41-
简支梁桥主梁计算案例综述
1.1荷载横向分布系数计算
1、当荷载位于支点处时:
首先绘制1号梁和2号梁的荷载横向影响线,如图所示。
图2-1T型主梁的横向影响线
车辆荷载和人群荷载作用如下图所示:
图2-21号梁的最不利荷载图(单位:cm)
由此可得:1、5号梁的最不利荷载横向分布系数分别为:moq=0.438和mor
2、当荷载位于跨中时:
本桥采用各根横截面积的主梁,梁数n=5根,梁间距为1.6m,则:
η11
由η11和η
图2-31号主梁的最不利荷载布置和横向影响线对照图(单位:cm)
η1=0.6?0.8
故,可得:
mcq
m
同理,2号主梁(同4号主梁)的横向分布系数:
车辆荷载:mcq
人群荷载:mcr
同理,3号主梁的横向分布系数:
车辆荷载:mcq
人群荷载:mcr
1.2主梁恒载内力计算
1、上部构造恒载集度
根据《公预规》(JTGD60-2018)要求,假设上部构造重力由5根主梁平均承担,计算如下:
主梁:
图2-4主梁基本尺寸
单元构件体积:1.60×1
每延米重力:0.4
横隔梁(中梁和边梁区别计算):
图2-5主梁的横隔梁尺寸图(单位:cm)
单元构件体积:0.93×0
0.93×0
每延米重力:0.054×25=1.35kN/
(3)桥面铺装
图2-6桥面铺装层尺寸图
单元构件体积:
沥青混凝土:0.05×1.6×1=0.08
混凝土垫层:0.06×1.6×1=0.096
每延米重力:=0.08×23+0.096×24=4.144
(4)人行道部分
查表1-2,得人行道部分每延米重力为:3.5kN/m。
又因为两侧人行道荷载由5根主梁平均承担,所以对于每根梁承担的线荷载为3.5×2/5=1.40kN/m
作用于边主梁的全部恒载集度为:g=10.5+0.
作用于中主梁的全部恒载集度为:g
2、恒载内力
计算各截面的横载内力引起的剪力和弯矩值,计算结果如表2-1所示。
ω
ω1
表2-1各个主梁的内力计算表
梁号
M
M
Q
g
ω
g
g
ω
g
g
θ
g
1(5)
2(4)
3
16.67
17.34
17.34
47.53
47.53
47.53
792.33
824.17
824.17
16.67
17.34
17.34
35.65
35.65
35.65
594.29
618.17
618.17
16.67
17.34
17.34
9.80
9.80
9.80
163.37
169.93
169.93
1.3主梁活载内力计算
1、主梁荷载横向分布系数汇总
表2-2主梁荷载横向分布系数汇总表
梁号
荷载位置
公路-I级
人群荷载
备注
1号或5号梁
跨中m
0.538
0.684
刚性横梁法
支点m
0.438
1.422
杠杆压力法
2号或4号梁
跨中m
0.469
0.442
刚性横梁法
支点m
0.5
0
杠杆压力法
3号梁
跨中m
0.4
0.2
刚性横梁法
支点m
0.594
0
杠杆压力法
公路-I级荷载取值及影响线面积汇总:
表2-3公路-Ⅰ级荷载取值表
项目
顶点位置
q
P
ω
M
l
10.5
294.8
47.53
M
l
10.5
294.8
35.65
Q
支点处
10.5
294.8
9.75
Q
l
10.5
294.8
2.44
按照《公预规》(JTG3362-2018)4.3.1条规定,公路-I级qk=10.5kN/m
3、计算冲击系数μ
?=
a=
Ic=1
A=0.42
G=0.42×25=10.5kN/m
简支梁的自振频率为:m
C40混凝土E取3.25×10
f=
介于1.5HZ和14HZ之间,冲击系数按照下式计算:
μ=0.1767
则:(1+μ)=1.2
4、计算由公路-I级荷载引起的跨中弯矩
因一般来说,单车道宽度为3.5m,此桥行车道宽度为为7m,为双向单车道,根据规范可知不折减,即ξ=1。
y=
故得:Ml
5、计算由人群荷载引起的跨中弯矩:
Ml
6、计算跨中截面车辆荷载一起的最大剪力:
图3-7主梁的跨中剪力影响线和对应的荷载布置(单位:m)
Q12
故得:Ql2
7、计算跨中截面人群荷载引起的最大剪力:
Q
8、计算支点截面车道荷载引起的最大剪力:
图2-8支点剪力影响线
横向分布系数变化区段长度:a=
影响线面积为:
ω=
因此,按式得:Q0,q=(1+μ)?ξ?
附加荷载重心处的影响线坐标为:
y
因此,按式得:Q
故公路-I级荷载的支点剪力