展架桥(01号桥)施工图设计
下核心距:kx??I?A?y?79.80
sks?kx79.80?79.80??0.665>0.5 h240表明以上初拟的主梁跨中截面是合理的。
截面效率指标:ρ?2.3 横断面沿跨长的分布
本桥主梁采用等高形式,横断面的T梁宽度沿跨长不变,梁端部区段由于锚头集中力的作用而引起较大的局部应力,也为布置锚具的需要,距梁端200cm范围内将腹板加厚到与马蹄同宽,马蹄部分为配合钢束弯起而从六分点附近(第一道横隔梁处)开始向支点逐渐抬高,在马蹄抬高的同时腹板宽度亦开始变化。马蹄在纵断面的变化情况见(图2—1)。
2.4横隔梁的设置
在荷载作用下的主梁弯矩横向分布,当该处有横隔梁时比较均匀,否则在直接荷载作用下的主梁弯矩较大,为减少对主梁设计起主要控制作用的跨中弯矩,在跨中设置一道中横隔梁,当跨度较大时,应设置较多的横隔梁。本桥在桥跨中点、三分点、六分点和支点处设置七道横隔梁,其间距为6.5m。端横隔梁的高度与主梁同高,厚度为上部26cm,下部为24cm。中横隔梁高度为210cm,厚度为上部18cm,下部16cm。横隔梁的布置见(图2—1)
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3 主梁的作用效应计算
根据上述梁跨结构纵、横截面的布置,可分别求得各主梁控制截面(一般取跨中截面、L/4截面和支点截面)的永久作用效应,并通过可变作用下的梁桥荷载横向分布系数和纵向内力影响线,求得可变荷载的作用效应,最后再进行主梁作用效应组合。
3.1 永久作用效应计算
3.1.1永久作用集度 1、预制梁自重
(1)跨中截面段主梁的自重(六分点截面至跨中截面,长13m)
26×13=303.86(KN) G(1)=0.8990×
(2)马蹄抬高与腹板变宽段梁的自重(长5m)
G(2)≈(1.6155+0.899) ×5×26/2=117.60(KN)
(3)支点段梁的自重(1.98m) 26×1.98=83.17(KN) G(3)=1.6155×
(4)中主梁的横隔梁 中横隔梁体积:
0.17×(2.1×0.85-0.5×0.7×0.15-0.5×0.2×0.19)=0.2913(m3) 端横隔梁体积:
0.25×(2.3×0.66-0.5×0.51×0.1093)=0.3656(m3)
故半跨内横梁重力为:
0.2913+1×0.3656)×26=28.44(KN) G(4)=(2.5×
(5)预制梁永久作用集度
g1=(303.86+163.44+83.17+28.44)/19.98=28.97(KN/m) 2、二期永久作用 (1)中主梁现浇部分横隔梁: 一片中横隔梁体积(现浇)
0.17×0.30×2.1=0.1071(m)
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一片端横隔梁体积(现浇) 0.25×0.30×2.3=0.1071(m3)
故:G(5)=(5×0.1071+2×0.1725)×26/39.96=0.57(KN/m) (2)铺装 12cm混凝土铺装
0.12×13×25=39.00(KN/m) 6cm沥青铺装
0.06×13×21=16.38(KN/m)
若将桥面铺装均摊给4片(中主梁)+2片(边主梁)
G(6)=(39+16.38)/6=9.23(KN/m) (3)栏杆 一侧防撞栏:
(0.94×0.5-0.5×(0.555+0.735) ×0.18-0.5×0.05×0.555)×26=5.19KN/m 若将两侧防撞栏均摊给6片梁 2/6=1.97(KN/m) G(7)=5.91×
(4)中主梁二期永久作用集度
g2=0.57+9.23+1.97=12.77(KN/m)
3.1.2永久作用效应
如图3—1所示, 设x为计算截面离左支座的距离,并令α=X/L 主梁弯矩和剪力的计算公式:
M?=0.5×α(1-α)L2g(3—1) (1-2×α)Lg(3—2) Q?=0.5×
永久作用计算表(表3—1)
表3—1 主梁永久作用效应 跨中截面 作用效应 (?=0.5) L/4截面 (?=0.25) 支点截面 (?=0) 续上表
一期 弯矩(KN·m)
5507.92 第13页
4130.94 0.00 展架桥(01号桥)施工图设计
剪力(KN) 弯矩(KN·m) 二期 剪力(KN) 0.00 2427.90 0.00 7935.82 0.00 282.46 1820.92 124.51 5951.86 406.87 564.92 0.00 249.02 0.00 813.94 ? 弯矩(KN·m) 剪力(KN)
图3—1 永久作用计算图示
3.2 可变作用效应计算
3.2.1冲击系数和车道折减系数
按《桥规》4.3.2条规定,结构的冲击系数与结构的基频有关,因此要先计算结构的基频。简支梁桥的基频可采用下列公式估算:
f??2l2EIc3.14?mc2?3923.45?1010?0.0.6734?3.22(Hz)
2382.67G0.8990?26?103其中: mc???2382.67(KN/m)
g9.81根据本桥的基频,可计算出汽车荷载的冲击系数为:??0.1767lnf?0.0157?0.247 按《桥规》4.3.1条,当车道大于两车道时,需进行车道折减,三车道应折减22%,但折减不得小于两车道布截的计算结果。本桥按三车道设计。因此在计算可变作用效应时需进行车道折减。
3.2.2计算主梁的荷载横向分布系数 1、跨中的荷载横向分布系数mc
如前所述,本桥桥跨内设五道横隔梁,具有可靠的横向联系,且承重的长宽比为:
L39.00??3>2 B13
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所以可按修正的刚性横梁法来绘制横向影响线和计算横向分布系数mc (1) 计算主梁抗扭惯距可近似按下式计算:
mIT=?cibit3z(3—3)
i?1式中:bi、tz——相应为单个矩形截面的宽度和高度
ci——矩形截面抗扭刚度系数
m——梁截面划分成单个矩形截面的个数
对于跨中截面,翼缘板的换算平均厚度:
t=
200?10?0.5?15?1401200?15.25
马蹄部分的换算平均厚度:
t?203=
402?30 图3—2示出了IT的计算图示,IT的计算见表3—2 (2)计算抗扭修正系数?
对于本桥,主梁的间距相同,并将主梁近似看成等截面,则得:
??11?GL2?I(3—4)
TI12E?a2iIii式中:G=0.4E ; L=39.00m;?ITii=6×0.01098528=0.06591168m4;a1=5.5m;a3=1.1m;a4=-1.1m;a5=-3.3m;a6=-5.5m;I4t =0.67344965m. 计算得:?=1.0
(3) 按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖标
?0?1aen??t6 ?a2tt?16式中:n?6;
?a22t?2?(5.52?3.3?1.12)?84.7(m2)
t?1计算所得?tj值见(表3—3)
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a2=3.3m;