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一、设计资料
1.桥面净空
二级公路,设计时速60,车道宽度为3×3.5+2×0.75
2.主梁路径和全长
标准路径:20.00 (墩中心距离);
计算跨径:19.50 (支座中心距离);
主梁全长:19.96 (主梁预制长度)。
3.设计荷载
公路-Ⅱ级,人群荷载为3
4.材料
钢筋:主筋用Ⅱ级钢,其他用I级钢;
混凝土:。
5.计算方法
极限状态设计法
6.结构尺寸
参考原有标准图尺寸,选用如图l所示,其中横梁用五根。
7.设计依据
(1)《公路桥涵设计通甩规范》(JTG D60-2004),简称“桥规”;
(2)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D64-2004),简称“公预规”;
二、主梁的计算
(一)主梁的荷载横向分布系数
1.跨中荷载弯矩横向分布系数(按G—M法)
(1)主梁的抗弯及抗扭惯矩和
求主梁截面的重心位置(图2):
平均板厚
T形截面抗扭惯矩近似等于各个矩形截面的抗扭惯矩之和,即:
=
式中: ——为矩形截面抗任刚度系数(查表);
、——为相应各矩形的宽度与厚度。查表可知:
,
,
故:
单位抗弯及抗扭惯矩:
(2)横梁抗弯及抗扭惯矩
翼板有效宽度λ计算(图3):
横梁长度取为两边主梁的轴线间距,即:
,
根据比值可查教材【表2-1】 求得=0.548
所以=0.548×C=0.548×2.35=1.29m
求横梁截面重心位置
横梁的抗弯和抗扭惯矩和:
=2×h+2
,查表得 但由于连续桥面板的单宽抗扭惯矩只有独立宽扁板者的一半,可取c
故
=
按《桥规》规定:汽车荷载距人行道边缘距离不小于0.5m,人群荷载取3kN/m,人行道板以1.2kN集中竖向力作用在一块板上。
各梁的横向分布系数:
汽车荷载:
人群荷载:
人行道板:
2.梁端剪力横向分布系数计算(按杠杆法)
汽车荷载:
人群荷载:
;;
(二)内力计算
1.恒载内力
(1)恒载:假定桥面构造各部分重量平均分配给各土梁承担,计算见【表3】。
一侧人行道部分每2.5长时重12.42,1.0长时重。按人行道板横向分布系数分摊至各梁的板重为:
1号(5号)梁:
2号(4号)梁:
3号梁:
各梁的恒载汇总于【表4】。
(单位:) 【表4】
梁号 主梁 横梁 栏杆及人行道 铺装层 合计 1(5) 9.76 0.63 2.18 4.20 16.77 2(4) 9.76 1.26 1.87 4.20 17.09 3 9.76 1.26 1.68 4.20 16.99
(2)恒载内力计算
影响线面积计算见【表5】。
【表5】
恒载内力计算见【表6】。
【表6】
梁号
q
q
q 1(5) 16.77 47.53 797.08 16.77 35.65 597.85 16.77 9.75 163.51 2(4) 17.09 47.53 812.29 17.09 35.65 609.26 17.09 9.75 166.63 3 16.90 47.53 803.26 16.90 35.65 602.49 16.90 9.75 164.78
2.活载内力计算
(1)汽车冲击系数
(计算略)
(2)作用值计算
车道荷载为公路-Ⅱ级,根据《桥规》4.3.1-4条规定:
(计算跨径为19.5,故值需进行内插计算)
计算剪力效应时:
人群荷载为
(3)活载弯矩计算
影响线面积计算(见【表7】):
影响线面积计算 【表7】
项目 影响线 顶点位置 计算式 处 47.53 处 35.65 支点处 9.75 处 2.438
汽车荷载产生的弯矩计算(见【表8】):
【注】按照横向分布系数在纵桥向的分布规律,弯矩计算时全桥跨取跨中横向分布系数。
汽车荷载产生的弯矩 【表8】
梁号 内力 内力值 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (1)×(2)×[(3)×(5)+(4)×(6)] 1
0.504
0.504 1.191
1.191 7.875
7.875 178.5
178.5 47.53
35.65 4.875
3.656 747.02
560.25 2
0.455
0.455 1.191
1.191 7.875
7.875 178.5
178.5 47.53
35.65 4.875
3.656 674.39
505.78 3
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