第三章简支梁桥计算.ppt

第三章 混凝土梁桥的计算,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第三章 混凝土梁桥的计算,计算过程,内力计算,截面验算,开始,拟定尺寸,是否通过,计算结束,否,是,第三章 混凝土梁桥的计算,截面验算的内容包括：应力、裂缝、强度、刚度和稳定性,混凝土梁桥上部结构设计计算的项目一般有：,主梁、横隔梁和桥面板,本章主要以钢筋混凝土简支,T,梁桥为例,第三章 混凝土梁桥的计算,一、桥面板的力学模型,混凝土简支肋梁桥的桥面板是直接承受车辆轮压的混凝土板，它与主梁梁肋和横隔梁连接在一起，既保证梁的整体作用，又将荷载传递于主梁。,第三章 混凝土梁桥的计算,整体现浇的,T,梁桥,桥面板属于矩形的周边支撑板,通常其边长比或长宽比（,l,a,/l,b,）等于或大于,2,，绝大部分是由短跨方向（,l,b,）来传递。,近似按仅由短跨承受荷载的单向受力板来设计,第三章 混凝土梁桥的计算,装配式,T,形梁桥,1.,采用钢板联结，简化为悬臂板,2.,采用不承担弯矩的铰接缝联结，简化为铰接悬 臂板,第三章 混凝土梁桥的计算,第三章 混凝土梁桥的计算,二、桥面板的受力分析,1.,车轮荷载在板上的分布,偏安全地假定呈,45,角扩散分布于混凝土板面,第三章 混凝土梁桥的计算,作用于钢筋混凝土承重板顶面的矩形荷载压力面的边长,为,H-,铺装层的厚度,a2,和,b2,可从,桥规,中查的,第三章 混凝土梁桥的计算,当加重车的后轮作用于桥面板上时，作用于板面上的局部分布荷载,为,式中,P,加重车后轴的轴重。,第三章 混凝土梁桥的计算,2.1,板的有效工作宽度,板在局部分布荷载,p,的作用下，不仅直接承压部分,(,如宽度为,a,1,),的板带参加工作，与其相邻的部分板带也会分担一部分荷载共同参与工作。因此，在桥面板的计算中，就有一个如何确定板的有效工作宽度,(,或称荷载有效分布宽度,),的问题。,第三章 混凝土梁桥的计算,第三章 混凝土梁桥的计算,第三章 混凝土梁桥的计算,设想以,a,的矩形来替代此曲线图形，也即,则得弯矩图形的换算宽度为,式中,M,车轮荷载产生的跨中总弯矩,m,xmax,荷载中心处的最大单宽弯矩值，可按弹性板的理论算得,，精确解需由板的空间计算才能得到,。,第三章 混凝土梁桥的计算,上式的,a,就定义为板的,有效工作宽度,，或,荷载有效分布宽度,，以此板宽来承受车轮荷载产生的总弯矩，既满足了弯矩最大值的要求，计算起来也较方便,当有一个车轮作用于桥面板上时，,1m,宽板条上的荷载计算强度为,P,为汽车轴重,第三章 混凝土梁桥的计算,2.2,桥规中有效工作宽度的有关规定,2.2.1,单向板的荷载有效分布宽度,a.,荷载在跨径中间,对于单独一个荷载,(,图,5-6a),第三章 混凝土梁桥的计算,对于几个靠近的相同荷载，如按上式计算所得各相邻荷载的有效分布宽度发生重叠时，应按相邻靠近的荷载一起计算其有效分布宽度,式中,d,最外两个荷载的中心距离，如果只有两个相邻荷载一起计算时，,d,往往就是车辆荷载的轴距,第三章 混凝土梁桥的计算,b.,荷载在板的支撑处,式中,t,板的厚度。,c.,荷载靠近板的支承处,式中,x,荷载离支承边缘的距离。,第三章 混凝土梁桥的计算,这就是说，荷载由支点处向跨中移动时，相应的有效分布宽度可近似地按,45,线过渡。,根据以上所述，对于不同荷载位置时单向板的有效分布宽度图形如图所示。,第三章 混凝土梁桥的计算,2.2.2,悬臂板的荷载有效分布宽度,a,第三章 混凝土梁桥的计算,b,承重板上荷载压力面外侧边缘至悬臂根部的距离,对于分布荷载靠近板边的最不利情况，,b,就等于悬臂板的跨径,l,0,，于是：,第三章 混凝土梁桥的计算,三、行车道板的内力计算,对于实体的矩形行车道板通常由弯矩控制设计。设计时，习惯以每米宽板条来进行计算比较方便，借助板的有效工作宽度，就不难得到作用在每米宽板条上的荷载和其引起的弯矩。下面对几种行车道板的图式说明其内力的计算方法。,第三章 混凝土梁桥的计算,3.1,多跨连续单向板的内力,从构造上看，行车道板与主梁梁肋是整体连结在一起的，因此当板上有荷载作用时会促使主梁也发生相应的变形，而这种变形又影响到板的内力。如果主梁的抗扭刚度极大，板的工作就接近于固端梁，反之如果主梁抗扭刚度极小，板在梁肋支承处为接近自由转动的铰支座，则板的受力就如多跨连续梁体系。实际上行车道板和主梁梁肋的支承条件，既不是固端，也不是铰支，而应该考虑是弹性固结的,。,第三章 混凝土梁桥的计算,第三章 混凝土梁桥的计算,鉴于行车道板的受力情况比较复杂，影响的因素比较多，因此要精确计算板的内力是有一定困难的。通常我们采用简便的近似方法进行计算。对于弯矩先算出一个跨度相同的简支板的跨中弯矩,M,0,，然后再根据实验及理论分析的数据加以修正。弯矩修正系数可视板厚,t,与梁肋高度及的比值来选用。,第三章 混凝土梁桥的计算,3.1.1,跨中最大弯矩计算,当,时,(,即主梁抗扭能力大者,),当 时,(,即主梁抗扭能力小者,),第三章 混凝土梁桥的计算,式中,M,o,M,op,与,M,og,按荷载组合原则组合而成。,M,op,为,1,米宽简支板条的跨中活载弯矩，对于汽车荷载,式中：,P,轴重，对于汽车荷载应取用车辆荷载后轴的轴重计算；,a,板的有效工作宽度；,l,板的计算跨径，当梁肋不宽时,(,如窄肋,T,形梁,),可取梁肋中距；当主梁的梁肋宽度较大时,(,如箱形梁等,),可取梁肋间的净距加板的厚度，即,=,l,0,+,t,，但不大于,l,0,+,b,，此处,l,0,为板的净跨径，,t,为板厚，,b,为梁肋宽度；,冲击系数,，常取用,0.3,。,第三章 混凝土梁桥的计算,M,og,每米板宽的跨中恒载弯矩，可由下式计算,式中,g,1m,宽板条每延米的恒载重量。,第三章 混凝土梁桥的计算,第三章 混凝土梁桥的计算,3.1.2,支点剪力计算,对于跨径内只有一个车轮荷载的情况，支点剪力,Q,支,的计算公式为,汽车引起的支点剪力为：,第三章 混凝土梁桥的计算,其中：矩形部分荷载的合力为,(,以,代入,),三角形部分荷载的合力为,(,以,代入,),第三章 混凝土梁桥的计算,式中,p,和,p,对应于有效工作宽度,a,和,a,处的荷载强度；,y,1,和,y,2,对应于荷载合力,A,1,和,A,2,的支点剪力影响线竖标值；,l,0,板的净跨径。,