衡昆高速平远街至锁龙寺高速公路11合同段改地方路1k028850预应力简支型梁桥设计

衡昆高速平远街至锁龙寺高速公路11合同段改地方路1k028850预应力简支型梁桥设计内容摘要：

. 0 6 8 7 9 ) 2 5 / 1 9 . 9 60 . 4 7 0 4 /g K N m      ⑤ 第 一 期 恒 载 4111 .1 7 0. 14 0. 54 20 0. 47 0412 .3 22 4 /ii gK N m    1 g （ 2） 栏杆、人行道、桥面铺装（三期恒载） g3： 一侧栏杆 kN/m，一侧人行道 kN/m； 大学 土木工程学院 毕业设计 桥面铺装层，见图 ： 1 ( 0 .0 7 0 .1 2 3 ) 7 .0 2 5 1 6 .8 8 7 5 /2 K N m    现将两侧栏杆、人行道和桥面铺装层恒载简易地平均分配到 5 片主梁上，则：  2 1 2 ( 1 . 5 2 3 . 6 0 ) 1 6 . 8 8 7 5 5 . 4 2 5 5 /5g K N m     （ 3） 主梁恒载内力计算 如图 所示，设 x 为计算截面离左支点的距离，并令 xl，则： 主梁弯矩和剪力的计算公式分别为： 21 (1 )21 1 22aM l gQ = ( a)lg  恒载内力计算见表 恒载内力（ 1 号梁）计算表 表 2 .2 计算数据   项 目 ig 21 (1 )2 iM l g  1 1 22aiQ = ( a)lg 跨中 四分点 变化点 四分点 变化点 支点 α 0 1 (1 )2 1(1 2 )2  一期恒载 1g 二期恒载 2g 2． 活载内力计算 (修正刚性横梁法 ) （ 1） 冲击系数和车道折减系数 按“桥规”第 条规定，对于汽－ 20， 1 . 3 1 . 04 5 5 根 据 内 插 法 得 ： 1+ ＝ 1+ （ ） ＝ 按“桥规” 条规定，平板挂车不计冲击力影响，即对于挂 车－ 100， 1+ ＝ 按“桥规” 条规定，对于双车道不考虑汽车荷载折减，即车道折减系数 φ＝ 大学 土木工程学院 毕业设计 llQ影响线M影响线 图 恒载内力计算图 （ 2） 计算主梁的 荷载横向分布系数 ① 跨中的荷载横向分布系数 mc 如前所述，该设计采用 5 片横隔梁， 3 片内横隔梁，具有可靠的横向联结，且承 重结构的长宽比为： 1 9 .5 0 2 .4 3 7 5 25 1 .6 0lB    所以可按修正的刚性横梁法来绘制横向影响线和计算横向分布系数 cm。 a．主梁抗扭惯矩 TI 对于 T 型梁截面，抗扭惯矩可近似按下列公式计算： 31mT i i iiI cbt 式中： ib 和 it —— 相应为单个矩形截面宽度 和厚度； ic —— 矩形截面抗扭刚度系数； m —— 梁截面划分为单个矩形截面的个数。 对于跨中截面，翼缘板的平均换算厚度： 1t ＝ 8 202 =14cm。 大学 土木工程学院 毕业设计 马蹄部分的平均换算厚度： 3t ＝ 18262＝ 22cm。 图 给出了 TI 的计算图式， TI 的计算见表。 TI 计算表 表 分块名称 ()ibcm ()it cm /iitb ic 3 3 4( 1 0 )ti i i iI c b t m    翼 缘板① 腹板② 马蹄③ 160 97 32 14 16 22 1/3  其中 ic 根据《桥梁工程》表 2－ 5－ 2 内插求得。 32 图 TI 计算图式 b．计算抗扭修正系数β 此 设计主梁间距相同，并将主梁近似看成等截面，由《桥梁工程》式 2－ 5－ 40 得： 211 ( )TGI lEI B   式中：41 . 0 4 21 9 . 5 0 , 0 . 0 9 0 6 5 8nB l m I m— — 与 主 梁 片 数 有 关 的 系 数 ， 当 n ＝ 5 时 ， ＝ ，=, 《桥梁工程》 P112 规定，混凝土的剪切模量 G 可取等于 ，代入计算公式求得：β＝ 大学 土木工程学院 毕业设计 c．按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值： 211 iij niiaen a  式中： 1 2 3455 , 3 . 2 , 1 . 6 , 0 ,1 . 6 , 3 . 2n a m a m aa m a m       则 ： 2 2 2 21 2 ( 3 . 2 1 . 6 ) 2 5 . 6nii am    ＝ 计算所得的 ijn 值列于表 内。 横向影响线竖坐标值 表 梁 号 ()em 1i (或 1i ) 4i （或 4i ） 5i （或 5i ） 1 2 3 0 d．计算荷载横向分布系数 3 号主梁的横向影响线和最不利布载图式如图 所示。 对于 1 号梁，则： 汽－ 20 11122cq im （ ＋ ＋ ）＝ 挂－ 100 114cg im  ＝ 14 （ ＋ ＋ ＋ ）＝ 人群荷载 crm ② 支点的荷载横向分布系数 m。 如图 所示，按杠杆原理法绘制荷载横向影响线并进行布载， 1 号梁活载的横向分布系数可计算如下： 2 0 0 .4 3 4oqm 汽 － 00挂 － 1  人 群 荷 载 大学 土木工程学院 毕业设计 人群汽车－2 0号梁人群2 3挂车－1 0 04 5 3 号梁2 号梁 图 跨中的横截面分布系数 mc 计算图式 ③ 横向分布系数汇总（见表 ） 1 号梁活载横向分布系数 表 荷 载 类 别 mc m。 汽－ 20 挂－ 100 人群 大学 土木工程学院 毕业设计 3号梁2号梁号梁5人群43挂车－100汽车－20人群2 图 支点的荷载横向分布计算图式 用“桥梁博士”软件计算横向分布系数如下： 大学 土木工程学院 毕业设计 图 软件截面 桥梁博士 横向分布计算系统输出 大学 土木工程学院 毕业设计 文档文件 : 文档描述 : 的 任务标识 : 东三分 计算方法 : 杠杆法 结构描述 : 主梁间距 : 4* m 桥面描述 : 人行道 分隔带 车行道 中央分隔带 车行道 分隔带 人行道 左车道数 = 1, 右车道数 = 1, 不计车道折减 汽车等级 : 汽车 20 级 挂车等级 : 挂车 100 级 人群集度 : KPa 影响线数值 : 坐标 X 1梁 2梁 3梁 4梁 5梁 横向分布系数计算结果 : 梁号 汽车 挂车 人群 满人 特载 车列 1 2 3 4 5 计算成功完成 （ 3） 计算活载内力 大学 土木工程学院 毕业设计 在活载内力计算中，这个设计对于横向分布系数的取值做如下考虑：计算主梁活载弯矩时，均采用全跨统一的横向分布系数 mc，鉴于跨中和四分点剪力影响线的较大坐标 位于桥跨中部（图 ），故也按不变化的 mc 来计算。 求支点和变化点截面活载剪力时，由于主要荷重集中在支点附近而应考虑支承条件的影响，按横向分布系数沿桥跨的变化曲线取值，即从支点到 /4l 之间，横向分布系数用 0 cmm和 值直线插入，其余区段均取 cm 值（见图 和 ）。 ① 计算跨中 截面最大弯矩及相应荷载位置的剪力和最大剪力及相应荷载位置的弯矩采用直接加载求活载内力 ，图 示出跨中截面内力计算图式，计算公式为 (1 ) c i iS m P y  Sii式 中 ： － 所 求 截 面 的 弯 矩 或 剪 力 ； P － 车 辆 荷 载 轴 重 ； y － 沿 桥 跨 纵 向 与 荷 载 位 置 对 应 的 内 力 影 响 线 坐 标 值。 a．汽车和挂车荷载内力计算在表 内。 大学 土木工程学院 毕业设计 弯矩影响线挂1 00汽20挂1 00汽20剪力影响线图 跨中截面内力计算图式 跨中截面车辆荷载内力计算表 表 荷载类别 汽－ 20 挂－ 100 1 1 cm 最大 弯矩 及相 应剪 ip 60 120 120 250 250 250 250 iy   大学 土木工程学院 毕业设计 力 maxM （ kNm） 相 应 Q(KN) maxM （ kNm） 相 应 Q(KN) iipy 1254 1 号梁 内力值 最大 剪力 及相 应弯 矩 合力 P 2 120+60=300 250 4=1000 max()Q KN ()M KN m相 应 max()Q KN ()M KN m相 应 y 4 py 1200 3250 1 号梁 内力值 注： iy 栏内分子、分母的数值分别为 ip 对应的 maxM 及相应 Q 影响线坐标值。 b．对于人群荷载 q== 3=22m a x 11 0 . 6 4 1 7 2 . 2 5 1 9 . 5 0 6 8 . 6 2 788cM m q l K N m      相应的 0Q m a x 11 0 . 6 4 1 7 2 . 2 5 1 9 . 5 = 3 . 5 2 K N88cQ m q l     相应的 2211 0 . 6 4 1 7 2 . 2 5 1 9 . 5 3 4 . 3 1 31 6 1 6cM m q l K N m      ② 求四分点截面的最 大 弯矩和最大剪力（按等代荷载计算） 计算公式为： (1 ) cS m k   式中： － 内 力 影 响 线 面 积 ，如图 所示，对于四分点弯矩影响线面积为223 lm ，剪力影 响线面积为 29 。 于是上述计算公式即为： m a xm a x3 5 . 6 5 ( 1 )5 . 4 8 ( 1 ) ccM m kQ m k 1 号梁的内力列表计算见表 . 四分点截面内力计算表 表 荷载类别 项目 1 K (kN/m)  cm 内力值 大学 土木工程学院 毕业设计 汽－ 20 max ()M KN m max()Q KN 挂－ 100 max ()M KN m max()Q KN 人 群 max ()M KN m max()Q KN。