拱桥计算书(6)

2020-02-20 14:12

位移。第二种情况,桥上无活载,台后破坏棱体上满布活载,制动力指向河心,温度下降。 (二)第一种受力情况验算

1、 荷载效应计算(设定桥面向河心转动为正) (1)桥台自重

桥台自重(包括基础)效应计算如表1-25。

桥台及基础的自重效应

编号P1P2P3垂 直 重 力0.5*(0.5+0.67)*0.66*5*2*23=88.8030(5*10*0.66-3.8610)*18=524.50202*(5.1/6)*(1.998+2*0.67)*0.6375*23=83.20382*0.5*(0.67+1.998)*5.33*0.833*23=272.4494(5.33+0.833*10-11.8456)*18=585.9594P4P5P6P7∑P8∑2*(5.33/6)*(1.998+2*0.67)*1.78*23=242.7952(0.5*1.78*5.33*10-10.5563)*18=663.85260.5*5.33*1.78*10*23=1091.05101.92*5.33*10*23=2353.72800.5(2.66+3.37)*0.46*10*23=159.49355452.53294.993*1.2*10*23=1378.06806830.600900.5*4.993-0.46-1.92-2*1.78/3=-1.070.5*4.993-2.38-1.78/3=-0.47680.5*(4.993-1.92)-0.63=0.90650.5*(4.993-0.46)=2.2665-450.5314-520.21312133.6544361.492-886.4920.5*(-4.993)+0.6375/3=-2.7090.5*(-4.993+0.833)=-2.08-225.3991-1785.4903表1-25

力 臂力 矩-399.93170.5*(4.993-5)-0.46-0.17=-0.6335(2)桥台外荷载

① 上部结构恒载作用于桥台上的力

拱上腹拱拱脚的垂直力:Vg′=424.8544/2=212.4272kN 主拱圈拱脚的垂直力:V’g=3133.9007kN 主拱圈拱脚的水平力:Hg=4718.8095kN 主拱圈拱脚的弯矩:Mg=923.7594kN 上部构造作用于台底的效应:

P=Vg=3346.3279kN, H=Hg=4718.8095kN

M=Vga-Hgh+Mg=3133.9007*(4.993-0.46)/2+212.4272 *[(4.993-0.17)/2-0.46]-4718.8095*3.015+923.7594

=-5785.9136kN.m

②温度上升产生的力

水平力:Ht=+85.6244kN, 弯矩Mt=-134.6529kN.m 台底温度效应值:

P=0, H=Ht, M=-Hth+Mt=-85.6244*3.015-134.6529

=-392.8105kN.m

③活载内力 台底汽车-20级效应:

P=Vp=306.1016kN, H=Hp=781.6416kN

M=Vpa-Hph+Mp=306.1016*2.27-781.6416*3.015-153.6922

=-1815.4910kN.m

台底挂车-100效应:

P=Vp=502.5649kN, H=Hp=1178.4152kN

M=Vpa-Hph+Mp=502.5649*2.27-1178.4152*3.015-178.7223 =-2590.8218kN.m 台底汽车制动力效应:

P=VT=17.9096kN, H=HT=45kN

M=VTa-HTh=17.9096*2.27-45*3.015=-95.0202kN.m

④台后侧土压力

根据《公路桥涵设计通用规范(JTJ021-89)》第2.2.3条的规定,主动土压力:

E=B0μγ0H/2

2

基础顶面深度处的土压力:

E=10*0.20092*18*6.13/2=679.4956kN

作用点到基础顶面的距离:

c=H/3=6.13/3=2.04m

基础顶面的弯矩效应:

M=Ec=679.4956*2.04=1386.1710kN.m

基础底面深度处的土压力:

E=0.5*10*0.20092*18*7.33=971.5690kN

作用点到基底的距离:

c=H/3=7.33/3=2.44m

基础底面的弯矩效应:

M=Ec=971.5690*2.44=2370.6284kN.m

2、 台身底面截面强度验算 (1)荷载组合

台身底截面上荷载效应不利组合的设计值见表1-26。 (2)台底截面抗力效应值:Rp=αARa/γm 式中:截面积:A=aB0=4.993*10=49.93m

回转半径:γw=a/

122

j2

2

=4.993/

12=1.4414m

中心距:y=a/2=2.4965m

台身底截面荷载效应不利组合的设计值

项目桥台自重上构恒载台后侧土压力汽车-20级挂车-100制动力温度上升组合Ⅰ(恒+土+汽)组合Ⅱ(组合Ⅰ+温升+制动力)组合Ⅲ(恒+土+挂)只有永久荷载(恒+土)1.01.011656.44089345.21140.89545.191511227.8985-5843.8566-5655.0395-8680.46-7223.431.4306.1016502.564917.9096系数0.9或1.2竖向力P5452.53293346.3279-4718.8095679.4956-781.6416-1178.4152-45-85.6244-6749.3377-5545.7695水平力H弯矩M-886.492-5785.91361386.171-1815.491-2590.8218-95.0202-392.8105-9765.12-8358.46表1-26

偏心距e0-0.8377-0.8944-0.9094-0.6433

Ra=2500kPa, γm=2.31 ARa/γm=54036.7965

j

j

台身底截面抗力效应设计值及容许偏心距见表1-27。

台身底抗力效应设计值及容许偏心距

项目αRP容许偏心距[e0]组合Ⅰ0.663435848.01081.5组合Ⅱ0.629334005.3561.75组合Ⅲ0.620433524.42861.75表1-27

只有永久荷载0.778542067.64611.5 3、 基底应力验算 (1)基础底面荷载效应

基础底面的荷载效应值计算与基础顶面相同,此处不重复。基础底面荷载效应最不利组合的设计值见表1-28。 (2)地基抗力效应的设计值 地基容许应力[σ0]=550kPa

基底荷载效应最不利组合的设计值

项目桥台自重上构恒载台后侧土压力汽车-20级挂车-100制动力温度上升组合Ⅰ(恒+土+汽)组合Ⅱ(组合Ⅰ+温升+制动力)组合Ⅲ(恒+土+挂)只有永久荷载(恒+土)10483.030410500.940010679.493710176.9288306.1016502.564917.9096竖向力P6830.60093346.3279-4718.8095971.569-781.6416-1178.4152-45-85.6244-4528.8821-4659.5065-4925.6557-3747.2405水平力H弯矩M-886.492-11448.4852370.6284-495.5597-2753.4609-4004.92-171.7654-10459.9083-14636.5937-12717.8095-9964.3486表1-28

偏心距e0-0.9978-1.3938-1.1909-0.9791 基底截面几何性质:

截面积:A=5.793*10.8=62.5644m 抵抗矩:W=5.793*10.8/6=112.6159m 容许偏心距:[e0]=W/A=1.8m 地基抗力效应设计值见表1-29。

地基抗力效应设计值

项目平均应力σ=P/A最大应力σ=P/A+M/W地基容许承载力[σ0]组合Ⅰ167.5558260.4371550组合Ⅱ160.1622290.1314687.5组合Ⅲ170.6960283.6269687.52

3

2

表1-29

只有永久荷载162.6633251.1441550 4、稳定性验算 桥台所受的浮力:

Q=(10.8*5.793*1.2+10*4.993*4.9)*10+771.0401/2 =3582.8629kN 中性轴y=10.8/2=5.4m


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