装配式钢筋混凝土简支T梁桥计算(G-M法)
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《桥梁工程》
课程设计
课题名称:装配式钢筋混凝土简支T梁桥计算(G-M法)学生学号:
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第一章主梁的计算
(一)主梁的荷载分布系数(按G—M法)
(1)主梁的抗弯及抗扭惯矩和
求主梁界面的重心位置(图1-1):
平均板厚:
图 1-1 (单位:cm)
T型截面抗扭惯矩近似等于各个矩形截面抗扭惯矩之和,即;
式中:——矩形截面抗扭惯矩刚度系数;
,——相应各矩形截面的宽度和厚度。
查《桥梁工程》表2-5-1可知:
,
,
故
单位宽度抗弯及抗扭惯矩:
(2)横梁抗弯及抗扭惯矩
翼板有效宽度计算(图1-2)
横梁长度取为两边主梁的轴线间距,即:
,
,查《桥梁工程》表2-5-3得:
,所以:
求横梁截面重心位置
:
横梁的抗弯及抗扭惯矩、
:
h'
c
c
a y
b'
λ
λ
h 1
b 1'图 1-2
,查查《桥梁工程》表2-5-1得,但由于连续桥面板的单宽抗扭惯矩只有独立板宽扁板者的一半,可取。
,查表得:,故有:
单位宽度抗弯及抗扭惯矩:
(3)计算抗弯参数和抗弯参数
式中为桥梁承重结构的半宽,即:
按《公预规》3.1.6条,取,则:
(4)计算荷载弯矩横向分布影响线坐标
已知,查G-M图表,可得表中数值。
见表(1-1)
表1-1 荷载弯矩横向分布影响线坐标值
梁位荷载位置
0.92 0.95 1.00 1.05 1.08 1.05 1.00 0.95 0.92
1.08 1.09 1.10 1.11 1.06 0.99 0.92 0.84 0.79
1.29 1.26 1.21 1.11 1.00 0.90 0.81 0.72 0.66
1.56 1.430 1.26 1.09 0.96 0.83 0.73 0.66 0.58
1.97 1.53 1.30 1.08 0.91 0.79 0.66 0.57 0.48
0.75 0.89 0.99 1.14 1.21 1.14 0.99 0.89 0.75
1.53 1.43 1.32 1.26 1.12 0.89 0.62 0.35 0.10
2.89 2.10 1.76 1.39 1.00 0.63 0.23 -0.17 -0.56
3.36 2.76 2.11 1.48 0.89 0.38 -0.18 -0.58 -1.06
4.40 3.50 2.40 1.56 0.63 0.12 -0.56 -1.07 -1.69 用内插法求各梁位处横向分布影响线坐标值见图(1-3)
图1-3 (单位:cm)
列表计算各梁的横向分布系数影响线坐标值(表1-2)梁
号计算式
荷载位置
①1.642 1.450 1.268 1.0880.9500.8220.7160.6420.560 3.568 2.908 2.168 1.4960.8380.328-0.256-0.678-1.186 -1.926-1.458-0.900-0.4080.1120.4940.972 1.320 1.746 -0.346-0.262-0.161-0.0730.0200.0890.1740.2370.313 3.222 2.646 2.007 1.4230.8580.417-0.082-0.441-0.873 0.6440.5290.4010.2850.1720.083-0.016-0.088-0.175
②1.206 1.192 1.166 1.110 1.0240.9360.8540.7680.712
2.346 1.832 1.584 1.338 1.0480.7340.3860.038-0.296 -1.140-0.640-0.418-0.228-0.0240.2020.4680.730 1.008 -0.205-0.115-0.075-0.041-0.0040.0360.0840.1310.181 2.141 1.717 1.509 1.297 1.0440.7700.4700.169-0.115 0.4280.3430.3020.2590.2090.1540.0940.034-0.023
③0.9200.950 1.000 1.050 1.080 1.050 1.0000.9500.920
0.7500.8900.990 1.140 1.210 1.1400.9900.8900.750
0.1700.0600.010-0.090-0.130-0.0900.0100.0600.170
0.0310.0110.002-0.016-0.023-0.0160.0020.0110.031
0.7810.9010.992 1.124 1.187 1.1240.9920.9010.781
0.1560.1800.1980.2250.2370.2250.1980.1800.156
1#、5#梁
2#、4#梁
3#梁(系梁位在O点的K值)
(5)绘制横向分布系数图,求横向分布系数。
按照《桥规》4.3.1和4.3.5条规定:汽车边缘距人行道边缘距离不小于0.5米,人群荷载取,人行道板以竖向力作用在一块板上。
①②③④⑤
图 1-4 汽车荷载作用桥面简图 (单位:cm)
图 1-5 荷载横向分布的计算 (单位:cm)
人群荷载:
人行道板:
梁端剪力横向分布系数(按杠杆法)公路—Ⅰ级(图1-6)
人群荷载
图1-6
图1-7 人群荷载作用下影响线坐标值
(二)作用效应计算
1、永久作用效应
(1)永久荷载
假定桥面构造各部分重力平均分配给主梁承担,计算见表1-3。
表1-3钢筋混凝土T型梁桥永久荷载计算
构构件简图及尺寸(cm)单元构件体积及算式(m3) 容重每延米重量
件
名
主
梁
25 横
隔
梁
25
桥面铺装
沥青混凝土:
混凝土垫层(取平均厚9cm): 23
24
2
9
180
1
3
8
18
81
180
人行道部分
23
25
25
25
25
18
25
25
一侧人行道部分每2.5米长时重12.40kN,1.0米长时重12.40/2.5=4.94(kN/m)。
按人行道板横向分布系数分摊至各梁的部分为:
1号、5号梁:,
2号、4号梁:,
100
14
18⨯
⨯
15
236
8
12⨯
⨯
1
4
2
8
15
1
4
2
5
100
2
8
1
4
3号梁:,
各梁的永久荷载汇总于表(1-4)
表1-4各梁的永久荷载(单位:)
梁号主梁横梁栏杆及人行道铺装层合计
1(5)2(4)3 10.31
10.31
10.31
0.72
1.43
1.43
2.32
2.00
1.54
4.72
4.72
4.72
18.07
18.46
18.00
(2)永久作用效应计算
影响线面积计算见表
表1-5 影响线面积计算值
项目计算面积影响线面积1/2
m
1/4
m
1/2
Q
Q
永久作用效应计算汇总于表1-6
表1-6永久作用效应计算表
梁号
1/2
M1/4
M0Q(kN)
1(5)18.07 47.53 858.87 18.07 35.65 644.20 18.07 9.75 176.18
2(4)18.46 47.53 877.40 18.46 35.65 658.10 18.46 9.75 179.99 3 18.00 47.53 855.54 18.00 35.65 641.70 18.00 9.75 175.50 2、可变作用效应
(1)简支梁桥自振频率:
,
C40混凝土,
介于和之间,按(桥规)4.3.2条规定,冲击系数按下式计算:
(2)公路—Ⅰ级均布荷载,集中荷载影响线面积
按照《桥规》4.3.1条规定,公路—Ⅰ级级均布荷载,集中荷载。
(计算跨径为19.5m,故值需进行内插计算)
计算剪力效应时:
人群荷载为:
公路—Ⅰ级及其影响线面积表(1-7)
表1-7公路—Ⅰ级及其影响线面积表
项目顶点位置
m L/2处10.5 285.6 47.53
1/2
m L/4处10.5 285.6 35.65
1/4
Q支点处10.5 285.6 9.85
Q L/2处10.5 285.6 2.438
1/2
(3)可变作用效应(弯矩)计算
表1-8公路—Ⅰ级产生的弯矩(单位
)
梁
号
内力 η(1)
1+μ(2)
q k (3)
0ω(4) p k
(5) y k (6)
弯矩效应
(1)×(2)[(3)×(4)+(5)×(6)]
1
1/2m 1/4m 0.559 0.559 1.3019
10.5
47.53 35.65 285.6
4.875 3.656 1376.46 1032.31 2 1/2m 1/4m
0.489 0.489
47.53
35.65 4.875
3.656
1204.10 903.04
3
1/2m 1/4m 0.422 0.422
47.53 35.65
4.9875 3.656
1056.77 779.31
人群产生的弯矩(单位
)
表1-9人群产生的弯矩(单位)
梁号 内力 η(1) P 人(2) 0ω(3)
弯矩效应
(1)×(2)×(3)
1
1/2m 1/4m 0.621
0.621 3
47.53
35.65 88.55 66.42 2
1/2m 1/4m 0.411
0.411 3
47.53
35.65 58.60 43.96 3
1/2m 1/4m
0.322
0.322
3
47.53 35.65 45.91 34.44
基本荷载组合:按《桥规》4.1.6条规定,永久作用计算值效应可变作用计算值效应的分项系数为: 永久作用分项系数:; 汽车作用分项系数:; 人群作用分项系数:。
弯矩基本组合见表
表1-10弯矩基本组合见表(单位)
梁号内力永久荷载人群汽车ud
S
γ
①②③④⑤
1
1/2
m
1/4
m
858.87
644.20
88.55
66.42
1376.46
1032.31
3081.66
2311.26
2
1/2
m
1/4
m
877.40
658.10
58.60
43.96
1204.10
903.04
2820.66
2115.52
3
1/2
m
1/4
m
855.54
641.70
45.91
34.44
1056.77
779.31
2570.40
1909.29
注:—桥梁重要性系数,本题取为;
(4)可变荷载剪力效应计算
计算可变荷载剪力效应应计入横向分布系数η延桥跨变化的影响。
通常分两步进行,先按跨中的η由等代荷载计算跨中剪力效应;再用支点剪力荷载横向分布系数η'并考虑支点至L/4为直线变化来计算支点剪力效应。
剪力计算时,按《桥规》4.3.1条规定,集中荷载标准值需乘以1.2的系数。
①跨中剪力的计
1/2
V计算
表1-11公路—Ⅰ级产生的跨中剪力的
1/2
V(单位kN)
梁
号
内力η(1)1+μ
(2)q
k
(3)
ω
(4)
p
k
(5)
y
k
(6)
弯矩效应
(1)×(2)[(3)×
(4)+(5)×(6)]
1 1/2
V0.559
1.3019 10.5
2.438
285.6
0.5 122.55
2 1/2
V0.489 2.438 0.5 107.21 3 1/2
V0.422 2.438 0.5 92.52
表1-12人群荷载产生的跨中剪力(单位kN)
梁号内力η(1)P人(2)0
ω(3)弯矩效应
(1)×(2)×(3)
1 1/2V 人 0.621 3 2.438 4.54
2 1/2V 人 0.411
3 2.438 3.01 3
1/2V 人
0.322
3
2.438
2.36
②支点剪力0V 的计算
计算支点剪力效应的横向分布系数的取值为; a.支点处按杠杆法计算的'η
b .L/4-L/3按跨中弯矩的横向分布系数η(同前) c.支点—L/4处在η和'η之间按直线变化
支点剪力效应计算式为;
式中:
——相应于某均布活载作用处的横向分布图纵坐标;
图1-8 车道荷载与均布荷载作用简图
1.000
0.637
0.422 0.422 0.489
0.500 0.489 0.559
0.559
0.445
238kN
——相应于某均布活载作用处的数值; ——相应的某活载的数值。
人群均布活载产生的支点剪力效应计算式为;
式中:
—跨中横向分布系数;
—支点处横向分布系数。
梁端剪力效应计算:汽车荷载作用下如图21所示计算结果如表(1-13)所示。
表1-13公路—Ⅰ级产生的支点剪力效应计算表(单位kN )
梁号
i
i
i p y ∑η
剪力效应
i
i
i p y ∑η
1 1.3019
153.46 200.88 2 214.38 279.10 3
232.46
302.64
人群荷载作用如图,计算结果如表所示。
由剪力效应表可知:剪力效应以3号梁(最大)控制设计。
图1-9 1、2、3号梁剪力效应计算值图
表1-14 可变作用产生的支点剪力计算表(单位kN)
梁
号
1 2 3 公
式
计
算
值
表1-15剪力效应组合表(单位kN)
梁号
剪力效
应永久作
用
人群汽车0011
12
()
n n
ud Gi GiK Q Q K c Qj QjK
i j
r S r r S r S r S
φ
==
=++
∑∑
1
V176.18 24.08 156.40 457.35 1/2
V0 4.54 75.80 111.20 -
.
5
.
3
2
2
.
4
1
1
.
6
2
0 1
.
5
1
.
.
9
2
1
1号梁
2号梁
3号梁
2
V179.99 5.89 170.10 460.72 1/2
V0 3.01 68.40 99.13
3
V175.50 7.25 192.80 488.64 1/2
V0 2.36 61.50 88.74
注:——桥梁结构重要性系数,这里取;
——与其它可变荷载作用效应的组合系数,,这里取;
(三)持久状况承载力极限状态下截面设计、配筋与验算
1.主筋配置与校核
由弯矩基本组合表3-10可知,1号梁值最大,考虑到施工方便,偏安全地一律按1号梁计算弯矩配筋即取。
主梁尺寸如图3-10。
设钢筋净保护层厚3cm,钢筋重心至底边距离,则主梁的有效高度。
翼板计算宽度按《公预规》4.2.2条取下述三者中最小值:
故取
1)判断截面类型
C40混凝土,
属第一类截面,即中性轴位于翼缘板内,可按单筋矩形截面计算。
2)受压区高度
由得:
解得:,
应取
由C30,HRB335查得,
故
满足要求。
3)所需钢筋面积
选配18φ36,实有,,可以。
4)正截面承载力复核
实际
受压区高度:
截面所能承受的弯矩
而,因此。
满足规范要求。
2.根据斜截面抗剪承载力进行斜筋配置:
由表15可知,支点剪力效应以3号梁为最大,为偏安全设计,一律用3号梁数值。
跨中剪力效应以1号梁最大,一律以1号梁为准。
,
假定有2φ36通过支点。
按《公预规》9.3.10条的构造要求:
根据《公预规》5.2.9条规定,构造要求需满足:
按《公预规》5.2.10条规定:
介乎两者之间应进行持久状况斜截面抗剪极限状态承载力验算。
(1)斜截面配筋的计算图式。
按《公预规》5.2.6条与5.2.11条规定:
①最大剪力取用距支座中心(梁高一半)处截面的数值,其中混凝土与箍筋共同
承担不小于60%,弯起钢筋(按45%弯起)承担不大于40%;
②计算第一排(从支座向跨中计算)弯起钢筋时,取用距支座中心处弯起钢筋承
担的那部分剪力值;
③计算以后每一排弯起钢筋时,取用前一排弯起钢筋点处由弯起钢筋承担的那部分剪力值。
弯起钢筋配置计算图式如图3-11所示。
计算剪力分配图(尺寸单位:mm ,剪力单位:KN)
图1-10 计算剪力分配图(尺寸单位:mm,剪力单位:kN )由内插可得:距梁高处的剪力效应为:,其中:
相应各排弯起钢筋位置与承担的剪力值见表3-16
相应各排弯起钢筋位置与承担的剪力值表 1-16
斜筋排次
弯起点距支座
中心距离(m)
承担的剪力值
斜筋
排次
弯起点距支座
中心距离(m)
承担的剪力值
1 1.
2 133.05
3 3.
4 37.08
2 2.
3 85.06
4 4.
5 10.91
(2)各排弯起钢筋的计算,按《公预规》5.2.7条规定,与斜截面相交的弯起钢筋的抗剪承载能力(kN)按下式计算:
式中:——弯起钢筋的抗拉设计强度(MPa);
——在一个弯起钢筋平面内的弯起钢筋的面积();
——弯起钢筋与构件纵向轴线的夹角。
已知:,,故相应于各排钢筋的面积按下式计算:
式中:
则每排弯起钢筋的面积为:
弯起2φ36:
弯起2φ36:
弯起2φ36:
弯起2φ20:
弯起2φ16:
在近跨中处,增设2φ16辅助斜筋,。
按《公预规》5.2.11条规定,弯起钢筋的弯起点,应设在按抗弯强度计算不需要该钢筋的截面以外不小于外,满足要求。
(3)主筋弯起后持久状况承载能力极限状态正截面承载能力校核:计算每一弯起截面的抗弯距时,由于钢筋根数不同,其钢筋的重心亦应不同,则有效高度大小不同。
此处系估算,可用同一数值,其影响不会很大。
2φ36钢筋的抵抗弯矩为:
跨中截面的钢筋抗弯距为:
全梁抗弯承载力校核见图3-12。
梁的弯矩包络图抵抗弯矩图
(尺寸单位:mm ,弯矩单位:kN·m)
图1-11
4.箍筋配置
按《公预规》5.2.11条规定,箍筋间距的计算公式为:
式中:——异形弯矩影响系数,取;
——受压翼缘的影响系数,取;
——距支座中心处截面的计算剪力(kN);
——斜截面内纵向受控主筋的配筋率,;
——同一截面上箍筋的总截面面积(mm);
——箍筋的抗拉设计强度;
——混凝土和钢筋的剪力分担系数,取。
选用2φ8双肢箍筋(R235,),则面积;距支座中心处的主筋为2φ32,;
;
;
,计算剪力。
代入上式,可得:
选用
根据《公预规》9.3.13条规定,在支座中心向跨径方向长度不小于1倍梁高范围内,箍筋间距不宜大于100mm。
综上所述,全梁箍筋的配置为2φ8双肢箍筋;由支点至距支座中心2.3m处,为10cm,其余地方箍筋间距为20cm。
则配箍率分别为:
当时:
当时:
均大于规范规定的最小配箍率:钢筋不小于0.18%的要求。
5.斜截面抗剪承载能力验算
按《公预规》5.2.6条规定,斜截面抗剪强度验算位置为:
(1)距支座处截面1-1,相应的,;
(2)距支座中心 1.2m处截面2-2(弯起钢筋弯起点),相应的,
(3)距支座中心 2.3m处截面3-3(弯起点及箍筋间距变化处),相应的,
(4)距支座中心 3.4m处截面4-4(弯起点),相应的,
(5)距支座中心 4.5m处截面5-5(弯起点及箍筋间距变化处),相应的,
此时的,为计算的通过斜截面顶端正截面内的最大剪力(kN)和相应于上述最大剪力时的弯矩。
最大剪力在计算出C值后,可内插求得;相应的弯矩可从按比例绘制的弯矩图上量取。
按《公预规》5.2.7条规定:受弯构件配有箍筋的弯起钢筋时,其斜截面抗剪强度验算公式为:
式中:——斜截面内混凝土与箍筋共同的抗剪能力(kN)
——箍筋的配筋率,
——与斜截面相交的普通弯起钢筋的抗剪能力(kN)
——斜截面内在同一弯起平面的普通弯起钢筋的截面面积()斜截面水平投影长度按下式计算:
式中:——斜截面受压端正截面处的剪跨比,,当时,取。
为了简化计算可近似取值为:,即:
由值可内插求得各个斜截面顶端处的最大剪力和相应的弯矩。
按《公预规》取,。
斜截面1-1:
截割一组弯起钢筋,则纵向钢筋的含筋率;。
斜截面2-2:
截割一组弯起钢筋,;。
斜截面3-3:
截割两组弯起钢筋,;。
斜截面4-4:
,,,
斜截面5-5:
,,,
(四)持久状况下正常使用极限状态下裂缝宽度验算
按《公预规》6.4.3条规定,最大裂缝宽度按下式计算:
(mm)
式中:——考虑钢筋表面形状的系数,取;
——考虑荷载作用的系数,长期荷载作用时,,其中为长期荷载效应组合下的内力,为短期效应组合计算的内力;
——与构件形式有关的系数,;
——纵向受拉钢筋的直径,取;
——含筋率,代入数据得
——受拉钢筋在使用荷载作用下的应力,按《公预规》6.4.4条公式计算:
取1号梁的弯矩效应组合:
短期效应组合:
长期效应组合:
选短期组合时,钢筋应力:
——钢筋的弹性模量,HRB335级钢筋,,代入后得:
满足《公预规》6.4.2条“在一般大气条件下,钢筋混凝土受弯构件不超过最大裂缝宽度的要求”。
(五)持久状况下正常使用极限状态下挠度验算
按《公预规》6.5.1条和6.5.2条规定:
式中:——全截面(不考虑开裂)换算截面重心轴以上部分对中心轴的面积矩。
——换算截面中性轴距T梁顶面的距离。
按下式求解:
代入数据:
, 解得:
全截面对重心轴的惯性矩:
全截面抗裂边缘弹性抵抗矩:
为截面开裂惯性矩,按下式计算:
根据上述的计算结果,结构的自重弯矩为858.87kN⋅m,公路Ⅰ级可变荷载,;跨中横向分布系数;人群荷载,跨中横向分布系数为。
永久作用:
可变作用(汽车):
可变作用(人群):
式中:——作用短期效应组合的频遇值系数,对汽车,对人群。
根据《公预规》6.5.3条规定,采用C40混凝土时,挠度长期增长系数,施工中可通过预拱度消除永久作用挠度,则:
符合规范要求。
第二章 横梁的计算
(一)横梁弯矩计算(采用G-M 法)
对于具有多根内梁的桥梁,由于主跨中处的梁受力最大,横梁跨中截面受力最不利,故通常只要计算跨中横梁的内力,其他横梁可偏安全地仿次设计。
从主梁计算以知
和
,当
时,查G-M 法用表并内插计算,
列入表内。
荷载位置从0到
间的各项数值均与0到间数值对称,故未列入表内。
表17 横梁跨中截面的弯矩影响线表
项数
-0.225 -0.112 -0.004 0.111 0.236
-0.760
-0.033 0.016 0.087 0.194
0.535 -0.079 -0.020 0.024 0.042
0.096 -0.014 -0.004 0.004 0.008
-0.129
-0.126
-0.008
0.115
0.244
绘制横梁跨中截面的弯矩影响线,加载求
①
②③④⑤
0.225
-0.251
-0.174
-0.123
0.059
0.194
0.072
-0.251
图2-1 横梁跨中截面的弯矩影响线图
集中荷载换算成正弦荷载的峰值计算,可采用下式:
式中:——正弦荷载的峰值;
——主梁计算跨径
——集中荷载的作用值;
——集中荷载i p离支点的距离。
公路—Ⅰ级车辆荷载如图2-2所示。
)
125140700140845
120kN120kN140kN140kN
图2-2 公路-Ⅰ级车辆荷载图(单位:cm)
横梁跨径为7.2m,冲击系数,可变荷载弯矩效应为:
荷载组合:因为横弯矩影响线的正负面积很接近,并且系预制假设,恒载的绝大部分不产生内力,故组合时不计入横载内力。
按《桥规》4.1.6条,荷载安全系数的采用如下:
负弯矩组合:
故横梁内力:
正弯矩由汽车荷载控制:
负弯矩由人群荷载控制:
(二)横梁截面配筋与验算
(1)正弯矩配筋
把铺装层折算3cm计入截面,则横梁翼板有效计算宽度为1/3跨径:
按规范要求取小者,即,暂取,则。
按《公预规》5.2.2条规定:
解方程得:
由公式,得:
选用2φ22,实有
此时:
,,
图2-3
,满足要求。
验算截面抗弯承载力:
(2)负弯矩配筋
取,则。
解方程得:
选用2φ20,则
此时:
验算截面抗弯承载力:
横梁正截面含筋率:
均大于《公预规》9.1.12条规定的受拉钢筋最小配筋百分率0.20%。
(三)横梁剪力效应计算及配筋设计
计算横梁各主要截面处的剪力影响线坐标,据此绘制影响图,加载求出值。
①
②
③
④
⑤
-0.210
0.380
0.029
-0.358
0.642
0.191
-0.072
①
②
③
④
⑤
-0.2100.516
0.029
-0.484
0.642
0.257
图2-5(单位:cm )
经过比较,2号梁位处截面的为最大。
2号梁右截面(图2-5a )
2~3号梁中间(图2-5b )
荷载以轴重计,。
剪力效应计算:
考虑汽车组合系数,并取提高系数为1.40,则取用的剪力效应值为:
a
b
按《公预规》5.2.9~5.2.10条抗剪承载力验算要求:
计算剪力效应,介乎两者之间,横梁需配置抗剪钢筋。
拟全部采用箍筋来承受剪力,选取箍筋为双肢φ8,。
按《公预规》5.2.11条规定,箍筋间距按下列公式计算:
式中:
故箍筋间距为:
取,则,满足规范规定的构造要求。
第三章 行车道板的计算
(一)计算图式
考虑到主梁翼缘板在接缝处沿纵向全长设置连接钢筋,
故行车道板可按两端固定和中间铰接的板计算, 图3-1行车道板示意图(单位:cm )
(二)永久荷载及其效应
(1)每延米板上的恒载: 沥青混凝土面层:
C25混凝土垫层:
T 梁翼缘板自重:
每延米跨宽板恒载合计:
(2)永久荷载产生的效应 弯矩:
剪力:
(3)可变荷载产生的效应
公路—Ⅰ级:以重车后轮作用与绞缝轴线上为最不利位置,此时两边的悬臂板各承受一半的车轮荷载(如图3-2)
铰结
固结
固结
图3-1行车道板示意图
图3-2 车后轮作用示意图(单位:cm)按照《桥规》4.3.1条规定后车轮着地宽度及长度为:顺行车向轮压分布宽度:
垂直行车向轮压分布宽度:
荷载作用于悬臂跟部的有效分布宽度:
单轮时:
按照《桥规》4.3.2条规定,局部加载冲击系数:
作用与每米宽板条上的弯矩为:
单个轮时:
取最大值:
作用与每米宽板条上的剪力为:
基本组合按照《桥规》4. 1.6条规定,
恒+汽:
故行车道板的设计作用为:
(三)截面设计配筋与强度验算
悬臂板根部高度,净保护层。
若选用12钢筋则有效高度为:按照《公预规》5.2.2条规:
即:
解方程得:
验算
第四章支座计算
采用板式橡胶支座,其设计按《公预规》8.4条要求计算。
(一)选定支座的平面尺寸
橡胶支座的平面尺寸由橡胶板的抗拉强度和梁端或梁台顶混凝土的局部承压强度来确定。
对橡胶板应满足:
若选定支座平面尺寸,则支座形状系数S为:
,,
,满足规范要求。
式中:
——中间层橡胶片的厚度,取。
橡胶板的平均压应力为,橡胶支座的剪变弹性模量(常温下),橡胶支座的抗压弹性模量为:
计算最大支座反力为,,
故(可以选用)。