2006)二、技术指标主要技术指标表三、主要材料1.混凝土(1)水泥：应采用高品质的强度等级为62.5级、52.5级和42.5级的硅酸盐水泥，同一座桥的板梁应采用同一品种水泥。

(2)粗集料：应采用连续级配，碎石宜采用锤击式破碎生产。

碎石最大粒径不宜超过20mm，以防混凝土浇注困难或振捣不密实。

(3)混凝土：预制空心板、封锚端、铰缝和桥面现浇层均采用C50；封端混凝土采用C40; 有条件时，铰缝混凝土可选择抗裂、抗剪、韧性好的钢纤维混凝土；桥面铺装采用沥青混凝土。

2.普通钢筋普通钢筋采用R235和HRB335钢筋，钢筋应符合《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（GB 13013—1991）和《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》（GB 1499—1998）的规定。

本册图纸中R235钢筋主要采用了直径d=6mm、8mm两种规格；HRB335钢筋主要采用了直径d=8mm、10mm、12mm、14mm、16mm五种规格。

3.预应力钢筋采用抗拉强度标准值f pk=1860MPa，公称直径d=15.2mm的低松弛高强度钢绞线，其力学性能指标应符合《预应力混凝土用钢绞线》（GB/T 5224 —2003）的规定。

4.其他材料(1)钢板：应采用《碳素结构钢》(GB 700—1988)规定的Q235B钢板。

(2)锚具：采用15-4型、15-5型和15-6型系列锚具及其配件；预应力管道采用圆形金属波纹管。

(3)支座：可采用板式橡胶支座，其材料和力学性能均应符合现行国家和交通部部颁标准的规定。

说明四、设计要点1.本通用图的结构体系为简支结构，按部分预应力A类构件设计。

大中桥梁结构上部结构类型及跨径选择
【学员问题】大中桥梁结构上部结构类型及跨径选择？
【解答】为了施工方便、保证施工质量、缩短施工周期，确保工程安全，对于桥梁结构型式全线进行了统筹考虑，尽量采用便于机械化、工厂化、标准化生产的中等跨径预制安装构件。

对于山区的桥梁，当桥墩较高时，因下部结构造价占全桥总造价的比重增大，选用较大跨径较为合理。

一般来说，对山区特大、大型桥梁，上部结构根据墩身高度宜采用25m～40 m装配式预应力混凝土连续箱梁，25m～50 m装配式预应力混凝土连续T梁，16m～20 m的先张法预应力混凝土空心析等桥型方案。

对于桥墩较低的桥梁，方案设计时亦可考虑预应力混凝土T型梁方案，但T梁方案存在以下缺点：
①建筑高度大，在要求桥下净高相同的情况下，桥头路基土高度基本上由桥梁高度控制，采用T梁势必增大路堤填土高度。

②工程造价稍高，经造价分析，在24.5 m宽的路段，50 mT梁、40 mT梁、30 mT 梁、30 m箱梁、25 mT梁、25 m箱梁、20 m空心板、16m空心板上部构造平均每延米建安费依次为40797元、36488元、32360元、29412元、30487元、27715元、27713元、26266元。

根据近几年国内特别是江苏、广东、山西等地的使用经验，矮箱梁比T梁施工工期短，后期养护量小，外形美观，造价便宜（便宜约10%）等特点，因此，大中桥梁上部结构一般采用预应力混凝土连续箱梁。

以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。

1. 什么是桥梁的净跨径、计算跨径、标准跨径、总跨径、桥梁总长、建筑高度、桥高?净跨径:梁式桥的净跨径是指设计洪水位上相邻两个桥墩之间的净距。

拱式桥的净跨径是指每孔拱跨两个拱脚截面最低点之间的水平距离。

计算跨径:对于拱式桥是指相邻两个拱脚截面形心点之间的水平距离,对于梁式桥是指桥跨结构相邻两个支座中心之间的水平距离。

标准跨径: 对于梁式桥,是指两相邻桥墩中心线之间的距离,或墩中心线至桥台台背前缘之间的距离。

对于拱桥, 是每孔两个拱脚截面最低点之间的水平距离多孔桥梁中各孔净跨径的总和称为总跨径,它反映了桥下泄洪的能力。

桥梁总长:桥梁两端两个桥台侧墙或八字墙后端点之间的距离建筑高度:桥上行车路面(包括桥面铺装)或轨顶标高至桥跨结构最下缘之间的距离桥高:指桥面与低水位之差,或桥面与桥下线路路面之间的距离2. 桥梁按主要承重结构基本体系、跨径大小、行车道位置如何分类?承重结构:梁式桥,拱桥,悬索桥,钢架桥,组合系桥跨径大小:特大桥(多孔跨径L大于等于1000米,单孔跨径大于等于150米)大桥(多孔跨径L大于等于100米小于1000米,单孔跨径大于等于40米小于150米)中桥(多孔跨径L大于30米小于100米,单孔跨径大于等于20米小于100米)小桥(多孔跨径L大于等于8米小于30米,单孔跨径大于等于5米小于20米)涵洞(单孔跨径小于5米)行车道位置:上承式桥,下承式桥,中承式桥3. 梁式桥、拱式桥、悬索桥的主要承重结构是什么?主要受力特点是什么?梁式桥:主要承重结构为梁(板),受力特点:在竖向荷载的作用下,支座处只有竖向反力,梁(板)内主要产生弯拉应力。

拱桥:主要承重结构为主拱圈;受力特点在竖向荷载的作用下,支座处除了竖向反力,还有水平推力;拱圈内主要产生弯压应力。

悬索桥(吊桥):主要承重结构是缆索;受力特点:在竖向荷载作用下,缆索只承受拉力受力后,变形大,振动大。

5. 桥梁纵断面设计主要包括哪几个方面的内容?1确定桥梁总跨径 2桥梁分孔 3桥面标高 4桥下净空 5桥上及桥头纵坡布置等。

梁构件尺寸a1a2a3a4的值梁构件是建筑结构中常见的承重元素，它的尺寸直接影响着结构的稳定性和承载能力。

其中，a1、a2、a3和a4分别代表了梁构件的不同尺寸参数。

在设计和施工过程中，合理确定这些尺寸值至关重要，下面将从不同角度探讨这些参数的意义和影响。

a1是指梁构件的宽度，它直接影响着梁的强度和刚度。

较大的a1可以增加梁的承载能力，但同时也会增加自重和材料消耗。

因此，在确定a1的值时，需要综合考虑结构的需求和经济性。

接下来，a2是指梁构件的高度，它决定了梁的截面积和抗弯能力。

较大的a2可以增加梁的刚度和承载能力，但也会增加施工难度和材料消耗。

因此，在确定a2的值时，需要兼顾结构的需求和经济性。

然后，a3是指梁构件的长度，它决定了梁的跨度和受力情况。

较大的a3可以增加梁的稳定性和承载能力，但也会增加施工难度和材料消耗。

因此，在确定a3的值时，需要考虑结构的需求、经济性和施工可行性。

a4是指梁构件的连接方式，它决定了梁的受力传递和整体稳定性。

不同的连接方式对梁的性能和使用寿命有着直接影响。

因此，在确定a4的值时，需要根据具体情况选择适合的连接方式，并确保连接的可靠性和耐久性。

梁构件尺寸a1a2a3a4的值对于建筑结构具有重要意义。

合理确定这些参数，既能满足结构的需求，又能保证经济性和施工可行性。

因此，在设计和施工过程中，需要充分考虑这些因素，进行综合分析和优化选择。

在实际工程中，不同的建筑结构和使用要求对梁构件的尺寸有着不同的要求。

因此，在确定a1a2a3a4的值时，需要根据具体情况进行设计和计算。

工程师和设计师应该具备扎实的理论基础和丰富的实践经验，以确保梁构件的尺寸满足结构和使用的要求。

值得一提的是，梁构件尺寸的确定不仅仅是技术问题，还涉及到经济、材料和施工等方面的因素。

因此，在设计和施工过程中，需要进行全面的考虑和权衡，以达到结构的安全可靠、经济合理和施工便捷的目标。

梁构件尺寸a1a2a3a4的值对于建筑结构的稳定性和承载能力有着重要影响。