《桥梁工程》作业答案.docx

1、桥梁工程作业答案桥梁工程作业答案一、桥面板内力计算作业1：单向板内力计算条件：桥主梁跨径为19.5m，桥墩中心距为20m，横隔梁间距4.85m，桥宽为5某1.6+2某0.75=9.5m，主梁为5片。铺装层由沥青面层（0.03m）和混凝土垫层（0.09m）组成。板厚120mm，主梁宽180mm，高1300mm。桥面荷载：公路级要求：确定板内弯距作业2：铰接悬臂板内力计算已知：铰接悬臂板，公路级；桥面铺装：3cm沥青混凝土面层，1=24kNm3；平均12cm厚C30号混凝土垫层，2=25kNm3；T梁翼板：3=25kNm3。求算：设计内力二、荷载横向分布系数计算作业1：用杠杆原理法求支点处各梁的横

2、向分布系数条件：如图所示一桥面净空为净7.4+2某1.0m人行道的钢筋混凝土T梁桥，共5根主梁。要求：求荷载位于支点处时各梁的荷载横向分布系数作业2：用偏心压力法求跨中处各梁的荷载横向分布系数条件：如图所示一桥面净空为净7.4+2某1.0m人行道的钢筋混凝土T梁桥，共5根主梁，各主梁横截面相同，计算跨径为19.5m。要求：求荷载位于跨中处时各梁的荷载横向分布系数桥梁横断面作业3：用修正的偏心压力法求跨中处各梁的荷载横向分布系数1.5%1.5%r1.5r345桥梁横断面桥梁纵断面1.5%r12r345条件：如图所示一桥面净空为净7.4+2某1.0m人行道的钢筋混凝土T梁桥，共5根主梁，各主梁横截

3、面相同，计算跨径为19.5m。要求：求荷载位于跨中处时各梁的荷载横向分布系数主梁一般构造图桥梁纵断面桥梁横断面1.5%1.5%r桥梁纵断面12r345三、主梁内力计算条件：如图所示钢筋混凝土简支梁桥，桥梁宽净7.4+2某1.0m，各主梁横截面相同，设计荷载为公路级，人群荷载为3.5KN系数=0.13。桥梁纵断面1.5%/m2，计算跨径为19.5m，冲击r1.5r345桥梁横断面要求：计算号梁在活载作用下跨中弯距和支点剪力四、横隔梁内力计算条件：如图所示钢筋混凝土简支梁桥，桥梁宽净7.4+2某1.0m，各主梁横截面相同，设计荷载为公路级，人群荷载为3.5KN系数=0.13。桥梁纵断面1.5%/m

4、2，计算跨径为19.5m，冲击r1.5r345桥梁横断面要求：计算跨中横隔梁在和号主梁之间r-r截面上的弯距Mr和靠近1号主梁处的截面剪力V1右一、桥面板内力计算作业1：单向板内力计算解答过程：判别板的类型LaLb485016003.032单向板确定计算跨度公桥规规定：与梁肋整体连接的板，计算弯距时其计算跨径可取为梁肋间的净距加板厚，但不大于两肋中心之间的距离。计算弯距时：lLbt(1600180120)1540mm1600mm公桥规规定：计算剪力时的计算跨径取两肋间净距。剪力计算时：lLb16001801420mm每延米板上荷载g沥青混凝土面层：g10.031.0230.69KN/m25号混

5、凝土垫层：g20.091.0252.16KN/m25号混凝土桥面板：g3g0.121.0253.0KN/mgig1g2g35.85KN/m简支条件下每米宽度上恒载产生的板弯距Mog18gl2185.851.5421.73KNm轮压区域尺寸单向板最不利荷载位置应为汽车后轮着地，汽车后轮的着地长度a1=0.20m，宽度b1=0.60maa12h0.220.120.44mbb12h0.620.120.84m此处h为铺装层，由沥青面层和混凝土垫层组成桥面板荷载有效分布宽度a单个车轮在板跨中部时：a12hl30.441.5430.953m2l31.03mh0.030.090.12m应取a=1.03m多个

6、车轮位于跨中时：a12hl3d0.441.5431.42.35m2l3d2.43m应取a=2.43m单个车轮位于支点时：a(a12h)t0.440.120.56a小于轴距1.4m所以有效工作宽度在支点处不重叠，以单轮计车辆荷载在桥面板中产生的内力公桥规规定汽车荷载局部加载的冲击系数采用1.3,1+=2.3单轮作用在跨中时：M0p(1)Pb140l1.38a281.030.841.5424.73KNm2双轮作用在跨中时：M0p(1)Pb21400.84l1.31.5420.97KNm8a282.432经比较发现，单轮作用在跨中时，桥面板的内力最大，因此取单轮的计算结果最终内力0.1210.092

7、3由于，故主梁抗扭能力较大，则有hb1.34t桥面板跨中弯距：中0.5M0M桥面板支座弯距：支M0.7M0按承载能力极限状态进行组合：M中0.5(1.21.731.424.73)18.35KNmM支0.7(1.21.731.424.73)25.69KNm作业2：铰接悬臂板内力计算解答过程：恒载内力（以纵向1m宽的板进行计算）每米板上的恒载集度沥青混凝土面层：g10.031.0240.72KN/m防水混凝土垫层：g20.121.0253.0KN/mT形梁翼板自重：12g3(0.080.18)/21.0253.25KN/mggig1g2g36.97KN/m每米板上的恒载内力Moggl2126.97

8、1.14.22KNm2Voggl6.971.17.67KN公路级车辆荷载产生的内力汽车后轮的着地长度a1=0.20m，宽度b1=0.60m此处h为铺装层，由沥青面层和混凝土垫层组成h0.030.120.15maa12h0.220.150.5mbb12h0.620.150.9m板的有效工作宽度为：aa12hd2l00.51.42.24.1m作用在每米宽板上的活载弯距：公桥规规定汽车荷载局部加载的冲击系数采用0.3,1+=1.3V0p(1)M0p(1)Pb21400.9l1.31.119.42KNm4a444.14P4a214044.11.322.20KN内力组合按承载能力极限状态组合M1.2(4

9、.22)1.4(19.42)32.25KNmV1.27.671.422.233.62KN二、荷载横向分布系数计算作业1：用杠杆原理法求支点处各梁的横向分布系数解：支点处各梁横向分布系数，采用杠杆原理法计算，对称结构，取、号梁计算即可：号梁影响线为：号梁影响线为：m0q120.7780.389m0r1.333m0q12(0.2220.7780.056)0.528m0r0号梁影响线为：m0q12(1.00.278)0.639m0r0作业2：用偏心压力法求跨中处各梁的荷载横向分布系数解：2（窄桥）2.7跨中处的荷载横向分布系数，采用偏心压力法计算各主梁横截面相等，梁数n=5，梁间距为1.8m，则有：

10、5L19.5B41.8ai12i221.81.82232.4m2号梁的横向分布系数：111ne1a1551521.8232.40.6i1ai151ne1a255153.62i1ai32.40.20.51.81.31.80.20.011某0.2110.3560.5560.60.6670.67.2某0.2某，解得：某=1.8m布载情况如图所示，则有：mcq12q120.65.4(53.21.90.1)mcr0.65.4120.5560.3560.2110.0110.567(5.40.10.5)0.667号梁的横向分布系数：211ne1a255153.61.832.40.4i1ai250.51ne5

11、a25153.61.832.41.80i1ai51.81.3mcqmcr0.40.4330.2780.3780.2060.1060布载情况如图所示，则有：12q120.47.2(6.85.03.71.9)120.3780.2780.2060.1060.4830.47.2(7.20.10.5)0.433号梁的横向分布系数：P0rP0q1.82345310.401ne1a35515P0q1号梁0.600.684P0rP0q0.5750.35i1ai3.601.80.232.40-0.0375-0.200.200.18751.82号梁0.400.4420.38753515n0.275e5a3ai5P

12、10qi153.6032.41.80.20.081300.1943号梁P0rP0q1.80.200.20P0q1.8P0r0.200.200.200.20布载情况如图所示，则有：mcqmcr12q12(0.20.20.20.2)0.420.20.4L19.5作业3：用修正的偏心压力法求跨中处各梁的荷载横向分布系数解：2（窄桥）2.7跨中处的荷载横向分布系数，采用修正的偏心压力法计算各主梁横截面相等，梁数n=5，梁间距为1.8m，则有：5B41.8ai12i221.81.82232.4m2计算I和IT，求主梁截面重心位置a某翼板的换算平均高度h=(8+14)/2=11cm111501801811

13、150182247.4cma某180*8主梁抗弯惯距：211113I1801811180181147.4181221221504447.410265717.5cm0.1026572m18150主梁抗扭惯距：21503对于翼板，b1/t1=1.80/0.11=16.3610，查表得c1=1/3；对于梁肋b2/t2=（1.5-0.11）/0.18=7.72，查表得c2=0.306IT110.425E19.550.003279212E0.102657232.42ITinIT，梁数n=5，并取G0.9380.425E，则有计算号梁横向影响线竖标值1ea21.82111n1n115i1ai55150.9

14、3832.40.57515e5a1550.921.8232.40.175i1aimcq12qmcr120.5755.520.5755.52(5.520.10.5)0.638(5.123.322.020.22)120.5330.3460.210.0230.556计算号梁横向影响线竖标值mcq211n1n12e1a25515150.9383.61.832.43.61.832.40.388i1ai25e5a250.9380.012i1ai5q120.3670.2730.2050.1110.478mcr0.419计算号梁横向影响线竖标值mcq311ne1a355150.9383.6032.40.2i1

15、ai351ne5a35150.9383.6032.40.2i1ai5121号梁q120.20.20.20.20.4mcr0.20.20.41P0rP0q1.8231.845P0q0.5750.638P0rP0q0.3460.5330.2100.023-0.1751.80.273P0q1.82号梁0.3880.3670.2050.1110.0120.419P0rP0q1.80.200.20P0q1.8P0r3号梁0.200.200.200.20三、主梁内力计算（按偏心压力法计算）解：先求号梁在跨中及支承处汽车荷载及人群荷载的横向分布系数支承处采用杠杆原理法：跨中处采用偏心压力法：LBm0q120

16、.7780.389m0r1.3332.7219.541.8（窄桥）各主梁横截面相等，梁数n=5，梁间距为1.8m，则有：5ai12i221.81.82232.4m2111ne1a1551521.8232.40.6i1ai151ne1a255153.62i1ai32.40.20.60.5560.3560.2110.011某0.51.81.31.80.20.6670.67.2某0.2某，解得：某=1.8m布载情况如图所示，则有：mcq12q120.5560.3560.2110.0110.567mcr0.667自跨中到1/4段mc支点m0荷载横向分布系汽车荷载人群荷载0.5670.667汽车荷载0.

17、389人群荷载1.33数：桥梁净宽W=7.4m，不考虑折减1冲击系数：0.13，11.13车道荷载标准值：PK计算剪力时：PK18019.55505360180238KNqk10.5KN/m1.2238285.6KNl2qk10.5KN/m4.875m跨中弯距：影响线最大纵标：yk跨中影响线面积：M车道荷载：Ml419.542819.5847.531m2q1mcqPkykqk1.1310.5672384.87510.547.5311063.15KNm人群荷载：qr3.51.03.5kN/mMrmcrqr0.6673.547.531110.96kNm支点剪力：车道荷载：因m0qmcq，则：VA1

18、11.2Pkm0q某amcql某m0ql某0.5670.3891.131285.60.389由dVA119.5/419.5某19.5d某0得某=4.42m人群荷载：Vrmcrqrl2a2m0r19.52mcrqry1219.541.3330.6673.5111227.97KN0.6673.5三、主梁内力计算（按修正的偏心压力法计算）荷载横向分布系数：桥梁净宽W=7.4m，不考虑折减1冲击系数：0.13，11.13车道荷载标准值：PK计算剪力时：PK18019.55505360180自跨中到1/4段mc汽车荷载人群荷载0.5560.638支点m0汽车荷载0.389人群荷载1.33238KNqk1

19、0.5KN/m1.2238285.6KNl4lqk10.5KN/m4.875m2跨中弯距：影响线最大纵标：yk219.54跨中影响线面积：M19.58847.531m2车道荷载：Mq1mcqPkykqk1.1310.5562384.87510.547.5311042.5KNm人群荷载：qrMr3.51.03.5kN/mmcrqr0.6383.547.531106.14kNm支点剪力：车道荷载：因m0qmcq，则：某aVA111.2Pkm0qmcql某m0ql1.131285.60.389某19.5/40.5560.38919.5某19.5由dVA1d某0得某=4.12m人群荷载：Vrmcrqr

20、l2a2m0r2mcrqry1219.541.3330.6383.5111227.18KN0.6383.519.5四、横隔梁内力计算确定作用在中横隔梁上的计算荷载，对于跨中横隔梁最不利荷载布置有两种情况：P0q1120.8560.856140140KN2piyi21400.856119.84KNP0q1122piyi1401.01400.711119.77KN取计算荷载：P0q119.84KN绘制中横隔梁影响线：P1作用在号梁轴上时（11M0.60，210.40）r1111.5d210.5d11.5d0.61.51.80.40.51.811.51.80.72P1作用在号梁轴上时（15M0.20

21、，250）r5151.5d250.5d0.21.51.800.51.80.54P1作用在号梁轴上时（12M0.40，220.30）r2121.5d220.5d10.5d0.41.51.80.30.51.80.51.80.45P1作用在号梁轴上时（13M0.20，230.20）r3131.5d230.5d0.21.51.80.20.51.80.72P1作用在计算截面以右时：V1右P1作用在计算截面以左时：V1左R1，即1i1i右R11，即1i1i1左根据计算所得竖标值绘制中横隔梁的弯距影响线和剪力影响线如下：截面内力计算：MrV1右r12r345R1横向分0.600.400.200.20P0q0-0.200布影响线R2横向分0.400.30布影响线0.720.451.040.720.410.54Mr影响线P0qP0q0.400.600.5560.3560.2110.011-0.20V影响线1P0q1.131119.841.040.41196.36KNm1P0q1.131119.840.5560.3560.2110.011153.57KN内力组合：MV1r01.4196.36274.90KNm01.4153.48214.998KN右