【文章內(nèi)容簡介】 ΣG1G2ΣG1G2ΣM000Q000 可變作用效應(yīng)計算（修正偏心壓力法） 分析:由于主梁之間采用了剛性解封連接，且設(shè)置了橫隔梁，故考慮使用修正偏心壓力法計算橫向分布系數(shù)，每一個箱梁的箱室作為一個支撐點，與簡支T梁的計算方法相同！ 沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)按《橋規(guī)》,結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)與結(jié)構(gòu)的基頻有關(guān),因此要先計算結(jié)構(gòu)的基頻。簡支梁橋的基頻可采用下列公式計算。其中mc==25103=根據(jù)《橋規(guī)》的規(guī)定,可計算出汽車荷載的沖擊系數(shù)為:μ=㏑=∴1+μ= 按《橋規(guī)》,當(dāng)車道大于兩車道時,需進行車道折減,當(dāng)采用兩車道布載時不需要進行折減，采用三車道布載時。 計算主梁的荷載橫向分布系數(shù)（1）跨中的荷載橫向分布系數(shù)mc本橋跨內(nèi)設(shè)有五道橫隔梁，具有可靠的橫向聯(lián)結(jié)，且承重結(jié)構(gòu)的長寬比為：所以可修正偏心壓力法來繪制橫向影響線和計算橫向分布系數(shù)mc。① 計算主梁抗扭慣性矩IT對于單箱單室形梁截面，抗扭慣性矩可近似按下式計算： = = = 式中： ci——矩形截面抗扭剛度系數(shù)；根據(jù)t/b查表計算；由于t/a=，經(jīng)查表，得c=！ ② 計算抗扭修正系數(shù)β本設(shè)計由于只有兩根主梁，所以取ε=。并根據(jù)《公路工程鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》=。則： β==③計算橫向影響線豎坐標(biāo)值：由于只有兩片主梁。a1 =a2 =。兩片主梁完全對稱，所以只需要算其中一片主梁即可。④計算荷載橫向分布系數(shù)可變作用：（汽車公路—I級） 1號梁： 兩車道：mc= Ση2=（+++）= 三車道：mc=Ση2=（+++++） =（2）支點截面的荷載橫向分布系數(shù)mo如圖所示，按杠桿原理法繪制荷載橫向分布影響線并進行布載，計算橫向分布系數(shù)。 則：mq =（1+1+1+）=通過以上部分計算，可見由于箱梁箱室較寬，整體效能搞好，簡化為T梁后計算的橫向分布系數(shù)都大于1，所以可將兩片箱梁看為一個整體，其橫向分布系數(shù)按1計算。這樣所計算的活載比實際情況稍大，作為承載力儲備！ 車道荷載的取值根據(jù)《橋規(guī)》,公路—I級的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk=，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值pk按以下規(guī)定選?。簶蛄河嬎憧鐝叫∮诨虻扔?m時，pk=180KN；橋梁計算跨徑大于或等于50m時，pk=360KN；橋梁計算跨徑在5m～50m時，pk采用直線內(nèi)插求得。，所以采用線性插入計算。計算剪力效應(yīng)時。本設(shè)計中，計算彎矩時：qk=， pk=〔（）+180〕=。計算剪力時: pk== KN 計算可變作用效應(yīng) （1）求跨中截面的最大彎矩和最大剪力彎矩:M=（1+μ）ξmc（pkyk+ qkww）剪力:Q=（1+μ）ξ（mkpkyk+mkqkwQ+△Q）△ Q=（momc）（2+yk）其中：（1+μ）—汽車沖擊系數(shù) Mmax =11（+）=Vmax =11（+）=（2）四分點截面的最大彎矩和最大剪力 Mmax = 11（+） = KN/mVmax = 11(+)= KN(3)支點處的最大彎矩和最大剪力Mmax= 0 KNmVmax= 11（1+1）= (4)主梁內(nèi)力匯總主梁內(nèi)力匯總表 梁位恒載活載跨中L/4支點跨中L/4支點1M00Q0 結(jié)構(gòu)重要系數(shù)ro=，基本組合用于承載能力極限狀態(tài)計算（驗算強度），短期基本組合用于正常使用極限狀態(tài)，長期基本組合用于正常極限狀態(tài)（用于驗算裂縫和撓度）閉口薄壁箱形梁截面的受力特點與一般的T形梁不同，其精確計算必須用薄壁構(gòu)件結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法求解，當(dāng)橋上有K輛汽車活動時對橋中線成偏心作用，橫向一排車輛的總重KP將具有偏心距e，此時整體箱形梁的受力可分作兩種情況來計算，對稱荷載KP作用下的平面彎曲計算和扭矩作用下的扭矩計算。對于平面彎曲計算，通?？捎檬熘牟牧狭W(xué)公式，計算各橫截面上的彎曲正應(yīng)力和彎曲剪應(yīng)力。對于扭轉(zhuǎn)計算，一般來說，箱形薄壁桿件受扭后橫截面將產(chǎn)生自由扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，約束扭轉(zhuǎn)正應(yīng)力與剪應(yīng)力以及截面發(fā)生歪扭引起的畸變正應(yīng)力與剪應(yīng)力設(shè)計經(jīng)驗表明鋼筋混凝土與預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土箱形截面的抗扭剛度很大，由扭轉(zhuǎn)引起的應(yīng)力通常較平面彎曲引起的應(yīng)力小的多。而且箱壁具有一定厚度的箱形梁在橫隔梁的制約下界面不易發(fā)生歪扭，因而其畸變應(yīng)力將更小，可以忽略不計。在考慮到一般中、大跨徑箱形截面梁橋的恒載內(nèi)力比活載內(nèi)力大很多，因而活載扭轉(zhuǎn)應(yīng)力占總應(yīng)力的比重就更小，本設(shè)計中恒載內(nèi)力遠(yuǎn)大于活載內(nèi)力！我國建設(shè)的諸多箱形梁大橋中，烏龍江大橋活載占總應(yīng)力的11%~21%，活在剪應(yīng)力占總剪應(yīng)力的9%~30%。如按技術(shù)文獻(xiàn)所推薦的的約束扭轉(zhuǎn)正應(yīng)力為活載彎曲應(yīng)力的15%計，扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力為活載彎曲剪應(yīng)力的5%，%~%，%~%，數(shù)之甚微。由此可見，在實際設(shè)計當(dāng)中，我們可以避免相當(dāng)復(fù)雜的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力計算，而采用一些近似方法進行估算這些數(shù)值，這對結(jié)果不會導(dǎo)致很大的誤差。所以本設(shè)計為簡化計算過程，采用經(jīng)驗估值法進行估算，對于具有一定厚度且有橫隔板加筋的箱形梁，忽略歪扭變形的畸變應(yīng)力，將活載偏心作用引起的約束扭轉(zhuǎn)正應(yīng)力與約束扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力分別估計為活載對稱作用下平面彎曲正應(yīng)力的15%和剪應(yīng)力的5%。因此當(dāng)恒載對稱作用時箱形梁任意截面及扭轉(zhuǎn)影響的總荷載內(nèi)力近似估計為：彎矩： 剪力： 式中：內(nèi)力組合匯總表 截面彎矩（KN/m）剪力（KN）基本組合M（KN/m）/Q（KN）短期組合M（KN/m）/Q（KN）長期組合M（KN/m）/Q（KN）MG1MG2MQVG1VG2VQr0Sud=r0（+）SGik+SGik+跨中00(M)(V)(M)(V)(M)(V)L/4支點000000第五章 橫隔梁內(nèi)力計算鑒于具有多根內(nèi)橫隔梁的橋梁跨中處的橫隔梁受力最大，通?？芍挥嬎憧缰袡M隔梁的作用效應(yīng)，其余橫隔梁可依據(jù)跨中橫隔梁偏安全地選用相同的截面尺寸和配筋。本設(shè)計取AA截面計算跨中橫隔梁的彎矩,取1號梁右截面計算剪力.根據(jù)《橋規(guī)》，橋梁結(jié)構(gòu)的局部加載計算應(yīng)采用車輛荷載，下圖示出跨中橫隔梁縱向的最不利荷載位置。 縱向行車輪對跨中橫隔梁的計算荷載為:汽超—20級Poq=ΣPiηi=(1401+140+120+120) = 繪制跨中橫隔梁的作用效應(yīng)影響線及荷載組合 由于對主梁橫向分布系數(shù)的計算，知其橫向剛度很大，可將兩片梁視為一個整體，則橫隔梁的作用效應(yīng)影響線如下： 將求得的計算荷載Poq在相應(yīng)的影響線上按最不利荷載位置加載,并計入沖擊影響(1+μ),則得計算結(jié)果:彎矩 MAA =(1+μ)ξ PoqΣη=1(+++) =剪力 Q1右=(1+μ)ξ PoqΣη=1(+) =鑒于橫隔梁的恒載內(nèi)力較小，故計算中忽略不計。則荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值為：Mmax =r0 Sud=（0+）=mQmax =r0 Sud=（0+）=第六章 行車道板內(nèi)力計算 多跨連續(xù)單向板由于箱梁的抗扭剛度很大，（抗扭慣性矩IT =），板的工作就接近與固定端，如下圖所示，結(jié)余安全距離和護欄（或防撞欄）的寬度后，外側(cè)翼緣板不會作用到其他活載作用，所以計算最不利的內(nèi)側(cè)翼緣板。由于t= h=∵則：m中 = m支 = 恒載內(nèi)力計算H=+=瀝青混凝土集度： g1 =23=C30 混凝土墊層集度：g2 =24=翼板自重： g3 =（+1）25=合計： g=g1+g2+g3 = 活載內(nèi)力計算 對于汽超—20級，后軸重P=140KN，著地長度a2 =，寬度b2 =∴ a1 =a2 +2H=+2== b1 =b2 +2H=+2==b 故受力圖如圖所示：對于箱梁L=L+t=+=a180。== =140（2，）247。8247。=21，299KNm =m由Q的影響線得：y1 = y2 = 內(nèi)力組合 =+（+）=M0 = + =則：跨中彎矩：M中 = ==m 支點彎矩：M支 = ==m 第七章 預(yù)應(yīng)力及預(yù)應(yīng)力損失計算本設(shè)計選用17，7股模拔鋼絞線，抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值為fpk =1860MP,混凝土采用C50 水泥。由于σcon ≦ fpk =1860=1395MP假定環(huán)境類別為Ⅰ級，安全等級為二級，即結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)r0 =1。 預(yù)應(yīng)力鋼束的估計及其布置 跨中截面鋼束的估算和確定根據(jù)《公路工程鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，預(yù)應(yīng)力梁應(yīng)滿足使用階段的應(yīng)力要求和承載能力極限狀態(tài)的強度要求。以下就跨中截面在各荷載組合作用下，分別按照上述要求對主梁所需要的鋼束數(shù)進行估算，并按這些估算的鋼束數(shù)確定主梁的配筋。（1） 按正常使用極限狀態(tài)的應(yīng)力要求估算鋼束數(shù) 由于標(biāo)準(zhǔn)跨徑d=40m 100m，所以宜采用A類部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，根據(jù)跨中截面正截面抗裂要求A類構(gòu)件計算，確定預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量。為滿足抗裂要求，所需的有效預(yù)加應(yīng)力： Npe≧Npe——使用階段預(yù)應(yīng)力鋼筋永久應(yīng)力的合力；Ms——按作用（或荷載）短期效應(yīng)組合計算的彎矩值；Ms = MG1 + MG2 + MQS =（正常使用極限狀態(tài)，按作用短期效應(yīng)組和計算）A——構(gòu)件混凝土全截面面積；A=42850cm178。ep——預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力作用點至截面重心軸的距離；全截面重心至梁頂?shù)木嚯x 設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面重心距截面下緣的距離為αp =150mm，則預(yù)應(yīng)力的合力作用點到截面重心軸的距離為 ep =yd αp =h yu αp == W——構(gòu)件全截面對抗裂驗算邊緣彈性抵抗矩；ftk——混凝土軸心抗拉標(biāo)準(zhǔn)強度。所以：由于 σcon ≦ fpk =1860=1395MP ，預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面積為AP 180。=127165=19630mm178。，采用夾片式群錨，Ф70金屬波紋管成孔。（2） 預(yù)應(yīng)力鋼筋布置① 跨中截面及錨固端截面的鋼筋位置在保證布置預(yù)留管道構(gòu)造要求的前提下，盡可能的使鋼束群重心的偏心矩大些，本設(shè)計采用外徑75mm，內(nèi)徑70mm的預(yù)埋金屬波紋管，根據(jù)《公路工程鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，管道到梁側(cè)的凈距不應(yīng)小于30mm，及管道直徑的一半。根據(jù)《公路工程鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》，在豎直方向可以疊置，根據(jù)上述規(guī)定，跨中截面的細(xì)部構(gòu)造如圖所示： ② 對于錨固端截面，鋼束錨固通?？紤]以下兩方面因素。一：預(yù)應(yīng)力鋼束合力重心點盡可能的靠近形心，使截面均勻受壓；二：考慮錨頭布置的可能性，以滿足張拉操作方便的要求。按照錨頭布置的“均勻”“分散”原則，錨固端截面所布置的鋼束數(shù)如圖所示：Δy=αp （）==由于：KS = KX =所以鋼束群重心處于截面核心范圍內(nèi)。 鋼束彎起角和線形的確定 確定鋼束彎起時，既要照顧到由彎起產(chǎn)生足夠的預(yù)剪力，又要照顧到所引起的摩擦預(yù)應(yīng)力損失不宜過大，為此，本設(shè)計將端部錨固端截面分成上下兩部分，上部鋼束的彎起角擬定為12186。（N9 —N12）,下部鋼束的彎起角擬定為7186。（N1 —N8），所有鋼束的線形均為直線加圓曲線，不設(shè)緩和曲線。并且每一束鋼束都處在同一豎平面內(nèi)。如圖所示： 鋼束計算① 計算鋼束起晚點到跨中的距離錨固點到支座中心線的水平距離，αxi 為：αx1=αx2 =αx3 =αx4 =αx5 =αx6 =300400tan7186。=αx7 =αx8 =αx9 =αx10 =αx11 =αx12 =300800tan7186。=αx13 =αx14 =αx15 =αx16 =αx17 =100+800tan12186。=鋼束計算匯總表：鋼束號yy1y2 l1x3ФRx2x1N1 –N410007186。N5–N810007186。N9N12100012186。② 控制截面的鋼束重心位置計算ⅰ 各鋼束重心位置計算：當(dāng)計算截面在曲線段時，計算公式