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桥梁工程课程设计报告书-、设计资料桥面净宽净人行道1-7+2xl.5m主梁跨径及全长2标辘径〔墩中心是隅〕I=
21.70m0计算跨径〔支座中心是隅〕l=
21.20m主梁全长〔主梁预制长度〕全I=
21.66m设计荷载3公—级;人君铜载I
3.0kN/m2削安全等级4桥面铺装5沥青夕俵处〔重力密度为〕,混疑土垫层厚〔重力密度为〕,J55cm23kN/m36cm24kN/rw梁的重力密度为T25kN/m3梁简图如下列图6T主梁横截面图二设计步骤与方法.行车道板的内力计算和组合I〔一〕恒载及其内力〔以纵向宽的板条发展计算〕1m睡米板上的恒载1J g沥青夕院g
0.05x1,0x
231.15kN/m1混能垫层±1g
0.06xl,O x
241.44kN/m2梁翼板自重08+014T g g=°--x
1.0x25=
2.75kN/m323人群荷载支点剪力丫Q=m q3+2m-m2Or cr1r or1cr1对于和梁22*4*公路一级汽车活载的支点剪力I575=122xlxl05x[
0.115xl
0.6+L__x[
0.5-
0.115]x
0.910]=
28.52kN龙Q=19m Py=
1.22xlx
0.5x
295.2xl=
180.07kN0集-0q2kQ=Q+Q=
208.59kN00均0集人群荷载的支点剪力:=0313x
4.5xl
0.6+^L±[0-
0.313]x
4.5x
0.9102=1125kN对于梁33*公路一级汽车活载的支点剪力I:575=
1.22xlxl0,5x[
0.4xl
0.6+^ir-x
0.594-
0.4x
0.910]2=
60.82kN共加Q=1m Py=
1.22xlx
0.594x
295.2xl=
213.92kN0集-0q3kQ=Q+Q=
274.74kN00均0集人群荷载的支点剪力575=
0.2x
4.5x
10.6+--x0-
0.2]x
4.5x
0.9102=719kN1-跨弯矩计算
6.景乡响线面积」2m x2xP=
31.74m2164二y2x
18.4=
3.4516对于梁11*髅—吸昨旗二〔〕^M1+Mq-w+p yecq1k k4=L22xO455x[
10.5x
42.135+246x
3.975]=78839kN•m人群荷载的跨中弯矩M=
0.564x
4.5x
42.135=
106.94kN-m X.4对于梁22*按公路一级汽车荷载I〔〕M=
1.22xlx
0.115x105x
42.135+246x
3.975=
199.26kN-ma4人群荷载的跨中弯矩・M=
0.313x
4.5x
42.135=
59.35KN m4对于梁33*按公路一级汽车荷载M=
1.22x
0.4x
10.5x
42.135+246x
3.975=
693.09kN-m q4人群荷载的跨中弯矩M=
0.2x
4.5x
42.135=
37.92kN-mT4跨截面的剪力
7.J4跨剪力影响线如下列图1/4影响线廊只⑴二―1x0x|x2=
5.96m2;y=
0.75m244对于梁:11*a■Q=〔1+口〕・匕.q[m・o+_m-m]y]2q kcq10q1cq14=
1.22x
0.498x[
10.5x
5.18+
233.6x
0.75]=
139.49KNQ=
0.713x
4.5x
5.18=
16.62KNT4对于梁22*a■〔口〕・・Q=l+E.q[m o+_m-m]y]2q kcq10q1cq14=
1.22x
0.132x[
10.5x
5.18+
233.6x
0.75]=
36.97KNQ=
0.322x
4.5x
5.18=751KNT4对于梁33*a・Q=[1+p],e q[m-o+_m-m]y20q1q kcq1cq14=
1.22x
0.
410.5x
5.18*
233.6x
0.75=
112.04KNQ=
0.2x
4.5x
5.18=
4.66KN-F4〔三〕荷载组合永久作用的设计值效应与可变作用设计值效应相结合,其效应组合表达式为如下:总结为当叵勤寸组合值,人君=L35x|g^+
1.4x],i^+
0.8xl.4x且合值柞人君:2=L2xtg^+
1.4x]^^+O8xl.4x主梁内力计算组合值如下表跨中弯矩组合人群合值1,
5868.
01051.
19142.582,
4870.
8265.
6879.
133870.
89241250.56跨中剪力组合献人群组合值1,
5097.
606.822,
4024.
673.
793085.
802.42支点剪力组合人群梁号组合值1,
5163.
8218.9539762,
4164.
3208.
5911.
2531643274.
747.19跨被巨组合1/4镌人群展合值1,
5651.
078839106.942,
46531199.
2659.
353653.
1693.
0937.92跨剪力组合1/4谶合值1,
581.
9157.
6415.132,
482.
239.
84839382.
2138.
585.36横隔梁内力计算IV.、确定作用在中横隔梁上的计算荷载1对于跨中横隔梁的最不利荷载布置如图纵向一列车轮对于中横隔梁的计算荷载为计5寸名={+氨气11=_x238xl+_xl
0.5x
4.85=
144.463kN22P=q Q=
4.5x
4.85=
21.825KNor oror、绘制中横隔梁内力影响线2按偏心压力法算得、、号梁的荷载横向分布影响线竖坐标值,那末叫的影响线竖标123可计算如下v=
0.54,v=-
0.14;1115v=
0.285,v=
0.115;2125v=
0.2,v=
0.21323作用在号梁轴上时P=11VM=v xl.5d+v x
0.5d-lxl.5dr11121=
0.54x
1.5x
1.6+
0.285x
0.5x
1.6-lxl.5xl.6=-
0.88作用在号梁轴上时P=15VM=v xl.5d+v x
0.5d r51525=[-
0.14]xl.5xl.6+
0.115x
0.5x
1.6=-024作用在号梁轴上时P=13VM=v xl.5d+v x
0.5d r31323=02x
1.5x16+020x
0.5x
1.6=
0.64有了此三个竖标值和影响线折点位置,就可以绘出影响线如下图Mr、绘制剪力影响线3对于号主梁处截面的右影响线可计算如下1Q1作用在计算截面以右时右=即丫右P=1Q R=v111i1i作用在截面以左时右=即右P=1Q R-17-1111i1i绘成右影响缄吓图Q
1、截面内力计算4将求得的计算荷载在相应的影响线上按最不利荷载位置加载,对于汽车荷载并计POq入;中击影响力〔+田,那末得1弯矩:公路级荷载M—I2-3口M=1+-E.P-Zv=
1.22xlxl
44.46x
0.86+
0.37=
216.78KN-m2-3Oq人群荷载M=P Ev=
21.825x-
1.42=-
31.07[KN•m]2-3Or剪力右公路一级荷载Q I1右二口〔・〕Q1+-P.Ev=
1.22xlx
144.46x[
0.52+
0.33+
0.19+0]=
183.29KN m1Oq人群荷载右二Q P±v=
21.825x[-038=
8.28[KN]1Or、内力组合,按极限状态设计的计算内力为5*麻组合M=0+14x
216.78+
0.8xl.4x-
31.07=
295.56KN-mudOf=0+
1.4x
183.29+
0.8x
1.4x-
8.28=
272.07KNud关■此目合M=0+
0.7x
216.78+lx-
31.07]=
132.74[KN•msdQ*=0+
0.7x
183.29+lx[-
8.28]=
132.03KNsd长期组合M=0+
0.4x
216.78+
0.4x[-
31.07]=
81.71[KN m1dQ^=0+
0.4x
183.29+
0.4x[-
8.28]=
77.00[KN]1d合计g=Z g=
5.34kN/m]每米宽板条的恒载内力2()160-18悬臂板长|=一-一=
0.71m11弯矩()M=--gl2=-—
5.34X
0.712=-
1.35kN-m22Ag剪力Q=g|=
5.34x
0.71=
3.79kNAg0〔二〕汽车车辆荷载产生的内力〕将车辆荷载后轮作用于较缝轴线上,后轴作用力为,轮压分布宽度如1140kN图所示,车辆荷载后轮着地长度为,宽度,那末5a
0.20m b
0.60m22得a a2H
0.22x
0.
110.42mi2b b2H
0.62x
0.
110.82mo12荷载对于悬臂梁根部的有效分布宽度〕计算冲击系数2U构造跨中截面的惯矩I:C翼板的换算平均高度()h=LX8+14=11cm2(160-18)x1lx—+130x18x122主梁截面重心位置:------------------------二--------------------a=7-=
41.18cm(160-18)x11+130x18那末得主梁抗弯惯矩构造跨中处单位长度质量mC温疑土弹性模量E:取E=
2.80x10wN/m2由壮捌居可得简支羽乔的频
2.80xlOwx
0.0663000=
3.790Hz
1.577x103按照“桥规规定”介于和之间,冲击系翔安照下式计算:由于这是汽车荷载局部f l.5Hz14Hz加载在梁的翼缘板上,故冲击系数取T1+p=
1.22〕作用于每米宽板条上的弯距为3作用于每米宽板条上的剪力为〔三〕内力组合〕承载能力极限状态内力组合计算1]正常使用极限状态内力组合计算2主梁荷载横向分布系数计算n.〔一〕当荷载位于支点处时〔应按杠杆原理法计算〕根据”公路桥涵设计通用规〕规定,在横向影响线上确定荷载沿横向最不利的布置位置例如,对于车辆X“JTGD60-2004荷载,规定的车轮横向轮距为,两列汽车车轮的横向最小间距为,车轮矩离人行道缘L8m l.3m石至少为
0.5m梁1*车辆荷载人群荷载由此可得号梁在车辆荷载和人群荷载作用下的最不利荷载横向分布系1数分别为和〔号同号〕m=
0.438m=
1.65651同理可得号梁在车辆荷载和人群荷载作用下的最不利荷载横向分布系数分别为2梁2#和〔号同号〕m=
0.501=042oq2or2同理可得号梁在车辆荷载和人群荷载作用下的最不利荷载横向分布系数分别为3梁3#和m=
0.594m=0oq3or3〔二〕当荷载位于跨中时〔考虑用修正偏心压力法计算〕对抗扭修正系数的计算由于I==n cbt3=.6x
0.113+
0.300x
1.19x
0.183=
2.79x10-3m43Ti=1本桥各根主梁的横向截面均相等,梁数梁间距为米,那末n=5,
1.6号梁横向影响线的竖标值为1由、绘制号梁横向影响线,如下列图示最不利荷载位置V V11115uh11评叶FITO丁一闻一T于是,号〔号同号〕梁荷载横向分布系数计算如下〔以和分别表示影响线零151x Xql r点至汽车车轮和人群荷载集度的横坐标距离〕=一=xm v=L v+v+v+v=1\i-+x+x+x=
0.455222Xcr1q q1q2q3q4q1q2q3q4人群荷载m=v=
0.564Xcr1r同理可得号、号梁的荷载横向分布系数24舞响线2#=」+声夺v p.285;v.115=0=0n Vn^n Vn^2125乙乙a2a2i ii=1i=1人君m=
0.115;m=0313cq2cr2同理可得号梁的荷载横向分布系数:3梁影响线3#管=;」考二n=—+b
0.2n-b
0.231n xn35n Xna2a2i ii=1i=1车辆;人群荷载m=
0.4m=
0.2cq3cr3〔三〕主梁荷载横向分布系数汇总公路-级人载1跨中
0.
4550.564支点
0.
4381.6561,5跨中
0.
11503130.502,4跨中
0.
40.23支点
0.5940主梁内力计算m.
(一)恒力内力计算恒载集度L((M)S()J4^主梁(|))()根g=
0.18^
1.3+|
1.6-
0.1825=
9.76kN/m横隔梁寸于边主梁对用赤根gi=20056=
0.112kN/m2桥面铺装层湘根根根(g J•723+
0.
06723.63kN/m35_2栏带□人行道:根工g=5=2kN/m45作用于边主梁全部恒载为gg=x g=
9.76+
0.056+
3.63+2=
15.45kN/m作^于中主符勺恒幅度为:.恒载内力2g1=X g=
9.76+
0.112+
3.63+2=
15.50kN/m边跨弯矩剪力影响线计算主梁的弯矩和剪力,M=—qlx——qlx2;x22主梁个计算截面的恒载剪力和弯矩值,列于下表中剪力〔〕弯次巨Q kNMkN-mx=0M=00_15,
4521.2=
163.
8164.32-
115.
4521.
221.
221.2-2^]=Q=M=————
121.2——IX42[4j2414=
81.
982.2=
651.
0653.11》Q=00M=
15.
4521.22=
868.
0870.8=X2注表中算式所得结果为边主梁恒载内力,括号内为中主梁恒载内力〔二〕活载内力计算公路-级中集中荷载计算
1.I P919—5计算弯矩效应时=246kNP=180|1+-|k计算剪力效应时〉P=12238=
295.2kNk公路-级中均福釐I q=
10.5kN/mk冲击系数以
2.因双车道不折减,故跨中弯矩计算
3.M+2跨中弯矩影响线如下列图影响线面积D=ll2=Jx
21.22=
56.18m2;y=1=
5.3884由于跨中^巨横向分布系数号,号梁最大,所以只需计算号,号梁的弯矩,如下1515对于号梁11公路-级汽车活载的跨中弯矩I人群荷载的跨中弯矩M=m p0=
0.564x3x
1.5x
56.18=
142.58kN-m4cr1r2r对于号和号梁224公路-级汽车活载的跨中弯矩I人群荷载的跨中弯矩⑴M=m p=
0.313x3x
1.5x
56.18=
79.13kN-m-4cr2r2r对于号梁33公路-级汽车活载的跨中弯矩I人群荷载的跨中弯矩M=m pco=
0.2x3x
1.5x
56.18=
50.56kN-m4cr3r2r跨中剪力计算
4.Q4-2跨中剪力影响线如下列图鉴于跨中剪力影响线的较大坐标位于跨中局部,故也采用全跨统一的荷载横向分布上Q2系数来计算m景勿腾窗聆;O=
210.5=
2.688m2y=
0.522对于号和号梁公路-级活载的跨中剪力115I人群荷载的跨中剪力■4cr1r根(>艮)根Q=m qo=
0.
5641.
52.6OO2r=
6.82kN对于号和号梁224公路-级汽车活载的跨中剪力:I皆艮(>艮)根Q=m qo=
0.
311.526OO=
3.79kN人群荷载的跨中剪力:4cr2r2r对于号梁33公路-级汽车活载的跨中剪力:1二根讲艮根m
4.
0.
21.526a3oor=
2.42KN人群荷载的跨中剪力5支点剪力算Q剪力影响线如下列图所示景匆向罐积为=根寸艮作;
121.1=
10.6y=l2212横向分布系数变化区段的长度a=-
54.85=
5.75m[
21.2-^57^1[根------------12———1=
0.910的]角形重影标:OH
621.2对于和梁11*5*公路一级汽车活载的支点剪力I。
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