《第五章混凝土简支梁桥的计算.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第五章混凝土简支梁桥的计算.pptx（69页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
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69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69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3页/共69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4页/共69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5页/共69页第二节 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
2、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6页/共69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7页/共69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8页/共69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9页/共69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10页/共69页实际受
3、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11页/共69页2）考虑有效工作宽度后的跨中弯矩 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12页/共69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13页/共69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14页/共69页3、为简化计算，采用近似影响面来加载近似影响面
4、纵横方向分别相似第15页/共69页4、加载过程横向分布系数相当于1#梁分配到的荷载第16页/共69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17页/共69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18页/共69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19页/共69页第20页/共69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21页/共69页第三节 主梁内
5、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22页/共69页 荷载横向分布的规律与结构的横向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：
6、（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23页/共69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24页/共69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
7、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25页/共69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26页/共69页1）纯竖向位移2）纯转动第27页/共69页1）与竖向位移之间的关系2）与转角的关系第28页/共69页1）竖向位移时的平衡2）转动时的平衡4、内外力平衡第29页/共69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
8、算荷载作用在不同位置时的反力各主梁刚度相等第30页/共69页6、横向分布系数在横向分布影响线上用规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31页/共69页 竖向反力与扭矩的关系第32页/共69页 转动时的扭矩平衡第33页/共69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34页/共69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35页/共69页传递剪力根据板缝
9、间的变形协调计算第36页/共69页变位系数计算第37页/共69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38页/共69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39页/共69页与铰接板法的区别：变位系数中增加桥面板变形项第40页/共69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41页/共69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
10、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42页/共69页2、比拟原理弹性板的挠曲面微分方程第43页/共69页内外力平衡第44页/共69页应力应变关系 应变位移关系第45页/共69页均质弹性板的挠曲微分方程第46页/共69页 应力应变关系应变位移关系正交异性板第47页/共69页正交异性板的挠曲微分方程第48页/共69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49页/共69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50页/共69页根据内
11、、外力的平衡第51页/共69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52页/共69页查表 表中只有9点值，必须通过内插计算实际位置值第53页/共69页查表值校对第54页/共69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55页/共69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56页/共69页 对于剪力 从影响线看跨中与支点
12、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57页/共69页计算剪力时横向分布沿桥纵向的变化第58页/共69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59页/共69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60页/共69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61页/共69页第62页/共69页第五节 横梁内力计算一
13、、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63页/共69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64页/共69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65页/共69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66页/共69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67页/共69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68页/共69页感谢您的观看！第69页/共69页