PAGE5某輕質(zhì)人行橋的主梁應(yīng)力及配筋計(jì)算分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u53541.1橋面板計(jì)算(Bridgedeckcalculation) 278601.1.1結(jié)構(gòu)自重及其內(nèi)力 29147(1)每延米板上的結(jié)構(gòu)自重g見下表6-1。 213092(2)每米寬板條的結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力 2226191.1.2汽車車輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力 385891.1.3內(nèi)力組合 316868(1)承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合計(jì)算見表6-2。 314795(2)正常使用內(nèi)力組合計(jì)算見表6-3。 385091.1.4行車道板的配筋及驗(yàn)算 312196(1)配筋 424491(2)尺寸驗(yàn)算 4399(3)抗剪能力驗(yàn)算 431465(4)承載力驗(yàn)算 5212391.2荷載橫向分布系數(shù)(Loadtransversedistributioncoefficient) 568891.2.1杠桿法求支點(diǎn)處的荷載橫向分布系數(shù) 5157301.2.2修正偏心壓力法求跨中荷載橫向分布系數(shù) 6262821.3主梁內(nèi)力計(jì)算(Internalforcecalculationofmaingirder) 8309061.3.1恒載內(nèi)力計(jì)算 86352(2)恒載內(nèi)力計(jì)算 9305761.3.2各個(gè)梁的活載內(nèi)力計(jì)算 106618(1)1號(hào)梁的活載內(nèi)力計(jì)算 1018158(2)在公路-I級(jí)車道荷載作用下的跨中彎矩: 1021803(1)公路-I級(jí)車道荷載作用下的跨中截面剪力 1012980(2)支點(diǎn)處的車道荷載用下的最大剪力 11264391.3.3作用效應(yīng)組合 1228725(1)作用效應(yīng)組合 121.1橋面板計(jì)算(Bridgedeckcalculation)橋面鋪裝層分為2層，一層是平均厚度為10cm的C40混凝土墊層，另外一層是厚度為8cm的瀝青混凝土面層，橋梁的橫斷面如下圖6-1所示。支座截面跨中截面圖6-1橋梁橫斷面圖(尺寸單位:mm)Figure6-1Crosssectionofbridge(dimensionunit:mm)1.1.1結(jié)構(gòu)自重及其內(nèi)力(1)每延米板上的結(jié)構(gòu)自重g見下表6-1。表6-1板的結(jié)構(gòu)自重表Table6-1Structuraldeadweightofslab面層瀝青混凝土g10.08×1×23=1.84（kN/m）墊層C40混凝土g20.10×1.0×25=2.5（kN/m）T梁翼板自重g325×1.0×（0.2+0.3）/2=1.25（kN/m）合計(jì)g=Σgi=10.59(kN/m)(2)每米寬板條的結(jié)構(gòu)自重內(nèi)力1.1.2汽車車輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力將車輛荷載的后輪置于鉸縫軸線上，其荷載大小為P=140kN,后輪荷載的著地寬度為0.6m,著地長度為0.2m,所以有：m所以荷載對(duì)于懸臂板的荷載有效分布寬度為:在橋面板的計(jì)算中沖擊系數(shù)μ=0.3，所以作用在每米寬的板條上的汽車荷載的彎矩值為：所以作用在每米寬板條上的剪力為：1.1.3內(nèi)力組合(1)承載能力極限狀態(tài)內(nèi)力組合計(jì)算見表6-2。表6-2Table6-2基本組合(2)正常使用內(nèi)力組合計(jì)算見表6-3。表6-3Table6-3頻遇組合所以，由以上計(jì)算可知行車道板的設(shè)計(jì)內(nèi)力為：1.1.4行車道板的配筋及驗(yàn)算(1)配筋行車道板鋼筋為HRB400鋼筋，所選用的直徑為16mm,混凝土為C50，所處環(huán)境為I類環(huán)境。，，，，采用綁扎鋼筋骨架，按一層鋼筋布置單向板的根部高度為h=30cm,保護(hù)層厚度取2cm,所以該截面的有效高度為:所以，由以下公式可以解得：解得x=1.69mm＜所以，所需要的鋼筋的面積為所需的鋼筋數(shù)目為為了方便計(jì)算，橋面板每延米鋼筋數(shù)量為n=5,配筋情況為，滿足結(jié)構(gòu)的配筋要求。(2)尺寸驗(yàn)算根據(jù),得因?yàn)?，故不是超筋情況；因?yàn)?，故不是少筋情況。(3)抗剪能力驗(yàn)算根據(jù)JTG3362-2018第5.2.11條，抗剪截面驗(yàn)算：根據(jù)JTG3362-2018第5.2.12條：故不需進(jìn)行斜截面抗剪承載力驗(yàn)算，只需根據(jù)JTG3362-2018第9.3.12條按構(gòu)造要求配置分布鋼筋，本設(shè)計(jì)分布鋼筋采用Φ8@160mm。(4)承載力驗(yàn)算因此故抗彎承載能力滿足要求。1.2荷載橫向分布系數(shù)(Loadtransversedistributioncoefficient)1.2.1杠桿法求支點(diǎn)處的荷載橫向分布系數(shù)對(duì)于1、5號(hào)梁支點(diǎn)處的橫向影響線及分布系數(shù)如下圖6-2所示。圖6-2Figure6-2所以1、5號(hào)梁支點(diǎn)處的荷載橫向分布系數(shù)為:對(duì)于2、4號(hào)梁支點(diǎn)處的橫向影響線及分布系數(shù)如下圖6-3所示。圖6-3Figure6-3所以2、4號(hào)梁支點(diǎn)處的荷載橫向分布系數(shù)為:對(duì)于3號(hào)梁支點(diǎn)處的橫向影響線及荷載橫向分布系數(shù)如下圖6-4所示。圖6-4Figure6-4所以3號(hào)梁在支點(diǎn)處的荷載橫向分布系數(shù)為:1.2.2修正偏心壓力法求跨中荷載橫向分布系數(shù)該橋梁的跨中荷載分布系數(shù)用修正偏心壓力法求解。該橋梁的各個(gè)主梁均才用相同的截面、材料,共5根梁,主梁之間的間距為2.15m。主梁截面的抗彎慣性矩:計(jì)算主梁抗扭慣矩，按式查表計(jì)算：對(duì)于翼板：，查表得對(duì)于梁肋：，查表得＜1對(duì)于1、5號(hào)梁的在跨中處的荷載橫向影響線及分布系數(shù)如下圖6-5所示。圖6-5Figure6-5所以1、5號(hào)梁在跨中處的荷載橫向分布系數(shù)為:對(duì)于2、4號(hào)梁的在跨中處的荷載橫向影響線及分布系數(shù)如下圖6-6所示。圖6-6Figure6-6對(duì)于3號(hào)梁的在跨中處的荷載橫向影響線及分布系數(shù)如下圖6-7所示。圖6-7Figure6-7綜上所述,支點(diǎn)處和跨中處的荷載橫向分布系數(shù)如下表6-4所示表6-4荷載橫向分布系數(shù)表1、5號(hào)梁2、4號(hào)梁3號(hào)梁0.61630.7160.6540.67010.53580.61.3主梁內(nèi)力計(jì)算(Internalforcecalculationofmaingirder)主梁尺寸如下圖6-8所示。支座截面跨中截面圖6-8(尺寸單位:mm)Figure6-8(dimensionsinmm)1.3.1恒載內(nèi)力計(jì)算主梁:橫隔梁(邊主梁):橫隔梁(中主梁):橋面鋪裝層:防撞護(hù)欄:所以,對(duì)于邊主梁:對(duì)于中主梁:(2)恒載內(nèi)力計(jì)算對(duì)于邊主梁:跨中彎矩:跨中剪力:支座剪力:支座彎矩:對(duì)于中主梁:跨中彎矩:跨中剪力:支座剪力:支座彎矩:綜上所述,各梁的恒載內(nèi)力如下表6-5所示。表6-5主梁恒載內(nèi)力數(shù)值Table6-5Deadloadinternalforceofmaingirder邊主梁Q(kN)M(kN·m)X=0512.60X=l/203729.2中主梁Q(kN)M(kN·m)X=0529.10X=l/203848.81.3.2各個(gè)梁的活載內(nèi)力計(jì)算(1)1號(hào)梁的活載內(nèi)力計(jì)算1號(hào)梁的支點(diǎn)處和跨中位置的活載橫向分布系數(shù)如下表6-6所示。表6-61號(hào)梁活載橫向分布系數(shù)Table6-6TransversedistributioncoefficientofliveloadofNo.1beam梁號(hào)荷載位置公路-I級(jí)備注1號(hào)梁跨中0.6701修正偏心壓力法支點(diǎn)0.6163杠桿法(2)在公路-I級(jí)車道荷載作用下的跨中彎矩:簡支梁的結(jié)構(gòu)基頻:根據(jù)JTG3362-2018第4.3.2條，當(dāng)1.5Hzf14Hz時(shí)，，則該橋面上布置兩條車道,雙車道的橫向車道布載系數(shù)。所以活載作用下的跨中彎矩為:(1)公路-I級(jí)車道荷載作用下的跨中截面剪力梁的跨中剪力影響線面積:計(jì)算剪力效應(yīng)時(shí):所以可以計(jì)算得到:(2)支點(diǎn)處的車道荷載用下的最大剪力1號(hào)梁的荷載橫向分布系數(shù)沿橋跨方向的變化直線和支點(diǎn)處的剪力影響線如下圖6-9所示。a)b)圖6-9(尺寸單位cm)Figure6-9(dimensionsincm)由上圖可知,荷載橫向分布系數(shù)在靠近支點(diǎn)段的變化區(qū)長度為:荷載橫向分布系數(shù)m重心處的影響線坐標(biāo)值為:支點(diǎn)處的剪力影響線的面積如下所示:所以車道荷載的的均布荷載和集中荷載在支點(diǎn)處產(chǎn)生的剪力為:所以在公路-I級(jí)荷載的作用下1號(hào)梁在支點(diǎn)處的最大剪力為:根據(jù)相同的算法我們可以得到2、3、4、5號(hào)梁的在公路-I級(jí)荷載作用下活載內(nèi)力,如下表6-7所示。表6-7各主梁活載內(nèi)力表Table6-7Liveloadinternalforceofmaingirder梁號(hào)荷載類型支點(diǎn)最大剪力(kN)跨中最大彎矩(kN·m)最大剪力(kN)1(5)號(hào)梁車道荷載381.32631.9171.12(4)號(hào)梁車道荷載443.12101.1140.33號(hào)梁車道荷載401.72352.8157.11.3.3作用效應(yīng)組合(1)作用效應(yīng)組合按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)基本組合:各號(hào)主梁的荷載組合計(jì)算結(jié)果見下表7:表7Table7梁號(hào)跨中支座最大彎矩(kN·m)最大剪力(kN)最大剪力(kN)1(5)號(hào)梁8983.37271.1941271.542(4)號(hào)梁8311.11211.0621380.793號(hào)梁8703.73241.931317.03主梁的跨中截面尺寸如下圖6-10所示:圖6-10(尺寸單位:mm)Figure6-10(dimensionsinmm)根據(jù)梁的跨中截面尺寸我們可以求出yb=1278mm,跨中截面全截面面積為A=906484.95mm2,,全截面對(duì)抗裂驗(yàn)算邊緣的彈性抵抗矩為:預(yù)應(yīng)力鋼筋截面重心據(jù)截面下緣的距離取ap=100mm,所以在此種情況下截面重心軸與預(yù)應(yīng)力鋼筋的合力作用點(diǎn)之間的距