混凝土简支梁桥的计算111

第三章混混凝凝土简支支梁桥的的计算第一节概概述述桥梁工程程计算的的内容内力计算算——桥桥梁工程程、基础础工程课课解决截面计算算——混混凝土结结构原理理、预应应力混凝凝土土结构课课程解决决变形计算算简支梁桥桥的计算算构件上部结构构——主主梁、横横梁、桥桥面板支座下部结构构——桥桥墩、桥桥台计算过程程内力计算截面配筋验算开始拟定尺寸是否通过计算结束否是第二节行行车车道板计计算一、行车车道板的的类型行车道板板的作用用——直直接承受受车轮荷荷载、把荷载传传递给主主梁分类单向板双向板悬臂板铰接板二、车轮轮荷载的的分布车轮均布布荷载———a2b2(纵、横)桥面铺装的分分布作用用轮压三、有效效工作宽宽度1、计算算原理外荷载产产生的分分布弯矩矩——mx外荷载产产生的总总弯矩———分布弯矩矩的最大大值———mxmax设板的有有效工作作宽度为为a假设可得有效工作作宽度假假设保证证了两点点：1）总体体荷载与与外荷载载相同2）局部部最大弯弯矩与实实际分布布相同通过有效效工作宽宽度假设设将空间间分布弯弯矩转化化为矩形形弯矩分分布需要解决决的问题题：mxmax的计算影响mxmax的因素：1）支承承条件：：双向板板、单向向板、悬悬臂板2）荷载载长度：：单个车车轮、多多个车轮轮作用3）荷载载到支承承边的距距离2、两端端嵌古固固单向板板1）荷载载位于板板的中央央地带单个荷载载作用多个荷载载作用2）荷载载位于支支承边处处3）荷载载靠近支支承边处处ax=a’+2x3、悬臂臂板荷载作用用在板边边时mxmin-0.465P取a=2l0规范规定定a=a1+2b’＝a2+2H+2b’4、履带带车不计计有效工工作宽度度四、桥面面板内力力计算1、多跨跨连续单单向板的的内力1）弯矩矩计算模模式假定定实际受力力状态：：弹性支支承连续续梁简化计算算公式：：当t/h<1/4时：跨中弯矩矩Mc=+0.5M0支点弯矩矩Ms=-0.7M0当t/h1/4时：跨中弯矩矩Mc=+0.7M0支点弯矩矩Ms=-0.7M0M0——按简支梁梁计算的的跨中弯弯矩2）考虑虑有效工工作宽度度后的跨跨中弯矩矩活载弯矩矩恒载弯矩矩3）考虑虑有效工工作宽度度后的支支点剪力力车轮布置置在支承承附近2、悬臂臂板的内内力1）计算算模式假假定铰接悬臂臂板———车轮作作用在铰铰缝上悬臂板———车轮轮作用在在悬臂端端2）铰接接悬臂板板活载恒载2）悬臂臂板活载恒载第三节主主梁梁内力计计算一、恒载载内力前期恒载载内力SG1（主要包括括主梁自自重）计算与施施工方法法有密切切关系，，分清荷载载作用的的结构后期恒载载内力SG2（桥面铺装装、人行行道、栏栏杆、灯灯柱〕二、活载载内力活载内力力计算必必须考虑虑最不利利荷载位位置一般采用用影响线线加载计计算计算汽车车荷载时时必须考考虑各项项折减系系数及冲冲击系数数通用计算算公式三、内力力组合承载能力力极限状状态正常使用用极限状状态四、内力力包络图图沿梁轴的的各个截截面处的的控制设设计内力力值的连连线第四节主主梁梁内力横横向分布布计算一、桥面面板与主主梁分离离式桥梁梁挂车汽车人群横向分布布系数———杠杆杆原理法法二、横向向分布计计算原理理1.整整体桥梁梁结构必必须采用用影响面面加载计计算最不不利荷载载2.为为简化计计算，采采用近似似影响面面来加载载近似影响响面纵横横方向分分别相似似3.加载载过程横向分布布系数相当于1#梁分分配到的的荷载4.近似似方法总总结———内力横横向分布布转化为为荷荷载横向向分布轴重轴重与轮轮重的关关系各纵向影影响线比比例关系系5.影响响面加载载精确方方法轴重轴重与轮轮重的关关系各纵向影影响线在在不同位位置的比比例关系系6.近似似方法的的近似程程度近似的原原因———纵向各各截面取取相同的的横向分分配比例例关系近似程度度对于弯矩矩计算一一般取跨跨中的横横向分配配比例关关系跨中车轮轮占加载载总和的的75%以上活载只占占总荷载载的30%左右右荷载横向向分布等等代内力力横向分分布的荷荷载条件件半波正弦弦荷载可可满足上上述条件件7.常用用计算方方法梁格法板系法梁系法三、刚性性横梁法法（偏心心受压法法）1.基基本假定定将多梁式式桥梁简简化为由由纵梁及及横梁组组成的梁梁格，计计算各主主梁在外外荷载作作用下分分到的荷荷载桥梁较窄时(B/L<0.5)横梁基本不变变形。2. 变形的的分解1）纯竖向位位移2）纯转动3. 各主梁梁位移与内力力的关系1）与竖向位移的关系2）与转角的关系1）竖向位移移时的平衡2）转动时的的平衡4. 内外力力平衡5.反力分布布图与横向分分布影响线反力分布图选定荷载位置置，分别计算算各主梁的反反力横向分布影响响线选定主梁，分分别计算荷载载作用在不同同位置时的反反力各主梁刚度相相等6.横向分分布系数在横向分布影影响线上用规规范规定的车车轮横向间距距按最不利位位置加载7.本方法法的精度边边梁偏大，，中梁偏小8、考虑主梁梁抗扭刚度的的修正刚性横横梁法a3θ竖向反力与扭扭矩的关系转动时的扭矩矩平衡四、铰（刚））接板（梁））法1. 基本假假定将多梁式桥梁梁简化为数根根并列而相互互间横向铰接接的狭长板（（梁）各主梁接缝间间传递剪力、、弯矩、水平平压力、水平平剪力用半波正弦荷荷载作用在某某一板上，计计算各板（梁梁）间的力分分配关系。2. 铰接板板法假定各主梁接接缝间仅传递递剪力g，求得传递剪力力后，即可计计算各板分配配到的荷载传递剪力根据据板缝间的变变形协调计算算变位系数计算算横向分布影响响线各板块不相同同时，必须将将半波正弦荷荷载在不同的的板条上移动动计算各板块相同时时，根据位移移互等定理，，荷载作用在在某一板条时时的内力与该该板条的横向向分布影响线线相同位移互等定理理板条相同横向分布系数数在横向分布影影响线上加栽栽列表计算、刚刚度参数计算算为计算方便，，对于不同同梁数、不同同几何尺寸的的铰接板桥的的计算结果可可以列为表格格，供设计时时查用引入刚度参数半波正弦荷载载引起的变形形3. 铰接梁梁法假定各主梁除除刚体位移外外，还存在截截面本身的变变形与铰接板法的的区别：变位系数中增增加桥面板变变形项4. 刚接梁梁法假定各主梁间间除传递剪力力外，还传递递弯矩与铰接板、梁梁的区别未知数增加一一倍，力法方方程数增加一一倍五、比拟正交交异性板法1、计算原理理将由主梁、连连续的桥面板板和多横隔梁梁所组成的梁梁桥，比拟简简化为一块矩矩形的平板；；求解板在半波波正弦荷载下下的挠度利用挠度比与与内力比、荷荷载比相同的的关系计算横横向分布影响响线2、比拟原理理弹性板的挠曲曲面微分方程程内外力平衡应力应变关系系应变位移关系系均质弹性板的的挠曲微分方方程应力应变关系系应变位移关系系正交异性板正交异性板的的挠曲微分方方程比拟正交异性性板挠曲微分分方程正交异性板的的挠曲微分方方程比拟正交异性性板的挠曲微微分方程比拟原理任何纵横梁格格系结构比拟拟成的异性板板，可以完全全仿照真正的的材料异性板板来求解，只只是方程中的的刚度常数不不同3、横向分布布计算根据荷载、挠挠度、内力的的关系根据内、外力力的平衡位移互等定理理引入Kki是欲计算的板板条位置k、荷载位置i、扭弯参数α以及纵、横向向截面抗弯刚刚度之比的函数，已已经被制成图图表制表人Guyon、Massonnet，本方法称G-M法查表表中只有9点点值，必须通通过内插计算算实际位置值值查表值校对4、弯扭参数数计算抗弯惯矩计算算必须考虑受压压翼板有效工工作宽度抗扭惯矩计算算必须区分连续续宽板与独立立主梁翼板五、横向分布布系数沿桥纵纵向的变化对于弯矩由于跨中截面面车轮加载值值占总荷载的的决大多数，，近似认为其其它截面的横横向分布系数数与跨中相同同在电算中纵桥桥向可以采用用不同的横向向分布系数对于剪力从影响线看跨跨中与支点均均占较大比例例从影响面看近近似影响面与与实际情况相相差较大计算剪力时横横向分布沿桥桥纵向的变化化第五节横梁梁内力计算一、横梁的作作用与受力特特点作用：加强结构的横横向联系保证全结构的的整体性受力特点：受力接近与弹弹性地基梁影响面的正负负纵向位置基基本一致影响面值从跨跨中向端部逐逐渐减小1、计算图式式二、刚性横梁梁法计算横梁梁2、横梁内力力影响线3、作用在横横梁上的计算算荷载按杠杆原理在在两根横梁间间分布1、横梁内力力影响线三、刚接梁法法计算横梁刚接梁法计算算出的梁接缝缝中的弯矩及及为横梁弯矩矩2、作用在横横梁