桥梁计算专题-空间梁格法ppt课件

桥梁计算专题 空间梁格法 1 空间梁格法 适用范围宽梁斜梁人字形异形梁空间复杂结构求解方法简化成平面杆系空间杆系 2 空间梁格简化成平面杆系 计算荷载横向分布系数方法杠杆法刚性横梁法 偏心受压法 修正刚性横梁法铰接板 梁 法刚接梁法比拟正交异性板法优点取单片梁进行分析 概念清晰 易于手算缺点以变量分离为前提 存在一定的误差适用范围小 3 杠杆法 适用条件主梁间的横向联系很弱桥面板在主梁梁肋上断开双主梁桥靠近主梁支点的荷载横向分布影响线 4 刚性横梁法 偏心压力法 适用条件桥的宽跨比B L小于或接近于0 5在梁的两端 跨中或四分点处设置中间横梁 横梁刚度相对纵梁大得多基本假设所有横梁的刚度为无穷大不考虑纵梁的抗扭刚度若考虑纵梁的抗扭刚度则为修正刚性横梁法 5 刚性横梁法 偏心压力法 横向影响线的计算方法横向影响线为直线计算公式 6 铰接板 梁 法 适用条件横向连接刚度较弱装配式板桥 用现浇混凝土纵向企口缝连接 装配式梁桥 在翼板间用焊接钢板或伸出交叉钢筋连接且无中间横隔梁 横向连接只传递剪力 不传递弯矩 7 刚接梁法 适用条件翼缘板刚性连接的肋梁桥横向连接不仅可以传递剪力 而且可以传递弯矩 8 比拟正交异性板法 G M法 计算步骤将纵梁的抗弯惯矩和抗扭惯矩分别除以纵梁宽b 将横梁的抗弯惯矩和抗扭惯矩分别除以横梁宽度a 得到比拟正交异性板 按弹性力学理论 求得跨中单位荷载P 1作用于某一片梁跨中截面的横向挠度曲线每根主梁覆盖的部分挠曲线面积与挠曲线总面积之比就是该梁分配到的荷载编制实用图表 9 空间梁格法 等效原则将分散的板式或箱梁每一段内的弯曲刚度和抗扭刚度集中于最邻近的等效梁格内实际结构纵向刚度集中于纵向梁格内 横向刚度集中于横向梁格原型实际结构和对应的等效梁格承受相同荷载时 两者的挠曲是恒等的任一梁格内的弯矩 剪力和扭矩应等于该梁格所代表的实际结构部分的内力优点可以借助于电算手段直接计算结构内力计算精度相对较高缺点若刚度等效 荷载等效有误 则计算误差较大 10 空间梁格体系 实心板结构 梁格网格划分等宽正交板纵梁纵梁间距一般为2 3倍板厚至1 4计算跨径之间边梁位置一般设在距板边缘0 3倍板厚处横梁横梁间距应尽量与纵向梁格间距离一致横梁间距约小于计算跨径的1 4在受力较大处或内力突变处通常应加密梁格网格横梁与纵梁应正交 11 空间梁格体系 实心板结构 梁格网格划分斜交板特点靠近钝角处出现上拱弯矩在钝角处出现较大的反力和剪力 在锐角角隅处出现较小的反力 还可能出现翘起承受扭转较大网格划分原则尽量与力的作用方向或结构的配筋方向一致梁格间距参考正交板当斜交角较小于20当桥面较窄且斜交角较大 大于20 当桥面较宽且斜交角较大 大于20 12 空间梁格体系 实心板结构 梁格截面特性 13 空间梁格体系 梁板或梁结构 梁格网格划分纵梁纵梁与原纵梁中心线重合虚拟横梁若实际结构无横梁 则须设虚拟横梁 虚拟横梁的选择理论上具有任意性 但一般约取计算跨径的1 4 1 8若支点处有横梁 则必须在该处设置一根横梁 14 空间梁格体系 梁板或梁结构 梁格构件的截面特性纵梁对于装配式空心板可取实际纵梁的刚度 对于T梁或 工 字型梁 若纵梁间距大于计算跨径的1 6 或悬臂长度超过计算跨径的1 12 由于剪力滞的影响 要考虑翼缘的有效宽度 横梁若结构无横隔板 对于T梁虚拟横梁可用宽度为a 高度h的板的刚度来等效 若有横隔板 且间距不大时 可不加虚拟横梁 横梁刚度按T梁来计算 15 空间梁格体系 梁板或梁结构 若有横隔板 且间距较大时 须加虚拟横梁若为铰接板 横梁间须设铰虚拟横梁只考虑对结构刚度的贡献 不计质量的贡献对于具有圆形孔的空心板 挖空率d h 0 47 0 81时 虚拟横梁刚度为 若截面挖空率增大 空心部分形状一般为矩形 空心板则为多室结构 虚拟横梁的刚度按两片宽为b的板来模拟 16 空间梁格体系 宽箱梁 梁格网格划分纵梁纵梁位置与纵向腹板重合在悬臂边缘处设一虚拟纵梁 以便于计算悬臂处的荷载对于具有斜腹板的箱梁 斜腹板对应的纵梁设在水平投影的中心处横梁若横隔板相当多 横梁位置应与横隔板重心重合若横隔板间距较大 则必须增加虚拟横梁 间距一般为反弯点之间距离的1 4 较密的间距可使结构模型具有连续性 17 空间梁格体系 宽箱梁 空间梁格截面特性纵梁整体抗弯惯性矩Iz单片纵梁弯惯性矩I nz单片纵梁扭惯性矩It nz 1 nz为腹板数在翼板端部设虚拟纵梁 其抗弯刚度取1 2翼板的抗弯刚度虚拟横梁翼板处的单片虚拟横梁的抗弯惯性矩为IHY nH箱体处的单片横梁抗弯惯性矩为IHX nH若有横隔板或横梁 则按T梁来计算其真实刚度 箱梁处虚拟横梁计算截面 18 空间梁格体系 如何将板梁结构等效成板 肋板结构 19 空间梁格体系 如何将板梁结构等效成板 具有横隔梁的多室结构 20 空间梁格体系 如何将板梁结构等效成板 空心板 21 空间梁格体系 如何将板梁结构等效成板 没有横梁的多室板结构 22 空间梁格体系 荷载施加方法 梁格体系设计活载加载缺点对于大部分商业程序只能做到纵向动态规划加载 横向加载只能通过人为定义车道 找到最不利位置 大部分商业程序在进行动态规划加载时 不考虑车轴的横向位置 仅仅是将横向车轴的合力施加于所定义好的车道 当横向联系很刚时 这种处理方法误差不大 但横向联系较弱时 会导致部分梁计算内力偏大 部分梁内力又偏小 23 空间梁格体系 荷载施加方法 梁格