抗扭修正系数计算(精)
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第三章 荷载横向分布计算由于本桥各T 梁之间采用混凝与湿接缝刚性连接,故其荷载横向分布系数,在梁端可按“杠杆原理法”计算(m 0),在跨中按“修正刚性横梁法”计算(m c )。
(一)梁端的横向分布系数m 0根据桥规规定,在横向影响线确定荷载沿横向最不利的布置位置。
例如,对于汽车荷载,规定的汽车横向轮距为1.8m ,两列汽车车轮的横向最小间距为1.30m,车轮距离人行道缘石最少为0.50m 。
求出相应于荷载位置的影响线竖标值后,就可得到横向所有荷载分布给1号梁的最大荷载值为: 式子中:q P —汽车荷载轴重;q η—汽车车轮的影响线竖标。
由此可得:1号梁在汽车荷载作用下最不利荷载横向分布系数为654.001=m 同理有:904.002=m ;904.003=m ;904.004=m ;904.005=m ;654.006=m(二)跨中的横向分布系数m c 1.计算I 和I T求主梁截面中心位置a x (距梁顶)翼板的换算平均厚度 cm h 19224141=+=马蹄形下翼缘换算厚度 cm h 5.34228412=+=S ≈ (260-18)×19×19/2+245×18×245/2=583906cm 3 A ≈(260-18)×19+245×18=9008cm 2 重心距离 a x =S/A=583906/9008=64.82cm 主梁抗弯惯性矩:I ≈1/12×(260-18)×193+(260-18)×19×(64.82-19/2)2+1/12×18×2453 +18×245×(245/2-64.82)2=cm 4=0.5094m 4 翼板主梁抗扭惯性矩b 1/t 1=260/19=13.68>10, 查表得c 1=0.33梁肋b 2=245-19=226cmb 2/t 2=226/18=12.6>10, 查表得c 2=0.33 I T =∑c i b i t i 3=0.33×260×193+0.33×226×183=1023452cm 4=0.0102m 42.计算抗扭修正系数β本桥各主梁的横截面均相等,梁数n=6,梁间距为2.6m ,则 其中:E —混凝土弹性模量;G —混凝土剪切模量,E G 43.0=。
中梁截面几何特性计算表(跨中截面)s i i2.1恒载内力计算2。
1。
1 恒载集度2.1。
1。
1 预制梁自重a.按跨中截面计,主梁的恒载集度)1(q=m652025.0=⨯16KN/3.b。
马蹄抬高,两端加宽所增加的恒载集度q(2)=2。
905KN/mc.对边主梁的横隔梁,中横隔梁的体积为:m.1*5972*5.0-.0-3 .0=16.0(**12.0).0228032*1.0125.0*.0m,则同理算得端横隔梁的体积为0。
30683')3(q=()253068+⨯/29。
96=0.89m5⨯⨯.022280.0KN/对中主梁的横隔梁,'')3(q=2')3(q=1。
78mKN/根据以上数据,得到预制梁的恒载集度边梁:q1=q(1)+q(2)+ ')3(q=20.095中梁:q1= q (1)+q(2)+ '')3(q =20.985 2.1.1.2 现浇部分重量a 。
现浇T 梁翼板恒载集度)5(q =2515.048.0⨯⨯=1。
8 m KN / b.对边梁现浇部分横隔梁,一片中横隔梁的体积为:59.10.220.140.16⨯⨯+=0.04773m同理算得一片端横隔梁的体积为85.10.220.220.24⨯⨯+=0.08513m则边梁现浇部分横隔梁的恒载集度为')6(q =()()[]250.085120.04775⨯⨯+⨯/29.96=0.3410m KN /对中梁,')6(q =2')6(q =0。
6820m KN /根据以上数据,得到现浇部分恒载集度为)6()5(2q q q += 对边梁,2q =1.8+0。
3410=2。
141m KN / 对中梁,2q =1.8+0。
682=2。
482m KN / 2.1。
1.3 二期恒载a 。
铺装8cm 厚的沥青混凝土:23220.08⨯⨯=40.48m KN /5cm 厚的防水混凝土调平层:25240.05⨯⨯=30m KN /将桥面铺装均摊给12片主梁,)7(q ==+123048.40 5.87m KN /b.栏杆和中央分隔带取一侧防撞栏为5m KN /,将两侧的防撞栏和中央分隔带均摊给13片主梁,)8(q =1245⨯=1.67m KN / 根据以上数据,得到二期恒载集度)8()7(3q q q += 对中、边梁,3q =5。
4 主梁作用效应计算先计算永久作用效应,在计算活载作用下的荷载横向分布系数,并求得各主梁控制截面(跨中、四分点、变化点截面和支点截面)的最大可变效应,最后进行作用效应组合。
4.1永久作用效用计算 4.11永久作用集度(1)预制梁自重(一期恒载) 按跨中截面计,主梁的恒载集度: g(1)=0.7275⨯25=18.14KN/m由于变截面的过渡区段折算成的恒载集度: g (2)=0.35⨯1.3⨯0.5⨯0.15⨯4⨯25 /28.66=0.2KN/m 由于粱端腹板加宽所增加的重力折算成的恒载集度: g (3)=0.24⨯2⨯1⨯2.39⨯25/ 28.66=1KN/m中间横隔梁体积:(0.81⨯1.44-0.81⨯0.09⨯0.5)⨯0.15=0.17m 3 端部横隔梁体积:(0.69⨯1.35+0.69⨯0.5⨯0.09)⨯0.15=0.14m 3边主梁的横隔梁恒载集度:g (4)=(3⨯0.17+2⨯0.14)⨯25/28.66=0.69KN/m 中主梁的横隔梁恒载集度:'g (4)=2⨯g (4)=1.38KN/m 边主梁的一期恒载集度:g 1=∑=41i =18.14+0.2+1+0.69=20.03KN/m中主梁的一期恒载集度:∑==41'1i g =18.14+0.2+1+1.38=20.72KN/m(2)二期恒载一侧人行道栏杆1.52KN/m ;一侧人行道3.6KN/m ;桥面铺装层重(图4-1):1号梁:874.0254.0)0908.0084.0(5.0=⨯⨯+⨯ 2号梁:9345.5252.2)1205.00908.0(5.0=⨯⨯+⨯ 3号梁:447.7252.2)1503.01205.0(5.0=⨯⨯+⨯ 4号梁:083.9252.2)18.01503.0(5.0=⨯⨯+⨯图4-1桥面铺装(尺寸单位:cm )恒载计算汇总见表4-1。
表4-1 恒载汇总表4.1.2永久作用效应如图4-2所示,设x 为计算截面离支座的距离,并令lx=α,则主梁弯矩和剪力的计算公式为:i g i g g l Q g l M )21(21,)1(212ααα-=-=永久作用效应计算结果见表4-2。
《桥梁工程》计算例如一、桥面板内力计算例题1:一个前轴车轮作用下桥面板的内力计算条件:①桥主梁跨径为19.5m ,桥墩中心距为20m ,横隔梁间距4.85m ,桥宽为5×+2×=9.5m ,主梁为5片。
铺装层由沥青面层(0.03m )和混凝土垫层(0.09m )组成。
板厚120mm ,主梁宽180mm ,高1300mm 。
②桥面荷载:公路Ⅰ级 要求:确信板内弯距解答进程: ⑴判别板的类型单向板⑵确信计算跨度《公桥规》规定:与梁肋整体连接的板,计算弯距时其计算跨径可取为梁肋间的净距加板厚,但不大于两肋中心之间的距离。
计算弯距时:《公桥规》规定:计算剪力时的计算跨径取两肋间净距。
剪力计算时: ⑶每延米板上荷载g沥青混凝土面层: 25号混凝土垫层: 25号混凝土桥面板: 203.316004850>==b a L L mmmm t L l b 16001540)1201801600(<=+=+=mm L l b 14201801600===m KN g /69.0230.103.01=××=m KN g /16.2250.109.02=××=mKN g /0.3250.112.03=××=⑷简支条件下每米宽度上恒载产生的板弯距⑸轮压区域尺寸汽车前轮的着地长度a1=0.20m ,宽度b1=0.30m此处h 为铺装层,由沥青面层和混凝土垫层组成 ⑹桥面板荷载有效散布宽度a 车轮在板跨中部时:应取a=1.027m⑺车辆荷载在桥面板中产生的内力《公桥规》规定汽车荷载局部加载的冲击系数采纳,1+μ=⑻最终内力由于 ,故主梁抗扭能力较大,那么有 桥面板跨中弯距: 桥面板支座弯距: 按承载能力极限状态进行组合:例题2:铰接悬臂板的内力计算条件:如下图T 梁翼板所组成铰接悬臂板。
荷载为公路Ⅱ级。
冲击系数μ=,桥面铺装为5cm 的沥青混凝土面层(容重为213/m KN )和15cm 防水混凝土垫层(容重为 25 3/m KN )。