预应力混凝土连续刚构桥(2)

2.1.3 施工过程模拟

本桥采用悬臂施工法模拟如下：

本次设计为简单起见，全桥共分4个施工阶段，该施工阶段为第三阶段，主梁的铺装阶段。中跨合拢后进行桥面铺装施工，在全桥范围内加向下均布力每延米-70.76kN/m。

人行栏杆q1=1.5kN/m, 防撞栏q2=7.0kN/m，

桥面铺装层q3=(0.08×25+0.08×23) ×14=53.76kN/m, 施工阶段q= q1*2+ q2*2+ q3=70.76kN/m。

2.2 计算结果及数据处理

所有数据输完并检查无误后，进入结构计算模块，输出单元截面如下表所示： 2.2.1 恒载内力

表2-2 控制截面结构重力结构内力表

节点 2（边跨） 14（边跨L/2） 21（边跨3L/4） 28（根部） 42(主跨L/8) 49(主跨L/4） 65（跨中） M?kN?m? -372 -72000 -241000 -502000 -379000 -124000 97400 V?kN? 2210 8460 16000 24600 -22400 -14400 28 表2-3 控制截面第一施工阶段永久荷载结构内力表 节点 2（边跨） 14（边跨L/2） 21（边跨3L/4） 28（根部） 42(主跨L/8) 49(主跨L/4） 65（跨中） M?kN?m? -331 -117000 -290000 -540000 -360000 -160000 0 V?kN? -661 9300 15600 23200 -17800 -11100 0 6

表2-4 控制截面第三施工阶段永久荷载结构内力表 节点 2（边跨） 14（边跨L/2） 21（边跨3L/4） 28（根部） 42(主跨L/8) 49(主跨L/4） 65（跨中） M?kN?m? -41.9 -4760 -29900 -67900 -61400 -15900 26700 V?kN? 811 1210 2390 3480 -3860 -2690 8.43 2.2.2 活载内力 a.冲击系数

冲击系数u值可按下式计算： 当f＜1.5Hz时， u=0.05

当1.5Hz≤f≤14Hz时， u=0.1767lnf-0.0157 当f＞14Hz时， u=0.45 式中 f——结构基频（Hz）。

桥梁结构的基频反映了结构的尺寸、类型、建筑材料等动力特性内容，它直接反映了冲击系数与桥梁结构之间的关系。不管桥梁的建筑材料、结构类型是否有差别，也不管结构尺寸与跨径是否有差别，只要桥梁结构的基频相同，在同样条件的汽车荷载下，就能得到基本相同的冲击系数。

桥梁的自振频率（基频）宜采用有限元方法计算，对于连续梁结构，当无更精确方法计算时，也可采用下列公式估算：

f1? f2?13.616EIc （2-1） 2mc2?l23.651EIc （2-2） mc2?l2 mc?G/g （2-3） 式中 l—结构的计算跨径（m）； E—结构材料的弹性模量（N/m2）； Ic—结构跨中截面的截面惯矩（m4）；

mc —结构跨中处的单位长度质量（kg/m），当换算为重力计算时，其单位应为（Ns2/m）；

G—结构跨中处延米结构重力（N/m）；

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g—重力加速度。

计算连续梁的冲击力引起的正弯矩效应和剪力效应时，采用f1；计算连续梁的冲击力引起的负弯矩效应时，采用f2。

本设计计算跨径取120m，弹性模量E=3.55×104MPa ，计算得出跨中截面惯矩Ic=10.89m，截面面积A=13.0N/m，将数据代入上式：

G?13×26×10=3.38×10 N/m

354mc?G/g?3380009.81=34455kg/m

13.616EIc13.616f1?=22?lmc2?3.14?12023.55?1010?10.8934455=0

23.651EIcf2?2?l2mc23.65122?3.14?120=3.55?1010?10.9634455=0.8761

冲击系数都取0.05。

结构的安全等级为二级其重要性系数取1.0；人群荷载标准值3.5kN/m

图2.4 边跨端部截面内力影响线

图2.5 边跨1/2L截面内力影响线

图2.6 边跨3L/4截面内力影响线

图2.7 根部截面内力影响线

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图2.8 主跨L/8截面内力影响线

图2.9 主跨L/4截面内力影响线

图2.10 跨中截面内力影响线

b.汽车活载作用下结构内力表

表2-5 控制截面汽车Mmax结构内力表

节点 2（边跨） 14（边跨L/2） 21（边跨3L/4） 28（根部） 42(主跨L/8) 49(主跨L/4） 65（跨中） M?kN?m? 0 5200 2800 628 156 3180 7320 表2-6 控制截面汽车Mmin结构内力表

V?kN? 0 -116 458 437 -0.6 -4.35 218 节点 2（边跨） 14（边跨L/2） 21（边跨3L/4） 28（根部） 42(主跨L/8) M?kN?m? -365 -4200 -6950 -11900 -13100 9

V?kN? 13.8 187 286 701 -728 49(主跨L/4） 65（跨中） -5180 -436 表2-7 控制截面汽车Qmax结构内力表

-479 -15.6 节点 2（边跨） 14（边跨L/2） 21（边跨3L/4） 28（根部） 42(主跨L/8) 49(主跨L/4） 65（跨中） M?kN?m? -5.25 4260 2460 402 -7330 -890 5350 表2-8 控制截面汽车Qmin结构内力表

V?kN? 644 -203 -74.6 -17.7 -910 -740 -339 节点 2（边跨） 14（边跨L/2） 21（边跨3L/4） 28（根部） 42(主跨L/8) 49(主跨L/4） 65（跨中） M?kN?m? 0 1270 -2370 -8310 1490 2890 5380 表2-9 控制截面汽车Nmax结构内力表

V?kN? -187 479 685 862 33.8 80 342 节点 2（边跨） 14（边跨L/2） 21（边跨3L/4） 28（根部） 42(主跨L/8) 49(主跨L/4） 65（跨中） M?kN?m? 0 240 -2380 -6640 -10700 -3340 5590 V?kN? 130 122 269 405 -624 -476 -141 10