【《先张法预应力混凝土简支空心板桥梁产生的相关作用效应计算过程案例》2000字】

先张法预应力混凝土简支空心板桥梁产生的相关作用效应计算过程案例目录TOC\o"1-3"\h\u262301设计资料 113961.1基本情况 172891.2主要的技术指标 1175061.3设计相关材料 2273761.4依据的技术规范 2114802上部结构构造形式及尺寸选定 2217803产生的相关作用效应 498443.1永久作用效应 4226033.1.1空心板的自重 411063.1.2桥面铺装的自重 4249023.1.3铰缝的自重 4302763.2可变作用效应 517683.2.1冲击系数与车道折减系数 6114073.2.2横向分布系数 785923.2.3车道的荷载效应 1127183.3作用效应组合情况汇总 161设计资料1.1基本情况理塘河中桥，桥梁跨径1×20m。设计荷载：汽车荷载；应用等级：公路-II级。桥面宽度为9.0m。设计安全等级：一级；环境类别：Ⅰ类；本桥所属区域设计基本地震动峰值加速度为0.1g，地震基本烈度为7度，桥梁抗震措施设防烈度为8度。1.2主要的技术指标桥型布置：以先张法预应力混凝土简支空心板组成上部结构；以柱式台和桩基础的形式构成下部结构；桥梁跨径：桥梁标准跨径20m；计算跨径19.6m，预制板长19.96m；桥面宽度：0.5m(栏杆)+8m＋0.5m(栏杆)=9m；设计荷载：公路-Ⅱ级；桥面纵坡：双向0.5％；桥面横坡：双向1.5％。1.3设计相关材料主梁：C40预应力混凝土，24.0kN/m3容重；3.25×104MPa弹性模量；空心板梁：C40混凝土，厚度90cm，容重24.0KN/m3；现浇铺平层：C50防水混凝土，厚度10cm，容重25.0kN/m3；桥面铺装：沥青混凝土，厚度6cm，容重23.0kN/m3；人群、栏杆：采用C40混凝土；铰缝：采用C40现浇混凝土；普通钢筋：HRB400；预应力钢筋束：Фs15.2；支座：矩形板式橡胶。1.4依据的技术规范2上部结构构造形式及尺寸选定所设计的桥面的净空为：0.5+8＋0.5=9m；全桥采用C40预制预应力混凝土空心板共八块，边跨空心板每块的宽和高分别为149.5cm、90cm，中跨空心板每块的宽和高均为90cm，空心板总长度9m。图2.1和图2.2显示了本设计中的空心板相应部分的尺寸。图2.1边跨空心板的截面相关尺寸(单位:cm)图2.2中跨空心板的截面相关尺寸(单位:cm)

3产生的相关作用效应3.1永久作用效应3.1.1空心板的自重预制空心板的重力密度以24kN/m3为准，则中板的自身重量为：g1中3.1.2桥面铺装的自重单侧栏杆以6kN/m为准，桥面铺装每延米所产生的重力如下：用10cm等厚度的C50防水混凝土：0.1×8×25=20kN/m用6cm等厚度的沥青混凝土：0.06×8×23=11.04kN/m按各板平均分担来考虑以方便计算，每块板分担到的桥面铺装的重力每延米为：g3.1.3铰缝的自重采用C40混凝土，按24kN/mg空心板的总重力（每延米）g为：ggg=空心板的永久作用效应的计算结果如表3.1所示：表3.1永久作用效应作用自重作用值/（kN/m）计算跨径/m弯矩（kN/m）剪力Q/kN跨中gL1/4跨3gL支点gL/21/4跨gL/4跨中g11.2019.60537.82403.37109.7653.880g7.6719.60363.95273.7173.4837.240g18.8719.60902.77677.08183.2492.1203.2可变作用效应图3.1公路-Ⅰ级车道荷载插值示意图计算弯矩时：公路-Ⅰ级：P公路-Ⅱ级：P计算剪力时：公路-Ⅰ级：P公路-Ⅱ级：P3.2.1冲击系数与车道折减系数f=其中：主梁采用C40混凝土，EIl=19.6mmc因为1.5Hz<f<14Hz，所以可由下式计算出汽车荷载的冲击系数，μ=0.1767ln两车道以上时，需要计算车道的折减。对于折减细数，三车道以0.78计算，但折减后应大于两车道时的布载。本设计按两车道进行计算，取最不利情况进行设计。3.2.2横向分布系数γ=取中板的几何特性，板宽b=1m计算跨径l=19.6m抗弯惯矩I抗扭惯矩I代入上式得：γ=5.8×m由表可以绘制出1号板-4号板的横向分布影响线的大致形状，如图3.2所示：图3.21~4号板的横向分布影响线根据上表计算各板横向分布系数如下：各板的荷载横向分布系数计算公式为：m1号板：m2号板：m3号板：m4号板：m表3.4各板横向分布系数汇总类别板号1234m汽0.2900.2840.2790.268最不利位置位于1号板，则跨中和l/4处的荷载横向分布系数应取值为：m汽=m支点3.2.3车道的荷载效应表3.6均布荷载与内力影响线面积情况的计算结果分类截面位置公路-Ⅱ级均布荷载（KN/m)影响线的面积(m2／m）影响线的图式M7.875Ω=Q7.875Ω=M7.875Ω=Q7.875Ω=Q7.875Ω=计冲击时：V不计入冲击时：V图3.4支点截面的剪力作用图示（尺寸单位：cm）计算公式：Δa=y所以计冲击：Vq均=VV不计冲击：VVV表3.7可变作用效应汇总表弯矩M/（kN∙m）剪力V/(kN)跨中1/4跨跨中1/4跨支点车道荷载（两车道）计冲击425.17318.8842.8769.23155.82不计冲击362.46271.8436.5559.02132.843.3作用效应组合情况汇总表3.8空心板的作用效应组合值汇总情况序号荷载类别跨中截面四分点截面支点截面Mmax(kN∙m）Vmax(kN)Mmax(kN∙m)Vmax(kN)Vmax(kN∙m)①第一期永久作用537.820.00403.3753.88109.76②第二期永久作用363.950.00273.7137.2473.48③总永久作用（=①+②）902.770.00677.0892.12183.24④可变作用（计冲击）425.1742.87318.8869.23155.82⑤可变作用（不计冲击）362.4636.55271.8459.02132.84⑥标准组合（=③+⑤）1265.2336.55948.92151.14317.08⑦频