1、混凝土橋大作業(yè)（一）裝配式混凝土簡(jiǎn)支梁橋荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算及主梁內(nèi)力計(jì)算西南交通大學(xué)橋梁工程系目錄第一章 大作業(yè)任務(wù)概述31.1 大作業(yè)目的31.2 設(shè)計(jì)規(guī)范31.3 大作業(yè)設(shè)計(jì)方案31.4 大作業(yè)計(jì)算基本流程5第二章 荷載橫向分布系數(shù)的計(jì)算62.1.支座位置處荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算62.2.跨中位置處荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算6第三章 主梁內(nèi)力計(jì)算83.1.恒載計(jì)算83.2.恒載內(nèi)力93.3.活載計(jì)算10第四章 主梁內(nèi)力組合184.1按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)作用效應(yīng)的組合184.2.按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)作用效應(yīng)的組合194.3.作用長(zhǎng)期效應(yīng)的組合19第一章 大作業(yè)任務(wù)概述1.1 大作業(yè)目的 通

2、過大作業(yè)實(shí)際操作計(jì)算，掌握裝配式簡(jiǎn)支梁橋的荷載橫向分布系數(shù)的計(jì)算理論和方法；通過實(shí)際操作，掌握用結(jié)構(gòu)分析的基本方法；掌握橋梁在承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)下的荷載組合方法1.2 設(shè)計(jì)規(guī)范 1、中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTG D60-2004，中華人民共和國(guó)交通部； 2、中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范JTG D62-2004，中華人民共和國(guó)交通部。1.3 大作業(yè)設(shè)計(jì)方案1.3.1 方案概述大作業(yè)設(shè)計(jì)方案為公路裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁橋，T梁之間采用濕接縫連接。橫截面布置示意如圖1-1所示,T梁的基本尺寸數(shù)據(jù)如圖1-2所示。T梁按全預(yù)應(yīng)力混

3、凝土或A類部分預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計(jì)。圖1-1 單幅橋橫截面尺寸 (單位:cm)跨徑(m)梁長(zhǎng)(m)計(jì)算跨徑(m)4140.9639.83注：尺寸單位cm圖1-2 T梁跨徑及橫截面尺寸1.3.2 主要材料 1、混凝土：T梁混凝土C50，濕接縫混凝土C50； 2、預(yù)應(yīng)力鋼絞線：7f5鋼絞線(fpk=1860MPa，單根面積140mm2)。 相關(guān)材料的材料參數(shù)查閱公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范JTG D62-2004第3章(P10-13)。1.3.3 設(shè)計(jì)荷載本課程設(shè)計(jì)活荷載僅車道荷載，關(guān)于車道荷載的相關(guān)內(nèi)容查閱公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTG D60-2004的第4.3條(P23-27)。1.4

4、大作業(yè)計(jì)算基本流程 1、根據(jù)橋型方案，確定結(jié)構(gòu)的相關(guān)基本尺寸； 2、結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算。對(duì)于本課程設(shè)計(jì)而言，結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算的主要工作包括荷載橫向分布系數(shù)和單根T梁的內(nèi)力計(jì)算。并完成在承載能力極限狀態(tài)下和正常使用極限狀態(tài)下的相應(yīng)內(nèi)力組合； 3、完成計(jì)算說明書。第二章 荷載橫向分布系數(shù)的計(jì)算在支座位置處荷載橫向分布系數(shù)按“杠桿原理法”進(jìn)行計(jì)算，而跨中位置處荷載橫向分布系數(shù)按“剛性橫梁法”進(jìn)行計(jì)算2.1.支座位置處荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算1號(hào)梁:2號(hào)梁:3號(hào)梁:2.2.跨中位置處荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算,1號(hào)梁橫向影響線的豎標(biāo)值為：2號(hào)梁橫向影響線的豎標(biāo)值為：3號(hào)梁橫向影響線的豎標(biāo)值為： 1號(hào)梁跨中位置處荷載橫向分

5、布系數(shù) 2號(hào)梁跨中位置處荷載橫向分布系數(shù)3號(hào)梁跨中位置處荷載橫向分布系數(shù)第三章 主梁內(nèi)力計(jì)算3.1.恒載計(jì)算 主梁： 橫隔梁： 對(duì)于邊梁對(duì)于主梁 橋面鋪裝層：防撞護(hù)欄:作用于邊主梁的全部荷載g為：作用于中主梁的全部荷載g為：3.2.恒載內(nèi)力彎矩：剪力：恒載內(nèi)力計(jì)算圖示主梁恒載內(nèi)力表邊主梁剪力邊主梁彎矩中主梁剪力中主梁彎矩kNkN.mkNkN.mX=0900.40932.60X=l/4450.26724.28466.36964.77X = l/208965.7009286.363.3.活載計(jì)算(1)荷載橫向分布系數(shù)及基本計(jì)算資料匯總梁號(hào)荷載位置公路-級(jí)1號(hào)梁跨中mc0.913支點(diǎn)mo0.6542

6、號(hào)梁跨中mc0.74支點(diǎn)mo1.0963號(hào)梁跨中mc0.675支點(diǎn)mo1.096簡(jiǎn)支梁橋的基頻:式中:l結(jié)構(gòu)計(jì)算跨徑,為39.83m E混凝土彈性模量,C50的E=3.551010N/m2 Ic結(jié)構(gòu)跨中截面的慣性矩 Mc結(jié)構(gòu)跨中處單位長(zhǎng)度質(zhì)量,對(duì)于邊主梁 對(duì)于中主梁結(jié)構(gòu)跨中截面的慣性矩Ic計(jì)算： 中性軸 慣性矩帶入以上數(shù)據(jù)代入得對(duì)于邊主梁：f1=2.612；對(duì)于中主梁：f1=2.566邊主梁：（1+）=1+（0.1767ln2.612-0.0157）=1.154中主梁：（1+）=1+（0.1767ln2.566-0.0157）=1.150=0.67qk=10.5kN/m； (2)計(jì)算公路-級(jí)荷

7、載的跨中彎矩 跨中彎矩圖計(jì)算圖示 1號(hào)梁： 2號(hào)梁： ： 3號(hào)梁： ： (3)計(jì)算公路-級(jí)荷載的1/4跨彎矩 1/4跨彎矩圖計(jì)算圖示 1號(hào)梁： 2號(hào)梁： ： 3號(hào)梁： （4）跨中截面車道活載最大剪力跨中剪力計(jì)算圖示剪力影響線面積 1號(hào)梁： 2號(hào)梁： 3號(hào)梁-（5）1/4跨截面車道活載最大剪力1/4跨剪力計(jì)算圖示剪力影響線面積 1號(hào)梁： 2號(hào)梁： 3號(hào)梁:（6）支點(diǎn)截面車道活載最大剪力 車道荷載支點(diǎn)剪力計(jì)算圖 a)橋上荷載；b）m分布圖；c）梁上荷載；d）QA影響線1號(hào)梁：2號(hào)梁：3號(hào)梁：第四章 主梁內(nèi)力組合4.1按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)作用效應(yīng)的組合Sud-承載能力極限狀態(tài)下作用效應(yīng)的組合設(shè)計(jì)

8、值Gi第i個(gè)永久作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)，取1.2Q1汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力，離心力）的分項(xiàng)系數(shù)，取1.4SGik-第i個(gè)永久作用效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值SQ1k汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力，離心力）的標(biāo)準(zhǔn)值內(nèi)力組合結(jié)果:位置恒載活載Sud車道剪力彎矩剪力彎矩剪力彎矩支點(diǎn)處900.40 0.00 338.35 0.00 1554.17 0.00 1/4處450.20 6724.28 285.89 2786.23 940.49 11969.86 1/2處 0.00 8965.70 172.15 3714.36 241.01 15958.94 支點(diǎn)處932.60 0.00 458.06 0.00 1760.40

9、0.00 1/4處466.30 6964.77 230.91 2250.45 882.83 11508.35 1/2處0.00 9286.36 139.05 3000.11 194.67 15343.79 支點(diǎn)處932.60 0.00 450.36 0.00 1749.62 0.00 1/4處466.30 6964.77 210.63 2052.78 854.44 11231.62 1/2處0.00 9286.36 126.83 2736.59 177.56 14974.86 4.2.按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)作用效應(yīng)的組合Ssd-作用短期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值1j第j個(gè)可變作用效應(yīng)的頻遇值系數(shù)，汽車荷

10、載（不計(jì)沖擊力）取0.71j SQjk第j個(gè)可變作用效應(yīng)的頻遇值內(nèi)力組合結(jié)果:梁號(hào)位置恒載活載Ssd車道剪力彎矩剪力彎矩剪力彎矩一號(hào)梁支點(diǎn)處900.40 0.00 338.35 0.00 1105.64 0.00 1/4處450.20 6724.28 285.89 2786.23 623.62 8414.37 1/2處 0.00 8965.70 172.15 3714.36 104.42 11218.78 二號(hào)梁支點(diǎn)處932.60 0.00 458.06 0.00 1211.42 0.00 1/4處466.30 6964.77 230.91 2250.45 606.85 8334.61 1/2

11、處0.00 9286.36 139.05 3000.11 84.64 11112.51 三號(hào)梁支點(diǎn)處932.60 0.00 450.36 0.00 1206.73 0.00 1/4處466.30 6964.77 210.63 2052.78 594.51 8214.29 1/2處0.00 9286.36 126.83 2736.59 77.20 10952.11 4.3.作用長(zhǎng)期效應(yīng)的組合Sld-作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值1j第j個(gè)可變作用效應(yīng)的準(zhǔn)永久值系數(shù)，汽車荷載（不計(jì)沖擊力）取0.42j SQjk第j個(gè)可變作用效應(yīng)的準(zhǔn)永久值內(nèi)力組合結(jié)果:梁號(hào)位置恒載活載Sld車道剪力彎矩剪力彎矩剪力彎矩一號(hào)梁支點(diǎn)處612.30 0.00 237.13 0.00 694.49 0.00 1/4處306.26 3571.70 237.16 1778.00 388.46 4187.99 1/2處 0.00 4762.30 144.19 2373.39 49.98 5584.97 二號(hào)梁支點(diǎn)處624.95 0.00 339.18 0.00 742.93 0.00 1/4處312.48 3644.24 166.52 1249.78 370.40 4078.