公路桥梁通用图-8米板说明-公路-Ⅰ级

8m钢筋混凝土空心板简支梁桥上部结构计算书7.1 设计基本资料1. 跨度和桥面宽度标准跨径：8m（墩中心距）计算跨径：7.6m 桥面宽度：净7m（行车道）+2×1.5m（人行道）2 技术标准设计荷载：公路- Ⅱ级，人行道和栏杆自重线密度按照单侧8kN/m计算，人群荷载取3kN/m2环境标准：Ⅰ类环境设计安全等级：二级3 主要材料混凝土：混凝土空心板和铰接缝采用C40混凝土；桥面铺装采用0.04m 沥青混凝土，下层为0.06m厚C30混凝土。

沥青混凝土重度按23kN/m3计算，混凝土重度按25kN/m3计算。

钢筋：采用R235钢筋、HRB335钢筋2.构造形式及截面尺寸本桥为c40 钢筋混凝土简支板，由8 块宽度为1.24m的空心板连接而成。

桥上横坡为双向2%，坡度由下部构造控制空心板截面参数：单块板高为0.4m，宽1.24m，板间留有1.14cm 的缝隙用于灌注砂浆C40 混凝土空心板抗压强度标准值f ck 26.8Mpa ，抗压强度设计值f cd 18.4Mpa ，抗拉强度标准值f tk 2.4Mpa ，抗拉强度设计值f td 1.65Mpa ，c40 混凝土的弹性模量为E C 3.25 104Mpa7.3 空心板截面几何特性计算1.毛截面面积计算如图二所示A S矩形(- S1 S2 S3 S4) 212S1 5 5 12.5cm222S矩形124 40 4960cm22S2 (5 24.5) 5 147.5cm212S324.5 2 24.5cm232S4 1 4.5 7 15.75cm242解得：A 3202.33cm22=400.5 cm 2毛截面重心离板高的距离为：= 1595.25 =0.5 cm （即毛截面重心离板上缘距离为3202.333 毛截面惯性矩计算2 毛截面重心位置全截面对 1 板高处（即离板上缘 20cm 处）的静矩为2S 1板高22 S 1 L 1S 2 L 2 S 3 L 3 S 4 L 41 5 3S 1 L 1 5 5 (5 ) 41.67cm 3 2329.5 3S 2 L 2 29.5 5 (20 ) 774.375cm 321 13S 3 L 3 2 24.5 ( )(20 10.5 24.5) 32.67cm 3 3 3 2 31 2 3S 4L 4 7 4.5 ( )(20 6 4.5) 173.25cm 323代入得 S 1板高=1595.25cm 32由于铰缝左右对称所以铰缝的面积为：2 ( S 1S2S3S 4)S 1板高220.5cm)图 2 中板截面构造及尺寸（单位： cm ）铰缝对自身重心轴的惯性矩为：4I1 2 18588.016 37176.032cm4空心板毛截面对其重心轴的惯性矩为：54=5.6011 105 cm4空心板截面的抗扭刚度可简化为如图三所示的箱型截面近似计算所以得到抗扭刚度为：4b2h2I TT2h 2bt1 t224 (124 16) 2 (40 8) (40 8) 2 (124 16)821664=2.2221 106 cm4图三抗扭惯性矩简化计算图（单位：cm）7.4 主梁内力计算1 永久作用效应计算a. 空心板自重（一期结构自重）G2：G1 3202.33 10 425=0.8005825kN/m b. 桥面系自重（二期结构自重）G2: 桥面设计人行道和栏杆自重线密度按照单侧8kN/m计算。

《2018新混规》工程应用案例详解北京迈达斯技术有限公司朱锋2018年11月沈阳35+55+35m预应力混凝土弯箱梁案例详解85+150+85m预应力连续刚构案例详解工程概况工程概况：本桥为35m+55m+35m变截面预应力混凝土连续梁桥。

主梁采用C50混凝土，单箱单室截面，桥宽10m，中跨跨中梁高2.0m，支点位置梁高3.2m，平面弯曲半径120m，采用公称直径为15.2mm张拉1860MPa钢绞线，纵向受力主筋为HRB400，设计荷载公路-I级。

标准断面示意图边跨端支点中跨等截面中支点断面钢束布置示意图左边跨一半中跨腹板束布置立面图左边跨一半中跨顶底板束布置立面图前处理建模要点与技巧1. 从CAD导入线型快速生成模型快速建模技巧：对于弯桥、梁格模型，可在CAD中绘制中心线，导入Civil实现快速建模。

思考与扩展2. 横隔梁位置截面建模要点端横梁模拟中横梁模拟说明：在端横梁和中横梁处，建议不要用实心截面进行模拟，用旁边的空心截面进行模拟，实心部分用等效荷载的方式代替；若用实心截面代替，则此处截面中性轴有较大的突变。

规范原文规范条文说明3. 定义材料与截面4. 定义收缩徐变注意：☐收缩徐变定义选择最新的18混凝土规范，不要输错混凝土的强度数值；☐对于掺加粉煤灰的混凝土的徐变系数，程序根据规范要求自动修正；5. 边界模拟要点注意要点：◆对于弯桥的节点支撑模拟，需要修改节点局部坐标，输出反力时候可以按节点坐标系方向输出；◆弹性连接是单元坐标系，Dx一般是竖向，不要定义成Dz方向；◆节点弹性支承是整体坐标系，满堂支架定义是Dz(-)，需要特别注意；◆刚度数值的定义？工况定义要点：◆普通梁桥荷载工况主要考虑：结构自重、二期铺装、护栏荷载、横梁自重、预应力、移动荷载、支座沉降、整体升降温，梯度升降温等荷载工况；◆混凝土容重为25KN/m3，一般预应力钢筋混凝土或者普通钢筋混凝土需要将其改成26KN/m3，可以在自重工况考虑-1.04的系数，或者在材料定义中手动修改；◆在定义整体升降温和梁截面温度时，为了防止出现一些误解，建议初始温度选择0℃；◆注意荷载工况类型，为了方便后面设计验算，对于施工过程中激活的，建议定义成施工阶段荷载类型；注意要点：◆定义钢束特征值时，特别注意导管直径定义，有很多工程师，把导管直径定义错误，比如9cm，经常定义成0.9m，导致计算中出现奇异，容易产生误导，检查边界条件，而不会注意到钢束特征值的问题；◆定义钢束坐标时候，灵活的用Excel，定义好坐标后直接导入，更加方便，或者用mct命令流；注意要点：◆新《通用规范》车道-I级的集中荷载Pk值，当小于5m 时，由原规范180KN提高至270KN；◆新《通用规范》的多车道折减系数，单车道由原规范的1.0提升至1.2；◆需要注意是，车道荷载计算时候当考虑剪力效应时候，集中荷载Pk值需要乘以放大系数1.2；思考题某高速公路一10m 长简支箱梁桥，按新《通规》布置单车道移动荷载，请问不考虑冲击系数，在单车道移动荷载作用下，结构端部最大反力是多少？R=1.2(51.2P )1.2(10.55+1.2280)=466.2KNk k q ⨯⨯⨯⨯⨯⨯+=2017年一级注册结构工程师真题—下午卷第35题8. 移动荷载工况定义通过基频，计算冲击系数8. 移动荷载工况定义-冲击系数注意要点：◼一般的梁桥，第一阶振型往往是竖向，这时直接取竖向的一阶频率计算移动荷载冲击系数即可；但当定义支座横向刚度时候，第一阶振型可能为水平向，此时若取此频率值计算冲击系数就不合适了，因此为了避免求出水平向的振型，可将自重只转化为Z向质量；◼对于是否将“二期铺装”转换为质量加载在结构上，对于公路桥梁，按《公路桥梁设计规范答疑汇编》（中交公路规划设计院）P60的解释，不建议将二期铺装转换为质量加载结构上，质量较小，冲击系数较大，考虑偏安全设计；9. 支座沉降工况定义支座沉降有矢量性，数值为负值思考：对于4*30m，支点梁高5m，跨中1.6m，变截面现浇箱梁，会有什么问题？分析与结合规范验算要点1. 结构分析与规范验算流程⚫模型及结果导入⚫项目设计⚫结果查看⚫参数调整⚫数据更新⚫结果输出OKNG2. 荷载组合定义《公路桥涵设计通用规范JTG D60-2015》4.1.5规定3. 设计参数定义指定环境类别、设计安全等级等各项参数：考虑规范4.5.2耐久性要求支持按规范5.2.9，人为控制弯起钢筋对有效高度计算的影响按规范7.2.3调整施工阶段混凝土强度增加4.1.8抗倾覆验算4. 结构验算抗弯承载能力包络图正截面拉应力包络图主拉应力包络图主压应力包络图5. 调束小技巧调束基本流程：◼首先查看抗弯承载能力，尤其C截面，如果抗力不足，加大预应力的束数；抗剪主要通过箍筋与截面来控制；◼重点查看正截面的应力，如果A位置顶缘拉应力超标，可以考虑钢束位置上移，或者增加顶层腹板束数；如果是A位置的底缘拉应力超标，主要是腹板张拉力过大，可以减小束数或者钢束位置下移；◼再看主拉应力验算，有时B点位置的主拉应力超标，主要是B点剪应力过大造成，可以把腹板束变化段拉的平缓一些；主拉应力过大，关键是需要把剪应力减小下来；◼对于钢束的永久应力过大，主要可以通过降低钢束的张拉控制应力进行调整，可以考虑0.72fpk；◼对于连续梁配束，优先考虑腹板束布置，顶板与底板束作为配合；6. 箱梁应力验算指标空间网格模型：建立空间网格模型，顶底板按照横向0.5m间距划分网格，考虑预应力束定义，故腹板竖向不做划分，同时腹板与顶底板用刚臂相接，全桥定义自重，二期恒载，混凝土收缩徐变，温度梯度，移动荷载，支座沉降等数据，模型共计1838个节点，3394个单元。

桥涵设计一、桥涵设计说明桥涵设计是根据公路路线总体布局设定的，同时结合当地的地质情况、水文情况和施工条件，并且同当地的农田灌溉相结合。

二、桥涵设计荷载（一）、桥涵设计荷载以公路-Ⅰ级和公路-Ⅱ级两个等级，其适用范围如表5-1。

各级公路桥涵设计汽车荷载等级表5-11、车道荷载由长度不限的均布荷载和集中荷载组成，对于公路-Ⅰ级车道荷载，其均布荷载标准值q k=10.5KN/M，集中荷载值是按桥梁计算跨径Lk≤5m时，Pk=180KN；当Lk≥50m时，Pk=360KN，当5≤Lk≤50m时采用内插法。

2、对于公路-Ⅱ级车道荷载，其均布荷载标准值qk和集中荷载标准值Pk均按公路-Ⅰ级的0.75倍计算。

（三）、公路桥涵安全等级采用安全等级为三级，r0=0.9。

（四）、对于桥涵施工对其伸缩缝和沉降缝参考施工图。

三、桥梁设计要点及注意事项根据本项目的实际情况，桥型选择力求安全、实用、经济，桥孔布置遵循经济实用、施工方便兼顾美观的原则本工程共设置桥梁3座，其中安家湾桥桥梁全长100m，上部结构采用4*20m 钢筋混凝土T梁；月儿湾桥桥梁全长220m，上部结构采用7*30m钢筋混凝土连续T梁；桥沟里桥桥梁全长160m，上部结构采用5*30m钢筋混凝土T梁。

SⅤ-11、上部结构预制箱梁部分详见《装配式预应力混凝土简支梁桥上部构造》。

2、下部结构施工时除严格遵守中华人民共和国交通部颁布标准《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000），《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）有关要求，应当注意：①、台后及坡填土应选用透水性良好的沙砾石材料，并按本路段（主线）路基填土的有关规定分层夯实，并设置泄水孔，泄水孔德孔径同挡土墙泄水孔一样。

②、台后及锥坡填土应采用小型机械严格按照分层压实的原则进行压实，其压实度应不小于路基压实度。

③、墩、台帽顶面支座垫块位置和高程控制要求准确，其顶面必须保持水平、平整、清洁，外形符合设计要求。

桥涵初步设计细则一、主要技术指标1、采用设计速度为80Km/h的双向四车道高速公路标准，整体式路基宽度为24.5m，桥梁标准断面详见下图：2、主线桥涵设计荷载等级：公路-I级；被交路（高速公路及一级公路：公路-I级，二级公路以及三、四级公路：公路-II级；四级以下：公路-II级乘以0.6～0.8系数采用）。

3、地震作用：地震动峰值加速度为0.05g。

4、设计洪水频率：特大桥1/300，大、中、小桥及涵洞1/100。

5、考虑远景可能实施维修罩面和部分特种超高车辆的通行安全，同时考虑施工净空的要求，上跨县道（含县道）以上等级路的桥梁净空高度尽可能提高到5.5m，标注为5.5 m；水泥路及乡道标注为5.0m，其它标注为4.5m。

二、设计深度1、主线桥梁上部构造通用图（含数量表、标准横断面、一般构造图、钢束布置图）20m预应力混凝土小箱梁（整体式路基0°、15°、30°）25m预应力混凝土小箱梁（整体式路基0°、15°、30°）30m预应力混凝土小箱梁（整体式路基0°、15°、30°）40m预应力混凝土小箱梁（整体式路基0°）具体图纸参见各跨径的上部构造通用图2、主线桥梁下部构造通用图（与主线桥梁上部构造通用图对应）预应力混凝土分体小箱梁（含20、25、30m、40m跨径桥台一般构造图、桥墩一般构造图）具体图纸参见下部构造通用图3、涵洞通用图ф1.5m钢筋混凝土圆管涵（0°～45°、5°一级）2.0、4.0、6.0m钢筋混凝土盖板涵（0°～45°、5°一级）2.0、4.0、6.0m钢筋混凝土箱涵（0°～45°、5°一级）具体图纸参见涵洞通用图（总体组未出，待定）4、普通大桥、匝道桥设计内容包括（按图纸出版顺序排列）：A）全桥工程数量表B）桥位平面图C）桥位工程地质纵断面图（地勘单位统一设计，地质情况特殊或复杂的特大桥还需提供工程地质平面图）D）桥梁方案比较表（一般桥梁无，有比较方案的桥梁需增加，具体样式如下图）E）桥型布置图（中桥及中桥以上桥梁均绘制平纵数据表）F）上部构造横断面图（主要针对装配式结构变宽主线桥和互通匝道桥的断面，标准宽度桥梁中不再出版）G）施工工序图（针对大跨变截面箱梁等特殊结构）H）特殊结构一般构造图I）特殊结构钢束布置图J）桥台一般构造图（主要是互通匝道桥台、主线变宽桥台或U台；U台要求有各部分构造的混凝土数量及填挖数量）K）桥墩一般构造图（主要是过渡墩、互通匝道桥墩、特殊结构的桥墩；预制结构的非特殊桥墩由下构通用图统一出版，具体桥中不再出版）5、比较方案（特殊结构大桥及特大桥均应绘制比较方案），应同时包括上述除《桥梁方案比较表》外所有图纸；6、涵洞、通道只出数量表；小桥、天桥只出典型样式图和数量表。

桥梁下部结构设计0 前言随着经济不断发展，桥梁建设得到了飞速发展，它已从最开始的方便人们过河、跨海之用，已广泛应用于各种场合，它的用途不断多样化，它的形式也在最基本的三种受力体系上逐渐多样化，不仅从功能上、规模上，还从美观上、经济效益上，逐渐与时代发展相协调。

所以桥梁建筑已不仅是交通线上的重要载体，也是一道美丽的风景被人津津乐道。

面对着新工艺、新挑战，原有的桥梁建设正面对历史的考验，当代建设者肩负着光荣而又艰巨的任务，为明天创造历史。

本设计说明书所编写的是沈阳至阜新公路桥的下部设计方案。

通过上部荷载传力，拟定桥墩尺寸，以确定相应的尺寸是否满足要求，配置以合适的钢筋，使提高桥墩的承载力，使达到桥梁的耐久性要求。

在桥梁的使用期内，完成桥梁墩台的使命。

通过本次设计，我基本上掌握了桥梁下部设计的基本内容，从选截面尺寸，到配置钢筋，每一个细节都是经过多次考虑，通过反复验算，使桥梁墩台满足要求，且以经济合理的材料用量完成。

所以下部设计是要求桥梁设计者，从上部得到内力组合后，设计以适应下部使用的尺寸结构进行验算。

本次设计旨在使我巩固、加深本科期间所学理论知识，使自己具备在以后工作中利用知识解决问题的的能力。

1 桥型方案比选沈阳至阜新公路桥，桥孔布置为5×35m的预应力混凝土箱型简支梁桥，桥梁全长175m。

本桥上部为预应力混凝土箱型梁，下部结构为钻孔灌注桩墩台。

1.1 技术设计标准1．桥面净宽：4×3.75m+0.5m=15.5m；2．荷载等级：公路-Ⅰ级荷载；3．设计洪水频率：1/100；4．环境类别：Ⅱ类环境；5．设计安全等级：二级，结构重要性系数01.0γ=。

1.2 主要设计依据1．《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)2．《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）3．《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—2007）4．《公路桥涵设计手册-墩台与基础》5．沈阳至阜新公路桥设计资料1.3 工程地质资料根据地质勘察，揭露的地层岩性主要为素黏土、砾石、亚砂土、粉砂、泥岩。

公路桥梁通用图
(箱梁系列) 交通部专家委员会等编制
为进一进步树立和落实科学发展观，提升设计理念，提高设计水平，贯彻“六个坚持六个树立”的设计理念，保证量大面广的中小跨径公路混凝土桥梁结构的设计，建造的安全度，实现中小跨径桥梁设计施工的标准化，生产机械化和工厂化，使之具有良好的可维修性和可更换性。

交通部专家委员会组织全国20多家公路甲级设计企业，主要依据《公路工程技术标准》JTGB01-2003、《公路桥梁通用设计规范》JTGD60-2004、《公路钢筋混凝土预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-2004等现行标准规范，编制了公路桥梁上部结构系列设计通用图本系列通用图的内容含盖了装配式先张法或后张钢筋混凝土（空心）板（简支和简支变连续体系）和装配式预应力混凝土T型梁（简支和简支变连续体系），装配式预应力混凝土箱型连续梁，现浇等截面预应力混凝土混凝土连续梁等上部结构形式。

参编单位：中交第一公路勘察设计研究院有限公司\中交第二公路勘察设计研究院有限公司\湖南省交通规划勘察设计院\中交公路规划设计研究院中交桥梁技术有限公司四川省交通厅公路规划勘察设计研究院广西交通规划设计院辽宁交通勘测设计院陕西省公路勘察设计院福建省交通规划设计院山东省交通规划设计院江苏省交通规划设计院湖北省交通规划设计研究院安徽省公路规划勘察设计院江西省交通设计院河北省交通规划设计院云南省公路规划勘察设计院中国公路工程咨询集团有限公司重庆市交通规划勘察设计院吉林省公路勘察设计院上海市政工程设计研究总院湖南省交通科学研究院青海省公路科研勘测设计院等
人民交通出版社出版大八开共20分册定价:5700.00元半价2850.00元。

桥梁的设计荷载2.1.1 公路桥涵的汽车荷载《公路桥涵设计通用规范》（JDG D60-2004）将公路桥梁汽车荷载分为公路-Ⅰ级和公路-Ⅱ级两个等级。

汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成。

车道荷载由均布荷载和集中荷载组成。

桥梁结构的整体计算采用车道荷载：桥梁结构的局部加载、涵洞、桥台和挡土墙土压力等的计算采用车辆荷载。

车道荷载与车辆荷载的作用不得叠加。

车道荷载的计算图式如图2-3所示。

图2-3 公路桥梁车道荷载公路-Ⅰ级车道荷载的均布荷载标准值为＝10.5kN/m，集中荷载标准值按表 2-4选取：k q k P 表2-4 公路桥梁集中荷载标准值计算跨径集中荷载标准值k P 备注5m ≤L480kN m 305m <<L采用直线内插求得50m ≥L360kN计算剪力效应时，上述荷载标准值应乘以1.2的系数。

公路-Ⅱ级车道荷载的均布荷载标准值和集中荷载标准值为公路-Ⅰ级车道荷载的0.75倍。

车道荷载的均布荷载标准值应满布于使结构产生最不利效应的同号影响线上，集中荷载标准值只作用于相应影响线中一个影响线峰值处。

k q k P 公路桥梁车辆荷载的立面、平面尺寸如图2-4，其主要技术指标规定如表2-5。

公路-Ⅰ级和公路-Ⅱ级汽车荷载采用相同的车辆荷载标准值。

(a) 立面 (b) 平面 图2-4 公路桥梁车辆荷载布置图(单位：kN.m) 表2-5 公路桥梁车辆荷载主要技术指标项 目 单 位 技 术 指 标项 目 单 位 技 术 指 标车辆重力标准值 kN 550 轮距m 1.8 前轴重力标准值 kN 30 前轮着地宽度及长度 m 0.3×0.2 中轴重力标准值kN2×120中、后轮着地宽度及长度m0.6×0.2后轴重力标准值kN 2×140 车辆外形尺寸(长×宽)m 15×2.5轴距m3+1.4+7+1.4公路工程技术旧标准中把大量、经常出现的汽车荷载排列成车队形式，作为设计荷载，把偶然、个别出现的平板挂车和履带车作为验算荷载。

新旧规范中的汽车荷载比较前言：我国公路桥梁结构设计采用的汽车荷载标准长期以来采用汽车车队的形式，计算荷载和验算荷载相结合的模式。

原规范将汽车荷载划分为汽车—超20级、汽车—20级、汽车—15级、汽车—10级共四个等级，并且每个等级规定了验算荷载——挂车和履带车荷载；而新规范只将汽车荷载分为公路—I级和公路—II级两个等级，取消了原规范规定的汽车—15级和汽车—10级汽车荷载，并且不考虑验算荷载。

公路—I级相当于原规范的汽车—超20，公路—II级相当于原规范的汽车—20级。

两者对简支梁的内力有什么区别，我们接下来就来分析这个问题。

正文：新旧规范汽车荷载对简支梁产生的内力主要体现在两个方面：1.汽车荷载的计算图式不同。

原规范汽车荷载的计算图式是以一辆加重车和具有规定间距的若干辆标准车组成的车队表示的。

新规范采用车道荷载即由均布荷载和集中荷载组成的图式。

2.冲击系数不同。

旧规范近似地认为冲击力与计算跨径成反比，并与桥梁的结构形式有关。

而新规范采用了结构基频来计算桥梁结构的冲击系数。

一．跨径20米的简支梁的内力分析。

下面以混凝土简支梁为研究对象，分析新旧规范标准汽车荷载效应的差别。

该桥标准跨径20m，主梁全长19.96m，计算跨径19.50m，桥面净空为净—7m+2×1.75m。

主梁结构尺寸如下图示。

设计荷载分别采用《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）采用的公路—I级、公路—II级与《公路桥涵设计通用规范》（JTJ 021-85）采用的汽车—超20级、汽车—20级进行对比分析。

（一）.新桥规计算的荷载效应根据上节中主梁结构纵、横截面的布置，取用其的一根主梁计算其各控制截面的汽车荷载效应。

汽车荷载效应计算按《公路桥涵通用设计规范》（JTG D60-2004）4.3.2条规定，简支梁结构的冲击系数由下式计算：介于1.5HZ和14HZ之间，冲击系数按下式计算：汽车荷载效应计算结果见下表：汽车一级荷载：汽车二级荷载：（二）．按照旧桥规计算的荷载效应汽车荷载效应计算：在汽车荷载效应计算中，直接用规范中采用的标准汽车荷载在主梁上加载，从而计算出主梁各控制截面（支点、四分点和跨中截面）的最大弯矩和剪力效应。