25m预应力混凝土空心板梁桥设计(2)

2019-05-18 18:38

计,混凝土重度按25 kN/m计。

3

二、空心板截面特性计算

2.1 毛截面面积

A=140.4

×107.3-52.1×80.5-2×[0.5×(62.3+80.5)×17.0]-2×

2

(30+40.95+110.5+304.15) =7478.98 cm

2.2 毛截面重心位置 全截面对1/2板高处静矩为

sh/2 = 2×[110.5×11.1+30×(

9.1+31.2)+304.15×0.9] = 9148.71cm

铰缝面积为 Aj = 2×(30+40.95+110.5+304.15) = 971.2 cm

2

3

23×6+47.6)+40.95×(

23×

毛截面重心离1/2板高处距离为

sh/2?1.2 cm A 铰缝重心与1/2板高处距离为

d? d?

sh/2?9.42 cm Aj 2.3 空心板毛截面对其中心轴的惯性矩计算

- 3 -

140.4?107.3386.1?80.532I?{?140.4?107.3?1.2?[?86.1?80.5?1.22]121217?9.1317?9.117?217?9.1317?9.117?22?2?[??(?32.35)???(?29.95)2]3623362310?6310?610?21.3?8537.7?7937.7?7922?2[??(?48.85)??1.3?85?11.35??3623123629?9.139?9.139?9.12?9.12?22.55????(?29.55)2]}363622?10325848.87?cm 空心板抗扭特性计算时,可将空心板截面近似简化为箱形截面来计算,参照桥梁工程略去中间肋板,将图 1-2所示截面简化成图 1-3。

271,51073134,58611404

图 1-3 计算截面抗扭特性简化式

三、永久作用效应计算

3.1 永久作用效应计算

(1) 空心板自重(第一阶段结构自重)g1

G1=7478.98?10-4?25=18.697(??kN/m)

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(2) 桥面系自重(第二阶段结构自重)g2

人行道及栏杆重力参照其他桥梁设计资料,单侧按12.0kN/m计算。 桥面铺装采用厚度10cm的C30沥青混凝土,则全桥宽铺装层每延米长重力为:

0.1?14?23=32.2(??kN/m)

上述自重效应是在各空心板形成整体后,再加至板桥上的,精确地说由

于桥梁横向弯曲变形,各板分配到的自重效应应是不相同的,本例为计算方便近似按各板平均分担来考虑,则每块空心板分摊到的每延米桥面系重力为:

g2?12?2?32.2?5.62 (kN/m)

10

(3) 铰缝自重(第二阶段结构自重)g3

?4 g3=(971.2?+11?07.3?)1?024kN2.m5 884 (/) 由此可得空心板每延米总重力g为:

gI=g1=18.697 (kN/m) (第一阶段结构自重) gII=g2+g3=5.62+2.5884=8.2084 (kN/m)g=?gi=gI+gII=26.9054 (kN/m)

由此可计算出简支空心板永久作用(自重)效应,计算结果见表 1-1 项 目 作 用 种 类 作用gi (kN/m) 作用效应V(kN) 中1/4(计算跨径 作用效应M(kN·m) l (m) 跨跨支点 1/4跨跨1(gl2) 81211gl) (gl) (gl) 中 3224gI gII g=gI+gII 18.697 8.2084 26.9054 24.6 24.6 24.6 141.33 620.92 2045.26 1060.75 465.69 1526.44 229.97 114.99 100.96 50.48 330.94 165.47 0 0 0

3.2 可变作用效应计算

- 5 -

公路-I级车道荷载的均布先荷载标准值qk和集中荷载标准值Pk为:

qk = 10.5 kN/m 计算弯矩是,集中荷载为:

Pk = 237.20 kN 计算剪力时,集中荷载为:

Pk = 284.64 kN

按《桥规》车道荷载的均布荷载应满布于使结构产生最不利效应的同号影响线上,集中荷载标准值只作用于相应影响线中一个最大影响线峰值处。多车道桥梁上还应考虑多车道折减,双车道折减系数ξ=0.67,但不小于两设计车道的荷载效应。

3.2.1 汽车荷载横向分布系数计算

空心板跨中和l/4处的荷载横向分布系数按铰接板法计算,支点处按杠杆原理法计算。支点至l/4点之间的荷载横向分布系数按直线内插求得。

(1)跨中及l/4处的荷载横向分布系数计算 首先计算空心板的刚度参数γ:

?? 由前面计算:

I = 1.03?1011 mm4

?2EIbIb()2?5.8()2 4GITlITlI = 1.09?1011 mm2 b = 1404 mm

l = 24600 mm

将以上数据代入,得:

1.03101114042()?0.01242 ??5.8111.091024600 求得刚度参数后,即可按其查《公路桥涵设计手册——梁桥(上册)》(徐光辉,胡明义,主编,人民交通出版社,1996年3月)第一篇附录(二)中10

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块板的铰接板桥荷载横向分布影响线表,由γ=0.01及γ=0.02内插得到γ=0.010242时,1~5号板在车道荷载作用下的荷载横向分布影响线值,内插计算结果见表 1-2中。每个对应的板号,各块板竖向影响线之和等于1,用此来进行校核。

表 1-2

板号1γ0.010.020.0102420.010.020.0102420.010.020.0102420.010.020.0102420.010.020.010242234510.1810.2340.1822830.1580.1920.1588230.1310.1160.1306370.110.1110.1100240.0930.0850.09280620.1580.1920.1588230.1540.1880.1548230.1370.1570.1374840.1140.120.1141450.0970.0920.09687930.1310.1460.1313630.1370.1570.1374840.1370.1620.1376050.1230.1380.1233630.1040.1060.104048各板横向分布影响线坐标值计算表45670.110.0930.080.070.1110.0850.0660.0520.1100240.0928060.0796610.0695640.1110.0970.0830.0730.120.0920.0710.0560.1112180.0968790.082710.0725890.1230.1040.090.0780.1380.1060.0820.0650.1233630.1040480.0898060.0776850.1270.1160.10.0870.1480.1290.1010.080.1275080.1163150.1000240.0868310.1160.1230.1140.10.1290.1420.1260.1010.1163150.123460.114290.10002480.0630.0430.0625160.0650.0460.064540.070.0510.069540.0780.0650.0776850.090.0820.08980690.0580.0370.0574920.060.040.0595160.0650.0460.064540.0730.0560.0725890.0830.0710.08271100.0560.0340.0554680.0580.0370.0574920.0630.0430.0625160.070.0520.0695640.080.0660.079661 各板的荷载横向分布影响线及横向最不利荷载布置如图1-4所示。

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