桥梁课程设计文字版
- 格式:doc
- 大小:849.00 KB
- 文档页数:19
1. 桥梁课程设计<一>行车道板的计算(按铰接悬臂板计算)1. 计算图式计算图示 {图一}2.恒载内力,以纵向1m 宽板系计算①:每米延长板宽的恒载: 321g g g g ++=沥青混凝土面层自重:46.0230.102.01=⨯⨯=gC 25混凝土垫层自重:16.2240.109.02=⨯⨯=gT 型翼缘的自重:75.2250.1208.014.03=⨯⨯⎪⎭⎫⎝⎛+=g恒载合计: 37.575.216.246.0321=++=++=g g g g②恒载内力:设两片主梁的净距为2L 0 。
021******* 1.42l cm m =-==00.71l m =弯矩:20115.370.71 1.35.22g M gl KN m =-=-⨯⨯=- 剪力:0 5.370.71 3.81gQ gl KN ==⨯=3.活载内力①公路Ⅱ级.车辆后轴作用力P=140kN 重车后车轮着地长度10.2a m = 10.6b m =2120.22(0.020.09)0.42a a h m =+=+⨯+=2120.62(0.020.09)0.62b b h m =+=+⨯+=则板的有效宽度: 202042 1.4 1.42 3.24a a d l m =++=++= 示意图如下:有效板宽计算图示 {图二}②活载内力铰接悬臂板计算图式 {图三}弯矩:20(1)()441400.82(10.3)(0.71)4 3.24414.18.p b PM u l a KN m=-+-=-+⨯⨯-⨯=-剪力:(1)4140(10.3)4 3.2428.1p Q u aKN=+=+⨯⨯=4:内力组合 弯矩:[]0()1.0 1.2 1.35 1.421.47.g g p p M r r M r M KN m=+=⨯⨯-++=-()(-14.18) 剪力:0()1.0(1.2 3.81 1.428.1)47.87g g p p Q r r Q r Q KN=+=⨯⨯+⨯=〈二〉:主梁的计算 1. 主梁的荷载横向分系数 ⑴ 跨中的荷载横向分布系数m 0 ① 判断条件5 1.600.410.519.5B L ⨯== 属于窄桥且设有多道横向梁,故用刚性横梁法。
② 求横向荷载影响线设主梁荷载的面积 即: 12345I I I I I I =====()()522222212345122222(2 1.6) 1.60 1.62 1.625.6i i aa a a a a m ==++++=⨯+++-+-⨯=∑一号主梁影响线 {图四}A :①号主梁的荷载横向分布影响线的两个控制竖标为:()221115212 1.6110.20.40.6525.6ii a n a η=⨯=+=+=+=∑ ()221155212 1.6110.20.40.2525.6ii a n a η=⨯=+=-=-=-∑ 绘制影响线,按图示最不利荷载位置加载 画①号梁轴线至路缘石的距离 1.050.750.3l m ∆=-=设①号梁轴线至影响线竖标为0的点的距离为x 则:1.640.2x xa b ⨯-=⨯得 4.8x m =下面按比例算出各加载点处的竖标:14.80.24.80.6η-=得10.575η= 24.80.2 1.84.80.6η--=得20.35η= 34.80.2 1.8 1.34.80.6η---=得30.188η= 44.80.2 1.8 1.3 1.84.80.6η----=得40.038η=-汽车横向分布系数 : ()()412341112210.5750.350.1880.03820.538iq iq i m ηηηηη===+++=++-=∑14.80.750.34.820.6rη+⨯+= 得0.684r η= 人群横向分布系数 0.684cr r m η==B:同理对于②号梁荷载横向分布影响线的两个控制竖标只值为:()12215212 1.6 1.6110.20.20.4525.6ii a a n a η=⨯⨯⨯=+=+=+=∑()52255212 1.6 1.6110.20.20525.6ii a a naη=-⨯⨯⨯=+=+=-=∑ 设①号梁轴线到影响线纵坐标为0的距离为x 。
则 1.64 6.4x m =⨯=下面按比例算出各加载点坐标:10.40.26.40.4η-=得10.388η= 26.40.2 1.86.40.4η--=得20.275η= 36.40.2 1.80.36.40.4η---=得30.194η= 46.40.2 1.80.3 1.86.40.4η----=得40.081η= 汽车横向分布系数:()()412341112210.3880.2750.1640.08120.469iq iq i m ηηηηη===+++=+++=∑ 16.40.30.756.420.4rη++⨯= 得0.442r η= 人群:0.442cr r m η==C :同理对于③号梁荷载横向分布影响线的两个控制竖标值为:()13315212 1.60110.200.2525.6ii a a naη=⨯⨯⨯=+=+=+=∑ ()53355212 1.63110.200.2525.6i i a a n a η=⨯⨯⨯=+=+=+=∑经分析可知各加载点的纵向距离等于0.2,即:12340.2ηηηη====汽车横向分布系数: 1234111()0.422n iq iqi m ηηηηη===+++=∑ 人群 : 20.4crr m η==(2)支座处的荷载横向分布系数1m一、二、三号梁的荷载横向分布影响线 {图五}A :对于①号梁1.6 1.60.30.51q η+-= 得0.875q η=11.60.30.751.621rη++⨯= 得 1.422r η= 汽车:110.8750.43822iq iqm η==⨯=∑人群: 1.422or r m η==B :对于②梁11.6 1.21q η= 10.125q η= 21.6 1.21q η= 20.75q η=汽车: ()11211221(0.1250.75)20.438q qiq q m ηηη==+=⨯+=∑人群: 0orm =(人群荷载对②号梁时间哦有利的 ,所以不加载)C :对于③号梁31.60.41q η= 得30.25a η= 41.6 1.51q η= 得40.938a η= 汽车: 3411()221(0.250.938)20.594iq aia a m ηηη==⨯+=+=∑人群: 0orm =2.恒载内力边主梁的结构尺寸 {图六}⑴ 恒载强度 g ① 主梁的自重1g10.080.140.18 1.3(1.600.18)259.76/2g KN m+⎡⎤=⨯+⨯⨯⨯=⎢⎥⎣⎦② 横隔的自重'2ga.边主梁(用侧无横隔梁法)20.080.14 1.60.180.150.161.0()52519.50.63222g ⎡+-+⎤⎛⎫=-⨯⨯⨯⨯÷= ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦b.中间主梁 '220.63 1.26/g KN m =⨯=③ 桥面铺装3(0.027230.09724)5 3.67/g KN m =⨯⨯+⨯⨯÷=④ 栏杆合人行道的重力 4122.45g == 则作用于边主梁全部荷载为:12349.760.63 3.67 2.416.46/g g g g g KN m=+++=+++=作用于中间主梁的全部荷载为:'12349.76 1.26 3.67 2.417.09/g g g g g KN m=+++=+++=⑵ 恒载内力计算(对于等截面主梁中均布荷载计算)横载内力计算 {图七}如图所示,设x 为计算截面离左端支座的距离,则弯矩和剪力计算公式如下:弯矩: ()()2xx g M l x =- 剪力: ()(2)2x gQ l x =- 各截面的恒载力如下表:3.活载内力 (1) 1+u 的计算 ① 求主梁抗弯惯性矩x I 因为, i ixIA y a A=∑∑所以,翼缘板平均厚度 148112f h cm +== 主梁抗弯惯性矩计算图示 {图八}()()1113016018130182241.2160181113018x a cm +⨯+⨯⨯==-⨯+⨯()()23228441111601811160181141.21221130181301813041.2220.06626100.6624c I I I cm m ⎛⎫=+=⨯-⨯+-⨯⨯- ⎪⎝⎭⎛⎫+⨯⨯+⨯⨯- ⎪⎝⎭=⨯=翼肋② 频率f 的计算39.76109969.8c G m g ⨯===5.84f Hz ===③ 计算1u +当1.514Hz f Hz ≤≤时0.1767ln 0.01570.1767 1.7650.01570.296u f =-=⨯-=则1+u=1.296(2)弯矩计算(以边主梁为研究对象)公路Ⅰ级P k 的计算 当5k l m ≤时 180k p KN = 当 5k l m ≥时 360k p KN =当19.5k l m = 用直线内插法得:18036018050519.55k p --=--得238k p =对于公路Ⅰ级车道荷载:10.5/k q KN m =公路Ⅱ级车道荷载的'k q 和'k p 均按公路Ⅰ级的0.75倍考虑'0.750.75238178.5k k p p KN ==⨯='0.750.7510.57.875/k k q q KN m ==⨯=活载内力计算图:人群的值变化汽车的值变化截面弯矩影响线截面弯矩影响线截面弯矩影响线活载内力计算图 {图九}① 跨中截面a. 由k p 作用 ()'121()19.51.29610.538178.54606.74.c k PabMu M p l KN mξ=+⨯⨯=⨯⨯⨯⨯= b . 由k q 作用 ()'12111.29610.5387.87519.5 4.8752260.99.c k q Mu M q KN mξ=+⨯⨯Ω=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=c. 人群作用1210.684 3.410.7519.5 4.875282.9.c r rMm p KN m=⨯Ω=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=② 38l 截面的内力计算a . 由k p 作用 ()'41()1.29610.538178.52.656455.02.l c kPabMu M p lKN mξ=+⨯⨯=⨯⨯⨯⨯=b . 由k q 作用()'4111.29610.5387.87519.52.6562195.73.l c k q Mu M q KN mξ=+⨯⨯Ω=⨯⨯⨯⨯⨯⨯= c. 人群作用1210.684 3.410.7519.5 4.57277.72.c r rMm p KN m=⨯Ω=⨯⨯⨯⨯⨯⨯= ③ 4l截面的内力计算a. 由k p 作用 ()'41()1.29610.538178.5 3.656455.02.l c k PabMu M p lKN mξ=+⨯⨯=⨯⨯⨯⨯=b. 由k q 作用()'4111.29610.5387.87519.5 3.6562195.73.l c k q Mu M q KN mξ=+⨯⨯Ω=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=c.人群作用1210.684 3.410.7519.5 3.656262.17.c r rMm p KN m =⨯Ω=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=④ 18l 截面的内力计算a. 由k p 作用 ()'81()1.29610.538178.52.133240.80l c kPabMu M p lξ=+⨯⨯=⨯⨯⨯⨯=b. k q 作用()'8111.29610.5387.87519.5 2.1332103.58l c k q Mu M q ξ=+⨯⨯Ω=⨯⨯⨯⨯⨯⨯= c.人群作用1810.684 3.410.7519.5 2.133255.84c r rMm p =⨯Ω=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⑤ 端处的弯矩为1号主梁2号主梁人群值变化人群值变化表②、③号梁活载弯矩计算表从①、②、③号梁活载弯矩的比较可以看出①号梁的截面弯矩最大所以要以①号-梁为研究对象。