鋼混組合梁橋的主梁截面特性及內力計算案例綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u22685鋼混組合梁橋的主梁截面特性及內力計算案例綜述 158061.1主梁結構參數 1130521.2主梁截面特性計算 178101.2.1組合梁翼緣有效寬度計算 137951.2.2組合梁截面特性計算 322171.3主梁內力計算 4206001.3.1恒載內力 4225321.3.2活載內力 5265391.3.3收縮、徐變次內力 5154291.3.4混凝土與鋼結構之間的溫差引起的次內力 642151.3.5主梁內力計算結果 6主梁結構參數參與內力計算的荷載分別是：一期施工后橋面板和鋼梁自重和為一期恒載、二期施工完成后的鋪裝和欄桿重量之和為二期恒載、汽車活載、人群荷載。對以上荷載進行組合，計算極限承載狀態下橋梁的受力情況。表3-1主梁參數表主梁結構參數計算跨徑(m)35橋面板混凝土容重(kN/m3)26橋寬(m)8.5主梁間距(m)5.3鋪裝瀝青容重(kN/m3)25主梁根數2計算車道數2人行道寬（m)0主梁截面特性計算組合梁翼緣有效寬度計算（1）上翼緣板（跨中）混凝土板翼緣有效寬度計算按照《規范》進行計算按下式計算，且不應大于混凝土板實際寬度： beff= befi式中：b0befi圖3.1組合梁截面尺寸在本設計中：L為35m，Le/6=6m>b=2.6m/2，所以跨中部分的全截面能起作用。（2）支點處的上翼緣板由《規范》，支承處的受壓部分混凝土板的有效寬度beff beff= βi=0.55+0.025式中，0.55+0.025×30（2.6/2）=1.13（3）下翼緣板由《規范》對于工字形、箱形和Π形梁橋的受壓翼緣有效寬度be,i &be,i &be,i式中：be,ibil——橋梁的等效跨徑。表3.2翼緣有效寬度計算的等效跨徑計算得，b/l=(2.6/2)/30=0.043<0.050,主梁下翼緣全部寬度都能起作用，不需進行折減。組合梁截面特性計算計算主梁截面特性時，其上翼緣和下翼緣的寬度在承載中都起作用。假設工字鋼主梁與混凝土橋面板牢固粘結，采用等效截面法計算組合截面，可以把混凝土部分當作鋼截面來計算。在不考慮收縮徐變的前提下，鋼的彈性模量與混凝土彈性模量之比：n把混凝土徐變效應考慮在內時，根據《規范》規定，組合梁兩種材料彈性模量之比為：當材料處于彈性階段時，不考慮混凝凝土收縮徐變前提下，n取為7；考慮徐變條件下，n取為14；考慮收縮存在時，n取為21。截面特性參數如下：鋼梁截面As（cm^2）0.20Es210000.00δs（cm)5.68Is（m^4)0.07ysu（cm)90.18ysb（cm)80.02組合截面（彈性階段）單位cmn=7.00Aoc857.14A01256.74δ063.26Ac5720.00I05440307.65y0cu47.84a0c37.84y0cb27.84a0s88.73y0su20.84a0126.58y0sb148.96組合截面（徐變階段）單位cmn=14.00Aoc428.57δ043.31A0828.17I04553219.38y0cu67.79a0c57.79y0cb47.79a0s68.79y0su40.79a0126.58y0sb129.01組合截面（收縮階段）單位cmn=21.00Aoc285.71δ030.68A0685.31I03996050.55y0cu80.42a0c70.42y0cb60.42a0s56.16y0su53.42a0126.58y0sb116.38主梁內力計算橋受到的荷載作用有永久荷載、可變荷載和偶然荷載，具體詳分為：一期荷載、二期荷載引起的內力，材料收縮、徐變效應產生的次內力；汽車活載、制動力力產生的內力，不同材料之間溫差作用下的溫度次內力。設計中偶然作用忽略。以下是各荷載的內力匯總。恒載內力一期恒載厚度(m)寬度(m)平方米重量(kN/m2)荷載集度(kN/m)鋼梁2.625.2混凝土橋面板0.22.65.213.530.2712.77.0一期恒載總集度25.74二期恒載厚度(m)寬度(m)面積(m2)荷載集度(kN/m)人行欄桿0.34瀝青土鋪裝層0.092.60.235.85防撞欄桿2.22二期恒載總集度8.41活載內力活載內力中只包括汽車活載內力，不考慮人群荷載產生的內力。計算過程和結果如下：汽車活載內力計算車道折減系數0.56荷載(車）橫向分布系數（未折減）1.076沖擊系數1.222車道荷載均布力(kN/m)10.5荷載(人）橫向分布系數（影響線坐標）0.280車道荷載集中力-彎矩效應(kN)280車道荷載集中力-剪力效應(kN)336收縮、徐變次內力收縮徐變對結構產生的內力可以按以下公式進行近似計算。對跨中部分的截面進行內力計算：同時考慮混凝土和工字鋼梁形成的組合截面上由混凝土徐變引起的軸力為壓力：同時考慮混凝土和工字鋼梁形成的組合截面上的由材料徐變引起的彎矩：同理可得材料收縮情況下引起的截面內力，仍舊對跨中部分的截面進行內力計算：材料收縮產生的效應終極值依照《規范》取值，根據混凝土加載時長28日，查表可得以下值RH=70%，εcs同時考慮混凝土收縮在內，計算收縮作用在組合截面上產生的軸力：同時考慮混凝土徐變在內，計算徐變作用在組合截面上產生的彎矩：兩種效應作用下產生內力計算結果匯總如下：徐變產生的次內力收縮產生的次內力pφ（MN）1環境條件RH0.7Nc（MN）0.74收縮應變終極值0.000211pφ（MN）0.74Pcs(MN)（壓力）1.266Mφ（MNm）0.43Mcs（MNm）0.891469混凝土與鋼結構之間的溫差引起的次內力梯度溫差效應根據教材《鋼橋》中所寫的內容計算。設組合截面兩種材料的溫差為10C°.對跨中部分的恒定截面進行內力計算，其中組合截面中混凝土升溫產生效應引起軸力由下式計算：組合截面中混凝土升溫產生效應引起彎矩由下式計算：組合截面上混凝土橋面板降溫后產生的次內力效應與升溫時產生的效應大小相同，方向相反。計算結果如下:溫差效應次內力以組合截面上混凝土溫度比鋼梁低為示例ΔT10℃Pt(MN)2.16Mt(MNm)81.74主梁內力計算結果結構重要性系數取為1.1，根據承載能力極限狀態對荷載進行組合，其中恒載效應分項系數取為1.2，活載效應分項系數取為1.4；人群荷載組合系數取0.8。內力計算結果如下（跨中截面）：截面位置（m）一期恒載彎矩(kNm)二期恒載彎矩(kNm)活載彎矩（汽車）(kNm)彎矩包絡(kNm)000003.751672546162838477.528679372791659511.25358311713489824315382212493721879318.8358311713489824322.528679372791659526.3167254616283847300000截面位置（m）一期恒載剪力(kN)二期恒載剪力(kN)活載剪力(汽車）(kN)剪力包絡(kN)051