自锚式悬索桥毕业设计计算书.pdf

哈尔滨工业大学毕业设计 论文 i 摘要摘要 自锚式悬索桥作为一种特殊悬索桥桥型 在沉寂了多年之后 现在又重 新引起工程界的兴趣 它保留了传统的悬索桥桥型 以其优美的外形受到工 程师们的青睐 但此种桥型结构复杂 国内外对其研究的资料和成果也很 少 本文主要是对一座中等跨度的正在施工中的混凝土自锚式悬索桥 抚顺 万新桥进行设计和计算分析 1 理想索力的计算 悬索桥一般要求恒载作用下索力均匀 这样弯矩 和剪力就分布均匀 此桥主塔采用滑动索鞍以及有一定的预偏量 所以桥塔 在恒载作用下不受弯 调索时只需控制主梁的弯矩 使主梁弯矩尽量上下均 匀 可得吊索的理想索力 2 主梁的计算 自锚式悬索桥是将主缆直接锚固于加劲梁的两端 所 以求得的主梁的轴力很大 主梁的纵向只需配置普通钢筋 3 桥面板的计算 桥面板为双向板 按双向板求内力配筋 关键词关键词 混凝土 自锚式 悬索桥 设计 哈尔滨工业大学毕业设计 论文 ii abstract as a particular kind of suspension bridge self anchored suspension bridge has made an appearance in field of engineering after years dreariness preserving shape of traditional suspension bridge it causes the engineer s favor by its elegant figure howener due to complexity of its structure there are little research data or achievement at home and abroad this paper has put emphasis on design and computational analysis to a middle span concrete self anchored suspension bridge in construction fu shun wan xin bridge are done 1 calculation of the reasonal force of cable the suspension bridge is commonly required the force of cable are uniformity when the dead load acted on the bridge then the shear and bending moment will distribute uniformly the tower of this bridge adopts a sliping saddle and there are some declinations therefore the bridge tower doesn t has bending moment when the dead load acted on the bridge when we adjust the force of the cable we just need control the bending moment of the girder if the distribution of the girder bending moment is uniformly the force of the cable is the reasonal force of cable 2 calculation of girder self anchored suspension bridge the cable anchored at the two ends of the girder directly so the axial force of the girder is very great therefore the girder only need ordinary reinforcing bar 3 calculation of deck slab the deck slab is two way slab wo need calculate the deck slab according to the two way slab keywords concrete self anchored suspension bridge design 哈尔滨工业大学毕业设计 论文 iii 目录目录 摘要 i abstract ii 第 1 章 绪论 1 1 1 课题背景 1 1 1 1 自锚式悬索桥的发展概况 1 1 1 2 自锚式悬索桥的特点 2 1 1 3 设计的主要内容 3 第 2 章 总体设计和构造形式的选择 4 2 1 大桥概况 4 2 2 总体设计及构造形式的选择 4 2 2 1 结构体系 4 2 2 2 构造形式 4 2 3 主桥施工方法 5 第 3 章 理想索力的计算 6 3 1 恒载集度计算 6 3 2 吊索的理想索力计算 6 3 3 索力调整的分析 7 3 3 1 静载作用下索力调整的分析 7 3 3 2 考虑活载作用索力调整的分析 9 第 4 章 主梁内力计算 11 4 1 恒载内力计算 11 4 2 活载内力计算 15 4 2 1 横向分布系数计算 23 4 2 2 活载内力计算 24 4 3 温度内力计算 28 4 4 收缩 徐变 29 4 5 荷载组合画内力包络图 29 第 5 章 主梁配筋计算 36 5 1 本章小结 36 5 2 截面配筋 36 哈尔滨工业大学毕业设计 论文 iv 5 3 截面验算 41 5 3 1 垂直于弯矩作用平面内的截面复核 41 5 3 2 弯矩作用平面内的截面复核 42 5 4 应力验算 44 5 5 挠度验算 50 第 6 章 横梁及桥面板计算 51 6 1 横梁计算 51 6 1 1 预应力损失计算 52 6 1 2 应力验算 55 6 1 3 截面强度验算 59 6 2 桥面板计算 60 结论 66 致谢 67 参考文献 68 附录 1 69 附录 2 76 哈尔滨工业大学毕业设计 论文 1 第第1章 绪论章 绪论 1 1 课题背景课题背景 1 1 1 自锚式悬索桥的发展概况自锚式悬索桥的发展概况 1 1 1 1 前言 前言 自锚式悬索桥不同于一般的悬索桥 它不需要庞大的锚 碇 而是把主缆直接锚固到桥面板或加劲梁的两端 由它们来承担主缆中的 水平力 因此 端部支撑只需承担拉索的竖向分力 这给不方便建造锚碇的 地方修建悬索桥提供了一种解决方法 过去建造的自锚式悬索桥加劲梁大多采用钢结构 2002 年 7 月在大连 建成了世界上第一座钢筋混凝土材料的自锚式悬索桥 金石滩金湾桥 为该 类桥型的研究提供了宝贵的经验 1 1 1 2 历史发展 历史发展 19 世纪后半叶 奥地利工程师约瑟夫 朗金和美国 工程师查理斯 本德分别独立构思出自锚式悬索桥的造型 本德于 1867 年 申请了专利 朗金于 1870 年在波兰建造了一座小型的铁路自锚式悬索桥 20 世纪初期自锚式悬索桥在德国兴起 1915 年 德国在科隆的莱茵河 上建造了第一座大型自锚式悬索桥 科隆 迪兹桥 主跨 185m 世界各 国的工程师都认为该桥是一种创新 在它建成的 15 年里影响了其它桥梁的 设计 于 1929 年在德国建成的科隆 米尔海姆桥 主跨 315m 是当时欧 洲跨径最大的悬索桥 此桥虽于 1945 年被毁 但它至今仍然保持着自锚式 悬索桥的跨径记录 在 20 世纪 30 年代 工程师们认为自锚式悬索桥加劲梁 中的轴力将使该种桥梁的受力性能接近于弹性理论 所以这段期间美国和德 国修建了许多座自锚式悬索桥 1 1 1 3 现代自锚式悬索桥 现代自锚式悬索桥 1990 年修建的日本此花大桥 又名大阪北 港桥 是自 1954 年以来修建的第一座大型自锚式公路悬索桥 跨径 300m 韩国永宗大桥是世界上第一座双层行车的公铁两用自锚式悬索桥 其结构造型和尺寸都与此花大桥很相似 此外 还有美国旧金山 奥克兰海 湾新桥 韩国sorok桥 爱沙尼亚muhu岛桥等都是自锚式悬索桥 自锚式悬索桥在我国修建较少 而且这种桥型在国内的发展也较落后 于国外 2002 年在大连建成了世界上第一座加劲梁采用钢筋混凝土材料的 哈尔滨工业大学毕业设计 论文 2 自锚式悬索桥 使这种桥型在我国也得到发展 至目前为止 国内外自锚式 悬索桥已修建了 20 余座 1 1 2 自锚式悬索桥的特点自锚式悬索桥的特点 自锚式悬索桥的主缆直接锚固在加劲梁的两端 所以它有其自身的特 点 1 1 2 1 自锚式悬索桥的优点自锚式悬索桥的优点 1 不需要修建大体积的锚碇 可以在地质条件差的地方修建 2 因受地形限制小 可结合地形灵活布置 既可做成双塔三跨的悬索 桥 也可做成单塔双跨的悬索桥 3 保留了传统悬索桥的外形 桥梁外形美观 4 采用混凝土加劲梁的自锚式悬索桥 1 钢筋混凝土加劲梁由于承受主缆传递的压力 刚度会提高 可节省 大量预应力构造及锚具 同时也克服了钢在较大轴向力下容易压屈 的缺点 2 克服了以往自锚式悬索桥用钢量大 建造和后期维护费用高的缺 点 能取得很好的经济效益和社会效益 3 采用钢筋混凝土材料造价低 结构合理 桥梁外形美观 所以不仅 局限于在地基很差 锚碇修建困难的地区修建 自锚式悬索桥是一种在中小跨径上很有竞争力的方案 1 1 2 2 自锚式悬索桥的缺点自锚式悬索桥的缺点 1 由于主缆直接锚固于加劲梁上 梁承受了很大的轴向力 为此需加 大梁的截面 对于钢结构的加劲梁会明显增加造价 对于混凝土梁 则增加了主梁自重 从而增加了主缆用钢量 所以这种桥型的跨径 是受限的 2 施工步骤受到限制 主缆锚固于主梁上 所以必须在主梁 主塔做 好之后再吊装主缆 安装吊索 因此需要搭建大量临时支架以安装 主梁 所以自锚式悬索桥若跨径增大 其额外的施工费用就会增 多 3 锚固区局部受力复杂 哈尔滨工业大学毕业设计 论文 3 1 1 3 设计的主要内容设计的主要内容 了解自锚式悬索桥的结构形式及结构特点 掌握这类桥梁的结构计算 方法 包括静载索力计算 主梁内力计算 温度梯度计算 配筋计算等 熟 练运用各种程序进行桥梁设计计算 熟悉计算机绘图 提高桥梁设计的能 力 1 1 3 1 静载索力计算静载索力计算 熟练掌握struct程序 建立静载索力计算模型及 索力调整模型 利用程序求得结构在静载作用下的索力 1 1 3 2 主梁内力计算主梁内力计算 学习ansys程序 建立成桥模型 求得主梁分别 在恒载 活载 温度作用下的内力 再进行内力组合 画出主梁的内力包络 图 1 1 3 3 主梁配筋计算主梁配筋计算 由于主梁承受很大的轴向力 相当于提供了免 费的预应力 只需配普通钢筋 按偏心受压构件进行主梁配筋计算并验算 1 1 3 4 绘图绘图 绘制桥型布置图 结构图 配筋图 哈尔滨工业大学毕业设计 论文 4 第第2章 总体设计和构造形式的选择章 总体设计和构造形式的选择 2 1 大桥概况大桥概况 万新大桥位于抚顺市区东部 跨越浑河 道路等级为城市主干道 机 动车道为双向 6 车道 横断面布置形式为 2 5m 人行道 3 5m 非机动车道 2 5m 索区 24m 机动车道 2 5m 索区 3 5m 非机动车道 2 5m 人行道 41m 万新大桥全长 476 15m 跨径布置为 35 18 15 70 160 70 15 16 24 29 15 24 m 其中主桥为自锚式钢筋混凝土悬索桥 长度 330m 跨径为 15 70 160 70 15 m 南岸引桥为 35 18 m 两跨预应力混凝土箱 梁 北岸引桥为 16m 跨径预应力混凝土简支空心板和 24 29 15 24 m 三 跨预应力混凝土箱梁 2 2 总体设计及构造形式的选择总体设计及构造形式的选择 2 2 1 结构体系结构体系 主桥为双索面自锚式混凝土悬索桥 主跨 160m 边跨 70m 边主跨之 比 1 2 29 锚固跨 15m 全长 15 70 160 70 15 330m 主梁为单箱五室 箱梁 主缆中心距 26 5m 单位 图 2 1 主桥平面图 2 2 2 构造形式构造形式 主梁采用钢筋混凝土箱梁 箱梁标准端面为单箱五室 梁宽 41m 梁 哈尔滨工业大学毕业设计 论文 5 中心高度 2 5m 设双向 1 5 横坡 箱梁顶板厚 20cm 底板厚 18m 边腹板 厚 50cm 中间腹板厚 40cm 箱梁内每 5m 设一道横梁 横梁中间厚度 40cm 端部加厚为 95cm 横梁内配置 54 根 15 24mm 钢绞线预应力束 分两束布 置 索区非机动车道 人行道 机动车道 索区非机动车道人行车道 单位 图 2 2 主梁横断面图 索塔上设置装饰性避雷针 使门式塔形成富于变 化且高而挺拔的 h 型刚性桥塔 主塔采用矩形截面 尺寸 2 5m 3 5m 上横梁采用由两条曲线组成的变截 面梁 塔柱为实体截面 上下横梁为箱形截面 基础 采用扩大基础 边墩采用钢筋混凝土双圆柱墩 直径 2 0m 基础采用扩大基础 主缆与主梁的夹角为 8 度 失跨比采用 1 6 主 缆直径 54 3cm 由 85 根 54mm 镀锌钢丝绳组成 钢丝 标准强度为 1960mpa 主缆由单根连续的钢丝绳绕过全 图 2 3 主塔 部索鞍形成 吊杆沿顺桥向间距 5m 吊杆采用 121 7 1mm 镀锌高度平行 钢丝 强度为 1670mpa 2 3 主桥施工方法主桥施工方法 首先施工主塔及边墩扩大基础 爬模施工塔柱和边墩 同时施工临时 墩 安装贝雷桁架 立模浇筑锚固跨 安装塔顶索鞍和梁上索鞍 架设主 缆 同时在支架上施工主跨和边跨主梁 主缆和主梁完成后 张拉主梁内横 向预应力筋 安装索夹 并张拉吊杆使主梁脱模 张拉吊杆过程中需顶推塔 顶索鞍 引桥主梁同步施工完毕后 进行全桥桥面铺装 护栏 伸缩缝等施 工 单位 哈尔滨工业大学毕业设计 论文 6 第第3章 理想索力的计算章 理想索力的计算 3 1 恒载集度计算恒载集度计算 在 cad 中求得主梁面积 惯性矩 由面积及容重可求得一期 二期恒 载集度 计算列于表 3 1 表 3 1 恒载集度计算表 面积 2 m 容重 3 kn m 集度 kn m 主梁 16 052 26 417 352 桥面铺装 2 64 混凝土垫层 25 66 1 44 沥青层 23 33 12 索区 6 057 0 95 57 2 300 25 54 665 横梁 8 4096 0 4 5 61 300 26 88 9175 8 0496 0 55 61 600 26 12 226 斜承 5 298 0 95 61 2 300 25 21 545 侧立板 0 6554 0 95 61 2 300 25 6 326 人盖板 1 2 2 26 62 4 人行道 0 23 2 25 11 5 非机道 0 21 2 23 9 66 栏杆 12 总荷载集度 q 795 7154kn m 3 2 吊索的理想索力计算 吊索的理想索力计算 悬索桥的理想索力的计算和斜拉桥类似 主要采用不可压缩或拉伸的 结构了计算静载内力 最方便直观的方法就是将主缆和吊索切断 用力代 替 具体计算方法如下 忽略主缆对主梁的轴向作用 只取主梁为计算构件 原吊杆作用位置 用一个竖向支撑代替 静力计算后 原吊索处的支反力就接近于理想索力 计算模型如图 3 1 所示 用 struct 程序进行计算 可求得原吊索处的各支 撑的支反力 所得支反力就接近于理想索力 见表 3 2 哈尔滨工业大学毕业设计 论文 7 图 3 1 索力计算模型 表 3 2 原吊索处支反力 吊索编号 索力 kn 吊索编号 索力 kn 吊索编号 索力 kn 3 4511 605 44 3978 6182 3978 451 5 3835 752 46 3978 56884 3979 045 7 4016 847 48 3978 57986 3976 832 9 3968 322 50 3978 57688 3985 091 11 3981 327 52 3978 57790 3954 265 13 3977 832 54 3978 57792 4036 726 15 3978 808 56 3978 57797 4036 726 17 3978 399 58 3978 57799 3954 265 19 3979 059 60 3978 577101 3985 092 21 3976 828 62 3978 577103 3976 828 23 3985 092 64 3978 577105 3979 059 25 3954 265 66 3978 577107 3978 399 27 4036 726 68 3978 577109 3978 808 32 4036 726 70 3978 577111 3977 832 34 3954 265 72 3978 577113 3981 327 36 3985 091 74 3978 576115 3968 322 38 3976 832 76 3978 579117 4016 847 40 3979 045 78 3978 568119 3835 752 42 3978 451 80 3978 61121 4511 605 3 3 索力调整的分析索力调整的分析 3 3 1 静载作用下索力调整的分析 静载作用下索力调整的分析 由于主塔采用滑动索鞍以及有一定的预偏量 可以使桥塔在恒载作用 下不受弯 调索时只需控制主梁的弯矩 使主梁弯矩尽量上下均匀 哈尔滨工业大学毕业设计 论文 8 050100150200250300 050100150200250300 050100150200250300 将得到的初始索力读入 struct 程序 建模时忽略吊杆单元 模型见图 3 2 将初始吊索力按节点荷载加在原吊索两端 经过计算可得到主梁 主 缆等的内力 而实际的吊索力就是读入的初始索力 调整时根据主梁的弯矩 图来调整读入的初始索力值 直到主梁的内力满足要求为止 图 3 2 索力调整模型 将表 3 2 中的初始索力读入 struct 程序 可得主梁内力图 见图 3 3 所示 3488 328 3488 328 m 弯矩图 单位 kn m 1500 1990 q 剪力图 单位 kn 92344 n 轴力图 单位 kn 图 3 3 主梁恒载内力图 哈尔滨工业大学毕业设计 论文 9 由于主梁在恒载及读入的初始索力作用下的内力图较均匀 则认为读 入的表 3 2 中的初始索力即为吊索在恒载作用下的理想索力 3 3 2 考虑活载作用索力调整的分析 考虑活载作用索力调整的分析 考虑恒载和活载叠加后的效果 可以用恒载的应力抵消一部分活载产 生的应力 即使主梁在恒载作用下的跨中弯矩为负而支点处的弯矩为正 反 复调整读入的索力值 直到主梁内力满足要求为止 调整后吊索的理想索力 见表 3 3 表 3 3 吊索的理想索力 考虑活载作用 吊索编号 索力 kn 吊索编号索力 kn 吊索编号 索力 kn 3 4511 605 44 3978 6182 3978 451 5 3835 752 46 3978 56884 3979 045 7 4016 847 48 3978 57986 3976 832 9 3968 322 50 3978 57688 3985 091 11 3981 327 52 3978 57790 3954 265 13 3977 832 54 3978 57792 4036 726 15 3978 808 56 3978 57797 4036 726 17 3978 399 58 3978 57799 3954 265 19 3979 059 60 3978 577101 3985 092 21 3976 828 62 3978 577103 3976 828 23 3985 092 64 3978 577105 3979 059 25 3954 265 66 3978 577107 3978 399 27 4036 726 68 3978 577109 3978 808 32 4036 726 70 3978 577111 3977 832 34 3954 265 72 3978 577113 3981 327 36 3985 091 74 3978 576115 3968 322 38 3976 832 76 3978 579117 4016 847 40 3979 045 78 3978 568119 3835 752 42 3978 451 80 3978 61121 4511 605 调整后主梁的内力见图 3 4 这时主梁的弯矩不均匀 吊索力也比不 考虑活载的情况稍大一些 但叠加活载后产生的应力可抵消一部分活载产生 的不利应力 从而使结构的总体受力更合理 哈尔滨工业大学毕业设计 论文 10 050100150200250300 050100150200250300 050100150200250300 21257 21005 m 弯矩图 单位 kn m 9667 9341 20517 2973 2916 3694 q 剪力图 单位 kn 3685 2919 2964 95513 n 轴力图 单位 kn 图 3 4 主梁恒载内力图 哈尔滨工业大学毕业设计 论文 11 第第4章 主梁内力计算章 主梁内力计算 4 1 恒载内力计算 恒载内力计算 用 ansys 程序建立成桥模型并进行计算 模型共 210 个节点 265 个 单元 主梁 主塔单元类型为 beam3 主缆和吊索单元类型为 link10 主缆 吊索的初应变由主缆内力及吊索的理想索力反求得到 主缆线型为二次抛物 线 模型如图 4 1 所示 13456789 10 11 12 13 14 15 16217 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 5960 6162 6364 65 6667 68 69 70 71 727374 75 76 77 78 7980 8182 838485 8687 88899091 9293 9495 96 97 98 99 100101 102 103 104105 106107 108109 110111 112113114 115116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139140 141 142143144 145 146147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 图 4 1 主梁计算模型 在调整模型的过程中发现 主缆线型对吊索内力的影响非常大 反复 调整主缆线型 使恒载作用的下吊索内力接近与理想索力 于是可得主缆线 型方程为 左边跨 2 0 0042943141 428835077117 7031966yxx 右边跨 2 0 0042943141 428835077117 7031966yxx 中间跨 2 0 0041666674 213333333yx 主跨跨中为原点 由程序计算可得主梁的恒载内力 弯矩值列于表 4 1 剪力值列于表 4 2 内力图见图 4 2 表 4 1 主梁恒载弯矩 n m 节点号 弯矩 节点号 弯矩 节点号 弯矩 1 1 99e 07 42 1787140 3782 4305344 74 2 383616 921 43 1916232 783 3120201 9 3 4230362 4 44 508190 1684 7036547 62 4 3400359 8 45 4097743 985 5955297 1 5 7567953 4 46 2571607 386 9969905 72 6 6294142 8 47 604306787 8986918 1 哈尔滨工业大学毕业设计 论文 12 7 10017929 48 4395035 388 13093732 1 8 8303412 7 49 7744599 989 12202949 9 9 11586493 50 597135690 16395498 2 10 9434888 8 51 9195708 491 15590450 3 11 12280881 52 729442892 19861854 5 12 9696306 4 53 1039074493 19135662 6 13 12109328 54 8359104 694 18289456 1 14 9096396 1 55 1132506295 12445653 3 15 11081060 56 9161249 396 11982935 16 7644859 7 57 1199503397 6522620 46 17 9206255 4 58 9697748 598 6450981 07 18 5352342 7 59 1239806099 1381745 44 19 6496026 2 60 9966520 1100 1708478 8 20 2230410 9 61 12532577101 2962384 1 21 2962391 8 62 9966521 4102 2230399 5 22 1708475 7 63 12398062103 6496011 2 23 1381746 92 64 9697752 4104 5352325 24 6450988 11 65 11995039105 9206235 1 25 6522633 05 66 9161255 8106 7644837 5 26 11982954 1 67 11325069107 11081036 27 12445679 68 8359113 6108 9096371 3 28 18289385 6 69 10390754109 12109303 29 19135496 70 7294439 7110 9696280 7 30 19861790 5 71 9195721 3111 12280855 31 15590488 6 72 5971370 3112 9434864 32 16395535 3 73 7744615 5113 11586469 33 12202985 8 74 4395052 2114 8303390 5 34 13093766 8 75 6043085 1115 10017908 35 8986951 51 76 2571626 7116 6294125 36 9969937 88 77 4097764 6117 7567938 2 37 5955328 78 508212 16118 3400348 38 7036577 26 79 1916256119 4230354 39 3120230 27 80 1787115 82120 383621 142 40 4305371 85 81 492891 338121 1 9866e 07 41 492917 171 哈尔滨工业大学毕业设计 论文 13 表 4 2 主梁恒载剪力 n 节点号 剪力 节点号剪力 节点号剪力 1 1152966 42 481830 82 525462 2 846072 5 43 1562736 83 2566058 3 1331520 44 436302 2 84 567019 4 667518 2 45 1609974 85 2605363 5 1509043 46 389064 6 86 606324 6 489995 47 1658732 87 2642245 7 1685326 48 340306 6 88 643206 8 313712 9 49 1708817 89 2676539 9 1860161 50 290221 7 90 677500 10 138877 5 51 1760031 91 2708081 11 2033349 52 239007 1 92 709042 12 34310 5 53 1812175 93 661037 13 2204692 54 186863 5 94 1338002 14 205654 55 1865044 95 814432 15 2373999 56 133994 4 96 1184607 16 374961 57 1918433 97 970863 17 2541084 58 80605 28 98 1028175 18 542046 59 1972135 99 1130213 19 2705765 60 26903 37 100 868825 9 20 706727 61 2025941 101 1292313 21 2867866 62 26902 9 102 706725 4 22 868828 63 2079643 103 1456994 23 3027216 64 80604 8 104 542044 8 24 1028177 65 2133032 105 1624078 25 3183648 66 133994 106 374960 2 26 1184609 67 2185902 107 1793385 27 3337002 68 186863 108 205653 3 28 1337963 69 2238045 109 1964728 29 1290037 70 239007 110 34310 47 30 709001 5 71 2289260 111 2137916 31 1321538 72 290221 112 138877 32 677500 6 73 2339345 113 2312751 33 1355832 74 340306 114 313712 34 643206 9 75 2388103 115 2489032 哈尔滨工业大学毕业设计 论文 14 050100150200250300 050100150200250300 050100150200250300 35 1392714 76 389064 116 489994 36 606324 7 77 2435340 117 2666555 37 1432019 78 436302 118 667517 38 567019 5 79 2480868 119 2845109 39 1473576 80 481829 120 846071 40 525462 6 81 2524501 121 1152966 41 1517209 主梁在恒载作用下各截面的轴力相等 n 99059340 3n 19861790 19861854 m 弯矩图 单位 n m 12280881 12398062 12280855 844107 689883 1323383 1152966 q 剪力图 单位 n 3324853 2691432 2845614 n 轴力图 单位 n 99059340 3 图 4 2 主梁恒载内力图 哈尔滨工业大学毕业设计 论文 15 4 2 活载内力计算 活载内力计算 本设计中荷载等级为城市 a 级荷载 人群荷载 2 3 5kn m 非机动车荷 载 2 4 0kn m 城 a 荷载 跨径20ml150m 时 计算弯矩时按均布力 q 10 0kn m 集中力 p 300kn 计算 计算剪力 轴力时按均布力 q 15 0kn m 集中力 p 300kn 计算 本设计主跨跨径 l 160m 也按此规定 取值 用 ansys 程序求得桥梁支点 l 8 l 4 3l 8 l 2 等截面的纵向影 响线 再加载可求得这些截面在各活载作用下的最不利内力 列于表 4 3 4 4 4 5 表 4 3 汽车荷载作用下主梁内力 边跨支点 弯矩 n m 剪力 n 轴力 n 最大轴力 0 00627 257109 578 55040 0125 最小轴力 0 00627 247364 156 790948 529 最大剪力 0 00582 252537 077 769611 709 最小剪力 0 00447 476845 796 34714 6721 最大弯矩 0 00315 14909 313 64500 最小弯矩 0 01029 22672 6006 481195 178 边跨 l 8 弯矩 剪力 轴力 最大轴力 1375118 637 209858 492 55040 0125 最小轴力 2827047 8 213285 862 790948 529 最大剪力 1280831 728 223344 185 763031 504 最小剪力 2736220 637 396206 888 36891 1076 最大弯矩 2834893 737 105033 044 36251 7025 最小弯矩 1412025 607 171118 3523 597882 505 边跨 l 4 弯矩 剪力 轴力 最大轴力 2827777 68 145223 2664 55040 0125 最小轴力 2754902 04 145262 274 790948 529 最大剪力 2581025 14 207204 319 506603 243 最小剪力 4661761 51 297027 597 40292 3363 最大弯矩 5369614 07 8437 3442 40213 9023 最小弯矩 2870509 02 154432 219 756123 669 边跨 3l 8 弯矩 剪力 轴力 最大轴力 3633101 75 95507 5027 55039 9825 最小轴力 3458482 28 77319 2144 790948 529 最大剪力 3124691 9 217878 7147 501388 523 哈尔滨工业大学毕业设计 论文 16 最小剪力 5268310 27 229039 1528 43080 6566 最大弯矩 6361400 45 93953 1809 44115 6025 最小弯矩 3651988 28 90556 37 748280 429 边跨 l 2 弯矩 剪力 轴力 最大轴力 4321134 52 30953 8344 55039 9825 最小轴力 3910087 43 9211 3868 790948 529 最大剪力 4063706 537 266325 5946 208170 386 最小剪力 4196076 75 162668 5042 238713 63 最大弯矩 6523273 72 205239 6636 149869 0325 最小弯矩 4256020 43 29468 0708 730576 829 边跨 5l 8 弯矩 剪力 轴力 最大轴力 4548454 2 16316 242 55039 9825 最小轴力 3883317 9 24845 2655 790948 529 最大剪力 3965278 882 322697 054 106248 15 最小剪力 3070961 306 127345 0153 333913 856 最大弯矩 5834760 92 285767 1211 53485 1523 最小弯矩 4397594 73 1888 3534 710494 269 边跨 3l 4 弯矩 剪力 轴力 最大轴力 3722224 74 380925 739 55039 9825 最小轴力 3402189 37 92894 5777 790948 529 最大剪力 2874709 928 404655 939 21439 689 最小剪力 1800764 42 111955 1428 693378 468 最大弯矩 3977737 390289 605 54797 1123 最小弯矩 4239813 4974 9291 532530 999 边跨 7l 8 弯矩 剪力 轴力 最大轴力 1129698 28 430409 9253 55039 9825 最小轴力 2708126 06 161069 2132 790948 529 最大剪力 1428316 144 469611 0123 16478 59962 最小剪力 625758 13 169856 939 745708 996 最大弯矩 2071360 988 394172 2263 21541 852 最小弯矩 3930251 57 36193 2444 592689 245 中跨支点 弯矩 剪力 轴力 最大轴力 2709452 94 60561 8879 55039 9825 最小轴力 1292921 28 69116 06 790948 529 最大剪力 689147 508 154421 6891 565598 614 最小剪力 2683303 13 518811 498 183177 7527 哈尔滨工业大学毕业设计 论文 17 最大弯矩 919034 84 133702 4142 405275 334 最小弯矩 4478499 57 379252 58 397806 603 中跨 l 8 弯矩 剪力 轴力 最大轴力 1786286 519 47872 4067 55039 9825 最小轴力 517987 441 92102 7118 790948 529 最大剪力 2678893 935 109426 1185 325412 067 最小剪力 1944811 455 376951 736 321699 569 最大弯矩 2793622 682 21437 6028 169132 2627 最小弯矩 2627056 81 46594 3447 369933 924 中跨 l 4 弯矩 剪力 轴力 最大轴力 1064515 913 34949 4283 55039 9825 最小轴力 893903 09 114856 2346 790948 529 最大剪力 4760430 369 169533 2409 286818 626 最小剪力 3443054 06 295702 347 553377 511 最大弯矩 5752647 94 85560 4664 393729 981 最小弯矩 2047440 31 47423 9524 477346 356 中跨 3l 8 弯矩 剪力 轴力 最大轴力 547407 1 21867 52252 55039 9825 最小轴力 2939485 7 137450 8481 790948 529 最大剪力 5192478 2 230503 9805 388457 947 最小剪力 3766238 838 277086 527 596446 79 最大弯矩 5943873 62 151998 5146 578437 827 最小弯矩 1177749 284 76866 1712 313713 51 中跨 l 2 弯矩 剪力 轴力 最大轴力 231486 775 12256 65843 55039 9825 最小轴力 5622233 55 139597 279 790948 529 最大剪力 4712278 585 256745 3315 523894 085 最小剪力 1119696 604 266446 034 509593 85 最大弯矩 6163352 36 141039 8202 728480 353 最小弯矩 324837 238 10721 93988 15471 4634 表 4 4 人群荷载作用下主梁内力 边跨支点 弯矩 n m 剪力 n 轴力 n 最大轴力 1 94e 07 44244 4596 7643 2836 最小轴力 1 72e 07 38942 919 120215 4 最大剪力 1 79e 07 38942 5802 120213 7 哈尔滨工业大学毕业设计 论文 18 最小剪力 1 79e 07 44244 1207 7641 6222 最大弯矩 2 24e 07 1 64e 03 4 18e 02 最小弯矩 2 39e 07 5301 54221 112572 1 边跨 l 8 弯矩 剪力 轴力 最大轴力 304762 9 33416 2368 7643 28 64 最小轴力 27916 811 33780 4903 120215 4 最大剪力 233342 453 34672 1798 120164 最小剪力 258939 542 34307 9262 7591 9212 最大弯矩 304762 9 33416 2368 7643 2864 最小弯矩 27916 811 33780 4903 120215 4 边跨 l 4 弯矩 剪力 轴力 最大轴力 583143 015 18759 7867 7643 2836 最小轴力 565346 44 23455 6351 120215 4 最大剪力 392861 369 27619 0136 119948 2 最小剪力 410657 944 22923 1651 7376 1132 最大弯矩 583144 756 18759 9473 7642 4529 最小弯矩 565348 181 23455 7957 120214 6 边跨 3l 8 弯矩 剪力 轴力 最大轴力 695950 336 7603 33383 7643 2836 最小轴力 715451 519 13130 7825 120215 4 最大剪力 436897 656 21312 624 119641 最小剪力 417396 473 15785 1754 7068 9113 最大弯矩 695950 336 7603 33383 7643 2836 最小弯矩 715451 519 13130 7825 120215 4 边跨 l 2 弯矩 剪力 轴力 最大轴力 717842 576 7053 11358 7643 2836 最小轴力 820947 178 2805 92454 120215 4 最大剪力 143005 939 21306 4975 52565 91 最小剪力 39901 3363 11447 4594 60006 19 最大弯矩 717842 576 7053 11358 7643 2836 最小弯矩 820947 178 2805 92454 120215 4 边跨 5l 8 弯矩 剪力 轴力 最大轴力 637873 636