【文章內(nèi)容簡介】 布置錨具的需要，在距梁端 2060mm 范圍內(nèi)將腹板加厚到與馬蹄 同寬。變化點截面（腹板開始加厚處）到支點的距離為 2060mm，其中還設(shè)置一段長 300mm的腹板加厚過渡段。 橫隔梁的設(shè)置 模型試驗結(jié)果表明，主梁在荷載作用位置的彎矩橫向分布，在當(dāng)該位置有橫隔梁時比較均勻，否則主梁彎矩較大。為減少對主梁設(shè)計起主要控制作用的跨中彎矩，在跨中位置設(shè)置一道中橫隔梁；當(dāng)跨度較大時，還應(yīng)在其它衛(wèi)士設(shè)置較多的橫隔梁。本設(shè)計在橋跨中、四分點、支點處共設(shè)置五道橫隔梁，其間距為 1097mm。橫隔梁采用開洞形式，他的高度取 2060mm平均厚度 150mm，詳見圖 1 所示。 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 6 第 2 章 主梁計算 根據(jù)上述梁跨結(jié)構(gòu)縱、橫截面的布置，并通過活載作用下的梁橋荷載橫向分布計算，可分別求得主梁隔控制截面（一般取跨中、四分點、變化點截面和支點截面）的恒載和最大活載內(nèi)力，然后再進行主梁內(nèi)力組合。 恒載內(nèi)力計算 恒載集度 （ 1）預(yù)制梁自重 ①按跨中截面計，主梁的恒載集度： ? ? ? ?mKNg / 6 2 ??? ②由于馬蹄抬高形成四個橫置的三棱柱，折算成恒載集度為： ? ? ? ? ? ? ? ?mKNg / ????????? ③由于腹板加厚所增加 的重量折算成恒載集度為： ? ? ? ? ? ? ? ?mKNg / 32 88 ???????? ④邊主梁的橫隔梁中橫隔梁體積： ? ? ? ?? ? ? ? m??????? ??????? ????????? ⑤端橫隔梁體積： ? ?? ? ? ? m??????? ????? ??????? 故： ? ? ? ? ? ?mKNg /41 5 2511 6 3 ?????? ⑥預(yù)制梁恒載集度： ? ?mKNg / ????? （ 2）二期恒載，欄桿及鋪裝 一側(cè)欄桿： mKN/ 人行道板： 2/ mKN 鋪裝： ? ? ? ?mKN /2 1 2 ????? 若將兩側(cè)人行道板、欄桿均攤給 5 片主梁，則： 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 7 ? ?? ? ? ?mKNg / ?????? 恒載內(nèi)力 如圖 3 所示，社 x 為計算截面離左支座的距離，并令x1??。 圖 3 永久作用計算 效應(yīng)計算圖 主梁彎矩和剪力的計算公式分別為： ? ? ? ?2111 。 1 2 g22M l g V l??? ? ?? ? ? ? 恒載內(nèi)力計算見表 3。 表３ １號梁永久作用效應(yīng) 跨 中 ?? 四 分 點 ?? 變化點 ?? 支 點 ?? 一 期 彎矩 (kN m) 0 剪力（ kN） 0 二 期 彎矩 (kN m) 0 剪力（ kN） 0 活載內(nèi)力計算（修正剛性橫梁法） 沖擊系數(shù)和車道折 減系數(shù) 按《橋規(guī)》 條規(guī)定，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估算： 2 2 .42 ccEf Iml??? L= 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 8 其中： 0 . 6 3 8 2 2 5 1 0 0 01 6 1 2 . 69 . 8 1c Gm g ??? ? ? 根據(jù)本橋的基頻，可以計算出汽車荷載的沖擊系數(shù)為： 0 . 1 7 6 7 0 . 0 1 5 7 0 . 1 3 9nlf? ? ? ? 按“橋規(guī)”規(guī)定，當(dāng)車道當(dāng)車道數(shù)多于兩道時，需進行車道折減，三車道折減 %22 ，四車道折減 %33 ，本次是雙車道不需考慮車道折減系數(shù)為 1。 計算主梁的荷載橫向分部系數(shù) （ 1）跨中的荷載橫向分布系數(shù) cm 如前所示，本例橋跨內(nèi)設(shè)五道橫隔梁，具有可靠的橫向聯(lián)系，且承重結(jié)構(gòu)的長寬比為： ????Bl 所以可以按修正的剛性橫梁法來繪制橫向影響線并計算橫向分布系數(shù) cm . ① 計算主梁抗扭慣矩 IT 對于 T 形梁截面，抗扭慣矩可近似按下式計算 31mT i i ii c b tI ??? 式中： ib 和 it ———相應(yīng)為單個矩形截面的寬度和高度； ic ———矩形截面的抗扭剛度系數(shù)； m ———梁截面劃分成單個矩形截面的個數(shù)。 對于跨中截面，翼緣板的換算平均厚度： 1 8 20 142t cm??? 馬蹄部分的換算平 均厚度： 1 38 28 332t cm??? 圖 4 示出了 IT的計算圖式， IT的計算見表 4 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 9 圖４ IT計算圖式（尺寸單位： mm） 表４ IT計 算 表 分塊名稱 bi (cm) ti (cm) bi/ ti ci ITi=ci bi ti( 103m4) 翼緣板 ① 160 16 腹 板 ② 183 16 馬 蹄 ③ 36 43 ∑ ② .計算抗扭修正系數(shù) β 主梁間距相同，同時將主梁近似的看成等截面，則得： 211 ( / )thGI lBEI??? ? 式中 : ? ； ? ； ? ； m ?? ； ?? ；m 03 ?? ； m ?? ； m ?? ； 計算得： ?? 。 ③ 按修正的剛性橫梁計算橫向影響線豎向影響線豎坐標(biāo)值： 7 211 iijiien a??? ? ??? 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 10 式中： 5n? , 5 21 ii a??= ? ?2 2 22 3 .2 1 .6 2 5 .6 m? ? ?。 計算所得的 ij? 值列于表 5內(nèi)。 表 5 計算所得的 ij? 值 梁 號 e ）（ m 1i? 4i? 5i? 1 2 3 0 ④ 計算荷載橫向分布系數(shù)。 1 號梁橫向影響線和最不利布載圖式如圖 45 所示。 3 號梁的橫向分布系數(shù) 人群 P/2 P/2 P/2 P/2 1 號梁 2 號梁 3 號梁 .01891 圖５ 跨中的橫向分布系數(shù) mc計算圖式（尺寸單位： mm） 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 11 1 號梁： ? ? 0 . 5 1 9 70 . 0 0 6 70 . 1 8 9 10 . 3 3 0 60 . 5 2 6 40 . 5cq ?????M ?M 2 號梁： ? ? 4 0 6 . 0 4 7 60 . 1 3 5 50 . 2 6 6 20 . 3 6 1 40 . 5cq ??????M ?M 3 號梁： ?M ?M 圖 ６ 支點的橫向分布系數(shù) mo計算圖式（尺寸單位： cm） (2) 支點截面的何在橫向分布系數(shù) om 如圖 6所示 ,按杠桿原理法繪制荷載橫向分布影響線并進行布 載 ,1號梁可變作用的橫向分布系數(shù)可計算如下 : 可變作用 (汽車 ): 43 ???oqm 可變作用 (人群 ): ?orm 1 號梁 3 號梁 2 號梁 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 12 （ 3） 橫向分布系數(shù)匯總 (見表 6) 表 6 1號梁可變作用橫向分布系數(shù) 可變作用類別 cm om 公路 II 級 人群 車道荷載的取值 根據(jù)《橋規(guī)》 條 ,公路 ––I 級的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值 qk 和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Pk為 : ）（ m/8 7 KN? 計算彎矩時 : ）（ ? 計算剪力時 : ）（ KN284Pk ? 圖７ 跨中截面作用效應(yīng)計算圖式 汽車 m 人群 m V 跨中影響線 M V 四分點影響線 M M 變化點影響線 V 支點影響線 V 5 L/4 3L/16 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 13 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 計算跨中截面最大彎矩和最大 剪力采用直接加載求可變作用效應(yīng)，圖 47示出跨中截面作用效應(yīng)計算圖示，計算公式為： kks mq mp y? ?? 式中： S — 所求截面汽車（人群）標(biāo)準(zhǔn)荷載的彎矩或剪力； kq —— 車道均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值； kP —— 車道集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值； ? —— 影響線上同號區(qū)段的面積； y 影響線上最大坐標(biāo)值 可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)： ? ?m23194 a x ?????????? KNM ? ?KNV . 50 . 5 1 9 7m a x ?????????? 可變作用（汽車）沖擊效應(yīng)： ? ?m3 2 21 3 3 1 9 ???? KNM ? ?KNV 3 ??? 可變作用（人群）效應(yīng) ? ?m/ KN??? ? ?m256 .4 6 8 9m a x ?? ?????????????KNM? ?KNV 0 6 a x? ???????????? (2) 求四分點截面的最大彎矩和最大剪力 圖 7 四分點截面作用效應(yīng) 的計算圖示。 可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)： ? ?m1 7 1 1 a x ???????????? KNM ? ?KNV a x ?????????? 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 14 可變作用（汽車）沖擊效應(yīng)： ? ?mKN2 4 1 . 70 . 1 3 91739M ???? ? ? .1 3 91 9 3V ??? 可變作用（人群）效應(yīng) ? ? ? ? a x???????????????KNM ? ?KNV 00 21 a x ?????? ??????? (3) 求截面變化點的彎距和剪力 圖 7 有變化點截面作用效應(yīng)的計算圖示。位置離支座中心 。 可變作用（汽車）效應(yīng)： 計算變化點截面汽車荷載產(chǎn)生的彎矩和剪力時，應(yīng)特別注意集中荷載 Pk的作用位置。集中荷載若作用在計算截面，雖然影響線縱坐標(biāo)最大，但其對應(yīng)的橫向分布系數(shù)較小，荷載向跨中方向移動，就出現(xiàn)相反的情況。因此應(yīng)對兩個截面進行比較，即影響線縱坐標(biāo)最大截面和橫向分布系數(shù)達到最大值的截面，然后取一個最大的作為所求值。 通過比較，集中荷載作用在變化點為最不利情況，結(jié)果如下： ? ? a x ?????????? KNM ? ?KNV a x ????????? 可變作用（汽車）沖擊效應(yīng)： ? ? ???? KNM ? ?KNV ??? 可變作用（人群）效應(yīng)： ? ? a x ??????? ?????? KNM ? ?KNV a x ?????? ?????? （ 4） 求支點截面的最大剪力 圖 7 出支點截面最大剪力計算圖示。 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 15 可變作用（汽車）效應(yīng)： ? ?KNV a x ???????? 可變作用（汽車）沖擊效應(yīng)： ? ?KNV ??? 可變作用（人群）效應(yīng)： ? ? ? ?KNV a x ??????? ?????? 主梁內(nèi)力組合 本設(shè)計按《橋 規(guī)》 ～ 條規(guī)定，根據(jù)可能同時出現(xiàn)的作用效應(yīng)應(yīng)選擇了三種最不利效應(yīng)組合：短期效應(yīng)組合、標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合和能力極限狀態(tài)基本組合，見表 7 表 7 主梁作用效應(yīng)組合 序號 荷載類別 跨中截面 四分點截面 變化點截面 支點 maxM maxV maxM maxV maxM maxV maxV (kN m) (kN) (kN m) (kN) (kN m) (kN) (kN) （ 1） 第一類永久作用 0 （ 2） 第二類永久作用 0 （ 3） 總永久作用 =（ 1） +（ 2） 0 （ 4） 可變作用（汽車） 2319 96 1739 193 204 212 （ 5） 可變作用（汽車）沖擊 322 （ 6） 可變作用（人群） 265 40 （ 7） 標(biāo)準(zhǔn)組合 = （ 3） +（ 4） +（ 5） +（ 6） （ 8） 短期組合 =（ 3） + （ 4） +（ 6） 444 1474 （ 9） 極限組合 = (3)+［