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第三章钢筋混凝土简支梁第一节钢筋混凝土(RC)简支梁标准设计及构造第二节钢筋混凝土(RC)简支梁设计与计算

钢筋混凝土简支梁桥的特点:

构造简单、适应范围广、不受基础条件限制、便于使用于曲线段、易于建造、标准化。

适用跨度范围:一般20米以下两大类:整孔式梁和分片式梁

整孔式(整体式)梁:

结构较合理,横向刚度大,稳定性好,可以做成复杂形状;但受运梁、架梁设备的起吊能力限制,整孔式梁一般适用于就地灌注,否则需要专门的吊运设备。

分片式(装配式)梁:

重量轻、尺寸小、速度快、工期短,广泛采用。第一节钢筋混凝土简支梁标准设计及构造一、铁路钢筋混凝土简支梁标准设计及构造

(一)标准设计简介跨度16m及以下普遍采用。标准设计(直、曲线轮廓尺寸相同,但配筋不同)叁标桥102375年编

456810121620m跨,普高、道碴叁标桥102475年编

456810121620m跨,低高、道碴专桥102388/90年

456810121620m跨,普高、道碴专桥102488/91

4568101220m跨,低高、道碴区别:叁标采用16Mn钢筋,专桥为T20MnSi普通高度与低高度梁

普通高度:一般情况下采用1/7-1/10低高度:建筑高度受限时(平原、河网、立交)采用1/11-1/15混凝土标号高,用钢量大20%-40%,有时混凝土用量增大(跨度较大的肋式板梁,马蹄加大,腹扳增厚以弥补抗剪)(二)分片简支梁构造

主梁截面形式:板式(矩形)、肋式(T形、π形)、箱形板式:跨度≤6m

由于梁高低,为制造方便,采用板式截面。板下部适当减窄。由于底部支撑较宽,重心低,不会发生侧向倾覆,两片梁间无横隔板联结。肋式:跨度在8m及以上的梁由于跨度加大,梁高也相应增加为节省材料和减轻梁重,便于架设和运输,则采用肋式T形截面。单片T梁易于侧向倾覆,运输时应在梁两侧设置临时支撑,在架梁就位时,两侧也应有临时支撑保护,防止翻梁。在桥位安装就位后,须把横隔板连成整体。跨度5m的板式梁肋式截面T形、π形梁Π型截面优点:稳定性能好,运送过程中不需要临时支撑,安装就位后,两片梁不用连接即可铺轨通车。缺点:单片梁需用四个支座,容易出现三条腿现象,使结构内部产生额外应力,两肋数较多,增加了墩台和基础工作量。

肋式梁:以16mT梁为例介绍构造特点1、梁的总体设计(见下页图)梁长16.5m、道碴槽宽1.92m、梁高1.9m、梁中心距1.8m跨中腹板300mm→

端部490mm,以适应主拉应力的变化下翼缘宽700mm

→利于钢筋布置道碴槽板按规定最小120mm,为使道碴槽板与主梁共同工作,道碴槽与腹板相交处设梗肋,其底坡1:3→道碴槽板厚与主梁梁高比hi/h>1/10挡碴墙设有5条断缝→使墙不参与主梁工作,防止墙顶混凝土压碎。内边墙也设置断缝。横隔板:连成整体,保持横向稳定性,共同工作,防止梁受扭转变形。端横隔板比中横隔板为厚:维修或更换支座时,顶梁之用。

2、梁内钢筋布置(见下页图)

主梁受力纵筋43ф2015个编号(N1-N15)

N1-N10端部伸入受压区长度大于20倍直径,满足锚固长度,不设弯钩和直段。N11-N12

不满足锚固长度,需弯转至受压区N13-N14

不满足锚固长度,需加直段。N15

伸入支座N1-N7

布置在下翼缘中心部分,可在跨中部分相继弯起N8-N14

布置在中心偏外,只能在腹板较厚处弯起主梁箍筋

4肢2个编号(N21,N22)下翼缘有小箍筋主梁构造筋

架立筋:如N53,箍筋钩于其上,形成钢筋骨架

纵向水平钢筋:防止腹板收缩裂纹,限制下翼缘竖向裂纹上升至腹板时开展过宽

联系筋:防止水平筋与箍筋向外鼓道碴槽主筋:N18、N19、N20布置在板顶部道碴槽构造筋:N50、N51加强板与肋的联系挡碴墙:N52封闭筋,防意外受力;墙内钢筋断开横隔板上方的道碴槽板:N48、N49承受可能发生的负弯矩(一)简支板桥的构造特点板桥的特点:建筑高度小、外形简单、制作和架设方便;板桥分类:简支板桥、连续板桥和悬臂板桥1、整体式简支板适用范围——常用在4~8米跨径、不规则 桥梁截面形式——实心板、矮肋板、空心板施工方法——整体现浇

二、公路钢筋混凝土简支梁桥构造

截面形式实心板空心板——单孔、双孔(圆孔、圆端形)横向连接企口铰——圆形、棱形、漏斗形钢板连接2、装配式简支板(二)简支梁桥的构造特点构造类型分类:整体式、装配式、组合式截面形式:形、T形、I形、槽形、箱形块件划分纵向竖缝纵向水平缝横向竖缝纵横向同时分缝划分原则:起吊能力接缝在应力最小处接头少、施工方便便于安装标准化主梁的高度:跨径的1/8~1/16主梁的肋宽:梁高的1/6

~1/7,不小于16cm次纵梁:为了减小桥面板的跨度,在主梁间设置承托:桥面板与梁肋衔接处同时梁肋底做成马蹄形1、整体式简支T形梁桥2、装配式钢筋混凝土简支T梁桥(1)构造布置常用跨径:8.0~20m主梁布置梁距通常在1.5~2.2米之间横梁布置端横梁中横梁布置在跨中及4分点(2)主要尺寸主梁——高1/11~1/18L,宽15~18cm横梁——中横梁3/4h,端横梁与主梁同高

宽12~16cm,可挖空翼板——1/12h,一般为变厚度(3)钢筋构造主钢筋斜筋箍筋翼板横向钢筋横梁钢筋架立钢筋分布钢筋支座下局部加强钢筋(4)横向连接桥面板连接:

焊接接头:翼板间用钢板连接湿接接头:将翼板伸出钢筋连成整体横隔梁连接:钢板焊接扣环式接头特点:

纵向水平缝将梁肋与桥面板(翼板)分开分类:I形组合梁桥:适用于RC简支梁、PC简支梁箱形组合梁桥:适用于PC简支梁3、组合梁桥三、公路钢筋混凝土简支梁标准设计及构造

标准设计截面形式空心板与T梁

JT/GGQS011-84

568m跨,斜交角0153045度空心板梁

JT/GQB002-93

681013m跨,斜交角10203040度空心板

JT/GQB025-84

10131620mT梁(一)空心板标准设计简介

以10m跨,斜交角10或20度空心板为例简介构造(见下页图)混凝土标号:

C25

板宽124cm:

板与板间1cm砂浆缝板顶两侧伸出N8钢筋:加强板与板间的连接。板与板之间槽口要填充混凝土,桥面铺装10cm混凝土以形成整体。在配筋计算时,行车道板的计算板高计入8cm的混凝土桥面铺装。(二)T梁构造及配筋

以16m跨T梁为例简介构造(见下页图)梁长159.6cm梁高130cm

梁中心距

220cm上翼缘宽

预制T梁160cm,安装后220cm,湿接缝60cm,以减少预制、运输、安装片数,加快施工速度,减轻吊装重量和加强整体性。跨中腹板

厚度18cm,纵筋需排5层,每隔60cm主筋相互焊接,它们与架立筋、斜筋一起组成一片平面骨架。横隔板(盖板焊接)横隔板两侧与顶面预埋钢板,T梁也预埋钢板还有扣环连接和盖板拴接行车道板湿接缝

扣环式钢筋连接构造行车道板连续构造

简支梁桥上梁缝过多,不利于行车。采取假连续构造措施,即将梁与梁端部的行车道板连续起来,以减少桥上缝过多不利行车的缺点。第二节钢筋混凝土简支梁设计与计算

一、结构尺寸拟定

每片梁的重量应当满足运输工具和架梁设备的起吊能力,梁的截面尺寸满足装载界限的要求经济性构造简单,接头数量少。接头耐久可靠,具有足够的刚度以保证结构的整体性截面尺寸和形状力求标准化1、主梁高度

主梁高度取决于使用、经济条件。铁路:普通高度的钢筋混凝土梁,梁高与跨度之比,约为h/L=1/6~1/10;低高度的钢筋混凝土梁则约为h/L=1/11~1/15。公路:板式截面梁高与跨度之比,约为h/L=1/11~1/20;肋式截面梁高与跨度之比,约为h/L=1/11~1/13。跨度越大,高跨比越趋下限。2、梁肋厚度取决于:主拉应力和主筋布置构造要求①跨中至梁端,梁肋可变厚度以适应剪力沿梁长变化②主筋布置考虑如何排列、钢筋间净距、保护厚度等,下翼缘可做成马蹄状③一般为200~400mm,最小构造厚度一般为140mm3、梁肋间距铁路(1.8m):考虑内外道碴槽板悬臂弯矩大致相近,有利于板内钢筋布置。运架时,梁重心位于梁肋中心附近,保持梁的稳定性。公路(一般取1.6~2.2m):考虑起吊能力,便于预制安装,可能时尽量加大间距,减少梁数。4、桥面板板厚由构造要求及受力条件确定,板的最小厚度为120mm。二、桥面板计算

(一)、铁路桥面板计算1.计算图式与荷载图式:固结在肋上的悬臂梁恒载:自重及线路、设备、道碴等,桥面板自重按25kN/m3,道碴容重按20kN/m3

活载:按特种活载,换算成均布荷载计算。方法如下:顺桥向:按1.2m;横桥向:自枕木底面向下按45°扩散,以木枕为例,分布宽度:2.5+2×0.32=3.14m列车活载强度:其中:h―轨底到道碴槽板顶面的高度

L―板计算跨度人行道恒载:支架栏杆、步板;人行道活载:距桥中心2.45m以内(考虑维修道床时堆放道碴),按10kN/m2计算;距桥中心2.45m以外,按4kN/m2计算;明桥面:按4kN/m2计算。2.内力计算控制截面:板肋交接处及板厚变化处计算截面形状:沿桥长方向取1m宽板带荷载组合:内侧板:恒载+列车活载外侧板:恒载+人行活载恒载+列车活载+2.45m以外人行活载利用一般的力学方法计算出截面的弯矩和剪力(二)、公路桥面板(行车道板)的计算1.行车道板的类型板支承在纵梁和横梁上,按支承情况和板尺寸,从力学计算角度分为以下几类:单向板:长边/短边≥2荷载绝大部分沿短跨方向传递可视为单由短跨承载的单向板;一个方向配置受力主筋。双向板:长边/短边<2,两个方向配置受力主筋。悬臂板:如翼板端边自由(即三边支承板),可作为沿短跨一端嵌固,而另一端自由的悬臂板铰接悬臂板:相邻翼缘板在端部做成铰接接缝的情况Lb=1.6~2.2mLa=4~6m

2.车轮荷载在板上分布轮压一般作为分布荷载处理,以力求精确,按集中荷载计算,浪费材料车轮着地面积:a2×b2桥面板荷载压力面:a1×b1

荷载在铺装层内按45°扩散。沿纵向:a1=a2+2H沿横向:b1=b2+2H桥面板的轮压局部分布荷载:P:为轴重3桥面板有效工作宽度

板有效工作宽度(荷载有效分布宽度):除轮压局部分布荷载直接作用板带外,其邻近板也参与共同分担荷载。(一)单向板##计算原理外荷载产生的分布弯矩——mx外荷载产生的总弯矩——分布弯矩的最大值——mxmax有效工作宽度假设保证了两点:1)总体荷载与外荷载相同2)局部最大弯矩与实际分布相同通过有效工作宽度假设将空间分布弯矩转化为矩形弯矩分布需要解决的问题:mxmax的计算影响mxmax的因素:1)支承条件:双向板、单向板、悬臂板2)荷载长度:单个车轮、多个车轮作用3)荷载到支承边的距离设板的有效工作宽度为a假设可得M—车轮荷载产生的跨中总弯矩,可直接由结构力学方法计算得到mxmax—荷载中心处的最大单宽弯矩值单向板有效工作宽度影响因素:板支承条件、荷载性质、荷载位置

a/l:固结比简支小,全跨满布的条形荷载小,愈靠近支承边愈小。##公路《桥规》规定:

①荷载在跨中单个荷载多个荷载l-板的跨径(梁肋不宽时取梁肋中心距,梁肋宽时为梁肋净距加板厚)d-最外两个荷载中心距离②荷载在板支承处③荷载靠近板支承处x为荷载离支承边缘的距离(二)悬臂板

荷载作用在板边时

mxmax=-0.465P

取a=2l0##公路《桥规》规定:车轮靠近板边时(三)履带荷载因其着地面较长,不考虑压力面以外板参加工作,均取1m宽板条按实际荷载强度p进行计算

4行车道板的内力计算

行车道板通常由弯矩控制设计,常取沿桥长方向1m宽板条,按梁式板计算。根据板的有效宽度可得梁式板计算荷载,即荷载除以相应的板有效工作宽度便得每米板宽荷载。(1)多跨连续单向板:先计算同跨简支板跨中弯矩,再修正。(t为板厚,h为肋高)

(主梁抗扭能力小者)(主梁抗扭能力大者)注:其中M0为把板当作简支板时,使用荷载引起的一米宽板的跨中最大设计弯矩为M0g和M0q两部分的内力组合。①跨中最大弯矩计算1m宽简支板的跨中活载弯矩1m宽简支板的跨中恒载弯矩P-轴重a-板的有效工作宽度l-板的计算跨径,当梁肋不宽时(如窄肋T形梁)可取梁肋中距;当主梁的梁肋宽度较大时(如箱形梁)可取梁肋的净间距加板的厚度,即,但不大于,此处为板的净跨径,t为板厚,b为梁肋宽度。μ:冲击系数,在桥面板内力计算中通常取为0.3.②支点剪力计算注:如跨径内不止一个车轮进入时,尚应计入其他车轮的影响(2)铰接悬臂板内力最不利位置:车轮荷载对中布置在铰接处,

铰内剪力=0,根部1m板宽弯矩

(3)悬臂板内力(时)或(时)恒载弯矩

*注

①以上按轮重为P/2的汽车荷载推算②挂车可将轮重换为P/4来计算③履带车可将P/2a置换为每条履带每延米的荷载强度(4)内力组合

例题:计算图示T梁翼板所构成铰接悬臂板的设计内力桥面铺装为2cm的沥青表面处治和平均9cm厚混凝土垫层,重力密度分别为23KN/m3和24KN/m3。C30T梁翼板的重力密度为25KN/M3。1、结构自重及其内力

解:2、汽车车辆荷载产生的内力将车辆荷载后轮作用于铰缝轴线上:P=140KN查规范,着地长度a2=0.20m,宽度b2=0.60ma1=a2+2H=0.2+2x0.11=0.42b1=b1+2H=0.6+2x0.11=0.82荷载对于悬臂根部的有效分布宽度为:a=a1+d+2l0=0.42+1.4+2x0.71=3.24冲击系数1+μ=1.3内力组合:⑴承载能力极限状态内力计算

Mud=1.2Mg+1.4Mq=-21.47KNM

Qud=1.2Qg+1.4Qq=43.90KN⑵正常使用极限状态内力组合计算

Msd=Mg+0.7Mq/1.3=-8.99KNMQsd=Qg+0.7Qq/1.3=18.94KN三、荷载横向分布计算(一)荷载横向分布系数的概念

公路桥梁一般由多片主梁组成,并通过一定的横向联结连成一个整体。当一片主梁受到荷载作用后,除了这片主梁承担一部分荷载外,还通过主梁间的横向联结把另一部分荷载传到其他各片主梁上去,因此对每个集中荷载而言,梁是空间受力结构,实用计算中把结构空间力学分析简化为平面梁元。需求出任一位置集中力沿桥横向分布给某梁的荷载力,然后按平面问题求某梁某截面内力。如直接求解图(b)中a点的截面内力或挠度,可借助空间分析理论求得的影响面。若采用双值函数表示a点的内力影响面,则内力值S为某片主梁的某一截面的内力影响线。为某片主梁的横向分布影响线。则分配给该梁的荷载为:利用荷载横向分布来计算多主梁结构内力基本原理:将空间问题简化为平面问题,将相互连接的主梁体系离散为单梁,并引入荷载横向分布影响线推算各梁分担的荷载。荷载横向分布影响线(influenceline):P=1在梁上横向移动时,某主梁所相应分配到的不同的荷载作用力。对荷载横向分布影响线进行最不利加载P,可求得某主梁可行最大荷载力m·P。荷载横向分布系数m:表征和量化荷载横向分布程度。

将P除以车辆轴重,表示某根主梁所承担的最大荷载是各个轴重的倍数。

m通常小于1前、后排轴重分配给③号梁的总荷载分别为:

如图,欲求③号梁k点的截面内力步骤:(1)先求③号梁的横向分布影响线(方法见后);(2)然后按最不利加载原则求出各轮重分配给该梁的总荷载;(3)最后借助k点的内力影响线,求出各总荷载分配给③号梁该截面的最大内力值。荷载横向分布系数与各主梁之间的横向联系有直接关系(二)荷载横向分布的计算方法

为了使荷载横向分布的计算结果能更好地反映横向结构不同的梁桥的实际内力分布,就需要针对不同的横向结构,采用不同的简化模型和相应的计算方法。常用的荷载横向分布方法有:

(1)杠杆原理法

(2)刚性横梁法(偏心压力法)

(3)修正的刚性横梁法

(4)铰接板(梁)法

(5)刚结板(梁)法

(6)比拟正交异性板法(又称G-M法)共同特点:拟从分析荷载横向分布出发,求得横向分布影响线,再通过最不利加载来计算荷载横向分布系数m1.杠杆原理法原理:荷载只由相邻两根主梁承担,并且根据静力平衡条件按杠杆法则分配。荷载横向分布影响线为三角形适用情况:①只有两根主梁(铁路桥)②虽为多主梁,但计算梁端支承处荷载(不考虑支座的弹性压缩及主梁本身的微小压缩变形)③无中间横隔梁基本假定:忽略主梁之间横向结构的联系作,用即假设桥面板在主梁梁肋处断开,而当作横向支撑在主梁上的简支板或带悬臂的简支板来考虑。如图所示,为桥面板直接搁置在I形主梁上的装配式桥梁。按杠杆原理法计算各主梁横向分配系数。例题:图中所示为一桥净空为净-7+2×0.75m人行道的钢筋混凝土T梁桥,桥跨长19.5m,共设4根主梁,各主梁刚度相同。试求:(1)采用杠杆原理法绘出1号、2号主梁的荷载横向分布影响线;(2)计算1、2号主梁相应于公路Ⅰ级和人群荷载的横向分布系数。解:根据《桥规》,公路I级、II级车辆荷载标准值相同,车辆在桥上的横向分布,距人行道缘石0.5m,轮距1.8m,车间轮距1.3m。2.刚性横梁法(偏心受压法)假定①横梁是无限刚性的,仅发生刚体位移②忽略主梁抗扭刚度(1)偏心荷载P作用下各主梁分担的荷载图中表示跨中各片主梁的挠度。从桥梁受载后各主梁的横向变形规律来看,类似于材料力学中杆件偏心受压时截面应力的分布情况,所以又称为偏心压力法。将偏心力P分解为通过扭转中心的P及M=Pe。1)中心荷载P=1的作用

各片主梁产生的同样的挠度或静力平衡故可知:若各主梁截面相等,则将偏心力P分解为通过扭转中心的P及M=Pe。2)偏心矩M=1·e的作用

各片主梁产生的竖向挠度同理力矩平衡:

将偏心力P分解为通过扭转中心的P及M=Pe。(2)偏心矩M=1·e的作用力矩平衡:则故

将偏心力P分解为通过扭转中心的P及M=Pe。3)偏心荷载P=1对各主梁的总作用作用于k号梁,一般公式:如图1号梁和5号梁:反力互等:

(2)利用荷载横向分布系数求主梁的m令P=1依次变化e,则可求出第i根主梁荷载横向分布影响线纵标η。如:若各主梁截面相同,

在确定各主梁的荷载横向分布系数后,即可求得相应的荷载横向分布系数。偏心受压法适用情况:横隔板刚度相当大,且桥宽与跨度之比≤1/2时(窄桥)。

例题:一座计算跨径19.5米的简支梁,净7+2x0.75m人行道,试求荷载位于跨中时1号边梁的荷载横向分布系数mcq(汽车荷载)和mcr(人群荷载)解:此桥设有刚度强大的横隔梁,且L/B=19.5/5x1.6=2.4>2故可按偏心压力法来计算横向分布系数mc。1号主梁汽车荷载:人行道缘石至1号梁的距离:Δ=1.05-0.75=0.3m设荷载横向分布影响线的零点至1号梁的距离为x,则有:解得x=4.80m,据此可计算各荷载点的影响线竖标汽车荷载人群荷载:依次类推,可求其余主梁的横向分布系数3.考虑主梁抗扭刚度的修正偏心受压法

(1)T形截面梁

偏心受压法具有概念清楚、公式简明和计算方便等优点。然而其在推演过程中由于作了横隔板近似绝对刚性和忽略主梁抗扭刚度的两相假定,导致了边梁的计算结果偏大。

若考虑主梁抗扭刚度,可进行修正。这一方法即不失偏压法之优点,又避免了结果偏大的缺陷,因此修正偏心受压法是一个具有较高应用价值的近似法。k号梁横向影响线竖标:抗扭修正系数:对于简支梁,主梁的截面相同。则得1号梁横向影响线的两个坐标值为:对于简支梁,主梁的截面相同,且主梁的间距相同时。有ξ—与主梁根数有关的系数,如表2-3所示。则修正系数在计算时,混凝土的剪切模量G可取等于0.425E,对于由矩形组合而成的梁截面,如T形或工字形梁,其抗扭惯矩IT近似等于多个矩形截面的抗扭惯矩之和(2)箱形截面梁

鉴于箱梁截面横向刚度和抗扭刚度大,则荷载作用下梁发生变形时可以认为横截面保持原来形状不变,即箱梁各个腹板的挠度也呈直线规律。因此,通常可以将箱梁腹板近似看作等截面的梁肋,先按修正偏压法求出活载偏心作用下边腹板的荷载分配系数,再乘以腹板总数,这样就得到箱梁截面活载内力的增大系数。4.比拟板法(G-M法)适用情况:对于由主梁、连续桥面板及多根横隔板组成的钢筋混凝土桥中,当其宽跨比>1/2。特点:将主梁和横隔梁的刚度换算成两向刚度不同的比拟弹性平板,按古典弹性理论来分析计算各点的内力值。每根主梁的截面抗弯惯矩和抗扭惯矩分别为Ix、ITx,横隔梁的截面抗弯惯矩和抗扭惯矩分别为Iy、ITy。比拟正交异性板法就是把Ix和ITx均匀分摊于b宽度上,Iy和ITy均匀分摊于a上。得到了在x、y方向截面单宽抗弯刚度EJx、EJy和抗扭刚度GJTx、GJTy的正交异性板,求解在单位荷载下的板挠度曲线,据荷载与挠度关系求各根主梁处荷载横向分布影响线。

5.横向铰结板(梁)法和刚结板(梁)法(1)铰结板(梁)法块件之间连接采用

砼铰式键计算假设:①铰式键只传递竖

向剪力;②桥上荷载近似作为一个沿桥连续分布的正弦荷载,且作用于梁轴上。则求出各铰处,即可求出横向分布影响线关键在于求出铰结力g1、g2、g3。变形协调方程扭转位移与主梁挠度之比悬臂板挠度与主梁挠度之比变形协调方程改写为在实际的铰结桥梁中,系数β一般可以略去不计。计算出γ值后,再根据梁数和所计算的梁号,便可以从现成计算用表中查出各梁轴线处荷载横向分布影响线的纵坐标。(2)刚结板(梁)法适用:对于翼缘板刚性连接的肋梁桥,方法:在铰结板(梁)计算理论的基础上,在接缝处补充引入赘(冗)余弯矩,就可建立计及横向刚性连结特点的赘余力变形协调方程,从而求解各梁横向分布。该法视梁系为超静定结构,用立法求解。详见相关书籍。(2)刚结板(梁)法6.荷载横向分布系数沿桥跨方向的变化荷载横向分布系数与荷载沿桥跨方向的位置有关:当荷载在梁端时,按杠杆分配法计算m0,

当荷载在跨中时,按挠度分配法计算mc,

当荷载在跨中与梁端之间时,荷载横向分布系数在m0与mc之间变化。求主梁最大弯矩时:沿全桥都按跨中的mc顺跨度方向m值的变(a)跨中无横隔梁;(b)跨中有横隔梁四、主梁的计算1荷载计算主梁所承受的荷载包括恒载和活载。2主梁内力

绘制梁的弯矩、剪力包络图,故一般需求跨中、1/4截面等的最大弯矩和支座、腹板变厚度及跨中的最大剪力。主梁内力计算可利用影响线和换算均布荷载并考虑动力系数(冲击系数)及横向分布系数。铁路:-计算截面的弯矩或剪力

冲击作用

多车道的折减系数

沿桥跨纵向与荷载位置对应的横向分布系数

车辆荷载的轴重

沿桥跨纵向与荷载位置对应的内力影响线坐标值公路:车辆荷载-同符号弯矩或剪力影响线面积公路:车道荷载3公路T梁横隔板的计算力学计算模型:支承在主梁上的多跨弹性支撑连续梁计算思路:先利用前述荷载横向分布的方法求出各主梁分配到的荷载,这就是主梁对隔板的支承反力,据支承反力和直接作用在隔板上的荷载,可按一般方法求出最大内力。为了求得横隔板的最大内力,可先绘横隔板内力影响线,然后按照这些影响线加载,求出内力最大值。横隔梁内力计算主梁变形计算

为了确保结构具有足够的刚度,必须进行变形(竖向挠度)计算,桥梁挠度产生的原因有永久作用挠度、可变荷载挠度。桥梁设计中需要验算可变荷载挠度来体现结构的刚度特性。

a.计算公式:按结构力学方法计算。b.钢筋混凝土梁桥刚度取值:公路:

铁路:

静定结构:不计混凝土受拉区,计钢筋;超静定结构:计全部混凝土面积,不计钢筋。活载挠度计算时不计冲击系数(静活载)c.预应力混凝土梁桥: 刚度取值:

公路:

铁路:按弹性阶段计算

e.挠度验算与预拱度

恒载挠度可通过预拱度消除,因此规范无明确限制。公路桥规:可变荷载频率值长期挠度不超过L/600;对于悬臂体系不超过L’/300。

其中:fc为长期挠度值,f为按荷载短期效应组合计算的短期挠度值;ηθ为挠度长期增长系数,c40以下混凝土取为1.6,c40-c80混凝土取1.45-1.35,计算预应力混凝土简支梁预加力反拱值时取为2.0。对于钢筋混凝土简支梁

荷载短期效应组合下的长期挠度超过L/1600时应设预拱度;预拱度值按结构自重和1/2可变荷载频率值计算的长期挠度之和采用,并作成平顺曲线。铁路桥规:

静活载产生的竖向挠度不应超过L/800。预拱度按恒载及半个静活载所产生的挠度曲线基本相同,但方向相反。例验算20米C30混凝土装配式钢筋混凝土简支梁的主梁变形,已知主梁开裂构件等效截面的抗弯刚度B=1.75e6KN·m,结构自重产生的最大弯矩MGK=763.4KN·m,汽车产生的最大弯矩(不计冲击力)为669.5KN·m,人群产生的最大弯矩为73.1KN·m。(1)验算主梁的变形按《桥规》,验算主梁的变形时,不计入结构自重产生的长期挠度,汽车不计冲击力,则可变荷

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