钢筋溷凝土梁式桥学习教案.pptx

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1、会计学1钢筋钢筋(gngjn)溷凝土梁式桥溷凝土梁式桥第一页，共67页。2第1页/共66页第二页，共67页。3 作用： 防止车辆轮胎或履带直接磨耗行车道板，保护(boh)主梁免受雨水的侵蚀，并对车辆轮重的集中荷载起一定的分散作用。 材料：水泥混凝土、沥青混凝土 (510cm) 沥青表面处治、泥结碎石 (1020cm)第2页/共66页第三页，共67页。42050cm810cm1%1.5%沥 青 表 面 处 治防 水 混 凝 土泄 水 管1%1.5%沥 青 混 凝 土 路 面 5cm20号 混 凝 土 保 护 层 4cm防 水 层 1cm缘 石贫 混 凝 土图 1-5-2 桥 面 铺 装 构 造2

2、cmC30防水混凝土8cm第3页/共66页第四页，共67页。5v 桥面铺装一般不作受力计算，但其重量需计入永久作用中；v 如果在施工中能确保混凝土铺装层与行车道板紧密结合成整体,则铺装层混凝土（除去磨耗层12cm厚外）可以计算在行车道的厚度内和行车道板共同(gngtng)受力。v 混凝土的标号应不低于桥面板的混凝土标号；v 为使水泥砼铺装层具有足够的强度和整体性，一般要在混凝土中设置直径为68mm的钢筋网。 注意的几个(j )问题：第4页/共66页第五页，共67页。6 防水设施(shsh)采用防水混凝土；v贴式防水层v “三油二毡”，厚12cm。在桥面(qio min)伸缩缝处应连续铺设，不可

3、切断；桥面(qio min)纵向应铺过桥台背；桥面(qio min)横向两侧应伸过缘石底面，从人行道与缘石砌缝里向上叠起10cm。 第5页/共66页第六页，共67页。7 排水设施 桥面纵坡2%，桥长50m，可不(k b)设泄水管 桥面纵坡2%，桥长50m，每隔1215m设一个泄水管 桥面纵坡2%，每隔68m设一个泄水管 泄水管： 过水面积不小于23cm2/m2； 桥两侧对称(duchn)或交错排列； 距缘石距离不大于50cm。第6页/共66页第七页，共67页。8在人行道下面(xi mian)设置泄水管第7页/共66页第八页，共67页。9 保证桥跨结构在气温变化、活载作用、砼收缩(shu su)

4、、徐变等影响下能自由变形 使车辆平顺通过，防止雨水、垃圾泥土等阻塞 减小车辆通过的噪音第8页/共66页第九页，共67页。10第9页/共66页第十页，共67页。11人行道一般高出行车道0.250.35m，顶面一般铺设20mm厚的水泥砂浆或沥青砂浆作为(zuwi)层面，并作成内倾桥面的排水横坡，坡度1%左右。悬臂板作为人行道板整体搁置式预制人行道第10页/共66页第十一页，共67页。12v不设人行道的桥上，两边应设高度为0.25m、宽度不小于0.25m的安全带。v安全带可做成预制(y zh)块件或与桥面铺装层一起现浇。v现浇的安全带宜每隔2.5m3.0m断开，以免参与主梁受力而破坏。第11页/共6

5、6页第十二页，共67页。13 栏杆是保护行人安全的设施，要求(yoqi)坚固耐用；同时有艺术性； 常用混凝土、钢筋混凝土、钢、铸铁等材料制作，其高度一般为0.81.2m（标准设计为1.0m），栏杆间距为1.62.7m（标准设计为2.5m ）。第12页/共66页第十三页，共67页。14钢筋混凝土墙(t qin)式护栏第13页/共66页第十四页，共67页。15组合式桥梁(qioling)护栏第14页/共66页第十五页，共67页。16梁式桥的主要承重(chngzhng)结构为板或梁。一、板桥(bn qio)的构造 预制装配式 实心板， 跨径一般小于8m，厚0.160.36m 空心板， 跨径613m，

6、厚0.40.8m； 如采用预应力结构，跨径820m 现浇整体式 跨径一般小于 8 m, 板厚取（1/121/16）l 第15页/共66页第十六页，共67页。17 实心板空心(kng xn)板 钢筋混凝土预应力混凝土优点：构造简单，施工方便，建筑高度小。缺点(qudin)：受拉区的混凝土不能充分发挥作用，反而增大了结构的自重，当跨度稍大时就显得笨重而不经济。第16页/共66页第十七页，共67页。18第17页/共66页第十八页，共67页。19 桥跨大于810m 时，常采用装配式T形梁桥； 优点：制造简单(jindn)，整体性好，接头也方便； 组成：主梁、主梁翼板（桥面板）、横隔板； 主梁间距(ji

7、n j)一般为1.52.2m，高度为（1/81/16)l，肋宽约为梁高1/61/7),不小于16cm。第18页/共66页第十九页，共67页。20横隔板 高度(god)约为主梁高度(god)的 3/4，或与主梁同高； 厚1215cm，间距 2.55.0 m第19页/共66页第二十页，共67页。21第20页/共66页第二十一页，共67页。22T梁的钢筋(gngjn)布置第21页/共66页第二十二页，共67页。23掌握 荷载横向分布系数的概念；掌握 铰接(jioji)板(梁)法的基本原理和方法；熟悉 横向分布系数沿桥跨的变化规律；掌握 车道荷载内力计算的方法。基本(jbn)要求：第22页/共66页第

8、二十三页，共67页。24 受力特点：双向受力结构，外荷载由所有板块共同承担，每块板承担的值不同(b tn)。 应如何合理确定各板的 设计荷载第23页/共66页第二十四页，共67页。25 设计时若能按荷载的最不利位置找出受力最大的板块，则依此设计就能保证每块板的承载力。这样就将双向受力的复杂结构简化为单向(dn xin)受力的简支梁（板），设计工作能大大简化。 由于外荷载是动荷载，并且类型、位置多变，想求受力最大的板块是很复杂的。 由结构力学可知，采用影响线可以使工作简化。（纵向影响线解决了纵向移动荷载的最不利(bl)加载位置问题）第24页/共66页第二十五页，共67页。26跨中截面的弯矩影响(

9、yngxing)线：支座截面的剪力影响(yngxing)线：第25页/共66页第二十六页，共67页。27v当桥上车队(ch du)处于横向不同位置时，各主梁参与工作的程度不同。v对多主梁 梁桥，荷载横向分布就是指：作用在桥上的车辆荷载如何在各主梁之间进行分配，或者说各主梁如何分担汽车(qch)荷载。v下面采用铰接板（梁）法来简化分析 当某块板受到荷载 P 作用时板块间的传力情况。第26页/共66页第二十七页，共67页。28 对用现浇混凝土纵向企口缝连结的装配式板桥和无中间横隔板的T形梁桥，由于块件之间有一定的横向(hn xin)连接构造，但连结刚性又很薄弱，可采用铰接板(梁)法来讨算横向(hn

10、 xin)分布系数。其基本假定是： 铰仅传递竖向剪力，略去横向弯矩、纵向剪力和法向力； 桥上的荷载近似地用沿桥跨连续分布的正弦等效荷载 来代替。 略去材料泊松比的影响。)/sin(Lxp第27页/共66页第二十八页，共67页。29 取跨径中央峰值(fn zh)处一单位长度的横向板带分析，如下图所示。22QQQ11QP=112345Q4Q43QQ34534343323312231131QQQQQQQQ 利用相邻板在铰缝处的竖向相对位移为零的变形协调(xitio)条件，可以求得Q1Q4。第28页/共66页第二十九页，共67页。30 把各板的值按比例描绘在各板的下方，并以光滑(gung hu)曲线相

11、连接，就得到：桥梁横截面方向上的各板块所受荷载的变化曲线。 若结构形式(xngsh)、支承条件、材料性质等均不发生改变，按位移互等定理可知: 该曲线即为板3的荷载横向分布影响线。P=1543214323533313图1 P=1作用在3号板时的荷载横向分布曲线图1 P=1作用在3号板时的荷载(hzi)横向分布曲线第29页/共66页第三十页，共67页。312545025312451号板影响线P/2P/21807521及汽车最不利位置桥面净宽小于7米时，按 单车(dnch)道布载。 应该如何布载？第30页/共66页第三十一页，共67页。32mc称为构件i的荷载横向分布(fnb)系数。它表示构件i所承

12、担的最大荷载与车辆轴压力p的比值。pppR222211pmpRci22545025312451号板影响线及汽车最不利位置P/2P/21807521 轴压p，轮压p/2；按图示最不利位置布载，则1号板所受最大荷载为：mc21第31页/共66页第三十二页，共67页。33 对于由不同数量板构成的桥面(qio min)板，各板块中部的荷载横向分布影响线坐标目前已有现成表格可查。教材PP.102表2-1为7根主梁的情况,表中值为小数点后的三位数字。第32页/共66页第三十三页，共67页。34218.5LbIIT为梁中距 或 板宽度(kund)。 表中影响线参数(cnsh)实质是板的抗弯惯性矩 I 与抗扭

13、惯性矩 IT 的比值，公式为：1b第33页/共66页第三十四页，共67页。35第34页/共66页第三十五页，共67页。36 在桥跨纵向的不同位置，板（梁）间传递竖向剪力的 效果(xiogu)是否相同？（跨中、支座） 沿桥跨纵向，横向分布系数 mc 如何确定? 当计算简支梁最大弯矩时，由于跨度内横向分布(fnb)系数变化不大，一般可取不变的mc进行计算。第35页/共66页第三十六页，共67页。37 计算主梁剪力时，需考虑从m0到 mc的变化。 近似做法：计算铰接梁左端或左半跨L/8、L/4剪力时，在无横梁(hn lin)或仅有一根中横梁(hn lin)的T形梁，从桥左端到L/4处的m按斜线变化，

14、其余取mc 。 当有多横梁时，从左桥端到邻近第一根内横梁m为斜线(xi xin)，其余取mc。cm0m0mmccm0m0mmc第一根内横梁位置第36页/共66页第三十七页，共67页。38公路桥涵设计(shj)通用规范JTG D602004 当桥梁计算跨度(kud)大于150m时，应按规范规定进行纵向折减。 横 向 折 减 系 数 横 向 布 置车 队 数 3 4 5 6 7 8 横 向 折 减系 数 0.78 0.67 0.60 0.55 0.52 0.50 第37页/共66页第三十八页，共67页。39主梁截面由车道荷载(hzi)产生的内力 按下式计算：式中： S 所求截面的弯矩或剪力; 多车

15、道(chdo)横向折减系数kkkkiyPqmS)1 (mi 沿桥纵向与荷载位置对应的横向分布系数； 影响线图形面积；yk 沿桥纵向与荷载位置对应的弯矩或剪力影响线纵坐标值；k第38页/共66页第三十九页，共67页。40 为简化，习惯上常将沿桥跨分点作用的横隔梁重量、沿桥横向变厚度分布的铺装层重量、以及作用于两侧的人行道和栏杆等重量,均匀分摊给各主梁（板）承受。 因此，对于等截面梁桥的主梁，其计算恒载是简单的均布荷载。 若为了计算精确,也可根据施工安装情况，将人行道、栏杆、灯柱和管道等重量像活载计算那样(nyng),按荷载横向分布的规律进行分配。第39页/共66页第四十页，共67页。41设计基本

16、资料1.跨径：标准跨径8.0m，计算(j sun)跨径7.69m；2.荷载：公路级；人群荷载 3kN/m2；3.桥面净宽：行车道净宽7.0m，人行道宽20.75m。4.主要材料： 混凝土：预制块件及桥面铺装采用C30，填接缝采用C30小石子混凝土。 钢筋：直径12mm用HRB335钢筋(级)，直径12mm用R235钢筋(级)。第40页/共66页第四十一页，共67页。42v一、横截面布置v二、荷载横向分布系数的计算(j sun)v 跨中截面 （根据值查表影响线）v 支点截面 v三、作用效应计算(j sun) （最大弯矩、最大剪力）v 永久作用：行车道板及铺装、人行道板及栏杆等v 可变作用：汽车、

17、人群荷载v 作用效应组合第41页/共66页第四十二页，共67页。43四、截面设计五、挠度计算(j sun)六、裂缝宽度验算七、施工阶段的应力验算第42页/共66页第四十三页，共67页。44 桥面横坡由墩台支承面形成。行车道板预制块件厚36cm，每块宽99cm；水泥混凝土铺装厚7cm(其中4cm计入(j r)行车道板有效厚度内，3cm作为磨耗层)，沥青表面处治厚2cm。水泥混凝土铺装7cm沥青表面处治2cm1003675100100100轴100/21.5%线中第43页/共66页第四十四页，共67页。45 本桥系横向铰接(jioji)，按铰接(jioji)板法计算。1.刚度参数计入(j r)4c

18、m厚的铺装层厚度，板的有效厚度为40cm。每块板的抗弯惯性矩（按矩形板计算）：43331052812409912cmbhI第44页/共66页第四十五页，共67页。46抗扭惯性矩： （注：为矩形截面扭转惯性矩的计算系数，根据(gnj)b/h的值查教材PP.108 表2-2 确定。）43331015654099247. 0cmhbIT0331.08.521LbIIT板的刚度(n d)参数：第45页/共66页第四十六页，共67页。472.荷载横向分布影响线 按横向9块板、刚度参数=0.0331，查“铰接(jioji)板桥荷载横向分布影响线表”，得到1号5号各板块的横向影响线坐标值，绘制成影响线图。5

19、61807410711621927428276152180501303133344344rq2grq2g荷载横向(hn xin)分布系数计算 ？第46页/共66页第四十七页，共67页。48rqg24号1301801805号180180130rqg22grq2grq 第2、3号板的横向最不利(bl)载位同1号板，4、5号板的横向最不利(bl)载位如下图:第47页/共66页第四十八页，共67页。493. 各板的 跨中 荷载横向(hn xin)分布系数板板号号横向分布系数横向分布系数汽车汽车人群人群人行道板人行道板10.2270.3070.31320.2410.2530.25330.2500.199

20、0.19540.2550.1660.16350.2520.1540.152第48页/共66页第四十九页，共67页。50v为设计和施工方便，各矩形板设计成统一规格，同时考虑到人群荷载与汽车荷载效应相组合，因此(ync)，跨中和 L/4 处的荷载横向分布系数偏安全地取下列数值：255.0qm166.0rm163.0bm第49页/共66页第五十页，共67页。511.什么叫荷载横向分布系数？2.如何采用铰接(jioji)板法计算装配式简支板桥跨中 截面的荷载横向分布系数？ 铰接(jioji)板法的主要步骤：21cm 荷载横向分布系数:计算简支板的截面抗弯惯性矩I、抗扭惯性矩IT和刚度参数；ji根据刚度

21、参数，查铰接板i的荷载横向分布影响线竖坐标 ，绘制荷载横向分布影响线图形；对于板i，按最不利载位进行加载，各载位处影响线纵坐标之和为 。则：第50页/共66页第五十一页，共67页。52 1. 汽车荷载（支点截面） 汽车后轮通过(tnggu)铺装层及磨耗层后传至行车道板顶面的横桥向分布宽度为：mHaa7.0)03.002.0(26.0221 故最不利情况为一个车轮全部位于一块(y kui)板上，即汽车荷载在支点处的横向分布系数为5.00.1210qm第51页/共66页第五十二页，共67页。53 2.人群荷载及人行道板荷载（支点截面） 在支点处，人群荷载及人行道板只位于边板上，不影响其他行车道板，

22、即:不与汽车(qch)荷载发生叠加。 因此: 在4号板的支点截面处，人群及人行道板荷载的相应横向分布系数为：000brmm第52页/共66页第五十三页，共67页。540.2550.50.1660.163q图m图rmmb图第53页/共66页第五十四页，共67页。551. 行车道板及铺装自重预制行车道板 0.3625.0 = 9.0 kN/m2混凝土铺装 0.0724.0 = 1.68 kN/m2沥青(lqng)表面处治 0.0222.0 = 0.44 kN/m2g1= 111.12 =11.12 kN/m2. 人行道板及栏杆自重(zzhng)（考虑横向分布系数） 按常用构造及尺寸计算，取每侧人行

23、道板及栏杆的荷载集度为：g2= 5 kN/m第54页/共66页第五十五页，共67页。563. 永久(yngji)作用效应kNQmkNMgogl172.45416.2756.42224.88025.6199.82,2第55页/共66页第五十六页，共67页。571、公路级汽车荷载（车道荷载效应(xioyng)）均布荷载：集中荷载：kNPk07.14375. 0550569. 7180360180mkNqk/875. 75 .1075. 0 当计算剪力效应(xioyng)时，集中荷载标准值应乘以1.2的系数，即计算剪力时：kNPPkk68.17107.1432 . 12 . 1第56页/共66页第五

24、十七页，共67页。58按桥规： 车道荷载的均布荷载应满布于使结构产生最不利效应的同号影响线上；集中荷载标准值只作用于相应(xingyng)影响线中一个最大影响线峰值处。第57页/共66页第五十八页，共67页。59=1/21/2L/2= L/8跨中剪力影响线1/21/2=171.68kNPk2=1/2L/4L= L/8=143.07kNkP跨中弯矩影响线mkNqk/875. 7255. 0qm166. 0rm 跨中弯矩=？ 跨中剪力=？第58页/共66页第五十九页，共67页。601/4跨 弯矩影响线=1/23/43L/4= 9L/32=1/23L/16L=3L/32=171.68kNPkPk3/

25、4=143.07kN3L/161/42剪力影响线第59页/共66页第六十页，共67页。610.166rq图图mm0.50.2550.9171剪力影响线Pk=143.07kN支座(zh zu)截面：kNPk68.171第60页/共66页第六十一页，共67页。62将例题(lt)的汽车荷载改为公路级，其余数据不变。计算跨中截面及支座截面处由汽车荷载引起的内力？ （ 按考虑和不考虑冲击系数两种情况 ）第61页/共66页第六十二页，共67页。63第62页/共66页第六十三页，共67页。64桥面净宽 W(m)车辆单向行驶时车辆双向行驶时横向布置车队数W7.017.0W10.57.0W14.0210.5W1

26、4.0314.0W17.514.0W21.0417.5W21.0521.0W24.521.0W28.0624.5W28.0728.0W31.528.0W35.08公路桥涵设计(shj)通用规范JTG D602004第63页/共66页第六十四页，共67页。65P1P2 位移(wiy)互等定理21122112ddjijijPdDPPDD121212PPDD212121等于Pj=1所引起的与Pi相应(xingyng)的位移。注意:1）这里荷载可以是广义荷载,位移是相应的广义位移。 2）12与21不仅数值相等,量纲也相同。由功的互等定理得：第64页/共66页第六十五页，共67页。66 公路(gngl)级和公路(gngl)级标准车辆荷载采用原汽车超20级标准荷载中总重为550kN的加重车。0.62.52.51.80.51.81.32.57.04.01.810t、15t、20t汽车平面尺寸横向布置第65页/共66页第六十六页，共67页。67感谢您的观看(gunkn)。第66页/共66页第六十七页，共67页。