混凝土桥大作业(一)

1混凝土桥大作业（一）——装配式混凝土简支梁桥荷载横向分布系数计算及主梁内力计算西南交通大学桥梁工程系2目录第一章大作业任务概述.........................................................................................................31.1大作业目的..............................................................................................................31.2设计规范..................................................................................................................31.3大作业设计方案......................................................................................................31.4大作业计算基本流程..............................................................................................5第二章荷载横向分布系数的计算.........................................................................................62.1.支座位置处荷载横向分布系数计算.........................................................................62.2.跨中位置处荷载横向分布系数计算.........................................................................6第三章主梁内力计算.............................................................................................................83.1.恒载计算.....................................................................................................................83.2.恒载内力.....................................................................................................................93.3.活载计算...................................................................................................................10第四章主梁内力组合...........................................................................................................184.1．按承载能力极限状态设计时作用效应的组合....................................................184.2.按正常使用极限状态设计时作用效应的组合.......................................................194.3.作用长期效应的组合...............................................................................................193第一章大作业任务概述1.1大作业目的通过大作业实际操作计算，掌握装配式简支梁桥的荷载横向分布系数的计算理论和方法；通过实际操作，掌握用结构分析的基本方法；掌握桥梁在承载能力极限状态和正常使用极限状态下的荷载组合方法1.2设计规范1、中华人民共和国行业标准《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004，中华人民共和国交通部；2、中华人民共和国行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-2004，中华人民共和国交通部。1.3大作业设计方案1.3.1方案概述大作业设计方案为公路装配式预应力混凝土简支T梁桥，T梁之间采用湿接缝连接。横截面布置示意如图1-1所示,T梁的基本尺寸数据如图1-2所示。T梁按全预应力混凝土或A类部分预应力混凝土设计。1002602602602602601005014005015004图1-1单幅桥横截面尺寸(单位:cm)20820AABB跨径(m)梁长(m)计算跨径(m)4140.9639.83注：尺寸单位cm图1-2T梁跨径及横截面尺寸51.3.2主要材料1、混凝土：T梁混凝土C50，湿接缝混凝土C50；2、预应力钢绞线：75钢绞线(fpk=1860MPa，单根面积140mm2)。相关材料的材料参数查阅《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-2004第3章(P10-13)。1.3.3设计荷载本课程设计活荷载仅车道荷载，关于车道荷载的相关内容查阅《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004的第4.3条(P23-27)。1.4大作业计算基本流程1、根据桥型方案，确定结构的相关基本尺寸；2、结构内力计算。对于本课程设计而言，结构内力计算的主要工作包括荷载横向分布系数和单根T梁的内力计算。并完成在承载能力极限状态下和正常使用极限状态下的相应内力组合；3、完成计算说明书。6第二章荷载横向分布系数的计算在支座位置处荷载横向分布系数按“杠杆原理法”进行计算，而跨中位置处荷载横向分布系数按“刚性横梁法”进行计算2.1.支座位置处荷载横向分布系数计算1号梁:654.02308.01cqm2号梁:096.125.01308.0cqm3号梁:096.125.01308.0cqm2.2.跨中位置处荷载横向分布系数计算cma6501,cma3902,cma1303,cma1304,cma3905,cma650626121183000cmaii1号梁横向影响线的竖标值为：524.011830006506112612211iiiaan190.011830006506112612216iiiaan72号梁横向影响线的竖标值为：038.011830003906112612226iiiaan295.011830003906112612221iiiaan3号梁横向影响线的竖标值为：181.011830001306112612231iiiaan152.011830001306112612236iiiaan1号梁跨中位置处荷载横向分布系数913.0154334464644774954954524.021)(2165432111）（qqqqqqcqxxxxxxxm2号梁跨中位置处荷载横向分布系数74.0110093080062049031018001300038.0295.0295.08(21))(13008(2187654321252121）（qqqqqqqqcqxxxxxxxxm3号梁跨中位置处荷载横向分布系数675.0110093080062049031018001300152.0181.0181.08(21))(13008(2187654321252121）（qqqqqqqqcqxxxxxxxxm8第三章主梁内力计算3.1.恒载计算主梁：mkNg/915.345.2)216.0)53.025.0(10.025.055.244.0(1横隔梁：对于边梁mkNg/617.183.392562.0)5.01.025.008.116.008.116.2(2对于主梁mkNg/234.3617.1212桥面铺装层：mkNg/18.662414)1225.006.0(5.0231402.03防撞护栏:mkNg/5.2625.74作用于边主梁的全部荷载g为：mkNggi/212.455.218.6617.1915.34作用于中主梁的全部荷载g为：mkNggi/829.465.218.6234.3915.3493.2.恒载内力弯矩：)(222xlgxxgxxglMx剪力：)2(22xlggxglQx恒载内力计算图示主梁恒载内力表边主梁剪力边主梁弯矩中主梁剪力中主梁弯矩kNkN.mkNkN.mX=0900.40932.60X=l/4450.26724.28466.36964.77X=l/208965.7009286.36103.3.活载计算(1)荷载横向分布系数及基本计算资料汇总梁号荷载位置公路--Ⅰ级1号梁跨中mc0.913支点mo0.6542号梁跨中mc0.74支点mo1.0963号梁跨中mc0.675支点mo1.096简支梁桥的基频:ccmEIlf212式中:l—结构计算跨径,为39.83mE—混凝土弹性模量,C50的E=3.55×1010N/m2Ic—结构跨中截面的惯性矩Mc—结构跨中处单位长度质量,对于边主梁Hzmc612..281.910212.45311对于中主梁Hzmc566..281.910829.463结构跨中截面的惯性矩Ic计算：中性轴cmy14944239200165.11944239)8239(20016惯性矩4232390322503302394423944121)890(1620016200121cmIc带入以上数据代入得对于边主梁：f1=2.612；对于中主梁：f1=2.566边主梁：（1+μ）=1+（0.1767ln2.612-0.0157）=1.154中主梁：（1+μ）=1+（0.1767ln2.566-0.0157）=1.150ξ=0.67qk=10.5kN/m；kN32.319)5-505-39.83+1180(Pk(2)计算公路--Ⅰ级荷载的跨中弯矩12跨中弯矩图计算图示22230.19883.398181ml9575.983.394141ly1号梁：mkNyPqmMkkcqq36.37149575.932.31930.1985.10913.067.0154.1)()1(21）（2号梁：mkNyPqmMkkcqq11.30009575.932.31930.1985.1074.067.0150.1)()1(21）（：3号梁：mkNyPqmMkkcqq59.27369575.932.31930.1985.10675.067.0150.1)()1(21）（：(3)计算公路--Ⅰ级荷载的1/4跨弯矩131/4跨弯矩图计算图示22273.14883.39323323ml47.783.39163163ly1号梁：mkNyPqmMkkcqq