青岛理工大学毕业设计（论文） 3.4毛截面几何特性计算 截面 截面高度（m） 底板厚度（cm） 面积A 毛截面惯性矩I 中心轴至梁底的距离24(m) (m) （m） 左边支点 2 实心截面 18.5 6.66 1.068 边跨1/4 2 25 8.32 4.679 1.25 边跨跨中 2 25 8.32 4.679 1.25 边跨3/4 2 25 8.32 4.679 1.25 左中支点 2 实心截面 18.5 6.66 1.068 中跨1/4 2 25 8.32 4.679 1.25 中跨跨中 2 25 8.32 4.679 1.25 本桥截面为箱型截面，截面较多，可通过计算程序进行计算。理论基础采用“梯形分块法”。
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青岛理工大学毕业设计（论文） 第4章 主梁作用效应计算
4.1结构自重作用效应计算
4.1.1一期自重作用效应计算
本桥是采用现浇一次成桥的，施工时结构为二次超静定结构体系，采用力法求解时选取的基本体系如图4-1所示。
图 4-1 内力求解时的力学图式
根据力法方程： ?11·X1??12·X2??1p?0?21·X1??22·X2??2P?0
由图乘法可求得各系数和自由项：
11212l?l?11?(l1??l2?)?12EI23233EI111l?12??l2??2
EI236EI33121212121q(l1?l2)?1p?(l1?ql1??l2?ql2?)?EI38238224EI由对称性可知：?11??22，?12??21，?1p??2p
q(l1?l2)??1p24EI解得：X1?X2? ??1?11??12(2l1?3l2)6EIX1?X2?-23931.38 kN·m 最后有：M?M1X1?M2X2?Mp。
334.1.2二期自重作用效应计算
1.二期自重作用集度的确定
二期自重作用集度为桥面铺装集度与防撞护栏的集度之和。 桥面铺装：
4cm混凝土铺装A2=0.81m2
8cm沥青混凝土铺装A2=1.62m2 二期自重作用集度：
g2=防撞护栏+桥面铺装集度 =0.48×25+0.81×25+1.62×24=71.13kN/m 2.二期自重作用效应计算
仍采用力法求解二次超静定的赘余力，选择支点处弯矩X1，X2作为二次超静定结构的赘
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青岛理工大学毕业设计（论文） 余力。计算公式同一期自重作用效应计算，得X1?X2?-7720.6kN·m。表4-1为自重作用汇总表
表4-1 自重作用效应汇总表 类型 一期自重效应 二期自重效应 弯矩(kN?m) 剪力(kN) 弯矩(kN?m) 剪力(kN) 截面 0 2779.83 0 896.82 边左支点 15183.235 1015.99 4898.33 327.78 边跨1/4 16255.75 -747.85 5244.34 -241.26 边跨跨中 3217.545 -3217.68 1038.03 -810.3 边跨3/4 -23931.38 -4275.53 -7720.6 -1379.34 左中支点（左） -23931.38 3748.12 -7720.6 1211.98 左中支点（右） 36.86 1874.04 11.88 607.735 中跨1/4 7927.48 0 1348.48 0 中跨跨中 注：以上为左边1/2桥的截面内力右半桥与之对应。 4.2汽车荷载作用效应计算 4.2.1冲击系数和折减系数
1.汽车冲击系数计算（见《通规》第4.3.2条的条文说明） 结构基频：
13.616EIcf1?2?l2mc
23.651EIcf2?2?l2mc冲击系数??0.1767lnf?0.0157?0.268 ?2?0.365（适用于1.5Hz?f?14Hz） 用于正弯矩效应和剪力效应： 用于负弯矩效应 2.车道折减系数
由图知，应当按单向行驶确定车道数，去掉对应的路肩宽度后，W符合单向四车道宽度，车道横向折减系数为??5.74 3.纵向折减系数
计算跨径27m<150m，不考虑纵向折减。
4.2.2汽车活载效应计算
1.计算原理
在主梁内力影响线最不利布载，可求得主梁最大活载内力，计算公式为： SP=(1+u)·ξ·ζ·（PKyi+qkωi） 式中：Sp---主梁最大活载内力（弯矩或剪力）; (1+u)---汽车荷载冲击系数； ξ------车道折减系数
ζ------汽车荷载横向分布影响的增大系数； PK------车道荷载中均布荷载标准值
ωi-----主梁内力影响线中均布荷载所在范围的面积 2.汽车荷载效应内力计算
车道荷载取值，根据《通规》第4.3.1条，公路-I级的均布荷载标准值qk和集中荷载标准值Pk为：qk=10.5KN/m。
计算弯矩时：Pk=（360-180）/（50-5）x（34-5）+180=296KN 计算剪力效应：PK=296 x1.2=355.2Kn
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青岛理工大学毕业设计（论文）
5.5390.69183-0.28246-3.025-3.025d)4.00018-1.2796-2.096a)6.619933b)4.063916-2.07365-1.116e)5.931-1.116c)f)
图3-3 各截面弯矩影响线
a)边跨1/4弯矩影响线；b）边跨跨中弯矩影响线；c)边跨3/4弯矩影响线；d)左中支点弯矩影响线；e)中跨1/4弯矩影响线；f)中跨跨中弯矩影响线
0.692378-0.3076220.408-0.5921940.16933-0.830670c)-11a)e)0.764692-0.2047691f)0.50-0.50g)b)d)图3-4 各截面剪力影响线
a)边跨1/4剪力影响线；b)边跨跨中剪力影响线；c)边跨3/4剪力影响线；d)左中支点左 剪力影响线；e)左中支点右剪力影响线；f)中跨1/4剪力影响线；g)中跨跨中剪力影响线
根据最不利布载原则在各个截面的内力影响线上按《通规》第4.3.1条布载要求布载，可求得汽车在各个截面上的最大弯矩、最小弯矩最大剪力和最小剪力，再考虑冲击系数和车道折减系数后，可得到活载内力。计算结果见表4-2
截面 左边支点 边跨1/4 边跨跨中 边跨3/4 左中支点（左） 左中支点（右） 中跨1/4 中跨跨中 表4-2公路-I级汽车荷载作用效应 汽车Mmax（kN·m） 汽车Mmin（kN·m） 汽车Qmax（kN） 汽车Q(kN) 0 0 3047.5 -255 14732.4 -2094.58 1935.79 -763.63 17345.13 -4147.65 1036.92 -1625.63 9968.75 -6650.6 390.8 -2498.08 2066.52 -13848.16 66 -3269.8 2066.52 -13848.16 3131.6 -357.46 9954 -6729.09 2179.9 -509.6 15467.23 -3749.2 1291.3 -1388.8 4.3 人群荷载内力计算 人群荷载效应内力计算。
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青岛理工大学毕业设计（论文） 1.计算公式：
Sr?mc?qr?? (3-12) 式中：Sr——主梁最大人群荷载内力（弯矩或者剪力）；
mc——人群荷载横向分布系数，由于影响较小，取值为1；
qr ——人群荷载中的均布荷载标准值；
?——主梁内力影响线中均布荷载算在范围的面积。
人群荷载的标准值取3.5kN/m2，中跨跨中截面的最大弯矩、最小弯矩、最大剪力和最小剪力计算如下。
Mmax?1?3.5?42.22?147.77kN?m Mmin??1?3.5?24.02??84.07kN?m Qmax?1?3.5?4.67?16.35kN Qmin??1?3.5?4.67??16.35kN
2.其他截面的人群荷载效应内力计算
同跨中截面，可计算其他截面内力，因全桥对称，只列出半桥主要截面。 计算结果见表4-3。
表4-3 人群荷载作用效应
截面 左边支点 边跨1/4 边跨跨中 边跨3/4 左中支点（左） 左中支点（右） 中跨1/4 中跨跨中 人群Mmax(kN?m) 人群Mmin(kN?m) 0 255.98 293 146.5 43.11 43.11 151.16 258.95 0 -38.05 -81.4 -130.39 -377.26 -377.26 -130.39 -145.48 人群Qmax(kN) 43.2 24.92 9.6 2.04 1.5 52.5 30 12.75 人群Qmin(kN) -5.22 -3.69 -14.22 -30 -48 -5.25 -2.53 -12.753 注：以上为左边半桥截面人群荷载的作用效应。 11