钢混组合梁桥的主梁截面特性及内力计算案例综述
目录
钢混组合梁桥的主梁截面特性及内力计算案例综述 1
1.1主梁结构参数 1
1.2主梁截面特性计算 1
1.2.1组合梁翼缘有效宽度计算 1
1.2.2组合梁截面特性计算 3
1.3主梁内力计算 4
1.3.1恒载内力 4
1.3.2活载内力 5
1.3.3收缩、徐变次内力 5
1.3.4混凝土与钢结构之间的温差引起的次内力 6
1.3.5主梁内力计算结果 6
1.1主梁结构参数
参与内力计算的荷载分别是：一期施工后桥面板和钢梁自重和为一期恒载、二期施工完成后的铺装和栏杆重量之和为二期恒载、汽车活载、人群荷载。对以上荷载进行组合，计算极限承载状态下桥梁的受力情况。
表3-1主梁参数表
主梁结构参数
计算跨径(m)
35
桥面板混凝土容重
(kN/m3)
26
桥宽(m)
8.5
主梁间距(m)
5.3
铺装沥青容重(kN/m3)
25
主梁根数
2
计算车道数
2
人行道宽(m)
0
1.2主梁截面特性计算
1.2.1组合梁翼缘有效宽度计算
(1)上翼缘板(跨中)
混凝土板翼缘有效宽度计算按照《规范》进行计算按下式计算，且不应大于混凝土板实际宽度：
式中：b?-一最外侧剪力件的中心间距；
befi-—混凝土板有效宽度。
图3.1组合梁截面尺寸
在本设计中：L为35m,Le/6=6mb=2.6m/2,所以跨中部分的全截面能起作用。
(2)支点处的上翼缘板
由《规范》,支承处的受压部分混凝土板的有效宽度beff如下计算：
beff=b?+Eβibefi
式中，,因此βi=1,所以支点部分的混凝土是全截面能起作用。
(3)下翼缘板
由《规范》对于工字形、箱形和π形梁桥的受压翼缘有效宽度bs,;按式(3-5)和(3-6)计算。
(3-1)
(3-2)
(3-3)
(3-4)
b?,i=bi
bi=(1.1-2)bibs,;=0.150
(3-6)
式中：be,;--有效宽度；
bi—一桥梁腹板间距离的一半，或翼缘外伸肢的伸臂部分的宽度；e-—桥梁的等效跨径。
表3.2翼缘有效宽度计算的等效跨径
类别
梁段号
腹板单侧翼缘有效宽度计算
计算图式
符号
适用公式
等效跨径(
简支梁
①
be,.z
(5.1.8-3)
L
赖髓①
赖髓
主梁腰板中心线
计算得，b/l=(2.6/2)/30=0.0430.050,主梁下翼缘全部宽度都能起作用，不需进行折减。
1.2.2组合梁截面特性计算
计算主梁截面特性时，其上翼缘和下翼缘的宽度在承载中都起作用。假设工字钢主梁与混凝土桥面板牢固粘结，采用等效截面法计算组合截面，可以把混凝土部分当作钢截面来计算。
在不考虑收缩徐变的前提下，钢的弹性模量与混凝土弹性模量之比：
把混凝土徐变效应考虑在内时，根据《规范》规定，组合梁两种材料弹性模量之比为：
nz=n?(l+4zφ(t,t?))
当材料处于弹性阶段时，不考虑混凝凝土收缩徐变前提下，n取为7;考虑徐变条件下，n取为14;考虑收缩存在时，n取为21。截面特性参数如下：
钢梁截面
As(cm^2)
0.20
Es
210000.00
δs(cm)
5.68
Is(m^4)
0.07
ysu(cm)
90.18
ysb(cm)
80.02
组合截面(弹性阶段)
单位cm
n=7.00
Aoc
857.14
A0
1256.74
δ0
63.26
Ac
5720.00
IO
5440307.6
5
yOcu
47.84
a0c
37.84
yOcb
27.84
aOs
88.73
yOsu
20.84
a0
126.58
yOsb
148.96
组合截面(徐变阶段)
单位cm
n=14.00
Aoc
428.57
δ0
43.31
A0
828.17
IO
4553219.38
yOcu
67.79
a0c
57.79
yOcb
47.79
aOs
68.79
yOsu
40.79
a0
126.58
yOsb
129.01
组合截面(收缩阶段)
单位cm
n=21.00
Aoc
285.71
δ0
30.68
A0
685.31
I0
3996050.55
yOcu
80.42
a0c
70.42
yOcb
60.42
aOs
56.16
yOsu
53.42
a0
126.58
yOsb
116.38
1.3主梁内力计算
桥受到的荷载作用有永久荷载、可变荷载和偶然荷载，具体详分为：一期荷载、二期荷载引起的内力，材料收缩、徐变效应产生的次内力；汽车活载、制动力力产生