科技创新与应用ｌ ２０１２年２月（上） 路桥科技 公路钢筋混凝土简支梁桥计算探讨 潘玲萍 苏琼书 宋晓川 （郑州新开元路桥工程咨询有限公司，河南郑州４５００１４） 摘要：设计一座桥梁首先要重视总体方案、桥型及布置得合理性。上部结构的构造形式、跨径等被确定后，就要进行各部件的详 细计算。简支梁桥设计计算的项目有：主梁、横梁、桥面和支座。从受力的情况和材料的用量来看，主梁是最主要的跨越构件。桥 面板是承受局部荷载的构件，但又是主梁的受压翼缘，所以它的作用仅次于主梁。横梁只是起分布荷栽的作用。因此，设计计算的 工作量，大部分都在主梁的设计上，其次是桥面的计算。对于横梁，只是在给定的尺寸下，进行配筋和应力验算。 关键词：简支梁；主梁内力；计算荷载；横向分布系数 鉴于钢筋混凝土构件的截面设计和验算问题属于《结构设计原理》 中的内容，此次不做计算过程的重点，本篇通过实际的例题对主梁的受 载特点和最不利内力（包括内力组合）的计算过程进行阐明。 １主梁内力的计算 １．１恒载内力计算 钢筋混凝土或预应力混凝土公路桥梁的恒载，往往占全部设计荷 载很大的比重。一般来说，主梁跨度越大，恒载所占整个荷载的比重也 越大。在确定计算恒载时，为了简化起见，习惯上往往将沿桥跨分点作 用的横隔梁重量、沿桥横向不等分的铺装层重量以及作用于两侧的人 行道和栏杆等重量均匀分布地分摊给各主梁承受。因此，对于等截面梁 桥的主梁，其计算恒载是简单的均布荷载。 １．２活载内力计算 首先要计算出活载的横向分布系数后，就可以确定作用在一根主 梁上的荷载数值，就可以运用工程力学的方法来计算活载内力。 １．３主梁内力组合和包络图 为了按各种极限状态来设计钢筋混凝土及预应力混凝土梁，就需 要确定主梁沿桥跨方向各个截面的计算内力，就是将各类荷载引起的 最不利内力乘以相应的荷载安全系数后，按规定的荷载组合而得到的 内力值。 ２计算示例 座五片Ｔ梁式装配式钢筋混凝土简支梁桥，桥面净空为净－７附 ２ｘ０．７５ｍ人行道，计算跨径Ｌ＝１９．５０ｍ，主梁翼缘板刚性连结，梁高为 一布系数分别为０．４３８和１．４２２。 ｂ）当荷载位于跨中处，按照刚性横梁法计算荷载的横向分布系数。 承重结构的长宽比为： ＩＡ３＝１９．５０／（５ｘ１．６０）＝２．４＞２，按照刚性横梁法来绘制横向影响线并计 算横向分布系数。 本桥各根主梁的横截面均相等，梁数为５片，梁间距为１．６ｍ，则： ∑ｑ：＝Ⅱｌ ＋ ＋“３ ＋ｑ！＋ ＝（２Ｘｌ ６） ＋１ ６ｚ＋０＋（．１ ６） （一２Ｘ１ ６）ｋ２５ ６０ｍ 边梁横向影响线的竖标直为： Ｔ１］】＝１ ＂＋（ ／∑（７ ＝１／５＋（２×１．６）２／２５．６＝０．２＋０．４＝０．６ ｒｌ ＝１／Ｈ一 ． ／∑日 ：＝１／５一（２×１６）２／２５．６＝０．２．０．４＝．０＿２ ．由 １１和＂ｑ１５绘制边梁的影响线，进而由＂ｑｌ１和ｒｌ１５计算横向影 响线的零 位置，解得４．８０ｍ。 公路Ｉ级ｍｃｑ＝ｌ／２Ｙ￣－ｑｑ＝１／２‘（－ｑｑｌ＋＇ｑｑ２ ｑ３ ｑ４）＝１／２・＂ｑｌｌ（ｘｑｌ＋ ｘｑ２＋ｘｑ３＋ｘｑ４￣ｘ＝ｌ／２‘０．６‘ｆ４．１ＯＢ＿２＋２．３＋１．４）／４．８０＝０．５３８ 人群荷载ｍｃｒ＝ｒｌ－－ｑ １ １・ｘｒ／ｘ－０．６０／４．８０（４．８０＋０．３０＋０．５ｘ０．７￣＝０．６８４ ２．２．２计算跨中截面内力 ①汽车活载的跨中弯矩：公路Ｉ级荷载车道荷载ｑｋ＝１０－５ＫＮ／ｍ；集 中荷载当１０＝５ｍ时，Ｐｋ＝１８０ＫＮ，当１０￣５０ｍ时，Ｐｋ＝３６０ＫＮ；１０在上述两 者之间时，用直线插入法求取，即Ｐｋ＝２３８ＫＮ。 计算剪力效应时，上述集中荷载标准值Ｐｋ应乘以１－２的系数。 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 １．３ｍ，梁间距为１．６ｍ，计算边主梁在公路Ｉ级和人群荷载３．０ＫＮ／ｍ２作用 号影响线上；集中荷载标准值只作用于相应影响线中一个最大影响线 下的跨中最大弯矩和最大剪力。每侧栏杆及＾行道构件重量按照５ＫＮ／ 峰值处。 ＩＴＩ计。 跨中汽车荷载弯矩为：Ｍ＝（０。１２５ｘｌＯＳｘ１９５ｘ１９－５＋Ｏ．２５ｘ２３８ｘ１９５）ｘ ２．１恒载内力 ０．５３８￣１．０＝８９２．７２ＫＮ・ＩＴＩ，计入冲击系数，Ｍ＝Ｉ．１９１ｘ８９２．７２＝１０６３．２３ＫＮ・ｍ。 ２．１．１恒载集度 ②人群荷载的跨中弯矩：Ｍ＝０．６８４ｘ０．１２５×ｆ３．０ｘ２．５）ｘ１９．５ｘ１９．５＝ 车活载的跨中最大剪力：鉴于跨中剪力Ｑ影响线的较大坐标 位于跨中部分，故采用全跨统一的荷载横向分布系数ｍｃ来计算。 桥面铺装层：＝［０．０２ｘ７．００ｘ２．３０＋０．５ｘ（Ｏ．０６＋０．１２２５）ｘ７．００ｘ２．４］／５＝ 故得：Ｑ＝Ｉ．１９１ｘｌｘ０．５３８ｘ（１．２ｘ２３８＋０．５ｘ１０．５ｘ１９．５）＝２４８．６０ＫＮ ３．７１ＫＮ／ｍ ④人群荷载的跨中最大剪力：Ｑ＝ｏ．６８４￣（３．０ｘ２．￣￣１９．５ｘ０．５＝５０．０２ＫＮ 栏杆和人行道：＝０．５ｘ２／５＝２．００ＫＮ／ｍ ２．２＿３计算支点截面最大剪力 作用于边主梁的全部恒载为：：Ｅｇｉ＝９．７６＋０．６１＋３．７１＋２．００＝１６１０８ＫＮ／ 分别做出汽车和人群荷载的荷载横向分布系数沿桥跨方向的变化 ０．１５ｘ５ｘ２５｝／１９．５０＝０．６１ＫＮ／ｍ ｍ 主梁：＝ｌ０．１８ｘ１．３０＋０．５ｘ（０．０８＋０．１４）（１．６０－－０．１８）Ｊｘ２．５０＝９．７６ＫＮ／ｍ 横隔梁：对于边主梁：｛［１．００－０．５ｘ（０．０８＋０．１４）］ｘＯ．５ｘ（１．６０－０．１８）ｘ ２４３．８４ＫＮ・ｍ ２．１．２恒载内力 边梁各计算截面的弯矩和剪力如下表 ＼馥惭能鬻 ＼支点 ＾跨巾 内力 势力Ｏ ｌ ５７ ０ ０ 黼 Ｏ ｌ６ Ｏ８Ｘ §．５ ，８ ７８ ３ 图形和支点剪力影响线 汽车荷载的支点最大剪力 Ｑ＝Ｉ．１９１ｘ（１２０ｘ０．４３８ｘｌ＋１２０ｘ０．４５７＞＜０．９２８）＋１．１９１ｘ（７０ｘ０．５０５ｘ０．４１５＋ １３０Ｘ０．５０５Ｘ０．２１０）＝１５７．０９ＫＮ ２＿２活载内力 对于汽车荷载 １＋ ；ｌ＋（１．３Ｏ—１．００）（４５—１９．５）／（４５－５）＝１．１９１ 双车道不折减， １ ２．２．１主梁的荷载横向分布系数 ａ）当荷载位于支点处，按照杠杆原理法计算荷载的横向分布系数。 １０６３．２３＋２４３．８４）ｘ１００％＝５１．３３％ 因此，弯矩提高系数为１．０３ 绘制边梁的荷载横向影响线，根据《桥规》规定，在横向影响线上确定荷 Ｍ＝｛１．２，＇＜７６４．３＋１．４（１０６３．２３＋２４３．８４）｝￣１．０３＝２８２９．４７ＫＮ・ＩＴＩ 载沿横向最不利的布置位置。 ２．３－２跨中截面计算剪力 公路Ｉ级ｍａｘ ａｑ＝０．５・Ｅｎｑ・Ｐｑ ８７５ ）（Ｐｑ ４３８Ｐｑ 由于汽，（恒＋汽＋人）ｘ１００％＝２４８．６／（０＋２４８．６＋５０．０２）ｘ１００％＝８３．２５％ 人群荷载ｍａｘ Ａｒ￣ｑｒ・Ｐｒ－０．７５＝１．４２２Ｐｒ 式中，Ｐｑ，Ｐｒ相应为汽车荷载轴重和每延米跨长的人群荷载集度； 因此，跨中剪力不提高。 １１ｑ、 ｒ为对应于汽车车轮、人群荷载集度的影响线竖标。 Ｑ＝Ｉ．２ｘＯ＋１．４ｘ（２４８．＋５０．６０２）－－４１ ８．０７ＫＮ 由此可得边梁在公路Ｉ级、人群荷载作用下的最不利荷载横向分 ２．３．３支点截面计算剪力 １３２一 ①人群荷载的支点最大剪力 横向分布系数变化区段的长度：ａ－０．５ｘ１９．５－－４．８５－－－４．９ｍ 支点剪力影响线面积：ｎ＝０．５￣１９．５ｘｌ－９．７５ｍ２ Ｑ－－－ｍｏｔ’ｐｏｒ。Ｑ＋０．５ａ（ｍｏ－ｍｃ）‘ｐｏｒ‘１’（１９＿５ １９．５＝１７．６３ＫＮ ２．３荷载组合 各截面的计算内力： Ｓ＝Ｉ．２恒载内力＋１４（汽车内力＋人群内力） ２．３．１跨中截面计算弯矩 对于跨中截面，由于 （恒＋汽＋人）ｘ１００％＝１０６３．２３／（７６４．３＋ 路桥科技 ２０１２年２月（上）ｆ科技创新与应用 桥梁工程施工监理探讨 张业俊 （江苏安达工程咨询监理有限公司，江苏淮安２２３００１） 摘要：桥梁工程由于自身结构的特殊性，在施工过程中常常要面临不同的问题。除了改进施工操作方法外，还必须要对监理工 作实施调整，借助于针对性的监督措施与方法才能保证施工质量达到理想状态，这才是维持桥梁工程持续进行的重点。本文对桥 梁施工过程中监理的意义及施工过程中质量监理等方面论述了监理的要点。 关键词：桥梁施工；监理；工程；质量控制 １桥 所谓桥梁施工监理，即是指相关监理单位受到桥梁施工建设的委 托而在其监理合同约定的范围内，以相关法律法规和技术标准为参考， 对建设工程的设计实施监督的过程。当前，由于我国改革事业的逐步推 进和社会主义经济有序发展的需求，推行桥梁工程施工全过程监理势 在必行。在我国工程质量事故调查中，据不完全统计。由于设计质量不 够合理出现问题而造成的桥梁垮塌事故占据着相当大的比例。可见，只 有对桥梁设计质量采取必要有效的监理措施，方能减少相关事故的发 生，提高工程效益。 ２加强桥梁工程质量控制是工程施工监理的关键 ２．１健全监理机构，完善工作制度 要想有效实现桥梁工程施工质量的监理，监理机构必不可少。作为 监理工程的主要实施部门，其设置直接关系着监理工程的成败。怎样设 置有效合理的建立机构？首先应当健全监理机构的结构，采用多级设 置，根据不同层次不同级别进行相应的分级管理、层层负责。这样合理 分工，各司其职使得监理针对ｆ生和专业 攫强。而各级别间整体而言又 是完整协调的，可做到全局进度统一管理。 ２．２严格质量监理程序 质量监理要取得有效成果，需要监理人员严格遵照监理程序进行 相关工作。监理机构首先需建立施工监理的台账，并且有专人保管负 责。在每次巡查，检测后。若发现任何涉及施工质量问题都应当及时记 人台账中，另外其他监理指令或是施工单位的处理措施和结果也应当 相应记录人账。如果检查过程中发现存在的是一般质量问题，需对施工 单位下达现场整改要求，并做好记录。若存在的是较大的质量隐患，则 应下发整改通知书要求施工单位做出整改方案，要求现场整改，并在必 要时做出复查。 ３抓好过程控制是确保工程质量的保证 质量监管是路桥工程质量管理模式中的重要组成部分，也是监理 工作的核心，要通过科学认真严谨的监理工作，促使施工方确保工程质 要认真检查施工单位分项工程实施细则；施工时，在施工单位自检合格 意义，并对计划的执行隋况定期进行检查与监督。 ３２．２工程定位 工程定位控制要点是：承包人要有合格的测量人员、测量设备及合 理的技术措施，保证工程定位的准确性。监理项目部一一核对测量相关 人员的资质证书和测量仪器的检测证书，保证测量人员持证匕岗，仪器 检测都在有效期内，从源头上保证测量精度。 （１）基准点的精度。基准点的精度是工程定位的重要保证。由业主 和管理单位组织，测绘院与监理和施工单位在现场进行基准点交接桩 工作，基准点通过施工单位和监理测量工程师复测闭合，并根据工程现 场隋况进行加密，从根本上保证整个工程的定位精度和使用需求。 （２）施工放样的控制。从平面和立体空间位置进行全面控制。部位 的放样控制必须经监理测量工程师复核无误后，方可进行下一道工序 的舡。 （３）材料报验。施工现场每批进场所用钢筋、水泥等都要按照相关 规定取试件到有资质的实验室做试验，监理见证取样达到３０％以上，以 实验室提供的实验检测报告为依据，达到相关标准才能允许使用。 ４桥梁工程施工的质量控制手段 ４．１加强桥梁伸缩缝施工过程的监管 在桥梁施工中，首先要注意与伸缩缝安装有关的预埋、预留过程， 做到准确安装、焊接牢固：在材料的选择上也要选用合理的伸缩缝装 置，在质量和刚度上搭配适度，能够满足梁与台之间和粱与梁之间的位 移；注意焊接顺序和长度，长度要符合规定的范围要求，根据温度来确 定安装程序。为保证复合桥面伸缩缝平顺，要求先铺沥青混凝土面层， 再切割开挖面层，清理伸缩缝内杂物，然后安装、焊接伸缩缝，最后浇筑 伸缩缝混凝土。 ４．２强化现场监理 对桥梁工程施工的监理，要严格按照有关规范执行，在现场施工过 程中，监理人员要严格控制施工的质量，监理部在每个分项工程开工前 量，从而为打造精品工程及工程后安全运行奠定基础。监理工程师首先 后经监理工程师审查同意后才能做下一步工作；坚持现场巡视，重点工 要熟悉合同文件和设计文件，了解施工现场情况，编制好监理规划和监 序实行全过程旁站，发现施工质量问题及时解决。设计单位派代表常驻 理细则；参与技术交底大会，监督工程施工中是否按照技术规范和监理 工地，及时解决设计与施工的有关问题，以确保桥梁工程施工的质量。 程序进行施工，全面控制施工质量；对中途完成的工程通过准确计量对 ５结束语 工程进行检查和验收；对重点部位进行全程跟踪监管，确保工程质量。 桥梁工程监理作为强化工程质量，提高投资效益的有力保证，在桥 ３．Ｉ认真审阅设计图纸 梁建设管理中占据着重要位置。如今随着社会不断发展，各界交通运输 监理项目部首先对设计图纸进行认真仔细学习、阅读，将发现的问 等往来的需要，桥梁工程日益壮大，其工程质量更是值得研究重视。 题与施工单位审图中发现的问题进行汇总，在设计交底会上，书面提 参考文献 出，得到设计单位一一解答和书面回复，从而保证工程施工准确顺利进 【１】余明林．论桥梁施工中的技术质量问题探讨 ．科技创新导报，２００９年 行。 ３．２质量控制 ０６期 ３．２．１首先抓施工组织设计和部位开工申请及施工方案。监理审批 的施工组织设计和部位施工方案是承包人施工的依据，也是评估承包 人履约行为的依据。要求对施工单位编制的施工组织设计、施工方案 和施工进度计划都要逐一认真、细致、及时地审核，严格把关，提也审查 ［２Ｊ许长青，杨平．建筑工程施工监理质量控制专家系统叨．南京林业大学 学报 ２００４（３）． ［３Ｊ王春艳．浅谈公路工程施工监理的质量控制叨．中国科技信 ￣－２ｏｏ５（６）． 『４］江玉强．浅谈路桥工程监理中施工质量问题的处理叨．科技资讯，２００８ 年２３期．水运．２ｏｏ９（１２）． ４７．３％ 由于 （恒＋汽＋人）ｘ１００％：１５７￣Ｗ（１５７．０９＋１５７．０９＋１７．６３）ｘ１００％＝ 符合要求。如果验算结果不能满足要求，或者尺寸选的过大，则需修正 原来拟定的尺寸再进行验算，直至满意为止。 因此，支点截面剪力提高系数为１：０３ 参考文献 Ｑ＝｛１．２ｘ１５７．ｏ＋ｌ＿４（１５７．０９＋１７．６３）｝ｘ１．０３＝４４６ＫＮ 【１】中华人民共和国行业标准公路桥涵设计通用规范（ＪＴＧＤ６０— ３结语 ２０ｏ４）。北京：人民交通出版社，２００４。 在进行工程结构物设计时，通常总是先根据使用要求、跨径大小、 桥面净宽、荷载等级、施工条件等基本资料，运用对结构物的构造知识 并参考已有桥梁的设计经验来拟定结构物各部件的截面形式和细部尺 寸，估算结构的自重，然后根据作用在结构上的荷载，用熟知的数学、力 学方法计算出结构各部分可能产生最不利的内力，再由已求得的内力 进行强度、刚度和稳定性的验算，以此来判断原先拟定的细部尺寸是否 ［２］中华人民共和国行业标准公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵 设计规范（ＪＴＧＤ６２—２００４）。北京：人民交通出版社．２００４ ［３］袁伦一鲍卫刚编著《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规 范｝（ＪＴＧＤ６２—２ｏｏ４）条文应用算例。北京：人民交通出版社，２００５。 作者简介：潘玲萍（１９８４一）女、湖南永州人，助工，工学学士，研 究方向：桥梁勘察、设计。 一１３３—