【正文】 ? ? ? 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第四章 主梁作用效應(yīng)計(jì)算 14 21 1 111 22 0 .3 7i i iI a II a I??? ? ??? 21 1 114 22 0 .1 2i i iI a II a I??? ? ??? ( ki? ： k 號(hào)主梁的荷載橫向影響線在 i 號(hào)梁位處的豎標(biāo)值 ) 2 號(hào)梁： 2 a m?? 2 1 2 121 22 0 .3i i iI a a II a I??? ? ??? 2 1 2 124 22 0 .2 1i i iI a a II a I??? ? ??? d) 計(jì)算荷載橫向分布系數(shù) m （已考慮多車道折減） 4 號(hào)主梁 汽車 荷載橫向分布系數(shù)基本相同， 3 號(hào)主梁 汽車 荷載橫向分布系數(shù)基本相同，其主要差別是人群荷載的橫向分布系數(shù)，故此處以 4 梁為例進(jìn)行橫向分布系數(shù)的計(jì)算。 4 號(hào)梁的橫向影響線和最不利 布載見圖 43。 1800 1300 1800 1300 18004 號(hào)梁1 25003 4q 人 圖 43 4 號(hào)梁的橫向影響線和最不利布載 三車道： 0 . 1 9 0 . 2 3 0 . 2 6 0 . 3 0 . 3 3 0 . 3 8 0 . 7 8 0 . 8 5 0 . 7 8 0 . 6 62m ? ? ? ? ?? ? ? ? ?汽 4 雙車道： 0 . 2 6 0 . 3 0 . 3 3 0 . 3 8 0 . 6 42m ? ? ???汽 4 所以， ?汽 4 ， ?人 3 號(hào)梁的橫向影響線和最不利布載見圖 44。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第四章 主梁作用效應(yīng)計(jì)算 15 圖 44 3 號(hào)梁的橫向影響線和最不利布載 三車道： 0 . 2 3 0 . 2 5 0 . 2 6 0 . 2 8 0 . 2 9 0 . 3 0 . 7 8 0 . 8 1 0 . 7 8 0 . 6 32m ? ? ? ? ?? ? ? ? ?汽 3 雙車道： 0 . 2 6 0 . 2 8 0 . 2 9 0 . 3 0 . 5 72m ? ? ???汽 3 所以 , ?汽 3 ， = 2) 支點(diǎn)截面的荷載橫向分布系數(shù) 采用杠桿原理法繪制荷載橫向分布影響線并進(jìn)行布載。 4 號(hào)梁的橫向影響線和最不利布載 見圖 45。 180 0 130 0 180 0 50 01 11 2 3 41 1q 人+ 圖 45 4 號(hào)梁的橫向影響線和最不利布載 180 0 130 0 180 0 130 0 180 0 3 11 250 0 1 5 6 8 9 0. 33 4q 人河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第四章 主梁作用效應(yīng)計(jì)算 16 1 1= 52m ?汽 4 ， =1m人 3 號(hào)梁的橫向影響線和最不利布載 見圖 46。 180 0 130 0 180 01 2 3 410. 85 5 3 圖 46 3 號(hào)梁的橫向影響線和最不利布載 1 0 .1 3 0 .8 5 5= = 0 .9 92m ??汽 3 ， =0m人 各主梁支點(diǎn)和跨中截面 荷載 橫向分布匯總見表 42。 表 42 荷載橫向分布匯總見表 荷載位置 梁號(hào) 1 2 3 4 跨中 m汽 m人 0 0 支點(diǎn) m汽 1 1 m人 0 0 0 1 在可變作用效應(yīng)計(jì)算中，對于橫向分布系數(shù)的取值作如下處理：計(jì)算主梁可變作用彎矩時(shí)，均采用全跨統(tǒng)一的橫向分布系數(shù) cm ；計(jì)算跨中及四分點(diǎn)可變作用剪力效應(yīng)時(shí)，由于剪力影響線的較大坐標(biāo)也位 于橋跨中部，故也采用橫向分布系數(shù)亦取 cm ； 計(jì)算支點(diǎn)可變作用剪力效應(yīng)時(shí)，從支點(diǎn)至 l/4 梁段，橫向分布系數(shù)從 cm 直線過度到 0m ，其余梁段取 cm 。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第四章 主梁作用效應(yīng)計(jì)算 17 車道荷載取值：公路 — Ⅰ 級(jí)車道荷載標(biāo)準(zhǔn)值 kq 和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 kP 為： /kq kN m? 計(jì)算彎矩時(shí) : 3 4 51 8 0 1 8 0 2 9 65 0 5kP k N?? ? ? ?? 計(jì)算剪力時(shí)： 296 355 .2kP kN? ? ? （ ） （ ） 圖 47 4 號(hào)梁彎矩汽車（人群）橫向分布系數(shù)沿橋跨變化圖 （ ）8500 1700 8500 （ ） （ ） （ ） 圖 4 8 4 號(hào)梁剪力汽車（人群）橫向分布系數(shù)沿橋跨變化圖（單位： mm） （ ） （ ） 圖 49 3 號(hào)梁彎矩汽車（人群）橫向分布系數(shù)沿橋跨 變化圖 （ 0 ）8500 1700 8500 （ 0 ） （ ） （ ） 圖 4 10 3 號(hào)梁剪力汽車（人群）橫向分布系數(shù)沿橋跨變化圖（單位： mm） 1) 計(jì)算跨中截面的最大彎矩和最大剪力 （ S 為彎矩或剪力） ()c k k kS m q P y? ? ? a) 汽車 荷載效應(yīng)： 彎矩 ： ( 3 4 8 .5 / 2 1 4 4 .5? ? ? ?) 不計(jì)沖擊： 0. 66 ( 10 .5 14 4. 5 29 6 8. 5 ) 26 61 .9M k N m? ? ? ? ? ? ?汽 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第四章 主梁作用效應(yīng)計(jì)算 18 計(jì)沖擊效應(yīng)： 0 .1 9 6 8 2 6 6 1 .9 5 2 3 .9M k N m? ? ? ?汽 剪力 ： 不計(jì)沖擊： 0 . 5 1 7 ( 0 . 7 5 0 . 6 6 ) 8 . 5 0 . 2 5 21 0 . 5 ( 0 . 6 6 ) 0 . 6 6 3 5 5 . 2 0 . 5 1 4 7 . 32 2 3V k N? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?汽 計(jì)沖擊效應(yīng)： 96 8 14 29V kN? ? ?汽 b) 人群荷載效應(yīng)： 3 /q kN m? ? ? = 0 .3 9 2 .2 5 1 4 4 .5 1 2 6 .8M k N m? ? ? ?人 0 . 5 1 7 ( 1 0 . 3 9 ) 8 . 5 0 . 2 5 2= 2 . 2 5 ( 0 . 3 9 4 . 72 2 3V k N? ? ? ?? ? ? ? ?人 M 影響線V 影響線L=34mq K (q 人）P KP Kq K (q 人）17m 圖 4 11 跨中截面內(nèi)力影響線及加載圖 2) 計(jì)算 四分點(diǎn) 處截面的最大彎矩和最大剪力： a) 汽車荷載效應(yīng)： 彎矩： ( 3 4 1 6 .3 7 5 / 2 1 0 8 .3 7 5? ? ? ?) 不計(jì)沖擊： 0. 66 ( 10 .5 10 8. 37 5 29 6 8. 5 ) 24 11 .6M k N m? ? ? ? ? ? ?汽 計(jì)沖擊效應(yīng)： 96 8 24 11 .6 = 47 k N m? ? ?汽 剪力： ( 0. 75 0. 25 17 / 2 10 8. 37 5? ? ? ? ?（ ）) 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第四章 主梁作用效應(yīng)計(jì)算 19 不計(jì)沖擊： ( 0 . 7 5 0 . 6 6 ) 8 . 5 0 . 2 51 0 . 5 ( 0 . 8 5 0 . 6 6 ) 0 . 6 6 3 5 5 . 2 0 . 7 5 2 4 023V k N??? ? ? ? ? ? ? ? ?汽 計(jì)沖擊效應(yīng)： 96 8 24 0 47 .2V k N? ? ?汽 b) 人群荷載效應(yīng)： = 9 5 108 .37 5 95. 1M k N m? ? ? ?人 ( 1 0 . 3 9 ) 8 . 5 0 . 2 5= 2 . 2 5 ( 8 . 5 0 . 3 9 4 7 . 223V k N??? ? ? ? ?人 M 影響線V 影響線6. 37 5 5 5P Kq K (q 人）8mL= 34 mq K (q 人）P K 圖 412 四分點(diǎn)截面內(nèi)力影響線及加載圖 ` 支點(diǎn) 截面剪力計(jì)算：計(jì)算支點(diǎn)截面由于車道荷載產(chǎn)生效應(yīng)時(shí)，考慮橫向分布系數(shù)沿跨長的變化，均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)布滿使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最不利效應(yīng)的同號(hào)影響線上，集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值只作用于相應(yīng)影響線中一個(gè)最大影響線的峰值處。 a) 汽車荷載效應(yīng)： 剪力： 不計(jì)沖擊 效應(yīng) ： 3 4 ( 0 . 7 5 0 . 6 6 ) 8 . 5 0 . 7 5 0 . 6 61 0 . 5 ( 0 . 6 6 ) 0 . 7 5 3 5 5 . 2 3 8 9 . 22 2 3V k N? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?汽 計(jì)沖擊效應(yīng)： 0 .1 9 6 8 3 8 9 .2 7 6 .6V k N? ? ?汽 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第四章 主梁作用效應(yīng)計(jì)算 20 b) 人群荷載效應(yīng)： ( 1 0 . 3 9 ) 8 . 5 0 . 2 5= 2 . 2 5 ( 8 . 5 0 . 3 9 4 7 . 223V k N??? ? ? ? ?人 q K (q 人）P KV 影響線L=34m 圖 4 13 支點(diǎn)截面內(nèi)力影響線及 加載圖 根據(jù)可能出現(xiàn)的作用效應(yīng)選擇三種最不 利的組合：短期效應(yīng)組合，標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合和承載能力極限狀態(tài)基本組合， 具體表 43 和 表 44。 由 表 43 和表 44 知， 3 號(hào)主梁支點(diǎn)剪力最大， 4 號(hào)主梁跨中 彎矩最大，但 4 號(hào)主梁最大彎矩和最大剪力相差很少，此處可見箱梁對荷載的均勻分布很有利。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第四章 主梁作用效應(yīng)計(jì)算 21 表 43 4 號(hào)主梁作用效應(yīng)計(jì)算表 序號(hào) 荷載類別 跨中 四分點(diǎn) 變化點(diǎn) 支點(diǎn) M V M V M V V kNm? kN kNm? kN kNm? kN kN ① 一期永久作用 ② 二期永久作用 ③ 總永久作用 =① +② ④ 可變作用（汽車） ⑤ 可變作用（汽車）沖擊 ⑥ 可變作用（人群） ⑦ 標(biāo)準(zhǔn)組合 =③ +④ +⑤ +⑥ ⑧ 短期組合 =（③ +④ +⑥） ⑨ 極限組合 =（ ③ +（④+⑤） +⑥） ⑩ 短期效應(yīng)組合可變荷載設(shè)計(jì)值 汽車 + 人（不計(jì)沖擊） 長期效應(yīng)組合可變荷載設(shè)計(jì)值 汽車 + 人（不計(jì)沖擊） 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第四章 主梁作用效應(yīng)計(jì)算 22 表 44 3 號(hào)主梁作用效應(yīng)計(jì)算表 序 號(hào) 荷載類別 跨中 四分點(diǎn) 變化點(diǎn) 支點(diǎn) M V M V M V V kNm? kN kNm? kN kNm? kN kN ① 一期永久作用 ② 二期永久作用 ③ 總永久作用 =① +② ④ 可變作用（汽車） ⑤ 可變作用（汽車）沖擊 ⑥ 可變作用（人群） ⑦ 標(biāo)準(zhǔn)組合 =③ +④ +⑤ +⑥ ⑧ 短期組合 =（③ +④ +⑥） ⑨ 極限組合 =（ ③ +（④ +⑤） +⑥） ⑩ 短期效應(yīng)組合可變荷載設(shè)計(jì)值 汽車 + 人（不計(jì)沖擊） 長期效應(yīng)組合可變荷載設(shè)計(jì)值 汽車 + 人（不計(jì)沖擊） 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第五章 預(yù)應(yīng)力鋼束估算與布置 23 第五章 預(yù)應(yīng)力鋼束估算及布置 按構(gòu)件正截面抗裂行要求估算預(yù)應(yīng)力鋼筋數(shù)量。 對于全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，根據(jù)跨中截面抗裂要求，可得跨中截面所需的有效預(yù)應(yīng)力為 ： /W 5( )spe pMN eAW?? 式中 ，