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1、 主梁的内力计算 主梁的内力计算包括恒载内力计算和活载内力计算。根据上述梁跨结构纵、横截面的布置，计算活载作用下的梁桥荷载横向分布系数，求出各主梁控制截面（取跨中、四分点、变化点截面及支点截面）的恒载和最大活载内力，然后再进行主梁内力组合。 一、恒载内力计算 1、恒载集度 ⑴预制梁自重（第一期恒载） ①．跨中截面段主梁自重（四分点截面至跨中截面，长7.25m） ②．马蹄抬高与腹板变宽段梁的自重近似计算（长3.7m） 主梁端部截面面积为A=1.176m2 ③．支点段梁的自重（长3.55m） ④．横隔梁的自重 中横隔梁体积为： 端横隔梁体积为： 故半跨内横
2、隔梁重量 ⑤．主梁永久作用集度 （2）第二期恒载 ①翼缘板中间湿接缝集度 ②现浇部分横隔梁 一片中横隔梁（现浇部分）体积： 一片端横隔梁（现浇部分）体积： 故 ③桥面铺装层 6cm沥青混凝土铺装： 将桥面铺装重量均分给五片主梁，则 ④防撞栏：两侧防撞栏均分给五片主梁，则 ⑤主梁二期永久作用集度 2、永久作用效用：下面进行永久作用效用计算（参照图1-4），设c为计算截面至左侧支座的距离，并令。 主梁弯矩M和剪力V的计算公式分别是 永久作用效用计算见表1-2。 计算数据 =29.10m，=846.81 项目 作用效应
3、跨中 四分点 支点 a=0.5 a=0.25 a=0 0.125 0.0938 0 0 0.25 0.5 第一期恒载 弯矩/kN·m 25.0 2646.28 1985.77 0.00 剪力/kN 0.00 181.88 363.76 第二期恒载 弯矩/kN·m 8.3309 881.84 661.73 0.00 剪力/kN 0.00 60.61 121.22 恒载总汇 弯矩/kN·m 33.3309 3528.12 2647.50 0.00 剪力/kN 0.00 242.49 484.98
4、 二、活载内力计算（修正刚性横梁法） 1.系数和车冲击道折减系数 按《桥规》和2.3.2条规定，对于汽—超20级 按《桥规》第2.3.5条规定，平板挂车不计冲击力影响，即对于挂—120载荷。按《桥规》第2.3.1条规定，对于双车道不考虑汽车载荷折减，即车道折减系数。 2. 主梁的荷载横向分布系数计算 ①跨中的荷载横向分布系数 如前所述，本例桥跨内设有3道横隔梁，具有可靠的横向联结，且承重结构的长宽比为： 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。 1）计算主梁的抗扭惯距 对于 T 形梁截面，抗扭惯矩可近似按下式计算： = 式中
5、 和 ——相应为单个矩形截面的宽度和厚度； ——矩形截面抗扭刚度系数，可由下式计算 m ——梁截面划分成单个矩形截面的个数。 对于跨中截面，翼缘板的换算平均厚度：。 马蹄部分的换算平均厚度：。 图1-5示出了的计算图示。的计算见表1-4。 分块名称 翼缘板 240 23.71 0.10 0.3123 0.009990285 腹板 145.29 16 0.11 0.3102 0.001846025 马蹄 40 31 0.78 0.1745 0.002079412 ∑ 0.013915722 求得
6、 0.013915722。 2）计算抗扭修正系数 主梁的间距相同，并将主梁近似看成等截面，则得： 式中：—— 与主梁片数 n 有关的系数，当n=5时，为1.042，B=12.0m , =29.10m , = 0.013915722, 按《桥规》第2.1.3条取G = 0.43 ，代入计算公式求得： = 0.9113 。 3）按修正的刚性横梁法计算横向影响线竖坐标值： 式中：n=5，（参见图1-6），则： 计算所得的值列于下表1-5内。 梁号 e（m） 1 4.8 0.5645 0.0177 -0.1645 2 2.4 0.3
7、823 0.1089 0.0177 3 0 0.2 0.2 0.2 4）计算荷载横向分布系数 1号主梁的横向影响线和最不利布载图如图1-6所示。 对于1号梁，则： 汽—20 挂—100 人群荷载 ②支点截面的荷载横向分布系数 如图1-7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计算如下： 汽—20 = 0.6667 /2 = 0.33335 挂—100 = 0.5416 /4 = 0.1354 人群荷载 = 1.2 横向分布系数汇总如
8、表1-7 。 1号梁活载横向分布系数 荷载 汽—20 0.6353 0.3334 挂—100 0.3633 0.1354 人群 0.6177 1.2000 ③计算活载内力 在活载内力计算中，本文对于横向分布系数的取值作如下考虑：计算主梁活载弯矩时，均采用全跨统一的横向分布系数，鉴于跨中和四分点剪力影响线的较大坐标位于桥跨中部，故也不按不变的来计算。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弯化曲线取值，即从支点到之间，横向分布系数用与值直线插入，其余区段均取值。 ①计算跨中截面最大弯矩及相应
9、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7是跨中截面内力计算图示，计算公式为： 式中：S——所求截面的弯矩或剪力； ——车辆载荷的轴重； ——沿桥纵向与荷载为止对应的内力影响线坐标值； a．汽车和挂车荷载引起的内力计算见表8。 跨中截面车辆荷载内力计算表 荷载类别 汽—20 挂—100 1+ 1.1193 1.0 0.6353 0.3633 最大弯矩及相应剪力 60 120 120 70 130 250 250 250 250 4.575/ 0.314 6.575/
10、0.452 7.275/ 0.500 2.275/ -0.156 0.275/ -0.019 4.075/ 0.280 4.675/ 0.321 6．675/ 0.459 7.275/ 0.500 (kN·m) 相应Q（kN） (kN·m) 相应Q（kN） 2131.500 102.287 5675 387.75 1号梁内力 1515.691 64.983 2061.728 140.8696 最大剪力及相应弯矩 合力P 2 120 + 60 = 300 250 4 = 1000 （kN） 相应M（kN·m） （kN
11、 相应M（kN·m） 0.422 6.1417 0.390 5.675 126.600 1842.510 390 5675 Ⅰ号梁内力 90.024 1310.193 141.687 2061.728 b．人群荷载的内力计算 q =2.03.5 = 7.0 （kN/m） = q= 0.61777.0 = 457.690kN·m 相应的 Q = 0； = ql = 0.61777.029.10 =15.728kN 相应的M = q=228.845kN·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：
12、 式中：——内力影响线面积，如图1-4所示，对于四分点弯矩影响线面积为=79.388，剪力影响线面积为=8.184。 于是上述计算公式即为： 1号梁的四分点截面内力的计算结果见表9。 四分点截面内力的计算表 荷载类别 项目 1+ k（kN/m） 内力值 汽—20 1.1193 19.23 79.388 0.6353 1744.2 18.05 8.184 162.3 挂—100 1.0 45.838 79.388 0.3633 2475.0 61.075 8.184 254.5 人群 1.0 3
13、50 79.388 0.6177 306.54 3.50 8.184 23.7 ③求支点截面最大剪力 支点最大剪力计算表 表10 荷载类别 汽—20 挂—100 人群 1 + 1.1193 1.0 1.0 60 120 120 70 130 250 250 250 250 q = 7.0 1.0 0.863 0.814 0.471 0.333 0.791 0.750 0.613 0.571 1.0/2 0.917 0.333 0.499 0.
14、557 0.635 0.326 0.363 0.618×29.10 ×0.582×7.275 =(1+)=195.306(kN) 239.977(kN) 76.532(kN) 图8 支点剪力计算图式（尺寸单位cm） 3,主梁内力计算 按《桥规》第2.1.2条规定，根据可能同时出现的作用荷载选择了荷载组合Ⅰ和Ⅲ。在下表中，线汇总前面计算所得的内力值，然后根据《公预规》第4.1.2条规定进行内力组合及提高荷载系数 主梁内力组合表 表11 梁号 序号 荷载类别 跨中截面 四分点截面 支点截面
15、 （kN·m） 相应Q（kN） （kN） 相应M（kN·m） （kN·m） （kN） （kN） 1 ⑴ ⑵ ⑶ ⑷ ⑸ ⑹ ⑺ ⑻ ⑼ ⑽ ⑾ ⑿ 第一期荷载 第二期荷载 总荷载 人群 汽—20 挂—100 汽+人 恒+汽+人 恒+挂 1.2⑶+1.4⑺ 1.2⑶+1.1⑹ 1.4⑸/⑽100% 6871.50 2466.60 9338.1 645.99 2314.90 3203.37 2686.40 12670.49 12262.88 15871.07. 15522.98 23.7%
16、 0 0 0 0 70.34 20.00 65.36 65.36 75.66 91.50 83.22 100.0% 0 0 0 13.29 94.71 159.07 101.16 101.16 159.07 141.62 174.98 100.0% 6871.50 2466.60 9338.10 323.00 1841.20 3092.27 2393.06 11731.16 13308.12 14556.00 15512.74 19.9% 5156.47 1850.96 7007.30 306.54 1879.1
17、3 2475.01 2050.74 9058.04 9482.31 11279.80 11131.27 21.6% 281.20 100.90 382.12 23.65 174.90 254.45 185.95 568.05 636.55 718.85 738.42 31.6% 562.30 201.91 764.20 74.12 223.203 230.40 297.32 1061.52 994.60 1170.48 982.84 23.4% ⒀ ⒁ ⒂ 1.1⑹/⑾100% 提高后的 27.8% 16219.16
18、 15522.98 100.0% 98.48 22.00 100.0% 141.62 174.98 28.0% 15080.74 15572.74 24.5% 11421.33 1131.27 37.9% 738.62 738.42 21.7% 1496.10 1170.48 2 ⑴ ⑵ ⑶ ⑷ 恒+汽+人 恒+挂 提高后的 7726.18 8035.71 10182.02 9399.03 56.47 15.22 79.06 16.74 82.99 121.08 116.19 133.19 7210.69 79
19、51.15 9424.25 9306.01 5911.64 6084.19 7808.04 7112.64 443.99 481.62 580.91 558.58 876.50 1032.96 1145.29 1193.84 3 ⑴ ⑵ ⑶ ⑷ 恒+汽+人 恒+挂 提高后的 7373.09 7517.28 9612.94 8852.58 42.70 10.5 59.78 11.55 60.89 83.5 85.25 91.85 7019.43 7458.96 9093.06 8788.43 5618.92 5678.34 7340.19 6684.09 414.00 433.76 545.54 507.16 866.22 1032.10 1125.41 1195.35
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