拱桥计算书.doc

目录
1.方案比选………………………………………………………………………………3
1.1 设计原则……………………………………………………………………………3
1.2 方案设计……………………………………………………………………………3
1.3 方案选择……………………………………………………………………………6
2.设计规定及基本数据………………………………………………………………7
2.1 设计规定和数据……………………………………………………………………7
3.结构计算………………………………………………………………………………7
3.1 主拱圈截面要素及尺寸拟定………………………………………………………7
3.2 拱轴系数的拟定……………………………………………………………………9
3.2.1 上部结构设计…………………………………………………………………9
3.2.2 上部恒载计算…………………………………………………………………11
3.3 内力计算……………………………………………………………………………15
3.3.1 主拱圈内力计算………………………………………………………………15
3.3.2 桥面系计算……………………………………………………………………19
3.3.3 盖梁计算………………………………………………………………………28
3.3.4 立柱计算………………………………………………………………………37
3.4 各结构的配筋计算及应力验算……………………………………………………39
3.4.1 空心板配筋计算及应力验算…………………………………………………39
2.4.2 盖梁配筋计算及应力验算……………………………………………………44
3.4.3立柱配筋计算…………………………………………………………………47
3.4.4 主拱圈配筋计算………………………………………………………………48
3.5 支座计算……………………………………………………………………………52
3.6 桥台计算……………………………………………………………………………53

1.方案比选
1.1桥梁设计原则
1)．合用性：满足车辆个人群的通行，即要满足基本的交通量问题。此外，除桥面交通量，桥下假如有过水量，桥下通行高度、通行量规定是，设计也需要考虑。并规定考虑到长期发展问题，即将未来交通量的增长考虑进去，保证增长后的交通量，连续发展还涉及桥梁的修理、维护保养，设计都需要考虑到。
2).安全与舒适性：在满足交通量的同时，还需要保证车辆、人群通行的舒适问题。桥面的竖向、横向震动要得到控制。安全问题在所有设计中都应放在第一位，桥面系需要有足够的承载力安全保障，桥下支撑结构同样需要验算各种受力问题。
3).经济性：经济性涉及施工难以限度，桥梁材料的消耗，建成后的后期维修、保养费用，在设计中都需要考虑到。
4).先进性：桥樑设计施工等都应劲量优先使用先进的设计、施工技术和理念。便于施工、架设。运用先进的施工技术还可以有效的减短施工周期，保证在短时间完毕最优、最安全的设计工程。
5).美观：建筑发展中美观也是一个必不可少的因素，桥梁设计需要考虑与周边景色的协调，保证整体的美观效果。

1.2方案设计
方案一：双塔三跨式斜拉桥
① 桥梁整体布置：9+32+9，全长50m，布置图见图。
②上部结构布置：桥面净宽7.5m+2×1.5m加上0.75m的人行道护栏，桥面横坡为双向2%。
③下部构造：采用钻孔灌注桩做主塔基础，每个主塔采用4根钻孔桩。④主塔塔柱采用空心矩形截面，外壁厚度取0.5m。双塔整体高度（承台以上）18m。
方案桥梁特点概述：
1.斜拉桥是由斜拉索、塔柱和主梁组成，用若干高强的拉索将主梁斜拉在塔柱上，斜拉索使主梁受到一个压力和一个向上的弹性支承的反力，这就使得桥梁的跨越能力大大增强。
2.梁体尺寸较小，桥梁的跨越能力较大。
3.对桥下净空、桥面标高的限制少。
4.桥体为多次超静定结构，设计计算复杂。
5.施工时高空作业较多，且施工控制技术规定严格。
6.美观方面：斜拉桥美观性很好，但跟本地地形搭配效果很差。
7.质量规定严格，成本高。

方案二： 上承式钢筋混凝土箱型拱桥。

①桥梁整体布置：拱桥采用5+40+5布置，中间布置40m跨径的箱型主拱，下部用钻孔桩支撑。起拱线以上外侧水平段用搭板与道路连接。
②主拱：采用箱型截面，截面高度取1m。
③ 桥面及铺装：采用装配式预应力混凝土空心板，40cm厚，长度为500cm。
④ 下部结构：采用钻孔灌注桩，运用下部岩体支撑。
方案桥梁特点概述：
1.拱桥的跨越能力得到体现，主拱架设在两侧岩体上，充足运用地形。
2.充足发挥圬工材料的抗压性能，构造简朴，受力明确。
3.拱桥有水平推力，对地基规定高。
4.跨径较大时，自重大对稳定不利，本设计中，跨径较小，基础在岩体中，稳定性良好。

方案三：简支梁拱组合式桥。（图1.3）
① 此桥下承式，无推力组合体系拱，跨径50m。拱肋采用钢筋混凝土，桥面设立风撑。
② 组合体系定为刚性系杆刚性拱，两端简支支撑在桥台上。
方案桥梁特点概述：
1. 桥整体为外部静定结构，内部为高次超静定结构，重要承重构件除拱肋之外，尚有加劲纵梁。
2. 桥梁没有水平推力，对地基规定相对较低。
3. 整体虽是简支桥梁结构，但跟拱组合之后的体系跨度得到提高。
4. 无推力拱式组合体系可以很大限度的保证桥下净空规定。

1.3方案选择
①经济角度来看，上承式拱桥经济性更好。斜拉桥构件材料种类规定多、质量规定高。简支梁拱体系的主拱相比之下需要更大的跨径，且两侧拱肋整体性保证规定高。
②结构受力角度分析，斜拉桥、简支梁拱组合式桥受力更为复杂。上承拱桥相比下受力简朴明确，拱的弯矩、变形等相比之下小得多。
③ 上承拱桥、斜拉桥对地基都规定较高，组合体系桥则对地基规定较低。但此例中地基条件良好，地基规定高的缺陷不明显。
⑤ 拱桥耐久度良好，且维修养护费用低，相比斜拉桥，更加
适合山区桥梁的特性。上承式拱桥相比梁拱组合体系桥优点更加明显。
④山区桥梁考虑到与周边的协调性，上承式拱桥更适合与山区协调搭配。
综上所述，采用方案二：钢筋混凝土箱型拱桥。

2.设计规定及基本数据
2.1设计规定和数据
2.1.1设计规定
设计车速：40km/h。
设计荷载：公路-Ⅰ级汽车荷载。人群荷载3.5kN/。
桥面净宽：7.5+2×1.5米
设计风速：5m/s
桥面横坡：双向2%
地震烈度：6度
跨径为50m左右（本设计采用5+40+5，即主拱跨径40m，坐落于岩体上，两边采用两个5m搭板，下部设立桩支撑）
2.1.2材料选用及数据
主拱和空心板为C40钢筋混凝土，拱顶实腹段采用20号片石混凝土，立柱等采用C35混凝土。
钢筋混凝土

混凝土

片石混凝土

沥青混凝土

3结构计算
3.1主拱圈截面要素及尺寸拟定
主拱圈采用箱型截面，采用悬链线。
3.1.1主拱圈截面数据计算
截面高度：

截面宽度：

其他尺寸如图中所示

截面积：

=4.902
由于截面为上下对称截面，所以：

计算截面惯性矩：

回转半径：

3.2拱轴系数的拟定
3.2.1上部结构设计
①假定，得到以下数据：

计算跨径l=40m，计算失高f=5m
拱脚截面的投影坐标：

将主拱匀分24等份，
主拱各处坐标求值见下表：
截面号
(表值)

(表值)
拱背坐标
拱腹坐标

5.0000

4.56827
5.43174

4.08645

3.76438
4.52312

3.29742

2.92308
3.83131

2.61131

2.22692
3.09131

2.02251

1.61277
2.67191

1.52780

1.08977
2.07691

1.10000

0.28187
1.67231

0.75380

0.28877
1.35361

0.47728

-0.00004
1.02351

0.26621

-0.22101
0.77952

0.11760

-0.32391
0.61345

0.02929

-0.46101
0.53208

0.00000

-0.50000
0.50000

② 腹孔初步布置与试算
从主拱起拱线开始，向跨中对称布置2组立柱，跨径5m，立柱截面尺寸为1m×0.7m，底梁纵向宽为1.0m。
立柱中线高度计算（涉及底梁与盖梁）：
高度h即为：{相应点拱背坐标值}+0.5m
立柱中线高度计算表：
项目
X坐标

拱背
h
1号立柱
15.5044
1.39068
0.61425
0.73821
2.2269
2.7204
2号立柱
10.5044
1.01506
0.29184
0.90914
0.2819
0.7819
3号拱座
5.5044
0.67427
0.05793
0.99183
-0.2210
0.2790

③ 腹孔设立的问题讨论与设立修改
由高度计算表可得：立柱高度分别2.7204m及0.7819m。
盖梁截面高度取为1m，2号立柱处的高度0.7819m将不可以设立盖梁等结构。
由此，初步设计的2号立柱改为横墙结构，去掉底梁与盖梁结构。纵向宽度取与立柱尺寸相同。

3.2.2上部结构恒载计算
空心板及桥面铺装计算：
①空心板
空心板宽度取为99cm。
空心板截面见下图：

空心板截面积：

=2873.22
空心板自重计算：

② 桥面护栏
护栏质量较混凝土很小，此处不计入
③人行道（布置如图）

人行道截面尺寸图如下

截面面积150×20+2×10×20=3400
双向人行道自重=2×3400××25=17
将荷载平摊到各主梁=17/10=1.7
③ 空心板铰接缝计算
铰接缝的面积：

铰接缝自重： =515××24=1.24
平摊到各主梁上=1.24×9/10=1.12

底梁梁自重,盖梁自重

④ 立柱（横墙）的集中压力
号立柱：
立柱自重：

好横墙：
横墙自重：

拱座：

实腹部分：
按二次抛物线类似估算
重心横坐标X=
左边界高度
换算成集中力
⑤ 拱轴系数验算：
主拱自重：

集中力：

最后计算弯矩：

不符合理论值，需要重新计算

⑥ 拱轴系数偏差的解决：
仍然假定m=2.240，并结合实际情况，第一跨空心板左边从起拱线向左再移动0.35m（立柱截面宽度的一半）。对新方案重新计算荷载。
由于m值同上，大部分数据相同，此处不再计算，下面只计算由方案改动导致的数据改变。
新方案的立柱高度计算表：
项目
X坐标

拱背
h
1号立柱
15.8544
1.40512
0.63421
0.74821
2.5269
3.0269
2号立柱
10.8544
1.12341
0.30151
0.91814
0.3142
0.8142
3号拱座
5.8544
0.69314
0.06041
0.99293
-0.2191
0.2809
新方案立柱计算：
号立柱：
立柱自重：

好横墙：
横墙自重：

拱座：

实腹部分：
按二次抛物线类似估算
重心横坐标X=
左边界高度
换算成集中力
⑦ 拱轴系数验算：
主拱自重：

集中力：

最后计算弯矩：

所以，由此拟定拱轴系数m=2.240

3.3内力计算
3.3.1主拱圈内力计算
①弹性中心

②压缩系数

③主拱圈恒载内力计算
拱轴系数拟定为2.240，实际拱轴系数并不是与拱轴线完全重合，存在偏差。本例中偏差较大，需要用“假载法”。最后求内力为弹性压缩假载内力加上不计假载的恒载内力之和。
本设计拱桥跨径40m，为较小跨径拱桥，设计中将只计算拱顶、拱脚、1/4截面这三个截面。其他截面可以用同样环节计算，本设计不在考虑1/8及3/8截面的内力计算。
求假载：

解得=2.7858KN/m
不计入弹性压缩的假载内力：

截面

项目

力臂

力/力矩

拱顶

0.00725
-0.00456
0.00269

4.45617
12.41499

0.06913
0.05903
0.12816

26.07091
72.62313

1/4面

0.00882
-0.01047
-0.00165

2.73333
7.61451

0.04035
0.08781
0.12816

26.07091
72.62834

拱脚

0.01994
-0.01409
0.00585

9.69093
26.99699

0.09242
0.03575
0.12817

26.07295
72.63402

0.17067
0.32933
0.5

20.35048
56.69238
、值均为表(Ⅲ)-14（59）值。

计入弹性压缩的假载内力计算
项目
拱顶截面
1/4截面
拱脚截面

0
0.24058
0.70097

1
0.94212
0.71319

72.623313
72.62834
72.63402

56.69238

1.003405
1.003477
1.003555

71.619725
64.47437
90.82579

12.413998
7.61451
26.99699

2.71526
1.00515
-5.42814

13.4174
8.61794
28.00055

不计假载的拱轴线恒载计算：
推力:

考虑弹性压缩的拱轴线恒载

拱顶
1/4面
拱脚

1
0.94212
0.71319

1294.516601
1294.516601
1294.516601

1276.63078
1276.63078
1276.63078

1294.516601
1374.0464
1815.1076

17.88581
16.85059
12.765599

1276.63079
1357.19581
1802.342

2.71526
1.00515
-5.42814

48.56465
17.97793
-97.0867

恒载内力（不计假载的恒载内力加上假载产生的内力）
截面
项目
N(KN)
M（KN·m）

拱顶
不计内力
1276.63079
48.56465
产生的内力
71.61973
13.41740
合计
1348.25052
61.98205

1/4截面
不计内力
1357.19581
17.97793
产生的内力
67.47437
8.61794
合计
1424.67018
26.59587

拱脚
不计内力
1802.342
-97.0867
产生的内力
90.82579
28.00055
合计
1893.16779
-69.08615

④ 车道荷载内力计算：
不计弹性压缩的均布荷载内力计算：

截面
项目
荷载
KN/m
影响线面积
力或
力矩
表值
乘数
面积

拱
顶

10.5
0.00503

8.041
80.41
相应
10.5
0.0592

16.4537
172.75

10.5
-0.00421

-9.1253
-95.82
相应
10.5
0.05244

16.8325
176.74
1/4
截
面

10.5
0.00724

15.5812
162.57
相应
10.5
0.03741

9.2485
94.24

10.5
-0.0082

-18.5839
-187.33
相应
10.5
0.07529

28.4819
30.52

拱
脚
截
面

10.5
0.01524

26.3968
27.24
相应
10.5
0.0772

17.3412
18.20
相应V
10.5
0.14633

6.1212
62.85

10.5
-0.01352

-30.4861
-310.31
相应
10.5
0.03428

12.4392
132.62
相应V
10.5
0.29081

15.5910
167.44

⑤ 人群荷载内力计算：
不计弹性压缩人群荷载内力计算：

截面
项目
荷载
KN/m
影响线面积
力或
力矩
表值
乘数
面积

拱
顶

3.5
0.00503

8.041
27.23
相应
3.5
0.0592

16.4537
57.65

3．5
-0.00421

-9.1253
-33.93
相应
3.5
0.05244

16.8325
58.74
1/4
截
面

3.5
0.00724

15.5812
60.57
相应
3.5
0.03741

9.2485
32.11

3.5
-0.0082

-18.5839
-68.12
相应
3.5
0.07529

28.4819
10.42

拱
脚
截
面

3.5
0.01524

26.3968
9.54
相应
3.5
0.0772

17.3412
6.20
相应V
3.5
0.14633

6.1212
22.45

3.5
-0.01352

-30.4861
-110.31
相应
3.5
0.03428

12.4392
44.26
相应V
3.5
0.29081

15.5910
68.33

计入弹性压缩的人群荷载内力计算：
项目
拱顶截面
1/4截面
拱脚截面

轴
力

57.65
58.74
32.11
10.42
6.20
44.26

22.45
68.33

57.65
58.74
30.34
9.81
12.77
63.74

4.012
4.033
3.973
4.075
6.134
2.218

4.012
4.033
3.867
3.962
46.18
16.39

393.73
115.37
322.05
212.62
156.11
217.9

弯
矩

27.23
-33.93
60.57
-68.12
9.54
-110.31

8.98
9.25
2.77
2.77
-28.09
-10.16

36.21
-24.68
63.34
-65.35
-18.55
-120.47

3.3.2桥面系计算
由上数据得恒载集度：=1.7+7.43+1.12=10.25
跨中截面内力计算：

支点截面内力计算：

l/4截面内力计算：

活载内力计算：
汽车荷载：公路Ⅰ级

① 活载横向分布系数计算：
荷载横向分布影响线的计算一下将用杠杆原理发和偏心压力法分别计算。杠杆原理法是假设横向联结完全没有，而偏心压力法是假定横向联结非常的可靠。本设计将从两种方法计算来讨论结构的内力。
(1)一方面用杠杆原理法分析
以横截面中心对称布载，并考虑多种布载情况
考虑到杠杆原理法的特性，结合实际情况，对称车辆荷载分析时，人群荷载将不影响计算。
a单车对称荷载
荷载布置如图所示：

b双车对称荷载
荷载布置图：

c根据桥面道路宽度实际情况

三车对称荷载情况不符合路面宽度规定。

非对称荷载，最不利位置布置荷载。
a最不利荷载
人行道的结构如图所示

荷载布置图

此段布载靠近人行道，按杠杆原理来看，此处应当考虑人群荷载进去，但由影响线来看，左半段人群荷载的负反力在考虑荷载组合时反而会减小2号梁的受力，正好与另一半人群荷载抵消为零。
(2)偏心压力法分析
梁数n=10，梁间距离为1.0m,则

求得

分布系数计算：

为汽车荷载p/2对第i号梁的荷载横向分布系数，为汽车荷载到横截面中心的距离，为i好梁到截面中心的距离。将两轮荷载p/2，转换为两点中心的集中荷载P来计算，结果相同。人群荷载同理求。
单车荷载下，最不利位置布载的分布系数。
荷载布置图：

如图，=235，带入式计算各号梁的分布系数：

此时荷载偏左布置，截面中心以右的梁（即6至10号梁）系数降逐渐减小，但当荷载偏右布置时，分布系数大小等于此时对称梁号的分布系数大小，且大于荷载偏左布置时的分布系数。由此，只取对称面来计算，同样可以计算出各梁的最不利荷载的分布系数。
即

双车荷载下，最不利位置布载的分布系数。
荷载布置图：

如图，=80，带入式计算各号梁的分布系数：
双车与单车荷载不影响人群荷载的分布系数，此处不再计算人群荷载的分布系数。
此时等效荷载为2P。

同上，对称梁号有

② 考虑安全选取最不利系数来计算
根据上面计算的横向分布系数，在杠杆原理法、偏心压力法，及单车、双车布载的各种情况下，取最不利的情况计算反力。这样可以以最大限度考虑安全因素。
单车荷载：

双车荷载

③ 车道荷载内力问题
均载
集载
假如要计算剪力，则有
（1） 冲击系数：
旧桥规计算：
C35混凝土
梁重G=7.43×
主梁I=0.0835
简支梁基频
冲击系数
新规范略大于0.4，按0.34计算冲击系数。
（2） 车道荷载内力
梁各截面的弯矩和剪力图如下（影响线）
① 计算弯矩
跨中截面:
影响线面积
跨中峰值为：
主梁：
=1.34×1×0.475（10.05×3.125+180×1.25）
=163.2
l/4截面：
峰值：
影响线面积
主梁弯矩：
=1.34×1×0.475（10.05×2.35+180×0.94）
=122.73
② 计算剪力
计算跨中截面：
峰值：0.5
影响线面积
剪力：
=1.34×1×0.475（10.05×0.63+180×0.5）
=15.56
计算1/4截面：
峰值：0.75
影响线面积
剪力：122.17
=1.34×1×0.475（10.05×1.41+180×0.75）
=94.95
支点：
按最不利情况计算
1.34×1×0.475（10.05×0.475×+180×1）
=122.17
(3)人群荷载

① 计算弯矩：
跨中截面

l/4截面

② 计算剪力：
跨中截面

l/4截面

支点

(4)荷载组合

效应组合：
项目
弯 矩

剪 力
梁位
跨中
l/4面
支点
梁位
跨中
L/4面
支点
①
32.03
24.02

①
0
12.82
26.63
② 1.2
38.44
26.42

②1.2
0
15.38
31.96

163.2
122.73

③
15,56
94.95
122.17
④
228.48
146.76

④
21.78
132.93
171.04
⑤
3.77
2.84

⑤
0.076
1.7
3.02
⑥
4.22
3.18

0.09
1．98
3.38
②+④＋⑥
271.14
176.36

②+④＋⑥
21.87
150.29
206.38

3.3.3盖梁计算
①一方面，将盖梁结构简化为连续梁计算
其构造如图：
现运用力法来计算，盖梁自重和图如下：
弯矩M=30×0.5×0.25+15×0.5×0.5÷2+15×0.5÷2×0.5÷3=6.25KN·m
集中力P=（15+30）×0.5/2+30×0.5=26.25KN
C30混凝土E=30000M
对于盖梁I=b/12=0.1
盖梁力法计算：

因,可计算得到=72.6KN
即中间立柱的反力。由力的平很可得到此外两个立柱的反力=109.95
自重作用下的剪力和弯矩的计算。
截面选取见下图：
1-1截面：
剪力Q=30×（0.5×0.5+0.5×）=11.25
弯矩M= -7.5×-3.75×=2.81
同1-1截面，其他截面有：
2-2截面：
剪力Q=39.25
弯矩M=4.98
3-3截面：
剪力Q=0
弯矩M=50.01
4-4截面：
剪力Q=46.21
弯矩M=44.20
此处计算的为左边一半的对称截面，右边与此处数据对称相等。
②可变移动荷载下的支座反力
根据公路Ⅰ级荷载标准有：=10.5,=180。双车道时，折减系数1.0。
单孔时 单列车

双列车

双孔时 单列车

双列车

③ 荷载横向分布后的樑、支点反力
公式：

支点反力计算表如下：
表1：
荷载情况
公路Ⅰ级荷载

单
车
对
称
布
载
横向分布系数
单 孔
双 孔
F
R

R

0
199.69
0

0

0
199.69
0

0

0
199.69
0

0

0
199.69
0

0

0.3
199.69
59.907

65.8125

0．3
199.69
59.907

65.8125

0
199.69
0

0

0
199.69
0

0

0
199.69
0

0

0
199.69
0

0

表2：
荷载情况
公路Ⅰ级荷载

单
车
偏
心
布
载
横向分布系数
单 孔
双 孔
F
R

R

0.228
199.69
44.3432

45.231

0.2
199.69
39.938

43.869

0.171
199.69
34.399

38.241

0.143
199.69
28.251

35.141

0.114
199.69
22.441

24.578

0．114
199.69
22.441

24.578

0.143
199.69
28.251

35.141

0.171
199.69
34.399

38.241

0.2
199.69
39.838

43.869

0.228
199.69
62.342

45.231

表3：
荷载情况
公路Ⅰ级荷载

双
车
对
称
布
载
横向分布系数
单 孔
双 孔
F
R

R

0
399.38
0

0

0
399.38
0

0

0,475
399.38
189.71

208.41

0
399.38
0

0

0.425
399.38
169.74

186.47

0．425
399.38
169.74

186.47

0
399.38
0

0

0,475
399.38
189.71

208.41

0
399.38
0

0

0
399.38
0

0

表4：
荷载情况
公路Ⅰ级荷载

双
车
偏
心
布
载
横向分布系数
单 孔
双 孔
F
R

R

0.228
399.38
91.01

100.06

0.268
399.38
107.18

114.74

0.248
399.38
99.05

108.81

0.229
399.38
91.46

127.24

0.21
399.38
83.87

92.14

0．21
399.38
83.87

92.14

0.229
399.38
91.46

127.24

0.248
399.38
99.05

108．81

0.268
399.38
107.18

114.74

0.228
399.38
91.01

100.06

④ 衡载与可变荷载的反力组合
组合时只计算最大值，即只考虑最不利影响。
冲击系数的计算按简支板桥计算。
结构基频：

空心板面积：

静距（底边）：

=
中心到底边距离：

截面数据：

将各数据带入到计算公式得：

⑤ 盖梁截面弯矩：

⑥ 盖梁截面剪力

1-1：
2-2：
3-3：
4-4：，
⑦ 最不利弯剪组合
冲击系数：
弯矩效应计算表：
组合
截面1-1
截面2-2
截面3-3
截面4-4
①1.2恒载+1.4×1.21单车对称
-50.91
-38.33
140.61
-26.14
②1.2恒载+1.4×1.21单车偏心
-101.13
-40.75
420.05
384.36
③1.2恒载+1.4×1.21双车对称
-50.91
20.37
499.59
-112.45
④1.2恒载+1.4×1.21双车偏心
-140.62
-190.30
-124.35
-710.75

剪力效应计算表：
组
合
截面1-1
截面2-2
截面3-3
截面4-4
左
右
左
右
左
右
左
右
①
-113.46
-113.46
-221.51
224.35
-22.07
-22.07
-140.99
-300.85
②
-200.71
-200.71
-355.14
365.67
48.17
48.17
-113.46
-226.82
③
-113.46
-113.46
-420.64
330.53
-50.12
-50.12
-483.19
-503.70
④
-226.86
-226.86
-408.62
373.41
-17.83
-17.83
-250.25
-199.78

截面最不利内力：
1-1截面：

2-2截面：

3-3截面：

4-4截面：

3.3.4立柱计算
①恒载计算
柱顶支反力数据：
上部结构导致的反力

自重反力：

按最不利影响计算，取中间立柱计算。
立柱自重：

底梁自重：

（底梁只取了立柱截面相等的竖直截面计算）
恒载垂直向总压力（中间立柱）：

② 立柱活载计算：
按规定，车道上制动力标准值的计算，按车道荷载标准值再加载长度上计算总重的10%来计算，且同向双车道时按单车两倍计算。且公路Ⅰ级情况下，制动力标准值要大于165KN。
单车单孔制动力计算：

双车单孔制动力计算：

单车双孔制动力计算：

双车双孔制动力计算：

③ 风荷载计算：
设计风速：5m/s
顺桥向的风荷载计算为：取横向风压的70%计算，迎风面积去全值。
风压计算：

查表：,,
盖梁迎风面积：

立柱迎风面积：

盖梁风力：

立柱风力：

④ 垂直力最不利值：
活载，恒载

⑤ 弯矩计算：
制动力导致柱底弯矩：

风力导致柱底弯矩：

柱顶垂直力对柱顶中心弯矩：

制动力导致的柱顶弯矩：

⑥柱顶外力计算：
弯矩：

垂直力：

水平力：

⑥ 柱底外力：
弯矩：

垂直力：

3.4各结构的配筋计算及应力验算
3.4.1空心板配筋计算
①预应力截面钢筋面积估算
本设计采用后张法，空心板采用钢交线，在靠近支座的地方向上弯起。
在空心板的下缘布置预应力钢筋，先取定
得到预应力钢筋到截面中心距离：

根据截面抗裂的规定，求预加力：

取基本组合弯矩值，

的公称截面面积A=139，张拉时规定控制应力大小取值：。
则需要钢绞线数量为：

(1-0.2)为考虑预应力损失而加入的系数，即认为损失了20%的张拉应力。
选用4根
② 布置预应力钢筋
如上所述，在空心板下缘布置预应力钢筋。按规定端部设立大于150mm的螺旋钢筋。空心板钢绞线布置如下图：

③ 普通钢筋计算及布置
一方面受压区布置钢筋不做考虑，先按构造规定配筋。采用II级钢筋，。
按照规定有：

在受拉区布置钢筋，A=603.3＞481.68。
其中。
④ 跨中截面正截面抗弯能力计算
一方面，将空心板截面换算成截面面积（D=18cm）相等，惯性矩相等的矩形孔截面来计算，最后换算成工字型截面，如下图所示：
面级相等：

惯性矩相等：

由上面两式可求得：B=53.94cm，H=22.96cm。
换算为矩形空心截面后，再换算为工字型截面：
翼缘厚度：

腹板宽度：

截面类型的判断：

① ＜②，可以判断截面属于第一类T型截面。
正截面强度验算：

计算受压区高度x：

带入数据得到：x=65.55mm<=70.1mm，取x=70