混凝土简支梁桥的设计计算PPT课件

.一、概括、三、公路桥面板(车道板)计算、四、铁路桥面板(道口板)计算、五、道路桥荷载横向分布计算、第三节混凝土简支梁桥设计计算、二、结构尺寸建立、七、横隔梁内力计算、六、道路和铁路主梁内力计算、八、挠度计算、一、概括、桥梁设计中一般首先要求使用、 根据跨距尺寸、桥面间隔、载荷等级、施工条件等基本资料，运用结构相关结构知识，借鉴现有桥梁设计经验，制作结构各构件的截面形式和细节尺寸，估算结构自重，并根据作用于结构的载荷， 用众所周知的数学力学方法计算结构各部分可能发生的最不利内力，按所要求的内力进行强度、刚性和稳定性的管理，从而判断原始制作的尺寸是否满足要求。 不满足的话修改原来的尺寸，管理到满足为止。 简支梁设计计算中的项目一般为主梁、横隔梁、桥面板和支座等。 计算的一般步骤包括主梁、横隔梁、桥面板和支座。目录、返回、二、结构尺寸制作、1、尺寸制作原则、2、尺寸制作内容、目录、返回、1、尺寸制作原则、(1)各梁的重量应满足当地现有运输工具和架梁设备的起吊能力，梁的平面尺寸应满足装载极限的要求。 (2)结构应经济实惠，(3)结构结构简单，接头应少。 接头需要耐久性，为了保证结构的整体性需要足够的刚性，(4)为了便于制造和更换，截面尺寸应该实现标准化。 目录，返回。(1)主梁梁高度，(2)梁肋厚度，(4)下翼板尺寸，(3)上翼板尺寸，2，尺寸的制作内容，目录，返回。 梁高的确定通过多方面的比较，取决于经济、梁重、建筑高度、运输空间等因素，标准设计应考虑梁的标准化。 在铁路普通高度钢筋混凝土梁设计中，梁高度与跨距之比约为1/61/9，预应力混凝土梁高度跨距之比为1/101/11，跨距越大，比越小。 公路普通钢筋混凝土梁高跨度比的经济范围约为1/111/16，预应力混凝土梁的高跨度比为1/151/25，随着普通跨度的增大取较小的值。 (1)主梁高度、目录、返回、梁肋厚度取决于最大主拉伸应力和主筋配置要求。 由于支撑台的剪切力大于跨度，因此当主拉伸应力决定梁肋的厚度时，跨度的中间部可以变薄。 梁肋的截面位置可由主拉伸应力小于容许应力值和斜筋放置要求确定。 为减轻构件重量，满足力要求时，梁肋应尽量薄，但必须确保梁肋的弯曲稳定条件，压实混凝土也不困难。 铁路钢筋混凝土简支梁的梁肋厚度一般可采用20cm (横断面中)60cm (端部)。 预应力混凝土梁的梁肋厚度一般在14cm以上，腹板内有预应力筋时，腹板厚度必须在上下折翼肋间腹板高度的1/20以下。 无预应力钢筋时，应小于或等于1/15。 道路混凝土桥常用梁肋的厚度取决于梁内主筋的直径和钢筋骨架的数量。 (2)梁肋的厚度、目录、返回、上翼缘板的宽度因主梁的间隔而异，实际预制道路t梁时，上翼缘板的宽度比主梁中的距离小2cm左右，在安装中调整位置和制作上的误差。 铁路桥的桥口沟的顶宽请控制在3.9cm以下，决定上翼缘板的宽度。 翼缘板厚度应满足强度和结构最小尺寸要求。 由于受力特征，翼缘板通常厚度变薄，即端部变薄。 向根部逐渐变厚。 为了保证翼缘板和梁肋连接的整体性，翼缘板和梁肋连接部的厚度必须在主梁高度的1/12以下。对于铁路桥梁，板与腋窝的交点必须在梁高的1/10以下(腋斜面为1:3以下时)，(3)上翼缘板的尺寸、目录、返回、下翼缘板的尺寸由主筋的数量、类型、排列和规定的钢筋的净距离和保护层的厚度决定。 预应力混凝土梁的情况下，预应力钢筋布置主要确定。 为了得到最大偏心距离，应尽量将预应力钢筋配置在下翼缘板内，要求梁截面的纵轴紧凑且对称，混凝土保护层与钢丝束管道的净距离应符合有关规定。 同时，还要考虑拉伸头锚杆在布置、运输和架设过程中对梁移动稳定性的要求。 (4)下翼缘板的尺寸、目录、返回、1 .计算模型、2 .车辆载荷在板上的分布、3 .板的有效功宽、4 .行车道板的内力计算、三、道路桥面板(行车道板)的计算、目录、返回、1 .计算模型、(1)概要、(2)行车道板的分类、目录、返回、1 )概要，混凝土梁桥的桥面板是直接承受车辆车轮压力的混凝土板，与主梁肋和横梁连接，目录、返回、混凝土梁桥的行车道板在结构上与主梁和横梁连接，形成复杂的梁格体系图6.3.1。 根据其分支情况，分为，(1)悬臂支撑，(2)双悬臂支撑，(3)三边支撑，(4)四边支撑，(2)行车道板的分类，目录，返回，研究发现，四边支撑板如果板的长边与短边之比2，则载荷的大部分会传递到短边方向，传递到长边方向的载荷不到6%。 比值越大，沿长边方向传递的载荷越小。 2的周边支撑板设计计算为以短跨度承受载荷的单向板，在长跨度方向上配置了若干结构钢筋。 2板称为双向板，受力钢筋必须分别沿两个方向放置。 2的装配式t梁、板的支撑有产品目录、返回。 (a )翼缘板的端边为自由边，其他边由主梁和横隔梁支撑的板，可以像边梁外侧的翼缘板那样沿短跨度嵌合，另一端可以视为自由的悬臂板。 (b )邻接的凸缘板在端部相互形成铰链时，行车道板必须用一端在另一端嵌有铰链的悬臂板进行计算。 总之，根据受力情况，实际工程中最常见的行车道板有单向板、悬臂板、铰链板和双向板、目录、返回、6.3.1、梁格结构和桥面板的支撑方式、目录、返回、2 .车辆载荷在板上的分布、(1)概要、(2)车辆载荷在板上的分布面积、目录、返回道路汽车车轮压力通过桥面铺装层向钢筋混凝土桥面板扩散，板的计算跨度相对于车轮压力分布宽度不太大，为便于计算，可将车轮与桥面的接触面视为大致矩形面积。 根据试验研究，在铺装层内负荷的扩散分布，对于混凝土和沥青的表面层，在安全的假设下扩散到45度。 因此，作用于钢筋混凝土桥面的上表面的矩形载荷压力面的边的长度为(1)概要、目录、返回、图6.3.2、沿行驶方向a1=a2 2H、沿横向b1=b2 2H、H3为铺装层的厚度，车辆载荷作用于桥面时作用于板面的局部分布载荷为：3354 (2)车辆载荷在板上的分布面积、目录、返回、图6.3.2、图6.3.2车轮载荷在板上的分布、目录、返回、3 .板的有效动作宽度、(1)板的有效动作宽度的含义、(2)单向板的载荷有效动作宽度、(3)悬臂板的载荷有效动作宽度假定目录、返回、此曲线模式的矩形，弯矩模式的换算宽度为：M车轮载荷引起的跨度中总弯矩； 来自-载荷中心的最大弯矩值可通过弹性薄板理论分析求出。 a板的有效功宽或载荷有效分布宽。、图6.3.3、(1)板的有效工作宽度的含义、下页、返回、目录、图6.3.3行车道板的受力和变形状态、目录、返回、板可以在宽度a的板上受到车轮载荷的总弯矩，满足弯矩最大值的要求，进行计算对于载荷：载荷仅在a范围内有效，均匀分布。 一旦确定了a的值，就确定了作用在axb1范围内的载荷集合度p。产品目录、返回、下一页、不同支撑条件、不同载荷的性质以及不同载荷位置时，通过分析受压面大小不同板的有效功宽与跨径之比a/l，发现两侧固定板的有效功宽比单纯支撑板小30%40%左右，跨越整个面的棒载荷有效另外，负荷越接近支撑边，其有效功宽也越小。 在010-3010，单向板的载荷有效分布宽度定义为：目录，返回，(2)单向板的载荷有效功率，载荷位于中间，载荷位于支撑边缘，载荷位于板的支撑位置，目录，返回，载荷位于中间，并且，(a )各个载荷，(b )接近一些H板的h厚度。 (a )应满足个别载荷：计算剪切力时为：计算弯矩时为：l=l0 t，1气动气动、t板的厚度。 b梁肋宽度。 目录、返回和d最外侧的两个载荷的中心距离，如下所示： 如果只有两个相邻载荷，则d是车辆载荷的轴距。 如上式计算，各有效分布幅度重合时，必须计算相邻接近负荷共享的有效分布幅度。 (b )几乎相同的负荷、目录、返回、负荷位于支撑边缘，但l/3、t板的厚度以上。 产品目录、返回、负荷位于板的支承部位，x负荷为距支承边缘的距离。 中选择所需的墙类型。 当载荷从支撑移动到跨距时，相应的有效分布宽度大约为45条线。 关于履带车的负荷，由于接触面较长，因此通常不考虑负荷压力面以外的板条参加工作，即使超过中、支点，也要取1m宽的板条进行计算。 不同负荷位置的单向板的有效分布幅度图如图6.3.6所示。目录、返回、目录、返回、图6.3.4行车道板的受力状态、图6.3.5单向板的有效动作宽度、目录、返回、图6.3.6单向板的有效动作宽度、目录、返回、图6.3.7单向板的有效动作宽度相应板条也发生挠曲变形而局部弯曲模拟与上述单向板的类似分析表明，悬臂板的有效工作宽度接近悬臂板的2倍长度，也就是说，负荷接近以45度支撑悬臂板的分布。目录、返回、公桥规悬臂板的有效分布宽度的规定值为：公路桥规分布载荷接近悬臂板的端部的最坏情况b等于悬臂板的跨距l0。 公桥规对履带车由于接地面长，一般情况下负荷压力面以外的板条与工作有关。 因此，无论是跨距还是支点均采用单位板(1m )，按照实际的负荷强度进行计算。 目录、返回、图6.3.8悬臂板的有效工作宽度、目录、返回、4 .行车道板的内力计算、行车道板以弯矩设计，计算时通常取单位宽度板进行计算。 从板的有效工作宽度可以得到板上载荷的集中度及其内力。 (1)跨连续单向板的应力计算，(2)悬臂板的应力计算，(3)悬臂板的应力、目录、返回，(1)跨连续单向板的应力计算，(1)概要，2 )弯矩计算，3 )支点剪力计算，目录、返回，主梁的扭转刚性大时，板的行为接近固端梁图5-44(a主梁的扭转刚度极小时，板与梁肋的连接靠近自由旋转的铰链，板的力与许多连续梁系统相似。图5-44(b )、实际上行车道板与主梁肋的连接情况应该考虑到弹性固定，而不是固定或铰链。 图5-44(c )，简便算法：对于弯矩，计算跨度相同的简支板的跨度弯矩M0，然后根据实验和理论分析数据进行修改。 1 )概要、目录、返回、图5-44的主梁扭转对行驶车线板的影响、目录、返回、2 )弯矩的计算、t/h1/4时(主梁扭转刚性大)、t/h1/4时(主梁扭转刚性小)、目录、返回、t/h1/4时(主梁扭转刚性小) 计算中弯矩、支点弯矩、m中=0.5M0 m根=-0.7M0、式中M0=M0p M0g、M0p、M0g、m1m宽度单纯支撑板跨度中的可动载荷矩、m1m宽度单纯支撑板跨度中的固定载荷矩，计算单向板的支点剪切力此时，载荷必须尽量靠近梁的肋缘。 考虑到合适的有效功宽度，施加在每米板宽上的分布载荷如图5-45(b )所示。 目录、返回、t/h1/4时(即主梁的扭转刚性小)，跨距弯曲力矩、支点弯曲力矩、m中=0.7M0、m枝=-0.7M0、式中M0=M0p M0g、M0p、M0g、m1m宽度单纯支撑板的跨距弯曲计算1m宽简支板的跨度弯矩时，不考虑板和主梁的弹性固定作用，考虑到此时载荷必须尽可能接近梁的适当的有效功宽，结果，每米板宽的分布载荷如图5-45(b )所示。目录、返回、汽车冲击系数，通常取0.3，P轴，汽车车轮重力(车后轴的轴重必须加重)，a载荷有效分布宽度，l板的计算跨度在梁肋不宽的情况下，可以取梁肋的中心(如t形梁) 箱形梁之类的)梁肋的净距离可以加厚板厚，l=L0 t，但l0b以下(b是梁肋的宽度)。 目录，返回。 跨M0g、1m宽的简单支撑板中的恒负荷力矩，g1m宽的简单支撑板的负荷强度。 计算单向板的支点剪切力时，请不要考虑板和主梁的弹性固定作用，按照简单支撑板图进行。 跨度内只有一个车轮载荷，宽度为1m的简支板支点剪力为：目录，返回，p，p对应于有效分布宽度a和a0的载荷强度，y，y对应于载荷合力A1和A2的支点剪力影响线的纵坐标值，3 )支点剪力的计算，目录，返回返回，1 )概要，2 )弯矩的计算，3 )支点剪力的计算，2 )悬臂梁板的内力的计算，目录，返回，构造上的t字梁翼缘板通过铰链方式连接，其最大弯矩发生在悬臂梁板的根部。 计算分析表明，在计算悬臂梁板根部的活力矩时，最不利的载荷位置是将车轮载荷对置于铰链部，铰链内的剪切力为零，悬臂梁板可简化为悬臂梁板，相邻的悬臂梁板承受两个车轮载荷的一半，即P/4。 如图5-46(a )所示。 对于未沿接缝连接的悬臂梁板，在梁肋上计算最大弯矩时，必须将汽车车轮靠在板的边缘上进行配置。 此时，b1=b2 h (没有人行道一侧)或b1=b2 h (有人行道一侧)的1m宽的单纯支撑板的横断中定载荷弯矩：1)概要、目录、返回、2 )弯矩的计算、目录、返回、3 )支点剪切力的计算、目录、返回、图5-46悬臂梁板的计算(3)铰链悬臂板内的力，相对于沿着纵缝用铰链连接的悬臂板，在计算弯矩时将汽车的车轮与铰链对称配置，此时最大的弯矩位于支承部，铰链部的弯矩为零，相邻的铰链支撑部1m宽板的弯矩：目录、回位、剪