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3主梁的作用效应计算

根据上述梁跨结构纵、横截面的布置,可分别求得各主梁控制截面(一般取跨中截面、L/4截面和支点截面)的永久作用效应,并通过可变作用下的梁桥荷载横向分布系数和纵向内力影响线,求得可变荷载的作用效应,最后再进行主梁作用效应组合。

3.1 永久作用效应计算

3.1.1 永久作用集度 1、预制梁自重

(1)跨中截面段主梁的自重(六分点截面至跨中截面,长13m )

=0.8990×26×13=303.86(KN )

)1(G (2)马蹄抬高与腹板变宽段梁的自重(长5m )

≈(1.6155+0.899) ×5×26/2=117.60(KN)

)2(G (3)支点段梁的自重(1.98m )

=1.6155×26×1.98=83.17(KN )

)3(G (4)中主梁的横隔梁中横隔梁体积:

0.17×(2.1×0.85-0.5×0.7×0.15-0.5×0.2×0.19)=0.2913()3m 端横隔梁体积:

0.25×(2.3×0.66-0.5×0.51×0.1093)=0.3656()

3m 故半跨内横梁重力为:

=(2.5×0.2913+1×0.3656)×26=28.44(KN)

)4(G (5)预制梁永久作用集度

=(303.86+163.44+83.17+28.44)/19.98=28.97(KN/m )1g 2、二期永久作用

(1)中主梁现浇部分横隔梁: 一片中横隔梁体积(现浇)

0.17×0.30×2.1=0.1071()3m 一片端横隔梁体积(现浇) 0.25×0.30×2.3=0.1071()

3m 故: =(5×0.1071+2×0.1725)×26/39.96=0.57(KN/m ))5(G (2)铺装

12cm 混凝土铺装

0.12×13×25=39.00(KN/m ) 6cm 沥青铺装

0.06×13×21=16.38(KN/m )

若将桥面铺装均摊给4片(中主梁)+2片(边主梁)

=(39+16.38)/6=9.23(KN/m )

)6(G (3)栏杆 一侧防撞栏:

(0.94×0.5-0.5×(0.555+0.735) ×0.18-0.5×0.05×0.555)×26=5.19KN/m 若将两侧防撞栏均摊给6片梁 =5.91×2/6=1.97(KN/m))7(G (4)中主梁二期永久作用集度 =0.57+9.23+1.97=12.77(KN/m )

2g 3.1.2 永久作用效应

如图3—1所示, 设x 为计算截面离左支座的距离,并令α=X/L

主梁弯矩和剪力的计算公式:

=0.5×α(1-α)g (3—1)αM 2L =0.5×(1-2×α)Lg

(3—2)

αQ 永久作用计算表(表3—1)

表3—1 主梁永久作用效应作用效应

跨中截面

(=0.5)

αL/4截面

(=0.25)α支点截面

(=0)α

续上

弯矩

(KN·m )5507.92

4130.94

0.00

一期

剪力(KN )0.00

282.46

564.92

弯矩

(KN·m )2427.90

1820.92

0.00

二期

剪力(KN )0.00124.51249.02弯矩

(KN·m )7935.82

5951.86

0.00

剪力(KN )

0.00

406.87

813.94

图3—1 永久作用计算图示

3.2 可变作用效应计算

3.2.1 冲击系数和车道折减系数

按《桥规》4.3.2条规定,结构的冲击系数与结构的基频有关,因此要先计算结构的基频。简支梁桥的基频可采用下列公式估算:

(Hz)

22.367

.23826734

.0.01045.339214

.32102

2

=⨯⨯⨯==

c c m EI l f π

其中: (KN/m )

67.238281

.910268990.03

=⨯⨯==g G m c 根据本桥的基频,可计算出汽车荷载的冲击系数为:

0.247

=-=0157.0ln 1767.0f μ 按《桥规》4.3.1条,当车道大于两车道时,需进行车道折减,三车道应折

减22%,但折减不得小于两车道布截的计算结果。本桥按三车道设计。因此在计算可变作用效应时需进行车道折减。

3.2.2 计算主梁的荷载横向分布系数1、跨中的荷载横向分布系数c

m 如前所述,本桥桥跨内设五道横隔梁,具有可靠的横向联系,且承重的长宽比为:

>2313

00.39==B L 所以可按修正的刚性横梁法来绘制横向影响线和计算横向分布系数c m (1) 计算主梁抗扭惯距可近似按下式计算:

=

(3—3)

T I 31

z i m

i i t b c ∑=式中:、—— 相应为单个矩形截面的宽度和高度i b z t ——矩形截面抗扭刚度系数

i c

m ——梁截面划分成单个矩形截面的个数

对于跨中截面,翼缘板的换算平均厚度:

=

1t 25

.15200140

155.010200=⨯⨯+⨯马蹄部分的换算平均厚度:

=

3t 302

20

40=+图3—2示出了的计算图示,的计算见表3—2T I T I (2)计算抗扭修正系数β

对于本桥,主梁的间距相同,并将主梁近似看成等截面,则得:

(3—4)∑∑+

=i

i

i T I a E I GL I

22

1211

β式中:G=0.4E ; L=39.00m ; =6×0.01098528=0.06591168 ;=5.5m

∑i

T i

I

4m 1a ;=3.3m

;=1.1m

;=-1.1m

;=-3.3m

;=-5.5m

2a 3a 4a 5a 6a t I