一:1:桥面宽度:净7m+2*1.5m+2*0.25m
2:设计荷载:公路一I级 3:桥梁横截面布置33
4:桥面铺装:4cm厚沥青混僦土(23KN/m),6cm厚水泥混僦土(24KN/m),王梁混凝土为24KN/m3 5:主梁跨径及全长:标准跨径:lb=25.00m;净跨l=24.96m;计算跨径:lo=24.6m
二:设计依据:
《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60—2004)
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62—2004» 三:设计内容:
主梁布置及尺寸拟定
桥梁横断面布置图
单位:cm
桥梁纵断面布置
主梁内力计算
一、恒载内力计算:
1:桥面铺装和人行道重力;人行道和栏杆的重力作用取用5KN/m;桥面铺装为:
(0.060.138)
-x7x23+5*2=25.939KN/m;2
为简化计算,将人行道、栏杆和桥面铺装的重力平均分配给各主梁,得:
g2=25.939/5=5.188KN/m;
2:横隔梁重力;根据结构尺寸,一块预制横隔梁的体积为:(1.47+439).0.18.0.96=0.247m3;
2
中主梁有12块横隔梁预制块,而边主梁有6块横隔梁预制块,可将其产生的重力沿主梁纵 向均匀分摊,则:
中主梁横隔梁产生的重力为:g[=12*0.247/24.96*24=2.85KN/m; 边主梁横隔梁产生的重力为:g['=6*0.247/24.96*24=1.425KN/m;
3:主梁重力;
g01=A*24.96*24=0.5356*1*24=12.854KN/m
4: 一期恒载作用下总重力为:
中主梁:g恒中=2.85+12.854=15.704KN/m; 边主梁:g恒边=1.425+12.854=14.279KN/m;
5:根据4中总的恒载集度可计算出恒载内力见表1: 荷载施加期 梁位 .一期恒载 中主梁 边主梁 二期恒载 中主梁 边主梁 中主梁 弯矩(KN*m) 剪力(KN) X=0 0 0 0 0 0 0 X=l/4 890.95 810.10 294.33 294.33 1185.28 1104.43 X=l/2 1187.93 1080.13 392.45 392.45 1580.38 1472.58 X=0 193.16 174.68 63.81 63.81 256.97 238.49 X=l/4 96.58 87.34 31.91 31.91 128.49 119.25 X=l 193.16 174.68 63.81 63.81 256.97 238.49 合计 边主梁 二、活载内力计算:
1:主梁横向分布系数计算: (1) 支点处采用杠杆法,由对称可知只需计算1,2,3号梁。
由下图可知各号梁在支点截面处的横向分布系数: 对于1号梁:m01q=0.429/2=0.215;m01r=1.024; 对于2号梁:m02q=(0.571+0.571)/2=0.571;m01r=-0.024
m01r=0.0
对于3号梁:mdq=(0.143+0.381+1.0)/2=0.762;
I:I^.
2:1
T
3号梁
跨中采用偏心压力法进行计算横向分布系数;分别计算各号梁的横向分布系数,得到其影响线如下:
1号梁
2号梁
(2) ・II।1--i---:
rJ
'LiihIIJiuri
,1/4跨处的横向分布系数:
对于1号梁:m01q=(0.771+0.429+0.181-0.162)/2=0.505; 对于2号梁:m02q=(0.486+0.314+0.191+0.02)/2=0.453;
m01r=0.604; m01r=0.402
由上图可得到跨中及m01r=0.4
其中4号和2号,5号和1号的横向分布系数相同 车辆荷载的冲击系数为:」=0.6686-0.30321g25=0.245 (3)荷载横向分布系数沿桥跨方向的变化;
(4)冲击系数N的计算选取;20车道荷载的冲击系数为:2==0.190; 对于3号梁:mdq=(0.2+0.2+0.2+0.2)/2=0.4;
8025
(5)各号主梁活载内里计算表:
本桥采用公路一I级荷载,由于跨径为25m;内插后得到qk=10.5KN/m;Pk=260KN;人群荷载:4.5KN/M 考虑冲击系数后:(说明:计算剪力效应时,需要乘系数1.2) 梁号 荷载截面位 类置x 型 汽x=0 车x=l/4 荷载x=l/2 人群荷载 x=0 x=l/4 x=l/2 ① ② ③ 弯距 (kN*m) 0.00 1078.68 1438.24 0.00 154.46 205.94 剪力(kN) 弯距(kN*m) 剪力(kN) 弯距(kN*m) 剪力(kN) 119.48 193.01 117.03 56.68 18.84 8.37 0.00 967.61 1290.14 0.00 106.46 141.95 317.31 173.14 104.98 9.24 12.98 5.77 0.00 854.40 1139.20 0.00 102.12 136.16 剪力(kN) 支点 L/4 跨中 407.33 152.88 92.70 0.00 12.45 5.54 (6)荷载内力组合: 梁号 内力 截面位置 弯距(kN*m) 跨中 L/4 ① 3008.4承载能力极限状态 6 1915.4短期组合 正常使用7 极限状态 1541.4长期组合 1 2799.2承载能力极限状态 0 1799.8正常使用短期组合 7 极限状态 1483.5长期组合 7 2635.8承载能力极限状态 正常使用短期组合 5 1726.62 极限状态 1442.4长期组合 6 4011.28 2553.97: 2055.21 3732.28 2399.83 1978.10 3514.471 2302.17 1923.29 516.94 434.4367.89 1 255.57: 193.9302.72 2 740.77 400.0440.88 3| 237.62 184.6352.56 6 371.0856.45 486.43 8: 224.76' 177.4380.17 1 173.22 79.611 44.06 153.44 69.67 38.82 135.9861.9634.46 ② ③ ] , 三、横隔梁内力计算;
在计算时可假设荷载在相邻横隔梁之间按照杠杆原理法传布,鉴于具有多根内横隔梁的桥梁,跨中处的横隔梁受力最大,通常只计算跨中横隔梁的内力,其余横隔梁可依据中横隔梁偏安全地选用相同的截面尺寸和配筋。 下
图
示
出
接
近
跨
中
横
隔
梁
纵
向
的
最
不
利
荷
载
布
置
。
纵向一行车轮和人群荷载对中横隔梁的计算荷载为:
11 22
1
Poq=£R,=(+140M1.0+140M0.72)=120.4KN;
跨中横隔梁受力影响线的面积:夏='x(10M.0)=5m;
2
人群荷载por=qr,◎=2X5=10KN/m;
2:横隔梁内力计算;
通常横隔梁弯矩为靠近桥中线的截面较大,而剪力则在靠近桥两侧边缘处的截面较大。故本设 计只需要计算2#与3#梁之间(即横隔梁接头处)和3#梁处截面弯矩以及1#主梁右侧截面处的剪力。
5: 绘制跨中横隔梁的内力影响线;
M(2j3)q=(1」)Pq=1.191120.41.696=243.0KN,m; M(2aq=(1」)pq'=1.191120.41.62=232.17KN,m Q(16=(1□)pq卜=1.191120.40.8=114.62KN;
由于横隔梁恒载内力甚小,故在此刻忽略不计。 人群荷载产生的弯矩和剪力;
MQ⑶q=0.62810-6.28KN*mM”=0KN,m;Q。.0KN;
合计:乂建期二243.06..28-249.28KN,m;
M(2⑶q=232.17KN,m;(J-^)q QL=114.62KN;
Qr''(1-1)
进行截面内力计算:取0=0.19;
四、行车道板计算;
1:恒载及其内力(以纵向
1m宽板条进行计算)
g1=0.04*1.0*23=0.93KN/m; g2=0.06*1.0*24=1.44KN/m;
g3=(0.08+0.16)/2*1.0*24=2.88KN/m
1)每延米板上的恒载g;
沥青面层铺装: 桥面铺装混凝土垫层:
T梁翼板自重:
合计:g=£gi=5.25KN/m;
2)每米宽板条的恒载内力:
、,___一__2_
弯矩:MAP=-0.55.250.96=-2.42KN,m 剪力:QAP=5.25*0.96=5.04KN;
2:活载内力计算;
汽车产生的内力:ai=a2+2H=0.40m;
bi=b2+2H=0.80m;
荷载于悬臂根部的有效分布宽度:a=a〔+2l0=0.40+1.92=2.32m; 冲击系数为0.3
则,作用于每米宽板条上的弯矩为:
,Pb1
MAP=-(1」)(IOD=-14.9KN・m
4a4 ,P
QAP=(1」)=19.6KN;
4a
五、桥面板计算
桥面铺装为4cm沥青混凝土面层(重度为23KN/m)和平均9cm厚混凝土垫层(重度为24KN/m),T形翼板的重度为25KN/m,荷载为公路-I级。 梁间桥面板计算(按镀结板计算)
a2=0.20mb2=0.60,则
&=%+2H=0.20+2X0.13=0.46m
b=b2+2H=0.60+2X0.13=0.86m
荷载对于悬臂根部的有效分布宽度为
a=a1+d+2l0=0.46+1.4+2X0.96=3.78m
冲击系数1+匕=1.15 作用于每米宽板条上的弯矩为
,P匕 Mmin,p=一(1」)(10-7)
4a4 1400.86
=7.15(0.96-)--7.93KN/m
43.784
作用于每米宽板条上的弯矩为
一,P
140=10.65KN
QAP=一(1口)——=-1.15
P
43.78
4a
两边梁外侧桥面板计算(按悬臂板计算)作
用于每米宽板条上的弯矩为 ।2
Mmin,p=一(1」) ql0 2 30.71 2
一二-0.87KN/m =-1.15
2 作用于每米宽板条上的弯矩为
QAP=-(1J)ql0=-1.1530.71=-2.45KN
参考资料:
《桥梁工程》强士中主编 高等教育出版社2004.7
《公路桥涵通用设计规范》 人民交通出版社2004
ULTJH
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