桥梁16-8分解

1、第第2章章简支板、梁桥上部结构简支板、梁桥上部结构 2.1 简支板、梁桥上部结构简支板、梁桥上部结构 的设计与构造的设计与构造 2.2 桥面板的设计与计算桥面板的设计与计算2.3 简支梁桥内力计算简支梁桥内力计算2.3.1 主梁内力计算主梁内力计算2.3.2 荷载横向分布计算荷载横向分布计算2.3.3 结构挠度与预拱度计算结构挠度与预拱度计算2.3.4 斜板桥的受力特点和构造简介斜板桥的受力特点和构造简介2.3.A 横隔梁内力计算横隔梁内力计算2.4 简支钢板梁和钢桁架梁桥简支钢板梁和钢桁架梁桥2.3.2.1荷载横荷载横向分布计算原理向分布计算原理 2.3.2.2杠杆原杠杆原理法理法2.3.2

2、.1 荷载横向分布计算原理荷载横向分布计算原理一、一、 空间计算问题的提出空间计算问题的提出l研究对象研究对象由由多片主梁多片主梁组成并通过横向连接构成一个整体的组成并通过横向连接构成一个整体的装配式梁桥装配式梁桥整体式整体式的肋梁、箱梁桥，仍按的肋梁、箱梁桥，仍按多片主梁多片主梁计算计算l 计算目标：各片主梁的各控制截面在活载（汽车荷载、人计算目标：各片主梁的各控制截面在活载（汽车荷载、人群荷载）下的最不利内力群荷载）下的最不利内力装配式装配式的板桥的板桥装配式装配式肋梁桥肋梁桥装配式装配式箱梁桥，桥面板搁置在箱体上箱梁桥，桥面板搁置在箱体上桥面板直接桥面板直接搁在工字形搁在工字形主梁上的主

3、梁上的装装配式配式梁桥梁桥整体式整体式的肋梁、箱梁桥，仍按的肋梁、箱梁桥，仍按多片主梁多片主梁计算计算思考题思考题2.3.2.1 荷载横向分布计算原理荷载横向分布计算原理二、荷载横向分布计算原理二、荷载横向分布计算原理2-3-1 什么是求解多片主梁内力的影响面法？为什么什么是求解多片主梁内力的影响面法？为什么把它用于求解各主梁的活载最不利内力时不实用？把它用于求解各主梁的活载最不利内力时不实用？解释公式（解释公式（2-29）的含义和目的，说明）的含义和目的，说明“利用荷载利用荷载横向分布来计算内力横向分布来计算内力”的基本原理。的基本原理。 右图右图：新问题：新问题 多片梁组成的整体结构，多片

4、梁组成的整体结构，有沿桥横向和纵向移动有沿桥横向和纵向移动的荷载，属于的荷载，属于空间问题空间问题。需要确定该截面内力的需要确定该截面内力的影响面影响面(x,y)才能才能 确定确定最不利布置。由于影响最不利布置。由于影响面求解复杂，对每个控面求解复杂，对每个控制截面内力都求一次太制截面内力都求一次太麻烦。而且影响面使用麻烦。而且影响面使用起来不方便，不能快速起来不方便，不能快速确定最不利布置。确定最不利布置。l 问题：问题： 桥面上桥面上某种活载某种活载作用时，求作用时，求某根主梁的某个设计截面某根主梁的某个设计截面的最不利内力的最不利内力S。 例如求汽车荷载（车道荷载）下的边主梁跨中最大弯矩

5、。例如求汽车荷载（车道荷载）下的边主梁跨中最大弯矩。 最不利来源：活载的数量，各活载横向、纵向最不利位置。最不利来源：活载的数量，各活载横向、纵向最不利位置。 左图左图：简单的结构力学问题：简单的结构力学问题 单根梁，上面有沿梁跨方向移动的荷载，单根梁，上面有沿梁跨方向移动的荷载，属于简单的属于简单的平面问题平面问题。只要知道某截面内。只要知道某截面内力的力的影响线影响线1(x)即可按最不利原则布置荷即可按最不利原则布置荷载，简便、高效。载，简便、高效。l化空间问题为平面问题，基本思路是化空间问题为平面问题，基本思路是分离变量分离变量。设。设何时分离变量是足够精确的何时分离变量是足够精确的 x

6、PxyPyxPS112, 第一步：先不考虑荷载随第一步：先不考虑荷载随x的连续变化，只求出的连续变化，只求出单位荷载单位荷载1沿桥沿桥横向的影响线横向的影响线2(y) ，用于明确荷载沿桥横向的最不利布置，用于明确荷载沿桥横向的最不利布置，使沿使沿桥横向桥横向所求主梁分配的荷载所求主梁分配的荷载P最大。最大。第二步：利用所求主梁截面内第二步：利用所求主梁截面内力影响线力影响线1(x)确定荷载沿确定荷载沿桥桥纵向纵向的最不利布置，在各的最不利布置，在各x处施加相应的处施加相应的P ，得到所求，得到所求主梁截面内力的最大值。主梁截面内力的最大值。本节知识点本节知识点结构力学提供结构力学提供P PPP

7、（2-29）2-3-2 解释荷载横向分布系数解释荷载横向分布系数m的概念的概念某种活载某种活载作用下沿桥横向某根梁所承担的最大荷载与轴重之作用下沿桥横向某根梁所承担的最大荷载与轴重之比比，包括：对于汽车荷载、人群荷载，包括：对于汽车荷载、人群荷载，“轴重轴重”具具体指什么？体指什么？“最大最大”的来源的来源活载的灵活性活载的灵活性体现在哪些方面？为什么要把体现在哪些方面？为什么要把m定义为无单位的量？定义为无单位的量？ 思考题思考题2.3.2.1 荷载横向分布计算原理荷载横向分布计算原理三、荷载横向分布系数的概念三、荷载横向分布系数的概念Pkqk公路桥梁车道荷载公路桥梁车道荷载纵向纵向布置图式

8、布置图式 公路桥梁车道荷载公路桥梁车道荷载横向横向布置图式布置图式人群荷载人群荷载纵向纵向布置图式布置图式Pr 人群荷载人群荷载横向横向布置图式布置图式代表代表Pk、qkPr = w pr qk、Pk、Pr，统一简记为，统一简记为P，沿袭习惯称呼，沿袭习惯称呼“轴重轴重” 。对对qk 、Pk沿袭习惯，将沿袭习惯，将qk/2、Pk/2称为称为“轮重轮重”，记为，记为P/2。2-3-3 求求m分三步骤分三步骤：求沿桥横向该主梁分担荷载的影求沿桥横向该主梁分担荷载的影响线响线2(y)；根据规范关于活载的横向布置要求，按根据规范关于活载的横向布置要求，按最不利的原则布置在最不利的原则布置在2(y)上；

9、上；按按m的定义（下式）的定义（下式）计算计算m。决定决定m值的因素共值的因素共4个个，见下表。在下表中各，见下表。在下表中各因素产生的主要影响结果栏打因素产生的主要影响结果栏打，并说明原因。，并说明原因。 思考题思考题2.3.2.1 荷载横向分布计算原理荷载横向分布计算原理三、荷载横向分布系数的概念三、荷载横向分布系数的概念汽车荷载汽车荷载人群荷载人群荷载 iiiiqPPm 212 iiriirrPPm l求求m（荷载横向影线线）的实用方法（荷载横向影线线）的实用方法 1）杠杆原理法：适用于荷载位于）杠杆原理法：适用于荷载位于支座处支座处，或双主梁，或双主梁2）偏心压力法（及修正）偏心压力法

10、（及修正）：适用于窄桥、横隔梁刚度大的情况）：适用于窄桥、横隔梁刚度大的情况3）横向铰接板）横向铰接板/梁法：适用于装配式板桥（翼板铰接）、梁法：适用于装配式板桥（翼板铰接）、 无中横隔梁的翼板铰接的无中横隔梁的翼板铰接的T梁桥梁桥/箱梁桥箱梁桥4）横向刚接梁法：适用于无中横隔梁的整浇肋梁桥、）横向刚接梁法：适用于无中横隔梁的整浇肋梁桥、 无中横隔梁的翼板刚结的装配式肋梁桥无中横隔梁的翼板刚结的装配式肋梁桥5）比拟正交异性板法：适用于有多道横隔梁、桥面板刚结的宽桥）比拟正交异性板法：适用于有多道横隔梁、桥面板刚结的宽桥荷载荷载位于位于跨中跨中范围范围l 通过方法的选择，解决主梁间连接刚度和荷载

11、纵向位置这通过方法的选择，解决主梁间连接刚度和荷载纵向位置这2个因素个因素l 求求m的提法：在的提法：在结构构造结构构造已知时，求荷载位于已知时，求荷载位于支座支座/跨中处跨中处时时 某号主梁某号主梁在在某种活载某种活载下的下的ml 进一步给出进一步给出m从支座处到跨中附近的过渡办法（从支座处到跨中附近的过渡办法（m图）图）1用用杠杆原理法杠杆原理法求在汽车荷载下主梁求在汽车荷载下主梁支座处的支座处的m0q示例示例1用用偏压法偏压法求在汽车荷载下主梁求在汽车荷载下主梁在跨中的在跨中的mcq示例示例用用铰接板法铰接板法求在汽车荷载下求在汽车荷载下某主梁在跨中的某主梁在跨中的mcq示例示例用用铰接

12、梁法铰接梁法求在汽车荷载下求在汽车荷载下某主梁在跨中的某主梁在跨中的mcq示例示例 用用比拟正交异性比拟正交异性板法板法求在汽车荷求在汽车荷载下某主梁在跨载下某主梁在跨中的中的mcq示例示例rPrPrP iiiyPmS 1（6.3.51）人群荷载人群荷载最不利布置最不利布置主梁主梁跨中弯矩跨中弯矩影响线影响线m图图汽车荷载汽车荷载最不利布置最不利布置 48111K2KmaxKKmax,lPlqmyPqmyPmMcqcqiiiq 82rrmax,lPmPmMcrcrr 2-3-4 在荷载横向影响线上布置活载（汽车荷载、人群荷在荷载横向影响线上布置活载（汽车荷载、人群荷载）时，布置的原则是什么？有

13、哪些注意事项？载）时，布置的原则是什么？有哪些注意事项？ 思考题思考题2.3.2.1 荷载横向分布计算原理荷载横向分布计算原理四、横桥向活载不利布置的原则四、横桥向活载不利布置的原则代表代表Pk、qkPr一、计算原理一、计算原理l假设假设桥面板在主梁梁桥面板在主梁梁肋处断开肋处断开（边主梁梁（边主梁梁肋处不能断）肋处不能断）l将桥面板作为沿横向将桥面板作为沿横向支承在梁肋上的简支支承在梁肋上的简支梁或悬臂梁梁或悬臂梁杠杆杠杆，将梁肋作为桥面板的将梁肋作为桥面板的简支支点简支支点2.3.2.2 杠杆原理法杠杆原理法l桥面荷载按杠杆支座反力的方式分配给各根主梁桥面荷载按杠杆支座反力的方式分配给各根

14、主梁2-3-5 教材共总结出几种适合使用杠杆原理法求教材共总结出几种适合使用杠杆原理法求m的的场合？分别解释这几种情况为什么适合杠杆原理法。场合？分别解释这几种情况为什么适合杠杆原理法。思考题思考题2.3.2.2 杠杆原理法杠杆原理法二、适用场合二、适用场合2-3-6 阐述（总结）杠杆原理法绘制某主梁荷载横向阐述（总结）杠杆原理法绘制某主梁荷载横向影响线的方法（步骤）。影响线的方法（步骤）。 思考题思考题2.3.2.2 杠杆原理法杠杆原理法三、绘制横向影响线的方法三、绘制横向影响线的方法双主梁桥双主梁桥11 11 11 11号梁1 12号梁1号梁2号梁1号梁1 11 13号梁12132-3-7 细读教材【例题细读教材【例题2-5】，对求解】，对求解1、2、3号梁在号梁在汽车荷载、人群荷载下的汽车荷载、人群荷载下的m的计算过程（步骤）给的计算过程（步骤）给出详细讲解。出详细讲解。（注意：教材（注意：教材“汽车汽车-20”、“挂车挂车-100”是老规范规是老规范规定的汽车荷载等级，定的汽车荷载等级，“汽车汽车-20”横向布置同现行规横向布置同现行规范中的范中的“公路公路-I” “公路公路-II”）（注意（注意2：找出教材的错误）：找出教材的错误） 思考题思考题2.3.2.2 杠杆原理法杠杆原理法四、杠杆原理法例题四、杠杆原理法例题 301402011m0q=(140/