《钢混组合梁桥的主梁截面特性及内力计算案例2300字》

钢混组合梁桥的主梁截面特性及内力计算案例综述目录TOC\o"1-2"\h\u22685钢混组合梁桥的主梁截面特性及内力计算案例综述 158061.1主梁结构参数 1130521.2主梁截面特性计算 178101.2.1组合梁翼缘有效宽度计算 137951.2.2组合梁截面特性计算 322171.3主梁内力计算 4206001.3.1恒载内力 4225321.3.2活载内力 5265391.3.3收缩、徐变次内力 5154291.3.4混凝土与钢结构之间的温差引起的次内力 642151.3.5主梁内力计算结果 6主梁结构参数参与内力计算的荷载分别是：一期施工后桥面板和钢梁自重和为一期恒载、二期施工完成后的铺装和栏杆重量之和为二期恒载、汽车活载、人群荷载。对以上荷载进行组合，计算极限承载状态下桥梁的受力情况。表3-1主梁参数表主梁结构参数计算跨径(m)35桥面板混凝土容重(kN/m3)26桥宽(m)8.5主梁间距(m)5.3铺装沥青容重(kN/m3)25主梁根数2计算车道数2人行道宽（m)0主梁截面特性计算组合梁翼缘有效宽度计算（1）上翼缘板（跨中）混凝土板翼缘有效宽度计算按照《规范》进行计算按下式计算，且不应大于混凝土板实际宽度： beff= befi式中：b0befi图3.1组合梁截面尺寸在本设计中：L为35m，Le/6=6m>b=2.6m/2，所以跨中部分的全截面能起作用。（2）支点处的上翼缘板由《规范》，支承处的受压部分混凝土板的有效宽度beff beff= βi=0.55+0.025式中，0.55+0.025×30（2.6/2）=1.13（3）下翼缘板由《规范》对于工字形、箱形和Π形梁桥的受压翼缘有效宽度be,i &be,i &be,i式中：be,ibil——桥梁的等效跨径。表3.2翼缘有效宽度计算的等效跨径计算得，b/l=(2.6/2)/30=0.043<0.050,主梁下翼缘全部宽度都能起作用，不需进行折减。组合梁截面特性计算计算主梁截面特性时，其上翼缘和下翼缘的宽度在承载中都起作用。假设工字钢主梁与混凝土桥面板牢固粘结，采用等效截面法计算组合截面，可以把混凝土部分当作钢截面来计算。在不考虑收缩徐变的前提下，钢的弹性模量与混凝土弹性模量之比：n把混凝土徐变效应考虑在内时，根据《规范》规定，组合梁两种材料弹性模量之比为：当材料处于弹性阶段时，不考虑混凝凝土收缩徐变前提下，n取为7；考虑徐变条件下，n取为14；考虑收缩存在时，n取为21。截面特性参数如下：钢梁截面As（cm^2）0.20Es210000.00δs（cm)5.68Is（m^4)0.07ysu（cm)90.18ysb（cm)80.02组合截面（弹性阶段）单位cmn=7.00Aoc857.14A01256.74δ063.26Ac5720.00I05440307.65y0cu47.84a0c37.84y0cb27.84a0s88.73y0su20.84a0126.58y0sb148.96组合截面（徐变阶段）单位cmn=14.00Aoc428.57δ043.31A0828.17I04553219.38y0cu67.79a0c57.79y0cb47.79a0s68.79y0su40.79a0126.58y0sb129.01组合截面（收缩阶段）单位cmn=21.00Aoc285.71δ030.68A0685.31I03996050.55y0cu80.42a0c70.42y0cb60.42a0s56.16y0su53.42a0126.58y0sb116.38主梁内力计算桥受到的荷载作用有永久荷载、可变荷载和偶然荷载，具体详分为：一期荷载、二期荷载引起的内力，材料收缩、徐变效应产生的次内力；汽车活载、制动力力产生的内力，不同材料之间温差作用下的温度次内力。设计中偶然作用忽略。以下是各荷载的内力汇总。恒载内力一期恒载厚度(m)宽度(m)平方米重量(kN/m2)荷载集度(kN/m)钢梁2.625.2混凝土桥面板0.22.65.213.530.2712.77.0一期恒载总集度25.74二期恒载厚度(m)宽度(m)面积(m2)荷载集度(kN/m)人行栏杆0.34沥青土铺装层0.092.60.235.85防撞栏杆2.22二期恒载总集度8.41活载内力活载内力中只包括汽车活载内力，不考虑人群荷载产生的内力。计算过程和结果如下：汽车活载内力计算车道折减系数0.56荷载(车）横向分布系数（未折减）1.076冲击系数1.222车道荷载均布力(kN/m)10.5荷载(人）横向分布系数（影响线坐标）0.280车道荷载集中力-弯矩效应(kN)280车道荷载集中力-剪力效应(kN)336收缩、徐变次内力收缩徐变对结构产生的内力可以按以下公式进行近似计算。对跨中部分的截面进行内力计算：同时考虑混凝土和工字钢梁形成的组合截面上由混凝土徐变引起的轴力为压力：同时考虑混凝土和工字钢梁形成的组合截面上的由材料徐变引起的弯矩：同理可得材料收缩情况下引起的截面内力，仍旧对跨中部分的截面进行内力计算：材料收缩产生的效应终极值依照《规范》取值，根据混凝土加载时长28日，查表可得以下值RH=70%，εcs同时考虑混凝土收缩在内，计算收缩作用在组合截面上产生的轴力：同时考虑混凝土徐变在内，计算徐变作用在组合截面上产生的弯矩：两种效应作用下产生内力计算结果汇总如下：徐变产生的次内力收缩产生的次内力pφ（MN）1环境条件RH0.7Nc（MN）0.74收缩应变终极值0.000211pφ（MN）0.74Pcs(MN)（压力）1.266Mφ（MNm）0.43Mcs（MNm）0.891469混凝土与钢结构之间的温差引起的次内力梯度温差效应根据教材《钢桥》中所写的内容计算。设组合截面两种材料的温差为10C°.对跨中部分的恒定截面进行内力计算，其中组合截面中混凝土升温产生效应引起轴力由下式计算：组合截面中混凝土升温产生效应引起弯矩由下式计算：组合截面上混凝土桥面板降温后产生的次内力效应与升温时产生的效应大小相同，方向相反。计算结果如下:温差效应次内力以组合截面上混凝土温度比钢梁低为示例ΔT10℃Pt(MN)2.16Mt(MNm)81.74主梁内力计算结果结构重要性系数取为1.1，根据承载能力极限状态对荷载进行组合，其中恒载效应分项系数取为1.2，活载效应分项系数取为1.4；人群荷载组合系数取0.8。内力计算结果如下（跨中截面）：截面位置（m）一期恒载弯矩(kNm)二期恒载弯矩(kNm)活载弯矩（汽车）(kNm)弯矩包络(kNm)000003.751672546162838477.528679372791659511.25358311713489824315382212493721879318.8358311713489824322.528679372791659526.3167254616283847300000截面位置（m）一期恒载剪力(kN)二期恒载剪力(kN)活载剪力(汽车）(kN)剪力包络(kN)051