华侨大学土木工程专业桥梁工程大型计算题习题答案.docVIP

已知： 1：桥面宽度：净 7m+2×1.5m+2×0.25m； 2：设计荷载：公路-I级，公路-Ⅱ级； 3：桥梁横截面布置； 4：桥面铺装：4cm 厚沥青混凝土（23）,6cm厚水泥混凝土（24），主梁混凝土为24； 5：主梁跨径及全长：标准跨径：lb=25.00m；净跨l=24.96m；计算跨径：l0=24.6m，主梁的弹性模量E=3.0×1010 完成： 活载横向分布系数的计算（包括人群荷载和汽车荷载，边主梁、次边主梁和中主梁）； 主梁内力的计算及内力组合； 桥面板内力的计算； 要求： 给出反力影响线及车辆的横向布置； 给出内力影响线及车辆的纵向布置； 桥面板计算包括中板和边板 说明： 学号尾数为单号的同学，设计荷载为公路-I级；学号尾数为双号的同学，设计荷载为公路-Ⅱ级，请在1周之内完成。 桥梁横断面布置图 桥梁纵断面布置 一、恒载内力计算: 1、一期恒载集度： 横隔梁重力； 根据结构尺寸，一块预制横隔梁的体积为： ； 中主梁有12块横隔梁预制块，而边主梁有6块横隔梁预制块，可将其产生的重力沿主梁纵向均匀分摊，则： 中主梁横隔梁产生的重力为：g1=12×0.247×24/24.96=2.85； 边主梁横隔梁产生的重力为：g1’=6×0.247×24/24.96=1.425； 主梁重力； g01=A×24=0.5356×24=12.854； 一期恒载集度为： 中主梁：g恒中=2.85+12.854=15.704； 边主梁：g恒边=1.425+12.854=14.279； 2、二期恒载：桥面铺装和人行道重力；人行道和栏杆的重力作用取用 5； 桥面铺装： ； 为简化计算，将人行道、栏杆和桥面铺装的重力平均分配给各主梁，得： g2=26.859/5=5.372; 3、总的恒载集度： 中主梁：g恒中=2.85+5.372+12.854=21.076； 边主梁：g恒边=1.425+5.372+12.854=19.651； 4、根据计算出的恒载集度可计算出恒载内力见表1。 表1 恒载内力计算结果 荷载施加期 梁位 弯矩（KN*m） 剪力（KN） 跨中 支点 .一期恒载 中主梁 1187.93 193.16 边主梁 1080.13 174.68 二期恒载 中主梁 392.45 63.81 边主梁 392.45 63.81 合计 中主梁 1580.38 256.97 边主梁 1472.58 238.49 二、活载内力计算： 主梁活载横向分布系数计算 支点处采用杠杆法，由对称可知只需计算1，2，3号梁。 由下图可知各号梁在支点截面处的横向分布系数： 对于1号梁：m01q=0.429/2=0.215; m01r=1.024； 对于2号梁：m02q=（0.571+0.571）/2=0.571; m02r=0（-0.02） 对于3号梁：m01q=（0.143+0.381+1.0）/2=0.762; m03r=0.0 跨中采用偏心压力法计算横向分布系数； 采用刚性横梁法求解影响线的一般公式为： 对于等截面梁，则有： 由于影响线呈直线分布，因此，只需求出两根边梁的竖标值便可。 对于1#梁： 对于2#梁： 对于3#梁： 综合以上得到1#梁、2#梁和3#梁的影响线，并对横向进行车辆荷载的布置如下： 由上图可得到跨中及1/4跨处的横向分布系数： 对于1号梁：mc1q=(0.771+0.429+0.181-0.162)/2=0.505； mc1r=0.604； 对于2号梁：mc2q=（0.486+0.314+0.191+0.02）/2=0.453; mc1r=0.402 对于3号梁：mc1q=（0.2+0.2+0.2+0.2）/2=0.4; mc1r=0.400 其中4号和2号，5号和1号的横向分布系数相同 将以上横向分布系数的计算结果汇总成表，见表2 表2 横向分布系数计算结果 梁号 荷载位置 汽车荷载 人群荷载 边主梁 ① 跨中mc 0.505 0.604 支点m0 0.215 1.024 次边主梁 ② 跨中mc 0.453 0.402 支点m0 0.571 0.000 中主梁 ③ 跨中mc 0.400 0.400 支点m0 0.762（0.738） 0.000 荷载横向分布系数沿桥跨方向的变化； （4）参数选取： ①冲击系数的选取； 弹性模量：E=3.0×1010，截面惯性矩：，主梁跨中处单位长度质量， 冲击系数：； ②车道荷载的选取： 公路—Ⅰ级