橫隔梁與支座

1、.11 橫隔梁的設(shè)計(jì)計(jì)算11.1 確定作用在跨中橫隔梁上的可變作用鑒于具有多根內(nèi)橫隔梁的橋梁跨中處的橫隔梁受力最大，通?？芍挥?jì)算跨中橫隔梁的作用效應(yīng)， 其余橫隔梁可依據(jù)跨中橫隔梁偏安全的選用相同的截面尺寸和配筋。根據(jù)橋規(guī)中的規(guī)定，橋梁結(jié)構(gòu)的局部加載計(jì)算應(yīng)采用車輛荷載，下圖示出跨中橫隔梁縱向的最不利荷載布置。64071657165716571656401401400140公路車輛荷載0.80461.0000圖 11-1-1 跨中橫隔梁的受載圖示（尺寸單位：mm）縱向一行車輪荷載對跨中橫隔梁的計(jì)算荷載為：1pi1(140 0.8046 140 1.0) 126.322kNp0i22跨中橫隔梁受力影

2、響線面積：1(27.1651.0) 7.165m2211.2 跨中橫隔梁作用效應(yīng)影響線通常橫隔梁彎矩為靠近橋中心線的截面較大， 而剪力則在靠近兩側(cè)邊緣處的截面較大。多疑，如圖 11-2-1 所示的跨中橫隔梁，可以取 A 、B 兩個(gè)截面計(jì)算橫隔梁的彎矩，取 1 號(hào)梁右和 2 號(hào)梁右截面計(jì)算剪力。 采用修正的剛性橫梁法計(jì)算橫隔梁作用效應(yīng)，先需作出相應(yīng)的作用效應(yīng)影響線。11.2.1 繪制彎矩影響線'.11.2.1.1 計(jì)算公式如圖 11-2-1(a)所示，在橋梁跨中當(dāng)單位荷載P1作用在 j 號(hào)梁軸上時(shí)， i 號(hào)所受的作用為豎向力ij 。因此，由平衡條件就可以寫出A 截面的彎矩計(jì)算公式：當(dāng) P

3、1作用在截面 A 的左側(cè)時(shí)：M A , j1 j b1A2 j b2 A3 j b3 A4 j b4 A5 j b5 A1eAA, j（11-2-1）即：A , j1 j b1 A2 j b2 A3 j b3 A4 j b4 A5 j b5 A1eA（11-2-2）式中： biA i 號(hào)梁軸到 A 截面的距離；eA 單位荷載 P1作用位置到 A 截面的距離。當(dāng) P1作用在截面 A 的右側(cè)時(shí)，同理可得：A, j1 j b1 A2 j b2 A3 j b3 A4 j b4 A5 j b5 A（11-2-3）11.2.1.2 計(jì)算彎矩影響線對于 A 截面的彎矩影響線計(jì)算如下：P 1作用在 1 號(hào)梁軸

4、上時(shí)：A,111b1A21b2 A31b3A41b4 A51b5 A1eA0.32674.51.50.28133.51.50.23602.51.50.19071.51.50.14530.51.54.51.51.6449P 1作用在 9 號(hào)梁軸上時(shí)：A,919b1A29b2 A39 b3 A49b4 A59b5 A0.08134.51.50.04513.51.50.00882.51.50.02751.51.50.06370.51.50.7089P 1作用在 10 號(hào)梁軸上時(shí)：'.A,101 j b1 A2 j b2 A3 j b3 A4 j b4 A5 j b5 A0.12674.51.

5、50.08133.51.50.03602.51.50.00931.51.50.05470.51.51.3551根據(jù)上述三點(diǎn)坐標(biāo)和A 截面位置，便可繪出影響線如圖11-2-1(b)所示。同理， B 截面影響線計(jì)算如下：B,1117.4215.9314.4412.9511.47.40.32677.40.28135.90.23604.40.19072.90.14531.47.41.5279B,9197.4295.9394.4492.9591.40.08137.40.04515.90.00884.40.02752.90.06371.40.7375B,11107.42105.93104.44102.95

6、101.40.12677.40.08135.90.03604.40.00932.90.05471.41.4721繪出影響線如圖 11-2-1(c)所示。11.2.2 繪制剪力影響線11.2.2.1 1號(hào)梁右截面的剪力影響線計(jì)算：P 1作用在計(jì)算截面右側(cè)時(shí)：V 11i1i（11-2-4）P 1作用在計(jì)算截面左側(cè)時(shí)：V111i1i（11-2-5）繪制影響線如圖 11-2-1(d)所示。11.2.2.2 2號(hào)梁右截面的剪力影響線計(jì)算：V 22i1i2i（11-2-6）如 P1作用在 5 號(hào)梁軸上時(shí)：V 20.14530.13630.2816251525'.同理：V 20.12670.0813

7、0.2080210110210P 1作用在計(jì)算截面左側(cè)時(shí)：V 22i12 i1i（11-2-7）繪制影響線如圖 11-2-1(e)所示。'.a50b50c.AB74015015015015015015015015015050180130180130MA影響汽車-線-0.0842+0.21730.93690.7774B1.5528影響線M18018050汽車汽車-1.27910.38320.34751.2272+1.956025180130180130V1影響線汽車d-+0.3267180130180130汽車V2影響線e-+0.00820.18780.13470.06130.2612圖

8、 11-2-1 中橫隔梁作用效應(yīng)影響線（尺寸單位：cm ）11.3 截面作用效應(yīng)計(jì)算計(jì)算公式：S(1) P0i'.（11-3-1）式中：橫隔梁沖擊系數(shù)，根據(jù)橋規(guī)取0.3：車道折減系數(shù)，P0 車輛對于跨中橫隔梁的計(jì)算荷載;i 與計(jì)算荷載 P0 相對應(yīng)橫隔梁作用效應(yīng)影響線的豎坐標(biāo)值。表 11-3-1 橫隔梁截面作用效應(yīng)計(jì)算表汽車 P0 (kN )126.322i0.08420.93691.55280.77740.2173M A(kN m)三車道 MA457.1000二車道 MA392.6400M Bi-1.2791-0.3832-0.3457-1.2272(kN m)M B汽-355.96

9、00i0.32670.26730.22450.16510.12230.0629V1右三車道 V1汽右149.2100(kN )二車道 V1汽右164.8300右i0.26120.18780.13470.06130.0082V2三車道 V2右汽83.6700(kN )二車道 V2右汽92.2500組合 1M A max荷載組合(kN m)01.4457.1000639.9400M B min01.4(355.9600)498.3400'.(kNm)V ( kN )0 1.4 92.5200 129.1500可變作用車輛荷載P0 在相應(yīng)影響線上的最不利位置加載見圖11-2-1,截面作用效應(yīng)

10、的計(jì)算均列入上表中。11.4 截面配筋計(jì)算下圖分別表示橫隔梁正彎矩配筋 (6 25布置在下緣) 和負(fù)彎矩配筋(4 22布置在上緣 ) ，并且示出配筋計(jì)算的相應(yīng)截面， 剪力鋼筋選用間距 s 為 20cm的 2 8 的雙肢箍筋。經(jīng)過橫隔梁正截面承載力的驗(yàn)算，上述配筋均能滿足規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。圖 11-4-1 正彎矩配筋及其計(jì)算截面圖 11-4-2 負(fù)彎矩配筋及其計(jì)算截面'.13 支座計(jì)算13.1 確定支座平面尺寸選定支座的平面尺寸為ab20601200cm2 ，采用中間層厚度t1cm 。1.計(jì)算支座的平面形狀系數(shù)：ab20 607.5S21(2060)2t (a b)2.計(jì)算橡膠支座的彈性模

11、量：E j 5.4GeS25.4 1.07.52303.75MPa3.驗(yàn)算橡膠支座的承壓強(qiáng)度：Rck947.09J 10000kPa (合格 )j7892kPaa b0.2 0.613.2 確定支座厚度1.主梁的計(jì)算溫差設(shè)為 t36 C ，溫度變形由兩端的支座均攤，則一側(cè)的支座承受的水平位移g 為：g 1 a t l '1 10536 (2866 20)0.519cm222.為了計(jì)算汽車荷載制動(dòng)力引起的水平位移p ，首先要確定作用在每一支座上的制動(dòng)力 H t ：對于 28.66m 橋跨，一個(gè)設(shè)計(jì)車道上公路 -級(jí)車道荷載總重為7.875 28.66 178.5 404.2kN ，則其制動(dòng)

12、力標(biāo)準(zhǔn)值為404.2 10% 40.42kN ；但按橋規(guī)，不得小于 90kN 。經(jīng)比較，取總制動(dòng)力為90kN 參與計(jì)算，十根梁共20 個(gè)支座，每個(gè)支座承受水平力 Fbk904.5kN 。20'.3.確定需要的橡膠片總厚度t e不計(jì)汽車制動(dòng)力：t e2g20.5191.038cm計(jì)入汽車制動(dòng)力：t eg0.5190.762cmFbk4.50.70.7120 602Ge ab2 1.0 10橋規(guī)的其他規(guī)定：t e0.2a0.2204cm選用 4 層鋼板和5 層橡膠片組成的支座，上下層橡膠片厚0.50cm ，中間層后 1.00cm，薄鋼板厚0.20cm。橡膠片總厚度：t e 3 1 2 0.

13、54 1.038cm,并4cm(合格 )4.支座總厚度hte40.240.84.8cm13.3 驗(yàn)算支座的偏轉(zhuǎn)情況1.計(jì)算支座的平均壓縮變形Rck t eRck te947.09947.09c,mabE b0.20 0.60 303.750.0599cmabE e0.20 0.60 20000按橋規(guī)規(guī)定，尚應(yīng)滿足0.07te ，即：0.05990.074.00.28cm(合格 )2.計(jì)算梁端轉(zhuǎn)角由關(guān)系式 f5gl 4和gl3384EI可得：24 EI5lgl 31616 f1624EI5l5l設(shè)結(jié)構(gòu)自重作用下，主梁處于水平狀態(tài)。已知公路-級(jí)荷載作用下的跨中'.撓度 f3.25cm，代入上式得：16 f163.250.00363rad5l528663.驗(yàn)算偏轉(zhuǎn)情況200.003630.0599cm0.0363cm(合格 )213.4 驗(yàn)算