箱梁內(nèi)力計(jì)算及組合

1、內(nèi)力計(jì)算及組合一、永久作用效應(yīng)計(jì)算.梁自重和橫隔梁自重（一期荷載）1.23x0.2x2+1.23x0.2x2+(L23 + L04)x2x2 + L04x151.23x0.2x2+(L23 + L04)x2x2 + L04x15219.41.23x0.2x2+(L23 + L04)x2x2 + L04x15219.4x 25 = 26.59 kN/m0.366 x 0.2x25x3194=0.283 kN/m.橋面系自重（二期荷載）橋面鋪裝采等厚度的10cm C50混凝土+SBS改性瀝青涂膜防水層+10cm瀝 青混凝土，那么全橋?qū)掍佈b每延米重力為：0.1x14x(23 + 25) = 67.2

2、 kN/m為計(jì)算便利近似按各梁平均分擔(dān)來(lái)考慮,那么每片梁分?jǐn)偟降拿垦用讟蛎嫦抵亓?力為:力為:3.4.g. = = 13.44 kN/m力為:3.4.g. = = 13.44 kN/m35濕接縫自重(二期荷載)0.5x0.2x25 XT/= 1.25 kN/m防撞護(hù)欄自重(二期荷載)_ 87x2 - 2.68 kN/m55.橫隔梁濕接自重（二期荷載）= 0.0= 0.019 kN/m= 0.019 = 0.019 kN/m由此得邊梁每延米總重力g為:gi =gi+g2 =26.87 kN/m (一期荷載)gn =& + & + % + a =17.4kN/m （二期荷載）.恒載內(nèi)力本橋?yàn)橄群?jiǎn)

3、支后連續(xù)，施工過(guò)程包含結(jié)構(gòu)的體系轉(zhuǎn)化，所以結(jié)構(gòu)的自重內(nèi)力 計(jì)算過(guò)程必需首先將各施工階段內(nèi)力計(jì)算出來(lái)，然后進(jìn)行疊加。第一施工階段：結(jié)構(gòu)體系為簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)，自重作用荷載為;必必=&2 =必=&2 =1 z必=&2 =1 z 1 7l +k九二醞=m2 2贏八2式子中：A1A, A2a分別為當(dāng)支座沉降單獨(dú)作用在基本結(jié)構(gòu)上時(shí)，所引起的沿X1、x2方向的轉(zhuǎn)角。計(jì)算結(jié)果如表2-10：表2-10基礎(chǔ)沉降次內(nèi)力作用效應(yīng)匯表截面剪力（kN）彎矩(kN-m)截面剪力（kN）彎矩(kN-m)左支點(diǎn)1.320.0中跨3/4632-66.8邊跨左變化點(diǎn)1.320.66中跨右變化點(diǎn)-6.32-84.4邊跨1/41.321.

4、98右中支點(diǎn)（左）-6.32-97.8邊跨跨中1.3212.3右中支點(diǎn)（右）5.13-96.3邊跨3/41.3219.2邊跨左變化點(diǎn)5.13-87.3邊跨右變化點(diǎn)1.3222.4邊跨1/45.13-73.2左中支點(diǎn)（左）1.3225.2邊跨跨中5.13-48.7左中支點(diǎn)（右）-6.3223.1邊跨3/45.13-24.3中跨左變化點(diǎn)-6.3210.4邊跨右變化點(diǎn)5.13-10.3中跨1/4-6.32-6.7右支點(diǎn)5.130.0中跨跨中-6.32-40.1三、作用效應(yīng)組合按橋規(guī)大路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)按承載力量極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn) 行效應(yīng)組合，并用不同的計(jì)算工程。按承載力量極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的基本

5、組合表達(dá) 式為：= 7o（L2Sgk +L4Sq 心）式中：/o結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，本橋取為=1.0;s*d效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；Sgk永久作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值；Sqm汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力）的標(biāo)準(zhǔn)值。按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)依據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，采納以下兩種效應(yīng)組合： 作用短期效應(yīng)組合表達(dá)式：Ssd= Sgk+。7 x SQk式中：Sw作用短期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；Sgk永久作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值；S?！辈挥?jì)沖擊的汽車荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值。作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合表達(dá)式：Sid = Sgk +04x式中：各符號(hào)意義見(jiàn)上面說(shuō)明。橋規(guī)還規(guī)定結(jié)構(gòu)構(gòu)件當(dāng)需要彈性階段截面應(yīng)力計(jì)算時(shí)，應(yīng)采納標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合，即此時(shí)效應(yīng)組合表達(dá)式為：S = S

6、gk + $Qik式中：S標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值；Sgk，Sq”永久作用效應(yīng)，汽車荷載效應(yīng)（含汽車沖擊力）的標(biāo)準(zhǔn)值。依據(jù)計(jì)算得到的作用效應(yīng)，按橋規(guī)各種組合表達(dá)式可求得各效應(yīng)組合設(shè) 計(jì)值，現(xiàn)將計(jì)算匯總于表2-11中。表2-11箱梁作用效應(yīng)組合計(jì)算匯總表荷載組合荷載類別及截面位置承載力量極限狀態(tài)（不利）長(zhǎng)期作用組合短期作用組合左 支 點(diǎn)最大彎矩（kNm）0.00.00.0最小彎矩（kNm ）0.00.00.0最大剪力（kN）454174104最小剪力（kN）9.619.619.61邊跨左變化點(diǎn)最大彎矩（kNm）1360827718最小彎矩（kNm）402461476最大剪力（kN）912542462

7、最小剪力（kN）241275284邊 跨 1/4最大彎矩（kNm）307018701630最小彎矩（kNm ）90810301060最大剪力（kN）678386323最小剪力（kN）58.3138159邊跨跨中最大彎矩（kNm ）432027102380最小彎矩（kNm）106013401400最大剪力（kN）24010267.5最小剪力（kN）-329-141-93.6邊跨3/4最大彎矩（kNm）307020001790最小彎矩（kNm）117542648最大剪力（kN）-110-166-180最小剪力（kN）-768-426-351邊跨右變化點(diǎn)最大彎矩（kNm）1330926830最小彎矩

8、（kNm ）-1060-486-345最大剪力（kN）-294-316-322最小剪力（kN）-1010-590-500最大彎矩（kNm）2607225.7左中 支點(diǎn) （左）最小彎矩（kNm ）-2470-1490-1280最大剪力（kN）-406-417-419最小剪力（kN）-1180.0-705-606左中支點(diǎn)（右）最大彎矩（kNm）23252.810.2最小彎矩（kNm）-2570-1530-1310最大剪力（kN）1120669572最小剪力（kN）324364377中跨左變化點(diǎn)最大彎矩（kNm ）963656585最小彎矩（kNm ）-1560-812-638最大剪力（kN）987

9、580492最小剪力（kN）254294307中跨1/4最大彎矩（kNm）240015501390最小彎矩（kNm）-50382.1215最大剪力（kN）768439364最小剪力（kN）119175192中跨跨中最大彎矩（kNm）383023902120最小彎矩（kNm ）438839989最大剪力（kN）328155109最小剪力（kN）-252-95.5-57.8由橋梁博士導(dǎo)出承載力量極限狀態(tài)下的彎矩和剪力包絡(luò)圖:圖2-6承載力量極限狀態(tài)彎矩包絡(luò)圖圖2-7承載力量極限狀態(tài)剪力包絡(luò)圖其次施工階段：由于兩跨間接頭較短，混凝土重量較小，其產(chǎn)生的內(nèi)力較小,且會(huì)削減跨中的彎矩，故忽視不計(jì)；第三施工

10、階段：結(jié)構(gòu)體系為連續(xù)體系，忽視臨時(shí)支撐移除產(chǎn)生的效應(yīng)，考慮 翼緣板及橫隔梁接頭重力和橋梁二期結(jié)構(gòu)自重作用荷載為橋梁二期荷載，即為gn 第一施工階段結(jié)構(gòu)自重作用效應(yīng)內(nèi)力計(jì)算:以邊梁為計(jì)算單元，此時(shí)結(jié)構(gòu)體系為簡(jiǎn)支梁，計(jì)算跨徑為/ = 19.7m；設(shè)設(shè)x為計(jì)算截面距支座的距離,設(shè)x設(shè)x為計(jì)算截面距支座的距離,那么主梁彎矩和剪力計(jì)算公式為:9=2（1-2。）監(jiān)q I I 1 1 j I I 1 19=2（1-2。）監(jiān)q I I 1 1 j I I 1 11 till iR=qL/2代MxJ 一 J -T3 j卜 揉）圖2-1內(nèi)力計(jì)算圖各計(jì)算截面如下列圖22所示，詳細(xì)計(jì)算結(jié)構(gòu)如表21：482.5482.

11、53/4跨中3/4跨中1/4跨中支點(diǎn)左變化點(diǎn)跨中750215支點(diǎn) ZI5右變化點(diǎn)750圖3/4跨中1/4跨中支點(diǎn)左變化點(diǎn)跨中750215支點(diǎn) ZI5右變化點(diǎn)750表21第一施工階段自重作用效應(yīng)內(nèi)力截面剪力（kN）彎矩（kN-m）支點(diǎn)2540.0左變化點(diǎn)1974481/4截面224.5888跨中0.011903/4截面-224.5888右變化點(diǎn)-197448支點(diǎn)-2540.0第三施工階段自重作用效應(yīng)內(nèi)力計(jì)算各計(jì)算截面如下列圖23所示，詳細(xì)計(jì)算結(jié)構(gòu)如表22：402.5482.5第/4圈中482,5482,5（遇幽中左中支點(diǎn)（右）即幽t點(diǎn)左邊支點(diǎn)邊曾左變化點(diǎn)嫄翳中402.5482.5第/4圈中482

12、,5482,5（遇幽中左中支點(diǎn)（右）即幽t點(diǎn)左邊支點(diǎn)邊曾左變化點(diǎn)嫄翳中215750750左中支 占優(yōu)）215215750圖2-3邊梁計(jì)算截面位置表2-2第三施工階段自重作用效應(yīng)內(nèi)力截面剪力(kN)彎矩(kN . m)截面剪力(kN)彎矩(kN . m)左邊支點(diǎn)（左）1340左中支點(diǎn)（左）-197-598邊跨左變化點(diǎn)99.2233左中支點(diǎn)（右）169-610邊跨1/451.85438中跨左變化點(diǎn)113-192邊跨跨中40. 3470中跨1/482.75-16.5邊跨3/4-123129.5中跨跨中0.0174邊跨右變化點(diǎn)-162-239結(jié)構(gòu)自重作用效應(yīng)總內(nèi)力：上述2個(gè)階段內(nèi)力均為階段內(nèi)力，每個(gè)施

13、工階段的累計(jì)內(nèi)力需要內(nèi)力疊加得到，如表到，如表2-3：表2-3到，如表2-3：到，如表2-3：表2-3結(jié)構(gòu)自重作用效應(yīng)總內(nèi)力截面剪 力(kN)彎矩(kN . m)截面剪 力(kN)彎矩(kN . m)左邊支點(diǎn)（左）3880左中支點(diǎn)（左）-457-650邊跨左變化點(diǎn)296681左中支點(diǎn)（右）425-675邊跨1/4176.751325中跨左變化點(diǎn)327136邊跨跨中-31.11680中跨1/4207.75835邊跨3/42391028中跨跨中0.01360邊跨右變化點(diǎn)-38126.5二、可變作用效應(yīng)計(jì)算本橋汽車荷載采納大路一I級(jí)荷載，它由車道荷載組成。橋規(guī)規(guī)定橋梁結(jié) 構(gòu)整體計(jì)算采納車道荷載。.汽

14、車荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算（1）跨中處荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算依據(jù)截面幾何尺寸特點(diǎn)，采用橋梁結(jié)構(gòu)電算程序設(shè)計(jì)，得出各梁的橫向安排影響線豎標(biāo)值見(jiàn)表2-4：表2-4各梁的橫向安排影響線豎標(biāo)值表坐屋1#2#3#4#5#0.0000.5920.3920.233-0.008-0.2083.1000.3920.2920.2330.092-0.0086.2000.1920.1920.2330.1920.1929.300-0.0080.0920.2330.2920.39212.400-0.208-0.0080.2330.3920.592依據(jù)各梁的橫向分布影響線圖，在上加載求得各種作用下的橫向分布系數(shù)如下，見(jiàn)表2-5：

15、表2-5跨中荷載橫向分布系數(shù)由上表可知，1#梁在荷載作用下的橫向分布系數(shù)最大，為設(shè)計(jì)和施工簡(jiǎn)便,梁號(hào)分布系數(shù)1#梁2#梁3#梁4#梁5祥梁汽車荷載橫向分布系數(shù)0.8230.5940.5450.5930.821各梁設(shè)計(jì)成同一規(guī)格，并以1#梁進(jìn)行設(shè)計(jì)。(2)支座處荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算依據(jù)截面幾何尺寸特點(diǎn)，采用橋梁博士，采納杠桿法計(jì)算。圖2-4 1井梁支點(diǎn)處荷載橫向分布影響線及最不利布載圖荷載橫向分布系數(shù)如表2-6所示：表2-6荷載橫分布系數(shù)表作用位置跨中至Lo/4處支點(diǎn)處汽車荷載0.8230.850.汽車荷載沖擊系數(shù)計(jì)算橋規(guī)規(guī)定汽車荷載的沖擊力標(biāo)準(zhǔn)值為汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以沖擊系數(shù) o 4按結(jié)構(gòu)基頻f

16、的不同而不同，對(duì)于連續(xù)梁橋： 13.616 eT , 23.651 eT工=干行 一人TkJ一2兀1 V mc2兀I V mc沖擊系數(shù) = 0.17671n/0.0157 （適用于 1.5%工7Ml4Hz ）式中：f、, /2基頻，Hz,計(jì)算連續(xù)梁沖擊力引起的正負(fù)彎矩效應(yīng)和剪力效應(yīng);I計(jì)算跨徑，m；E混凝土彈性模量，Pa；Ic梁跨中截面慣性矩，m4；mc結(jié)構(gòu)跨中處的單位長(zhǎng)度質(zhì)量，kg/m,當(dāng)換算為重力計(jì)算時(shí)，其單位應(yīng)為 Ns2/m2, me=G / g ；G結(jié)構(gòu)跨中處延米結(jié)構(gòu)重力，N/m；g重力加速度，為9.81m/s2。沖擊系數(shù)計(jì)算結(jié)果如表2-7：表2-7沖擊系數(shù)計(jì)算結(jié)果表自振頻率fl7.

17、7742f213. 5038沖擊系數(shù)止當(dāng)矩效應(yīng)（Wl）0. 347負(fù)彎矩效應(yīng)（W 2）0.444.車道折減系數(shù)依據(jù)通規(guī)表-4中的規(guī)定，四車道的折減系數(shù)為 = 0.67。.可變作用效應(yīng)計(jì)算車道荷載取值:依據(jù)通規(guī)條，大路一級(jí)的均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值和集中荷載的標(biāo)Z準(zhǔn)值為:qk - 10.5kN/m計(jì)算彎矩時(shí):Pk =360-180Pk =360-180 x50-5（39-5）+ 180 = 316kN計(jì)算剪力時(shí):勺二316xl.2 = 379.2kN彎矩：M汽=加回5 + Pkyk）（不計(jì)沖擊時(shí)）M汽=（1 + ）抽（2+ pk yk）（計(jì)入沖擊時(shí)）可變作用效應(yīng)匯總?cè)绫?-8：表2-8可變作用效應(yīng)匯總表截

18、面Mnrix （kN-m）IlklXMmin（kN.m）Qmin 心）Qmax（ kN）左邊支點(diǎn)（左）0.00.0-28.3301邊跨左變化點(diǎn)471-51.6-38.5254邊跨1/4883-118-83.2195邊跨跨中1070-243.5-166108邊跨3/4674-363-25643.4邊跨右變化點(diǎn)305-471-29918.7左中支點(diǎn)（左）155-690-3308.97左中支點(diǎn)（右）142-734-43.6321中跨左變化點(diǎn)298-543-45.9285中跨1/4606-436-67.5241中跨跨中904-320-1461445.溫差應(yīng)力及基礎(chǔ)沉降內(nèi)力計(jì)算（1）溫差應(yīng)力計(jì)算：依據(jù)通規(guī)規(guī)定，混凝土上部結(jié)構(gòu)和帶混凝土橋面板的鋼結(jié)構(gòu)的豎向日照 反溫差為正溫差乘以-0.5,依據(jù)通規(guī)表-3查的混凝土鋪裝豎向溫差計(jì)算的溫差基數(shù)以線性插入法確 定。鋪裝層外表溫度（=14。（2,距上緣100mm處（=5.5。距上緣400mm處7；=0o溫差應(yīng)力按公預(yù)規(guī)附錄b計(jì)算:2江勺產(chǎn)6Mt =-AytyaeEcey計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖2-5：圖計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖2-5：圖2-5力法計(jì)算簡(jiǎn)圖式中：兒截面內(nèi)的單元面積；ty單元面積內(nèi)溫差梯度平均值，均以正值帶入;名.混凝土線性膨脹系數(shù)，取0.00001；Ec混凝土彈性模量，取3.45 x lOpa；分單位面積重心帶重心軸的距。由產(chǎn)生的二次矩叫