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1、1 基本资料基本资料1.1 公路等级：二级公路公路等级：二级公路1.2 主梁形式：钢筋混凝土主梁形式：钢筋混凝土 T 形简支形梁形简支形梁1.3 标准跨径标准跨径:20m1.4 计算跨径：计算跨径：19.7m1.5 实际梁长：实际梁长：19.6m1.6 车道数：二车道车道数：二车道1.7 桥面净空桥面净空桥面净空7m+20.75m 人行道1.8 设计依据设计依据（1） 公路桥涵设计通用规范（JTG D602004） ，简称桥规 。（2） 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004） ,简称 公预规 。（3） 公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ 124-85),简称基规
2、。2 具体设计具体设计2.1 主梁主梁的详细尺寸的详细尺寸主梁间距：1.7m主梁高度：h=（）l=（）20=1.821.1（m） （取 1.8）1 111 181 111 18主梁肋宽度：b=0.2m主梁的根数：（7m+20.75m）/1.7=52.2 行车道板的内力计算行车道板的内力计算考虑到主梁翼板在接缝处沿纵向全长设置连接钢筋,故行车道板可按两端固接和中间铰接的板计算。已知桥面铺装为 2cm 的沥青表面处治（重力密度为 23kN/m ）和平均 9cm3厚混泥土垫层（重力密度为 24kN/m ） ，C30T 梁翼板的重力密度为 25kN/m 。332.2.1 结构自重及其内力结构自重及其内
3、力（按纵向 1m 宽的板条计算）图 2-1 铰接悬臂板计算图示（尺寸单位：cm）每米延板上的恒载1g沥青表面处治： =0.021.023=0.46kN/m1gC25 号混凝土垫层： =0.091.024=2.16kN/m2gT 梁翼板自重：=（0.08+0.14）/21.025=2.75kN/m3g每延米板宽自重：g= +=0.46+2.16+2.75=5.37kN/m1g2g3g每米宽板条的恒载内力：弯矩：M=-gl =-5.370.71 =-1.35kN.mgmin,212 0212剪力：Q=gl =5.370.71=3.81kNAg02.2.2 汽车车辆荷载产生的内力汽车车辆荷载产生的内
4、力公路 II 级：以重车轮作用于铰缝轴线上为最不利荷载布置，此时两边的悬臂板各承受一半的车轮荷载下图：图 2-2 行车道板计算（尺寸单位：cm）后轴作用力 140KN 的着地长度为 a2=0.2m,宽度 b2=0.6m，铺装层的厚度H=0.09+0.02=0.11m 垂直行车方向轮压分布宽度为：a1=a2+2H=0.20+20.11=0.42m。b1=b2+2H=0.60+20.11=0.82m。最外两个荷载的中心距离 d=1.40m，则荷载对于悬臂根部的有效分布宽度：a=a +d+2l =0.42+1.4+20.71=3.24m10由于汽车荷载局部加载在 T 梁的翼板上，故冲击系数取 1+u
5、=1.292，则作用于每米宽板条上的弯矩为：M=-（1+ u）pmin,4(41 0blaP=-1.292）482. 071. 024. 342140（=-14.09kN.m作用于每米宽板条上的剪力为：Q=（1+u）=1.292=27.92kNAPaP 424. 341402 2.2.3 内力组合内力组合1.承载能力极限状态内力组合计算（基本组合）：M=1.2 M+1.4 M=1.2（-1.35）+1.4（-14.09）=-21.346kN.mudAgAcQ=1.2 Q+1.4 Q=1.23.81+1.427.92=43.66kNudAgAc所以，行车道板的设计内力为M=-21.346kN.m
6、udQ= 43.66kNud2.正常使用极限状态内力组合计算（短期效应组合）：M=M+0.7M=（-0.35）+0.7（-14.09）1.3=-8.94kN.m sdAgAcQ=Q+0.7Q=3.81+0.727.921.3=18.84kNsdsdAp2.3 主梁内力的计算主梁内力的计算2.3.1 结构自重效应计算结构自重效应计算由计算跨径 L=19.70m，结构重要性系数为 1.0，每侧栏杆机人行道构件重量的作用力为 5 kN/m（1） 结构自重集度主 梁：g =0.181.30+（0.08+0.14）/2（1.60-0.18）25=9.76 kN/m1横隔梁：边主梁: g =1.00-（0
7、.08+0.14）/2（1.60-0.18）/2 52216. 0*15. 0=0.624 kN/m70.1925C25 凝凝凝凝凝凝6凝12cm 凝2cm凝凝凝凝凝160160130148201601601007570075850图 2-3 简支 T 梁主梁和横隔梁简图（尺寸单位：cm）2 号梁：g =2g =1.248 kN/m1 22中主梁：g =2g =1.248 kN/m2 22桥面铺装层：g =0.027.0023+（0.06+0.12）724/5=3.67 kN/m 321栏杆和人行道：g =5=2.00 kN/m452合计：边主梁：g= g + g +2.00= 9.76+0.
8、624+3.67+2.00=16.054 kN/m122 号梁：g =9.76+1.248+3.67+2.00=16.678 kN/m1中主梁：=9.76+1.248+3.67+2.00=16.678kN/m2g结构自重内力计算：梁内各截面的弯矩 M 和剪力 Q 的计算式：M =. x-gx .=（l-x）x2gl 2x 2gxQ =-gx=（l-2x）x2gl 2g其中：L 为计算跨径X 为计算截面到支点的距离表 2-1 边主梁自重产生的内力截面位置 x剪力 Q（kN）弯矩 M（kN.m）X=019.7=158.13 2054.160X=l/4（19.7-2）=79.072054.16 47
9、 .19（19.7-）47 .192054.1647 .19=584.1X=l/2016.05419.7 =778.8812表 2-2 2 号梁自重产生的内力截面位置 x剪力 Q（kN）弯矩 M（kN.m）X=019.70=164.282678.160X=l/4 （）=82.14 2678.16 47 .1927 .19（） 47 .192678.1647 .197 .19=606.8X=l/2016.67819.7 =809.07812表 2-3 中主梁自重产生的内力内力内力截面位置 x剪力 Q（kN）弯矩 M（kN.m）X=0 19.70=164.282678.160X=l/4（）=82.
10、142678.16 47 .1927 .19（19.7-） 47 .192678.1647 .19=606.8X=l/2016.67819.7 =809.078122.3.2 汽车、人群荷载内力计算汽车、人群荷载内力计算（1）荷载横向分布的计算荷载横向分布系数 m 的计算公式：汽 车：m =n2q人 群：m =rr用杠杆原理法计算荷载位于靠近主梁支点时的荷载横向分布系数 m 。荷0载位于指点时 1 号梁相应汽车-II 级和人群荷载的横向分布系数，如图 1-2。人图 2-4 杠杆原理法计算横向分布系数（尺寸单位：cm）1 号梁：公路 II 级 m=n2=0.438q02875. 0人群荷载 m=
11、1.422r0r同样方法计算 2 、3 号梁梁端横向分布系数为:2 号梁：内力公路 II 级 m=0.500q0人群荷载 m= -0.422r0r3 号梁：公路 II 级 m=（0.938+0.250）/2=0.594q0人群荷载 m=0r0r 当荷载作用跨中时，1 号边主梁的横向分布系数：宽跨比=0.40.5.故用偏心压力法计算横向分布系数 mLB 80.1960. 1*5ca） 求荷载横向分布影响线竖标n=5 梁间距为 1.60 则:a +a =(21.60) +1.60 +0+(-1.60) +(-21.60) =25.60m2 12 5222221 号梁在 2 个边主梁处的横向影响线的
12、竖标值为：=+=0.6011 nia n112151 60.25)60. 1*2(2=-0.2015 niiaa n12121b）绘制荷载横向分布影响线，并按最不利布载，如图 1-3 所示。号号号号号号号号号号号号号人人人人图 2-5 刚性横梁法计算横向分布系数图示（尺寸单位：cm） c） 计算 m c1 号梁：汽-II:m=(0.522+0.395+0.177-0.005)/2=0.504cq人 群：m=0.620crr同样方法计算 2 、3 号梁的横向分布系数为:2 号梁：汽-II: m=0.455cq人 群：m=0.391cr3 号梁：汽-II: m=0.409cq人 群：m=0.171
13、2=0.342cr表 2-4 荷载横向分布系数汇总梁号公路-II 级人群跨中0.5040.6201支点0.4381.442续表 1-4跨中0.4550.3912支点0.500-0.422跨中0.4090.3423支点0.5940.000（2） 均布荷载和内力影响线的面积计算汽-II 均布荷载（kN/m）人群（kN/m）影响线面积（m 或 m）2影响线图示M 2L10.50.75=7.8753.00.75=2.25=48.512 81l27 .1981Q 2L7.8752.25=217 .1921 212.438Q07.8752.25=7 .191219.85注：10.5KN/m 为公路-I 级
14、车道荷载的均布荷载标准值；计算跨径小于 50m 时，人群荷载标准值为 3.0kN/m。（3）公路 II 级中集中荷载 P的计算K计算弯矩效应时：P=0.75180+=179.1kNK)57 .19(550180360计算剪力效应时：P=1.2179.1=214.92kNK注：当计算跨径在 5-50m 之间时，P用直线内插求得。K（4）计算冲级系数A=0.3902m I =0.066146m G=0.390225=9.76 kN/m2 c4G/g=9.76/9.81=0.995kN.s /m22C混凝土 E 取 310N/m30102f= 5.713Hz 3102210995. 0066146.
15、 01037 .19214. 32cc mEI l 1.5Hzf14Hz =0.1767lnf-0.0157=0.292则 1+=1.292（5）跨中弯矩 M1/2的计算因双车道不折减，故=1。代入下式得：S=（1+） m q+m P y 汽ckikiS= m q人cr表 2-5 公路 II 级产生的弯矩（kN.m）梁 梁号内力mc1+ukqkPky弯矩效应m c(1+)kqkPky1M1/20.50448.5147 .194.925823.132M1/2 0.45548.514.925743.123M1/2 0.4091.2927.87548.51179.14.925667.98表 2-6 人群荷载产生的弯矩（kN.m）梁号内力mcqry弯矩效应 m q cr1M1/20.62048.5167.672M1/20.39148.5142.683M1/20.3420.753.00=2.2548.5137.33按承载能力极限状态，结构重力对结构的承载能力不利时计算弯矩效应组合：=1.2S+1.4S+0.801.4SudS mi 1自重汽人表 2-7 跨中弯矩基本组合表（kN.m）梁号内力恒载人群汽车udS1M1/2778.8 67.67823.132162.732M1/2809.07 42.68743.122059.053M
