跨径16m预应力混凝土简支空心板桥设计
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第一章绪论1.1 选题背景交通要畅通无阻,天堑要变通途,桥梁起着很重要的作用。
桥梁型势发展呈现多样性,桥梁设计理论也趋于完善,桥梁设计理论更是取得长足进步:从极限设计法到矩阵力法、有限元法,从分析单一结构到处理复合结构;材料和工具也不断更新:从混凝土、钢材到环氧树脂,抗拉压强度得到提高;就我国而言,混凝土结构仍是首选材料,且基于造价低的优点得到广泛应用,我国是使用混凝土结构最多的国家,并以预应力混凝土为主施工。
特别是预应力混凝土空心板梁桥在现代城市的各种桥型中有着广泛的应用。
本设计具有其广泛性。
在桥梁工程中,中小跨度的桥梁占的比例非常大,而且在技术方面比较容易实现标准化设计。
预应力混凝土空心板梁桥具有建筑结构低、结构安全型和耐久性高,构造简单、构件轻巧,适于工厂化、标准化施工,可缩短工期,节省投资等优点,在高速公路桥梁工程设计中得到了广泛应用。
实践证明预应力混凝土空心板梁做成的板式桥,具有构造简单、受力明确、梁高低、构件轻和制作、运输、安装方便等优点。
随着公路建设和市政工程的发展,促进了桥梁建设的发展。
随着钢绞线作为预应力筋在桥梁工程上的推广、应用,一些新的张拉锚固体系研制成功。
为用钢绞线作预应力筋预制空心板梁提供了有利的条件。
1.2 研究现状改革开放以来,桥梁建设得到迅速发展,一般公路和高等级公路上的中、小桥形式多样,工程质量不断提高,为公路运输提供了安全、舒适的服务。
特别是基于我国公路桥发展落后的现状,预应力混凝土的发展有良好的势头。
就我国而言,预应力混凝土梁桥仍是公路桥梁中量大、面广的常用桥型。
现在的桥型很多采用了预制空心板梁。
随着高强混凝土在我国的逐步推广应用,公路桥梁中广泛使用的预应力混凝土空心板也迫切需要提高混凝土强度等级,采用高强混凝土以提高经济效益,现有的空心板截面形式和配筋设计也需修改并优化。
所以对于空心板梁桥的设计和应用有着广泛的前景。
预应力改变了钢筋混凝土桥的技术和形式,改变了混凝土桥的施工方法。
安吉县11省道马家渡至椅子塔段公路改建工程16M预应力混凝土梁板施工方案安吉县11省道马家渡至椅子塔段公路改建工程第二合同段项目经理部目录一、编制说明------------------------------------------------------------ 11、编制依据------------------------------------------------------------- 12、编制原则------------------------------------------------------------- 1二、工程概况------------------------------------------------------------ 1三、施工准备------------------------------------------------------------ 11、技术准备------------------------------------------------------------- 12、人员、设备、机具准备------------------------------------------------- 23、总体工期计划--------------------------------------------------------- 3四、主要施工工艺流程---------------------------------------------------- 31、预制空心板工艺流程--------------------------------------------------- 32、施工工艺框图--------------------------------------------------------- 3五、施工方法------------------------------------------------------------ 51、施工准备------------------------------------------------------------- 52、后法空心板预制施工方法----------------------------------------------- 53、模板安装------------------------------------------------------------- 74、混凝土浇筑----------------------------------------------------------- 75、养生----------------------------------------------------------------- 86、拆模、放------------------------------------------------------------- 87、梁板堆放------------------------------------------------------------- 98、质量检验------------------------------------------------------------- 9六、施工中注意事项------------------------------------------------------ 9七、质量保证措施------------------------------------------------------- 101、建立健全工程质量管理机构和质量保证体系------------------------------ 102、质量保证体系-------------------------------------------------------- 103、质量保证措施-------------------------------------------------------- 124、其他保证措施-------------------------------------------------------- 13八、创优措施----------------------------------------------------------- 131、总则---------------------------------------------------------------- 132、工程质量目标-------------------------------------------------------- 133、现场管理目标-------------------------------------------------------- 134、质量检测标准、频率-------------------------------------------------- 135、强制性要求---------------------------------------------------------- 146、空心板施工质量管理点------------------------------------------------ 167、雨季施工措施-------------------------------------------------------- 17九、安全管理体系及保证措施 --------------------------------------------- 171、安全管理目标-------------------------------------------------------- 172、安全管理体系-------------------------------------------------------- 173、安全保证措施-------------------------------------------------------- 19十、文明施工及环境保护措施 --------------------------------------------- 191、环境管理 ----------------------------------------------------------- 192、水土保持和废渣处理 ------------------------------------------------- 203、水和空气污染的预防------------------------------------------------ 20后法预应力混凝土空心板梁预制施工方案一、编制说明1、编制依据(1)、两阶段施工图设计文件第一分册(桥梁通用图)及第三分册;(2)、安吉县11省道马家渡至椅子塔段公路改建工程第二合同段施工合同文件;(3)、《公路桥涵施工技术规》(JTG/T F50-2011);(4)、《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2004);(5)、桥位及梁场位置的地理位置情况;(6)、总体施工组织设计;2、编制原则(1)、在充分理解招标文件的基础上,根据设计图纸容及施工现场的实际情况,编制先进、合理、经济、可行的施工方案。
16m先张空心板梁施工方案一、工程概况本标段为岳阳至常德高速公路24合同段,本合同段路线起点位于于西洞庭管理区一分场,桩号K115+145,终点位于鼎城区周家店镇王公嘴村,桩号K121+343,全长6.198km。
经各方面考虑,我项目部选择S205跨线桥左幅第一跨 1#-2、1#-3、1#-4、1#-5板梁作为本合同段16m先张空心板梁的首项工程,S205跨线桥板梁共130片,与路线交角为5 °。
16m先张空心板梁断面尺寸见下图:(单位:厘米)1#-2、1#-3、1#-4、1#-5板梁主要工程数量:二、编制依据1、《16m装配式先张法预应力混凝土简支空心板上部构造通用图》2、中华人民共和国交通部《公路桥涵施工技术规范》 (JTJ041 —2000)。
3、中华人民共和国交通部《公路工程质量检验评定标准》 (JTG F80 —2004)。
4、我单位现有的施工人员.技术力量.机械设备.物资及资金等资源情况及往同类工程的施工经验。
三、施工计划安排根据总工期要求,首项16m先张空心板梁计划开工日期为 2009年11月10日,完工日期为2009年11月14日,计划时间5天。
四、项目部组织机构项目部设项目经理1人,项目副经理3人,项目总工程师1人,下设工程部、质检部、安全部、物资设备部、计划合同部、综合办公室和工地试验室五部二室。
各部门均由具有丰富施工经验和工作能力的人员组成。
项目部组织结构图如下:常合办公室队塔队五、先张空心板预制施工工艺流程先张空心板预制施工工艺框图六、16m先张空心板梁施工(一)、准备工作1、梁场张拉台座准备:梁场长255米,宽22米,张拉台座设置6道,每道长度68.24m,每次生产4片16米的梁,因为处于软基地带,项目部选择框架式台座,板梁底模采用水磨石。
张拉横梁采用双40工字钢,四面镶14mm钢板,内部加内支撑组成。
2、材料准备:严格按照材料进场审批制度进行材料进场, 板梁施工所需的各种材料提前进场,项目部试验室通知监理工程师现场取样,检测合格后方能使用。
预制空心板起拱预压方案一、编制依据1、桥涵通用图第二册装配式先张法预应力混凝土简支空心板(跨径16米、13米、10米)2、《新疆维吾尔自治区高速公路建设标准化管理手册》3、《高速公路施工标准化技术指南》4、《高速公路桥涵施工技术规范》5、两阶段施工图设计二、使用范围:G30新疆维吾尔自治区乌鲁木齐绕城高速公路(东线)WRDX-3标所有先张法预应力空心板梁起拱预压,包括跨径10m、13m、16m。
三、先张空心板梁预制情况1、本标段共有先张法预应力空心板272片,其中10m板64片、13m板154片、16m板54片。
2、完成情况:截止目前共完成先张法空心板预制片,其中10m板0 片、13m板100片、16m板26片。
四、预压要求1、冬休放假之前必须对已经预制完成并放张存放的预应力预制空心板进行加载预压,彻底控制预制空心板起拱过大问题。
2、预压荷载应与成桥后桥面混凝土铺装层荷载等效。
根据简支梁跨中弯矩等效代换原则,应按公式计算需要增加的跨中预压荷载:P= q×l/2P:需要增加的跨中预压荷载(t)q:线荷载(每平方米桥面铺装层荷载×梁宽)l:预制空心板长度(m)五、预压荷载根据桥涵通用图第二册和两阶段设计图纸,预制空心板上部桥面铺装层主要为10cm厚度的C50混凝土和10cm厚度的沥青以及沥青和混凝土中间的一层钢筋网。
结合目前我项目施工具体情况,主要完成的预制空心板有16m和13m两种。
得到预压荷载计算参数如下:C50混凝土重力密度:26.0KN/m³沥青混凝土重力密度:24.0KN/m³C50混凝土铺装厚度:10cm沥青混凝土铺装厚度:10cm预制空心板长度:12.96m(13m板),15.96m (16m板)预制空心板宽度:79cm(顶宽)Φ10钢筋间距50cm布置,Φ16钢筋间距5cm布置。
Φ10钢筋单位重量为0.395kg/m,Φ16钢筋单位重量为1.58kg/m根据以上数据计算所需增加预压荷载:对于13m空心板每片空心板需要增加预压荷载重量为2.784t,对于16m空心板每片空心板需要增加预压荷载重量为3.429t。
一、几何尺寸空心板梁几何尺寸见图 4.1.1 至图 4.1.3。
图 4.1.1 横截面布置图(cm)图 4.1.2 边板截面(cm)图 4.1.3 中板截面(cm)二、主要技术指标(1)结构形式:装配式先张法预应力混凝土简支空心板梁(2)计算跨径:16m(3)斜交角度:0 度(4)汽车荷载:公路-Ⅱ级(5)结构重要性系数:1.0三、计算原则(1)执行《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015)和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2012)。
(2) 6 厘米厚现浇 C50 混凝土不参与结构受力,仅作为恒载施加。
(3)温度效应,均匀温升降均按 20 摄氏度考虑;温度梯度按《公路桥涵设计通用规范》规定取值。
(4)按 A 类部分预应力混凝土构件设计。
(5)边界条件:圆形板式橡胶支座约束用弹性支承进行模拟,弹簧系数SDx=SDy=1890 KN/m;SDz=9.212E+05KN/m;SRx=078E+09KN.m/rad;四、主要材料及配筋说明(1)空心板选用 C50 混凝土(2)预应力钢绞线公称直径,1 根钢绞线截面积,抗拉强度标准值,锚具变形总变形值为 12mm。
横截面预应力筋和普通钢筋布置见图4.4.1 和图 4.4.2。
预应力筋有效长度见表 4.4.1。
图 4.4.1 边板钢筋钢绞线布置图(cm)图 4.4.2 中板钢筋钢绞线布置图(cm)图中 N9 筋(实心黑点)为普通钢筋,其余为钢绞线。
表 4.4.1 16 米空心板预应力筋有效长度表注:表中构造有效长度指施工设计图中预应力筋的有效长度。
计算有效长度指考虑预应力传递长度影响后结构分析采用的预应力筋有效长度;计算有效长度=构造有效长度-预应力传递长度。
五、施工阶段说明空心板梁施工阶段共划分为 5 个,各阶段工作内容见表 4.5.1。
表 4.5.1 空心板梁施工阶段划分说明六、建模主要步骤及要点(1)定义材料与截面定义材料可通过路径:【模型】/【截面和材料特性】/【材料】来实现,见图4.6.1和图 4.6.2。
山东农业大学毕业设计题目:预应力混凝土空心板设计学院专业班级届次学生姓名学号指导教师年月日预应力混凝土空心板桥设计一. 设计资料1 简介为满足人们通行需要,为适应现代高速发展的交通行业,现拟在山东省德州市坊子镇与三唐乡之间的高速公路处修建一座桥,经考察决定修建一座预应力混凝土空心板桥。
2 技术标准与设计规范(1)《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)(2)《公路桥涵通用规范》(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)《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ024-85)(5)《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)3 跨度和桥面宽度(1)标准跨径l是16米(墩中心距)。
k(2)计算跨径l是15.56米。
(3)主梁全长是15.96米。
(4)桥面宽度是净13+2×0.5米(防撞护栏)。
采用的是混凝土防撞护栏,混凝土防撞护栏的线荷载为7.5KN/m4 技术标准设计荷载是公路——I级环境标准是I类环境即室内正常环境.设计安全等级是二级,其重要性系数为1.0.5 主要材料(1)混 凝 土 空 心 板 采 用 C50混 凝 土,铰 缝 采 用C40 混 凝 土;桥面铺装采用C30沥青混凝土和C40防水混凝土。
其质量要求应符合《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)的有关规定。
(2)钢筋是预应力钢筋采用高强度低松弛7丝捻制的预应力钢绞线,公称直径为15.20mm ,公称面积140mm 2,其性能参数符合《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T5224-2003)规定,其标准强度f pk =1860MPa ,其设计强度f pd =1260MPa ,其弹性模量E p =1.95×105MPa ,1000 小时后应力松弛率不大于2.5%。
二.设计要点 1.结构设计(1)本空心板按部分预应力按混凝土正截面混凝土的拉应力不超过规定限值 即A 类结构设计。
内容提要该桥地处京港澳高速文峰大道上,是一级公路上的一座桥梁,单跨16米,地质情况较好,公路中央分割带为5米,故设计为分幅式,设计中首先确定桥的类型,构造的设计,梁板布置的选择和定位,本桥采用的是装配式预应力混凝土简支空心板梁桥,其次根据已定的结构设计和计算配筋。
其中包括截面尺寸,计算简图的确定,计算方法,荷载计算,内力计算并绘制内力图,影响线等。
下部结构设计中,确定为埋置式刚性扩大基础桥台设计,进行了基础的验算,满足了设计要求。
最后使用CAD制图将所设计的构造和配筋进行说明。
关键词跨径;分幅式;空心板;预应力16m Prestressed Concrete Hollow Slab Design StudentID:090905242 Author:zhaoHuai Instructor:HouXiaoYing JobTitle: Associate ProfessorAbstractPestressed concrete hollow slab bridge in China on the bridge architecture of my important position, for the moment, for small and medium-sized span of the permanent bridge, whether the highway bridge or city Bridges, as far as possible in the prestressed concrete hollow slab bridge, because this bridge has use local materials, industrial construction, good durability, strong adaptability, integral sex is good and so on many kinds of advantages, to decide the design in the choice of the form, the whole calculationmethod.The bridge is located in , is one of a bridge on the road, single-span of 16 metres, good geological conditions, the split with the central highway to three meters, is designed tosub-sites. This design is divided into the upper structure design. The lower part of the structure and design of two major parts. Superstructure design, first determine the type ofbridge, structural design, the choice of beam layout and positioning, the bridge is used in assembly-prestressed concrete simple hollow plate girder bridge, followed has been set in accordance with the structural design and calculation with Tendons. Including the section size, the calculation of the sketch identified, calculationmethods, load, the calculation of internal forces and internal 11forces drawn map, influence line, bending envelope from the map, and so on. The lower part of the design of the structure, identified as buried-rigid foundation for expanding abutment design, the basis of checking to meet the design requirements. Finally the use of CAD drawing will be designed and constructed for the construction of reinforced that. Key words: Span, sub-sites, hollow boards, prestressed, the upper part of structural design, design abutment.Key words Span; framing; cored slab; prestressing-pretensioning京港澳高速文峰大道跨河桥位于河南省安阳市城区东,文峰大道东段跨京港澳高速公路处,是连接高速两侧安阳市城区与安东新区的文峰大道工程的重要组成部分。
16m 公路预应力简支空心板梁桥中板设计一、 设计资料 1.设计荷载本桥设计荷载等级确定为汽车荷载:公路Ⅱ级;人群荷载:3.02N/m k 。
2.桥面跨径及净宽标准跨径:k l =16m 。
计算跨径: l =15.6m 。
板 长:1l =15.96m 。
桥梁宽度:7m+2×0.5m 。
板 宽:2l =0.99m 。
3.主要材料混凝土:主梁板采用C50混凝土,桥面铺装采用10cm 混凝土+柔性防水涂层+10cm 沥青混凝土。
预应力筋:采用∅s15.20高强度低松弛钢绞线,抗拉强度标准值pk f =1860MPa ,弹性模量p E =1.95510MPa ⨯,普通钢筋:直径大于和等于12mm 的用HRB335级热轧螺纹钢筋,直径小于12mm 的均用R235级热轧光圆钢筋。
锚具、套管、连接件和伸缩缝等根据相关规范选取。
4.施工工艺先张法施工,预应力钢绞线采用两端同时对称张拉。
5.计算方法及理论极限状态设计法6.设计依据及参考资料(1) 交通部颁《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)。
(2) 交通部颁《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)。
(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)。
(4) 交通部颁《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)。
(5) 《预应力筋用锚具、夹具和连接》(GBT14370-93)。
(6) 《公路桥梁板式橡胶支座规格条例》(JTT663-2006)。
(7) 《桥梁工程》、《结构设计原理》等教材。
(8) 计算示例集《混凝土简支梁(板)桥》(第三版),易建国主编,人民交通出版社。
(9) 《公路桥涵设计手册梁桥(上)》,徐光辉,胡明义主编,人民交通出版社。
二、 构造布置及尺寸桥面宽度为:净—7m+2⨯0.5m (防撞护栏),全桥宽采用8块 C50的预制预应力混凝土空心板,每块空心板宽99cm (中板),边板99.5cm ,宽62cm ,空心板全长15.96m 。
跨径16m 预应力混凝土简支空心板桥设计一 设计资料1.道路等级 三级公路(远离城镇)2.设计荷载本桥设计荷载等级确定为汽车荷载(道路Ⅱ级) 3.桥面跨径及桥宽 标准跨径:m l k 16=计算跨径:m l 50.15=桥面宽度:m 5.0(栏杆)+m 7(行车道))+m 5.0(栏杆) 主梁全长:m 96.15桥面坡度:不设纵坡,车行道双向横坡为2% 桥轴平面线形:直线 4.主要材料 1)混凝土采用C50混凝土浇注预制主梁,栏杆和人行道板采用C30混凝土,C30防水混凝土和沥青混凝土磨耗层;铰缝采用C40混凝土浇注,封锚混凝土也采用C40;桥面连续采用C30混凝土。
2)钢筋主要采用HRB335钢筋。
预应力筋为71⨯股钢绞线,直径mm 2.15,截面面积13902mm ,抗拉标准强度MPa f pk 1860=,弹性模量MPa E p 51095.1⨯=。
采用先张法施工工艺,预应力钢绞线沿板跨长直线布置。
3)板式橡胶支座采用三元乙丙橡胶,耐寒型,尺寸根据计算确定。
5.施工工艺采用先张法施工,预应力钢绞线两端同时对称张拉。
6.计算方法及理论 极限状态法设计。
7.设计依据 《通用规范》《公预规》。
二 构造类型及尺寸全桥宽采用7块C50预应力混凝土空心板,每块m 1.1,板厚m 85.0。
采用后张法施工,预应力混凝土钢筋采用71⨯股钢绞线,直径15.2mm ,截面面积2139mm ,抗拉强度标准值MPa f pk 1860=,抗拉设计值MPa f pd 1260=,弹性模量MPa E p 51095.1⨯=。
C50混凝土空心板的抗压强度设计值MPa f cd 4.22=,抗拉强度的标准值MPa f td 56.2= 抗拉强度设计值MPa f td 83.1=。
全桥空心板横断面图如图所示,每块空心板截面以及构造尺寸如图所示。
图2-1桥梁横断面图(单位:cm )图2-2跨中中板断面图(单位:cm)图2-3跨中边板断面图(单位:cm )三 空心板毛截面几何特性计算本设计预制空心板的毛截面的几何特性,采用分块面积累加法计算。
先按长和宽分别为版轮廓的长和宽的矩形计算,然后与挖空面积累计,累加时候挖空部分按负面积计算,计算结果以中板为例。
表3-1 预制空心板的毛截面的几何特性计算表分块号各分块面积2cmA i重心距上缘cmY i面积矩 3cm S i个分块重心距截面重心cmD i42,1cm D A I ii ⨯=各分块惯性矩41cm I1-25 1.67 -41.75 42.79 -45774.6 -17.36 2 -700 35.00 -24500 9.46 -62644.1 -142916.73 -350 46.67 -16334.5 -2.21 -1709.4 -364.12 4 -50 71.67 -3583.5 -27.21 -37109.2 -48.42 5 -2826 40.00 -113040 4.46 -56213.7 -635850 6841542.50393762.51.96 35592.4 5578302预制中板挖空部分以后得到的截面积,其几何特性按以下公式计算。
毛截面面积∑∑-=ki i c A A A对截面上缘面积矩 ∑∑-=)()(ki ki i i c y A y A S 毛截面重心至截面上缘距离ccs A S y =毛截面对自身重心轴的惯性矩 ∑∑-=ki i c I I I 1)毛截面积)(64.445314)67.7151067.4657035705267.155(40305.42851092cm A k =⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯=π2)毛截面重心至截面上边缘距离)(64.445314)67.7151067.4657035705267.155(40305.42851092cm A y A A S y iii c c s =⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯===∑∑π3)毛截面对重心轴的惯性矩)(10631.44.46313366.16776847991054611cm I I I ⨯≈=-='+=∑∑四 作用效应计算1.永久作用效应计算1)空心板自重(一期恒载))/(285.132510531441m kN A g H =⨯⨯==-γ2)桥面系自重g 2(二期恒载)人行道及栏杆重力参照其他梁桥设计资料,单侧按取2kN/m 计算。
桥面铺装采用等厚度10cm 厚C40防水混凝土,和5cm 厚沥青混凝土,则全桥宽铺装每延米总重为)(9.24230.705.0240.710.0m kN =⨯⨯+⨯⨯上述自重效应是在各空心板铰接形成整体后,再加在板桥上的,精确地说由于桥梁横向弯曲变形,各板分配到的自重效应是不相同的,本例为计算方便设桥面系二期恒载重力近似按各板平均分担来考虑,则将以上重力均分给11块板,得每块空心板分摊的每延米桥面系重力为:)(13.47)9.2420.2(2m kN g =÷+⨯= 3)恒载内力计算简支梁恒载内力计算结果见表4-1表4-1 载内力计算表2. 可变作用效应计算本例中汽车荷载采用公路Ⅱ级荷载,它由车道荷载和车辆荷载组成。
《通用规范》规定桥梁结构整体计算采用车道荷载。
1)汽车荷载横向分布系数计算空心板跨中4/l 处的荷载横向分布系数按铰接板法计算,支点处按杠杆原理法计算,支点到4/l 点之间按直线内插求得。
(1)跨中和4/l 点的荷载横向分布系数计算 空心板的刚度参数222)(8.5)(4lbI I l bGI EI r T T ⨯⨯==π 式中:T T I cm l cm b cm I ;1005.15;110;106.446⨯==⨯=为空心板截面的抗扭刚度。
可简化成图4-1所示单箱截面。
按单箱近似计算T I 。
图 4-1 计算T I 的空心板简化图)(1083.7255.7225.122855.7285422446222122cm t b t h h b I T ⨯=⨯+⨯⨯⨯=+=代入刚度参数计算公式的刚度参数017.001728.0)1550110(1083.710361.48.5)(426622≈≈⨯⨯⨯==l bGI EI T πγ按γ查姚玲森《桥梁工程》(1985年)附录Ⅰ中7块板的铰接板桥荷载横向分布影响线表。
由γ=0.017时1号至4号板在车道荷载作用下的荷载横向分布影响线值,计算结果列于表4-2中,据表4-2中画出各板的何在横向分布影响线,在其上布载。
如下图所示。
表3-9 各板荷载横向分布影响线坐标值表板号r 1 2 3 4 5 6 7 1 0.0170.231 0.195 0.156 0.127 0.107 0.0950.090 2 0.0170.195 0.191 0.166 0.136 0.115 0.1020.095 3 0.0170.156 0.166 0.172 0.154 0.130 0.1150.107 4 0.0170.127 0.136 0.154 0.165 0.154 0.1360.127各板的荷载横向分布系数计算式为 η∑=21q m 。
图4-2 各板横向分布影响线及横向最不利加载图1号板:汽车303.0)098.0125.0160.0222.0(21=+++=q m2号板:汽车302.0)106.0136.0168.0194.0(21=+++=q m3号板:汽车300.0)119.0152.0171.0158.0(21=+++=q m4号板:汽车293.0)141.0164.0152.0129.0(21=+++=q m(2)支点处的何在横向分布系数计算支点处的荷载横向分布系数按照杠杆原理法计算,如图4-3所示图4-3支点处荷载横向分布影响线及最不利加载图支点处荷载横向分布系数如下。
汽车 500.000.121=⨯=q m2)横向分布系数沿桥跨的变化支点到四分点的荷载分布按照直线内插进行,见下表表 4-3 空心板的荷载横向分布系数2)汽车荷载内力计算在计算跨中及4/l 截面的汽车荷载内力时,采用计算公式为)y p q (m 1i k k c i q m S +Ω+=ξμ)(式中S —所示截面的弯矩或剪力 μ—汽车荷载的冲击系数ξ—汽车荷载横向折减系数,8m 桥宽采用双车道,横向分布不折减,故ξ=1.0;c m —汽车荷载跨中横向分布系数kq —汽车车道荷载中,每延米均布荷载标准值Ω—弯矩、剪力影响线的面积 i m —沿桥跨纵向与集中荷载位置时对应的横向分布系数kP —车道荷载中的集中荷载标准值,计算剪力事乘以系数1.2i y —沿桥跨纵向与集中荷载位置时对应的内力影响线坐标值 (1)内力影响线面积计算表4-4 内力影响线面积计算表(2)公路II 级荷载计算均布荷载 =k q 7.875 kN/m集中荷载:计算弯矩效应时kN p k 222)55.15(550180360180=-⨯--+=kN 5.16675.0222=⨯计算剪力效应时kN p k 8.1995.1662.1=⨯= 3)计算冲击系数μ 空心板梁:C50混凝土E 取m kN G m I m A m N c 29.13255314.0,046.0,5314.0,1055.342210=⨯===⨯。
()22310355.181.29.13m Ns g G ⨯==()Hz g G EI l f c 072.710355.1046.01055.35.15214.3231022=⨯⨯⨯⨯==π330.00157.0ln 176.0=-=f μ 则 330.11=+μ4)计算4/2/4/2/,,,l l l l Q Q M M ,(表3-12,3-13) 汽车荷载内力计算公式)y p q (m 1i k k c i q m S +Ω+=ξμ)(计算结果如图4-5至图4-6所示。
表4-5 汽车荷载 4/2/4/2/,,,l l l l Q Q M M 计算表图4-5 汽车荷载下计算跨中弯矩,剪力布载图截面荷载 )(mkNq kkNk pμ+1myΩ).(m kN S21M公路—II 级7.875166.51.3300.30330.031 355.309 3.875 41M22.523 266.464 2.906 21Q199.81.938 46.409 0.5 41Q4.359 74.2220.75图4-6 汽车荷载下计算L/4处弯矩布载图5)计算支点截面汽车荷载最大剪力计算支点剪力时,考虑荷载横向分布系数沿桥长的变化,总线最不利布载及相应的剪力影响线及横向分布系数值如图图4-7 计算支点处剪力布载图3作用效应组合依据《通用规范》,公路桥涵结构设计应按承载能力极限状态设计和正常使用极限状态进行效应组合。