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文檔簡介
1、精品好資料學習推薦摘要本設計是根據設計任務書的要求和公路橋規的規定,對北京九渡河橋進行方案比 選和設計的。對該橋的設計,本著“安全、經濟、美觀、實用”的八字原則,本論文提出 三種不同的橋型方案進行比較和選擇:方案一為預應力混凝土簡支梁橋,方案二為懸索橋, 方案三為混凝土箱梁橋。經由以上的八字原則以及設計施工等多方面考慮、比較確定預應 力混凝土簡支梁橋(錐形錨具)為推薦方案。在設計中,橋梁上部結構的計算著重分析了橋梁在使用工程中恒載以及活載的作用 利,采用整體的體積以及自重系數,荷載集度進行恒載內力的計算。運用杠桿原理法、偏 心壓力法求出活載橫向分布系數,并運用最大荷教法法進行活載的加載。進行了
2、梁的配筋 計算,估算了鋼絞線的各種預應力損失,并進行預應力階段和使用階段主梁截面的強度和 變形驗算、錨固區局部強度驗算和撓度的計算。下部結構采用以鉆孔灌注樁為基礎的雙墩 柱,采用盆式橡膠支座,并分別對橋墩和樁基礎進行了計算和驗算。本設計全部設計圖紙采用計算機輔助設計繪制,計算機編檔、排版,打印出圖及論文。 期間翻譯了一篇英文短文“Reliability analysis”。關鍵詞:預應力混凝土、簡支梁橋、鉆孔灌注樁、錐形錨具12 / 73AbstractThis design is according to the design project description request and
3、"Road Bridge gauge11 the stipulation, nine fords the bridge to Beijing to carry on the plan ratio to elect with the design. For the purpose of make the type of the bridge coiTesponding with the ambience and cost saving.In this design, The checking calculation of strength of main girder was prec
4、eded not only in prestressed statement but also in using statement, deflection,precamber and the assessment of reinforcing steel bar were checked too.The pier of the bridge was basing on digging pile, and adopted rubber pot bearing. According to the characteristic of the overpass bridge and spot con
5、dition, it adopted the method that the cantilever job placing combined with bracket job placing.All of the design drawings were protracted by AutoCAD. Except that the thesis called A note on dynamic fracture of the bridge bearing due to the great Hanshin-Awaji earthquake was translated into Chinese,
6、 and made a report on.Keywords: prestressed concrete simple supported beam bridge > cast-in-place pile> cone anchorage device.第一部分、橋梁設計1、水文計算1.1 原始資料1.1.1 勘測資料(1)、水文、氣象九渡河屬山區河流,縱坡較陡,流速較大,河床質為笫四紀砂夾礫石,最大粒徑大于 200mm,橋位上游匯水面積為174KM,,含砂量104/3現場勘測時,搜集到3個調查歷史洪水,B|J: 1939年,930nlIs: 1963年,730m7s; 1977年,
7、610m7s:另在北岸橋址上游約400nl處獲得多年平均洪水位為180. 64m,根據河 床縱斷面測量資料,河床縱坡在該河段為0.036,河床逐年有擺動下切趨勢,河流主槽原 在南岸,1939年洪水后移至北岸,維持至今,河床下切量預計已達0.5m。多年平均氣溫:最高22°C,最低-10°C。每年U月20日至次年2月10日為冬季。風力:7 級,W=15m/so河床粒徑分析資料粒徑d(mm)>200100502552.51<0.5組分%36.816.49.88.810.46.13.58(2)、橋位縱斷面測繪資料見表一。(3)、地質鉆孔柱狀圖見表二。河床表層為砂類卵石、
8、礫石,厚約1213. 5m,含砂率(3040) %,承載容許值:4 = 5OO-6OOK4;其下為硬質石灰巖,Ra=lOOMPa。1.1.2、設計標準與施工條件(1)橋面寬度:凈9+2*0. 75m人行道(2)設計荷載:公路一H級荷載(3)設計洪水頻率:1%(4)不通航(5)材料來源:砂可在河灘就地采集,石料來自當地,開采方便。水泥、鋼材等可由 北京供應。施工技術設備可行。表一橋位斷面中線測量資料樁號標高(m)鉆孔編號孔口標局0+000 (即路線+650181. 030+010 (1# 孔)181. 3330+027181. 020+032178.280+034. 5177. 340+038.
9、 5177. 030+042. 5177. 330+050178.630+056178.850+078178.440+065 (2#孔)178. 860+092177. 390+100177. 460+103. 5177. 640+106178.020+115178. 570+116179.010+150179.620+150 (3#孔)179. 740+200180. 300+250180. 150+293. 67180.250+353. 6180.820+363181. 02表二鉆孔柱狀圖資料伽城臃 嫌河橋I御n口高卷18L 333m高 福 m層潦 mm柱 狀 國Loi的181. B30.
10、20OJO抄y斜,娥電骷秒上第含有小新,1詢IH50.15Ml幡,囪皮犍,WJM1JO.OJJ1.J0。用娥電,糕,幅硼憐土那1251.95a幾乎蟻蛾肥雌娜能特用IHU大工 售QJ流含砂曼助J.60O.Ji薛凱含粘土州172期SJ04。 '域加施皮物施悟娓妙最大章卷Q帆 ,骷理展血晶堿分主要南削息其泉 搦米時群媛m.那U50.55皺婕福中宿含樹防颼出場11. JT2JZ即衣色您中就最大立卷Q,】叫翎棚機分同上16QE12.10O.TJ1 1淺黃也求?涕,觸感粕朦£軟氧含翱1Qh直播X網依.由115i1."k鈣質般褲岫機修觸也踴生蹴颼 彼蜷主瓢摟,藪蚊跖場15.50l
11、.PJ涉黃色網華員器俱南明H理,用手援喝解做娜165.汕15. Mu.qq風化解黑鏟厚戊分也上源頗臧163.燈3R 501舟HH-鉆雌I超九渡河橋謁孔孔口高程E, 86m高 a m層 底 源 mi 層 原 m柱技土質描述附 注】兒以UQ,,即 a 、'腕孱,電落蝴麻改好,U大直御,15米 ,如石主瓢分安山梟疏基郴i彖時夾械 羯嫄箱含蒯砂那臨機P1J56Lb】5.0! 、'該駐魏朝腕,鮑桐甌也篇中密財 ,婀,同質款好,最大麟加,1裸,獺砂妁6。M,冊Mb】,附、3 由卵砌底色劇跖好,由咻第安墻或友 巖策蹶犍,電蟋於EL10E。相1 1灰色白云質石螭,桶包球設計資料及構造布置鉆孔柱
12、狀陽 九渡河橋3號孔孔口高程 】州小高 程m層底mm力狀因土質描述附 注l7l. 211. 5(-L升8s見右lM通合卵石.含砂曼約5抽IN. li5. U1.%趙乩取出即石嵌大直徑DJS -D. 1m171. 11i llk II竺殺中任.圓座較好,展火豆近然:,由五成巖. 灰告組位.舍砂量達加長l?7 Jii 16L?L.”1. »L ft印石含移民達2。Klit uit ilI. H3、:、八印百,圓座轂得,最大直輕幼為DJm,以花崗皆為 至,含粗啰15%ISL Ltit. aL (-1J j、g如打或音源石,直徑約為0.50m,Lit. iiLl. tit Ulii. jlL
13、i. IIL. l2"i:白三石次告同代碎石liH. !(L."1至黑包,管理發育的白云質灰冷1. 2水文計算1. 2.1求設計流量(1)求c,和c二的值由附表查得:cv1. 2 c5=3cv3. 6(2)求洪水經驗頻率p:最大洪水發生年代1939年至今69年。1963和1977年洪水分別為二、三位, 其經驗頻率為:P63= m/(n+l) X100%=2/(69+l)=2. 9%P77=3/(69+l)=4. 3%(3)求流量模比系數K:根據a=L 2 cl3c尸3. 6,設計頻率p%=l%,查表得:Ktt=6. 1按1963年洪水頻率63=2. 9%查得Kz.4. 40
14、按1977年洪水頻率p;尸4. 3%查得Kq% = 3. 59(4)推算設計流量電:按1963年洪水流量推算,Q2 9Q63XK1%/K2 9S=730X6. 1/4. 40=1012m3/s按1977年洪水流量推算,Q13s=Q77XKiyK1.3s=610X6. 1/3. 59=1036m7s按1963年和1977年推算的結果接近,說明是可靠的。但從安全考慮采用較大的。Q11036m7s1.2.2、橋梁分孔和高程計算過水斷面面積3和水面寬度B,可根據河流斷面圖列表計算。假設設計水位為185。過水斷面計算圖樁號河床標I1- j水深平均水 深水面寬 度過水面 積累計面 積合計K0+000181
15、.0300270河槽coc' = 309. / 6m"Bl 116m+027181.0201.3656.86.8+032178.282. 723. 162.57.914.7+034.5177. 343.63. 79415. 1629. 86+038. 5177. 033. 973. 82415. 2845. 14+042. 5177. 333. 673. 027.522. 6567. 79+050178. 632. 372. 26613. 5681.35+056178.852. 152. 36220 1.92133.27+078178.442. 563. 091143. 26
16、176. 53+092177. 393.613. 58828. 64205. 17+100177. 463. 543. 603.512.6217. 77+103. 5177. 643. 363. 172.57. 93225.7+106178.022. 982.71924. 39250. 09+115178. 572. 432.2112.21252.3+116179.011.991.693407. 46309. 76+150179. 621.381. 045052361.76河灘 6)t=154. 99m: Bt =2471n+200180. 300.70. 785039400. 76+2501
17、80. 150. 850.843. 6734.94435.7+293. 67180. 250. 750. 476028.2463.9+353. 6180. 820. 180. 099. 40. 846464.75+363181.020合計41.64358. 07對于河槽部分:h= =2. 67mBen二nh; 3i” j25X2. 67= 3X0, 00361:=2. 887m/sQc="* vc=309. 76X2. 887=894m3/s河灘部分:鼠二3t / Bt =154. 99/247=0. 627mv產2. 08m/s=mtht2 3i1:=20X0. 6272 3X0.
18、 003612=0. 879m/svt=154. 99X0. 879=136m7s 全斷面的設計流量:Qs=Qt+Qc=1030m7 s2)橋孔長度的計算(1)采用經驗公式計算該橋位河段屬于山區開闊河段,Lj=Kq(")心 Be =0. 84X ()°9X U6=lllmQc894此結果是橋下宣泄設計洪水所需的最小孔徑(2)采用沖刷系數法計算選用P=1. 25;橋墩水流側向壓縮系數 =0. 95;折減系數 = - = =0. 017;河槽的設計流速vs=2. 887m/s I 78橋下最小毛過水面積:A - Qs -10302A3- - JUoni, /(I- 2)Pp50
19、.95(1- 0.017) *1.25* 2.887(3)橋面標局的確定考慮壅水、浪高、波浪壅高、河灣超高、水拱、局部股流壅高、床面淤高漂浮物高度等因素 Z4? 1- 000m按設計水位計算橋面最低高程:Hmin=Hs+A/7+A/7j + A/?O=181+l. 000+0. 5+ 2.0 =184. 50m綜合以上考慮,并根據河曹斷面型式,取橋梁全長為320m,在K0+20K0+340處布置橋梁。2、方案比選 橋梁設計原則:(1)適用性滿足公路交通和鐵路的正常運行,以及將來交通量增長的需要。建成的橋梁應保證在 使用年限內滿足交通要求,并便于檢查和維修。(2)舒適與安全性現代橋梁設計越來越強
20、調舒適度,要控制橋梁的豎向與橫向振幅,避免車輛在橋上振 動與沖擊。整個橋跨結構及各部分構件,在制造、運輸、安裝和使用過程中應具有足夠的 強度、剛度、穩定性和耐久性。(3)經濟性設計的經濟性一般應占首位。經濟性應綜合考慮發展遠景及將來的養護和維修等費 用。(4)美觀一座橋梁,應與周圍的景致相協調。合理的結構布局和輪廓是美觀的主要因素,決 不應把美觀片面的理解為豪華的裝飾。2.1 方案一、預應力混凝土簡支梁橋(詳見設計圖紙方案一)預應力混凝土簡支T梁橋,共8跨,每跨40m,則橋面部分全長40X8 = 320m,橋面 凈空為滿足要求,依據水文計算,取橋面凈空為7m。橋面寬度為設計標準值9m+2X0.
21、 75m 人行道。主梁全長為39. 96m,計算跨徑為38. 88m。預應力混凝土 T梁的優點在于:預應力混凝土可看作是一種預先儲存了足夠壓力的新 型混凝土材料。對混凝土施加預壓力的高強度鋼筋(或稱力筋),既是加力工具,乂是抵 抗荷載所引起構件內里的受力鋼筋。預應力混凝土梁橋能最有效地利用現代高強度材料 (高強混凝土,高強鋼材),減小構件截面,顯著降低自重所占全部設計荷載的比重,增 大跨徑,擴大了混凝土結構的適用范圍。全預應力混凝土梁宰使用荷載下不出現裂縫,即 使是部分預應力混凝土梁在常遇荷載下也無裂縫,鑒于能全面參與工作,梁的剛度就比通 常開裂的鋼筋混凝土梁要大??梢燥@著減小建筑高度,使大跨
22、徑橋梁做得輕柔美觀。擴大 了對多種橋型的適應性,而且還提高了結構的耐久性。預應力技術的采用,為現代裝配式 結構提供了最有效的接頭和拼裝手段。根據需要可在縱向、橫向和豎向等施加預應力,使 裝配式結構集整成理想的整體,擴大了裝配式橋梁的使用范圍,提高了運營質量。施工方案:簡支T梁橋可分為整體式和裝配式兩種結構。這里考慮采用裝配式簡支結構, 其具有建橋速度快、工期短、模板支架少等優點而應用廣泛。下部結構采用鉆孔灌注樁施 工。同時簡支梁橋做預應力結構適用跨徑為20m50m之間,該設計符合此跨徑要求。2.2 方案二、鋼筋混凝土連續箱梁橋(詳見設計圖紙方案二)該設計取跨度為35m,共9跨,橋梁全長315m
23、。鋼筋混凝土連續梁橋,雖然在力學性 能上優于簡支梁和懸臂梁,可適用于更大跨徑的橋型方案,但同懸臂梁一樣,同時存在正、 負彎矩區段,通常采用箱型截面梁,其構造較復雜;跨徑較大時,梁體重量過大不易裝配 化施工,而往往要在工費昂貴的支架上現澆。鋼筋混凝土連續梁,還因支點負彎矩區段存 在,不可避免地將在梁頂產生裂縫,橋面雖有防護措施,但仍常因雨水侵蝕而降低使用年 限。僅在城市高架、小半徑彎橋中有少量應用。施工方案:根據橋跨的整體情況,首選逐孔施工,這樣可以進行流水施工,并且可以 進行很好的施工組織設計,在施工方面無論從人力、材料、工具、工期、場地等方面都是 比較合理的。施工方法選用滿堂支架施工,便于計
24、算。下部結構采用鉆孔灌注樁施工。 2.3方案三、雙塔斜拉橋(詳見設計圖紙方案三)(1)孔徑布置。本方案為雙塔斜拉橋,主梁設計為鋼箱梁??讖讲贾脼?0+200+60m,橋梁全長320m,橋面寬為10. 5m。(2)受力形式。本橋是一種形式獨特的雙塔斜拉橋,其恒載主要由主塔和斜拉索承受, 活載由鋼箱梁及拉索和主塔共同承受,荷載通過拉索傳至主塔。(3)視覺效果。斜拉橋高聳直立的主塔,配以柔性的拉索,將整個勁性主梁懸掛起來, 剛性與柔性的完美結合,給人以美的享受。綜合比較,三者鋼筋及混凝土用量相仿,且都滿足橋梁設計中適用性、舒適與安全 性、經濟性、美觀的基本原則。但方案二和方案三施工較困難,工期較長,
25、故選取方案一 預應力混凝土簡支梁橋為北京九渡河橋梁方案。3、設計資料及構造布置3.1設計資料3. 1. 1、選定方案:綜合考慮,選取預應力混凝土簡支T梁橋,共8跨,每跨40m,則橋面部分全長40X 8 = 320m,。橋面凈空為滿足要求,依據水文計算,取橋面凈空為7nl。橋面寬度為設計標 準值9m+2X0. 75m人行道。主梁全長為39. 96m,計算跨徑為38. 88叫車道布置如下:其中,R=0. 75m, W=9. 0m,橋面寬度共計10. 5m3.2.2、荷載標準由設計題目可知,荷載為公路一 II級,由相應規范得:車道荷載的均布標準值Q, =7. 875KN/m,人群荷教均布標準值=2.
26、 25KX/m由線性內插法計算得集中荷載標準值h =320KN人群荷載:因為計算跨徑為38. 88水50m,所以人群荷載取3.0攵N/人行道以一塊板為單元,按標準值4.0kN/?2的均布荷載計算。計算人行道欄桿時,作用在欄桿立柱頂上的水平推力標準值取O.75&N/?,豎向為1.0kN/人3.3.3、材料橋面鋪裝:C30防水混凝土厚10cm,容重r ,=24KN/m3 ;普通瀝青混凝土面層厚9cm,容重r3=23KN/m,欄桿與人行道構件重量的作用力為5 KN/m主梁、橫隔梁:主梁、橫隔梁混凝土采用C50,鋼筋混凝土材料容重:r尸25KN/Y,其力學性能如下表示:C50號混凝土彈性模量(
27、Mpa)34500容重(噸/米3 )2. 50標準抗壓強度3 (Mpa)32.4設計抗壓強度&(Mpa)22.4標準抗拉強度 (Mpa)2. 65設計抗拉強度小 (Mpa)1.83預應力鋼筋:預應力鋼筋采用ASTM A416-97a標準的低松弛鋼絞線(1X7標準型),抗拉強度標準 值力求二1860MPa,抗拉強度設計值1260MP&,公稱直徑15. 24mm,公稱面積140mln*彈性 模量Ep=1. 95X lOPa;錨具采用夾片式群錨。非預應力筋:非預應力筋HRB400級鋼筋,抗拉強度標準值(400MPa抗拉強度設計值/聞二330MPa。 箍筋采JUHRB335級鋼筋,抗拉
28、強度標準值力嫌二335MPa,抗拉強度設計值/聞二280 MPa。鋼 筋彈性模量均為Es=2.0X103MPa3. 2橫截面布置3.2. K主梁高度預應力混凝土簡支梁橋的主梁高跨比通常在%5一%5,考慮主梁的建筑高度和預應 力鋼筋的用量,標準設計的高跨比約為%7 %9'因此,主梁高度取用200cm。3.2.2、 主梁間距與主梁片數全橋寬10.5米,取主梁間距2. 10米(T梁上翼緣寬度為208cm,留2cm施工縫),因 此共設5片主梁。3.2.3、 T梁翼板及腹板布置T梁翼板的厚度主要取決于橋面板承受車輪局部荷載的要求,還應考慮能否滿足主梁受 彎時上翼板抗壓強度的要求。預制T梁的翼板厚
29、度取用150mm,翼板加厚到250mm,以抵 抗翼緣根部較大的彎矩。腹板寬取200mm。3.2.4、橫截面沿跨長的變化,該梁的翼板厚度不變,馬蹄尺寸基本由布置預應力鋼束的需要 確定,馬蹄面積占截面總面積的10%20%為適宜,因主梁需要配置較多的鋼束,將鋼束按 精品好資料學習推薦三層布置,一層最多排三束,擬定馬蹄寬度為400mm,高度200mm,馬蹄與腹板交接處做 三角過渡,高度120mm,以減小局部應力。3.2.5、橫截面沿跨長的變化:本設計主梁采用等高形式,橫截面的T梁翼板厚度沿跨長不變, 馬蹄部分為配合鋼束彎起而從跨徑四分點附近開始向支點逐漸抬高。梁端部分區段由于錨 頭集中力的作用而引起較
30、大的局部應力,同時也為布置錨具的需要,在距梁端4980mm范 圍內逐漸將腹板加原到與馬蹄同寬。3.2.6、分別在橋跨、1/4、1/2、3/4、及梁端處布置5道橫隔梁,布置型式如下圖所示(部分):7068004003.2.7、 橋梁橫街面布置如下圖所示: 21004、橋梁上部結構荷載計算4.1、 行車道板內力計算4.1.1、 結構自重及內力(按縱向1m寬的板條計算)(1)、每延米板上的結構自重g瀝青表面處置g.0. 09X1.0X23 = 1.98 KN/m精品好資料學習推薦C30混凝土墊層g?0. 1X1.0X24 = 2.4 KN/mT梁翼板自重與i(o. 15+0. 25)X1.0X25=
31、5. 0 KN/m 2合計gg = g +g、+g、=9.38 KN/m(2)、每米寬板條的恒載內力1 , 1 ,Mmin=一 =- 5 X9 38X0. 952 =-4. 23 KN mQAs =gl0 =9. 38X0. 95 = 8. 91KN4.1.2、 汽車車輛荷載產生的內力將車輛荷載后輪作用于絞縫軸線上,后輪作用力為P=140 KN,車輛荷載后輪著地長度為a)=0.20m,寬度b,=0.60m。則有:%= a.+ 2H = 0. 20 + 2 (0. 1+0. 19)= 0. 78mb1二 b,+2H=0.60 + 2 (0. 1+0. 19)=1. 18m則荷載對于懸臂根部的有效
32、分布寬度:a=a)+d+2 lo=O. 78+1.4+2X0. 95=4. 08m由于汽車荷載局部加載在T梁的翼板上,故取沖擊系數1+ u =1. 3 作用于每米寬板條上的彎矩為:p b,二(l+u)元(1。十)=1.3X140x24x4.081 1 QX (0. 95-)=-14. 61KN m426 / 73作用于每米寬板條上的剪力為:pi40x 2Q.V =(1+ U ) =1.3X-=22.3 KN4a4 x 4.084.1.3、 內力組合(1)、承載能力極限狀態內力組合計算基本 =L2M依+L 4MAe.=1,2X (-4.23) +1.4X (-14.61) =-25. 53KN
33、m組合. 1 Q“d =L2 Q. +1. 4Qzlr =1. 2X8. 91 + 1. 4X22. 3 = 41. 91 KN(2)、正常使用極限狀態內力組合計算短期效應組合=注打+0. 7 MAe = -4. 23 + 0.7義(-14.61) 4-1.3=-12. 10KN mQ“ 二 Q,ig+07 QAp =8. 91 + 0. 7X22. 31. 3=20. 92 KN4.2、 主梁內力計算421、結構自重效應計算(1)、結構自重集度計算主梁g , =(0.2X2+( °1;°劣)X ( 2. 1 - 0.2 ) + 2 ( 0. 1X0.2 ) + 20.1X
34、0. 12X-!-X25=20. 8KN/m2橫 隔 梁對于邊 主梁O.15 + O.25, 2.1-0.2、0.19 + 0.20g i - i Li. 0 V2 J A ( ) ) K A 0 X ZO - Jo. oo-222=0. 77 KN/m對于中 主梁g2 =2X0. 77=1.54 KN/m橋面鋪裝層g3= (0. 09X9X23) + (0. 1X9X24) / 5=8. 05 KN/m欄桿與人行道g4=5X2/5=2 KN/mil-對于邊 主梁g=20. 8+0. 77+8. 05 + 2 = 31. 62 KN/m對于中梁g=20. 8 + 1. 54+8. 05 + 2
35、 = 32. 39 KN/m(2)、結構自重內力計算內力截面位鼠邊主梁自重內力中主梁自重內力剪力Q (KN)彎矩 M(KN/m)剪力Q (KN)彎矩 M(KN/m)x=oQ= gl=614. 69 20629. 660v_ 1 x=4307. 354481. 11314.834590. 23v_ 12 J05974. 8106120. 314. 2.2.汽車、人群荷載內力計算(1)、首先繪制各梁的荷載橫向影響線,確定荷載最不利位置,山杠桿原理法確定荷載位于 靠近主梁支點處的橫向分布系數。由于對稱性,、號梁和、號梁的橫向分布系數一樣,故有各梁支點處的橫向分布 系數如下:梁號荷載橫向分布系數汽車M
36、 = - (0. 900+0. 048) =0. 474 “2人群=1.338汽車M = i (0. 143 + 1.000 + 0. 381) =0. 762g 2人群M”=0 (人行道荷載引起負反力)汽車M(0. 143 + 1.000 + 0. 381) =0. 762“ 2人群此二。(人行道荷載引起負反力)(2)、主梁的荷載橫向分布系數計算由于該橋跨結構寬度與長度之比為1"= 0.262<0.5,故采用偏心壓力法來計算橫向 39.96分布系數L1)、荷載橫向分布影響線豎標:本橋各梁的橫街面均相等,梁數n=5,粱間間距為2.10m,則有:Za;=a;+a;+a;+a:+a
37、:=(2X2.10) 2 +2. 10- +0+ ( 2. 10) 2 + ( 2X2. 10) 2 r-l= 44. 10 m2則號梁在兩個邊主梁處的橫向影響線的豎標為:n u = - + = - +=0. 20 + 0. 40=0. 60",544.10(=1n "L-二 1-0. 20-0. 40=-0. 20 n ", 5r=l2)、繪出荷載橫向分布影響線,并按最不利位置布載,其中:人行道緣石至號梁軸線的距離為: = l.05 0.75 = 0.3 m設荷載分布影響線的零點至號梁位的距離為x,則按比例關系求得:x _ 4x2.1x平, )卜彳4x - 6.
38、 3m0.600.2由此計算出對應各荷載點的影響線豎標n gi和n,,具體數值見下圖:山上圖可得號梁的活載橫向分布系數:汽車荷載:m(</ = - Z, =- X (0. 581+0.410+0. 286+0. 114-0. 009-0. 181)22=0. 601人群荷載:mrr = n r =0. 664同以上原理,可得、號梁的活載橫向分布系數,計算如下:對于號梁:/=1約=。- 20-0.20 = 0 /=1設荷載分布影響線的零點至號梁位的距離為x,則有:x = 6.3m由上圖可得號梁的活載橫向分布系數:汽車荷載:n)s = -=- X (0. 390 + 0. 305 + 0.
39、243 + 0. 157 + 0. 095 + 0. 010)“2 乙 口 2=0. 60人群荷載:mrr= n r =0. 432對于號梁:33=- +n544.10= 0.2/=1n 3s = L "s =o. 20"m n x, 2r=l105210210210210105c5i)J、(,18012)G130 J 18)o 、過/ 130 、Dy 180 J/D30o r-aoQ zOooOor-azOoo zoo zoo zoo r-a-O9007575uUbUb u9u由上圖可得號梁的活載橫向分布系數:汽車荷載:m(/ = - ZL = - X (0. 20+0.
40、 20+0. 20+0. 20+0. 20+0. 20) =0. 60 22人群荷載:mrr = q r =0. 20將荷載橫向分布系數匯總如下表所示:梁號荷載位置公路一 II級人群荷載備注跨中m(.0. 6010. 664由“偏心壓力法”求得支點0. 4741.338由“杠桿法”求得跨中mr0. 6000. 432由“偏心壓力法”求得支點m00. 7620由“杠桿法”求得跨中mc0. 6000. 200由“偏心壓力法”求得支點0. 7620由“杠桿法”求得說明:、號梁與、號梁情況一樣,這里省略。(3)、均布荷載和內力影響面積計算:類型截面、公路II級均布 荷載(KN/m)人群(KN/m)影響
41、線而積(6 或 m)影響線圖示M210.5X0. 75=7. 8753X0. 75=2. 25Q = - 12 = - X8838. 882 =188. 967jQ/27. 8752. 251 1 Q = - X - X38. 882 2xo. 5 = 4. 861.1/2Q。7. 8752. 25Q = 1 X38. 88X1 2= 19. 44111 J(4)、公路一I【級中集中荷載乙計算計算彎矩效應時:P, =0. 75180360-180 (38. 88-5)=236. 64 KN 50-5計算剪力效應時:Pk =1.2X236. 64 = 283. 968 KN(5)、沖擊系數口的計
42、算:對于單根主梁,其橫截面積A=0. 832m2, I, =0. 37524m4 ,G=AX25 = 0. 832X25 = 20. 8KN/m,G/g = 20. 8 + 9. 81 = 2. 12 KN s2/m2對于C50混凝土,取£ = 3.45義10山N/m2,則有橋梁基頻的值為:3.14l3.45xlO'°xO.37524 _17 x ,1 -Z. Ou I nz2x38.882V 2.12x10 s故沖擊系數 口 =0. 17671n f -0. 0157 = 0. 151則 1+ u =1. 151(6)、跨中彎矩、跨中剪力計算(取,=1):計算見下
43、表:梁號截而荷載類型q*或明 (KN/m)Pk (KN)1+ M。或ySSiS®*2公路H級7. 875236. 641. 1510. 601188. 961029.372620.499. 721591. 12人群2. 250. 664188. 96282.312公路H級7. 875283. 9681. 1510. 6014. 8626. 48124.70.598. 22人群2. 25 0. 6644.867. 26*2公路II級7. 875236. 641. 1510. 600188. 961027. 652616. 139. 721588. 48人群2. 250. 432188.
44、 96183. 67Q/2公路n級7. 875283. 9681. 1510. 6004. 8626. 43124. 480.598. 05人群2. 250. 4324. 864. 722公路n級7. 875236. 641. 1510. 600188. 961027. 652616. 139. 721588.48人群2. 250. 200188. 9685.032公路H級7. 875283. 9681. 1510. 6004. 8626. 43124. 480.598. 05人群2. 2510. 2004. 862. 19(7)支點截面汽車荷載最大剪力計算繪制荷載橫向分布系數沿橋縱向的變化圖
45、形和支點剪力影響線如下:號梁橫向分布系數變化區段的長度:m變化區荷載重心處的內力影響線坐標為:一1),=1X (38. 88-X9. 7) /38. 88=0. 916,3由公式:Q(m= (1+U) a* mf Q + y (m0- mr) y Qo集=(1+ u);叫口£門對于號梁:9 74Q0* =1. 151 X7. 875X 0. 601 X 19. 44+ X (0. 474-0. 601) X0. 916 = 100. 76KN 2Q(ll. =1. 151X0. 474X283. 968X 1. 0=154. 93 KN u來則在公路一11級作用下,號梁支點的最大剪力
46、為Qo=Q(j+ Qll(l. =100. 29+154. 93=255. 22 KN對于號梁:9 74Qor,=l. 151X7. 875X 0. 600X19. 44+X (0. 762-0. 600) X0. 9161=112. 27 KNQ(11 =1. 151X0. 762X283. 968X1. 0=249. 06 KN則在公路一 II級作用下,號梁支點的最大剪力為Qo=Q。均 + Q叫=112. 27+249. 06=361. 33 KN對于號梁9 74Q0;J =1. 151X7. 875X 0. 600X 19. 44+ X (0. 762-0. 600) X0. 916 =
47、112. 27 KNQo(4;=1. 151X0. 762X283. 968X1.0 = 249. 06 KN則在公路一11級作用下,號梁支點的最大剪力為Qo=Qo均 + Q0<4i =112. 27+249. 06=361. 33 KN (8)、支點截面人群荷載的最大剪力計算:由公式 Q8 =m,.Qr。+ g (m。- mf) qr y9 74對于號梁:Q” =0. 664X2. 25X19.44+ (1. 338-0. 664) X2. 25X0. 916 = 35. 81 KN29 74對于號梁:=0. 432X2. 25X 19. 44+ (0-0. 432) X2. 25X0
48、. 916 = 14. 56 KN對于號梁:Q.r =0. 200X2. 25X 19. 44+ (0-0. 200) X2. 25X0. 916 = 6. 74 KN4.3、主梁內力組合計算4. 3.1、按承載能力極限狀態組合:梁號序號荷載類別彎矩X (KNm)剪力Q(KN)梁端四分點跨中梁端跨中(1)結構自重04481. 115974. 81614. 690(2)汽車荷載01965. 242620. 49255. 22124.7(3)人群荷載0211.75282. 3135.817. 26(4)1.2X (1)05377. 3327169.772737. 6280(5)1.4X (2)02
49、751. 3363668. 686357. 308174. 58(6)0. 8X1.4X (3)0237.16316.187240.10728. 1312(7)(4) +(5) + (6)08365.82811154.651135. 043182.7112(1)結構自重04590. 236120. 31629. 660(2)汽車荷載01962. 112616. 13361. 33124. 48(3)人群荷載0127. 35183. 6714.564. 72(4)1.2X (1)05508. 2767344.372755. 5920(5)1.4X (2)02746. 9543662. 58250
50、5. 862174.272(6)0. 8X1.4X (3)0142. 632205.71016. 3075. 286(7)(4) +(5) + (6)08397.86211212. 661277. 76179.558(1)結構自重04590. 236120. 31629. 660(2)汽車荷載01962. 112616. 13361. 33124.48(3)人群荷載063. 7785. 036. 742. 19(4)1.2X (1)05508. 2767344. 372755. 5920(5)1.4X (2)02746. 9543662. 582505. 862174.272(6)0. 8X1.4X (3)071. 422495. 2347. 5492.453(7)(4) +(5) + (6)08326.65211102. 191269.003176.7248(2)、按正常使用極限狀態組合如下:梁號序號荷載類別彎矩M (KNm)剪力Q(KN)梁端四分點跨中梁端跨中®(1)結構自重04481.115974. 81614. 690(2)汽車荷載(記U)01965. 242620. 49255. 22124.7(3)
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