連續箱梁計算書畢業設計論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 其設計經驗為： （ 1） 腹板內無預應力筋時，采用 200mm。 （ 2） 腹板內有預應力筋管道時，采用 250300mm。 （ 3） 腹板內有錨頭時，采用 250300mm。 大跨度預應力混凝土箱 梁橋，腹板厚度可從跨中逐步向支點加寬，以承受支點處交大的剪力，一般采用 300600mm，甚至可達到 1m 左右。 本設計支座處腹板厚取 45cm，跨中腹板厚取 45cm。 2. 橫隔梁 橫隔梁可以增強橋梁的整體性和良好的橫向分布，同時還可以限制畸變；支承處的橫隔梁還起著承擔和分布支承反力的作用。由于箱形截面的抗扭剛度很大，一般可以比其它截面的橋梁少設置橫隔梁，甚至不設置中間橫隔梁而只在支座處設置支承橫隔梁。因此本設計沒有加以考慮，而且由于中間橫隔梁的尺寸及對內力的影響較小，在內力計算中也可不作考慮。截面示意圖 如圖 12 所示： 9 圖 11 箱梁截面 （ 單位為 cm） 圖 12 橫隔板設置 （單位為 cm） 主梁分段與施工階段的劃分 分段原則 主梁的分段應該考慮有限元在分析桿件時，分段越細，計算結果的內力越接近真實值，并且兼顧施工中的實施。但也要考慮 橋梁博士 的不足及限制的地方，所以本設計分為 40個單元。 具體分段 本橋全長 112m，全梁共分 40 個梁段，一般梁段長度分成 。 單元劃分 拆分單元時， 以 將支點和 《橋規》（ JTJ02304）規定的驗算界面位于單元的節點處， 10 同時在截面構造尺寸變化點處布置節點 為原則 ?？紤]到本設計橋跨較?。?428m），將每孔計算跨徑的 8等分作為一個單元，另外，為便于中支點剪力計算，在 B、 C、 D 支點兩邊及邊支點以外分別增加 （即 1 2 31 六個小單元 ），全橋共計 40個單元 ， 41 個節點 。具體如下圖所示： 圖 13 單元劃分 表 12 節點號與截面號對應關系 節點號 2 3 4 5 6 7 8 9 截面 A L1/8 L1/4 3L1/8 L1/2 5L1/8 3L1/4 7L1/8 節點號 11 13 14 15 16 17 18 19 截面 B L/8 L/4 3L/8 L/2 5L/8 3L/4 7L/8 表 13 節點坐標表 節點號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 坐標 56 28 節點號 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 坐標 21 14 7 0 節點號 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 坐標 7 14 21 28 節點號 34 35 36 37 38 39 40 41 坐標 56 11 主梁施工方法 主梁施工方法 ： 主梁采用 滿堂支架法 施工 ， 箱梁均采用滿堂支架、泵送現澆砼施工 。 毛截面幾何特性計算 毛截面面積 毛截面尺寸見圖 273100? ??????? ）（空心 266100731002180350224025152cmA? ????????? ）（實心 毛截面 幾何特性 全截面對 頂板 板高處的靜矩 ，計算結果見下表： 表 14 毛截面幾何特性 分塊號 分塊面積 Ai(cm2) Yi (cm) Si=Ai*Yi (cm3) (YsYi) (cm) Ix=Ai(YsYi)2 (cm4) Ii(cm4) 1 2? 240? 15=7200 54000 31744512 2? 240? 153/12=135000 2 25? 240=6000 140000 15362160 2? 240? 253/36= 3 2? 180? 45=16200 90 145800 4199202 2? 45? 1803/12=43740000 4 2? ? 22=12430 11 136730 2**223/12= 5 2? ? 20=11300 170 1921000 104357873 2**203/12= 6 2? 60? 20=2400 68800 4903296 4? 60? 203/36= 7 2? 50? 25=2500 379250 15132100 4? 50? 253/36= 8 180? 45=8100 90 729000 2099601 45? 1803/12=21870000 合計 Ai? = 66130 Ys= SiAi?? = Si? = 4886660 / Ix? = Ii? = 293910425 12 具體分塊信息見下圖所示 : 圖 14 截面分塊示意圖 13 2 荷載內力計算 恒載 內力 計算 計算按全橋寬進行。 1. 一期恒載集度 一期恒載集度包括橫梁及橫隔板的集度，也可只考慮箱梁集度而將橫隔板作為集中力加在節點。本設計將箱梁及橫隔板一起處理成分段均布 集度作用在相應的單元上，計算公式為： 1 25i iqA?? = ?25= 其中： i—— 單元號 1iq —— i 單元號一期恒載集度 iA —— i號單元的毛截面， iA 等于該單元兩端節點截面積的平均值。 按上式計算的各單元一期恒載集度 見下表 : 表 21 一期橫載集度表 （ kN/m） 單元號 1 2 3 4 5 6 7 8 集度 單元號 9 10 11 12 13 14 15 16 集度 單元號 17 18 19 20 21 22 23 24 集度 單元號 25 26 27 28 29 30 31 32 集度 單元號 33 34 35 36 37 38 39 40 集度 ，即： 2q =橋面鋪裝集度 +防撞護欄集度 = (?11)?25+? 25 = (KN/M) 上式中橋面鋪裝厚按 10cm計算，普裝層寬為 15cm。護欄以每 10 米 3m 混凝土計，混凝土容重按 25kN/ 3m 計。 主梁恒載內力，包括自重引起的主梁自重（一期恒載）內力 Sg1和二期恒載（如鋪裝、欄桿等）引 起的主梁后期恒載內力 Sg2。主梁的自重內力計算方法可分為兩類：在施工過程中結構不發生體系轉換 ,如在滿堂支架現澆等，如果主梁為等截面，可按均布荷載乘主梁 14 內力影響線總面積計算；在施工過程中有結構體系轉換時，應該分階段計算內力。本設計采用 滿堂支架 法 ,二期恒載 (又稱后期恒載 )集度 為 :Q2 =根據單元劃分、各單元（節點）幾何特性及相應的恒載集度，可方便地求出一期恒載內力和一、二期恒載內力，其中恒載彎矩分別如下圖所示，剪力將在以后的內力組合一并給 出。 圖 21 施工階段彎矩圖 （ 單位 :kN m） 圖 22 使用階段恒載彎矩圖 （ 單位 : kN m） 圖 23 恒載彎矩包絡圖 （ 單位 : kN m） 15 圖 24 恒載剪力圖 （ 單位 ： kN） 活載內力計算 活載內力計算為基本可變荷載 (公路 I級 )在橋梁使用階段所產生的結構內力。 橫向分布系數 的考慮 荷載橫向分布指的是作用在橋上的車輛荷載如何在各主梁之間進行分配，或者說各主梁如何分擔車輛荷載。 單箱雙室，橋面凈寬度 W＝ ，車輛單向行駛， ??W ，橋涵的設計車道數為 3車道。 該橋設有剛度強大的橫隔梁，且承重結構的垮寬比為： 2 7 .4 2 .. 3 2 21 1 .8lB ? ? ? 故可按偏心壓力法來計算橫向分布系數 mc，其步驟如下： (1)求荷載橫向分布系數影響線豎標 本橋各根主梁的恒截面均相等，梁數 n=3，梁間距為 ，則： 5 2 2 2 2 2 21 2 31 3 . 7 2 5 ( 3 . 2 7 5 ) 2 1 . 4 5ii a a a a? ? ? ? ? ? ? ?? 1號梁在兩個邊主梁處的橫向分布系數的橫向影響線的豎標值為： 2 2111 211 1 3. 27 5 0. 83 33 21 .4 5niian a??? ? ? ? ?? 21313 211 1 3. 27 5 0. 16 73 21 .4 5niiaan a??? ? ? ? ?? 16 圖 25 剛性橫梁法計 算橫向分布系數圖示 （ 尺寸單位 ： cm） (2) 繪出荷載橫向分布影響線，并按最不利位置布載，如下圖所示，其中： 車道邊緣至 1號梁軸線的距離 ? 為： ? =。 荷載橫向分布影響線的零點至 1 號梁位的距離為 x，可按比例關系求得： 6 . 5 5 。0 . 8 3 3 0 . 1 6 7xx?? 解 得 x=. 并據此計算出對應各荷載點的影響線豎標 rqi gi? ? ?、 和 。 (3)計算荷載橫向分布系數 m。 1號梁的活載橫向分布系數分別計算如下： 汽車荷載 1 2 3 4 5 6 7 811 ()221 0. 86 6 ( 7. 61 7. 26 4. 5 2. 7 1. 4 0. 4 1. 7 3. 5 ) 1. 36 32 0. 16 7c q q q q q q q q q qm ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?? 求得 1號梁的各種荷載橫向分布系數以后，就可得到各類荷載分布至該梁的最大荷載值。 在橋梁博士中輸入單元信息及施工信息以后，使用信息里面對活荷載進行描述，輸入上面計算的荷載分布系數，通過橋博計算得到活載內力。具體見下 圖 ： 17 圖 26 汽車彎矩圖 （ 單位 ： kN m） 圖 27 汽車剪力包絡圖（單位： kN） 表 22 活載內力計算 表 單元號 節點號 組合 1 組合 2 組合 3 組合 4 1 1 0 0 0 0 2 0 0 992 411 2 2 0 0 411 3 849 2680 430 3 3 849 2680 430 4 647 4410 106 657 4 4 647 4410 106 657 5 449 5210 893 5 5 449 5210 893 6 477 5190 1190 6 6 477 5190 1190 7 659 4450 1500 7 7 659 4450 1500 8 829 3080 1800 8 8 829 3080 1800 9 844 1490 274 2320 9 9 844 1490 274 2320 10 691 828 3330 18 續表 22 單元號 節點號 組合 1 組合 2 組合 3 組合 4 10 10 691 828 3330 11 710 949 3930 11 11 141 710 498 3930 12 113 620 455 3590 12 12 113 620 455 3590 13 804 1540 286 2610 13 13 1540 286 2610 14