装配式钢筋混凝土简支T梁桥设计
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装配式钢筋混凝土简支T型梁桥设计桥梁工程课程设计《桥梁工程》课程设计——装配式钢筋混凝土简支T型梁桥设计姓名:陈冬雨学号:0805010121班级:土木08-1完成日期:2011-7-5大连交通大学土木与安全工程学院隧道与桥梁教研室1.1 基本设计资料1.跨度和桥面宽度(1)标准跨径:18m(2)计算跨径:17.5m(3)主梁全长:17.96m(4)桥面宽度(桥面净空):净11m(行车道)+2×1.5(人行道)。
2.技术标准设计荷载:公路——Ⅰ级,人行道和栏杆自重线密度按照单侧6KN/m计算,人群荷载为3KN/m。
环境标准:Ⅰ类环境。
设计安全等级:二级。
3.主要材料混凝土:C25,C30 (容重为25KN/m3)主筋:Ⅱ级钢筋构造钢筋:Ⅰ级钢筋桥面铺装:沥青混凝土(容重为23KN/m3);混凝土垫层C25(容重为25KN/m3) 人行道:人行道包括栏杆何在集度为6KN/m设计荷载:汽车荷载:车辆荷载和车道荷载;人群荷载:3.0KN/m;4.结构的基本尺寸:某公路装配式简支梁桥,双车道,主梁为T型梁,桥面宽度为14m,顶板宽度采用2.2m,跨径为18m,设置5根横隔梁。
如图所示主梁图 1—1横隔梁图1.2 主梁的计算1.2.1主梁的横向分布系数的计算计算跨宽比17.5 1.3322.26L B ==<⨯所以采用比拟正交板法计算。
图 1—3h=1/2(10+16)=13cm13160(22018)131********.95(22018)1318160x cm-⨯⨯+⨯⨯==-⨯+⨯主梁的抗弯惯矩:33341131(22018)13(22018)13(44.95)181601221218160(16044.95)48184395x I cm =⨯-⨯+-⨯⨯-+⨯⨯+⨯⨯-=主梁的比拟单宽抗弯惯矩:44818439522202/220X X I J cm cm b ===横隔梁抗弯惯矩:每根横隔梁的尺寸如图1—4图 1—4'44220880l b cm =⨯=⨯=2100.239'880c l ==查表得 0.239'c l =时,0.726c λ=所以2100.726152cm λ=⨯= 求横隔梁截面重心位置y13120215213*********.2421521315120y cm ⨯⨯⨯+⨯⨯==⨯⨯+⨯ 故横隔梁抗弯惯矩为:3232341131120215213215213(23.24)1512015120(23.24)5755.4510122122y I cm =⨯⨯⨯+⨯⨯⨯-+⨯⨯+⨯⨯-=⨯ 横隔梁的比拟单宽抗弯惯矩:345755.451013231/435yy I J cm cma ⨯===主梁和横隔梁的抗扭惯矩:对于主梁肋:180.12216013t b ==-,查表得c=0.3074'3340.307414718263535Tx I cbt cm ==⨯⨯=对于横隔梁梁肋:150.1412013t b ==-,查表得c=0.3036'3340.303610715109637.55Ty I cbt cm ==⨯⨯=则3''3411111263535109637.55131618.933220435Tx Ty Tx Ty J J h I I cm b a +=++=⨯++=2.计算参数θ和α44400222020.42917501323.1X y J BlJ θ=== 式中B=6⨯220/2=660cm()0.020072()22220213231Tx Ty X y G J J E J J E α+===⨯⨯则0.020070.1417α== 3.计算各主梁横向影响线坐标已知θ=0.429,从附录Ⅱ“G-M 法”计算图表查得影响系数K1和K0的值,如下表系数 梁位荷载位置校核 B 3B/4 B/2 B/4 0 -B/4-B/2 -3B/4-B K10 0.92 0.96 1.02 1.05 1.08 1.05 1.02 0.96 0.92 8.06 B/4 1.08 1.09 1.12 1.14 1.05 0.98 0.88 0.79 0.75 7.97 B/2 1.12 1.28 1.24 1.30 1.00 0.88 0.80 0.70 0.64 8.08 3B/4 1.16 1.46 1.30 1.13 0.97 0.83 0.71 0.63 0.55 7.89 B 2.09 1.68 1.35 1.08 0.88 0.75 0.63 0.520.46 8.17 K00.68 0.87 1.00 1.20 1.27 1.20 1.000.87 0.68 8.09 B/4 1.56 1.47 1.38 1.30 1.14 0.92 0.640.330.108.01B/2 2.40 2.10 1.80 1.42 0.99 0.60 0.21 -0.22 -0.60 7.80 3B/4 3.50 2.79 2.08 1.45 0.80 0.38 -0.18 -0.48 -1.07 8.06 B 4.70 3.50 2.35 1.50 0.68 0.08 -0.53 -1.00 -1.55 8.16对于1号梁:33344455'()0.330.67165B B B B B K K K K K K =+-=+对于2号梁:2'BK K =对于3号梁:00044110'()0.670.33165B B K K K K K K =+-=+4.计算各梁的荷载横向分布系数:梁算式荷载位置号 B 3B/4 B/2 B/4 0 -B/4 -B/2 -3B/4 -B1K1’ 1.467 1.533 1.317 1.114 0.940 0.804 0.684 0.594 0.520 K0' 3.896 3.024 2.169 1.467 0.760 0.281 -0.296 -0.652 -1.228 K1’-K0' -2.429 -1.492 -0.853 -0.353 0.180 0.523 0.979 1.245 1.749 (K1’-K0’)*√α-0.344 -0.211 -0.121 -0.050 0.025 0.074 0.139 0.176 0.248 Ka 3.552 2.813 2.048 1.416 0.786 0.355 -0.157 -0.475 -0.981 η1i0.592 0.469 0.341 0.236 0.131 0.059 -0.026 -0.079 -0.1632K1’ 1.12 1.28 1.24 1.30 1.00 0.88 0.80 0.70 0.64 K0' 2.40 2.10 1.80 1.42 0.99 0.60 0.21 -0.22 -0.60 K1’-K0' -1.280 -0.820 -0.560 -0.120 0.010 0.280 0.590 0.920 1.240 (K1’-K0’)*√α-0.181 -0.116 -0.079 -0.017 0.001 0.040 0.084 0.130 0.176 Ka 2.219 1.984 1.721 1.403 0.991 0.640 0.294 -0.090 -0.424 η2i0.370 0.331 0.287 0.234 0.165 0.107 0.049 -0.015 -0.0713K1’ 1.027 1.047 1.087 1.110 1.060 1.003 0.926 0.846 0.806 K0' 1.270 1.272 1.255 1.267 1.183 1.012 0.759 0.508 0.291 K1’-K0' -0.242 -0.225 -0.168 -0.157 -0.123 -0.009 0.167 0.338 0.515 (K1’-K0’)*√α-0.034 -0.032 -0.024 -0.022 -0.017 -0.001 0.024 0.048 0.073 Ka 1.235 1.240 1.231 1.245 1.165 1.011 0.783 0.556 0.364 η3i0.206 0.207 0.205 0.207 0.194 0.169 0.130 0.093 0.061对于1号主梁: 汽车荷载:11(0.4730.3350.2520.137)0.59922cq m η==+++=∑人群荷载:0.566cr r m η== 对于2号主梁:汽车荷载:11(0.3320.2830.2420.169)0.51322cq m η==+++=∑人群荷载:0.362cr r m η== 对于2号主梁: 汽车荷载:11(0.2070.2070.2070.207)0.41422cq m η==+++=∑人群荷载:0.206cr r m η== 2.2作用效应计算 1.永久作用效应(1)永久荷载:假定桥面构造各部分中立平均分配给各主梁承担,则永久荷载计算结构见下表构件名构件尺寸/cm构建单位体积/m3重度/(KN/m3)每延米重/(KN/m)主梁0.5506 25 13.7650横隔梁中梁0.0926 25 2.3158边梁0.0463251.1580桥面铺装沥青混凝土(厚2cm )0.044251.0120混凝土垫层 (平均厚10.1)0.22225 5.55006.5620栏杆及人行道部分6人行道重力:6*2/6=2KN/m各梁的永久荷载值梁号 主梁 横隔梁 栏杆及人行道桥面铺装层 总计 1(6) 13.765 1.1580 2 6.562 23.4850 2(5) 13.765 2.3158 2 6.562 24.6428 3(4) 13.7652.315826.56224.6428(2)永久作用效应计算 影响线面积计算见下表项目计算面积 影响线面积12M201138.28248l w l l =⨯⨯==14M2013228.7121632l w l l =⨯⨯==12V00w =(10211117.5 2.1882228l w=⨯⨯=⨯=)V01117.58.7522w l =⨯=⨯=梁号1/2kN mM • 1/4kN mM •0/V kN q0w q 0wq0w q 0wq0wq 0w1 23.4850 38.28 899.0058 23.4850 28.71 674.2544 23.4850 8.75 205.49382 24.6428 38.28 943.3264 24.6428 28.71 707.4948 24.6428 8.75 215.62453 24.6428 38.28 943.3264 24.6428 28.71 707.4948 24.6428 8.75 215.6245 永久作用效应计算表 2.可变作用效应:(1)汽车荷载冲击系数计算:10223100.4818439516.4542217.51403.16c c EI f Hzl m ππ⨯⨯===⨯其中:30.550625101403.169.81c G m g ⨯⨯===由于16.454Hz ≥14Hz ,故:μ=0.45(2)公路Ⅰ级均布荷载、集中荷载、及其影响线面积计算表如下:均布荷载k q 和其中荷载k Pk q =10.5KN/m 计算弯矩时,360180(17.55)180230505k P KN-=⨯-+=-计算剪力时,k P =1.2*230=276KN按最不利的方式布载可计算影响线面积:其中12V 处按最不利方式布置荷载011117.5 2.1882228l ω=⨯⨯=⨯=项目顶点位置 /()k q kN m •/k P kNw12M l/2处 10.5 230 38.28 14Ml/4处 10.5 230 28.71 0V 支点处 10.5 276 8.75 12Vl/2处10.52762.188可变作用弯矩效应计算:0(1)()k k k M q w P y ξημ=++其中由于只能布置两车道,故横向折减系数ξ=1.0.计算跨中和l/4处弯矩时,可以近似认为荷载横向分布系数沿跨长方向均匀变化,故各主梁η值沿跨长方向相同。
装配式混凝土简支T 型梁桥设计目录装配式钢筋砼简支T 型梁桥设计 (2)主梁设计 (3)一、结构尺寸拟定 (3)二、主梁内力计算 (6)(一)主梁的荷载弯矩横向分布系数 (6)(二)、内力计算 (12)1.恒载内力 (13)2、活载内力计算 (14)三、截面设计、配筋与验算。
(19)1)截面设计 (19)2)截面复核 (20)4)跨中截面的纵向受拉钢筋计算 (21)5)腹筋设计 (21)(4)箍筋设计 (22)(5)弯起钢筋及斜筋设计 (23)(6)斜截面抗剪承载力的复核。
(27)四、裂缝宽度验算 (28)五、变形验算 (29)装配式钢筋砼简支T 型梁桥设计(一)设计资料1、装配式钢筋混凝土简支 T 型梁桥设计(1)桥面净空净—9+2×1m 人行道(二)设计荷载公路-I 级和人群荷载标准值为 3 kN m2(三)主梁跨径和全长标准跨径:lb=16.00 m (墩中心距离);计算跨径:l =15.50 m (支座中心距离);主梁全长:l全=15.96 m (主梁预制长度)。
(四)材料钢筋:主钢筋采用 HRB335,其它用钢筋采用 R235混凝土:C40(五)缝宽度限值:Ⅱ类环境(允许裂缝宽度 0.02mm)。
(六)设计依据①《公路桥涵设计通甩规范》(JTGD60-2004)②《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)主梁设计一、结构尺寸拟定①主梁截面尺寸:根据《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004),梁的高跨比的经济范围在1/11 到1/16 之间,此设计中标准跨径为16m,拟定采用的梁高为1.60m,翼板宽1.7m,腹板宽0.18m。
②主梁间距和主梁片数:桥面净空:净—9+2×1.0m 人行道,采用7 片T 型主梁标准设计,主梁间距为 1.70m。
二、行车道板计算计算如图所示的 T 梁翼板,荷载为公路一级,桥面铺装为 9cm(计算行车道板安全考虑)的沥青混凝土和 8cm 的C40 混凝土垫层。
课程编号:021141《桥梁工程》课程设计大纲2周2学分一、课程设计性质、目的及任务桥梁工程课程设计是土木工程专业交通土建专业方向重要的实践性教学环节,是学生修完《桥梁工程》课程后对梁式桥设计理论的一次综合性演练。
其目的是使学生深入理解梁式桥的设计计算理论,为今后独立完成桥梁工程设计打下初步基础。
其任务是通过本次课程设计,要求熟练掌握以下内容:1.梁式桥纵断面、横断面的布置,上部结构构件主要尺寸的拟定。
2.梁式桥内力计算的原理,包括永久作用的计算、可变作用的计算(尤其是各种荷载横向分布系数的计算)、作用效应的组合。
3.梁式桥纵向受力主筋的配置、弯起钢筋和箍筋的配置,以及正截面抗弯、斜截面抗剪、斜截面抗弯和挠度的验算,预拱度的设置。
4.板式橡胶支座的设计计算。
二、适用专业交通土建专业三、先修课程材料力学、弹性力学、结构力学、结构设计原理、地基与基础工程、交通规划与道路勘测设计、道路工程、桥涵水力水文四、课程设计的基本要求本设计为装配式钢筋混凝土简支T型梁桥设计(上部结构),其下部结构为重力式桥墩和U型桥台,支座拟采用板式橡胶支座。
学生在教师的指导下,在两周设计时间内,综合应用所学理论知识和桥梁工程实习所积累的工程实践经验,贯彻理论联系实际的原则,独立、认真地完成装配式钢筋混凝土T型梁桥的设计。
基本要求为:计算书应内容完整,计算正确,格式规范,叙述简洁,字迹清楚、端正,图文并茂;插图应内容齐全,尺寸无误,标注规范,布置合理。
五、课程设计内容1.题目:装配式钢筋混凝土简支T形梁桥设计(上部结构)2.基本资料(1)桥面净空:净—9+2×1m(2)永久荷载:桥面铺装层容重γ=23kN/m³。
其他部分γ=25kN/m²。
(3)可变荷载:汽车荷载,公路-Ⅰ级(或Ⅱ级),人群荷载2.5kN/m²;人行道+栏杆=5kN/m²。
(4)材料:主筋采用Ⅱ级钢,其他用Ⅰ级钢,混凝土标号C40。
装配式钢筋砼简支T型梁桥设计一、设计资料1.桥面净空:净7m—2×0.75m人行道。
2.设计荷载:公路I级,人群荷载标准值3.5KN/m2 。
3.主梁跨径和全长:标准跨径:l b=16.00m(墩中心距离);计算跨径:l=16.50m(支座中心线距离);主梁全长:l全=16.96m(主梁预制长度)。
4.材料:钢筋:主钢筋采用HRB335,其他采用钢筋R235,混凝土:C405.裂缝宽度限值:Ⅱ类环境(允许裂缝宽度0.20mm)6.设计依据①《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)②《公路钢筋砼及预应力砼桥涵设计规范》(JTGD62-2004)7.结构尺寸拟定二、行车道板的计算(一)计算图示考虑到主梁翼缘板在接缝处沿纵向全长设置连接钢筋,故行车道板可按两端固定和中间铰接的板计算,见图(二) 永久荷载及其效应 1.每延米板上的横载g沥青混凝土层面:g1=0.02×1.0×23=0.46(KN/m ) C30混凝土垫层:g 2=0.09×1.0×24=2.16(KN/m) T 梁翼缘板自重g 3=0.11×1.0×25=2.75(KN/m) 每延米跨宽板恒载合计:g=∑gi =5.37KN/m 2.每米宽板条的恒载内力 弯矩:M Ah =-21×5.37×(218.060.1-)2=-1.35(KN/m) 剪力:V Ah =2)'(b l g b -=5.37×218.060.1-=3.81(KN) 3.车辆荷载产生的内力公路—I 级:以重车后轮作用于绞缝轴线上为最不利位置,此时两边的悬臂板各承受一半的车轮荷载。
按照《公路桥涵设计通用规范》知后车轮地宽度b 2及长度a 2为a 2=0.2mb 2=0.6m顺行桥向轮压分布宽度:a 1=a 2+2H=0.2+2×0.11=0.42(m) 垂直行车方向轮压分布宽度:b 1=b 2+2H=0.6+2×0.11=0.82(m) 荷载作用于悬臂根部的有效分布宽度: a=a 1+1.4+2l 0=0.42+1.4+2×0.71=3.24(m) 冲击系数:1+μ=1.3作用于每米板宽条上的弯矩为:M Ap =-(1+μ)aP4(l 0-41b )×2=-1.3×24.3235 (0.71-482.0)=-14.18(KN/m) 作用于每米板宽条上的剪力为: V Ap =(1+μ)aP42=1.3×24.370=28.09(KN)4.基本组合 恒+汽:1.2M Ah +1.4M Ap =-1.2×1.35-1.4×14.18=-1.62-19.85=-21.47(KN/m )1.2V Ah +1.4V Ap =1.2×3.81+1.4×28.09=4.57+39.33=43.90(KN) 故行车道板的设计作用效应为:M A =-21.47(KN/m ) V A =43.90(KN)(三)截面设计、配筋与强度验算悬臂板根部高度h=14cm ,净保护层a=2cm 。
目录1 设计题目与基本资料 (1)1.1设计题目:装配式钢筋混凝土简支T梁桥设计 (1)1.2设计资料 (1)2 主梁的计算 (2)2.1 主梁的荷载横向分布系数 (2)2.1.1跨中荷载弯矩横向分布系数(按G-M法) (2)2.1.2 梁端剪力横向分布系数计算(按杠杆法) (8)2.2 作用效应计算 (9)2.2.1 永久荷载效应 (9)2.2.2 可变作用效应 (12)2.3持久状况承载力极限状态下截面设计、配筋与验算 (18)2.3.1 配置主筋 (18)2.3.2 截面复核 (19)2.3.3根据斜截面抗剪承载力进行斜筋配置 (20)2.3.4 箍筋配置 (23)2.3.5 斜截面抗剪承载能力验算 (24)2.3.6持久状况斜截面抗弯极限承载能力状态验算 (29)2.4 持久状况正常使用极限状态下裂缝宽度验算 (31)2.5 持久状况正常使用极限状态下挠度验算 (32)3 横梁的计算 (35)3.1横梁弯矩计算(G-M法) (35)3.2 横梁截面配筋与验算 (38)3.2.1 正弯矩配筋 (38)3.2.2 负弯矩配筋 (39)3.3横梁剪力效应计算及配筋设计 (39)4 行车道板的计算 (41)4.1 计算图式 (41)4.2 永久荷载及其效应 (41)4.2.1 每延米上的恒载g (41)4.2.2 永久荷载产生的效应 (41)4.2.3 可变荷载产生的效应 (41)4.2.4 基本组合 (43)4.3 截面设计、配筋与强度验算 (43)4.4 连续板桥面计算 (44)4.4.1 连接杆设计 (44)4.4.2 连结筋的计算 (44)5 支座验算 (46)5.1 确定支座平面尺寸 (46)5.2 确定支座厚度 (47)5.3 验算支座偏转情况 (47)5.4 验算支点的抗滑稳定性 (47)1 设计题目与基本资料1.1设计题目:装配式钢筋混凝土简支T梁桥设计1.2设计资料1)桥梁跨径:20m 梁长:19.96m 计算跨径:19.6m桥宽:净9m+2×1.0m2)设计荷载公路—I级,人群荷载3.0kN/㎡梁体为C40混凝土,桥面铺装为12cm,C40沥青混凝土,容重为23kN/m3 栏杆、人行道为C25混凝土3)材料预应力钢筋:7Φj15.2的设计参数为:单根钢绞线的公称截面积为139mm2,抗拉强度标准值为1860MPa,张拉控制应力为0.75×1860=1395MPa;普通钢筋:主要采用热轧HRB335、HRB400钢筋;4) 计算方法极限状态法5)结构尺寸图 1—1(尺寸单位:cm)6)设计依据设计规范:《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 JTG D62-2004(以下简称《公预规》)《公路桥涵设计通用规范》 JTG D60-2004(以下简称《桥规》) 《公路工程技术标准》 JTG B01-2003(以下简称《公路规》) 其他相关规范2 主梁的计算2.1 主梁的荷载横向分布系数2.1.1跨中荷载弯矩横向分布系数(按G-M 法) (1)主梁的抗弯及抗扭惯性矩x I 和Tx I 求主梁界面的重心位置x a (图1-2): 平均板厚:图 2—1(尺寸单位:cm)T 形截面抗扭惯性矩近似等于各个矩形截面的抗扭惯性矩之和,即:3T x i i iI c b t =∑ 式中:i c —矩形截面抗扭惯性矩刚度系数(查表); i b ,i t —相应各矩形的宽度与厚度。
桥梁工程课程设计装配式钢筋混凝土简支T形梁桥设计行车
道板内力计算
1.设计简支T形梁桥
首先,需要设计一座简支T形梁桥,设计参数如下:
桥梁跨度:20米
桥面车道宽度:6米
梁高:2米
使用装配式钢筋混凝土梁板,混凝土强度等级为C40,钢筋使用HRB400。
根据设计参数,利用梁板计算软件进行梁板计算,确定梁板的尺寸和受力情况。
在确定梁板的尺寸和受力情况后,可以进行梁柱设计,包括确定梁柱的截面形状和尺寸,计算梁柱的受力。
最后,完成简支T形梁桥的结构设计。
2.行车道板内力计算
为了计算行车道板的内力情况,需要进行荷载分析。
根据规范,车道板设计荷载包括:
车辆荷载:根据相应的车型和道路等级,确定车辆荷载,并进行等效荷载计算。
短期荷载:如施工荷载、桥面修复车辆荷载等。
温度荷载:由于温度变化引起的桥梁变形所引起荷载。
其他荷载:如风荷载、雨雪荷载等。
根据设计参数和相应规范的荷载要求,计算行车道板的受力情况。
行车道板的内力分为弯矩和剪力两个方向,可以通过使用相应的软件进行计算。
计算结果应满足相关规范的要求,如内力平衡、极限状态等。
为了确保结构的安全性,还需要进行结构的验算和分析。
总体而言,装配式钢筋混凝土简支T形梁桥设计行车道板内力计算需要进行多方面的计算和分析,包括梁板计算、梁柱设计、荷载分析等。
需要制定合理的设计方案,确保结构的安全性和可靠性。
装配式钢筋混凝土简支T梁桥设计1 基本设计资料1.1跨度和桥面宽度(1)标准跨径:20.90m(2)计算跨径:19.70m(3)主梁全长:20.80m(4)桥面宽度(桥面净空):净7m(行车道)+2×1.5(人行道)。
1.2技术标准设计荷载:公路——Ⅰ级,人行道和栏杆自重线密度按照单侧10KN/m计算,人群荷载为3KN/m。
环境标准:Ⅰ类环境。
设计安全等级:一级。
1.3主要材料混凝土:C25,C35 (容重为24KN/m3和26KN/m3)主筋:Ⅱ级钢筋构造钢筋:Ⅰ级钢筋桥面铺装:上层采用厚0.02m沥青混凝土(容重为23KN/m3);垫层为厚0.06~0.12m的C25混凝土(容重为24KN/m3)人行道:人行道包括栏杆何在集度为10KN/m设计荷载:汽车荷载:车辆荷载和车道荷载;人群荷载:3.0KN/m;1.4结构的基本尺寸:全桥共有5片T 形梁组成,每片T 形梁高1.5m ,宽1.60m ;桥上横坡为双向1.5%坡度,桥面由C25混凝土铺装;设有三根横隔梁。
如图所示:2 行车道板内力计算2.1结构自重及其内力(1)每延米板上的结构自重g沥青表面处治:)(m /46.023102.0g 1KN =⨯⨯= C25混凝土垫层:)/16.224109.0g 2m KN (=⨯⨯= T 梁翼板自重:)(m /75.325122.01.0g 3KN =⨯⨯+=合计:)(KN/m 6.37g g g g 321=++=(2)每米宽板条的恒载内力)(,m 56.1-7.037.621-gl 21-2g min 20⋅=⨯⨯==KN M )/46.47.037.6l g 0g m KN Q (=⨯=⋅= 2.2汽车车辆荷载产生的内力将车辆荷载后轮作用于铰缝轴线上,后轮作用力为KN 140p =,轮压分布宽度如图所示。
查表车辆荷载后轮着地长度为m 2.0a 2=,宽度为m 6.0b 2=,则)(m 42.011.022.02a a 21=⨯+=+=H)(m 82.011.026.02b b 21=⨯+=+=H(1)荷载对于悬臂根部的有效分布宽度)()(m 4.1d m 82.17.0242.0l 2a a 01=〉=⨯+=+= ∴)(m 22.37.024.142.0l 2d a a 01=⨯++=++=(2)由于汽车荷载局部加载在T 梁的翼板上,故冲击系数: 1)计算结构跨中截面的截面惯矩: 求主梁截面的重心位置y :)()()(cm 13.49201501320-1602150201502131320-160y =⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯= 求截面惯矩:)()()()()(cm 69.763837913.49-21501502015020121213-13.4920-160131320-1601212323=⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=I 2)计算桥的基频:已知:)(m /026.13KN G = )(210/m 1015.3N E ⨯= 则 )(22c /m s 8.132781.913026g m ⋅===N G )(z 10.68.327.1095848.01015.37.19214.3m 2l f 102c c 2H EI =⨯⨯⨯⨯==π3)计算冲击系数:0.3040.0157-nf 1767.0==I μ304.11=+μ(3)作用于每米宽板条上的弯矩为: )()(,4b -l a4p1-10p min μ+=M )(482.0-85.052.342140304.1-⨯⨯⨯⨯=)m (73.16-⋅=KN (4)作用于每米宽板条上的剪力为: )93.2552.342140304.1a 4p1p KN Q ()(=⨯⨯⨯=+=μ 2.3内力组合(1)承载能力极限状态内力组合计算:)()()(,,m 03.26-73.16-4.117.2-2.14.12.1p min g min ud ⋅=⨯+⨯=+=KN M M M )42.4293.254.11.52.14.12.1p g ud KN Q Q Q (=⨯+⨯=+= (2)正常使用极限状态内力组合计算:)()()(,,m 15.11-304.173.16-7.017.2-7.0p min g min sd ⋅=⨯+=+=KN M M M)(02.19304.193.257.01.57.0KN Q Q Q p g sd =⨯+=+=3主梁的内力计算3.1结构自重效应(永久荷载)计算 (1)计算结构自重集度主梁:)()()(m /03.13262.0-9.1216.01.04.12.0g 1KN =⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯++⨯= 边主梁的横隔梁:)()()(m /59.07.192632.022.0-9.1216.01.0-1g 2KN =⨯⨯⨯⎭⎬⎫⎩⎨⎧⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡+= 中主梁的横隔梁:)(’m /18.159.02g 2KN =⨯= 桥面铺装层:)()(m /67.35/24712.006.02123702.0g 3KN =⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯++⨯⨯=栏杆和人行道:)(m /45/210g 4KN =⨯=边主梁的合计:)(m /29.21467.359.003.13g KN =+++= 中主梁的合计:)(’m /88.21467.318.103.13g KN =+++=(2)计算永久荷载产生的内力边主梁(中主梁)永久荷载产生的剪力和弯矩计算表:3.2汽车和人群荷载内力计算 3.2.1主梁荷载的横向分布系数计算(1)计算支点处荷载的横向分布系数0m (杠杆原理法): 支点处荷载横向分布系数计算图如下:1号梁:237.1m 289.02578.02m r 0r q0q =====ηη 2号梁:m 526.02052.012m r 0r q0q ===+==∑ηη3号梁:m 526.02052.012m r 0r 0===+==∑ηηqq (2)计算跨中截面荷载横向分布系数c m (偏心压力法):此桥跨内设有三道横隔梁,具有可靠的横向联系,且承重结构的宽跨比为:207.29.157.19l 〉=⨯=B 故可按偏心压力法来计算横向分布系数c m ①求荷载横向分布影响线竖标。
本桥各根主梁的横截面均相等,梁数为5根,梁间距为1.9m ,则:)()()()(22222252423222151i 2im 1.369.12-9.1-09.19.12a a a a a a=⨯++++⨯=++++=∑= 用偏心压力法计算横向影响线的竖标值: ∑=±=n1i 2iki ik aa a n1η (式中5n =)ik η表示单位荷载1p =位于第k 号梁轴上时,对i 号主梁的总作用,利用上式计算所得ik η列于下表:②绘制横向分布影响线,并按最不利位置布载,如下图:计算荷载横向分布系数c m : 1号梁汽车荷载:516.008.11.39.47.56.0212121m 4q 3q 2q 1q q cq =+++⨯⨯=+++⋅==∑)()(ηηηηη 1号梁人群荷载:647.045.07.57.56.0m r cr =+⨯==)(η 同理,2号梁汽车荷载:458.0m cq = 2号梁人群荷载:424.0m cr = 3号梁汽车荷载:4.0m cq = 3号梁人群荷载:4.0m cr =3.2.2均布荷载q 和公路——Ⅱ级集中荷载k P 计算公路——Ⅱ均布荷载:)m /875.775.05.10q k KN (=⨯= 人群荷载:)(m /25.275.00.3q r KN =⨯=公路——Ⅱ集中荷载k P 计算: 计算弯矩效应时:)1.1795-7.195-50180-36018075.0k KN P ()(=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯+= 计算剪力效应时:)92.2141.1792.1k KN P (=⨯= 3.2.3影响线面积计算表:3.2.4计算各梁的弯矩和剪力: (1)计算各梁跨中和1/4处弯矩:1)绘制荷载横向分布系数沿桥纵向的变化图形和跨中与1/4处弯矩影响线图: 2)弯矩的计算: 弯矩计算公式为:Ω⋅=+Ω⋅⋅+=r c r i c k c q q m M y m q m 1)()(K P M ξμ其中,由于只布置两车道,故横向折减系数0.1=ξ。
公路——Ⅱ车道荷载产生的弯矩计算表人群荷载产生的弯矩计算表3)内里组合:承载能力极限状态设计基本组合公式:0012()m mud Gi Gik Ql Qlk c Qj Qjk i j S S S S γγγγψγ===++∑∑式中 :永久荷载:Gi γ=1.2,汽车荷载:Ql γ=1.4,人群荷载:Qj γ=1.4。
0γ桥梁结构重要性系数,取1.0。
c ψ在作用效应组合中除了汽车荷载效应的其他可变作用效应的组合系数,人群荷载的组合系数取为0.8。
弯矩基本组合计算表(2)计算各梁跨中与支点处剪力1)绘制荷载横向分布系数沿桥纵向的变化图形和跨中与支点剪力影响线图形:2)各梁跨中截面处剪力计算: 剪力的基本计算公式:Ω⋅=+Ω⋅⋅⋅+=r c i k k c q m )y q m )1(r q Q P Q (ξμ因双车道不折减,故1=ξ公路——Ⅱ汽车荷载产生的跨中剪力2/1q Q 计算表人群荷载产生的跨中剪力2/1r Q 计算表3)各梁支点处剪力计算: 横向分布系数变化区段的长度:m 变化区荷载重心处的内力影响线竖标为:917.07.1947.1931-7.191y =⨯⨯= 汽车荷载作用下的计算: 1号梁:)92.127917.0516.0-289.087.1985.9516.0875.7192.214289.01304.10q KN Q ()(=⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=2号梁:)32.195917.0458.0-526.087.1985.9458.0875.7192.214526.01304.10q KN Q ()(=⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=3号梁:)80.190917.04.0-526.087.1985.94.0875.7192.214526.01304.10q KN Q ()(=⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=人群荷载作用下的计算: 1号梁:)34.17917.025.2647.0-237.187.1985.925.2647.00r KN Q ()(=⨯⨯⨯+⨯⨯= 2号梁:)24.7917.025.2424.0-087.1985.925.2424.00r KN Q ()(=⨯⨯⨯+⨯⨯= 3号梁:)83.6917.025.24.0-087.1985.925.24.00r KN Q ()(=⨯⨯⨯+⨯⨯= 剪力效应基本组合公式:0012()m mud Gi Gik Ql Qlk c Qj Qjk i j S S S S γγγγψγ===++∑∑各分项系数取值同弯矩基本组合计算。