混凝土简支梁的设计与计算.pptx

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1、混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算一、结构尺寸的拟定2 2、内容：内容：主梁高度主梁高度按容许挠度来确定梁高按容许挠度来确定梁高高跨比高跨比按经济条件决定梁高按经济条件决定梁高钢砼材料钢砼材料铁路铁路：钢筋砼：钢筋砼 1/6 1/9;1/6 1/9;预应力砼预应力砼 1/10 1/111/10 1/11公路公路：钢筋砼：钢筋砼 1/11 1/16;1/11 1/16;预应力砼预应力砼 1/15 1/251/15 1/25第1页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算一

2、、结构尺寸的拟定2 2、内容：内容：主梁高度主梁高度梁肋厚度梁肋厚度梁内梁内最大主拉应力最大主拉应力16 40cm16 40cm主筋主筋布置构造布置构造14cm14cm第2页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算一、结构尺寸的拟定2 2、内容：内容：主梁高度主梁高度梁肋厚度梁肋厚度梁肋间距梁肋间距起吊设备的能力起吊设备的能力公路标准：公路标准：1.6 2.2m1.6 2.2m预制安装的方便预制安装的方便铁路标准：铁路标准：1.8m1.8m第3页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝

3、土简支梁桥的设计与计算一、结构尺寸的拟定2 2、内容：内容：主梁高度主梁高度梁肋厚度梁肋厚度梁肋间距梁肋间距桥面板桥面板构造要求构造要求规范：最小厚度规范：最小厚度12cm12cm受力条件受力条件混凝土简支梁混凝土简支梁的计算项目一般有的计算项目一般有主梁主梁、横隔梁横隔梁和和桥面板桥面板三部分三部分第4页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算二、公路桥面板（行车道板）的计算1 1、计算模型计算模型：作用：作用：直接承受直接承受轮压轮压传载传载于主梁于主梁与纵横肋与纵横肋形成整体形成整体结构形式：结构形式：桥面板桥面板与主梁与

4、主梁梁肋梁肋和和横隔梁横隔梁（横隔板）连接在一（横隔板）连接在一起起行车道板行车道板通常都是通常都是周边支承的板周边支承的板第5页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算二、公路桥面板（行车道板）的计算1 1、计算模型计算模型：四边支承板的力学特点四边支承板的力学特点:当板的当板的长边长边与与短边短边之比之比 2 2时，时，荷载荷载的绝大部的绝大部分会沿分会沿短跨短跨方向传递方向传递沿沿长跨长跨方向传递的荷载将方向传递的荷载将不足不足6%6%第6页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混

5、凝土简支梁桥的设计与计算二、公路桥面板（行车道板）的计算1 1、计算模型计算模型：按受力状态分为：单向板：四边支承，板的长短比 2双向板：四边支承，板的长短比 2悬臂板：三边支承，端边是自由边铰接悬臂板：三边支承，端边是铰接边钢筋多，复杂，基本不用第7页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算二、公路桥面板（行车道板）的计算2 2、车辆荷载车辆荷载在桥面上的在桥面上的分布分布：铺装层扩散角按铺装层扩散角按4545计算计算横向横向:b b1 1=b=b2 2+2H+2H纵向纵向:a a1 1=a=a2 2+2H+2H板上分布荷载板

6、上分布荷载:P 2(a a2 2+2H+2H)(b b2 2+2H+2H)(P 轴重)p=P/2第8页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算二、公路桥面板（行车道板）的计算2 2、车辆荷载车辆荷载在桥面上的在桥面上的分布分布：问题：板的纵向计算宽度=a1+2H(板顶轮载的分宽度)？结论：沿y方向板均参与工作，但离荷载中 心较远的板条受力小。单向板在局部分布荷载 P 作用下的挠度分布单向板在局部分布荷载 P 作用下的弯矩分布第9页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计

7、与计算二、公路桥面板（行车道板）的计算2 2、车辆荷载车辆荷载在桥面上的在桥面上的分布分布：问题：在简化计算中，究竟取多大的板宽来承受车轮产生的总弯矩？M=mx dy=a mx max（等效）Mmxmaxa=a 称为板的有效工作宽度，又称为板的荷载分布宽度 第10页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算二、公路桥面板（行车道板）的计算2 2、车辆荷载车辆荷载在桥面上的在桥面上的分布分布：桥规:（1）单向板的荷载有效工作宽度车轮荷载在跨径中间单独一个荷载：几个相邻荷载：a ad d第11页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6

8、.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算二、公路桥面板（行车道板）的计算2 2、车辆荷载车辆荷载在桥面上的在桥面上的分布分布：桥规:（1）单向板的荷载有效工作宽度车轮荷载在支承处车轮荷载在靠近板的支承处xa a a a a ax xxa a a a a ax x第12页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算二、公路桥面板（行车道板）的计算2 2、车辆荷载车辆荷载在桥面上的在桥面上的分布分布：桥规:（2）悬臂板的荷载有效工作宽度当P位于板端时:对应与悬臂根部的弯矩效应 a2l0荷载可近似地按45o角向悬

9、臂板支承处分布。第13页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算二、公路桥面板（行车道板）的计算2 2、车辆荷载车辆荷载在桥面上的在桥面上的分布分布：桥规:（2）悬臂板的荷载有效工作宽度4545o oa1=a2+2Ha=a1+2bP/2Hl0ba1a2b第14页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算二、公路桥面板（行车道板）的计算2 2、车辆荷载车辆荷载在桥面上的在桥面上的分布分布：桥规:（2）悬臂板的荷载有效工作宽度4545o oa1b1a=a1+2l0P/2

10、Hl0b1=b2+Ha1a2当分布荷载靠近板边为最不利时第15页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算二、公路桥面板（行车道板）的计算3 3、内力计算内力计算：（1）多跨连续单向板板与肋整体的连结分下列几种情况：肋抗扭刚度大肋抗扭刚度小肋抗扭刚度一般桥规近似计算方法（精确计算难）第16页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算二、公路桥面板（行车道板）的计算3 3、内力计算内力计算：（1）多跨连续单向板弯矩计算：th用简支梁的跨中弯矩M0加以修正P/2b1桥面板

11、取0.3aa(a-a)/2ax第17页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算二、公路桥面板（行车道板）的计算3 3、内力计算内力计算：（1）多跨连续单向板支点剪力计算：thP/2b1aa(a-a)/2ax1Q 剪力影响线第18页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算二、公路桥面板（行车道板）的计算3 3、内力计算内力计算：（2）铰接悬臂板剪力计算：P/2H 2l0 b1b1P/2l0b1/2弯矩计算：第19页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3

12、 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算二、公路桥面板（行车道板）的计算3 3、内力计算内力计算：（3）悬臂板剪力计算：P/2Hl0b1弯矩计算：b1=b2+HHl0b1=b2+HP/2l0b1=b2+H第20页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算4、桥面板的计算示例计算如图所示T梁翼板所构成铰接悬臂板的设计内力桥面铺装为2cm厚的沥青混凝土面层(容重为23KN/m3)、平均厚9cm的C25混凝土面层(容重为24 kN/m3)、T梁翼板钢筋混凝土的容重为25 kN/m3已知荷载为公路-级P/21.4二、公路桥面

13、板（行车道板）的计算第21页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算1、计算图式和荷载三、铁路桥面板(道碴槽板)的计算恒载恒载：板的自重：板的自重 道碴重量，道碴重量，20kN/m20kN/m3 3列车荷载列车荷载：特种活载：特种活载假定特种活载假定特种活载轴重轴重（250kN250kN）自）自枕木底面枕木底面向下向下按按4545度扩散度扩散如果枕木长度如果枕木长度2.5 m2.5 m，且道碴厚度，且道碴厚度0.32m0.32m，则则横向分布长度横向分布长度3.14m3.14m顺梁方向顺梁方向的分布长度取为的分布长度取为1.2m

14、1.2m第22页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算1、计算图式和荷载三、铁路桥面板(道碴槽板)的计算恒载恒载：板的自重：板的自重 道碴重量，道碴重量，20kN/m20kN/m3 3列车荷载列车荷载：特种活载：特种活载则则分布面积分布面积为为 ：（mm2 2）分布活载集度分布活载集度为：为：q=(1+q=(1+）=66.3 =66.3（1+1+）第23页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算1、计算图式和荷载三、铁路桥面板(道碴槽板)的计算恒载恒载：板的自重

15、：板的自重 道碴重量，道碴重量，20kN/m20kN/m3 3列车荷载列车荷载：特种活载：特种活载人行道恒荷载人行道恒荷载：步板、支架栏杆：步板、支架栏杆人行道活载人行道活载：距离桥中心距离桥中心2.45m2.45m以内以内，按，按10kN/m10kN/m2 2计算计算距离桥中心距离桥中心2.45m2.45m以外以外，按，按4kN/m4kN/m2 2计算计算第24页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算2、内力计算三、铁路桥面板(道碴槽板)的计算双向板计算双向板计算q=qq=q1 1+q+q2 2根据均质梁的理论根据均质梁的理

16、论两端简支两端简支的受弯梁在的受弯梁在均布荷载均布荷载作用下的作用下的跨中挠度跨中挠度为：为：假定上述两个板带的EI值相等，且两端的支承情况相同，则根据后分别算出两个板带的最大弯矩，并按其配筋。第25页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算2、内力计算三、铁路桥面板(道碴槽板)的计算单向板计算单向板计算位于主梁梁肋间的板，其支承情况实质上系弹性固定，偏于安全，支点截面可按固定端考虑，在均布荷载（q+g)的作用下，两端固结梁的支承弯矩为：主梁梁肋间的板厚。主梁梁肋间的板厚。主梁梁肋间的净距；主梁梁肋间的净距；第26页/共69页混

17、凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算2、内力计算三、铁路桥面板(道碴槽板)的计算横梁和纵梁设计横梁和纵梁设计横梁横梁受力较复杂，为安全设计，通常按受力较复杂，为安全设计，通常按简支梁简支梁计算其计算其跨中的弯矩跨中的弯矩，横梁和梁肋横梁和梁肋连接处连接处按跨中弯矩的按跨中弯矩的一半计一半计，最大剪力按简支计最大剪力按简支计。在在下承式桥下承式桥中，若有中，若有纵梁纵梁，则按照，则按照支承在横梁上的连续梁支承在横梁上的连续梁来计算来计算第27页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的

18、设计与计算1、主梁内力空间计算原理四、公路梁桥荷载横向分布计算单梁与多片主梁桥内力计算单梁：内力S=P1(x)多主梁：内力S=P(x,y)P2(y)1(x)S=P 1(x)2(y)：当P=1在空间结构上沿某横向位置 移动时，某主梁截面内力值，即 某截面内力在y方向的分配比例关 系，称为“荷载横向分布影响线”。P=P 2(y)第28页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算1、主梁内力空间计算原理四、公路梁桥荷载横向分布计算P=P 2(y)空间计算原理精髓：近似内力影响面(x,y)=1(x)2(y)代替精确内力影响面(x,y)。可

19、看作某主梁上横向分配到的荷载，实质 为“内力”横向分布。第29页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算2、荷载横向分布系数四、公路梁桥荷载横向分布计算当沿桥宽作用的车轮荷载不止一个时，在荷载横向分布影响线2(y)上按横向最不利位置排列荷载，可求得其分配到的荷载最大值。P max=P轮 2(yi)令：m:主梁在横向分配到的最大荷载比例（通常小于1）,称为荷载横向分布系数。P max=mP轮第30页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算2、荷载横向分布系数1#梁某

20、截面的内力效应计算式：S=P 2(y)1(x)S=P1(x)P=P 2(y)1(x)2(y)对荷载横向分布系数m的理解（1）当单个力P作用在桥面时,1#梁某截面上内力计算的等效简化模式：四、公路梁桥荷载横向分布计算P=P 2(y)1(x)第31页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算2、荷载横向分布系数1#梁某截面的内力效应计算式：P=m P2(y4)对荷载横向分布系数m的理解（2）当多车辆荷载的轴重P作用在桥面上，并按1#梁某截面上内力最不利位置布置时，简化计算模式:四、公路梁桥荷载横向分布计算1(x)P/2 P/2 P/2

21、 P/22(y3)2(y2)2(y1)1(x)P=P轮 2(yi)P=P轮 2(yi)m表示主梁（此例是1#主梁）在横向分配到的最大荷载比例第32页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算2、荷载横向分布系数2(y4)四、公路梁桥荷载横向分布计算1(x)P/2 P/2 P/2 P/22(y3)2(y2)2(y1)1(x)P=P轮 2(yi)空间计算方法的关键问题如何计算荷载横向分布影响线?如何计算荷载横向分布系数?2(y)m第33页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设

22、计与计算3、荷载横向分布计算四、公路梁桥荷载横向分布计算桥梁横向连结刚度决定了桥上荷载横向分布的规律；根据桥梁横向连结的不同情况，目前常用的荷载横向分布计算方法：杠杆原理法偏心压力法横向铰接板法横向刚接梁法比拟正交异性板法横向结构视为在主梁上断开而简支在其上的梁将横隔梁视为刚性极大的梁将相邻板之间视为铰接，只传递剪力将相邻板之间视为刚性连接将主梁和横隔梁的刚度换算成正交两个方向刚度不同的比拟弹性平板第34页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算3、荷载横向分布计算四、公路梁桥荷载横向分布计算杠杆原理法基本定义：假定横向结构（桥

23、面板和横梁）为在主梁上断开而两端简支搁置在主梁上的简支梁或悬臂梁。当桥上有车辆荷载作用时，各轮重按简支梁反力的方式（杠杆原理）分配给左右两根主梁。适用条件：主梁的支承刚度远大于主梁间横向联系的刚度双主梁桥横向联系很弱的无中间横隔梁的桥梁第35页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算3、荷载横向分布计算四、公路梁桥荷载横向分布计算杠杆原理法杠杆原理受力图示P1/2P1/2ab2号主梁所分配的反力：第36页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算3、荷载横向分布计算

24、四、公路梁桥荷载横向分布计算杠杆原理法P=1各主梁荷载横向分布影响线的绘制 (各主梁反力影响线)1#2#3#4#1.01.0P=11.05#P=1第37页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算3、荷载横向分布计算四、公路梁桥荷载横向分布计算杠杆原理法各主梁荷载横向分布系数m0的计算按最不利载位加载，某梁分配到的最大轴载：人群：汽车：第38页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算3、荷载横向分布计算四、公路梁桥荷载横向分布计算杠杆原理法算例：图示为一桥面净空为净

25、7附20.75m人行道的钢筋混凝土T梁桥，共设五根主梁。试求荷载位于支点处时1号梁和2号梁相应于车辆荷载和人群荷载的横向分布系数。第39页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算3、荷载横向分布计算四、公路梁桥荷载横向分布计算杠杆原理法算例：汽车荷载：人群荷载：第40页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算3、荷载横向分布计算四、公路梁桥荷载横向分布计算偏心压力法基本定义：假定横隔梁刚性无穷大，且忽略主梁的抗扭刚度。桥梁的挠曲变形完全类似于杆件偏心受压的情况。适

26、用条件：主梁的刚度小于主梁间横向联系的刚度有可靠横向联结的窄桥（B/L 0.5）各主梁间有较多的横隔梁相联第41页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算3、荷载横向分布计算四、公路梁桥荷载横向分布计算偏心压力法计算原理：假定：横隔梁E=（刚性横梁）刚性横梁法变形规律偏压杆件偏心压力法问题：偏心荷载P对各主梁的荷载分布？P跨中截面第42页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算3、荷载横向分布计算四、公路梁桥荷载横向分布计算偏心压力法偏心压力法求解荷载横向分布影响

27、线:假设的已知条件：各片主梁的抗弯刚度 Ii各片主梁到截面扭转中心的距离 ai单位竖向集中荷载P=1距扭心的距离 e求解的目标：桥面在单位竖向偏心荷载作用下，各片梁的反Ri某片梁某截面的反力影响线某片梁某截面的荷载横向分布影响线第43页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算3、荷载横向分布计算四、公路梁桥荷载横向分布计算偏心压力法偏心竖向力的分解如图所示不同间距、不同刚度4片主梁组成的桥，其偏心竖向力P1分解的图式所示：P1偏心压力法求解荷载横向分布影响线eP1M=P e=1 e第44页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6

28、.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算3、荷载横向分布计算四、公路梁桥荷载横向分布计算偏心压力法偏心压力法求解荷载横向分布影响线第45页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算3、荷载横向分布计算四、公路梁桥荷载横向分布计算偏心压力法偏心压力法求解荷载横向分布影响线第46页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算3、荷载横向分布计算四、公路梁桥荷载横向分布计算偏心压力法偏心压力法求解荷载横向分布影响线第47页/共69页混凝土简支梁桥混凝

29、土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算3、荷载横向分布计算四、公路梁桥荷载横向分布计算偏心压力法偏心压力法求解荷载横向分布影响线荷载横向分布影响线为直线,只需计算两个影响线坐标值就可,为什么?第48页/共69页 计算跨径L=19.50m 的桥梁横截面如图所示，试求荷载位于跨中时l号边梁的荷载横向分布系数（车辆荷载）和（人群荷载）。混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算3、荷载横向分布计算四、公路梁桥荷载横向分布计算偏心压力法例题：答：考虑此桥在跨度内设有横隔梁，具有强大的横向连结刚性，且承重结构的

30、长宽比为因此，采用偏心压力法各根主梁的横截面均相等，梁数n5，梁间距为1.60m第49页/共69页 计算跨径L=19.50m 的桥梁横截面如图所示，试求荷载位于跨中时l号边梁的荷载横向分布系数（车辆荷载）和（人群荷载）。混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算3、荷载横向分布计算四、公路梁桥荷载横向分布计算偏心压力法例题：汽车荷载第50页/共69页 计算跨径L=19.50m 的桥梁横截面如图所示，试求荷载位于跨中时l号边梁的荷载横向分布系数（车辆荷载）和（人群荷载）。混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混

31、凝土简支梁桥的设计与计算3、荷载横向分布计算四、公路梁桥荷载横向分布计算偏心压力法例题：求得1号梁的各种荷载横向分布系数后，就可得到各类荷载分布至该梁的最大荷载值。第51页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算关于 m 的分析4、荷载横向分布系数沿桥跨的变化m规律:不同梁号，m不同；不同内力，m不同；不同截面，m不同；对于任意一片梁:荷载位于支点：m0荷载位于跨中：mc（杠杆法，不考虑支座弹性变形）（其他方法，所有主梁均参与工作）荷载位于其他截面：m0mmc（精确计算繁琐）四、公路梁桥荷载横向分布计算第52页/共69页混凝土简

32、支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算关于 m 的取值计算跨中弯矩时m的取值前述mc均由分析跨中弯矩而得考虑：mc沿L变化不大；跨中荷载影响大（弯矩包络图跨中竖标大）m=mcmc4、荷载横向分布系数沿桥跨的变化四、公路梁桥荷载横向分布计算第53页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算计算支点Vmax时m的取值观察右图得：影响面纵横向完全异形，无法作变量分离，不能得出一个简化的在全跨单一的荷载横向分布系数采用近似计算方法：支点截面剪力分布与杠杆法相似 m=m0第一片横梁以后，其影

33、响面纵、横各自相似 m=mc关于 m 的取值4、荷载横向分布系数沿桥跨的变化四、公路梁桥荷载横向分布计算第54页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算有多片内横梁时无或只有一片内横梁时：计算支点Vmax时m的取值近似计算方法：关于 m 的取值4、荷载横向分布系数沿桥跨的变化四、公路梁桥荷载横向分布计算第55页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算五、主梁内力计算主梁M、V据恒载、活载1、恒载内力计算恒载=前期恒载+后期恒载(1)计算方法 横隔梁、铺装层、人行道

34、、栏杆、护栏等荷载处理方法均匀分布于各主梁（简单）人行道、栏杆等按横向影响线加载（精确）组合式梁内力计算 分阶段计算 梁肋、板前期恒载（梁肋承受）铺装、人行道等后期恒载（组合梁承受）第56页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算五、主梁内力计算主梁M、V据恒载、活载1、恒载内力计算恒载=前期恒载+后期恒载(1)计算方法 PC梁 分阶段计算梁自重后张梁时为净截面承受。后(二)期恒载换算截面承受。(2)解题步骤：1)计算各梁承受的恒载集度：主梁、横隔梁、桥面铺装、栏杆和人行道 2)计算各梁控制截面的弯矩和剪力第57页/共69页混凝

35、土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算五、主梁内力计算主梁M、V据恒载、活载2、活载内力计算(1)计算方法任 意 截 面 内 力计算某主梁（或各主梁）的m绘 纵 向 内 力（弯 矩 和 剪 力）影 响 线均布荷载：集中荷载：Sqk=(1+)mi qk Spk=(1+)mi pk yk车道荷载总效应：S=Sqk +Spk =(1+)mi (qk +pk yk)人群荷载效应：Sr =mr pr 第58页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算五、主梁内力计算主梁M、V据恒载、活载

36、2、活载内力计算(1)计算方法 举例:车道荷载作用下 S=Sqk +Spk =(1+)mi (qk +pk yk)主梁跨中截面活载弯矩计算：M L/2 =Mq +Mp =(1+)mc (q +P y L/2)第59页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算五、主梁内力计算主梁M、V据恒载、活载2、活载内力计算(1)计算方法举例:车道、人群荷载作用下剪力的计算：第60页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算五、主梁内力计算主梁M、V据恒载、活载2、活载内力计算(1

37、)计算方法举例:车道、人群荷载作用下剪力的计算：第61页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算六、横隔梁内力计算1、计算横梁位置 跨中内横梁(受力最大,其余按此梁计算)2、力学模型 弹性支承连续梁 要求:计算任意截面内力。3、横梁内力影响线 P=1位于截面r的左侧时第62页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算六、横隔梁内力计算1、计算横梁位置 跨中内横梁(受力最大,其余按此梁计算)2、力学模型 弹性支承连续梁 要求:计算任意截面内力。3、横梁内力影响线 P=

38、1位于截面r的右侧时利用反力影响线求内力影响线第63页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算六、横隔梁内力计算内力影响线计算 偏心压力法计算：R1影响线曲线 R2影响线曲线 R3影响线曲线第64页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算六、横隔梁内力计算4、作用在横隔梁上的计算荷载 实际：中横梁有轮载作用，前后轮载对其也有影响 计算假定：荷载在相邻横隔梁之间按杠杆原理法传布 横梁计算荷载为：人群汽车第65页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混

39、凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算六、横隔梁内力计算5、计算步骤确定作用在中横隔梁上的计算荷载绘制中横隔梁纵向支反力影响线按最不利荷位对中横隔梁的纵向支反力影响线加载绘制中横隔梁的内力影响线先绘制涉及主梁的支反力影响线（偏心压力法）再绘制横隔梁跨中、边截面的内力影响线控制截面的内力计算将计算荷载按最不利荷位对控制截面的内力影响线加载，同时考虑冲击系数、车道系数的影响。第66页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算六、横隔梁内力计算横隔梁内力影响线加载下图为M3-4影响线及其加载。第67页/共69页混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算混凝土简支梁桥的设计与计算七、挠度、预拱度计算桥梁挠度产生的原因有恒载挠度和活载挠度。公路桥规规定：当结构重力和汽车荷载（不计冲击力）所产生的竖向挠度超过跨径的L1600时，应设置预拱度。预拱度值等于结构重力和半个汽车荷载（不计冲击力）所产生的竖向挠度。第68页/共69页感谢您的观看。第69页/共69页