桥梁计算题2014106.doc

六、计算题 1、某公路桥梁由多跨简支梁组成，总体布置如图每孔跨径25m，计算跨径24m，桥梁总宽10m，行车道宽8m，每孔上部结构采用后张法预应力混凝土箱梁，桥墩上设四个支座，支座横桥向中心距为4m。桥墩支承在岩基上，由混凝土独柱墩身和带悬臂的盖梁组成，荷载公路I级，混凝土的重力密度为25kN/m2。设计安全等级为级 图6-1（图中尺寸单位：m）.0.11条表1.0.11可知：该桥按规模分类属大桥； （2）根据《桥规》第1.0.9条表1.0.9可知：该桥的设计安全等级为二级； （3）4.3.1条表4.3.1-3可知：设计车道数取2； （4）根据《桥规》第4.3.1条表4.3.1-4可知：车道横向折减系数为1.0； （5）在计算主梁的剪力和弯矩时，车道荷载的均布荷载标准值均为；；当桥梁计算跨径等于或大于50m时，；当桥梁计算跨径在之间时，值采用直线内插求得。计算剪力时，荷载标准值乘以1.2的系数。。 所以：计算主梁弯矩时的集中荷载标准值：； 计算主梁剪力时的集中荷载标准值：。 2、某荷载公路I级4.3.1条表4.3.1-3可知：设计车道数取4； （2）根据《桥规》第4.3.1条表4.3.1-4可知：车道横向折减系数为0.67； （3）在计算主梁的剪力和弯矩时，车道荷载的均布荷载标准值均取为；； 当计算主梁剪力时：。 3、某、主梁采用C50混凝土，混凝土的弹性模量，跨中截面的截面惯性矩、材料重力密度，试计算汽车荷载冲击系数为多少？ 【解】已知：，，，， 结构跨中处的单位长度质量： 简支梁基频：。 4、图6-2所示为一座桥面板铰接的T形截面简支梁桥，桥面铺装厚度为0.12m，桥面板净跨径为1.42m，车辆两后轮轴距为1.4m，车辆后轮着地宽度和长度分别为：和；车辆荷载的轴重，冲击系数， 图6-2（图中尺寸单位：m） 【解】（1）车轮荷载在桥面板上的分布 行车方向长度： 垂直行车方向长度： （2）板的有效工作宽度 悬臂边缘： 悬臂根部：(两后轮轴距) 两后轮有效分布宽度发生重叠，铰缝处纵向考虑2个车轮对悬壁根部的有效分布宽度为： （3）悬臂根部内力 每米宽悬臂板在根部的活载弯矩： 每米宽悬臂板在根部的活载剪力： 5、如图6-3所示悬臂板，桥面铺装厚度为0.15m，悬臂长0.90m，计算在公路-I级荷载作用下，行车道板的悬臂根部产生的每米板宽的弯矩和剪力是多少？若主梁翼缘为铰接时，行车道板的悬臂根部产生的每米板宽的弯矩和剪力是多少？ 图6-3(图中尺寸单位：cm) 【解】（1）当为悬臂板时：将车辆荷载的后轮作用在悬臂端部，已知：后轴作用力为140kN，两后轮轴距为1.4m，车辆后轮的着地长度为0.2m，着地宽度为0.60m。 车轮荷载在桥面板上的分布为： 行车方向长度： 垂直行车方向长度： 悬臂板根部：(两后轮轴距) 两后轮有效分布宽度发生重叠，铰缝处纵向考虑2个车轮对悬臂板根部的有效分布宽度为： 冲击系数取1.3，作用在悬臂板根部每米宽板条上的弯矩为： 作用在悬臂板根部每米宽板条上的剪力为： （2）当为铰接悬臂板时：将车辆荷载的后轮作用在铰接缝上，除垂直行车方向长度外，其他参数不变。垂直行车方向长度为： 冲击系数取1.3，作用在悬臂板根部每米宽板条上的弯矩为： 作用在悬臂板根部每米宽板条上的剪力为： 6、如图6-4所示为一双主梁公路桥横截面布置，行车道宽9m，求任一主梁在车辆荷载作用下的荷载横向分布系数。 图6-4 【解】利用杠杆原理法得到1号主梁的荷载横向影响线。 由《桥规》车辆距离路缘石的间距要求，将2个车辆荷载布置在双主梁的横截面上，并根据几何关系计算汽车轮轴对应的竖标值。 由于对称，任意主梁在车辆荷载作用下的荷载横向分布系数为： 7、如图6-5所示的钢筋混凝土简支T梁桥，共有五根主梁。用杠杆原理法绘出2、3号梁荷载横向分布影响线，并计算2、3号梁的荷载横向分布系数。 　 图6-5（图中尺寸单位：cm） 【解】（1）2号梁荷载横向分布影响线 布载方案1（布载情况及相应的竖标值见图6-5-1）： 图6-5-1（图中尺寸单位：cm） 布载方案2（布载情况及相应的竖标值见图6-5-2）： 图6-5-2（图中尺寸单位：cm） 所以，2号梁荷载横向分布系数：汽车荷载；人群荷载。 （2）3号梁荷载横向分布影响线（布载情况及相应的竖标值见图6-5-3） 图6-5-3（图中尺寸单位：cm） 所以，3号梁荷载横向分布系数： 汽车荷载：，人群荷载：。 8、在第7题中，用偏心压力法绘出2、3号梁荷载横向分布影响线，并计算2、3号梁的荷载横向分布系数。 【解】偏心压力法： 2号梁： 2号梁荷载横向分布系数： 人群荷载： 汽车荷载： 3号梁： 3号梁荷载横向分布系数： 人