桥梁工程课程设计计算书

发布 2022-10-04 18:10:28 阅读 1282

《桥梁工程》课程设计计算书。

钢筋混凝土简支梁桥设计。

第一部分内力计算。

一、主梁内力计算。

一)恒载内力计算

简支梁承受的恒载集度为 g,恒载引起的任意截面弯矩mx 和剪力vx 分别为:

式中 x—计算截面到支点截面的距离(m);

计算跨径(m); g—恒载集度(kn/m);

1) 各主梁恒载计算及汇总表1-1

2)恒载内力计算表1-2

二)活荷载内力计算

表1-32)简支梁内力影响线面积表1-4

3)计算荷载横向分布系数。

ⅰ)计算支点处的荷载横向分布系数m0

按杠杆法在图1-1上绘出①、②号主梁的荷载横向分布影响线,并在其上布载,分别计算出汽车、人群的m0q和m0r值。

图1-1 按杠杆法绘主梁的荷载横向分布影响线。

ⅱ)计算跨中的荷载横向分布系数mc

按刚性横梁法在图3-2上绘出①、②号主梁的荷载横向分布影响线,分别计算出汽车、人群的mcq和mcr值。

解: 本桥各根主梁的横截面均相等,梁数为n=5,梁间距为2.20m,则。

计算1号梁。

1号梁横向影响线的坐标值为。

又和绘制的1号梁横向影响线,见下图,图中还按照《桥规》(jtg d60)的规定,确定了汽车荷载的最不利荷载位置。

设横向影响线的零点至1号梁位的距离为x,则。

解得。设人行道缘石至1号梁轴线的距离为,则。

根据几何关系,左侧第一个对应的影响线坐标为。

同理可得各轮重和人群荷载集度对应的影响线坐标分别为:

于是,1号梁的活载横向分布系数可计算如下:

汽车荷载。人群荷载。

计算2号梁。

2号梁横向影响线的坐标值为。

又和绘制的2号梁横向影响线,见下图,图中还按照《桥规》(jtg d60)的规定,确定了汽车荷载的最不利荷载位置。

根据几何关系,左侧第一个对应的影响线坐标为。

同理可得各轮重和人群荷载集度对应的影响线坐标分别为:

于是,2号梁的活载横向分布系数可计算如下:

汽车荷载。人群荷载

计算3号梁。

3号梁横向影响线的坐标值为。

又和绘制的3号梁横向影响线,为一条水平线,见下图,图中还按照《桥规》(jtg d60)的规定,确定了汽车荷载的最不利荷载位置。

左侧第一个对应的影响线坐标为。

同理可得各轮重和人群荷载集度对应的影响线坐标分别为:

于是,3号梁的活载横向分布系数可计算如下:

汽车荷载。人群荷载

图1-2 按刚性横梁法绘主梁的荷载横向分布影响线。

mcq、mcr汇总表1-5

(4)计算主梁跨中活载弯矩。

当计算简支梁各截面的最大弯矩和最大剪力时,可近似取用不变的跨中横向分布系数 m c 计算。

车道荷载由均布荷载和集中荷载组成,为求得最大的内力,将集中荷载作用于影响线纵标最大的位置处,均布荷载引起的内力为均布荷载值乘以相应的影响线面积。注意应考虑汽车冲击力的影响。

计算人群荷载引起的内力时,注意人群荷载集度按一侧人行道计算,这是因为在计算人群荷载的横向分布系数时按单侧人群计算的。

车道荷载 :

人群荷载:式中:

—跨中截面由车道荷载、人群荷载引起的弯矩或剪力;

汽车荷载冲击系数, 由桥梁自振频率确定;

—多车道桥梁的汽车荷载折减系数;

—跨中截面车道荷载、人群荷载的横向分布系数;

pk 和qk —车道荷载的集中荷载和均布荷载标准值。

计算内力影响线纵标的最大值,也就是说,将集中荷载标准值作用于影响线纵标的最大的位置处,即为荷载的最不利布置;

人群荷载集度;

—跨中截面计算内力影响线面积;

主梁跨中活载弯矩表1-6

5)计算主梁活载剪力。

ⅰ)计算主梁跨中截面活载剪力。

主梁跨中截面活载剪力表1-7

ⅱ)计算主梁支点截面活载剪力。

对于支点截面的剪力或靠近支点截面的剪力,需计入由于荷载横向分布系数在梁端区段内发生变化所产生的影响。

由车道荷载的集中荷载pk 引起的支点截面剪力

当>时,将车道荷载的集中荷载pk 作用于支点截面处,引起的支点截面剪力最大;

当<时,设车道荷载的集中荷载pk 作用于距左支点 x 位置处,x值越大,pk 作用位置处的横向分布系数值越大,而对应于pk作用位置处剪力影响线的纵标越小,写出由车道荷载的集中荷载pk 引起的支点剪力计算式,利用高等数学求极值的方法,确定最不利的荷载布置。

由车道荷载的均布荷载qk 引起的支点截面剪力

求解按不变的 mc 计算由车道荷载均布荷载标准值qk 引起的内力值,与考虑横向分布系数变化区段均布荷载标准值qk 引起的内力变化值之和。注意后者合力点位置极其相应的影响线纵标的取值。

车道荷载引起的支点截面剪力。

车道荷载引起的支点截面剪力等于集中荷载 pk 与均布荷载qk 引起的支点截面剪力之和。

支点截面车道荷载剪力:

式中 ——剪力影响线面积;

——m变化点至支点截面距离;

——在范围内,m由mc改变形成的图形形心对应的剪力影响线竖标值;

—与pk位置对应的剪力影响线竖标值;

—与pk位置对应的荷载横向分布系数值。

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