橋梁設計應進行計算。一般需要計算的項目有:梁整體計算,行車道板計算,橫梁計算,錨下局部承壓計算,支座的選用,伸縮縫寬度的確定,蓋梁計算,墩柱計算,樁長的計算,樁身彎矩的計算,橋臺的相關計算等。方案階段的計算可以粗略的估算。
荷載的組合。
承載能力極限狀態(tài):基本組合、偶然組合。基本組合是所有公路橋涵結構都應該考慮的,偶然組合用于結構在特殊情況下(如地震和撞擊等)設計。承載能力極限狀態(tài)用于查看力和彎矩,力的作用效應較抗力大時應增大結構截面尺寸或者增大預應力。預應力作為抗力來考慮,可變作用計入沖擊。
正常使用極限狀態(tài):短期組合、長期組合。主要用于查看混凝土拉應力、主拉應力、裂縫、撓度(短期組合的長期效應影響且剛度應折減)。預應力作為外力來考慮,可變作用不計入沖擊。
標準值組合(使結構處于彈性階段的組合):主要用于查看壓應力、主壓應力、預應力鋼筋拉應力、支座反力。對于鋼結構橋梁,因采用容許應力法,保證結構處于彈性階段,因此,查看所有應力、位移以及內力時均采用標準值組合。
偏載系數:經驗取值為1.15。
對于具有一定厚度且有橫隔板加勁的箱形梁,忽略歪扭變形的畸變應力;將活載偏心作用引起的約束扭轉正應力和剪應力分別估計為活載對稱作用下平面彎矩正應力的15%和剪應力的5%。因此當恒載對稱作用時箱型梁任意截面計及扭轉影響的總荷載內力近似估計為:彎矩M=Mg+1.15Mp,剪力Q=Qg+1.05Qp。(Mg、Qg—恒載引起的彎矩和剪力;Mp、Qp—全部活載對稱于橋中線作用時引起的彎矩和剪力。)
橫向分布系數、橫向折減系數、縱向折減系數
橫向分布系數:用于空心板、T 梁、小箱梁。橋梁設計中通常用一個表征荷載
分布程度的系數m 與軸重的乘積作用在一片梁上進行簡化計算,這個m 值就是橫向分布系數。汽車橫向分布系數經驗取值(可用于估算):空心板可取0.35~0.5,T 梁可取0.6~0.8,小箱梁可取0.8~1.2,具體取值還需計算決定。
橫向折減系數:多車道橋梁上的汽車荷載應考慮多車道折減,但折減后不得小于兩設計車道的荷載效應。(3 車道:0.78,4 車道:0.67,5 車道:0.60,6 車道:0.55,7 車道:0.52,8 車道:0.50)
縱向折減系數:當計算跨徑大于150m 時,應考慮縱向折減系數。具體取值可參見《公路橋涵設計通用規(guī)范》。
汽車荷載作用 = 車道荷載×橫向分布系數×橫向折減系數×縱向折減系數。
公路I 級與城—A 級(公路II 級與城—B 級)
公路I 級、城—A 級車道荷載相同,均布值:10.5kN/m,集中值:180~360kN。
公路II 級、城—B 級車道荷載相同,取公路I 級的0.75 倍。
標準車輛:公路I 級、公路II 級、城—B 級如下:
標準車輛:城—A 級如下:
橋梁的整體計算(通常指橋梁的主梁、主拱和主桁等計算)采用車道荷載,橋梁結構的局部加載(通常指橋梁的橫梁、行車道板)采用車輛荷載,橋臺或擋土墻后土壓力計算采用車輛荷載。
廠區(qū)橋梁荷載通常應與業(yè)主商定后決定,一般為特殊車輛荷載,采取車列布置形式進行計算。
溫度、收縮徐變、支座不均勻沉降影響
溫度考慮整體升、降溫以及正、負溫度梯度的影響。
收縮徐變:模擬計算時一般設一個施工階段,該階段只有時間因子,一般取3650天,無其他荷載。
支座不均勻沉降:可按經驗取用,可取計算跨徑的1/6000。
斜交角不足15°的按正交計算,超過15°的應采取梁格或者空間模型進行分析。寬跨比小于0.5 的窄橋用單梁模型進行分析,超過0.5 的應用梁格或者空間模型進行復核。