橋梁設(shè)計計算內(nèi)容及方法

1、.橋梁設(shè)計計算流程原作者不詳 劉小輝整理簡支梁計算內(nèi)容 1、需要計算的部位：主梁、橫梁、橋面板；2、主要荷載：結(jié)構(gòu)重力、預(yù)應(yīng)力、活載、日照溫差；3、計算項目：主梁強度設(shè)計、驗算；橫梁強度設(shè)計、驗算；橋面板強度設(shè)計、驗算；主梁變形計算、預(yù)拱度計算；簡支梁計算方法主梁恒載內(nèi)力：按實際結(jié)構(gòu)尺寸計算恒載集度，計算應(yīng)力時將荷載作用在結(jié)構(gòu)上直接計算，但應(yīng)注意要根據(jù)按施工方法確定何種荷載作用在何種截面上。主梁預(yù)應(yīng)力內(nèi)力：簡支梁屬于靜定結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力只產(chǎn)生出內(nèi)力，不產(chǎn)生二次力效應(yīng)。主梁活載內(nèi)力：縱向采用影響線加載求最不利內(nèi)力；橫橋向采用橫向分布系數(shù)考慮車列在橫向最不利布置位置。橫梁內(nèi)力計算：利用橫向分布影響線加

2、載求最不利彎矩。橋面板計算：采用有效工作寬度方法考慮車輪荷載在橋面板上的分布；內(nèi)力計算要根據(jù)橋面板與兩肋的剛度比，選取不同的修正系數(shù)。主梁變位計算：根據(jù)構(gòu)件類型修正彈性模量和慣性矩，恒載按實際結(jié)構(gòu)尺寸計算，但必須考慮收縮徐變作用，活載計算中不記沖擊系數(shù)。預(yù)拱度設(shè)置：通常預(yù)拱度的大小，等于全部恒載和一半靜活載所產(chǎn)生的豎向撓度值，也就是說應(yīng)該在常遇荷載情況橋梁基本上接近直線狀態(tài)。對于位于豎曲線上的橋梁，應(yīng)視豎曲線的凸起（或凹下）情況，適當(dāng)增減預(yù)拱度值，使峻工后的線形與豎曲線接近一致。對于簡支梁常用跨中點的預(yù)拱度作為失高，按二次拋物線甚至全梁的預(yù)拱度。連續(xù)梁與剛構(gòu)橋計算內(nèi)容1、需要計算的部位：主梁、

3、橫梁（如果采用多梁式截面）、橋面板；2、主要荷載：結(jié)構(gòu)重力、預(yù)應(yīng)力、活載、收縮徐變內(nèi)力、基礎(chǔ)變位內(nèi)力、日照或常年溫差內(nèi)力；3、計算項目：主梁強度設(shè)計、驗算；橫梁強度設(shè)計、驗算；橋面強度設(shè)計、驗算；主梁變形計算、預(yù)拱度計算；連續(xù)梁與剛構(gòu)橋計算方法主梁自重內(nèi)力：按實際結(jié)構(gòu)尺寸計算恒載集度，將荷載作用在結(jié)構(gòu)上，通過結(jié)構(gòu)力學(xué)方法求解或通過有限元程序求解。計算中必須按施工方法確定各種構(gòu)件自重作用的體系、作用截面，必須按施工過程考慮結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換。主梁預(yù)應(yīng)力內(nèi)力：1、先計算初彎矩，然后計算次內(nèi)力，通常要考慮徐變、收縮，不均勻沉降引起的次內(nèi)力；2、等效荷載法，將預(yù)應(yīng)力作為外荷載直接作用在結(jié)構(gòu)上計算。主梁活載內(nèi)

4、力：縱橋向采用影響線加載求最不利內(nèi)力，多梁式截面采用橫向分布系數(shù)方法考慮車列橫橋向的最不利布置位置。箱形截面必須按薄壁桿件計算扭轉(zhuǎn)、翹曲、畸變等箱梁效應(yīng)。橫梁內(nèi)力計算：利用橫向分布影響線加載求最不利彎矩。橋面板計算：采用有效工作寬度方法考慮車輪荷載在橋面板上的分布；內(nèi)力計算要根據(jù)橋面板與兩肋的剛度比，選取不同的修正系數(shù)。主梁變位計算：根據(jù)構(gòu)件類型及結(jié)構(gòu)靜定或超靜定情況修正彈性模量和慣性矩，恒載按實際結(jié)構(gòu)尺寸計算，但必須考慮收縮徐變作用，活載計算中不記沖擊系數(shù)。預(yù)拱度設(shè)置：通常預(yù)拱度的大小，等于全部恒載和一半靜活載所產(chǎn)生的豎向撓度值，也就是說應(yīng)該在常遇荷載情況橋梁基本上接近直線狀態(tài)。對于位于豎曲

5、線上的橋梁，應(yīng)視豎曲線的凸起（或凹下）情況，適當(dāng)增減預(yù)拱度值，使峻工后的線形與豎曲線接近一致。拱橋?qū)嵱糜嬎阌嬎銉?nèi)容需要計算的部位：主拱、拱上建筑；組合體系拱：主拱圈、系梁、吊桿 ；桁架拱：上下弦桿、斜桿；主要荷載：結(jié)構(gòu)重力、預(yù)應(yīng)力、活載、常年及日照溫差、拱腳水平位移推力；計算項目：主拱強度設(shè)計、驗算；拱上建筑強度設(shè)計、驗算；系梁、吊桿強度設(shè)計、驗算；橫梁、橋面板強度設(shè)計、驗算；主拱穩(wěn)定性驗算；主拱變形計算、預(yù)拱度計算；關(guān)鍵局部應(yīng)力驗算；主拱內(nèi)力調(diào)整計算；拱橋?qū)嵱糜嬎阌嬎惴椒ê侠砉拜S線：按照拱軸線的形狀直接影響主拱截面內(nèi)力大小、分布的原則選取拱軸線。盡可能降低由于荷載產(chǎn)生的彎矩值，使拱軸線與拱上

6、各種荷載的壓力線相吻合，也就是合理拱軸線。有推力主拱自重內(nèi)力：無支架施工拱橋：按實際結(jié)構(gòu)尺寸計算恒載集度，按施工方法確定各種荷載作用的體系與截面。有支架施工拱橋：按一次落架計算，常采用彈性中心法。有推力拱活載內(nèi)力:利用彈性中心法公式查表計算，利用影響線加載計算。多肋式主拱以及拱上建筑為排架的雙曲拱必須考慮橫向分布作用，箱形截面應(yīng)作箱梁應(yīng)力析。有推力拱溫差及拱腳水平位移內(nèi)力：利用彈性中心法公式查表計算，或利用有限元結(jié)構(gòu)計算程序進(jìn)行。拱上建筑計算：進(jìn)行拱上建筑的計算時應(yīng)該考慮聯(lián)合作用的影響，否則是不安全的。聯(lián)合作用的計算必須與拱橋的施工程序相適應(yīng)。若是在拱合攏后即拆架，然后再建拱上建筑，則拱與拱上

7、建筑的自重及混凝土收縮影響的大部分仍有拱單獨承受，只有后加的那部分恒載和活載及溫度變化影響才由拱與拱上建筑共同承擔(dān)； 如果拱架是在拱上建筑建成后才拆除，那么全部恒載和活載以及其它影響力可考慮都由拱與拱上建筑共同承受；拱與拱上建筑的聯(lián)合作用計算是解高次超靜定問題，可以應(yīng)用平面桿件系統(tǒng)程序進(jìn)行計算。組合體系拱橋恒載內(nèi)力：高次超靜定結(jié)構(gòu)必須采用有限元結(jié)構(gòu)程序進(jìn)行計算。最優(yōu)吊桿張拉力:通過吊桿張拉力和系梁內(nèi)預(yù)應(yīng)力大小的調(diào)整可以使主拱與系梁基本處于受壓狀態(tài)。組合體系拱活載內(nèi)力計算：采用影響線加載計算包絡(luò)圖，拱肋也必須用橫向分布系數(shù)考慮車列的偏載。桁架拱橋計算：桁架拱橋是高次超靜定結(jié)構(gòu)，橫載、活載以及各種

8、次內(nèi)力均必須采用有限元結(jié)構(gòu)分析程序計算?；钶d計算必須考慮橫向布系數(shù)?？v向穩(wěn)定驗算：細(xì)長比不大時縱向穩(wěn)定性驗算一般可表達(dá)為強度校核的形式，即將拱圈換算為相當(dāng)長度的壓桿，按平均軸向力計算，以強度校核形式控制穩(wěn)定。細(xì)長比較大時可以按臨界力控制穩(wěn)定。橫向穩(wěn)定驗算：板拱或肋拱可近似用矩形等截面拋物線雙鉸拱，在均布豎向荷載作用下的橫向穩(wěn)定公式來計算臨界軸向力。 有橫向連接系的拱的橫向穩(wěn)定計算是一個較復(fù)雜的問題，通常可將拱展開成一個與拱軸等長的平面桁架，按組合壓桿計算其穩(wěn)定性。主拱變形計算、預(yù)拱度計算：一般驗算拱頂撓度，拱頂撓度是由恒載和靜活載（不記沖擊力）產(chǎn)生的撓度，其值不超過跨徑的1/800；當(dāng)用平板掛

9、車或履帶車時，上述值可增加20%。當(dāng)恒載和靜活載產(chǎn)生的拱頂撓度不超過跨度的1/1600時，可以不設(shè)，預(yù)拱度的設(shè)置按照恒載加上1/2的活載進(jìn)行計算。關(guān)鍵部位局部應(yīng)力驗算：對拱腳、拱肋與系梁連接處，吊桿的吊點，橫梁與系梁連接處，均應(yīng)進(jìn)行局部應(yīng)力分析。一般采用大型有限元程序結(jié)合模型試驗進(jìn)行。主拱內(nèi)力調(diào)整：是指在不改變主拱截面的情況下采用各種方法來優(yōu)化主拱的受力狀態(tài)，主要的方法有：1.假載法調(diào)整懸鏈線拱的內(nèi)力：當(dāng)懸鏈線主拱某一控制截面的應(yīng)力過大，而另一控制截面的應(yīng)力有較大富余時，我們可調(diào)整拱軸線系數(shù)m，修正拱軸線；調(diào)整后的拱軸線即非恒載壓力線，因此主拱截面在恒載作用下，即使不記入彈性壓縮的影響，也要產(chǎn)生彎矩，用此彎矩來改善主拱截面的應(yīng)力狀態(tài)。2、 臨時鉸法：修建主拱時，在拱頂和拱腳截面處設(shè)置鉛板制作的臨時鉸，待成橋后將鉸拆除。如果臨時鉸偏心安裝則可能起到調(diào)整主拱內(nèi)應(yīng)力的作用，特