混凝土桥大作业（一）装配式混凝土简支梁桥荷载横向分布系数计算及主梁内力计算西南交通大学桥梁工程系目录第一章 大作业任务概述31.1 大作业目的31.2 设计规范31.3 大作业设计方案31.4 大作业计算基本流程5第二章 荷载横向分布系数的计算62.1.支座位置处荷载横向分布系数计算62.2.跨中位置处荷载横向分布系数计算6第三章 主梁内力计算83.1.恒载计算83.2.恒载内力93.3.活载计算10第四章 主梁内力组合184.1按承载能力极限状态设计时作用效应的组合184.2.按正常使用极限状态设计时作用效应的组合194.3.作用长期效应的组合19第一章 大作业任务概述1.1 大作业目的 通过大作业实际操作计算，掌握装配式简支梁桥的荷载横向分布系数的计算理论和方法；通过实际操作，掌握用结构分析的基本方法；掌握桥梁在承载能力极限状态和正常使用极限状态下的荷载组合方法1.2 设计规范 1、中华人民共和国行业标准公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004，中华人民共和国交通部； 2、中华人民共和国行业标准公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004，中华人民共和国交通部。1.3 大作业设计方案1.3.1 方案概述大作业设计方案为公路装配式预应力混凝土简支T梁桥，T梁之间采用湿接缝连接。横截面布置示意如图1-1所示,T梁的基本尺寸数据如图1-2所示。T梁按全预应力混凝土或A类部分预应力混凝土设计。图1-1 单幅桥横截面尺寸 (单位:cm)跨径(m)梁长(m)计算跨径(m)4140.9639.83注：尺寸单位cm图1-2 T梁跨径及横截面尺寸1.3.2 主要材料 1、混凝土：T梁混凝土C50，湿接缝混凝土C50； 2、预应力钢绞线：7f5钢绞线(fpk=1860MPa，单根面积140mm2)。 相关材料的材料参数查阅公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004第3章(P10-13)。1.3.3 设计荷载本课程设计活荷载仅车道荷载，关于车道荷载的相关内容查阅公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004的第4.3条(P23-27)。1.4 大作业计算基本流程 1、根据桥型方案，确定结构的相关基本尺寸； 2、结构内力计算。对于本课程设计而言，结构内力计算的主要工作包括荷载横向分布系数和单根T梁的内力计算。并完成在承载能力极限状态下和正常使用极限状态下的相应内力组合； 3、完成计算说明书。第二章 荷载横向分布系数的计算在支座位置处荷载横向分布系数按“杠杆原理法”进行计算，而跨中位置处荷载横向分布系数按“刚性横梁法”进行计算2.1.支座位置处荷载横向分布系数计算1号梁:2号梁:3号梁:2.2.跨中位置处荷载横向分布系数计算,1号梁横向影响线的竖标值为：2号梁横向影响线的竖标值为：3号梁横向影响线的竖标值为： 1号梁跨中位置处荷载横向分布系数 2号梁跨中位置处荷载横向分布系数3号梁跨中位置处荷载横向分布系数第三章 主梁内力计算3.1.恒载计算 主梁： 横隔梁： 对于边梁对于主梁 桥面铺装层：防撞护栏:作用于边主梁的全部荷载g为：作用于中主梁的全部荷载g为：3.2.恒载内力弯矩：剪力：恒载内力计算图示主梁恒载内力表边主梁剪力边主梁弯矩中主梁剪力中主梁弯矩kNkN.mkNkN.mX=0900.40932.60X=l/4450.26724.28466.36964.77X = l/208965.7009286.363.3.活载计算(1)荷载横向分布系数及基本计算资料汇总梁号荷载位置公路-级1号梁跨中mc0.913支点mo0.6542号梁跨中mc0.74支点mo1.0963号梁跨中mc0.675支点mo1.096简支梁桥的基频:式中:l结构计算跨径,为39.83m E混凝土弹性模量,C50的E=3.551010N/m2 Ic结构跨中截面的惯性矩 Mc结构跨中处单位长度质量,对于边主梁 对于中主梁结构跨中截面的惯性矩Ic计算： 中性轴 惯性矩带入以上数据代入得对于边主梁：f1=2.612；对于中主梁：f1=2.566边主梁：（1+）=1+（0.1767ln2.612-0.0157）=1.154中主梁：（1+）=1+（0.1767ln2.566-0.0157）=1.150=0.67qk=10.5kN/m； (2)计算公路-级荷载的跨中弯矩 跨中弯矩图计算图示 1号梁： 2号梁： ： 3号梁： ： (3)计算公路-级荷载的1/4跨弯矩 1/4跨弯矩图计算图示 1号梁： 2号梁： ： 3号梁： （4）跨中截面车道活载最大剪力跨中剪力计算图示剪力影响线面积 1号梁： 2号梁： 3号梁-（5）1/4跨截面车道活载最大剪力1/4跨剪力计算图示剪力影响线面积 1号梁： 2号梁： 3号梁:（6）支点截面车道活载最大剪力 车道荷载支点剪力计算图 a)桥上荷载；b）m分布图；c）梁上荷载；d）QA影响线1号梁：2号梁：3号梁：第四章 主梁内力组合4.1按承载能力极限状态设计时作用效应的组合Sud-承载能力极限状态下作用效应的组合设计值Gi第i个永久作用效应的分项系数，取1.2Q1汽车荷载效应（含汽车冲击力，离心力）的分项系数，取1.4SGik-第i个永久作用效应的标准值SQ1k汽车荷载效应（含汽车冲击力，离心力）的标准值内力组合结果:位置恒载活载Sud车道剪力弯矩剪力弯矩剪力弯矩支点处900.40 0.00 338.35 0.00 1554.17 0.00 1/4处450.20 6724.28 285.89 2786.23 940.49 11969.86 1/2处 0.00 8965.70 172.15 3714.36 241.01 15958.94 支点处932.60 0.00 458.06 0.00 1760.40 0.00 1/4处466.30 6964.77 230.91 2250.45 882.83 11508.35 1/2处0.00 9286.36 139.05 3000.11 194.67 15343.79 支点处932.60 0.00 450.36 0.00 1749.62 0.00 1/4处466.30 6964.77 210.63 2052.78 854.44 11231.62 1/2处0.00 9286.36 126.83 2736.59 177.56 14974.86 4.2.按正常使用极限状态设计时作用效应的组合Ssd-作用短期效应组合设计值1j第j个可变作用效应的频遇值系数，汽车荷载（不计冲击力）取0.71j SQjk第j个可变作用效应的频遇值内力组合结果:梁号位置恒载活载Ssd车道剪力弯矩剪力弯矩剪力弯矩一号梁支点处900.40 0.00 338.35 0.00 1105.64 0.00 1/4处450.20 6724.28 285.89 2786.23 623.62 8414.37 1/2处 0.00 8965.70 172.15 3714.36 104.42 11218.78 二号梁支点处932.60 0.00 458.06 0.00 1211.42 0.00 1/4处466.30 6964.77 230.91 2250.45 606.85 8334.61 1/2处0.00 9286.36 139.05 3000.11 84.64 11112.51 三号梁支点处932.60 0.00 450.36 0.00 1206.73 0.00 1/4处466.30 6964.77 210.63 2052.78 594.51 8214.29 1/2处0.00 9286.36 126.83 2736.59 77.20 10952.11 4.3.作用长期效应的组合Sld-作用长期效应组合设计值1j第j个可变作用效应的准永久值系数，汽车荷载（不计冲击力）取0.42j SQjk第j个可变作用效应的准永久值内力组合结果:梁号位置恒载活载Sld车道剪力弯矩剪力弯矩剪力弯矩一号梁支点处612.30 0.00 237.13 0.00 694.49 0.00 1/4处306.26 3571.70 237.16 1778.00 388.46 4187.99 1/2处 0.00 4762.30 144.19 2373.39 49.98 5584.97 二号梁支点处624.95 0.00 339.18 0.00 742.93 0.00 1/4处312.48 3644.24 166.52 1249.78 370.40 4078.95 1/2处0.00 4859.02 101.24 1666.42 35.21 5438.64 三号梁支点处624.95 0.00 339.18 0.00 742.93 0.00 1/4处312.48 3644.24 166.52 1249.78 370.40 4078.95 1/2处0.00 4859.02 101.24 1666.42 35.21 5438.64