【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(diǎn)截面（腹板開(kāi)始加厚處）到支點(diǎn)的距離為 2060mm，其中還設(shè)置一段長(zhǎng) 300mm的腹板加厚過(guò)渡段。 橫隔梁的設(shè)置 模型試驗(yàn)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(shí)比較均勻，否則主梁彎矩較大。為減少對(duì)主梁設(shè)計(jì)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(shí)，還應(yīng)在其它衛(wèi)士設(shè)置較多的橫隔梁。本設(shè)計(jì)在橋跨中、四分點(diǎn)、支點(diǎn)處共設(shè)置五道橫隔梁，其間距為 1097mm。橫隔梁采用開(kāi)洞形式，他的高度取 2060mm平均厚度 150mm，詳見(jiàn)圖 1 所示。 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 第 2 章 主梁計(jì)算 根據(jù)上述梁跨結(jié)構(gòu)縱、橫截面的布置，并通過(guò)活載作用下的梁橋荷載橫向分布計(jì)算，可分別求得主梁隔控制截面（一般取跨中、四分點(diǎn)、變化點(diǎn)截面和支點(diǎn)截面）的恒載和最大活載內(nèi)力，然后再進(jìn)行主梁內(nèi)力組合。 恒載內(nèi)力計(jì)算 恒載集度 （ 1）預(yù)制梁自重 ①按跨中截面計(jì)，主梁的恒載集度： ? ? ? ?mKNg / 6 2 ??? ②由于馬蹄抬高形成四個(gè)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(jì) 7 ? ?? ? ? ?mKNg / ?????? 恒載內(nèi)力 如圖 3 所示，社 x 為計(jì)算截面離左支座的距離，并令x1??。 圖 3 永久作用計(jì)算 效應(yīng)計(jì)算圖 主梁彎矩和剪力的計(jì)算公式分別為： ? ? ? ?2111 。 1 2 g22M l g V l??? ? ?? ? ? ? 恒載內(nèi)力計(jì)算見(jiàn)表 3。 表３ １號(hào)梁永久作用效應(yīng) 跨 中 ?? 四 分 點(diǎn) ?? 變化點(diǎn) ?? 支 點(diǎn) ?? 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(jì)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(jì)算結(jié)構(gòu)的基頻。簡(jiǎn)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(jì) 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(jì)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(shí)，需進(jìn)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(jì)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(zhǎng)寬比為： ????Bl 所以可以按修正的剛性橫梁法來(lái)繪制橫向影響線并計(jì)算橫向分布系數(shù) cm . ① 計(jì)算主梁抗扭慣矩 IT 對(duì)于 T 形梁截面，抗扭慣矩可近似按下式計(jì)算 31mT i i ii c b tI ??? 式中： ib 和 it ———相應(yīng)為單個(gè)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(gè)矩形截面的個(gè)數(shù)。 對(duì)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(jì)算圖式， IT的計(jì)算見(jiàn)表 4 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 圖４ IT計(jì)算圖式（尺寸單位： mm） 表４ IT計(jì) 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(jì)算抗扭修正系數(shù) β 主梁間距相同，同時(shí)將主梁近似的看成等截面，則得： 211 ( / )thGI lBEI??? ? 式中 : ? ； ? ； ? ； m ?? ； ?? ；m 03 ?? ； m ?? ； m ?? ； 計(jì)算得： ?? 。 ③ 按修正的剛性橫梁計(jì)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(jì) 10 式中： 5n? , 5 21 ii a??= ? ?2 2 22 3 .2 1 .6 2 5 .6 m? ? ?。 計(jì)算所得的 ij? 值列于表 5內(nèi)。 表 5 計(jì)算所得的 ij? 值 梁 號(hào) e ）（ m 1i? 4i? 5i? 1 2 3 0 ④ 計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)。 1 號(hào)梁橫向影響線和最不利布載圖式如圖 45 所示。 3 號(hào)梁的橫向分布系數(shù) 人群 P/2 P/2 P/2 P/2 1 號(hào)梁 2 號(hào)梁 3 號(hào)梁 .01891 圖５ 跨中的橫向分布系數(shù) mc計(jì)算圖式（尺寸單位： mm） 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 1 號(hào)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(hào)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(hào)梁： ?M ?M 圖 ６ 支點(diǎn)的橫向分布系數(shù) mo計(jì)算圖式（尺寸單位： cm） (2) 支點(diǎn)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(jìn)行布 載 ,1號(hào)梁可變作用的橫向分布系數(shù)可計(jì)算如下 : 可變作用 (汽車 ): 43 ???oqm 可變作用 (人群 ): ?orm 1 號(hào)梁 3 號(hào)梁 2 號(hào)梁 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 （ 3） 橫向分布系數(shù)匯總 (見(jiàn)表 6) 表 6 1號(hào)梁可變作用橫向分布系數(shù) 可變作用類別 cm om 公路 II 級(jí) 人群 車道荷載的取值 根據(jù)《橋規(guī)》 條 ,公路 ––I 級(jí)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(jì)算彎矩時(shí) : ）（ ? 計(jì)算剪力時(shí) : ）（ KN284Pk ? 圖７ 跨中截面作用效應(yīng)計(jì)算圖式 汽車 m 人群 m V 跨中影響線 M V 四分點(diǎn)影響線 M M 變化點(diǎn)影響線 V 支點(diǎn)影響線 V 5 L/4 3L/16 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 計(jì)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(jì)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(jì)算圖示，計(jì)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(hào)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(diǎn)截面的最大彎矩和最大剪力 圖 7 四分點(diǎn)截面作用效應(yīng) 的計(jì)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(jì) 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(diǎn)的彎距和剪力 圖 7 有變化點(diǎn)截面作用效應(yīng)的計(jì)算圖示。位置離支座中心 。 可變作用（汽車）效應(yīng)： 計(jì)算變化點(diǎn)截面汽車荷載產(chǎn)生的彎矩和剪力時(shí)，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(jì)算截面，雖然影響線縱坐標(biāo)最大，但其對(duì)應(yīng)的橫向分布系數(shù)較小，荷載向跨中方向移動(dòng)，就出現(xiàn)相反的情況。因此應(yīng)對(duì)兩個(gè)截面進(jìn)行比較，即影響線縱坐標(biāo)最大截面和橫向分布系數(shù)達(dá)到最大值的截面，然后取一個(gè)最大的作為所求值。 通過(guò)比較，集中荷載作用在變化點(diǎn)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(diǎn)截面的最大剪力 圖 7 出支點(diǎn)截面最大剪力計(jì)算圖示。 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(jì)按《橋 規(guī)》 ～ 條規(guī)定，根據(jù)可能同時(shí)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(jiàn)表 7 表 7 主梁作用效應(yīng)組合 序號(hào) 荷載類別 跨中截面 四分點(diǎn)截面 變化點(diǎn)截面 支點(diǎn) 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)+［