《桥梁工程》课程设计指导书
一. 计算荷载横向分布系数
1.当荷载位于支点处,利用杠杆原理法计算
横断面
1#梁对于汽车荷载
对于人群荷载
2#梁
对于汽车荷载
对于人群荷载 =0 (由于是出现负的,取零,出于安全考虑)
3#梁对于汽车荷载
对于人群荷载
2.当荷载位于跨中时
此桥在跨度内设有横隔板,具有强大的横向联结刚性,且承重结构的长度比为
可按刚性横梁法绘制影响线并计算横向分布系数,本桥各根主梁的横向截面均相等,梁数n=5, 梁间距为2.4米。
1#梁横向影响线的竖标值:
1#梁影响线
由、绘制1#梁的横向影响线,如上图及最不利荷载位置
对于汽车荷载
对于人群荷载
2#梁横向影响线的竖标值:
2#梁影响线
由、绘制2#梁的横向影响线,如上图及最不利荷载位置
对于汽车荷载
对于人群荷载
3#梁横向影响线的竖标值
3#梁影响线
、
对于汽车荷载
对于人群荷载
二、 主梁内力计算
1. 恒载集度
(1)主梁:
(2)横隔梁
对于边主梁:
对于中主梁:
(3)桥面铺装层:
(4)栏杆和人行道:
作用于边主梁的全部恒载强度:
作用于中主梁的全部恒载强度:
2. 恒载内力的计算
边跨弯矩剪力影响线
1#及5#梁内力(边跨)
跨中弯矩
跨中剪力
支点剪力
1/4跨处弯矩:
1/4跨处剪力:
2#、3#及4#梁内力(中间跨)
跨中弯矩
跨中剪力
支点剪力
1/4跨处弯矩:
1/4跨处剪力:
3. 活载内力
1 . 汽车荷载冲击系数
主梁横截面图
结构跨中处的单位长度量:
主梁截面形心到T梁上缘的距离:
跨中截面惯性矩:
查表 E取
所以冲击系数:
2. 汽车荷载作用
公路—Ⅰ级均布荷载
对于集中荷载,当时,;当时,
当时,采用内插法
公路—Ⅱ为公路—Ⅰ级的0.75倍
则
当计算剪力时候
计算车道荷载的跨中弯矩、剪力的计算对于双车道,折减系数
跨中弯矩影响线如下图
3. 跨中弯矩的设计,
由于跨中弯矩横向分布系数1#、5#梁最大,所以只需计算1#、5#梁的弯矩,计算如下:
对于1#梁
车道均布荷载作用下
车道集中荷载作用下
则
跨中人群荷载最大弯矩
人群荷载集度
对于2#和4#梁
计算公路—Ⅱ级汽车活载的跨中弯矩:
计算人群荷载的跨中弯矩:
人群荷载集度:
对于3#梁
计算公路—Ⅱ级汽车活载的跨中弯矩:
计算人群荷载的跨中弯矩:
人群荷载集度:
4. 跨中剪力的计算
跨中剪力影响线如下图:
对于1#和5#梁
计算公路—Ⅱ级汽车活载的跨中剪力:
计算人群荷载的跨中剪力:
对于2#和4#梁
计算公路—Ⅱ级汽车活载的跨中剪力:
计算人群荷载的跨中剪力:
对于3#梁
计算公路—Ⅱ级汽车活载的跨中剪力:
计算人群荷载的跨中剪力:
5. 支点截面剪力的计算
剪力影响线如下图所示:
横向分布系数变化区段的长度
对于1#和5#梁
附加三角形重心影响线坐标 :
计算人群荷载的支点剪力:
对于2#和4#梁
计算公路—Ⅱ级汽车活载的支点剪力(如下图所示):
计算人群荷载的支点剪力:
对于3#梁
计算公路—Ⅰ级汽车活载的支点剪力(如下图所示):
计算人群荷载的支点剪力:
6. 1/4跨弯矩的计算
1/4跨弯矩的影响线如下图
对于1#和5#梁
计算公路—Ⅰ级汽车活载的1/4跨弯矩:
计算人群荷载的跨中弯矩:
人群荷载集度:
对于2#和4#梁
计算公路—Ⅰ级汽车活载的1/4跨弯矩:
计算人群荷载的跨中弯矩:
人群荷载集度:
对于3#梁
计算公路—Ⅰ级汽车活载的1/4跨弯矩:
计算人群荷载的跨中弯矩:
人群荷载集度:
7. 1/4跨剪力的计算
1/4跨剪力影响线如下图:
对于1#和5#梁
计算公路—Ⅰ级汽车活载的1/4跨剪力:
计算人群荷载的跨中剪力:
对于2#和4#梁
计算公路—Ⅰ级汽车活载的1/4跨剪力:
计算人群荷载的跨中剪力:
对于3#梁
计算公路—Ⅰ级汽车活载的跨中剪力:
计算人群荷载的跨中剪力:
8. 荷载组合
其中,,,,
跨中弯矩组合:
梁# | 恒载(KN/m) | 活载(KN/m) | 组合值(KN/m) | |
汽车 | 人群 | |||
1、5 | 1315.415 | 1639.538 | 151.936 | 4025.787 |
2、4 | 1669.070 | 1316.599 | 98.477 | 3944.600 |
3 | 1669.070 | 993.659 | 90.036 | 3484.0426 |
跨中剪力组合:
梁# | 恒载(KN/m) | 活载(KN/m) | 组合值(KN/m) | |
汽车 | 人群 | |||
1、5 | 0 | 119.801 | 6.202 | 173.923 |
2、4 | 0 | 96.173 | 4.020 | 138.662 |
3 | 0 | 75.546 | 3.675 | 109.439 |
支点剪力组合:
梁# | 恒载(KN/m) | 活载(KN/m) | 组合值(KN/m) | |
汽车 | 人群 | |||
1、5 | 260.729 | 263.502 | 31.257 | 713.035 |
2、4 | 272.501 | 233.301 | 12.688 | 666.311 |
3 | 272.501 | 175.536 | 11.014 | 583.766 |
1/4跨弯矩组合:
梁# | 恒载(KN/m) | 活载(KN/m) | 组合值(KN/m) | |
汽车 | 人群 | |||
1、5 | 1197.723 | 1027.184 | 113.953 | 2989.278 |
2、4 | 1263.339 | 799.964 | 73.858 | 2709.814 |
3 | 1263.339 | 603.746 | 67.528 | 2428.779 |
1/4跨剪力组合:
梁# | 恒载(KN/m) | 活载(KN/m) | 组合值(KN/m) | |
汽车 | 人群 | |||
1、5 | 130.365 | 230.222 | 27.907 | 506.655 |
2、4 | 123.277 | 184.875 | 18.088 | 424.845 |
3 | 123.277 | 139.529 | 16.537 | 359.810 |
三、 行车道板计算
由于主梁是用现浇混凝土的,其有很大的刚度,所以按刚接的单向板进行行车道板的计算
1.恒载内力的计算
(1) 计算每延米板的恒载g
沥青混凝土面层:
C混凝土垫层:
T梁翼板自重:
合计:
(2)计算每延米板条的恒载内力
弯矩:
剪力:
2.活载内力的计算
根据轴距及轴重,应以重轴为主,取两后轴=280kN计算。轮载分布:车轮着地尺寸,经铺装层按45角扩散后,在板顶的分布尺寸:
经分析,车后轴两轮的有效分布宽度重叠,所以荷载对于悬臂根部的有效分布宽度为:
作用在每延米板条上的弯矩:
作用在每延米板条上的剪力:
3.内力组合
安全等级二级,,=1.2,=1.4
按承载能力极限状态下作用基本组合弯矩和剪力的设计值分别为:
四 横隔梁的计算
1.确定作用在中横隔梁的计算荷载:
2.内力计算
2#与3#主梁间截面弯矩影响线:
P=1作用在1#梁时:
P=1作用在5#梁时
P=1作用在3#梁时:
1#主梁处右截面剪力影响线:
P=1作用于1#梁截面的右边时
既
P=1作用于1#梁截面的左边时
既
绘制的和的影响线如下图所示:
弯矩的计算
公路-II级:
人群荷载:
剪力的计算:
=
人群荷载:
3.内力基本组合:
弯矩:
剪力:
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