混凝土简支梁桥的计算04258.pptx

《混凝土简支梁桥的计算04258.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《混凝土简支梁桥的计算04258.pptx（110页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第一节 概述计算过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1页/共110页第二节 行车道板计算一、行车道板的类型行车道板的作用直接承受车轮荷载、把荷载传递给主梁分类单向板双向板悬臂板铰接板第2页/共110页第3页/共110页第二节 行车道板计算二、车轮荷载的分布 车轮均布荷载a2 b2(纵、横)桥面铺装的分布作用 轮压第4页/共110页第5页/共110页第6页/共110页第二节 行车道板计算三、有效工作宽度1、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第7页/共110页第二节 行车道板计算设板的有效工作宽度为a 假设可得第8页/共110页第二节

2、 行车道板计算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的计算第9页/共110页第二节 行车道板计算 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第10页/共110页第二节 行车道板计算2、两端嵌古固单向板1）荷载位于板的中央地带单个荷载作用多个荷载作用 第11页/共110页第12页/共110页第二节 行车道板计算 2）荷载位于支承边处3）荷载靠近支承边处 ax=a+2x第13页/共110页第14页/共11

3、0页第二节 行车道板计算3、悬臂板 荷载作用在板边时 mxmax -0.465P 取a=2l0第15页/共110页第16页/共110页规范规定a=a1+2ba2+2H+2b第17页/共110页4、履带车不计有效工作宽度第18页/共110页四、桥面板内力计算1、多跨连续单向板的内力1）弯矩计算模式假定第19页/共110页实际受力状态：弹性支承连续梁 简化计算公式：当t/h1/4时：跨中弯矩 Mc=+0.5M0支点弯矩 Ms=-0.7M0 当t/h 1/4时：跨中弯矩 Mc=+0.7M0 支点弯矩 Ms=-0.7M0M0按简支梁计算的跨中弯矩第20页/共110页第21页/共110页2）考虑有效工作

4、宽度后的跨中弯矩 活载弯矩恒载弯矩3）考虑有效工作宽度后的支点剪力车轮布置在支承附近第22页/共110页2、悬臂板的内力1）计算模式假定铰接悬臂板车轮作用在铰缝上悬臂板车轮作用在悬臂端第23页/共110页 2）铰接悬臂板 活载恒载第24页/共110页2）悬臂板活载恒载第25页/共110页 概述：梁桥实用空间理论分析 常用计算方法梁格法板系法梁系法第三节 主梁内力横向分布计算第26页/共110页第27页/共110页第三节 主梁内力横向分布计算一、横向分布计算原理 1、对于单梁来说，如果以1 1(x)(x)表示梁上某一截面的内力影响线，则就可方便地计算该截面地内力值:S=S=P P*1 1(x)(

5、x)。第28页/共110页第三节 主梁内力横向分布计算2、整体桥梁结构必须采用影响面加载计算最不利荷载第29页/共110页3、为简化计算，采用近似影响面来加载近似影响面纵横方向分别相似第30页/共110页4、加载过程横向分布系数相当于1#梁分配到的荷载第31页/共110页第32页/共110页5、近似方法总结内力横向分布转化为荷载横向分布轴重轴重与轮重的关系各纵向影响线比例关系第33页/共110页6、影响面加载精确方法轴重轴重与轮重的关系各纵向影响线在不同位置的比例关系第34页/共110页7、近似方法的近似程度近似的原因纵向各截面取相同的横向分配比例关系近似程度对于弯矩计算一般取跨中的横向分配比

6、例关系跨中车轮占加载总和的75%以上活载只占总荷载的30%左右第35页/共110页第36页/共110页荷载横向分布等代内力横向分布的荷载条件 半波正弦荷载可满足上述条件第37页/共110页第38页/共110页第三节 主梁内力横向分布计算 在桥梁设计中，通常用一个表征荷载分布程度的系数m与轴重的乘积来表示分配给某根单梁的荷载，这个系数m就称为荷载横向分布系数。需要说明的是，上述将空间问题转化为平面问题只是一种近似的处理方法。显然，同一座桥梁的各根梁的荷载横向分布系数m是不同的，不同类型的荷载m也是不同的，而且荷载在梁上沿纵向的位置对m也有影响。第39页/共110页 荷载横向分布的规律与结构的横向

7、连结刚度有密切关系。如图：在实践中，由于施工特点、构造设计等不同，钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥上可能采用不同类型的横向结构。因此就需要按不同的横向结构简化计算模型拟定出相应的计算方法。目前常用的几种荷载横向分布计算方法有：（一）杠杆原理法把横向结构（桥面板和横隔梁）视作在主梁上断开而简支在其上的简支梁或悬臂梁；第40页/共110页（二）偏心压力法把横隔梁视作刚性极大的梁；当计及主梁的抗扭刚度影响时，此法又称为修正偏心压力法；（三）横向铰接板（梁）法把相邻板（梁）之间视为铰接，只传递剪力；（四）横向刚接梁法把相邻主梁之间视为刚性连接，即传递剪力和弯矩；（五）比拟正交异性板法将主梁和横隔梁的刚度

8、换算成两向刚度不同的比拟弹性板来求解，并由实用的曲线图表进行荷载横向分布计算。第41页/共110页 总的来说，上列各种实用的计算方法所具有共同的特点是：从分析荷载在桥上的横向分布出发，求得各梁的荷载横向分布影响线，从而通过横向最不利布载来计算荷载横向分布系数m。有了作用载单梁上的最大荷载，就能按熟知的方法求得主梁的活载内力。第42页/共110页第三节 主梁内力横向分布计算二、杠杆原理法（桥面板与主梁分离式桥梁）第43页/共110页挂车汽车人群横向分布系数杠杆原理法第44页/共110页三、刚性横梁法（偏心受压法）1、基本假定 将多梁式桥梁简化为由纵梁及横梁组成的梁格，计算各主梁在外荷载作用下分到

9、的荷载 桥梁较窄时(B/L0.5)横梁基本不变形。严格的窄桥范围按书p105界定。第45页/共110页第46页/共110页2、变形的分解第47页/共110页1）纯竖向位移2）纯转动第48页/共110页3、各主梁位移与内力的关系第49页/共110页1）与竖向位移之间的关系2）与转角的关系第50页/共110页1）竖向位移时的平衡2）转动时的平衡4、内外力平衡第51页/共110页5、反力分布图与横向分布影响线反力分布图选定荷载位置，分别计算各主梁的反力横向分布影响线选定主梁，分别计算荷载作用在不同位置时的反力各主梁刚度相等第52页/共110页第53页/共110页6、横向分布系数在横向分布影响线上用规

10、范规定的车轮横向间距按最不利位置加载7、本方法的精度边梁偏大，中梁偏小第54页/共110页四、考虑主梁抗扭刚度的修正刚性横梁法a3第55页/共110页 竖向反力与扭矩的关系第56页/共110页 转动时的扭矩平衡第57页/共110页五、铰（刚）接板（梁）法1、基本假定将多梁式桥梁简化为数根并列而相互间横向铰接的狭长板（梁）;各主梁接缝间传递剪力、弯矩、水平压力、水平剪力;用半波正弦荷载作用在某一板上，计算各板（梁）间的力分配关系。第58页/共110页第59页/共110页2、铰接板法 假定各主梁接缝间仅传递剪力g，求得传递剪力后，即可计算各板分配到的荷载第60页/共110页传递剪力根据板缝间的变形

11、协调计算第61页/共110页变位系数计算第62页/共110页第63页/共110页横向分布影响线 各板块不相同时，必须将半波正弦荷载在不同的板条上移动计算 各板块相同时，根据位移互等定理，荷载作用在某一板条时的内力与该板条的横向分布影响线相同位移互等定理板条相同第64页/共110页横向分布系数在横向分布影响线上加载第65页/共110页列表计算、刚度参数计算 为计算方便，对于 不同梁数、不同几何尺寸的铰接板桥的计算结果可以列为表格，供设计时查用引入刚度参数第66页/共110页半波正弦荷载引起的变形第67页/共110页3、铰接梁法假定各主梁除刚体位移外，还存在截面本身的变形第68页/共110页与铰接

12、板法的区别：变位系数中增加桥面板变形项第69页/共110页4、刚接梁法假定各主梁间除传递剪力外，还传递弯矩第70页/共110页与铰接板、梁的区别未知数增加一倍，力法方程数增加一倍第71页/共110页六、比拟正交异性板法1、计算原理将由主梁、连续的桥面板和多横隔梁所组成的梁桥，比拟简化为一块矩形的平板；求解板在半波正弦荷载下的挠度利用挠度比与内力比、荷载比相同的关系计算横向分布影响线第72页/共110页第73页/共110页第74页/共110页2、比拟原理弹性板的挠曲面微分方程第75页/共110页内外力平衡第76页/共110页应力应变关系 应变位移关系第77页/共110页均质弹性板的挠曲微分方程第

13、78页/共110页 应力应变关系应变位移关系正交异性板第79页/共110页正交异性板的挠曲微分方程第80页/共110页 比拟正交异性板挠曲微分方程第81页/共110页正交异性板的挠曲微分方程比拟正交异性板的挠曲微分方程第82页/共110页 比拟原理 任何纵横梁格系结构比拟成的异性板，可以完全仿照真正的材料异性板来求解，只是方程中的刚度常数不同第83页/共110页3、横向分布计算根据荷载、挠度、内力的关系 1k=Cw1 2k=Cw2 3k=Cw3 nk=Cwn第84页/共110页根据内、外力的平衡第85页/共110页位移互等定理引入Kki是欲计算的板条位置k、荷载位置i、扭弯参数以及纵、横向截面

14、抗弯刚度之比的函数，已经被制成图表制表人Guyon、Massonnet，本方法称G-M法第86页/共110页查表 表中只有9点值，必须通过内插计算实际位置值第87页/共110页第88页/共110页第89页/共110页查表值校对第90页/共110页4、弯扭参数计算抗弯惯矩计算 必须考虑受压翼板有效工作宽度第91页/共110页抗扭惯矩计算 必须区分连续宽板与独立主梁翼板第92页/共110页五、横向分布系数沿桥纵向的变化对于弯矩由于跨中截面车轮加载值占总荷载的决大多数，近似认为其它截面的横向分布系数与跨中相同。在电算中纵桥向可以采用不同的横向分布系数。第93页/共110页 对于剪力 从影响线看跨中与

15、支点均占较大比例 从影响面看近似影响面与实际情况相差较大第94页/共110页计算剪力时横向分布沿桥纵向的变化第95页/共110页第四节 主梁内力计算一、恒载内力前期恒载内力SG1（主要包括主梁自重）计算与施工方法有密切关系，分清荷载作用的结构后期恒载内力SG2（桥面铺装、人行道、栏杆、灯柱第96页/共110页二、活载内力活载内力计算必须考虑最不利荷载位置一般采用影响线加载计算计算汽车荷载时必须考虑各项折减系数及冲击系数通用计算公式第97页/共110页三、内力组合承载能力极限状态正常使用极限状态四、内力包络图 沿梁轴的各个截面处的控制设计内力值的连线第98页/共110页第99页/共110页第五节

16、 横梁内力计算一、横梁的作用与受力特点作用：加强结构的横向联系保证全结构的整体性第100页/共110页 受力特点：受力接近与弹性地基梁影响面的正负纵向位置基本一致影响面值从跨中向端部逐渐减小第101页/共110页1、计算图式二、刚性横梁法计算横梁第102页/共110页2、横梁内力影响线荷载P=1作用于截面r的左侧时：荷载p=1作用于截面r的右侧时：第103页/共110页第104页/共110页3、作用在横梁上的计算荷载按杠杆原理在两根横梁间分布第105页/共110页1、横梁内力影响线三、刚接梁法计算横梁刚接梁法计算出的梁接缝中的弯矩及为横梁弯矩第106页/共110页2、作用在横梁上的计算荷载先将实际荷载展开成正弦级数再在两根横梁间积分第107页/共110页第六节 主梁变形计算一、钢筋混凝土梁桥计算公式一般简支梁挠度计算公式刚度取值0.85EhI0活载挠度计算时不计冲击系数（静活载）二、预应力混凝土梁桥刚度取值0.85EhIh必须考虑预应力产生的挠度第108页/共110页三、挠度验算与预拱度活载挠度不超过L/600恒载+活载超过L/1600时应设预拱度第109页/共110页感谢您的观看。第110页/共110页