桥梁设计案例(2)

2019-04-14 15:51

3l/16 M1/4 ?0? 13l32??l?l=35.65 21632V1/2 1/2 ?0?0 1/2(? 012?1l11???l=2.438) 2228 1V0 ?0? 11?l??19.5?9.75 223.2 可变作用效应 3.2.1 汽车荷载冲击系数计算:

结构的冲击系数?和结构的基频f相关,计算公式为

G0.4626?25?103mc??kg/m?1178.899kg/m

g9.81113IC=?×(180-18) ×133+(180-18) ×(41.09-)2

1221140+×18×1403+18×140×(-41.09)2?cm4 1224=8771607 cm

f??2l2EIc?3.25?1010?0.087716??Hz?6.424Hz2mc1178.8992?19.5

由于1.5Hz?f?14Hz,那么:

??0.1767Inf?0.0157?0.313 由此可得:1+?=1+0.313=1.313

3.2.2 公路-Ⅱ级均布荷载qK

qK=10.5×0.75KN/m=7.875KN/m

360?180??19.5?5??180计算弯矩时:PK=?50?5计算剪力是:PK=178.5×1.2=214.2KN/m

项目 ?×0.75KN/m =178.5KN/m

?0 47.53 35.65 9.75 2.438 表5 公路-Ⅱ级车道荷载及其影响线面积计算表 顶点位置 qK PK l/2处 l/4处 l/2处 支点处 7.875 7.875 7.875 7.875 178.5 178.5 214.2 214.2 M1/2 M1/4 V1/2 V0 每延米人群荷载:q人=3×1KN/m=3KN/m 3.2.3 可变作用弯矩效应计算

弯矩计算公式:M????1????qK?0?PKyk?,由于只能布置两车道,则车道荷载横向折减系数?为1,荷载横向分布系数沿主梁纵向均匀变化,因此沿主梁的纵向?相同。

梁号 1 2 3 内力 表6 公路-Ⅱ级车道荷载产生的弯矩计算表 1+? m qK PK ?0 0.5271 0.5271 0.4601 0.4601 0.4 0.4 内力 1.313 7.875 47.53 35.65 47.53 35.65 47.53 35.65 表7 人群荷载产生的弯矩计算表 m q人 0.6448 0.6448 0.4225 0.4225 0.4 0.4 3 yk M M1/2 M1/4 M1/2 M1/4 M1/2 M1/4 4.875 861.2869 3.65625 645.9788 178.5 4.875 751.8082 3.65625 563.8680 4.875 653.6042 3.65625 490.2135 梁号 1 2 3 ?0 47.53 35.65 47.53 35.65 47.53 35.65 M 91.9420 68.9614 60.2443 45.1864 57.0360 42.7800 M1/2 M1/4 M1/2 M1/4 M1/2 M1/4 永久荷载作用分项系数:?Gi?1.2 汽车荷载作用分项系数:?Q1?1.4 人群荷载作用分项系数:?Qj?1.4 基本组合公式如下:

n?m????0??S??S???SQ1Q1kc?QjQjk? (?c?0.8) ??gigikj?2?i?1??0Sud3.2.4 可变作用剪力效应计算

在进行可变作用的剪力计算时,应计入横向分布系数?沿主梁纵向桥跨方向

的影响。通常按如下方法处理:先按跨中的?由等代荷载计算跨中剪力效应;再用支点剪力荷载分布系数?/并考虑支点至l/4为直线变化来计算剪力效应。

梁号 表8 永久作用效应计算表 M1/4 q?0 968.842 1011.819 M1/2 q V0 q ?0 47.53 47.53 47.53 q 20.3838 21.288 ?0 35.65 35.65 35.65 q?0 ?0 9.75 9.75 9.75 q?0 198.742 207.558 207.628 1(5) 20.3838 2(4) 21.288 21.2952 3 梁号 1 2

726.682 20.3838 758.917 21.288 759.174 21.2952 1012.161 21.2952 内力 M1/2 表9 弯矩基本组合计算表 永久荷载 人群荷载 汽车荷载 968.842 91.9420 861.2869 726.682 1011.819 758.917 68.9614 60.2443 45.1864 645.9788 751.8082 563.8680 弯矩组合值 2471.3871 1853.6255 2334.1879 1750.7244 M1/4 M1/2 M1/4

3 M1/2 M1/4 1012.161 759.174 57.0360 42.7800 653.6042 490.2135 2193.5182 1645.2213 1) 跨中截面剪力Vl/2的计算公式为:V?m?1????qk?0?Pkyk? 表9 公路-Ⅱ级车道荷载产生的跨中剪力计算表Vl/2

梁号 内力 m 1+? qK 7.875 ?0 2.438 PK 214.2 yk 0.5 剪力 1 vl/2 vl/2 vl/2 0.5271 1.313 87.4095 2 0.4601 1.313 7.875 2.438 214.2 0.5 76.2988 3 0.4 1.313 7.875 2.438 214.2 0.5 66.3324 梁号 1 2 3 内力 表10 人群荷载产生的剪力计算表 m q人 0.6448 0.4225 0.4 3 3 3 ?0 剪力效应 4.7161 3.0902 2.9256 vl/2 vl/2 vl/2 2.438 2.438 2.438 2) 支点处剪力V0的计算 1/1211/120.52710.52710.32380.32381号梁0.50000.46010.50000.46012号梁0.40000.63890.40000.63893号梁l/4l/2l/4图4 汽车荷载产生的支点剪力效应计算图式

q人=3KN/m11/120.80380.19620.64481.001.22220.64481/121.2222487.5975.0487.51号梁0.40.43号梁q人=3KN/m315.00.4225-0.2222315.00.4225-0.22222号梁172.5975.0172.5

图5 人群荷载产生的支点剪力计算图式(单位:cm)

在汽车荷载作用下,横向分布系数如图4所示,支点处剪力计算如下: 1号梁:

V0=?214.2×1.0×0.3238+7.875×?19.511?0.5271-??0.5271?0.3238?× 21219.511119.5??0.5271?0.3238???KN=105.927KN ×???4212242号梁:

19.511?0.4601???0.5?0.4601?× V0=?214.2×1.0×0.5+7.875×?21219.511119.5??0.5?0.4601???KN=143.193KN ×???4212243号梁:

19.5?0.4000?0.75??0.6389?0.4?× V0=?214.2×1.0×0.6389+7.875×?219.51119.52?×?0.25????0.6389?0.4????KN=172.15KN 42243?在人群荷载作用下,横向分布系数如图5所示,支点处剪力计算如下: 1号梁:

19.511??1.2222?0.6448??3?+0.5× V01人=?0.5×19.5×0.6448×3+0.5×41219.51?KN=23.083KN ??1.2222?0.6448??3?

4122号梁:

19.51?0.4225?0.5?3??3.15?0.4225 V02人=(0.5×3.15×0.4225×3×0.8038+22 ×3×0.1962)KN=8.175KN 3号梁:

19.51119.5V03人=(0.5×19.5×0.4×3-0.5××0.4×3×-0.5××0.4

41241 ×3×)KN=8.775KN

123) 剪力效应基本组合 基本组合公式为:

n?n???0Sud??0???GiSGik??Q1kSqik??c??QjSQjk??

j?2?i?1?各分项系数和弯矩基本组合相同。

梁号 1 2 3 表11 剪力效应节本组合表 (单位:KN) 内力 永久荷载 人群 汽车荷载 198.742 23.083 139.082 V0 基本组合值 465.5214 128.8758 523.731 111.1446 577.8848 96.9612 V1/2 V0 V1/2 V0 V1/2 0 207.558 0 207.628 0 4.7161 8.175 3.0902 8.775 2.9256 87.4095 188.012 76.2988 226.033 66.3324


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