箱梁内力计算及组合

内力计算及组合

一、永久作用效应计算

1.梁自重和横隔梁自重（一期荷载）

1

(1.23 1.04)

1.230.2222 1.0415

22526.59

19.4

g

+

⨯⨯+⨯⨯+⨯

=⨯=kN/m 2

0.3660.2253

0.283

19.4

g

⨯⨯⨯

==kN/m

2. 桥面系自重（二期荷载）

桥面铺装采等厚度的10cm C50混凝土+SBS改性沥青涂膜防水层+10cm沥青混凝土，,则全桥宽铺装每延米重力为:

0.114(2325)6

⨯⨯+=kN/m

为计算方便近似按各梁平均分担来考虑,则每片梁分摊到的每延米桥面系重

力为:

367.2

13.44 5

g==kN/m 3. 湿接缝自重（二期荷载）

40.50.225

1.25

2

g

⨯⨯

==kN/m

4. 防撞护栏自重（二期荷载）

56.72

2.68 5

g

⨯

==kN/m

5. 横隔梁湿接自重（二期荷载）

6(0.10.2)0.20.525

0.019

219.4

g

+⨯⨯⨯

==

⨯

kN/m

由此得边梁每延米总重力g为：

1226.87

g g g

I

=+=kN/m（一期荷载）

345617.4

g g g g g

∏

=+++=kN/m（二期荷载）

6. 恒载内力

本桥为先简支后连续，施工过程包含结构的体系转化，所以结构的自重内力计算过程必须首先将各施工阶段内力计算出来，然后进行叠加。

第一施工阶段：结构体系为简支梁结构，自重作用荷载为g

I

；

第二施工阶段：由于两跨间接头较短，混凝土重量较小，其产生的内力较小，且会减少跨中的弯矩，故忽略不计；

第三施工阶段：结构体系为连续体系，忽略临时支撑移除产生的效应，考虑翼缘板及横隔梁接头重力和桥梁二期结构自重作用荷载为桥梁二期荷载，即为

g ∏。

第一施工阶段结构自重作用效应内力计算：

以边梁为计算单元，此时结构体系为简支梁，计算跨径为19.7l =m ； 设x 为计算截面距支座的距离，并令x

a l

=，则主梁弯矩和剪力计算公式为：

()()211

1

12

1

12g 2a a M a a l g Q a l =

-=-

图2-1 内力计算图

各计算截面如下图2—2所示，具体计算结构如表2—1：

图2-2边梁计算截面位置

表2—1 第一施工阶段自重作用效应内力

第三施工阶段自重作用效应内力计算

各计算截面如下图2—3所示，具体计算结构如表2—2：

图2-3 边梁计算截面位置

表2-2 第三施工阶段自重作用效应内力

结构自重作用效应总内力：

上述2个阶段内力均为阶段内力，每个施工阶段的累计内力需要内力叠加得到，如表2-3：

表2-3 结构自重作用效应总内力

二、可变作用效应计算

本桥汽车荷载采用公路—I级荷载，它由车道荷载组成。《桥规》规定桥梁结构整体计算采用车道荷载。

1. 汽车荷载横向分布系数计算

(1)跨中处荷载横向分布系数计算

根据截面几何尺寸特点,利用《桥梁结构电算程序设计》,得出各梁的横向分配影响线竖标值见表2-4：

表2-4 各梁的横向分配影响线竖标值表

根据各梁的横向分布影响线图，在上加载求得各种作用下的横向分布系数如下，见表2-5：

表2-5 跨中荷载横向分布系数

由上表可知，1＃梁在荷载作用下的横向分布系数最大，为设计和施工简便，各梁设计成同一规格，并以1＃梁进行设计。

(2)支座处荷载横向分布系数计算

根据截面几何尺寸特点,利用《桥梁博士》,采用杠杆法计算。

图2-4 1＃梁支点处荷载横向分布影响线及最不利布载图

荷载横向分布系数如表2-6所示 ：

表2-6

荷载横分布系数表

2. 汽车荷载冲击系数计算

《桥规》规定汽车荷载的冲击力标准值为汽车荷载标准值乘以冲击系数μ。

μ按结构基频f 的不同而不同,对于连续梁桥：

1f =

2f =冲击系数0.1767ln 0.0157f μ=-（适用于1.514Hz f Hz ≤≤）

式中：1f ，2f ——基频，Hz ，计算连续梁冲击力引起的正负弯矩效应和剪力效

应；

l ——计算跨径，m ；

E ——混凝土弹性模量，Pa ；

c I ——梁跨中截面惯性矩，4m ；

c m ——结构跨中处的单位长度质量，kg/m ，当换算为重力计算时，其

单位应为22Ns /m ，/e m G g =；

G ——结构跨中处延米结构重力，N/m ；

g ——重力加速度，为29.81m/s 。

冲击系数计算结果如表2-7：

表2-7 冲击系数计算结果表

3. 车道折减系数

根据《通规》表4.3.1-4中的规定，四车道的折减系数为0.67ε=。

4. 可变作用效应计算

车道荷载取值：

根据《通规》4.3.1条，公路一级的均布荷载标准值和集中荷载的标Z 准值为：

10.5k N /m

k q = 计算弯矩时： ()360180

395180316k N

505

k P -=

⨯-+=- 计算剪力时：