公路桥结构计算书.doc

公路桥设计计算说明书
设计条件
跨径:,(支座中心距离)。
荷载:汽车—20;挂车—100;。
材料:混凝土用C30,受力钢筋用Ⅱ级钢筋(16锰)。
截面布置:拟定如图1。三片主梁,间距2米。。跨中一根次梁。
(二)主梁计算
恒载强度及内力
假定桥截面构造各部分重量平均分配给各根主梁,以此来计算作用于主梁的
每延米恒载强度,计算见表1。
钢筋混凝土T型梁的恒载计算表1
由恒载产生的支点反力为(见图1)

取脱离体如图所示,由得恒载剪力的一般式为:

同理,由得恒载弯矩的计算公式为:
,即
各计算截面的剪力和弯矩值列于表内。
内力
截面位置
剪力Q
弯矩

0
活载内力
1)汽车荷载冲击系数
2)人群荷载

3)计算主梁的横向分配系数
跨中荷载的横向分配系数。
本桥跨内设有三根次梁,具有可靠的横向联结,且承重结构的长宽比为
故可按修正偏心受压法来计算横向分配系数。
按修正偏心受压法计算梁横向影响线的竖标的计算公式为:
①
式中:——号主梁的惯性矩;
——梁的计算中心距离;
——抗扭修正系数,按下式计算:
②
——力的作用点到桥梁截面对称线的距离,即偏心距。
式②中:——号主梁的抗扭惯矩,按式③进行计算;
——混凝土的弹性惯量;
——混凝土的剪切模量,可取。
抗扭惯矩近似等于各个矩形截面的抗扭惯矩之和,即
③
式中:——相应为各个矩形截面的短边和长边;
——矩形截面抗扭刚度系数,根据的比值由表查得。
当各主梁的截面相同时,则式①和②简化为
④
⑤
式中:——主梁根数;
——桥宽;
——与主梁根数有关的系数,取。
具体计算如下:
首先按式⑤计算抗扭修正系数。
计算和
主梁的截面中,将承托板折算为平均板厚(图2)
图2 尺寸单位:cm
面积
静矩


抗弯惯矩:

主梁抗扭惯矩按式计算:
查表得,对于翼板,则
对于梁肋,,则。代入式中得

计算
由,,代入⑤得:

汽车荷载沿横向布置的最不利位置如图所示。令,分别为汽车荷载和人群荷载的合力,相应于它们的偏心距为和。从图可知:;;;;。

∴
代入式(4)即可得到各合力在0号梁的分布系数,见表。
荷载

汽车



人群



支点荷载的横向分布系数
荷载位于支点处时,按杠杆法绘制荷载影响线,如图所示。在此情况下活载
的横向分布系数可计算如下:
对于1号梁:
汽车-20级
人群荷载
计算弯矩
汽车-20级
令与分别为标准车前轴与后轴作用在0号梁上的荷载值,、与分别为重车前轴与后轴作用在0号梁上的荷载值则
计算跨中与截面的弯矩时,汽车沿纵向的最不利位置排列,如图所示:

∴

人群荷载
每延米均布人群荷载分配给0号梁的荷载为:
由于人群荷载沿梁长均匀分布,它的特点与恒载相同,因此将恒载弯矩
值乘以人群荷载与恒载的比值即可得到人群荷载作用下各截面的弯矩值。
计算活载剪力
计算支点活载剪力时,应计入横向分布系数沿桥跨变化的影响线。沿桥跨的变化规律是:从支承端到最靠近的第一根内横隔板处取由至的一根斜线。本工程第一根横隔板距支承点距离为。
计算距支点处截面与跨中截面的剪力时,各类活载沿纵向的最不利位置如图所示。

汽车-20级
人群荷载
内力组合与计算
内力组合与计算内力表
截面
内力
荷载
跨中
L/4

M
(KN·m)
N
(KN)
M
(KN·m)
N
(KN)
M
(KN·m)
N
(KN)
恒载—

0


汽车-20级


485

汽车-20级




人群




汽+人群












6. 截面设计
截面强度计算(跨中)
已知跨中设计计算弯矩;30号混凝土与Ⅱ级钢筋。则查出:
混凝土轴心抗压设计强度,钢筋抗压设计强度,钢筋抗拉设计强度。
取(因弯矩较大而考虑钢筋排成双排,梁处于二类环境),,。
鉴别T形梁所属情况:


所以属于第一种情况的T形梁。
按宽度的矩形截面