简支梁桥的计算
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第二章简支梁桥计算第一节行车道板的计算一、行车道板的类型图2-2-1 梁格构造和行车道板支承方式单向板:把La /Lb≥2的周边支承板看作是短边受荷的单向受力板双向板:把La /Lb≤2的周边支承板看作是双向受力板悬臂板:铰接悬臂板:二、车轮荷载在板上的分布车轮荷载在桥面板上的分布面积:沿纵向沿横向式中:为铺装层的厚度。
作用于桥面板上的局部分布荷载为:式中:—加重车后轴的轴重。
三、板的有效工作宽度行车道板的受力状态弯距图形的换算宽度为:悬臂板受力状态(一)单向板⒈荷载在跨径中间对于单独一个荷载(图2-2-5a):, 但不小于(这里为板的计算跨径。
)荷载有效分布宽度对于几个靠近的相同荷载,如按上式计算所得各相邻荷载的有效分布宽度发生重叠时,应按相邻靠近的荷载一起计算其有效分布宽度:式中:为最外两个荷载的中心距离。
⒉荷载在板的支承处, 但不小于式中:为板的厚度。
⒊荷载靠近板的支承处式中:χ—荷载离支承边缘的距离。
(二)悬臂板《桥规》对悬臂板规定的荷载有效分布宽度为(图2-2-6):式中b’为承重板上荷载压力面外侧边缘至悬臂板根部的距离。
对于分布荷载靠近板边的最不利情况,就等于悬臂板的跨径, 于是:悬臂板的有效分布宽度四、行车道板的内力计算(一)多跨连续单向板的内力当<1/4时(即主梁抗扭能力较大):跨中弯矩支点弯矩当≥1/4时(即主梁抗扭能力较小):跨中弯矩支点弯矩式中:,为1米宽简支板条的跨中活载弯矩(,对于汽车荷载:式中: —加重车后轴的轴重;-- 板的有效工作宽度;—板的计算跨径,当梁肋不宽时(如窄肋T形梁)就取梁肋中距;当主梁肋部宽度较大时(如箱形梁肋),可取梁肋间的净距和板厚,即,但不大于此处为板的净跨径,为梁肋宽度;-- 冲击系数,对于行车道板通常为1.3。
为每米板宽的跨中恒载弯矩,可由下式计算:支点剪力:(一个车轮荷载)其中:矩形部分荷载的合力为(以代入):三角形部分荷载的合力为(以代入):式中:和——对应于有效工作宽度和处的荷载强度;和——对应于荷载合力A1和A2的支点剪力影响线竖标值;——板的净跨径。
第四章 简支梁(板)桥设计计算第一节 简支梁(板)桥主梁内力计算对于简支梁桥的一片主梁,知道了永久作用和通过荷载横向分布系数求得的可变作用,就可按工程力学的方法计算主梁截面的内力(弯矩M 和剪力Q ),有了截面内力,就可按结构设计原理进行该主梁的设计和验算。
对于跨径在10m 以内的一般小跨径混凝土简支梁(板)桥,通常只需计算跨中截面的最大弯矩和支点截面及跨中截面的剪力,跨中与支点之间各截面的剪力可以近似地按直线规律变化,弯矩可假设按二次抛物线规律变化,以简支梁的一个支点为坐标原点,其弯矩变化规律即为:)(42maxx l x lM M x -=(4-1) 式中:x M —主梁距离支点x 处的截面弯矩值;m ax M —主梁跨中最大设计弯矩值;l —主梁的计算跨径。
对于较大跨径的简支梁,一般还应计算跨径四分之一截面处的弯矩和剪力。
如果主梁沿桥轴方向截面有变化,例如梁肋宽度或梁高有变化,则还应计算截面变化处的主梁内力。
一 永久作用效应计算钢筋混凝土或预应力混凝土公路桥梁的永久作用,往往占全部设计荷载很大的比重(通常占60~90%),桥梁的跨径愈大,永久作用所占的比重也愈大。
因此,设计人员要准确地计算出作用于桥梁上的永久作用。
如果在设计之初通过一些近似途径(经验曲线、相近的标准设计或已建桥梁的资料等)估算桥梁的永久作用,则应按试算后确定的结构尺寸重新计算桥梁的永久作用。
在计算永久作用效应时,为简化起见,习惯上往往将沿桥跨分点作用的横隔梁重力、沿桥横向不等分布的铺装层重力以及作用于两侧人行道和栏杆等重力均匀分摊给各主梁承受。
因此,对于等截面梁桥的主梁,其永久作用可简单地按均布荷载进行计算。
如果需要精确计算,可根据桥梁施工情况,将人行道、栏杆、灯柱和管道等重力像可变作用计算那样,按荷载横向分布的规律进行分配。
对于组合式梁桥,应按实际施工组合的情况,分阶段计算其永久作用效应。
对于预应力混凝土简支梁桥,在施加预应力阶段,往往要利用梁体自重,或称先期永久作用,来抵消强大钢丝束张拉力在梁体上翼缘产生的拉应力。
连续桥面简支梁桥墩台计算实例假设我们有一座跨度为20米的简支梁桥,桥面宽度为10米,设计荷载按照HS-20标准进行,设计车速为60公里/小时。
现在我们需要计算支座反力和墩台尺寸。
1.计算设计荷载。
根据HS-20标准,设计荷载包括桥载荷载和车辆荷载两部分。
桥载荷载为每行道路宽度10米的一半,即5米,按照标准荷载分布系数计算得到:Qb=5m×24kN/m²=120kN/m。
其中,24kN/m²为标准荷载分布系数。
车辆荷载按照标准轴重和轴距计算:Qv=80kN+16kN/m×1.5m+10kN/m×3m=122kN。
其中,80kN为标准车轴重,1.5m和3m为标准轴距。
综合得到设计荷载:Q=Qb+Qv=120kN/m+122kN=242kN/m。
2.计算支座反力。
由于是简支梁,支座反力只有沿着横向的水平力和纵向的垂直力两个分量。
水平力为零,垂直力可以通过平衡方程求得:ΣFy=0。
N1+N2=Q×L/2=242kN/m×20m/2=2420kN。
其中,N1和N2分别为两个支座的垂直反力。
因此,每个支座的反力为:N1=N2=1210kN。
3.计算墩台尺寸。
墩台的设计应满足以下要求:(1)满足承载力要求:根据荷载计算结果和混凝土设计标准,确定墩台尺寸。
(2)满足稳定性要求:确定墩台的宽度和高度,使墩台具有足够的稳定性,不会发生倾覆和滑移的现象。
(3)满足排水要求:墩台应设计好排水系统,保证桥墩地基的稳定性。
具体设计过程比较复杂,需要考虑多个因素,可以根据设计规范和实测资料进行具体计算。
这里不再赘述。
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