(4)横向刚接梁法——把相邻主梁之间视为刚接,即传递剪力和弯矩;
(5)比拟正交异性板法——将主梁和横隔梁的刚度换算成两向刚度不同的比拟弹性平板来求解,并由实用的曲线图表进行荷载横向分布计算。
本桥桥跨内设有5道横隔梁,具有可靠的横向连接,承重结构的长宽比为:
可按修正偏心压力法来绘制横向影响线并且计算跨中横向分布系数。汽车、人群荷载内力计算公式当求得汽车、人群的横向分布系数后,就可具体确定作用在一根主梁上的作用力数值,这样就不难用一般工程力学方法来计算作用效应。 汽车荷载作用下的内力计算公式[7]可表述如下
(3.3)
式中:
——汽车荷载作用下的截面的弯矩或剪力; ——汽车荷载的冲击系数,按规范规定取值; ——汽车荷载横向折减系数; ——汽车荷载的横向分布系数; ——车道集中荷载;
——弯矩、剪力影响线面积; ——车道均布荷载;
——沿桥跨纵向与位置对应的内力影响线最大竖标值。 人群荷载作用下的内力计算公式[7] (3.4) 式中: ——人群荷载作用下的截面的弯矩或剪力; ——人群荷载的横向分布系数; ——人群荷载;
——弯矩、剪力影响线面积。 冲击系数计算
简支梁结构基频 (3.5) 式中: 表3.5边梁活载内力计算结果 汽车荷载 截面位置 最大弯矩(kN*m) 支点 h/2 变截面处 L/4 L/2 变截面处 h/2 支点 0 180 959 1140 1360 171 173 173 边跨 最大剪力(kN) 0 232 208 183 -132 3.33 4.8 5.52 最大弯矩(kN*m) 292 273 610 822 1180 274 283 291 中跨 最大剪力(kN) -24.3 -20.1 197 207 -104 20.1 22.2 24.3 续上表 人群 截面位置 最大弯矩(kN*m) 支点 h/2 L/4 L/2 3L/4 h/2 支点 0.00 50.5 241 298 53.4 50.6 50.3 边跨 最大剪力(kN) 0.00 55.3 -23.1 -4.95 -10.9 -1.85 0.955 最大弯矩(kN*m) 106 99.7 185 273 99.9 102 105 中跨 最大剪力(kN) -10.9 -0.016 26.9 -0.168 0.026 6.53 10.9 表3.6 中梁活载内力计算结果 汽车荷载 截面位置 边跨 中跨 最大弯矩(kN*m) 支点 h/2 变截面处 L/4 L/2 3L/4 变截面处 h/2 支点 0 206 558 698 829 146 131 110 111 最大剪力(kN) 0 269 125 110 -79.1 -246 -246 1.36 3.87 最大弯矩(kN*m) 182 185 467 514 728 185 176 177 182 最大剪力(kN) -15.1 240 149 124 -62.8 -240 11.1 11.3 15.2 续上表 人群
截面位置
最大弯矩(kN*m)
支点 h/2 L/4 L/2 3L/4 h/2 支点
0 21.4 138 173 24.7 25.1 25.3
边跨
最大剪力(kN)
0 24.3 14.3 -3.06 0.548 0.836 0.836
最大弯矩(kN*m)
58.8 53.4 68.5 150 53.5 56.4 58.7
中跨
最大剪力(kN)
-6.2 -5.99 14.1 0.003 5.99 6.2 6.2
3.3 次内力计算(采用桥梁博士软件)
3.3.1温度次内力计算 温度次内力计算的理论依据[9]
超静定结构温度次内力的计算可按一般结构力学公式的有限元方法进行。基本方法有以下两种:
1、等截面连续梁的温度次内力
(3.6)
式中:
——时在赘余力方向上引起的变形;
——温度变化在赘余力方向上引起的变形。 的计算步骤如下: a.按式计算简支梁为基本结构的截面变形曲率和。 b.按文献[10]公式分别计算两跨之间的各自两个端点切线之间的夹角, 即: 2、等截面连续梁的温度次内力 本设计中主梁上下缘温差5℃来计算结构的次内力。 表3.7边梁温度次内力计算结果 边跨 截面位置 剪力(kN) 支点 h/2 变截面处 L/4 L/2 3L/4 变截面处 距支点h/2 支点 0 -37 -37 -37 -37 37 37 37 -37 弯矩(kN*m) 0 33 44 225 472 719 900 911 966 剪力(kN) 12.20 12.20 12.20 12.20 12.20 -12.20 -12.20 -12.20 12.20 弯矩(kN*m) 958.90 947.90 944.30 883.90 801.60 719.30 658.90 655.30 637.00 中跨 表3.8中梁温度次内力计算结果 边跨 截面位置 最大剪力(kN) 支点 h/2 变截面处 L/4 L/2 3L/4 0 -57 -57 -57 -57 57 最大弯矩(kN*m) 0 52 69 352 739 1125 最大剪力(kN) 18.94 18.94 18.94 18.94 18.94 -18.94 最大弯矩(kN*m) 1500 1483 1477 1384 1256 1128 中跨 变截面处 h/2 支点 57 57 -57 1408 1426 1512 -18.94 -18.94 18.94 1034 1029 1000 3.3.2 徐变内力计算 预应力混凝土连续梁因混凝土徐变收缩变形,结构受多余约束而导致结构产生次内力。徐变次内力分别采用狄辛格法、扩展的狄辛格法及有效弹性模量法计算,下面仅以狄辛格法说明徐变次内力计算方法[11]。 徐变次内力计算 徐变规律采用狄辛格公式: (3.7) 当连续梁在施工过程中转换体系,在混凝土徐变影响下,后期结构的弯矩可按下列规定计算: 在先期结构中由结构自重产生的弯矩,经过混凝土徐变重分配;在后期结构中t时的变矩,可按下式计算: (3.8) 式中: ——在先期结构自重作用下,按先期结构体系计算的弯矩; ——在先期结构自重作用下,按后期结构体系计算的弯矩; ——从先期结构加载龄期至后期结构体系计算所考虑时间t时的徐变系数,当缺乏符合当地实际条件的数据时,可按桥规计算; ——从先期结构加载龄期至时转换为后期结构的徐变系数。 先期结构中由预加力产生的弯矩,经过混凝土徐变重分配,在后期结构中t时的弯矩,可按公式计算: (3.9)
式中: