【《某高速公路桥梁的主梁内力计算过程案例》2400字】

某高速公路桥梁的主梁内力计算过程案例目录TOC\o"1-3"\h\u27093某高速公路桥梁的主梁内力计算过程案例 189471.1结构自重效应计算 1196311.1.1结构自重集度的计算 169521.1.2永久作用效应 2112331.2可变作用效应计算 3101651.2.1冲击系数和车道折减系数 37491.2.2主梁的荷载横向分布系数 4151281.2.3车道荷载的取值 8213311.2.4计算可变作用效应 8117451.3主梁作用效应组合 101.1结构自重效应计算1.1.1结构自重集度的计算（1）永久作用集度预制梁自重（一期恒载）①端部截面面积：②跨中截面面积：③变截面面积：④集度计算：1、主梁自重集度按支点截面计，主梁的恒载集度：；按跨中截面计，主梁的恒载集度：；按变截面计，主梁的恒载集度：。2、横隔梁自重集度支部截面：边主梁横隔梁体积：；中主梁横隔梁体积：；跨中截面：边主梁横隔梁体积：中主梁隔梁体积：；边主梁横隔板总自重集度：；中主梁横隔板总自重集度：。故又上述计算可知一期恒载集度：中主梁一期恒载集度：；边主梁一期恒载集度：。（2）二期恒载新泽西护栏集度：；桥面铺装层重：。恒载计算汇总见表1.1。表1.1恒载汇总表梁型一期恒载g1二期恒载g2(KN/m总恒载(KN/m)中主梁26.76311.46540.198边主梁24.72111.43538.1561.1.2永久作用效应利用公式（1.1）、（1.2）求出所需的剪力和弯矩：（1.1）（1.2）式中：—简支梁的计算跨径；—计算截点到支点的距离；—结构自重值（总恒载）。中主梁内力：；；；。边主梁内力：；；；表1.2永久作用效应计算表项目总恒载MG跨中四分点四分点支点中主梁40.1985808.6114356.458341.683681.336边主梁38.1565511.5424135.157324.326648.6521.2可变作用效应计算1.2.1冲击系数和车道折减系数简支梁桥结构基频计算，如公式（1.3）：（1.3）式中：—结构的计算跨径；—结构材料的弹性模量为；—结构跨中截面的截面惯性矩为；—结构跨中处的单位长度质量，换算为重力计算时单位为；—结构跨中处每延米结构重力；—重力加速度，。冲击系数。1.2.2主梁的荷载横向分布系数（1）跨中的荷载横向分布系数（修正偏心压力法）①计算主梁的抗扭惯矩，如公式（1.4）（1.4）式中：、—为相应单个矩形截面的宽度和高度；—为矩形截面抗扭刚度系数；—为梁截面划分成单个矩形截面的个数.截面尺寸如图1.1：图1.1ITi计算结果见表1.3。表1.3ITi分块名称翼缘板2.5500.18014.1670.3330.005腹板2.0200.18011.2220.3330.004马蹄0.4000.2002.0000.2290.0010.010②计算抗扭修正系数对于本设计主梁的间距相同，其计算法则如公式（1.5），则得：（1.5）式中：—计算时，；—计算跨径为34；—；—跨中截面的惯性矩。则有：③按修正刚性横梁法计算横向影响线坐标值公式如（1.6）（1.6）式中：；。计算所得值见表1.4。表1.4ηij梁号15.1000.5992-0.199222.5500.29980.100230.0000.20000.2000④计算荷载横向分布系数对于汽车荷载计算公式如（1.7）：（1.7）1号梁3车道：2车道：；1车道：。故1号梁汽车荷载横向分布系数取（2车道）；2号梁3车道：；2车道：；1车道：。故2号梁汽车荷载横向分布系数取（2车道）；3号梁3车道：；2车道：，1车道：。故3号梁汽车荷载横向分布系数取（3车道）；故计算横向分布系数的设计图如图1.2：图1.2计算荷载横向分布系数设计图故汽车荷载横向分布系数，计算结果见下表1.5：表1.5横向分布系数表梁号影响线竖标值10.6010.4600.3590.2180.116-0.0250.81920.4010.3300.2790.2090.1580.0870.61030.2000.2000.2000.2000.2000.2000.468（2）支点的荷载横向分布系数m0按杠杆原理法绘制荷载横向影响线，如图1.3，并进行布载，则计算结果如下：图1.3荷载横向影响线1号梁：2号梁：3号梁：（3）荷载横向分布系数汇总（表1.6）表1.6荷载横向分布系数汇总作用类别1号梁2号梁3号梁汽车荷载0.8190.6570.6100.7890.4680.8481.2.3车道荷载的取值根据《桥规》4.1.1条，公路-Ⅰ级车道荷载的均布荷载标准值；集中荷载标准值：计算弯矩时为；计算剪力时为。1.2.4计算可变作用效应在可变作用效应计算里，本设计在对于荷载横向分布系数沿桥跨的变化取值时，作以下的考虑：支点处取，跨中处取，从第一根内横隔梁起向直线过渡。（1）计算跨中截面的最大弯矩和最大剪力如公式（1.8）（1.8）式中：上述式中：——所示截面的弯矩或剪力；——汽车荷载的冲击系数，；——汽车荷载横向车道布载系数，；——跨中横向分布系数；——汽车车道荷载中，每延米均布荷载标准值，；——弯矩、剪力影响线的面积；——沿桥跨纵向与集中荷载位置对应的横向分布系数；——车道荷载中的集中荷载标准值，；——沿桥跨纵向与荷载位置对应的内力影响线坐标值；应注意的是，在计算支点截面剪力和靠近支点截面的剪力时，应另外计及支点附近因荷载横向分布系数变化而引起的内力增（或减）值，即公式1.9：（1.9）上述式中：——荷载横向分布系数过渡段长度；——每延米均布荷载标准值；——变化区荷载重心处对应的内力影响线坐标；计算结果见表1.7。表1.7跨中截面内力计算表梁号123公路-Ⅰ级（考虑冲击系数）4280.7373188.3392446.136212.523158.291121.443（2）求四分点截面的最大弯矩和最大剪力，内力计算结果见表1.8。表1.8四分点截面内力计算表梁号123公路-Ⅰ级（考虑冲击系数）2808.1822091.5641604.675416.156311.605242.894（3）求支点截面最大剪力，内力计算结果见表1.9。表1.9支点截面内力计算表梁号123公路-Ⅰ级（考虑冲击系数）402.161486.191526.0601.3主梁作用效应组合按《桥规》4.1.6—4.1.8条规定，对可能同时出现的作用效应，本设计中选择了三种最不利的效应组合：短期效应组合、标准效应组合和承载能力极限状态基本组合，见下表。表1.101号梁内力组合表序号荷载类型跨中截面四分点截面支点截面1总恒载5808.6104356.46341.68681.342人群荷载000003汽车荷载（考虑冲击）4280.74212.522808.18416.16402.163′汽车荷载（不考虑冲击）3106.49154.232037.87302.00291.844频遇组合7981.15107.965782.97551.08887.635准永久组合7051.2161.695171.61462.48800.086标准组合10089.35212.527164.64757.841085.507基本组合12961.37297.539159.20992.641381.03表1.112号梁内力组合表序号荷载类型跨中截面四分点截面支点截面1总恒载5808.6104356.46341.68681.342人群荷载000003汽车荷载（考虑冲击）3188.34158.292091.56311.31486.193′汽车荷载（不考虑冲击）2311.53114.871517.82225.91352.824频遇组合7428.0880.415418.93499.817930.315准永久组合6734.0245.954961.59432.04824.476标准组合8996.95158.296448.02652.991169.537基本组合11434.01221.618155.94845.851500.67表1.123号梁内力组合表序号荷载类型跨中截面四分点截面支点截面1总恒载5808.6104356.46341.68681.342人群荷载000003汽车荷载（考虑冲击）2446.14121.441604.68242.89526