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1、 第3章30 X 3預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁設(shè)計(jì) 3.1 設(shè)計(jì)資料及基本數(shù)據(jù) 高速公路,設(shè)計(jì)行車速度 80km/h ;橋面寬度:0.50m (防撞護(hù)欄)+11.25 (行車道)+0.50m (防撞護(hù)欄)=12.25m ;設(shè)計(jì)荷載:公路一I級(jí),防撞護(hù)欄按順橋向7kN/m計(jì);混凝土 C50:用 26kN/m。鋼材預(yù)應(yīng)力鋼絞線(1 X 7股):其標(biāo)準(zhǔn) 140mm2,彈性模量 Ep 1.95 105MPa。非預(yù) 2.0 105MPa。錨具:對(duì)于鋼絞線采用OVM錨 于箱梁、濕接縫。C40:箱梁調(diào)平層;C30:用于橋墩承臺(tái)、墩身、蓋梁、臺(tái)帽、背墻和防撞護(hù)欄; C25:用于橋墩承臺(tái)的基礎(chǔ)。鋼筋混混凝土重度取 強(qiáng)度
2、fpk =1860MPa公稱直d=15.2mm 面積為 應(yīng)力鋼筋:采用 HRB400, fsk =400MPa , Ep 具。 支座:引橋采用圓形板式橡膠支座,連續(xù)端墩頂采用GYZ375X 77、非連續(xù)端采用 GYZF4250 JT 391-1999 )和公路橋梁 X 65。其產(chǎn)品性能應(yīng)符合交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)公路橋梁盆式橡膠支座 板式橡膠支座 ( JT/T 4-2004 )的有關(guān)規(guī)定。 在引橋梁端與橋臺(tái)背墻間采用 公路橋梁伸縮裝置 (JT/T 伸縮縫:采用模數(shù)式伸縮縫, 1號(hào)墩處采用MF160型伸縮縫, MF80伸縮縫。伸縮縫的材料及其成品的技術(shù)要求應(yīng)符合交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 327-2004 )的有關(guān)規(guī)定
3、。 橋面鋪裝:橋面鋪裝采用10cm厚瀝青混凝土,瀝青混凝土重度取23kN/m。并設(shè)置8cm水泥 混凝土調(diào)平,橋面防水采用FYT 1型防水材料。 3.2 橋位布置及構(gòu)造設(shè)計(jì) 3.2.1 橋位布置 本設(shè)計(jì)為大橋的引橋,引橋上部結(jié)構(gòu)采用3 X 30m預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁,施工方法為先簡(jiǎn) 支后連續(xù)。引橋下部構(gòu)造及過(guò)渡墩:墩身采用空心薄壁墩,上設(shè)蓋梁,壁厚0.50m,鋼筋混凝土 結(jié)構(gòu)。過(guò)渡墩采用1.80m挖孔灌注樁基礎(chǔ),引橋橋墩采用1.50m挖孔灌注樁基礎(chǔ), 具體橋位布置 如圖 3-1 所示。 圖3-1橋位布置圖(尺寸單位cm) 322 孔徑劃分 成橋狀態(tài)下,引橋長(zhǎng) 中孔計(jì)算跨徑為3000cm。 圖3-
4、2所示。 8980cm,即在橋的兩頭各設(shè)10cm的伸縮縫,兩邊孔計(jì)算跨徑為 2950cm, 連續(xù)梁兩端至邊支座中心線之間的距離為40cm,橋跨結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖如 f .-n 圖3-2橋跨結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖(尺寸單位cm) 323構(gòu)造設(shè)計(jì) (1)橫截面 橫截面采用等高度箱型截面。梁高1.40m,高跨比1/21.43。橋面寬度為3X 3.75 + 2X 0.5 =12.25m。由于采用先簡(jiǎn)支后連續(xù)的施工方法,主梁先在工廠預(yù)制,再運(yùn)輸、吊裝就位,考慮吊 運(yùn)能力,將全橋做成四個(gè)單箱單室的軸對(duì)稱的組合截面。其中,預(yù)制中梁頂板寬2.40m,預(yù)制邊梁頂板寬2.70m,底板寬均為1.00m,預(yù)制主梁間采用 0.60m的
5、橫向濕接縫,以減少主梁的吊裝 重量,邊、中梁均采用斜腹板,以減輕主梁自重,橋面橫坡采用 2%梁底米用墊石調(diào)平。 箱梁頂板取等厚度18cm同 15cmx 7.3cm的承托,如圖3-3所示。 15t m:e 廠:廠 452 L20C _J 圖3-3標(biāo)準(zhǔn)橫斷面(尺寸單位 cm) (2)箱梁底板和腹板厚度 底板:先簡(jiǎn)支后連續(xù)施工的連續(xù)梁橋跨中正彎矩較大, 處也存在負(fù)彎矩,底板要有一定的厚度來(lái)提供受壓面積。 18cm,僅在距邊支點(diǎn) 160cm和中支點(diǎn)220cm處開(kāi)始加厚, 因此底板厚度不宜過(guò)大;同時(shí)中支點(diǎn) 因此將底板厚度在跨內(nèi)大部分區(qū)域設(shè)為 加厚區(qū)段長(zhǎng)均為150cm,且底板逐漸加 厚至25cm,這樣的構(gòu)
6、造處理同時(shí)為錨固底板預(yù)應(yīng)力束提供了空間,箱梁底板厚度變化如圖 所示。 3-4 圖3-4箱梁底板構(gòu)造圖(尺寸單位cm) 為滿足頂板負(fù)彎矩鋼束、普通鋼筋的布置及輪載的局部作用, 時(shí)為了防止應(yīng)力集中和便于脫模, 在腹板與頂板交界處設(shè)置 腹板厚度:根據(jù)連續(xù)梁剪力變化規(guī)律,兼顧施工方便,腹板寬度除在支點(diǎn)附近區(qū)域加寬外, 其余均為18cm在在距邊支點(diǎn)160cm和中支點(diǎn)220cm處開(kāi)始加厚,加厚區(qū)段長(zhǎng)均為150cm,且底 板逐漸加厚值25cm,如圖3-5所示。 圖3-5箱梁腹板構(gòu)造圖(尺寸單位 cm 經(jīng)過(guò)腹板和底板厚度變化,得到跨中和支點(diǎn)橫截面構(gòu)造圖,如圖 3-6所示。 XI 1S I罔VW 站狹糧/ .5
7、Juh 軒 _ 1 _ 二匸二芳三云/-廠二 ,_= ir= i r - I- -F (3)橫隔梁(板) 圖3-6跨中橫截面構(gòu)造圖(尺寸單位 cm) 為保證支座處傳力的可靠性,在邊永久支承處設(shè)置一道 20cm的端橫隔梁,在中永久支承處 設(shè)置一道30cm的橫隔梁。此外預(yù)制階段在中支承處設(shè)一 10cm的臨時(shí)橫隔板,如圖 3-7所示。 圖3-7橫隔梁設(shè)置(尺寸單位 cm) 324截面幾何特性計(jì)算 截面幾何特性是結(jié)構(gòu)內(nèi)力進(jìn)而估算配置預(yù)應(yīng)力束的前提。本設(shè)計(jì)應(yīng)用CAD軟件計(jì)算毛截面幾 何特性,由于本設(shè)計(jì)主梁截面變化不大,故只計(jì)算預(yù)制中梁、邊梁和成橋后中梁、邊梁的跨中和 支點(diǎn)截面的毛截面幾何特性,腹板厚度變
8、化處采用支點(diǎn)和跨中處截面特性進(jìn)行線性內(nèi)插。毛截面 幾何特性計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 3-1。 表3-1毛截面幾何特性計(jì)算結(jié)果 截面位置 截面面積A (m2) 截面慣性矩1( m4) 中性軸至梁底距離 (m ) 預(yù)制中梁 跨中 1 . 033 0.248 0.862 支點(diǎn) 1 . 222 0.281 0.820 預(yù)制邊梁 跨中 1.087 0.255 0.884 支點(diǎn) 1 . 277 0.289 0.841 成橋中梁 跨中 1 . 141 0.268 0.904 支點(diǎn) 1 . 331 0.305 0.860 成橋邊梁 跨中 1 . 141 0.268 0.904 支點(diǎn) 1 . 331 0.305 0.860
9、 3.3作用內(nèi)力計(jì)算 3.3.1施工階段劃分 由于本設(shè)計(jì)采用簡(jiǎn)支后連續(xù)的施工方法,結(jié)構(gòu)體系在施工中發(fā)生變化,對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力影響比較 大,故在采用有限元計(jì)算時(shí)必須正確處理邊界條件。而在邊界處理之前必須明確施工過(guò)程,以便 故對(duì)施工階段劃分如下: 合理進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。 第一施工階段: 束, 天; 并壓注水泥漿, 本階段預(yù)制主梁,待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度 再將各跨箱梁安裝就位,形成臨時(shí)支座支承的簡(jiǎn)支梁。 100%后,張拉正彎矩區(qū)預(yù)應(yīng)力筋 本階段用時(shí)大約 50 第二施工階段: 后, 同時(shí)澆筑邊跨與中跨之間的連續(xù)段接頭混凝土, 張拉負(fù)彎矩區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼束并壓注水泥漿。本階段持續(xù)時(shí)間大約 待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度100% 1
10、0天; 第三施工階段: 橫向濕接縫的澆筑, 拆除全橋臨時(shí)支座,主梁支承在永久支座上,完成體系轉(zhuǎn)換,再完成主梁間 最后形成 3跨連續(xù)梁。本階段持續(xù)時(shí)間大約 10天; 第四施工階段: 業(yè),完成全橋施工。 進(jìn)行橋面鋼筋混凝土找平層和防撞護(hù)欄施工, 本階段持續(xù)時(shí)間大約 以及橋面鋪裝等后續(xù)工作的作 15天。 在各跨的1/4,1/2,3/4 跨處,臨 起彎點(diǎn),彎起結(jié)束點(diǎn)和錨固 x坐標(biāo)從1-89m,設(shè)置節(jié)點(diǎn)并建立單元, 逐一給出計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)太多,為了簡(jiǎn) 332建立Midas模型 結(jié)合施工方法、使用階段結(jié)構(gòu)受力特性和預(yù)應(yīng)力筋的布置, 時(shí)支點(diǎn)中心,永久支點(diǎn)中心,變截面起、始點(diǎn),預(yù)應(yīng)力筋的對(duì)稱點(diǎn), 點(diǎn)處,另外為了
11、便于車道荷載建立,在奇數(shù)跨度處,即 如圖3-8所示。全橋共324個(gè)單元,由于節(jié)點(diǎn)和單元眾多, 潔,下面的計(jì)算過(guò)程均只示出半跨邊梁的各截面計(jì)算結(jié)果。 邇鳥(niǎo)f; 1旗1/2吩腎婦皓服了G二誦文3a時(shí) 丿訓(xùn) 圖3-8特征截面劃分(半跨邊梁) 3.3.3永久作用內(nèi)力計(jì)算 根據(jù)橋規(guī)第4.1.1條規(guī)定,公路橋涵設(shè)計(jì)采用的作用分為永久作用、可變作用、偶然作 用和地震作用。本列不考慮偶然作用和地震作用。 可變作用計(jì)汽車作用 其中,配置預(yù)應(yīng)力筋前,永久作用只計(jì)結(jié)構(gòu)重力作用和基礎(chǔ)變位作用, 和溫度作用,各作用的具體計(jì)算均按橋規(guī)相關(guān)規(guī)定進(jìn)行。 (1)結(jié)構(gòu)重力作用的形成 由施工階段劃分可知, 本橋的結(jié)構(gòu)重力是分幾個(gè)階
12、段形成的,主要包括由第一施工階段形成 的預(yù)制箱梁一期結(jié)構(gòu)重力集度 (g1),第二、三施工階段形成的成橋箱梁一期結(jié)構(gòu)重力集度 和第四施工階段形成的成橋二期結(jié)構(gòu)重力集度(g3)。 預(yù)制箱梁一期結(jié)構(gòu)重力集度(g1) 由預(yù)制箱梁的構(gòu)造可知,橫隔梁、板均位于支承處,橫隔梁、板自重對(duì)主梁不產(chǎn)生重力彎矩, 因此將橫隔梁作為集中力作用在支承節(jié)點(diǎn)上, 故忽略橫隔梁、板的自重。僅考慮預(yù)制箱梁自重集 度,計(jì)算公式為: (3-1 ) giAi 26 kN/m 式中:Ai 預(yù)制箱梁毛截面面積;當(dāng)段截面變化時(shí),為該區(qū)段兩端截面面積的平均值。 預(yù)制箱梁中、邊梁各區(qū)段一期結(jié)構(gòu)重力集度如表 3.2所示。 邊梁:gi=30.73
13、 kN/m 中梁 gi=29.33 kN/m 表3-2預(yù)制階段結(jié)構(gòu)重度計(jì)算結(jié)果 梁號(hào) 內(nèi)容 支座段 變化段 跨中段 邊梁 面積(m2) 1. 277 1 . 182 1. 087 荷載集度(kN/m) 33.20 30.73 28.27 中梁 2 面積(m ) 1. 222 1.128 1. 033 何載集度(kN/m) 31.78 29.32 28.86 根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果,取第一階段結(jié)構(gòu)重力集度取: 成橋箱梁一期結(jié)構(gòu)重力集度(g2 ): 預(yù)制箱梁計(jì)入每片梁間現(xiàn)澆濕接縫混凝土后的結(jié)構(gòu)重力集度即為成橋后箱梁一期結(jié)構(gòu)重力 集度,成橋后忽略橫隔梁產(chǎn)生的內(nèi)力,僅計(jì)其產(chǎn)生的支反力,并且中、邊箱梁的構(gòu)造尺
14、寸已知, 其結(jié)構(gòu)重力集度計(jì)算公式為: (3-2 ) g2 = A2 X 26 kN/m 式中: A2成橋一期箱梁毛截面面積;當(dāng)段截面變化時(shí),為該區(qū)段兩端截面面積的平均值。 3-3所示。 由以上公式計(jì)算得到成橋一期各區(qū)段的結(jié)構(gòu)重力集度,如表 表3-3成橋一期邊、中梁結(jié)構(gòu)重度計(jì)算結(jié)果 區(qū)段 支座段 變化段 跨中段 面積(m2) 1.331 1. 236 1 . 141 荷載集度(kN/m) 34.61 32.14 29.67 根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果,成橋一期結(jié)構(gòu)重力集度為: 邊、中梁:92=32.14 kN/m 成橋箱梁二期結(jié)構(gòu)重力集度(g3) 二期結(jié)構(gòu)重力集度由橋面鋪裝、鋼筋混凝土找平層和防撞護(hù)欄的結(jié)
15、構(gòu)重力集度之和。防撞 護(hù)欄的結(jié)構(gòu)重力集度按 7 kN/m計(jì),因橋梁橫斷面由4片箱梁組成,按每片箱梁承擔(dān)全部二期結(jié) 構(gòu)重力的1/4,則二期結(jié)構(gòu)重力集度為: g3(0.1 11.25) 23 (0.08 12) 26 7 2/4 =16.21 kN/m (2)各施工階段結(jié)構(gòu)自重作用內(nèi)力計(jì)算 由于本橋采用先簡(jiǎn)支后連續(xù)的施工方法,施工過(guò)程中包含了結(jié)構(gòu)體系的轉(zhuǎn)化,所以結(jié)構(gòu)自重 內(nèi)力計(jì)算過(guò)程必須先將各施工階段的階段內(nèi)力計(jì)算出來(lái),然后進(jìn)行內(nèi)力疊加。第一施工階段,結(jié) 構(gòu)體系為簡(jiǎn)支,自重作用荷載為g1 ;第二施工階段,由于兩跨間接頭較短,混凝土重量較小, 其產(chǎn)生的內(nèi)力較小,且會(huì)減小跨中彎矩,故忽略不計(jì);第三施工
16、階段,結(jié)構(gòu)體系已經(jīng)轉(zhuǎn)換為連續(xù) 體系,因臨時(shí)支座間距較小, 忽略臨時(shí)支座移除產(chǎn)生的效應(yīng),故自重作用荷載僅為翼緣板及橫隔 g2- g1);第四施工階段,結(jié)構(gòu)體系為連續(xù)梁,自 g3。 梁接頭重力,此時(shí)去邊梁跨中截面荷載集度( 重作用荷載為橋梁二期結(jié)構(gòu)自重作用荷載,即 第一施工階段結(jié)構(gòu)自重作用內(nèi)力 g1計(jì)算。此時(shí)對(duì)于中跨和邊跨的計(jì)算跨徑均為29m 第一施工階段為簡(jiǎn)支梁,按均布荷載為 具體計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 3-4。 表3-4第一施工階段邊、中梁自重作用內(nèi)力計(jì)算結(jié)果 截面位置 邊梁 中梁 剪力(kN) 彎矩(kN m) 剪力(kN ) 彎矩(kN m) 左邊支點(diǎn) 445.59 0 425.29 0 變化點(diǎn) 3
17、96.42 673.60 378.36 642.91 1/4邊跨 222.79 2422.87 212.64 2312.49 1/2邊跨 0 3230.49 0 3083.32 3/4邊跨 -222.79 2422.87 -212.64 2312.49 變化點(diǎn) -377.98 905.92 -360.76 864.65 臨時(shí)支點(diǎn)左 -445.59 0 -425.29 0 臨時(shí)支點(diǎn)右 7.68 0.96 -5.87 0.92 中支點(diǎn)左 0 0 0 0 中支點(diǎn)右 0 0 0 0 臨時(shí)支點(diǎn)左 -7.68 0.96 5.87 0.92 臨時(shí)支點(diǎn)右 445.59 0 425.29 0 變化點(diǎn) 377.9
18、8 905.92 360.76 864.65 1/4中跨 222.79 2450.48 212.64 2312.49 1/2中跨 0 3229.53 0 3083.32 由力法求出贅余力(按 EI為常數(shù)),取簡(jiǎn)支梁基本結(jié)構(gòu)。其基本體系如圖 3-9 所示。 1 原結(jié)構(gòu) 1 I X X1 , 二1 X P 1 Mpa 第三、四施工階段自重作用內(nèi)力 圖3-9第三、四施工階段內(nèi)力計(jì)算示意圖 力法方程為: 11X112X2 (3-3 ) 21X122X2 2P (3-4 ) 由圖乘法可得各系數(shù)和自由項(xiàng): 11 I) h J 3EI (3-5 ) 1p i?(ll1 丄 ei 1| 2 |2 6EI (3
19、-6 ) 1 .2 8ql1 2, 2 1 ,2 8ql2 q(l13 l;) 24EI (3-7 ) 由對(duì)稱性知: 11 22, 12 21 1p 2P 解得: X1X2 11 22 q(l13 |;) 4EI(2L132) (3-8 ) 第三施工階段作用效應(yīng)和第四施工階段作用效應(yīng)同理, 中梁,有: 故將二者線性求和后一同計(jì)算。 對(duì)于 將帶入公式,得到: 截面內(nèi)力為: q (g2 g1) g3(32.14 29.32) 16.21 19.02kN/m x1 x21680.92kN m 同理,對(duì)于邊梁,有: M2X2M p (3-9 ) Mp 19.02 3022139.75kN q (g2
20、gi) g3 (32.14 30.73)16.21 17.62kN /m X1 x21557.19kN m 3-5所示。 Mp 1982.25kN m 由于全橋?qū)ΨQ,故只計(jì)算半橋各截面彎矩和剪力,計(jì)算結(jié)果如表 表3-5 第三、四施工階段中、邊梁各截面內(nèi)力 截面位置 邊梁 中梁 剪力(kN ) 彎矩(kN m) 剪力(kN ) 彎矩(kN m) 左邊支點(diǎn) 222.88 1.52 206.47 -1.41 變化點(diǎn) -192.46 330.88 178.29 306.52 1/4邊跨 85.07 1115.11 78.81 1033.03 1/2邊跨 -52.82 1232.01 -48.94 11
21、41.32 3/4邊跨 -190.72 349.17 -176.68 323.46 變化點(diǎn) -286.77 -856.49 -265.66 -793.45 臨時(shí)支點(diǎn)左 -328.61 -1533.42 -304.43 -1420.55 臨時(shí)支點(diǎn)右 -328.61 -1533.42 -304.43 -1420.55 中支點(diǎn)左 -338.12 -1700.1 -313.24 -1574.96 中支點(diǎn)右 285.39 -1700.1 264.39 -1574.96 臨時(shí)支點(diǎn)左 275.88 -1559.78 255.58 -1444.97 臨時(shí)支點(diǎn)右 275.88 -1559.78 255.58 -
22、1444.97 變化點(diǎn) 233.99 -998.86 216.77 -925.34 1/4中跨 142.74 -94.58 132.24 -87.62 1/2中跨 0.09 441.07 0.09 408.61 成橋狀態(tài)下各階段作用內(nèi)力組合 3-6所示。 經(jīng)過(guò)第一到第四施工階段,全橋已經(jīng)完全建立,進(jìn)入成橋狀態(tài)。下面將第一、三、四施工階 段由結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的內(nèi)力進(jìn)行線性組合,即得到成橋狀態(tài)下結(jié)構(gòu)自重的內(nèi)力結(jié)果如表 表3-6 第一、三、四施工階段邊、中梁各截面內(nèi)力組合 截面位置 邊梁 中梁 剪力(kN ) 彎矩(kN m) 剪力(kN ) 彎矩(kN m) 左邊支點(diǎn) 652.06 -1.41 648
23、.17 1.52 變化點(diǎn) 574.71 980.12 185.9 973.79 1/4邊跨 301.6 3455.9 297.71 3427.6 1/2邊跨 -48.94 4371.81 -52.82 4315.33 3/4邊跨 -399.47 2746.33 -403.36 2661.66 變化點(diǎn) -643.64 112.47 -647.53 8.16 臨時(shí)支點(diǎn)左 -750.02 -1420.55 -753.9 -1533.42 臨時(shí)支點(diǎn)右 -296.75 -1419.59 -334.48 -1532.5 中支點(diǎn)左 -313.24 -1574.96 -338.12 -1700.1 中支點(diǎn)右
24、264.39 -1574.96 285.39 -1700.1 臨時(shí)支點(diǎn)左 247.9 -1444.01 281.75 -1558.86 臨時(shí)支點(diǎn)右 701.17 -1444.97 701.17 -1559.78 變化點(diǎn) 594.75 -19.42 594.75 -134.21 1/4中跨 355.03 2362.86 355.38 2217.91 1/2中跨 0.09 3638.14 0.09 3524.39 附:由程序計(jì)算得到的成橋狀態(tài)下結(jié)構(gòu)自重作用內(nèi)力結(jié)果如表 3-7所示。 表3-7成橋狀態(tài)狀態(tài)下邊、中梁自重作用內(nèi)力 截面位置 邊梁 中梁 剪力(kN ) 彎矩(kN m) 剪力(kN )
25、彎矩(kN m) 左邊支點(diǎn) -622.25 -3.67 -622.25 -3.67 變化點(diǎn) -548.76 933.14 -548.76 933.14 1/4邊跨 -283.26 3337.68 -283.26 3337.68 1/2邊跨 55.73 4177.29 55.73 4177.29 3/4邊跨 394.72 2515.15 394.72 2515.15 變化點(diǎn) 609.69 164.84 609.69 164.85 臨時(shí)支點(diǎn)左 710.74 -1287.63 710.74 -1287.62 臨時(shí)支點(diǎn)右 710.74 -1287.63 710.74 -1287.62 中支點(diǎn)左 733
26、.71 -1648.74 733.71 -1648.73 中支點(diǎn)右 -689.01 -1648.74 -689.01 -1648.73 臨時(shí)支點(diǎn)左 -666.04 -1309.98 -666.04 -1309.97 臨時(shí)支點(diǎn)右 -666.04 -1309.98 -666.04 -1309.97 變化點(diǎn) -564.99 44.15 -564.98 44.15 1/4中跨 -344.5 2226.92 -344.5 2226.92 1/2中跨 0 3518.82 0 3518.81 (3)基礎(chǔ)沉降作用內(nèi)力計(jì)算 根據(jù)基礎(chǔ)實(shí)際變位作用及后期更換支座的需要,按照每個(gè)地基及基礎(chǔ)的最大沉降量的最不利 的荷載
27、組合進(jìn)行計(jì)算。 本橋分別考慮各種支座變位的組合,取其中最不利情況進(jìn)行控制設(shè)計(jì)。 本參數(shù)為:第1組不均勻沉降0.005m ;第2組不均勻沉降0.006m ;第3組不均勻沉降0.006m; 第4組不均勻沉降0.005m。具體計(jì)算過(guò)程由 midas程序進(jìn)行,計(jì)算結(jié)果如表3-8、3-9所示。 表3-8 邊、中梁基礎(chǔ)沉降作用內(nèi)力(maX) 截面位置 邊梁 中梁 剪力(kN ) 彎矩(kN m) 剪力(kN ) 彎矩(kN m) 左邊支點(diǎn) 7.86 0 7.86 0 變化點(diǎn) 7.86 13.26 7.86 13.26 1/4邊跨 7.86 61.17 7.86 61.17 1/2邊跨 7.86 122.3
28、5 7.86 122.35 3/4邊跨 7.86 183.52 7.86 183.52 變化點(diǎn) 7.86 222.31 7.86 222.31 臨時(shí)支點(diǎn)左 7.86 240.55 7.86 240.55 臨時(shí)支點(diǎn)右 7.86 240.55 7.86 240.55 中支點(diǎn)左 7.86 244.69 7.86 244.69 中支點(diǎn)右 15.89 244.69 15.89 244.69 臨時(shí)支點(diǎn)左 15.89 236.75 15.89 236.75 臨時(shí)支點(diǎn)右 15.89 236.75 15.89 236.75 變化點(diǎn) 15.89 201.78 15.89 201.78 1/4中跨 15.89 13
29、0.86 15.89 130.86 1/2中跨 15.89 75.58 15.89 75.58 表3-9邊、中梁基礎(chǔ)沉降作用內(nèi)力( min) 截面位置 邊梁 中梁 剪力(kN ) 彎矩(kN m) 剪力(kN ) 彎矩(kN m) 左邊支點(diǎn) -8.29 0 -8.29 0 變化點(diǎn) -8.29 -12.58 -8.29 -12.58 1/4邊跨 -8.29 -58.02 -8.29 -58.02 1/2邊跨 -8.29 -116.05 -8.29 -116.05 3/4邊跨 -8.29 -174.07 -8.29 -174.07 變化點(diǎn) -8.29 -210.87 -8.29 -210.87 臨
30、時(shí)支點(diǎn)左 -8.29 -228.16 -8.29 -228.16 臨時(shí)支點(diǎn)右 -8.29 -228.16 -8.29 -228.16 中支點(diǎn)左 -8.29 -232.1 -8.29 -232.1 中支點(diǎn)右 -15.89 -232.1 -15.89 -232.1 臨時(shí)支點(diǎn)左 -15.89 -224.15 -15.89 -224.15 臨時(shí)支點(diǎn)右 -15.89 -224.15 -15.89 -224.15 變化點(diǎn) -15.89 -189.18 -15.89 -189.18 1/4中跨 -15.89 -118.26 -15.89 -118.26 1/2中跨 -15.89 -62.98 -15.89
31、-62.98 334可變作用內(nèi)力計(jì)算 (1)溫度作用內(nèi)力計(jì)算 溫度作用次內(nèi)力應(yīng)力按公預(yù)規(guī)附錄 D所給公式計(jì)算: Nt = Aytyc Ec (3-10) Mt0 AytycEcey (3-11) 式中:Ay截面內(nèi)的單元面積 ty 單元面積內(nèi)溫差梯度平均值。均以正值帶入; a 混凝土線膨脹系數(shù),=0.00001 ; Ec 混凝土彈性模量; ey 單位面積重心至截面重心軸的距離,重心軸以上取正值,以下取負(fù)值。 P SC組合截 如圖3-10所示,利用midas程序進(jìn)行溫度的升、降作用計(jì)算時(shí),截面類型選擇 面。H和T的具體數(shù)據(jù)根據(jù)橋規(guī)表 4.3.12-3中查得混凝土鋪裝豎向溫差計(jì)算的溫差基數(shù): 升溫時(shí)
32、:T,14 C,T2 5.5 C,而降溫時(shí)溫度數(shù)值為升溫的-0.5倍。 =截面類型 r 般截面C? PC7組臺(tái) -面溫度 初始溫度;P EC Top L ni,TL 35.T2 a盤(pán)TH X/ H1.T1-f 亠1 Ecttarti 彈性sa h kH/i/E 線底脹焉軸0 1/C 呈者e頂 r 底 佑面 C 1卩 K1 叮 |0m H2 1 亞二1 |0m T1 !C T2 |o匚 + 11 荊料特性:席單元廠用戶定墳 添加j編輯I W蹤 Ro I Ref IBTmhi 卜I ur 圖3-10溫度作用參數(shù)設(shè)置 各參數(shù)意義及設(shè)置為: B在程序中選擇自動(dòng)考慮,并非是表中的數(shù)據(jù)。 H1, H2 :
33、 從梁截面參考位置到溫度變化點(diǎn)的距離。 T1, T2 : H1, H2處的溫度。 B :具有溫度差的寬度,不包含空心部分,即在箱型截面的腹板位置處,應(yīng)輸入腹板厚度之 和。本例寬度 T、H的數(shù)值向見(jiàn)表3-10 。 具有計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3-11、3-12 。 表3-10 T、H輸入數(shù)值 溫度 序號(hào) 到箱梁頂距離H(m) 溫度T(C ) 降溫 1 0.00 -7.00 2 0.10 -2.75 3 0.40 0.00 升溫 1 0.00 14.00 2 0.10 5.50 3 0.40 0.00 表3-11 溫度作用內(nèi)力計(jì)算結(jié)果(升溫) 截面位置 邊梁 中梁 剪力(kN ) 彎矩(kN m) 剪力(kN
34、 ) 彎矩(kN m) 左邊支點(diǎn) -25.27 0 -25.27 0 變化點(diǎn) -25.27 40.44 -25.27 40.44 1/4邊跨 -25.27 186.52 -25.27 186.52 1/2邊跨 -25.27 373.04 -25.27 373.04 3/4邊跨 -25.27 559.56 -25.27 559.56 變化點(diǎn) -25.27 677.85 -25.27 677.85 臨時(shí)支點(diǎn)左 -25.27 733.45 -25.27 733.45 臨時(shí)支點(diǎn)右 -25.27 733.45 -25.27 733.45 中支點(diǎn)左 -25.27 746.09 -25.27 746.09
35、中支點(diǎn)右 0 746.09 0 746.09 臨時(shí)支點(diǎn)左 0 746.09 0 746.09 臨時(shí)支點(diǎn)右 0 746.09 0 746.09 變化點(diǎn) 0 746.09 0 746.09 1/4中跨 0 746.09 0 746.09 1/2中跨 0 746.09 0 746.09 表3-12 溫度作用內(nèi)力計(jì)算結(jié)果(升溫) 截面位置 邊梁 中梁 剪力(kN ) 彎矩(kN m) 剪力(kN ) 彎矩(kN m) 左邊支點(diǎn) 12.64 0 12.64 0 變化點(diǎn) 12.64 -20.22 12.64 -20.22 1/4邊跨 12.64 -93.26 12.64 -93.26 1/2邊跨 12.6
36、4 -186.52 12.64 -186.52 3/4邊跨 12.64 -279.78 12.64 -279.78 變化點(diǎn) 12.64 -338.92 12.64 -338.92 臨時(shí)支點(diǎn)左 12.64 -366.72 12.64 -366.72 臨時(shí)支點(diǎn)右 12.64 -366.72 12.64 -366.72 中支點(diǎn)左 12.64 -373.04 12.64 -373.04 中支點(diǎn)右 0 -373.04 0 -373.04 臨時(shí)支點(diǎn)左 0 -373.04 0 -373.04 臨時(shí)支點(diǎn)右 0 -373.04 0 -373.04 變化點(diǎn) 0 -373.04 0 -373.04 1/4中跨 0
37、-373.04 0 -373.04 1/2中跨 0 -373.04 0 -373.04 (2)汽車荷載內(nèi)力計(jì)算 1)計(jì)算中、邊梁的荷載橫向分布系數(shù) 根據(jù)本橋具體截面情況, 汽車荷載內(nèi)力計(jì)算考慮橫向分布,按照剛接梁法計(jì)算荷載橫向分布 系數(shù)。而連續(xù)梁橋荷載橫向分布的簡(jiǎn)化實(shí)用計(jì)算方法是按等剛度原則,將連續(xù)梁的某一跨等代為 等跨度的等截面簡(jiǎn)支梁來(lái)計(jì)算荷載橫向分布系數(shù),所謂等剛度是指在跨中施加一個(gè)集中荷載或一 個(gè)集中扭矩,則連續(xù)梁和等代簡(jiǎn)支梁的跨中撓度或扭轉(zhuǎn)角彼此相等。本例為三跨連續(xù)箱梁橋,邊 跨與中跨之比為L(zhǎng)2/ Li 30 / 29.52 1 ,則可將此橋作為三跨連續(xù)梁來(lái)分析,計(jì)算跨徑取為30m 又
38、因每片箱梁僅在支點(diǎn)附近很小區(qū)域內(nèi)腹板、底板尺寸有所改變,仍可按近似等截面箱梁來(lái)考慮, 這樣帶來(lái)的計(jì)算誤差是很小的。綜上所述,本實(shí)例可簡(jiǎn)化為三跨等截面連續(xù)箱梁橋。由參考文獻(xiàn) 中F.Leonhardt的計(jì)算結(jié)果知,對(duì)等跨等截面連續(xù)梁等效簡(jiǎn)支梁抗彎慣性矩?fù)Q算系數(shù)為:邊跨 Cwi 1.425,中跨Cw2 1.827,而抗扭慣性矩不變。 邊跨荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算 a .邊跨等代簡(jiǎn)支梁主梁抗彎 (抗扭)慣性矩計(jì)算 三等跨等截面連續(xù)梁的邊跨按等剛度原則變換為等截面簡(jiǎn)支梁, 的抗彎,抗扭剛度仍彼此相等,只是大小發(fā)生變換,可按下式計(jì)算: 橫斷面步子不變,每片箱梁 I 1 iI (3-12) It1= iIt (
39、3-13) 式中:11* 邊跨的等剛度等截面簡(jiǎn)支梁的抗彎慣性矩; 1 抗彎慣性矩修正系數(shù); I連續(xù)箱梁一片主梁跨中截面抗彎慣性矩; Iti 邊跨的等剛度等截面簡(jiǎn)支梁的抗扭慣性矩; 1抗扭慣性矩修正系數(shù) It 連續(xù)梁一片主梁跨中截面抗扭慣性矩。 抗彎慣性矩已在毛截面幾何特性計(jì)算中給出,現(xiàn)補(bǔ)充抗扭慣性矩的計(jì)算。在連續(xù)箱梁(一片 主梁)跨中截面抗扭慣性矩計(jì)算時(shí),閉合截面以外的翼板可以忽略不計(jì),計(jì)算誤差在1%左右, 這樣主截面就簡(jiǎn)化成一個(gè)對(duì)稱梯形,如圖3-11所示。 黑步3(3-16 ) Q 圖3-11主梁抗扭慣性矩計(jì)算簡(jiǎn)化示意圖 (尺寸單位 cm) 抗扭慣性矩按下式計(jì)算: 4 2 I T d ds
40、t S1 2 2 S2h22sS1S2 2 一一一 tt1t2 (3-14 ) 式中符號(hào)如圖3-11中具體尺寸數(shù)據(jù)所示,其中: S1 158.2cm, g2 82cm,g 126.5cm, h0 122cm,t1 t? 18cm , t 17.5 cm , 將數(shù)據(jù)帶入公式,計(jì)算得: I T 158.282 2 1222 2 4 126.5 158.2 820.261 m 17.5 1818 又 11.425, I 0.268 108 m4 則邊跨的等剛度等截面簡(jiǎn)支梁的抗彎慣性矩為: I*1I1.42 5 0.268 1 08 0.382 1 08m4 b.計(jì)算剛度參數(shù)丫和B計(jì)算: 主梁抗彎剛度
41、與抗扭剛度比例參數(shù)丫和主梁與橋面的抗彎剛度比例參數(shù)B按下式計(jì)算: 22 (3-15 ) b15.8丄 b1 4GI IIt l 式中:E 混凝土彈性模量 混凝土剪切彈性模量 主梁抗彎慣性矩 It 主梁抗扭慣性矩 I1 單位寬度(沿橋縱向)的橋面板抗彎慣性矩 L 主梁的計(jì)算跨徑 di 翼板的懸出長(zhǎng)度; 對(duì)邊跨等跨度等截面簡(jiǎn)支主梁: I = |1=0.353X|08m4,l= Li=29.50m,bi=2.4m,d1=68.7cm,hi=0.209m,將數(shù)據(jù)帶入公式,計(jì) 算得: 5.8 0 0.261 2 240 2952 0.056 390半 29.52 0.687 0.209 3 0.007
42、c.主梁荷載橫向分布系數(shù)影響線n計(jì)算 查閱參考文獻(xiàn)公路橋梁荷載橫向分布計(jì)算所列剛接板、梁橋荷載橫向分布影響線表,根 據(jù)線性插值得表3-13所列的n值,并由此繪出圖3-12所示的荷載橫向分布影響線。由結(jié)構(gòu)的對(duì) 稱性,圖3-12僅示出1號(hào),2號(hào)梁的影響線。 表3-13 n值 梁號(hào) 3 Y P=1位置(主梁軸線) 1號(hào) 2號(hào) 3號(hào) 4號(hào) 1號(hào) 0.007 0.056 0.365 0.278 0.211 0.168 2號(hào) 0.007 0.056 0.278 0.275 0.243 0.211 3號(hào) 0.007 0.056 0.211 0.243 0.275 0.278 4號(hào) 0.007 0.056 0
43、.168 0.211 0.278 0.365 繪制邊梁和中梁影響線并進(jìn)行最不利組合加載,如圖 3-12.a、3.12.b 所示。 圖 3-12.a 1 號(hào)梁(邊梁)影響線 一 (車輛荷載尺寸單位 m) I.S1 i.e 1,3 L 1 ,A 1J1 1 三 p cl 0-1 ID un F* f c I rj 圖3-12.b 2 號(hào)梁(中梁)影響線 (車輛荷載尺寸單位 P 2 一:L.B 一 -l.J 一 一 EU 一 一 1, J 一 一 i.y 經(jīng)計(jì)算,得到: (邊梁) 的車輛荷載橫向分布系數(shù)為: mcqi 1 0.3800.3270.2900.2470.2180.190 2 0.826
44、(中梁)的車輛荷載橫向分布系數(shù)為: mcq2 1 -0.2790.2770.2750.2600.2460.227 2 0.782 中跨荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算 a .中跨等代簡(jiǎn)支梁主梁抗彎 (抗扭)慣性矩計(jì)算 計(jì)算原理同邊跨,計(jì)算結(jié)果如下: I;2I 1.827 0.268 1080.490 108m4 b .計(jì)算剛度參數(shù)丫和B計(jì)算: 主梁抗彎剛度與抗扭剛度比例參數(shù)丫和主梁與橋面的抗彎剛度比例參數(shù)B按下式計(jì)算: 對(duì)與中跨等跨度等截面簡(jiǎn)支主梁: I = l2=0.490l08m4,l=L2=30m,bi=2.4m,d1 =68.7cm,hi=0.209m將數(shù)據(jù)帶入公式,計(jì)算得: 5.8 0 0.26
45、1 2 240 3000 0.070 390警 30 0.687 0.209 3 0.008 C.主梁荷載橫向分布系數(shù)影響線n計(jì)算 查公路橋梁荷載橫向分布計(jì)算所列剛接板、梁橋荷載橫向分布影響線表,根據(jù)線性插 值得表3-14所列的n值,并由此繪出圖3-13所示的荷載橫向分布影響線。 由結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性,圖 3-13僅示出1號(hào),2號(hào)梁的影響線。 梁號(hào) Y P=1位置(主梁軸線) 1號(hào) 2號(hào) 3號(hào) 4號(hào) 1號(hào) 0.00 0.06 0.38 0.28 0.19 0.13 8 8 5 4 8 6 2號(hào) 0.00 0.06 0.28 0.28 0.24 0.19 8 8 4 0 1 8 繪制邊梁和中梁影響線并
46、進(jìn)行最不利組合加載,如圖 3-13.a、3.13.b 所示。 表3-14 n值 圖 3-13.a1號(hào)梁(邊梁)影響線(車輛荷載尺寸單位m 用一 :上L 2 2 2 L- 圖 3-13.b 號(hào)梁(中梁)影響線(車輛荷載尺寸單位 經(jīng)計(jì)算,得到: (邊梁)的車輛荷載橫向分布系數(shù)為: mcq1 1 -0.4020.3410.2970.2440.2070.167 2 0.829 (中梁)的車輛荷載橫向分布系數(shù)為: mcq2 1 0.2850.2820.2810.2620.2450.220 2 0.788 2)結(jié)構(gòu)基頻和沖擊系數(shù)計(jì)算 根據(jù)橋規(guī)條文說(shuō)明中4.3.2規(guī)定, 適用于連續(xù)梁橋的結(jié)構(gòu)基頻計(jì)算如下:
47、13.616 叵 2 |2 V瓦 (3-17) 23.651 叵 2 |2 V忑 (3-18) 式中:f1、 f2 基頻,Hz,計(jì)算連續(xù)梁沖擊力引起的效應(yīng)和剪力引起的效應(yīng)時(shí)用 連續(xù)梁沖擊力引起的負(fù)彎矩效應(yīng)時(shí),采用 fi,計(jì)算 l 計(jì)算跨徑,m。 E 混凝土的彈性, MPa。 mc 結(jié)構(gòu)跨中的單位長(zhǎng)度質(zhì)量,kg/m。 Ic 梁跨中截面慣性矩,m4。 本列均按邊梁成橋狀態(tài)考慮,有: f1 13.616(3.45 1010 0.268 2_V 29.67 103/9.81 4.21Hz 23.651 (3.45 1010 0.268 2_V 29.67 103/9.81 7.32Hz 按橋規(guī)中第4.
48、3.2規(guī)定,沖擊系數(shù)卩按下式計(jì)算: =0.17671n f 0.0157 (適用于 1.5Hz) 0.238 (均按中跨中梁計(jì)) 0.336 則:1=0.1767ln4.21 0.0157 2=0.17671 n 7.32 0.0157 用于正彎矩效應(yīng)和剪力效應(yīng): 11 0.2381.238 用于負(fù)彎矩效應(yīng)和剪力效應(yīng): 21 0.3361.336 另,根據(jù)橋規(guī)表 4.3.1-5. 三車道的橫向車道布置系數(shù)為 0.78。 3)汽車荷載效應(yīng)的計(jì)算 主梁汽車荷載的橫向分布系數(shù)確定之后,將汽車效應(yīng)乘以相應(yīng)的分布系數(shù)后,在主梁的內(nèi)力 影響線上最不利布載,可得主梁最大汽車荷載效應(yīng)內(nèi)力,計(jì)算公式為: Sp
49、(1)mi (Ryi qk i) (3-19) 式中:Sp 主梁最大汽車荷載內(nèi)力(彎矩或剪力) (1)汽車荷載的沖擊系數(shù); mi 荷載的橫向分布系數(shù)(此處已經(jīng)計(jì)入車道折減系數(shù)) 耳一一車道集中荷載的標(biāo)準(zhǔn)值; yi 主梁內(nèi)力影響線豎標(biāo)值; qk 車道荷載的均布標(biāo)準(zhǔn)值; i主梁內(nèi)力影響線中均布荷載所在的面積。 由于Li/ L21,在進(jìn)行移動(dòng)荷載分析時(shí)可以近似的看成等跨連續(xù)梁進(jìn)行分析計(jì)算,這樣就 可以用公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)一基本資料,查得影響線的最大值和各跨影響線的面積,從而根據(jù) 以上式計(jì)算汽車荷載的效應(yīng)。實(shí)際計(jì)算采用midas程序計(jì)算,結(jié)果如表 3-15、3.16所示。 表3-15 汽車荷載內(nèi)力(ma
50、x) 截面位置 邊梁 中梁 剪力(kN ) 彎矩(kN m) 剪力(kN ) 彎矩(kN m) 左邊支點(diǎn) 43.7 0 39.19 0 變化點(diǎn) 41.26 714.46 37.71 660.12 1/4邊跨 198.55 2144.37 155.49 2020.64 1/2邊跨 323.76 2561.34 292.92 2414.86 3/4邊跨 424.13 1480.98 400.39 1408.45 變化點(diǎn) 594.68 598.71 544.98 524.42 臨時(shí)支點(diǎn)左 666.36 315.81 600.28 302.67 臨時(shí)支點(diǎn)右 666.36 315.81 600.28 3
51、02.67 中支點(diǎn)左 666.36 323.58 600.28 307.65 中支點(diǎn)右 99.26 323.58 68.63 307.65 臨時(shí)支點(diǎn)左 99.26 297.17 68.63 282.09 臨時(shí)支點(diǎn)右 99.26 297.17 68.63 282.09 變化點(diǎn) 81.56 552.08 63.62 508.09 1/4中跨 157.9 1438.74 120.94 1371.7 1/2中跨 252.23 2180.44 220.55 2076.27 表3-16汽車荷載內(nèi)力(min) 截面位置 邊梁 中梁 剪力(kN ) 彎矩(kN m) 剪力(kN ) 彎矩(kN m) 左邊支點(diǎn)
52、 -613.1 0 -551.63 0 變化點(diǎn) -512.98 -61.69 -470.8 -57.42 1/4邊跨 -313.06 -277.74 -295.48 -268.65 1/2邊跨 -201.1 -550.92 -167.78 -540.69 3/4邊跨 -126.96 -857.51 -87.79 -818.27 變化點(diǎn) -59.52 -1336.24 -35.58 -1259.1 臨時(shí)支點(diǎn)左 -74.52 -1859.25 -43.24 -1803.57 臨時(shí)支點(diǎn)右 -74.52 -1859.25 -43.24 -1803.57 中支點(diǎn)左 -74.52 -2085.49 -43
53、.24 -2019.5 中支點(diǎn)右 -652.25 -2085.49 -586.14 -2019.5 臨時(shí)支點(diǎn)左 -652.25 -1952.75 -586.14 -1891.29 臨時(shí)支點(diǎn)右 -652.25 -1952.75 -586.14 -1891.29 變化點(diǎn) -575.1 -1525.36 -526.35 -1423.21 1/4中跨 -392.75 -1004.49 -369.38 -964.26 1/2中跨 -280.44 -697.5 -252.12 -681.59 335作用組合 (1)承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì) 按橋規(guī)橋規(guī)第4.1.5規(guī)定,公路橋涵結(jié)構(gòu)按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)持
54、久設(shè)計(jì)狀況 和短暫設(shè)計(jì)狀況應(yīng)采用作用的基本組合。 基本組合:永久作用的設(shè)計(jì)值和可變作用設(shè)計(jì)值相結(jié)合,作用基本組合的效應(yīng)設(shè)計(jì)值按下式 計(jì)算: m (3-20 ) Sud0S(Gi Gik ,Q1 LQ1K, c Lj QjQjk) i 1j 2 式中:Sud 承載能力極限狀態(tài)下作用基本組合的效應(yīng)設(shè)計(jì)值 S ()作用組合的效應(yīng)函數(shù); 0 結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù),按橋規(guī)表 4.1.5-1 規(guī)定的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全等級(jí)采用,對(duì)應(yīng)于 設(shè)計(jì)安全等級(jí)一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)分別取1.1 、1.0 、0.9。 Gi 第 i 個(gè)永久作用效應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù),按橋規(guī) 4.1.5-2 表采用; Gik 第 i 個(gè)永久作用的標(biāo)準(zhǔn)值; Q1 汽
55、車荷載效應(yīng)(含汽車沖擊力、離心力)的分項(xiàng)系數(shù), Q1 1.4 ; 采用車道荷載計(jì)算時(shí),取 Qik汽車荷載效應(yīng)(含汽車沖擊力、離心力)的標(biāo)準(zhǔn)值; Qj 在作用組合中除汽車荷載(含汽車沖擊力、離心力) 作用的分項(xiàng)系數(shù),取 Qj 1.4,但風(fēng)荷載的分項(xiàng)系數(shù)取 Qj 、風(fēng)荷載外的其他第 j 個(gè)可變 1.1; Qjk 在作用組合中除汽車荷載(包括汽車沖擊力、離心力) 標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值; 外的其他第 j 個(gè)可變作用的 c在作用組合中除汽車荷載效應(yīng)(含汽車沖擊力、離心力)外的其他可變作用的組合 系數(shù),取 c =0.75 ; cQjk 在作用組合中除汽車荷載(包括汽車沖擊力、離心力)外的其他第 的組合值; j
56、個(gè)可變作用 Lj 第 j 個(gè)可變作用的結(jié)構(gòu)是使用年限荷載調(diào)整系數(shù)。 2)正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì) 根據(jù)橋規(guī) 4.1.6 規(guī)定,公路橋涵結(jié)構(gòu)按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)依據(jù)不同的設(shè)計(jì)要 求,采用作用的頻遇組合或準(zhǔn)永久組合,并應(yīng)符合下列規(guī)定: 頻遇組合: 永久作用標(biāo)準(zhǔn)值與汽車荷載作用頻遇值、 其他可變作用準(zhǔn)永久值相結(jié)合。 作用頻 遇組合的效應(yīng)設(shè)計(jì)值按下式計(jì)算: m SfdS(Gik , i1 3-21 ) 式中: Sfd 作用頻遇組合的效應(yīng)設(shè)計(jì)值; f 1Q1k ,qj Q jk ) j2 qj 第 j 個(gè)可變作用的準(zhǔn)永久值系數(shù)。溫度梯度作用 1 0.8 ; f1 汽車荷載(含汽車沖擊力、離心力)的頻
57、遇值系數(shù),取 0.7; 準(zhǔn)永久組合:永久作用標(biāo)準(zhǔn)值與可變作用準(zhǔn)永久值相組合。作用準(zhǔn)永久組合的效應(yīng)設(shè)計(jì)值按 下式計(jì)算: m SqdS( Gik, i 1 (3-22) 式中:Sqd 作用準(zhǔn)永久組合的效應(yīng)設(shè)計(jì)值; qj 汽車荷載(不計(jì)汽車沖擊力)準(zhǔn)永久下式,取 0.4。 (3)配筋前作用內(nèi)力組合 應(yīng)用midas程序進(jìn)行作用組合時(shí),各項(xiàng)作用的荷載工況參數(shù)如表 3-17所示。 序號(hào) 工況名稱 描述 1 cSH 徐變二次 2 cD 恒荷載 3 SUM 收縮二次 4 M1 車道荷載 5 TP G1 溫度升 6 TP G2 溫度降 7 SM 支座沉降 8 cCR1 鋼束一次 9 cCR2 鋼束二次 表3-1
58、7 工況表 配筋前各作用的內(nèi)力組合方式詳見(jiàn)表 3-18。 表3-18 荷載組合表 基本組合 1:溫度為升溫,恒載取對(duì)結(jié)構(gòu)承載能力不利 0.55SM1+1.32(cD)+1.54 M1+1.155 TP G1 2:溫度為升溫,恒載取對(duì)結(jié)構(gòu)承載能力有利 0.55SM1+1.1(cD)+1.54 M1+1.155 TP G1 3 :溫度為降溫,恒載取對(duì)結(jié)構(gòu)承載能力不利 0.55SM1+1.32(cD)+1.54 M1+1.155 TP G2 4:溫度為降溫,恒載取對(duì)結(jié)構(gòu)承載能力有利 0.55SM1+1.1(cD)+1.54 M1+1.155 TP G2 頻遇組合: 5 :溫度為升溫 SM1+(cD)
59、+0.7M1+0.8 TP G1 6:溫度為降溫 SM1+(cD)+0.7M1+0.8 TP G2 準(zhǔn)永久組合: 7 :溫度為升溫 SM1+(cD)+0.4M1+0.8 TP G1 8:溫度為降溫 SM1+(cD)+0.4M1+0.8 TP G2 (表中剪力單位為 kN , 計(jì)算結(jié)果如表3-19所示,為了簡(jiǎn)潔,只給出半跨邊梁的計(jì)算結(jié)果。 彎矩單位為kN m o) 表3-19 配筋前邊梁內(nèi)力組合 截面 位置 內(nèi)力 分項(xiàng) 基本組合(不利) 頻遇組合 準(zhǔn)永久組合 溫度升 溫度降 溫度升 溫度降 溫度升 溫度降 左邊 支點(diǎn) 彎矩max -4.85 -4.85 -3.67 -3.67 -3.67 -3.
60、67 彎矩min -4.85 -4.85 -3.67 -3.67 -3.67 -3.67 剪力max -778.94 -735.16 -604.02 -573.69 -617.13 -586.8 剪力min -1799.29 -1755.51 -1079.93 -1049.6 -896 -865.67 變化 點(diǎn) 彎矩max 3797.92 3684.08 2344.13 2265.28 1996.53 1917.67 彎矩min 1835.9 1722.06 1420.81 1341.96 1450.92 1372.06 剪力max -625.06 -581.27 -486.3 -455.97
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