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本科畢業(yè)論文(設(shè)計)論文(設(shè)計)題目:源石大橋初步設(shè)計學(xué)院:土木工程學(xué)院專業(yè):道路與橋梁工程班級:土木112學(xué)號:學(xué)生姓名:XXX指導(dǎo)教師:XXX2015年5月30日本科畢業(yè)論文(設(shè)計)誠信責(zé)任書本人鄭重聲明:本人所呈交的畢業(yè)論文(設(shè)計),是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所完成。畢業(yè)論文(設(shè)計)中凡引用他人已經(jīng)發(fā)表或未發(fā)表的成果、數(shù)據(jù)、觀點(diǎn)等,均已明確注明出處。特此聲明。論文(設(shè)計)作者簽名:日期:目錄摘要 II上承式拱橋橋跨布置(m)43.2×336+79.2+24截面形式單箱單室單箱三室支點(diǎn)梁高4.0m1.3m跨中梁高4.0m1.3m特點(diǎn)施工體系之間的轉(zhuǎn)換方便、伸縮縫較少、行車舒適安逸、順橋向抗彎剛度和橫橋向抗扭剛度比較大、受力性能較好,順橋向抗推剛度較小,對溫變、混凝士收縮徐變及地震均有利。橋型美觀,能充分發(fā)揮材料的各種性能,跨越能力較大。施工工藝可采用滿堂支架、頂推法、掛籃懸臂澆筑法等方法施工,要求較為嚴(yán)謹(jǐn)??刹捎棉D(zhuǎn)體施工、預(yù)支安裝、現(xiàn)澆等方法,技術(shù)成熟,施工方便。缺點(diǎn)梁體固結(jié),但是在基礎(chǔ)發(fā)生變位時穩(wěn)定性差。在兩側(cè)橋墩處產(chǎn)生大的水平推力,對基礎(chǔ)的要求比較高。經(jīng)濟(jì)型C40混凝土用量為3059m3,鋼筋用量為6.2。C40混凝土993m3,鋼筋用量為1.4。對比結(jié)果比選方案正選方案2.6橋梁設(shè)計最終方案確定1.該橋位地形大致成V字形,地質(zhì)情況良好,基本能夠滿足拱橋?qū)Φ鼗囊?。修建拱橋可以一跨跨過溝谷,避免了修建高大橋墩,減少了下部構(gòu)造工程量及造價。2.第二方案采用上承式拱。主拱采用分段預(yù)制,纜索吊裝的施工技術(shù),吊裝重量較小,不需要大型吊裝設(shè)備。主梁采用8.8米的空心板,采用預(yù)制安裝。整座橋施工速度較快,工期較短,施工技術(shù)較成熟。3.第一方案采用單跨為43.2米的連續(xù)梁橋,其預(yù)應(yīng)力鋼筋用量較大,使橋梁造價增大。且施工過程中要施加較多預(yù)應(yīng)力,使施工較為復(fù)雜,又因運(yùn)用掛籃懸臂澆注施工,使其工期較長。4.拱橋主要承受軸向方面的壓力,不會因?yàn)榛炷恋氖湛s徐變從而導(dǎo)致過大的撓曲,這對于運(yùn)營多年后的高速行車比較有利。且拱橋超載潛力較大,這適應(yīng)未來交通發(fā)展較快的要求特點(diǎn)。且其耐久性能較好。綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較好。選用第二種方案(上承式拱橋)為本橋的設(shè)計方案。第三章主拱圈設(shè)計計算及驗(yàn)算(手算)圖3-1橋型布置圖3.1設(shè)計資料設(shè)計荷載公路—Ⅰ級汽車荷載設(shè)計時速100km/h橋面凈寬凈12.5m(從左至右0.5+1+3.75+3.75+3+0.5)凈跨徑凈矢高凈矢跨比拱圈厚度拱圈寬度拱圈材料重力密度箱梁為C40混凝土現(xiàn)澆梁,其強(qiáng)度設(shè)計值為15.64MPa,砌體,C40混凝土彈性模量為3.25×10。拱上建筑采用的是跨徑為8.8m的混泥土空心板,。假定拱軸系數(shù)m=1.347,(為拱軸線1/4拱跨處坐標(biāo),為計算矢高)。拱軸線拱腳處切線與水平線交角[4216.84/1000x(1/6)]=(1994年拱橋手冊上冊附表(III-2),sin=0.575,cos=0.8182。參考文獻(xiàn):《公路橋涵設(shè)計手冊,拱橋(上冊)》(1994年),簡稱《1994年手冊》。3.2拱圈幾何力學(xué)性質(zhì)拱圈截面如圖3-2所示,其幾何力學(xué)性質(zhì)如表2-1所示。拱圈截面為C40混凝土現(xiàn)澆。圖3-2箱型拱截面(尺寸單位:cm)拱圈截面幾何性質(zhì)計算表表3-1編號尺寸及換算截面計算(m)換算面積A(m2)分塊面積重心至全截面底邊距y(m)對底邊面積矩S=A*y對自身重心軸慣矩Io(m4)對底邊慣性矩I'=Ay2(m4)19.0×0.15×22.70.650.1470.004410.0132420.2×0.9×20.360.650.4410.100910.447323-0.2×(0.9+0.5)×0.5×2-0.280.652.5430.582182.5807141×0.2×61.20.650.9570.232870.913855-0.2×(1+0.6)×0.5×6-0.960.651.3440.000642.35260.35×1×41.40.652.6220.002555.0471合計4.46-2.8991.080981.88435截面面積A=4.46m截面重心至底邊的距離y=s/A=2.899/4.46=0.65截面重心至頂邊的距離y=1.3-0.65=0.65m截面對重心軸的慣性矩I=I+I-Ay=1.08098+1.88435-4.46×0.65=1.08098m4截面回轉(zhuǎn)半徑計算跨徑計算矢高計算矢跨比拱軸線長度[見《1994年手冊》附表Ⅲ-8]拱圈幾何性質(zhì)表表3-2截面號y1/foy1cosФyb/cosФyt/cosФy1+yb/cosФy1-yt/cosФ12345678拱腳01.00000012.1200000.8182000.7944270.79442712.91442711.32557310.83302810.0962990.8316290.7815990.78159910.8778989.31470120.6830188.2781780.8698780.7472310.7472319.0254097.53094730.5492866.6573460.8932760.7276590.7276597.3850055.92968840.4312205.2263860.9147500.7105770.7105775.9369634.51581050.3282823.9787780.9341160.6958450.6958454.6746233.2829331/4跨60.2400002.9088000.9512100.6833400.6833403.5921402.22546070.1659722.0115810.9658950.6729510.6729512.6845321.33863080.1058591.2830110.9780580.6645820.6645821.9475930.61842990.0593880.7197830.9876080.6581560.6581561.3779380.061627100.0263440.3192890.9944770.6536100.6536100.972899-0.334321110.0065790.0797370.9986170.6509000.6509000.730638-0.571163120.0000000.0000001.0000000.6500000.6500000.650000-0.650000注:(1)第7欄為截面重心至截面下緣豎直距離;(2)本表截面半拱分為12段,與《1994年手冊》附錄圖Ⅲ-1對照,本表截面號的2倍為《1994年手冊》附錄圖Ⅲ-1的截面號,例如本截面號2,相當(dāng)于附錄圖Ⅲ-1內(nèi)為截面號4;(3)第2欄自《1994年手冊》附表(Ⅲ)-1查得,第4欄自附表(Ⅲ)-2查得tan,再求cos。3.3確定拱軸系數(shù)拱軸線系數(shù)按假定的尺寸驗(yàn)算,先求拱的自重壓力線在拱跨1/4點(diǎn)的縱坐標(biāo)y1/4與矢高f0的比值y1/4/f0,如該值與假定值0.24(m=1.347)相符合,則可以確定為拱軸系數(shù);否則,另行假定拱軸系數(shù),直至假定與驗(yàn)算的結(jié)果相符??砂聪率角蟮茫?2-1)式中:————拱軸線中拱跨1/4點(diǎn)的坐標(biāo);————拱軸線計算矢高;———拱的自重作用下,半拱的自重對拱跨點(diǎn)彎矩;———拱的自重作用下,半拱的自重對拱腳的彎矩;1)立柱和以上結(jié)構(gòu)自重對1/4跨、拱腳的彎矩a)立柱位置按表3-3所示立柱位置計算表3-3立柱號距拱腳(mm)位置相應(yīng)y1相應(yīng)距拱腳(mm)相應(yīng)(mm)P149051#-4#10096522622399944782711P2137894#-7#52262012994419033711673P3226747#-10#20123191903329612673654P43155810#-12#31902961236000654650b)立墻處y1計算c)中間插入值計算(見表3-3)d)立柱及墩帽高度計算以下計算中,650mm為跨中拱圈中線至拱圈上緣的距離,600mm為墩帽高度,見圖3-1立柱底至墻帽頂高度P1h=8411+1250-757=8904mmP2h=3866+1250-695=4421mmP3h=1429+1250-666=2013mmP4h=222+1250-653=819mm立柱及墩帽高度計算表3-4立墻y1(mm)yt/(mm)立柱高度h(mm)p184117578904p238666954421p314296662013p4222653819e)拱上建筑自重及其對1/4跨、拱腳彎矩。每2個立柱傳至拱圈的自重緣石、欄桿,每側(cè)1.44+1.25=2.69kN/m,兩側(cè)2×2.69=5.38kN/m,立柱縱向間距為8.8m,每2個立柱下壓力為8.8×5.38=47.344kN。10cm橋面鋪裝,240.1×12.5×8.8×24=264kN1cm防水層,0.2,0.01×12.5×8.8×0.2=0.22kN0.6m厚空心板,空心折減率0.7,0.6×13.5×8.8×0.7×25=831.6kN墩帽,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),兩端挑出。12.5×0.6×25=187.5kN2×0.5×(0.4+0.6)×0.8×25=20kN2×0.16×0.35×25=2.8kN柱身,柱帽和柱身總高h(yuǎn),墩帽挑出端高0.6m;墩身寬0.7m,厚0.8m;墩身高(h-0.6)m?;炷两Y(jié)構(gòu),橫向每2個立柱其自重為2×0.7×0.8×(h-0.6)×24=26.88(h-0.6)kN--(5)項(xiàng)合計1353.464kN(6)項(xiàng)自重見表3-5 拱上建筑自重及其對1/4跨、拱腳彎矩表3-5立墻號立柱自重(kN)墩帽及以上自重(kN)合計(kN)1/4跨彎矩M1/4拱腳彎矩MS力臂(m)彎矩(kN.m)力臂(m)彎矩(kN*m)P1223.2121353.4641576.676————4.904567732.902043P2102.7081456.172————8.6043212529.36986P337.981391.4444.673766503.27530928.6737639897.93131P45.8871359.35113.55818430.0808631.55842898.39886合計5783.64324933.35617103058.60212)拱圈半拱懸臂自重作用下,1/4跨和拱腳的剪力和彎矩。拱圈截面面積應(yīng)該采用幾何截面面積,自《1994年手冊》附表(III)-19(6),拱圈半拱懸臂自重作用下1/4跨和拱腳的彎矩M1/4、Ms為:=[表值]=[表值]==[表值]=[表值]=3)以上計算合計=176329.564kN.m=42784.461kN.m/=0.242639181,m=1.347時相應(yīng),計算值0.2426接近該值,所以假設(shè)m值是正確的。3.4不計入彈性壓縮的自重水平推力176329.564/12.12=14548.644kN3.5彈性重心位置、彈性壓縮系數(shù)和拱自重彈性壓縮水平推力彈性中心離拱頂距離ys,可從《1994年手冊》附表(Ⅲ)-3求得。按《1994年手冊》,彈性壓縮系數(shù)可從附表(Ⅲ)-9和附表(Ⅲ)-11求得。按《1994年手冊》公式(4-18),由彈性壓縮引起彈性中心的贅余力(推力為正,拉力為負(fù))為:I——彎曲平面截面慣性矩A——截面面積γ——截面繞X軸回轉(zhuǎn)半徑f0——計算矢高3.6自重效應(yīng)3.6.1拱頂截面[《1994年手冊》公式(4—25)]計入彈性壓縮的水平推力:軸向力:彈性壓縮彎矩:本例中假定的拱軸系數(shù)符合不考慮彈性壓縮的壓力線,在自重作用下,只有彈性壓縮彎矩。3.6.2拱腳截面(y1見表3-2)(見表3-2)計入彈性壓縮的水平推力(同拱頂截面)軸向力:彈性壓縮彎矩:3.7公路—Ⅰ級汽車荷載效應(yīng)公路—Ⅰ級汽車荷載加載于影響線上時,其中均布荷載為q=10.5kN/m;集中荷載當(dāng)計算跨徑為8.8m時,=180kN,當(dāng)為50m及以上時,=360kN.本設(shè)計跨徑為72.7475m,=360kN。拱圈寬度設(shè)計為9.00m,布設(shè)雙車道公路—Ⅰ級汽車荷載。按《公路圬工橋涵設(shè)計規(guī)范》,拱上建筑采用柱式墩。3.7.1汽車荷載沖擊力按《通規(guī)》條文說明公式(4-7)、(4-8),自振頻率計算公式如下:(3.2)拱橋(3.3)式中:—自振頻率(Hz);—頻率系數(shù);—計算跨徑,;—結(jié)構(gòu)材料彈性模量(),;—結(jié)構(gòu)跨中截面慣性矩,以計,;—結(jié)構(gòu)跨中位置的單位長度質(zhì)量,以計,主拱圈結(jié)構(gòu)跨中位置自重為[7.7056見表2-1],換算為質(zhì)量,其值為—拱矢跨比,按《通規(guī)》第4.3.2條,當(dāng)f<1.5Hz時,沖擊系數(shù),據(jù)此,汽車均布荷載為1.05×2×10.5=22.05kN/m,集中荷載1.05×2×360=756kN/m,以上荷載用于全部拱圈計算。3.7.2拱頂截面為了布設(shè)公路—Ⅰ級均布荷載,拱頂截面需考慮彈性壓縮的彎矩及其相應(yīng)的軸向力影響線面積,可自《1994年手冊》附表(Ⅲ)-14(12)查得,其值為:彎矩影響線面積=[表值]=[表值];相應(yīng)的軸向力影響線面積=[表值]=[表值]。為了加載公路—Ⅰ級集中荷載,拱頂截面不考慮彈性壓縮的彎矩影響線坐標(biāo)及與其相應(yīng)的軸向力(拱頂即為水平推力)的影響線坐標(biāo)可自《1994年手冊》附表(Ⅲ)-13(6)和附表(Ⅲ)-12(2)分別查取最大正負(fù)彎矩(絕對值)影響線坐標(biāo)和相應(yīng)的水平推力影響坐標(biāo),其值為:彎矩影響線坐標(biāo)=[表值]=[表值]相應(yīng)的水平推力影響線坐標(biāo)=[表值]=[表值]=[表值]上述計算數(shù)據(jù)見表3-6拱頂截面彎矩及其相應(yīng)的軸向力影響線面積和坐標(biāo)表3-6影響線正彎矩負(fù)彎矩均布荷載考慮彈性壓縮彎矩影響線面積0.0059372.7475=31.383-0.0052872.7475=-27.943相應(yīng)的軸向力影響線面積0.3710272.7475=26.9910.3841672.7475=27.947集中荷載不考慮彈性壓縮彎矩影響線坐標(biāo)0.0491672.7475=3.576(24號截面)-0.0124972.7475=-0.909(10號截面)相應(yīng)的水平推力影響線坐標(biāo)0.232626=1.396(24號截面)0.104756=0.6285(10號截面)(a)拱頂截面正彎矩均布荷載作用下考慮彈性壓縮的彎矩=22.05×31.383=691.995kN.m相應(yīng)的考慮彈性壓縮的軸向力=22.05×26.991=595.152kN集中荷載作用下不考慮彈性壓縮的彎矩=756×3.576=2703.456kN.m相應(yīng)的不考慮彈性壓縮的水平推力=756×1.396=1055.376kN.m彈性壓縮附加水平推力彈性壓縮附加彎矩考慮彈性壓縮的水平推力考慮彈性壓縮的彎矩(b)拱頂截面負(fù)彎矩均布荷載作用下考慮彈性壓縮的彎矩=-22.05×27.943=-616.143kN.m相應(yīng)的考慮彈性壓縮的軸向力=22.05×27.947=616.231kN.m集中荷載作用下不考慮彈性壓縮的彎矩=756×(-0.909)=-687.204kN.m相應(yīng)的不考慮彈性壓縮的水平推力=756×0.6285=475.146kN.m彈性壓縮附加水平推力彈性壓縮附加彎矩考慮彈性壓縮水平推力考慮彈性壓縮的彎矩3.7.3拱腳截面為了加載公路—I級均布荷載,拱腳截面考慮彈性壓縮的彎矩及其相應(yīng)的軸向力影響線面積,可自《1994年手冊》附表(Ⅲ)-14(12)查得,其值為:彎矩影響線面積M=[表值]×=[表值]×72.7475相應(yīng)的軸向力影響線面積=[表值]=[表值]×72.7475。為了加載公路—Ⅰ級集中荷載,拱腳截面不考慮彈性壓縮的彎矩影響線坐標(biāo)及與其相應(yīng)的水平推力和左拱腳反力的影響線坐標(biāo)(拱腳反力不受彈性壓縮影響,沒有彈性壓縮附加力)可自《1994年手冊》附表(Ⅲ)-13(10)、附表(Ⅲ)-12(2)和附表(Ⅲ)-7(2)分別查取最大正負(fù)彎矩(絕對值)影響線坐標(biāo)、相應(yīng)的水平推力影響坐標(biāo)和左拱腳反力影響線坐標(biāo),其值為:彎矩影響線坐標(biāo)=[表值]=[表值]×72.7475;相應(yīng)的水平推力影響線坐標(biāo)=[表值]×=[表值]×72.7475/12.12=[表值]6;左拱腳反力影響線坐標(biāo)=[表值]。拱腳截面彎矩及其相應(yīng)的水平推力和左拱腳反力影響線面積和坐標(biāo)表表3-7影響線正彎矩負(fù)彎矩均布荷載考慮彈性壓縮彎矩影響線面積0.01754×72.7475=92.825-0.01602×72.7475=-84.781相應(yīng)的軸力影響線面積0.51779×72.7475=37.6680.38756×72.7475=28.194集中荷載不考慮彈性壓縮彎矩影響線坐標(biāo)0.04952×72.7475=3.602(截面號17’)-0.06418×72.7475=-4.669(截面號7)相應(yīng)的水平推力影響線坐標(biāo)0.19638×72.7475=14.286(截面號17’)0.06073×72.7475=4.418(截面號7)—相應(yīng)的左拱腳反力影響線坐標(biāo)0.29106(截面號17’)0.93975(截面號7)(a)拱腳截面正彎矩均布荷載作用下考慮彈性壓縮的彎矩=22.05×92.825=2046.791kN.m相應(yīng)的考慮彈性壓縮的軸向力=22.05×37.688=831.020kN集中荷載作用下不考慮彈性壓縮的彎矩=756×3.602=2723.112kN.m相應(yīng)的不考慮彈性壓縮的水平推力=756×14.286=10800.216kN彈性壓縮附加水平推力彈性壓縮附加彎矩考慮彈性壓縮的水平推力考慮彈性壓縮的彎矩與相應(yīng)的左拱腳反力=1.2×756×0.29106=264.050kN(《通規(guī)》第4.3.1條規(guī)定,集中荷載計算剪力時,乘以1.2)軸向力(b)拱腳截面負(fù)彎矩均布荷載作用下考慮彈性壓縮的彎矩=-22.0584.781=-1869.421kN.m相應(yīng)的考慮彈性壓縮的軸向力=22.0528.194=621.678kN集中荷載作用下不考慮彈性壓縮的彎矩=-7564.669=-3529.764kN.m相應(yīng)的不考慮彈性壓縮的水平推力=7564.418=3340kN彈性壓縮附加水平推力彈性壓縮附加彎矩考慮彈性壓縮水平推力考慮彈性壓縮的彎矩與相應(yīng)的左拱腳反力=1.27560.93975=852.541kN(《通規(guī)》第4.3.1條規(guī)定,集中荷載計算剪力乘以1.2)軸向力3.7.4.拱頂、拱腳截面汽車效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值匯總荷載效應(yīng)單位拱頂拱腳正彎矩負(fù)彎矩正彎矩負(fù)彎軸向力kN595.152+1036.512=1631.664616.231+466.653=1082.884831.02+10607.173=11438.193621.678+3280.301=3901.979彎矩kN.m0.7(691.995+2823.82)=2461.114-(616.143+651.045)=-1267.9130.9(2046.791+1180.045)=2904.152-(1869.421+4004.24)=-5873.661拱腳、拱頂截面汽車效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值匯總表表3-8注:《規(guī)范》第5.1.1拱頂計算正彎矩時應(yīng)乘以0.7折減系數(shù);拱腳截面乘以0.9折減系數(shù);拱跨1/4點(diǎn)至拱腳,用直線插入法確定。3.8溫度作用和混凝土收縮作用效應(yīng)1)當(dāng)?shù)貧v年最高日平均溫度為33,最低日平均溫度為-5,按《通規(guī)》第4.3.10條條文說明。結(jié)構(gòu)最高溫度為:;結(jié)構(gòu)最低溫度為:。封拱溫度預(yù)計在10~15之間。在合攏以后,結(jié)構(gòu)升溫33.4-10=23.4,降溫15+2=17。按《1994年手冊》公式(4-32),溫度變化引起的彈性贅余力為:=式中:—混凝土線膨脹系數(shù),按《規(guī)范》表3.3.5-3,=0.00001;△—溫度變化值,℃;—拱的計算跨徑,=72.7475m;—自《1994年手冊》表(Ⅲ-5)查取—系數(shù),見第5款,=0.015885。以上計算是溫度變化1時,全拱寬的彈性中心贅余力,升溫取正值,降溫取負(fù)值。按《規(guī)范》第5.1.8條,溫度效應(yīng)已在上式乘以0.7折減系數(shù)。溫度上升23.4,=23.4×16.4114=384.027kN溫度下降17,=-17×16.4114=-278.994kN溫度變化引起的截面作用效應(yīng)見《1994年手冊》公式(4-33)、公式(4-34)。拱頂截面溫度上升引起的軸向力、彎矩和剪力拱頂截面溫度下降引起的軸向力、彎矩和剪力拱腳截面溫度上升引起的軸向力、彎矩和剪力拱腳截面溫度下降引起的軸向力、彎矩和剪力2)混凝土收縮效應(yīng)是永久效應(yīng),其計算方法和降溫作用相同。本設(shè)計為現(xiàn)澆構(gòu)件和預(yù)制構(gòu)件組合體?,F(xiàn)設(shè)各構(gòu)件在合攏時的平均齡期為90天,這樣可以利用《公路預(yù)應(yīng)力混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTGD62-2004)表6.2.7計算求得混凝土應(yīng)變最終值。設(shè)橋梁地處環(huán)境的年平均相對濕度為80%。理論厚度為h=2A/u,其中:A=4.46m2,u=[9+9+1.3+1.3+3×(2.8+2.8+1+1)]=43.4m(u:構(gòu)件與大氣接觸的周邊長度。)看圖2-2。h=2A/u=24.46/43.4=0.206m=206mm,相對于降溫18.94℃。如果拱在合攏時的各構(gòu)件平均齡期大于90天,則可按《JTGD62-2004規(guī)范》附錄F計算?;炷潦湛s在彈性中心贅余力HS上式計算中,按《規(guī)范》第5.1.8條規(guī)定,混凝土作用效應(yīng)已乘以0.45。拱頂截面由于混凝土收縮引起軸向力Ns、彎矩Ms、和剪力Vs.拱腳截面由于混凝土收縮引起軸向力Ns、彎矩Ms、和剪力Vs。3.9整體“強(qiáng)度-穩(wěn)定”驗(yàn)算用的荷載效應(yīng)按《規(guī)范》第5.1.1條規(guī)定,由于不考慮拱上建筑與拱圈的聯(lián)合作用,所以考慮全部永久作用和活載作用驗(yàn)算“強(qiáng)度-穩(wěn)定”。1)《規(guī)范》公式(5.1.4)內(nèi),其中永久作用水平推力,自第6款第1項(xiàng),可得計入彈性壓縮的自重水平推力Hg=14288.602kN,軸向Hg=14288.602/=14288.602/cos18.428o=15060.940kN,其中2)《規(guī)范》公式(5.1.4)內(nèi),其中汽車均布荷載水平推力在拱上產(chǎn)生的推力影響線面積,按《1994年手冊》附表(Ⅲ)—14(12),取1/4拱跨處與相應(yīng)的H影響線面積與相應(yīng)的H影響線面積之和。即(0.04043+0.08534)=0.1257772.74752/12.12=54.917。汽車均布荷載的水平推力為:Hg=54.917×22.05=1210.920kN。軸向力Ng=1210.920/cos18.4280=1276.370kN。3)按《規(guī)范》公式(5.1.4),其中汽車集中荷載產(chǎn)生的水平推力,可按《1994年手冊》附表(III)-12(2),取拱頂不考慮彈性壓縮的水平推力影響線坐標(biāo),即0.23262×=0.23262×6=1.39572。汽車集中荷載不考慮彈性壓縮水平推力為:H1=1.39572×756=1055.164kN。汽車集中荷載考慮彈性壓縮的水平推力為:軸向力4)按《規(guī)范》第5.1.4條第2款,軸向力偏心距可取水平推力計算時同一荷載布置的拱跨1/4處彎矩設(shè)計值除以軸力設(shè)計值。假定永久荷載不考慮彈性壓縮的自重壓力線與拱軸線符合,永久荷載產(chǎn)生的彎矩為彈性壓縮水平推力產(chǎn)生的彎矩,在拱跨1/4處,其值為:5)按《規(guī)范》第5.1.4條第2款,軸向力偏心距可取水平推力計算時同一荷載布置的拱跨1/4處彎矩設(shè)計值除以軸力設(shè)計值。汽車均布荷載作用下,拱跨1/4處正負(fù)彎矩影響線面積,按《拱橋手冊》附表(III)-14(12)為:(0.00905-0.00944)×2=-0.00039×72.74752=-2.064。汽車均布荷載彎矩:M=-2.064×22.05=-45.511kN.m。汽車集中荷載作用下,按《拱橋手冊》附表(III)-13(8),1/4跨不考慮彈性壓縮的拱頂?shù)膹澗赜绊懢€坐標(biāo)為:-0.02001=0.02001×72.7475=1.456。彎矩為:=1.456×756=1100.736kN,考慮彈性壓縮的彎矩為:汽車荷載彎矩合計為:M=-(45.511+1081.061)=-1126.575kN.m6)按第9款第1)項(xiàng),溫度上升贅余力=384.027kN,溫度下降贅余力為-278.994kN。溫度作用軸向力為:溫度上升N=384.027/cos=384.027/cos18.428o=404.784kN溫度下降N=-278.994/cos=-278.994/cos18.428o=-294.074kN溫度作用的偏心距計算,可先計算溫度作用下1/4跨彎矩,然后除以相應(yīng)軸向力。溫度作用下1/4跨彎矩為:溫度上升M=0.7=0.7×404.784×(2.9088-4.1722)=-357.983kN.m溫度下降M=—0.7=-0.7×294.074×(2.9088-4.1722)=-260.073kN.m8)按第9款2)項(xiàng),混凝土收縮贅余力為,混凝土收縮軸向力N=-199.82/cos18.428o=-210.620kN混凝土收縮作用的偏心距計算,可先計算混凝土收縮作用下1/4彎矩,然后除以相應(yīng)軸向力?;炷潦湛s作用下1/4彎矩為:3.10拱腳截面直接抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算用的荷載效應(yīng)3.10.1自重剪力自重產(chǎn)生的左拱腳反力,自表3-5第4欄及第3款第2)項(xiàng)知,拱上建筑為5783.643kN,拱圈自重為4170.114kN,合計=9953.757kN.自重產(chǎn)生的左拱腳考慮彈性壓縮的水平推力,自第6款第1)項(xiàng)可得,Hg=14288.602kN自重剪力為:=sin-cos=14288.6020.575-9953.7570.8182=71.782kN3.10.2汽車荷載汽車荷載考慮彈性壓縮的水平推力影響線面積按《1994年手冊》附(Ⅲ)-14(12),可取拱頂處,與相應(yīng)的水平推力的影響線面積和與相應(yīng)的水平力影響線面積之和,即。汽車均布荷載產(chǎn)生的考慮彈性壓縮的水平推力為:54.96122.05=1211.890kN.汽車集中荷載不考慮彈性壓縮的水平推力影響線坐標(biāo),按《1994年手冊》附表(Ⅲ)-12(4),其最大值為:0.23262=0.23262×72.7475/12.12=1.396。汽車集中荷載產(chǎn)生的不考慮彈性壓縮的水平推力為:=1.396756=1055.376kN;考慮彈性壓縮的水平推力為:汽車荷載考慮彈性壓縮的水平推力為:=1211.890+1036.512=2248.402kN汽車均布荷載左拱腳的反力影響線面積,按《1994年手冊》附表(Ⅲ)-14(12),可取拱頂處,與相應(yīng)的左拱腳反力影響線面積和與相應(yīng)的左拱腳反力影響線面積之和,即(0.13977+0.36023)=0.5×72.7475=36.37375,汽車均布荷載產(chǎn)生的左拱腳反力為:22.0536.37375=802.041kN。汽車集中荷載左拱腳反力影響線坐標(biāo),在跨中截面(集中荷載設(shè)于跨中截面,為的是與求水平推力時一致)坐標(biāo)按《1994年手冊》附表(Ⅲ)-7(2)為0.5。由汽車集中荷載產(chǎn)生的左拱腳反力為:=1.20.5756=453.6kN(按《通規(guī)》第4.3.1條,集中荷載計算剪力時乘以1.2)。汽車荷載作用下的左拱腳反力為:=802.041+453.6=1255.641kN汽車荷載拱腳截面剪力為:=sin+cos=2248.4020.575+1255.6410.8182=2320.197kN3.10.3溫度作用效應(yīng)溫度作用效應(yīng)見第9款第1)項(xiàng),拱腳溫度上升時剪力Vt=220.816kN,拱腳溫度下降時剪力Vt=-160.393kN.3.10.4混凝土收縮效應(yīng)混凝土收縮效應(yīng)見第9款第2)項(xiàng),拱腳混凝土收縮剪力Vs=-114.897kN.3.10.5與剪力相應(yīng)的軸向力(1)自重=cos+sin=9953.7570.8182+14288.6020.575=16360.110kN(2)汽車荷載=cos+sin=2248.4020.0.8182+1255.6410.575=2561.636kN(3)溫度上升N=314.211kN(見第9款)溫度下降N=-228.232kN(見第9款)(4)混凝土收縮N=-163.494kN(見第9款)3.11拱圈效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值匯總1.拱圈強(qiáng)度驗(yàn)算按《規(guī)范》5.1.4條第1款進(jìn)行,其作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值見表3-9拱圈強(qiáng)度驗(yàn)算作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值(拱全寬)表3-9作用作用效應(yīng)單位拱頂拱腳正彎矩負(fù)彎矩正彎矩負(fù)彎矩永久荷載軸向力kN14288.60214288.60217463.45917463.459彎矩kN.m1084.9471084.947-2066.762-2066.762汽車荷載軸向力kN1631.6641082.88411438.1933901.979彎矩kN.m2461.114-1267.9132904.152-5873.661溫度上升軸向力kN384.027314.211彎矩kN.m-1602.2373052.247溫度下降軸向力kN-278.994-228.232彎矩kN.m1164.019-2216.991混泥土收縮軸向力kN-199.821-163.494彎矩kN.m833.693-1588.1372.拱圈整體“強(qiáng)度-穩(wěn)定”驗(yàn)算按《規(guī)范》5.1.4條第2款進(jìn)行,其作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值見表3-10。拱圈整體“強(qiáng)度-穩(wěn)定”驗(yàn)算作用標(biāo)準(zhǔn)值(拱全寬)表3-10效應(yīng)作用軸向力彎矩永久荷載15060.940328.537汽車荷載1276.37+1092.316=2368.686-(45.511+1081.061)=-1126.575溫度上升404.784-357.983溫度下降-294.074-260.073混凝土收縮-210.620252.4533.拱腳截面直接抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算按《規(guī)范》4.0.13條計算,其作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值見表3-11拱腳截面剪力及其相應(yīng)的軸向力標(biāo)準(zhǔn)值(全拱寬)表3-11效應(yīng)作用剪力與剪力相應(yīng)的軸向力(kN)永久荷載71.78216360.110汽車荷載2320.1972561.636溫度上升220.816314.211溫度下降-160.393-228.232混凝土收縮-114.897-163.4943.12拱圈截面強(qiáng)度驗(yàn)算拱圈截面強(qiáng)度驗(yàn)算按《規(guī)范》5.1.4條第1款規(guī)定進(jìn)行。當(dāng)按《規(guī)范》第4.0.6條計算時,不計長細(xì)比對受壓構(gòu)件承載力的影響,即令小于3取為3.按《通規(guī)》公式(4.1.6-1),結(jié)構(gòu)按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計的基本組合為:(2-4)式中:—結(jié)構(gòu)重要性系數(shù),=1.0;—永久作用效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù),自重效應(yīng)取=1.2;混凝土收縮效應(yīng)取=1.0;—汽車作用效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù),取=1.4;—人群或溫度作用效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù),人群作用效應(yīng)取1.4;溫度作用效應(yīng)取1.4;—除汽車作用效應(yīng)(含汽車沖擊力、離心力)外的其他可變作用效應(yīng)的組合系數(shù),人群作用和溫度作用效應(yīng)組合,取=0.7;此處無人群荷載,所以=0.8。、、—永久作用、汽車作用、人群作用與溫差作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值。按《規(guī)范》公式(4.0.5)計算承載力(4-6)式中:=1.0——軸向力設(shè)計值——構(gòu)件截面面積,每米拱寬=4.46m2;——標(biāo)準(zhǔn)層抗壓強(qiáng)度設(shè)計值,C40混凝土圍=15.64MPa——偏心距e和長細(xì)比對受壓構(gòu)件承載力的影響系數(shù),見《規(guī)范》第4.0.6。、——分別為方向和方向偏心受壓構(gòu)件承載力影響系數(shù);、——分別為方向和方向截面重心至偏心方向的截面邊緣的距離;、——軸向力在方向和方向的偏心距,=0,,其中為繞x軸的彎矩設(shè)計值,為軸向力設(shè)計值;——截面形狀系數(shù),矩形截面=8、——彎曲平面內(nèi)回轉(zhuǎn)半徑,,,、分別為繞x軸的、軸的截面慣性矩,為截面面積;——與砂漿強(qiáng)度有關(guān)的系數(shù),組合構(gòu)件用=0.002;、——構(gòu)件在方向和方向長細(xì)比,按《規(guī)范》公式(4.0.7-1)、(4.0.7-2),當(dāng)、小于3時取為3.在截面抗壓強(qiáng)度驗(yàn)算中,按《規(guī)范》第4.0.5條采用抗壓強(qiáng)度設(shè)計值換算截面,其幾何力學(xué)性質(zhì)計算見表3-12。但是,對于、,按《規(guī)范》第4.0.6條,應(yīng)采用彈性模量換算截面,見表3-1及相關(guān)計算。主拱圈換算截面計算表表3-12編號尺寸及換算截面計算(m)幾何面積A(m2)強(qiáng)度比例系數(shù)換算面積A0=A分塊面積重心至底邊距離y(m)對底邊面積矩A0y()19.0×0.15×22.712.70.651.75520.2×0.9×20.3610.360.650.2343-0.2×(0.9+0.5)×0.5×2-0.281-0.280.65-0.18241×0.2×61.211.20.650.785-0.2×(1+0.6)×0.5×6-0.961-0.960.65-0.62460.35×1×41.411.40.650.91合計4.464.46-2.873換算截面重心至截面底邊距離換算截面重心至截面頂邊距離由于用抗壓強(qiáng)度設(shè)計值來計算取得的換算截面重心軸(=0.65m)和彈性模量來計算的換算截面重心軸(=0.65m,見表3-1及其應(yīng)用)相同。所以之前計算取得的偏心距不用修正,其中為之前用彈性模量計算取得的換算截面偏心距(正彎矩時為正值,表示在彈性模量換算截面重心軸之上,負(fù)彎矩時為負(fù)值,表示以下)。在截面強(qiáng)度驗(yàn)算的時候,不計、,即令小于3取為3.這樣公式(4.0.6-2)、(4.0.6-3)等號右邊第二項(xiàng)均為1.0;又=0,=1.0,,得:最后得:以上計算中,y值當(dāng)偏心向上時取y==0.65m,當(dāng)偏心向下時取y==0.65m。拱頂截面驗(yàn)算以表3-13A和表3-13B兩表完成,其中表3-13A內(nèi)的結(jié)構(gòu)自重分項(xiàng)系數(shù)取1.2,表3-13B內(nèi)的結(jié)構(gòu)自重分項(xiàng)系數(shù)取1.0,兩表各以較大的軸向力和較大的偏心距對承載力作比較。拱頂截面強(qiáng)度驗(yàn)算(拱全寬)表3-13A作用效應(yīng)Mmax+溫升Mmax+溫降Mmin+溫升Mmin+溫降(kN)19660.94118918.35818892.64918150.066(kN.m)3786.6846884.890-1433.9541664.25ey=Md/Nd0.1930.364-0.0760.0920.9190.7540.9870.98(kN)64104.2936>52594.8176>68847.5928>68359.312>拱頂截面強(qiáng)度驗(yàn)算(拱全寬)表3-13B作用效應(yīng)Mmax+溫升Mmax+溫降Mmin+溫升Mmin+溫降(kN)16803.22115804.64033665.35222926.230(kN.m)3786.6846884.890-1433.9541664.252注ey=Md/Nd0.2250.436-0.0430.0730.8270.7930.9920.978(kN)57686.889>55315.239>69196.365>68219.803>拱腳截面強(qiáng)度驗(yàn)算(拱全寬)表3-14A作用效應(yīng)Mmax+溫升Mmax+溫降Mmin+溫升Mmin+溫降(kN)37158.043336550.5071684773.59780919.137(kN.m)3416.078-2485.469-12546.997-14774.4070.092-0.068-0.148-0.1830.9660.9810.9170.878(kN)67382.750>68429.066>63964.785>61244.363>拱腳截面強(qiáng)度驗(yàn)算(拱全寬)表3-14B作用效應(yīng)Mmax+溫升Mmax+溫降Mmin+溫升Mmin+溫降(kN)33665.35222926.23081412.95377758.209(kN.m)3416.078-2485.469-12546.997-14774.407ey=Md/Nd0.101-0.108-0.154-0.1900.960.9540.9470.87(kN)66964.224>66545.698>66057.417>60686.328>在上兩個表計算中,偏心距限值均在《規(guī)范》表4.0.9規(guī)定范圍內(nèi)。偏心距限值為0.6S=0.6×0.65=0.39m,重心軸以上0.6s=0.6=0.6×0.65=0.39;以上計算均符合規(guī)定。拱腳截面驗(yàn)算由表2.13A和2.13B兩表完成,其中表2.13A內(nèi)的結(jié)構(gòu)自重分項(xiàng)系數(shù)取1.2,表2.13B內(nèi)的結(jié)構(gòu)自重分項(xiàng)系數(shù)取1.0,兩表各以較大的軸向力和較大的偏心距對承載力作比較。3.13拱圈整體“強(qiáng)度—穩(wěn)定”驗(yàn)算拱圈“強(qiáng)度—穩(wěn)定”驗(yàn)算,按《規(guī)范》第5.1.4條第2款進(jìn)行。按《規(guī)范》第5.1.4條第2款第3)項(xiàng),如板拱拱圈寬度不小于1/20計算跨徑時,砌體拱可以不考慮橫向長細(xì)比對構(gòu)件承載力的影響,可令小于3取為3.拱圈整體“強(qiáng)度—穩(wěn)定”驗(yàn)算所用作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值見表11。1.按《規(guī)范》公式(4.0.5)驗(yàn)算構(gòu)件溫度上升時承載力式中:=1.0;——軸向力設(shè)計值,=1.2×15060.940+1.0×(-210.62)+1.4×2368.686+1.4×0.8×404.784=21632.026kN;——構(gòu)件截面面積,每米拱寬=4.46m2;——C40混凝土構(gòu)件軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值,=15.64Mpa;——偏心距e和長細(xì)比對受壓構(gòu)件承載力的影響系數(shù),見《規(guī)范》第4.0.6、——分別為方向和方向偏心受壓構(gòu)件承載力影響系數(shù);、——分別為方向和方向截面重心至偏心方向的截面邊緣的距離;、——軸向力在方向和方向的偏心距,=0,Md=1.2×328.537+1.0×252.453+1.4×(-1126.575)+1.4×0.8×(-357.983)=-1331.449kN其中為繞x軸的彎矩設(shè)計值,為軸向力設(shè)計值;——截面形狀系數(shù),矩形截面=8、——彎曲平面內(nèi)回轉(zhuǎn)半徑,,,、分別為繞x軸的、軸的截面慣性矩,為截面面積;——與砂漿強(qiáng)度有關(guān)數(shù)據(jù),組合構(gòu)件=0.002;、——構(gòu)件在方向和方向長細(xì)比,按《規(guī)范》公式(4.0.7-1)、(4.0.7-2),當(dāng)、小于3時取為3。在計算中,箱拱拱圈寬度與跨徑之比為10.04/101.183=0.099>1/20,可令小于3取為3,等號右邊第二項(xiàng)均為1.0;又=0,故=1.0。=-0.0615m.按《規(guī)范》公式(4.0.7-2)為:(0.36為無鉸拱計算長度)得:最后得:=1.0×15060.94=15060.94kN=0.272×4.46×15.64×1000=18973.197>,符合規(guī)定。2)按《規(guī)范》公式(4.0.5)驗(yàn)算構(gòu)件溫度下降時承載力在溫度下降時構(gòu)件承載力計算步驟與溫度上升時承載力計算相同,參見表3-10和本款第1)項(xiàng),計算如下:Nd=1.2×15060.94+1.0×(-210.620)+1.4×2368.686+0.8×1.4(-294.074)=20849.306kNMd=1.2×328.537+1.0×252.453+1.4×(-1126.575)+0.8×1.4×(-260.073)=-1221.789kN.m(偏心向下)=1.0×20849.306=20849.306kN=0.307×4.46×15.64×1000=21414.601>符合規(guī)定。3.14拱腳截面直接抗剪驗(yàn)算3.14.1溫度上升按《規(guī)范》第4.0.13條,構(gòu)件直接抗剪承載力按下式驗(yàn)算:式中:——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù),=1.0;——剪力設(shè)計值,按表12;=1.0×(-5967.542)+1.0×(-114.897)+1.4×2320.197+0.8×1.4×220.816=2586.849kN(永久荷載的剪力為負(fù)值,荷載系數(shù)乘1.0);——受剪力截面面積,=4.46m2;——砌體抗剪強(qiáng)度設(shè)計值,=2.48MPa;——摩擦系數(shù),=0.7;——垂直于受剪面所謂壓力標(biāo)準(zhǔn)值。按表12;=16360.110+2561.636+314.211-163.494=19072.463kN=1.02586.849=2586.849kN;=4.462.48+1/1.40.719072.463=9547.292kN>=2586.849kN符合規(guī)定。3.14.2溫度下降溫度下降時構(gòu)件直接抗剪承載力,可參照第1)項(xiàng)溫度上升時構(gòu)件直接抗剪承載力計算。=1.0×(71.782)+1.0×(-114.897)+1.4×256.466+0.8×1.4×(-160.393)=136.297kNNk=16360.110+2561.636-228.23-163.494=18530.02kN=1.0×=136.297kN=4.46×2.48+×18530.02=9276.071kN>符合規(guī)定。3.14.3不計溫度作用不計溫度作用,與溫度下降比較,將增加,但Nk也將增加,計算如下:=1.0×(71.782)+1.0×(-114.897)+1.4×256.466=315.937kNNk=16360.110+2561.636--163.494=18758.252kN=1.0×=315.937kN=4.46×2.48+×18758.252=9390.187kN>符合規(guī)定。3.15拱圈配筋計算根據(jù)以上計算,計算值遠(yuǎn)比規(guī)范要求值大,所以配筋按照滿足最小配筋率0.2%配筋。即拱圈所用縱向鋼筋總截面積=4.46×0.2%=0.00892。第四章拱上立柱的計算拱上立柱采用C35混泥土結(jié)構(gòu),采用圓形截面雙柱墩。橫系梁70mm×80mm。4.1立柱抗推剛度計算立柱抗推剛度(簡稱剛度)(立柱縱向水平位移單位長度所需的立柱水平推力)按下式計算:式中:立柱抗推剛度,kN/m;立柱高度,見第1節(jié)第3款第1;混泥土彈性模量,;立柱截面慣性矩,;0.8見《公路鋼筋混泥土及預(yù)應(yīng)力混泥土設(shè)計規(guī)范》(JTGD62--2004)第4.2.1條,本例情況類似。立柱抗推剛度計算結(jié)果如表4-1所示。立柱抗推剛度表4-1立柱號P1P2P3P4P1'P2'P3'P4'立柱高度h(m)8.914.422.010.82立柱抗推剛度K(kN/m)5472448254766547020211注:右上角標(biāo)有“'”者為有半拱。4.2P1立柱承載能力計算立柱P1頂有板式橡膠支座彈性約束,底部固接于拱上。由于其他拱上立柱比P1矮,且截面尺寸一樣,所以只需驗(yàn)算P1立柱。按《規(guī)范》第4.0.8第2款,混泥土構(gòu)件雙向偏心受壓構(gòu)件承載驗(yàn)算公式為:式中:結(jié)構(gòu)重要性系數(shù),;--軸向力設(shè)計值,;縱向偏心距,永久作用豎向力分項(xiàng)系數(shù)取1.0,使值較大;橫向偏心距,=(1.4370.840)/(1.02052.264+1.4674.25=0.173m;偏心受壓構(gòu)件系數(shù),按《規(guī)范》表4.0.8,當(dāng),時,,;混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值,(混泥土);h構(gòu)件截面y方向高度,h=800mm;b構(gòu)件截面x方向長度,b=1200mm。2=20.5913.69[(800-2234)(1200-2173)]=4580.168kN,符合規(guī)定。4.3P1立柱偏心距計算按《規(guī)范》表4.0.9,偏心距限值為0.7s(表4.0.9為0.6s,受拉邊設(shè)不小于截面面積的0.05%的縱向鋼筋時,可增加0.1s),s為截面重心軸至偏心方向截面邊緣的距離,計算如下;偏心距符合規(guī)定。4.4立柱配筋計算按照滿足最小配筋率0.2%配筋。第五章空心板的計算5.1計算空心板的荷載橫向分布系數(shù)和沖擊系數(shù)5.1.1計算荷載橫向分布系數(shù)各空心板截面形式簡化如下圖:圖5-1空心簡支板截面尺寸(單位:cm)橋面板的橫向布置如下圖所示:橫向有10塊板,中間8塊板每塊寬1.34米,兩邊分別一塊板每塊板寬1.39米,10塊板每塊厚0.6米。圖5-2空心板橫向布置圖(單位:cm)計算空心板截面的抗彎慣距I空心板是上下對稱截面,形心軸位于中央高度,由Midas截面特性計算器計算得截面抗彎慣距I=2.33355計算空心板截面的抗扭慣矩空心板是上下對稱截面,形心軸位于中央高度,由Midas截面特性計算器計算得截面抗扭慣距3、計算剛度參數(shù)4、計算跨中荷載橫向分布影響線利用鉸板荷載橫向分布影響線計算用表,直線內(nèi)插求得=0.0483的影響線豎標(biāo)值、、、和。計算見表3.1。荷載橫向分布影響線表5-1板號單位荷載作用位置(i號板中心)1234567891010.04306232155103069047032023018015≈10000.063552541540940570350210140090070.0483326.34241.13154.5999.2764.0242.0227.4419.2714.2711.6820.04232229181121081055038027020018≈10000.062542551931170710440270170120090.0483241.13239.79185.98119.3476.8550.4432.2722.8516.6814.2730.04155181195158106072049035027023≈10000.061541932181711040640390250170140.0483154.59185.98204.55163.4105.1768.6844.8530.8522.8519.2740.04103121158180149101069049038032≈10000.060941171712051631000620390270210.048399.27119.34163.4190.38154.81100.5966.1044.8532.2727.4450.04069081106149175146101072055047≈10000.060570711041632011621000640440350.048364.0276.85105.17154.81185.79152.64100.5968.6850.4439.68表中數(shù)值按一定比例繪成光滑曲線后,得到1—5號板的荷載橫向分布影響線,如圖5-3所示:一號板二號板三號板四號板五號板圖5-3汽車橫向荷載計算圖(單位:cm)計算荷載橫向分布系數(shù)按《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》(JTGD60—2004)規(guī)定沿橫向確定最不利荷載位置后,就可計算跨中荷載橫向分布系數(shù)如下:一號板:車輛荷載=1/2(0.309+0.191+0.122+0.068)=0.345二號板:車輛荷載=1/2(0.243+0.215+0.149+0.081)=0.344三號板:車輛荷載=1/2(0.161+0.201+0.189+0.112)=0.3315四號板:車輛荷載=1/2(0.102+0.142+0.184+0.162)=0.295五號板:車輛荷載=1/2(0.066+0.090+0.130+0.185)=0.2355橫向分布系數(shù)計算結(jié)果如表5-2:橫向分布系數(shù)計算表表5-2梁號汽車掛車特載車列10.34500020.34400030.33200040.29500050.23600060.23600070.29500080.33200090.344000100.345000本橋無人行道,不考慮人行荷載。5.1.2計算汽車沖擊系數(shù)按《公路橋涵通用設(shè)計規(guī)范》(JTGD60-2004)第4.3.2條進(jìn)行近似計算,式中:—結(jié)構(gòu)的計算跨徑(m),=8.80m;—結(jié)構(gòu)材料的彈性模量(N/m2),=3.15MPa=3.15N/;—上部結(jié)構(gòu)截面的慣性矩(m4),—結(jié)構(gòu)跨中處的單位長度質(zhì)量(kg/m),當(dāng)換算為重力計算時,其單位應(yīng)為(Ns2/m2);結(jié)構(gòu)跨中處自重為0.6×13×25×0.7=136.5kN/m=136500N/m,換算為質(zhì)量,其值為;—結(jié)構(gòu)跨中處延米結(jié)構(gòu)自重(N/m);—重力加速度,g=9.81(m/s2)。按《通規(guī)》第4.3.2條,當(dāng)1.5Hz14Hz時,沖擊系數(shù)5.2空心板內(nèi)力計算5.2.1恒載引起的一塊板的最大彎矩由(3-3-1款)中計算可得:兩側(cè)防撞欄和緣石重5.38kN,橋面鋪裝重264kN,故分?jǐn)偟矫繅K板的荷載集度為:每塊空心板自重集度:,故恒載作用下,空心板跨中截面彎矩為:5.2.2活載引起的彎矩計算車輛荷載引起的跨中彎矩(計入沖擊系數(shù))5.2.3荷載組合承載能力極限

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