2015年桥梁工程课程设计指导书概述.doc

《桥梁工程》课程设计
指导书
钢筋混凝土简支梁桥设计
广州大学土木工程学院

内力计算方法
一、主梁内力计算
(一)恒载内力计算
计算恒载时,通常将跨内横隔梁的重量、桥面系的重量平均分配给各梁,因此,对于等截面梁桥的主梁,其计算荷载为均布荷载;在精确计算时,也可将恒载根据横向分布系数的计算原理进行横向分配的计算。
若简支梁承受的恒载集度为 g,恒载引起的任意截面弯矩Mx 和剪力Vx 分别为:
式中:
x—计算截面到支点截面的距离(m);
—计算跨径(m);
g—恒载集度(kN/m);
恒载内力计算时的恒载集度计算较为烦琐,应仔细读图,了解各部分的构造后,方可统计正确。
各主梁恒载计算及汇总表1-1
主梁断面
项目
计算式
单位
梁号
1
2、3
表中:
F——主梁截面积(m2)
主梁重量
kN/m
——横梁的片数、高度、宽度、净跨、容重;
——主梁片数;
——桥面净宽(m);
——分别为沥青混凝土、垫层混凝土的容重与厚度乘积。
横梁
分布于中梁的重量
kN/m
分布于边梁的重量
kN/m
桥面铺装重
kN/m
双侧人行道及栏杆重量
平均值
kN/m
合计
kN/m
(2)恒载内力计算表1-2
项目
计算式
单位
梁号
1
2、3
恒载
(见表3-1)
kN/m
弯矩M
跨处

跨中

剪力V
端点
kN
跨中
kN
0
0
(二)活荷载内力计算
(1)有关系数及人群荷载表1-3
项目
依据
数值
冲击系数
《桥规》(JTGD60-2004)
多车道折减系数
《桥规》(JTGD60-2004)

人群荷载
kN/m
(2)简支梁内力影响线面积表1-4
内力
影响线图形
影响线面积(m或m2)
(3)计算荷载横向分布系数
用杠杆法求支点截面的横向分布系数;用偏心压力法求跨中截面的横向分布系数。
(ⅰ)计算支点处的荷载横向分布系数m0
按杠杆法在图3上绘出①、②、③号主梁的荷载横向分布影响线,并在其上布载,分别计算出汽车、人群的m0q和m0r值。
(ⅱ)计算跨中的荷载横向分布系数mc
按偏心压力法在图上绘出①、②、③号主梁的荷载横向分布影响线,分别计算出汽车、人群的mcq和mcr值。
(4)计算主梁跨中活载弯矩
当计算简支梁跨中截面的最大弯矩和最大剪力时,可近似取用不变的跨中横向分布系数 m c 计算。
车道荷载由均布荷载和集中荷载组成,为求得最大的内力,将集中荷载作用于影响线纵标最大的位置处,均布荷载引起的内力为均布荷载值乘以相应的影响线面积。注意应考虑汽车冲击力的影响。
计算人群荷载引起的内力时,注意人群荷载集度按一侧人行道计算,这是因为在计算人群荷载的横向分布系数时按单侧人群计算的。
车道荷载:
人群荷载:
式中:
、—跨中截面由车道荷载、人群荷载引起的弯矩或剪力;
—汽车荷载冲击系数, 由桥梁自振频率确定;
ξ—多车道桥梁的汽车荷载折减系数;
、—跨中截面车道荷载、人群荷载的横向分布系数;
PK 和qk —车道荷载的集中荷载和均布荷载标准值。
—计算内力影响线纵标的最大值,也就是说,将集中荷载标准值作用于影响线纵标的最大的位置处,即为荷载的最不利布置;
—人群荷载集度;
Ω—跨中截面计算内力影响线面积;
mcq、mcr汇总表1-5
活载
梁号
支座m0
跨中mc
汽车
①
②
③
人群
①
②
③
100 900 100
①②③④⑤

100 10 220 220 220 220 110

图3 按杠杆法绘主梁的荷载横向分布影响线
100 900 100
①②③④⑤

100 10 220 220 220 220 110


图4 按偏心压力法绘主梁的荷载横向分布影响线
主梁跨中活载弯矩表1-6
活载
截面位置
梁号
mc
q
kN/m
m2
P
kN
y
弯矩()
车道荷载
①
②
③
①
②
③
人群荷载
①
②
③
①
②
③
(5)计算主梁活载剪力
(ⅰ)计算主梁跨中截面活载剪力
主梁跨中截面活载剪力表1-7
活载
截面位置
梁号
mc
q
kN/m
m2
P
kN
y
弯矩()
车道荷载
①
②
③
人群荷载
①
②
③
(ⅱ)计算主梁支点截面活载剪力
对于支点截面的剪力或靠近支点截面的剪力,需计入由于荷载横向分布系数在梁端区段内发生变化所产生