海南省海口市中考物理模拟试题（三十）

30m预应力混凝土简支T梁1.计算基础和基础数据(1)、设计标准和规范1.标准跨度：桥梁的标准跨度为30m；计算跨度(正交，简支)28.9米；预测t形梁长度29.92米设计荷载：公路二级桥面宽度：分离路基宽度28.0米(高速公路)，半桥全宽该桥安全等级为一级，环境条件为二级2.采用规范：交通部颁发的预应力混凝土简支T梁总体设计图纸；公路桥涵设计通用规范 JTG D60-2004；公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62-2004；刘小耀等，公路桥涵设计手册-梁桥，人民交通出版社，2011；钱世忠，桥梁工程（上），高等教育出版社，2004。(2)主要材料1.混凝土：预制T梁、湿接缝C50、现浇路面C50、护栏C30。2.预应力钢绞线：钢绞线15.2毫米，峰值=1860兆帕，峰值=1.95105兆帕3.普通钢筋：HRB335，sk=335 MPa，es=2.0105 MPa(3)、设计要点1.简支T梁是按全预应力构件设计的。厚度为80毫米的现浇层的C40混凝土不参与截面组合。2.结构重要性系数为1.1；3、预应力钢梁张拉控制应力值con=0.75 PK4.计算混凝土收缩徐变引起的预应力损失时，传力锚固时间为7天。5、平均相对湿度相对湿度=55%；6.光束存储时间为90d；7.计算湿度梯度效应的温度基础，T1=14，T2=5.5。2.结构尺寸和特征(1)结构图结构图如图1至3所示。(2)、横截面几何特征侧梁和中梁头发截面的几何特征见表1。边梁和中梁毛截面的几何特征(完整部分)边梁中梁(2号梁)总横截面积A()弯矩I(m4)从截面重心到梁顶部的距离yx(m)总横截面积A()弯矩I(m4)从截面重心到梁顶部的距离yx(m)支点的几何特征1.31040.53000.77181.31040.53000.7718中跨几何特征0.87200.44180.67460.87200.44180.6746(预制部分)边梁中梁(2号梁)总横截面积A()弯矩I(m4)从截面重心到梁顶部的距离yx(m)总横截面积A()弯矩I(m4)从截面重心到梁顶部的距离yx(m)支点的几何特征1.26640.53020.80211.22240.53310.8352中跨几何特征0.82800.42830.71420.78400.43190.7595表1(3)、丁字梁翼缘有效宽度计算L/3=9.633根据第桥规 4.2.2条，丁字梁法兰的有效宽度计算如下：=2.25S=2.25中梁：Bf1=最小值Bf1 b/2 6hf=2.365=2.25Bf1/2 Bf/2=2.25侧梁：Bf2=最小值因此，认为所有法兰都参与了应力。3.车辆荷载横向分布系数和冲击系数的计算(1)车辆荷载横向分布系数的计算1、汽车横向折减系数根据第通规 4.3.1条第7款，三条车道的横向折减系数为0.78，两条车道的横向折减系数为1.00。2.跨中横向分布系数在桥梁的一个跨中沿桥梁方向布置五根梁，用刚性梁法计算跨中车辆荷载的横向分布系数。主梁的刚度根据T形梁的跨中截面来考虑，弯矩惯性矩I=0.4418，扭矩惯性矩It=0.0183。T型截面扭矩的计算是基于普朗特的薄膜类比法。将t形截面分成矩形子块，然后累加每个矩形子块的扭矩，得到结果。如果每个矩形子块的宽度为bi，高度为ti，则。在此计算中，T形截面分为三部分：翼缘、腹板和下部马蹄形。子部分的bi和ti分别取：2.25，0.19，2，0.2，0.5，0.3。任何主梁的影响系数为：其中：=0.9276。影响线坐标见表2。找出梁1(侧梁)、梁2和梁3的汽车荷载横向分布系数：车道荷载设置在影响线上，各车道中心线对应位置的影响线坐标为车道荷载分布系数。车辆荷载横向分布系数计算图见图考虑到三车道布置时活载效应应乘以横向折减系数=0.78，两车道布置时活载效应应乘以横向折减系数=1.0，活载效应在两车道布置时达到最大值(边梁和梁达2号最大，三车道布置时3号梁最大， 但当布置两条车道时小于2号梁)，侧梁和2号梁应根据两条车道的考虑进行计算。3.支点横向分布系数根据杠杆法布里载荷，分别计算侧梁和2号梁的横向分布系数()。支点横向分布系数。影响线坐标表2光束位置号影响线坐标5-10.49800.36540.23290.1004-0.0321-0.16475-20.36540.28590.20640.12690.0474-0.03215-30.23290.20640.17990.15340.12690.1004(2)、汽车荷载影响系数值计算1.车辆荷载的纵向整体冲击系数根据第通规条第4.3.2款计算。简支梁结构的基频：C50混凝土，Ec=MPa=N/。梁跨中部的单位长度质量，其中g是中跨线性米结构的自重(N/m)，g是重力加速度，g=9.81m米/秒2。冲击系数可根据第通规条4.3.2计算。当1.5赫兹f14赫兹时，2.车辆荷载局部荷载的冲击系数应符合第0103014.3.2-6条，并应采用。4.动作和效果的结合(1)、标准值的作用1.永久行动标准值(1)每延米恒载q1(不包括湿接缝)的计算中跨：预制T形梁的重量应取，半跨中跨连续梁的重量应为：支点：边梁中跨：中梁支点：每延米预制T梁的第一阶段恒载q1如图所示。计算中，除丁字梁支座外，两端50cm范围内的恒载对中跨梁截面应力的影响忽略不计。(2)湿接缝重量计算半跨中跨横隔板的接头重量中梁边梁(3)二期恒载计算(1) 80mm厚C40混凝土密实。(2) 100mm厚沥青混凝土路面严重开裂(3) F形混凝土护栏(防撞等级SA，一侧)q=9.25kN/m，均匀分布在五根横梁上，每根横梁单独承重。侧梁：光束2:恒载效应的标准值如表3所示恒载效应标准值的计算表3横截面波束号弯矩剪力(千牛)(千牛)(千牛)中跨边梁2385.9282538.8001248.639光束22266.4932538.8001373.920边梁1806.1561921.060936.479164.679174.09986.411光束21716.3741921.0601030.440179.156196.84295.081支点边梁352.080374.985172.822光束2335.549376.912190.8312.车辆荷载效应的标准值(1)公路-二级车道荷载计算图，如图所示根据通规第4.3条，二级公路车道荷载均匀分布标准值为，当计算跨度小于5m时，集中荷载标准值为：Pk=360kN。在本例中，计算跨度为28.9米当计算剪切力时(2)计算中跨和L/4截面的荷载效应标准值。两列列车的荷载分配控制设计的横向折减系数=1.0，A为内力影响线的面积，Y为内力影响线的竖向标准值。(3)车辆荷载内力对中跨、L/4和支点截面的影响线如图所示。中跨、L/4、支点段公路产生的内力见表4二级荷载。跨中产生的内力，L/4，支点截面二级公路荷载表4横截面波束号横向载荷分布系数弯矩影响线不考虑冲击力，1=1，按冲击力计算，1=1.259，剪切影响线不考虑冲击力，1=1，按冲击力计算，1=1.259，A()y(m)A()y(m)中跨边梁0.7308104.47.2251692.592130.977.2250.50132.26166.51光束20.57081322.021664.42103.29130.04边梁0.730878.35.4191269.481598.288.1280.75182.66229.97光束20.5708991.541248.35142.74179.72支点边梁0.73088.1281.00340.96429.270.68896.322光束20.57088.1281.00368.00463.310.75566.322(2)效果组合1.基本组合(用于结构承载能力的极限状态汽车荷载的分项系数(包括冲击力)=1.4。对于基本组合计算，永久作用和可变作用的设计值见表5和表6。边梁永久作用和可变作用的设计值组合表5波束号角色分类组合设计表达中跨支点弯矩()剪切力(千牛)弯矩()剪切力(千牛)剪切力(千牛)边梁永久效应第一阶段空载2538.80001921.06174.10374.99二期恒载1248.6400936.4886.41172.823787.44002857.54260.51547.814544.93003429.04312.61657.37可变动作(影响)2130.97166.511598.28229.97429.272983.36233.142237.59321.96600.98使用阶段5918.41166.514455.82490.48977.088281.12256.456233.30698.031384.192号梁永久作用设计值和可变作用设计值组合表表6波束号角色分类组合设计表达中跨支点弯矩()剪切力(千牛)弯矩()剪切力(千牛)剪切力(千牛)光束2永久效应第一阶段空载2538.80001921.06196.84376.91二期恒载1373.92001030.4495.08190.163912.72002951.50291.92567.074695.26003541.80350.30680.48可变动作(影响)1604.42130.041248.35179.72463.312330.19182.061747.69251.61648.63使用阶段5577.14130.044199.85471.641030.387728.00200.275818.44662.101462.022.短期效应的组合(针对正常使用极限状态的设计)永久荷载作用标准值效应和可变作用频率遇值效应的组合基于公式通规 (4.1.7-1)，其效应组合为：其中：可变效应频率系数，车辆载荷(不含冲击力的车辆载荷)=1.7，温度梯度效应=