《2第3章 溷凝土簡(jiǎn)支梁橋的計(jì)算》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2第3章 溷凝土簡(jiǎn)支梁橋的計(jì)算（106頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第三章 混凝土簡(jiǎn)支梁橋的計(jì)算第一節(jié) 概述 橋梁工程計(jì)算的內(nèi)容 內(nèi)力計(jì)算橋梁工程、基礎(chǔ)工程課解決 截面計(jì)算混凝土結(jié)構(gòu)原理、預(yù)應(yīng)力混凝 土結(jié)構(gòu)課程解決 變形計(jì)算 簡(jiǎn)支梁橋的計(jì)算構(gòu)件 上部結(jié)構(gòu)主梁、橫梁、橋面板 支座 下部結(jié)構(gòu)橋墩、橋臺(tái) 計(jì)算過(guò)程內(nèi)力計(jì)算截面配筋驗(yàn)算開(kāi)始擬定尺寸是否通過(guò)計(jì)算結(jié)束否是第二節(jié) 行車道板計(jì)算一、行車道板的類型 行車道板的作用直接承受車輪荷載、 把荷載傳遞給主梁 分類 單向板 雙向板 懸臂板 鉸接板二、車輪荷載的分布 車輪均布荷載a2b2(縱、橫) 橋面鋪裝的分布作用 輪壓Haa221 Hbb221 112baPp 三、有效工作寬度1、計(jì)算原理外荷載產(chǎn)生的分布彎矩mx外荷載產(chǎn)
2、生的總彎矩分布彎矩的最大值mxmaxdymMx 設(shè)板的有效工作寬度為a假設(shè)可得maxxxmadymM maxxmMa 有效工作寬度假設(shè)保證了兩點(diǎn)：1）總體荷載與外荷載相同2）局部最大彎矩與實(shí)際分布相同通過(guò)有效工作寬度假設(shè)將空間分布彎矩轉(zhuǎn)化為矩形彎矩分布需要解決的問(wèn)題： mxmax的計(jì)算影響mxmax的因素：1）支承條件：雙向板、單向板、懸臂板2）荷載長(zhǎng)度：?jiǎn)蝹€(gè)車輪、多個(gè)車輪作用3）荷載到支承邊的距離2、兩端嵌古固單向板1）荷載位于板的中央地帶單個(gè)荷載作用多個(gè)荷載作用3232321llHalaa 3232321lldHaldaa 2）荷載位于支承邊處3221ltHataa 3）荷載靠近支承邊處a
3、x = a+2x3、懸臂板荷載作用在板邊時(shí)mxmin -0.465P取a=2l000min015. 2465. 0lPPlMMax 規(guī)范規(guī)定a = a1+2ba2+2H+2b4、履帶車不計(jì)有效工作寬度四、橋面板內(nèi)力計(jì)算1、多跨連續(xù)單向板的內(nèi)力1）彎矩計(jì)算模式假定實(shí)際受力狀態(tài)：彈性支承連續(xù)梁簡(jiǎn)化計(jì)算公式：當(dāng)t/h1/4時(shí) ：跨中彎矩 Mc = +0.5M0支點(diǎn)彎矩 Ms = -0.7M0當(dāng)t/h1/4時(shí) ：跨中彎矩 Mc = +0.7M0 支點(diǎn)彎矩 Ms = -0.7M0M0按簡(jiǎn)支梁計(jì)算的跨中彎矩2）考慮有效工作寬度后的跨中彎矩活載彎矩恒載彎矩3）考慮有效工作寬度后的支點(diǎn)剪力車輪布置在支承附近)
4、2(8)1(81120blaPglMp )(1(222110yAyAglQs 2081glMg 2、懸臂板的內(nèi)力1）計(jì)算模式假定鉸接懸臂板車輪作用在鉸縫上懸臂板車輪作用在懸臂端2）鉸接懸臂板活載恒載)4(4)1(10blaPMsp 2021glMsg 2）懸臂板活載恒載2021glMsg )(),2(2)1()2()1()( ,4)1(21)1(01101010120120時(shí)時(shí)時(shí)時(shí)lbblaPblpbMlblabPplMspsp 第三節(jié) 主梁內(nèi)力計(jì)算一、恒載內(nèi)力 前期恒載內(nèi)力SG1 （主要包括主梁自重）計(jì)算與施工方法有密切關(guān)系，分清荷載作用的結(jié)構(gòu) 后期恒載內(nèi)力SG2 （橋面鋪裝、人行道、欄桿、
5、燈柱二、活載內(nèi)力 活載內(nèi)力計(jì)算必須考慮最不利荷載位置一般采用影響線加載計(jì)算 計(jì)算汽車荷載時(shí)必須考慮各項(xiàng)折減系數(shù)及沖擊系數(shù) 通用計(jì)算公式iiipyPmS )1(三、內(nèi)力組合三、內(nèi)力組合 承載能力極限狀態(tài) 正常使用極限狀態(tài)四、內(nèi)力包絡(luò)圖四、內(nèi)力包絡(luò)圖沿梁軸的各個(gè)截面處的控制設(shè)計(jì)內(nèi)力值的連線第四節(jié) 主梁內(nèi)力橫向分布計(jì)算一、橋面板與主梁分離式橋梁)(211babPR )(212baaPR )(212dcdPR )(213dccPR 222RRR ggm 410 qqm 210rrrpam 0掛車汽車人群橫向分布系數(shù)杠桿原理法二、橫向分布計(jì)算原理1.整體橋梁結(jié)構(gòu)必須采用影響面加載計(jì)算最不利荷載2.為簡(jiǎn)化
6、計(jì)算，采用近似影響面來(lái)加載近似影響面縱橫方向分別相似1211 2211 2221 1221 22212122122211112111max2222 PPPPM 3.加載過(guò)程)2121()2121(22122122212111 PPccmPmP212111 212111)()( PmPmcc 橫向分布系數(shù)22122121 cm相當(dāng)于1#梁分配到的荷載),(),(),(,yxyxpyxSyx 4.近似方法總結(jié)內(nèi)力橫向分布轉(zhuǎn)化為荷載橫向分布軸重)()(),(2,1yxyxpyx )()()()(2,1yxxPyyx xyxxPyy)()()()(12 xcxxPm)()(1 軸重與輪重的關(guān)系各縱向影
7、響線比例關(guān)系),(),(),(,yxyxpyxSyx 5.影響面加載精確方法軸重),()(),(2,1yxxyxpyx ),()()()(2,1yxxxPyyx yxxxPyxy,12)()(),()( xcxxPxm)()()(1 軸重與輪重的關(guān)系各縱向影響線在不同位置的比例關(guān)系6.近似方法的近似程度 近似的原因縱向各截面取相同的橫向分配比例關(guān)系 近似程度 對(duì)于彎矩計(jì)算一般取跨中的橫向分配比例關(guān)系 跨中車輪占加載總和的75%以上 活載只占總荷載的30%左右 荷載橫向分布等代內(nèi)力橫向分布的荷載條件半波正弦荷載可滿足上述條件21212121)()()()()()(ppxQxQxMxMxwxw l
8、xPxp sin)(0 7.常用計(jì)算方法 梁格法 板系法 梁系法三、剛性橫梁法（偏心受壓法）1.基本假定將多梁式橋梁簡(jiǎn)化為由縱梁及橫梁組成的梁格，計(jì)算各主梁在外荷載作用下分到的荷載橋梁較窄時(shí)(B/L0.5)橫梁基本不變形。2.變形的分解1）純豎向位移2）純轉(zhuǎn)動(dòng)21nwww tgawii 3.各主梁位移與內(nèi)力的關(guān)系1）與豎向位移的關(guān)系2）與轉(zhuǎn)角的關(guān)系 tgawii 348iiiiiwaIREIlRw 或或iiiiiiiaItgaIwIR 1）豎向位移時(shí)的平衡2）轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的平衡4.內(nèi)外力平衡 niiiniiniiiIPawPIawR111PIIRniiii 1 121iiiniiiePIaaR ni
9、iiiiiIaIaePR12 12iiiIaeP iiiRRR PeaIaIPIIiniiiiniii211 5.反力分布圖與橫向分布影響線 反力分布圖 選定荷載位置，分別計(jì)算各主梁的反力 橫向分布影響線 選定主梁，分別計(jì)算荷載作用在不同位置時(shí)的反力PeaIaIPIIRiniiiiniiii211 各主梁剛度相等iniiiaaePnPR 126. 橫向分布系數(shù) 在橫向分布影響線上用規(guī)范規(guī)定的車輪橫向間距按最不利位置加載7. 本方法的精度邊梁偏大，中梁偏小8 8、考慮主梁抗扭剛度的修正剛性橫梁法、考慮主梁抗扭剛度的修正剛性橫梁法a3 豎向反力與扭矩的關(guān)系iiiTiTiEIlRwGIlM4843
10、和和 iiawtg iiTiiTiEIaGIlRM122 iiialEIR348 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的扭矩平衡eMaRTiii 1iiiiiiTiiiiiTiiiiiiIaIeaIaEIGlIaIeaIEGlIaIeaR222222121112 iiiiiiiIaIeaIIR2 1121122 iiTiIaEIGl iiTiiTiEIaGIlRM122 iiialEIR348 四、鉸（剛）接板（梁）法1.基本假定將多梁式橋梁簡(jiǎn)化為數(shù)根并列而相互間橫向鉸接的狹長(zhǎng)板（梁）各主梁接縫間傳遞剪力、彎矩、水平壓力、水平剪力用半波正弦荷載作用在某一板上，計(jì)算各板（梁）間的力分配關(guān)系。2.鉸接板法假定各主梁接縫間僅傳遞
11、剪力g，求得傳遞剪力后，即可計(jì)算各板分配到的荷載 451434132312121111543211gpggpggpggpgp號(hào)板號(hào)板號(hào)板號(hào)板號(hào)板號(hào)板號(hào)板號(hào)板號(hào)板號(hào)板傳遞剪力根據(jù)板縫間的變形協(xié)調(diào)計(jì)算 00004444343242141343433323213124243232221211414313212111ppppgggggggggggggggg 變位系數(shù)計(jì)算00222432142413124141343322134231244332211 ppppwbwbw 00004443434343332323232221211212111ggggggggggp 橫向分布影響線 45115434114
12、323113212112111111gpggpggpggpgp 各板塊不相同時(shí)，必須將半波正弦荷載在不同的板條上移動(dòng)計(jì)算各板塊相同時(shí)，根據(jù)位移互等定理，荷載作用在某一板條時(shí)的內(nèi)力與該板條的橫向分布影響線相同iiww11 21aa 111iiwap iiwap121 iipp11 位移互等定理板條相同橫向分布系數(shù)在橫向分布影響線上加栽列表計(jì)算、剛度參數(shù)計(jì)算為計(jì)算方便，對(duì)于 不同梁數(shù)、不同幾何尺寸的鉸接板橋的計(jì)算結(jié)果可以列為表格，供設(shè)計(jì)時(shí)查用wb/2 0)1(2)1(0)1()1(2)1(0)1()1(2)1(1)1()1(24343232121gggggggggg 000044434343433
13、32323232221211212111ggggggggggp 引入剛度參數(shù)EIplw44 TGIpbl222 22244228 . 5422/2 lbIIlbGIEIEIplGIpblbwbTTT 半波正弦荷載引起的變形3.鉸接梁法假定各主梁除剛體位移外，還存在截面本身的變形與鉸接板法的區(qū)別：變位系數(shù)中增加橋面板變形項(xiàng)4.剛接梁法假定各主梁間除傳遞剪力外，還傳遞彎矩與鉸接板、梁的區(qū)別未知數(shù)增加一倍，力法方程數(shù)增加一倍 0000000018887874843838787776764743732727676665653632621616565552521518487474443438387376
14、36434333232727626525323222121616515212111pMMggMMMgggMMMgggMMggMMggMMMgggMMMgggMMgg 五、比擬正交異性板法1、計(jì)算原理 將由主梁、連續(xù)的橋面板和多橫隔梁所組成的梁橋，比擬簡(jiǎn)化為一塊矩形的平板； 求解板在半波正弦荷載下的撓度 利用撓度比與內(nèi)力比、荷載比相同的關(guān)系計(jì)算橫向分布影響線2、比擬原理 彈性板的撓曲面微分方程pyMyxMxMyxyx 222222內(nèi)外力平衡應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系 xyxyxyxyyyxxvEGvvEvvE )1(2)(1)(122 yxwzywzxwzxyyx222222 應(yīng)變位移關(guān)系yxwDvMxwvy
15、wDMywvxwDMxyyx 222222222)1()()( 222222hhhhhhzdzMzdzMzdzMxyxyyyxx 均質(zhì)彈性板的撓曲微分方程Dpywyxwxw 44224442應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系 yxwzywzxwzxyyx222222 應(yīng)變位移關(guān)系 222222hhhhhhzdzMzdzMzdzMxyxyyyxx 正交異性板 GvEvExyxyxyyyyyxxxx )(1)(1 22222222212222122)()(hhhhhhyxwDzdzMxwDywDzdzMywDxwDzdzMxyxyxyyyyxxx 正交異性板的撓曲微分方程),(24422444yxpywDyxwHxwD
16、yx Dpywyxwxw 44224442比擬正交異性板撓曲微分方程比擬正交異性板撓曲微分方程 yxwGJMyxwGJMywEJMxwEJMTyyxTxxyyyxx222222,正交異性板的撓曲微分方程),(24422444yxpywDyxwHxwDyx 比擬正交異性板的撓曲微分方程),()(4422444yxpywEJyxwJJGxwEJyTyTxx ),(24422444yxpywEJyxwJJaExwEJyyxx 比擬原理任何縱橫梁格系結(jié)構(gòu)比擬成的異性板，可以完全仿照真正的材料異性板來(lái)求解，只是方程中的剛度常數(shù)不同3、橫向分布計(jì)算 根據(jù)荷載、撓度、內(nèi)力的關(guān)系1k=Cw12k=Cw23k=
17、Cw3nk=Cwn111)(1321 niiknkkkk 根據(jù)內(nèi)、外力的平衡)(11)(1321wCAwCCwCwCwCwniin )(1wAC wBwA 2)(wBC21 wBwCwikikik2 wBwkiki2 位移互等定理wwKkiki 引入BKkiki2 Kki是欲計(jì)算的板條位置k、荷載位置i、扭彎參數(shù)以及縱、橫向截面抗彎剛度之比的函數(shù)，已經(jīng)被制成圖表制表人Guyon、Massonnet，本方法稱G-M法 查表bBKbRkikiki 2 nKnBBKRkikiki 22nBb2 表中只有9點(diǎn)值，必須通過(guò)內(nèi)插計(jì)算實(shí)際位置值查表值校對(duì) 8291)(161811iiwwww8)(21918
18、2 wwwwwwii 82918)(21iiKKK4、彎扭參數(shù)計(jì)算 抗彎慣矩計(jì)算必須考慮受壓必須考慮受壓翼板有效工作翼板有效工作寬度寬度 抗扭慣矩計(jì)算必須區(qū)分連續(xù)必須區(qū)分連續(xù)寬板與獨(dú)立主寬板與獨(dú)立主梁翼板梁翼板五、橫向分布系數(shù)沿橋縱向的變化 對(duì)于彎矩由于跨中截面車輪加載值占總荷載的決大多數(shù)，近似認(rèn)為其它截面的橫向分布系數(shù)與跨中相同在電算中縱橋向可以采用不同的橫向分布系數(shù) 對(duì)于剪力從影響線看跨中與支點(diǎn)均占較大比例從影響面看近似影響面與實(shí)際情況相差較大計(jì)算剪力時(shí)橫向分布沿橋縱向的變化第五節(jié) 橫梁內(nèi)力計(jì)算一、橫梁的作用與受力特點(diǎn)作用：加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的橫向聯(lián)系保證全結(jié)構(gòu)的整體性受力特點(diǎn)：受力接近與彈性地基梁
19、影響面的正負(fù)縱向位置基本一致影響面值從跨中向端部逐漸減小1、計(jì)算圖式二、剛性橫梁法計(jì)算橫梁2、橫梁內(nèi)力影響線荷載 P=1 作用于截面 r 的左側(cè)時(shí)： 左左左左11)(1121212211RRRQeMbReMMbRbRMriiir荷載 p=1 作用于截面 r 的右側(cè)時(shí)： 左左左左121212211)(RRRQMbRMMbRbRMriiir3、作用在橫梁上的計(jì)算荷載按杠桿原理在兩根橫梁間分布1、橫梁內(nèi)力影響線三、剛接梁法計(jì)算橫梁剛接梁法計(jì)算出的梁接縫中的彎矩及為橫梁彎矩2、作用在橫梁上的計(jì)算荷載先將實(shí)際荷載展開(kāi)成正弦級(jí)數(shù)再在兩根橫梁間積分第六節(jié) 主梁變形計(jì)算一、鋼筋混凝土梁橋計(jì)算公式一般簡(jiǎn)支梁撓度計(jì)算公式剛度取值0.85EhI0活載撓度計(jì)算時(shí)不計(jì)沖擊系數(shù)（靜活載）二、預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋剛度取值0.85EhIh必須考慮預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的撓度三、撓度驗(yàn)算與預(yù)拱度活載撓度不超過(guò)L/600恒載+活載超過(guò)L/1600時(shí)應(yīng)設(shè)預(yù)拱度
2第3章 溷凝土簡(jiǎn)支梁橋的計(jì)算
