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【导语】湖南自学考试02410桥梁工程实践环节考核大纲:
主梁内力计算
1、实践目的
依据混凝土梁桥的学习,知道混凝土梁桥的基本受力体系、截面形状和主要施工办法。同时,学会混凝土梁桥的基本种类、架构与设计。通过本章的学习,应达到以下目的:
1.学会板桥的架构与设计。
2.学会简支梁桥的架构与设计。
2、考核内容
1.依据桥位初步确定桥梁跨径布置,并能绘制桥梁平面、立面布置图。
2.依据结构跨径拟定简支梁桥的截面(包含确定简支梁截面形式,主要尺寸)。
3.能依据已有些施工图纸,计算简支梁桥的跨中及支点自重效应值(跨中弯矩及剪力、支点剪力)。
4.熟练学会简支梁桥横向分布系数的计算(偏心重压法、杠杆法)。
5.知道简支梁桥冲击系数的计算办法。
6.重点学会公路桥涵结构按承载能力极限状况设计时有哪些用途基本组合,熟记永久用途、汽车荷载及其人群荷载的荷载分项系数,及组合系数。
3、课程设计基本资料
有一座装配式钢筋混凝土简支梁桥,横向有五片主梁构成,主梁和横隔梁截面如图1-1~图1-3所示,计算跨径L=19.50m,结构重要程度系数为1.0。请计算边主梁在跨中截面的设计弯矩。(已知每侧的栏杆及人行道构件重力有哪些用途为5Kn/m,由五片主梁平均分担)。
图1-1主梁纵断面图(单位:cm)
图1-1主梁横断面图(单位:cm)
图1-1主梁截面面图(单位:cm)
2.主要技术指标
(1)荷载等级:公路—Ⅱ级;人群荷载3.0kN/m2。
(2)桥梁宽度:0.75+3.50+3.50+0.75=8.50m,双向横坡为1.5%。
(3)航道等级:无通航需要。
(4)设计洪水频率:
1/100。
(5)地震动参数:地震动峰值加速度<0.05g,地震动反应谱特点周期为0.40s,使用浅易设防。
(6)设计基准期:
100年。
(7)汽车冲击系数:0.296。
3.主要材料
混凝土:20m预制T形梁及其现浇接缝、封锚、墩顶现浇连续段和桥面现浇层均使用C50混凝土。
4.设计计算依据
(1)《公路工程技术指标》(JTGB01-2014);
(2)《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015)(以下均简称为《通规》);
(3)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362-2018)(以下均简称为《公预规》)。
5.基本计算数据
依据《公预规》中各条的规定,材料的各项基本数据如表1.1所示。
表1.1材料容重表
名字主梁横隔梁沥青表面处治层C25混凝土垫层
容重
25 25 23 24
计算步骤
1.结构自重效应计算
(1)根据图2-1对边主梁进行分解,分别计算出和部分的面积,根据1m长度计算主梁自重效应-a。
(2)计算横隔梁面积及其自重,并将横隔梁重量根据均布荷载平均分配给5片主梁,从而得出边主梁分担的重量-b。
(3)计算桥面铺装的重量,并平均分配给5片主梁,从而得出边主梁分担的重量-c。
(4)将栏杆及人行道的重量平均分配给5片主梁,从而得出边主梁分担的重量-d。
(5)边主梁自重效应合计=a+b+c+d(Kn/m)
图2-1主梁自重计算示意图(单位:cm)
2.计算边主梁荷载横向分布系数
计算跨中截面荷载横向分布系数
使用“偏心重压法”计算1#梁在跨中的荷载横向分布影响线竖标,如图2-2所示。
当P=1坐落于第k号梁轴上(e=ak)时,影响线竖标课使用公式1-1计算。
公式
图2-1 1#梁横向分布影响线(单位:cm)
计算可得1#跨中弯矩横向分布系数mc
注:在实质应用中,当求得简支梁内各截面的最大弯矩时,为了简化起见,一般均可按不变化的mc来计算。只有在计算主梁梁端截面的最大剪力时,才考虑荷载横向分布系数变化的影响。
3.计算简支梁影响线面积
表3-1均布荷载和内力影响线面积计算表
种类公路—Ⅱ级人群影响线面积影响线图示
跨中弯矩10.5×0.75 3.0×0.75
如已知汽车荷载在跨中的弯矩则本部分省略。
4.计算汽车荷载设计值(集中荷载)
依据《桥规》Pk=0.75×2×(l0+130)=0.75×299(kn)
则汽车荷载集中力在跨中产生的弯矩(计入冲击)为:0.75×299×l/4×(1+0.296)×mc
汽车荷载均布力在跨中产生的弯矩(计入冲击)为:0.75×10.5×l2/8×(1+0.296)×mc
将集中荷载布置在跨中地方,对边主梁受力最不利,将汽车荷载均布力全梁布置最不利;人群荷载根据影响线最不利布置,不在复述。
5.主梁内力组合
依据《桥规》规定,控制设计的计算内力见表5-1所示。
序号荷载类别跨中弯矩(Kn.m)
(1)结构自重763.4
(2)汽车荷载1023.22
(3)人群荷载73.1
(4)1.2×(1)916.1
(5)1.4×(2)1432.51
(6)0.75×1.4×(3)76.76
(7)合计:(4)+(5)+(6)2425.37
4、考核形式
现场写作课程设计。考核时间为90分钟,使用百分制评分。
以上信息仅供参考,具体以湖南考试院最新公告为准!
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