(完整版)主梁的作用效應(yīng)計(jì)算

1、3 主梁的作用效應(yīng)計(jì)算根據(jù)上述梁跨結(jié)構(gòu)縱、 橫截面的布置， 可分別求得各主梁控制截面 (一般取 跨中截面、 L/4 截面和支點(diǎn)截面)的永久作用效應(yīng)，并通過(guò)可變作用下的梁橋荷 載橫向分布系數(shù)和縱向內(nèi)力影響線， 求得可變荷載的作用效應(yīng)， 最后再進(jìn)行主梁 作用效應(yīng)組合。3.1 永久作用效應(yīng)計(jì)算3.1.1 永久作用集度1、預(yù)制梁自重(1) 跨中截面段主梁的自重(六分點(diǎn)截面至跨中截面，長(zhǎng)13m)G(i)= 0.8990 26X13= 303.86 (KN )( 2)馬蹄抬高與腹板變寬段梁的自重(長(zhǎng)5m)G(2)(1.6155+0.899)X 5X 26/2=117.60(KN)( 3)支點(diǎn)段梁的自重(

2、1.98m)G(3)= 1.6155 26X1.98= 83.17 (KN )( 4 )中主梁的橫隔梁中橫隔梁體積：0.17 (2.1 0.85-0.5 0.7 X0.15-0.5 0.2 0.19)= 0.2913 ( m3 )端橫隔梁體積：0.25 (2.3 0.66-0.5 0.51 0.1093)=0.3656(m3) 故半跨內(nèi)橫梁重力為：G(4)=( 2.5 0.2913+1 0.3656)26=28.44(KN)( 5)預(yù)制梁永久作用集度g1 =( 303.86+163.44+83.17+28.44 ) /19.98 =28.97 (KN/m)2、二期永久作用1 )中主梁現(xiàn)澆部分橫

3、隔梁： 一片中橫隔梁體積(現(xiàn)澆)0.17X 0.30 X 2.1=0.1071( m3 )一片端橫隔梁體積(現(xiàn)澆)0.25 X.30 X.3=0.1071 ( m3)故：G(5)= (5X).1071+2 X.1725) 26/39.96=0.57 ( KN/m )(2) 鋪裝12cm混凝土鋪裝0.12 13X25=39.00 (KN/m )6cm瀝青鋪裝0.06 13X21=16.38 ( KN/m )若將橋面鋪裝均攤給4片(中主梁)+2片(邊主梁)G(6)= (39+16.38) /6=9.23 (KN/m )(3) 欄桿一側(cè)防撞欄：(0.94 0.5-0.5(0.555+0.735) 0

4、.18-0.5 005 0.555) 26=5.19KN/m若將兩側(cè)防撞欄均攤給6片梁G(7) =5.91 2/6=1.97(KN/m)(4) 中主梁二期永久作用集度g2 =0.57+9.23+1.97=12.77 (KN/m )3.1.2永久作用效應(yīng)如圖3 1所示，設(shè)x為計(jì)算截面離左支座的距離，并令a =X/L主梁彎矩和剪力的計(jì)算公式：M =0.5 Xa-(a)2g( 3 1)Q =0.5 X( 1-2X ) Lg(3 2)永久作用計(jì)算表(表3 1)表3 1主梁永久作用效應(yīng)作用效應(yīng)跨中截面(=0.5)L/4截面(=0.25)支點(diǎn)截面(=0)一期彎矩（kn- m5507.924130.940.

5、00剪力（KN0.00282.46564.92二期彎矩（kn - m2427.901820.920.00剪力（KN0.00124.51249.02彎矩（kn - m7935.825951.860.00剪力（KN0.00406.87813.94圖3 1永久作用計(jì)算圖示3.2可變作用效應(yīng)計(jì)算3.2.1沖擊系數(shù)和車道折減系數(shù)按橋規(guī)432條規(guī)定，結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)與結(jié)構(gòu)的基頻有關(guān)，因此要先計(jì)21. mc算結(jié)構(gòu)的基頻。簡(jiǎn)支梁橋的基頻可采用下列公式估算：其中：mc Gg0.8990 26 1032382.67 (KN/m)9.81: 103.143.45 100.0.67342，3.22 (Hz) 2 39；

6、2382.67根據(jù)本橋的基頻，可計(jì)算出汽車荷載的沖擊系數(shù)為：0.17671n f 0.0157 0.247按橋規(guī)4.3.1條，當(dāng)車道大于兩車道時(shí)，需進(jìn)行車道折減，三車道應(yīng)折減22%，但折減不得小于兩車道布截的計(jì)算結(jié)果。本橋按三車道設(shè)計(jì)。因此在計(jì)算可變作用效應(yīng)時(shí)需進(jìn)行車道折減。3.2.2計(jì)算主梁的荷載橫向分布系數(shù)1、跨中的荷載橫向分布系數(shù)me如前所述，比為：本橋橋跨內(nèi)設(shè)五道橫隔梁，具有可靠的橫向聯(lián)系，且承重的長(zhǎng)寬L 39W 3 2B13所以可按修正的剛性橫梁法來(lái)繪制橫向影響線和計(jì)算橫向分布系數(shù)me(1) 計(jì)算主梁抗扭慣距可近似按下式計(jì)算:m(33)It =Ci b t；i 1式中：tz 相應(yīng)為單

7、個(gè)矩形截面的寬度和高度Ci 矩形截面抗扭剛度系數(shù)m梁截面劃分成單個(gè)矩形截面的個(gè)數(shù)對(duì)于跨中截面，翼緣板的換算平均厚度：丄 200 100.5 15 140ti=15.25200馬蹄部分的換算平均厚度：t；=40 20230圖3 2示出了 It的計(jì)算圖示，It的計(jì)算見(jiàn)表32(2) 計(jì)算抗扭修正系數(shù)對(duì)于本橋，主梁的間距相同，并將主梁近似看成等截面，則得:(3 4)1gl2T12E ai2Iii式中：G=0.4E ; L=39.00m ; lT =60.01098528=0.06591168m4 ; a1 =5.5m ;ia2 =3.3m ; a3=1.1m ; a4 =-1.1m ; a5=-3.3

8、m ; a6 =-5.5m ; lt =0.67344965m4.計(jì)算得：=1.0(3) 按修正的剛性橫梁法計(jì)算橫向影響線豎標(biāo)1ate62 at6式中：n 6; a22 (5.52 3.321.12)84.7(m2)t 1計(jì)算所得tj值見(jiàn)（表3 3）Fr圖32 It計(jì)算圖示（尺寸單位：cm）表32 It計(jì)算表分塊名稱bi ( cmtz (cm)bi/tzCj (cm)mIt= Cibit； (x103m4)i 1翼緣板22015.2514.431/32.60082腹板194.75209.740.3124.86096馬蹄58301.930.2253.523510.98528表3 3 tj值梁號(hào)t

9、1t2t3t4t5t610.52380.38100.23810.0952-0.0476-0.190520.38100.29520.20950.12380.0381-0.047630.23810.20950.18100.15240.12380.0952（4）計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)1號(hào)梁的橫向影響線和最不利布載圖式如圖 33所示 可變作用（汽車公路一I級(jí)）三車道：1mcq =丄 X ( 0.5238+0.4147+0.3303+0.2134+0.1290+0.0121)20.78=0.63611兩車道：mcq =丄 X （0.5238+0.4147+0.3303+0.2134+0.1290+0.01

10、21 =0.74502故取可變作用的橫向分布系數(shù)為：mcq =0.74502、支點(diǎn)截面的荷載橫向分布系數(shù)如圖34所示，按杠桿原理法繪制荷載橫向分布系數(shù)并進(jìn)行布載，1號(hào)梁汽車可變作用的橫向分布系數(shù)計(jì)算如下：1號(hào)梁A yk Wt.1 1 ,1圖3 3跨中的橫向分布系數(shù)me的計(jì)算圖示（尺寸單位：cm）圖34支點(diǎn)的橫向分布系數(shù)m0計(jì)算圖示（尺寸單位：cm）可變作用(汽車):moq =0.5 X( 1+0.18) =0.593、橫向分布系數(shù)匯總(見(jiàn)表24)表24 1號(hào)梁可變作用橫向分布系數(shù)可變作用類別mc公路一I級(jí)0.74500.593.2.3車道荷載的取值根據(jù)橋規(guī)4.3.1條，公路一I級(jí)的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)

11、值qk和集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值pk 為：qk=10.5KN/m計(jì)算彎矩時(shí) pk= 360 180 (39 5) 180316 KN50 5計(jì)算剪力時(shí) pk=316X1.2=379.2KN3.2.4計(jì)算可變作用效應(yīng)在可變作用效應(yīng)計(jì)算中，本橋?qū)τ跈M向分布系數(shù)的取值作如下考慮：支點(diǎn) 處橫向分布系數(shù)m0，從支點(diǎn)至第一根橫梁段，橫向分布系數(shù)從m0直線過(guò)渡到mc , 其余梁段均取mc。1、求跨中截面的最大彎矩和最大剪力計(jì)算跨中截面最大彎矩和最大剪力采用直接加載求可變作用效應(yīng)，圖35示出跨中截面作用效應(yīng)計(jì)算圖示，計(jì)算公式為：S mqkmpky(35)式中：S所求截面汽車標(biāo)準(zhǔn)荷載的彎矩和剪力q k車道均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值P

12、k車道集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值影響線上同號(hào)區(qū)段的面積y影響線上最大坐標(biāo)值可變作用(汽車)標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)Mmax =0.5 07450 10.5 3.75 39-0.5 （X22 &5 X0.5 0.0556+0.7450 316 9.75=3766.34KN mVmax=0.5 0.7450 10.5 0.5 19.5+0.5 0.22 6.5 10.5 0.0556+0.7450 379.2 0.5=178.97KN可變作用（汽車）沖擊效應(yīng)M =3766.34 0.191=719.37KN/mV =178.97 0.19仁34.18KN矩影響線J. - jLCL匕芒匕Pi.，_-F1圖35跨中截面計(jì)算圖示（

13、尺寸單位：m）2、求L/4截面的最大彎矩和最大剪力圖3 6為L(zhǎng)/4截面作用效應(yīng)的計(jì)算圖示圖36 L/4截面作用效應(yīng)計(jì)算圖（尺寸單位：m）可變作用（汽車）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)Mmax=0.5 為.7450 杓.5 系3125 39-0.5 （1.625+0.5416） 0.22 65 X0.5+0.7450 316 7.3125=2820.68KN/mVmax =0.5 0.7450 10.5 0.75 29.25-0.5 022 6.5 10.5 0.0556+0.745 379.2 60.75=297.26KN可變作用（汽車）沖擊效應(yīng)M =2820.68 0.191=538.751KN/mV =297.

14、26 0.191=56.78KN3、求支點(diǎn)截面的最大剪力丄9 :心圖37示出支點(diǎn)截面最大剪力計(jì)算圖式0.0556 |!C.745：圖3 7支點(diǎn)截面計(jì)算圖式（尺寸單位： m）可變作用（汽車）效應(yīng)Vmax =0.5 10.5 0.7450 1$9-0.5 10.5 0.22 6.5 (0.9444+0.0556) +379.2 0.8333 0.7450=380.44KN可變作用（汽車）沖擊效應(yīng)V =380.44 0.19 仁72.66KN3.3主梁作用效應(yīng)組合按橋規(guī)4.1.64.1.8條規(guī)定，將主梁的作用效應(yīng)組合匯總。見(jiàn)（表35） 表35主梁作用效應(yīng)組合序號(hào)何載類別跨中截面四分點(diǎn)截面支點(diǎn)截面MmaxVmaxMmaxVmaxMmaxVmax(KN -m)KN(KN -m)KN(KN -m)KN第一期永久作用5507.920.004130.94282.460.00564.92第二期永久作用2427.900.001820.92124.510.00249.02續(xù)上表總永久作用+7935.820.005951.86406.970.00813.94可變作用(汽車)公路-I級(jí)3766.34178.972820.68297.260.00380.44可變作用(汽車)沖擊719.3734.18538.7556.780.0072.66持久狀態(tài)的應(yīng)力計(jì)算 的可變作用標(biāo)準(zhǔn)值組