橋梁工程(上)課程設(shè)計指導(dǎo)書

1、橋梁工程(上課程設(shè)計指導(dǎo)書土木建筑工程學(xué)院李其林2013現(xiàn)代橋梁設(shè)計及施工控制技術(shù)的三個關(guān)鍵方面是:一為設(shè)計內(nèi)力的確定;二為各施工階 在這三個方面中,無一不是與電算連在一起的。熟悉并掌握一個適應(yīng)性好的計算機(jī)程序不是一件非常容易的事情,而一個適應(yīng)性好的計算機(jī)程序恰恰是分析手段所要求的,橋梁設(shè)計及施工控制技術(shù)中的難點(diǎn)亦在于此。課設(shè)的目的是結(jié)合現(xiàn)代計算技術(shù)補(bǔ)充教材,擴(kuò)大學(xué)生知識面。1.1橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般方法是,首先憑借經(jīng)驗或修改已有設(shè)計作出初始方案。對于現(xiàn)行公路橋梁用得較多的普通鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),先應(yīng)找出控制斷面,求出各控制斷面的內(nèi)力并繪出包絡(luò)圖,然后進(jìn)行配筋設(shè)計。接著就是看是否滿

2、足規(guī)范的要求,如不滿 設(shè)計的過程是:設(shè)計、校核、修改設(shè)計、再校核,反復(fù)進(jìn)行幾次,直至較好地滿足規(guī)范 1.2 設(shè)計荷載及荷載組合在橋梁設(shè)計的荷載等級(如按汽車-20級設(shè)計、掛車-100驗算的等級設(shè)計確定后,就應(yīng)根據(jù)設(shè)計計算內(nèi)容(如上構(gòu)或下構(gòu)分析并定出可能同時出現(xiàn)的作用荷載,如永久荷載中有哪 荷載可以根據(jù)不同的觀點(diǎn)分類,可以分為主要荷載、次要荷載及特殊荷載。主要荷載為結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須考慮的經(jīng)常起作用的荷載;次要荷載為設(shè)計結(jié)構(gòu)主要部分時雖非經(jīng)常起作用,但在荷載組合時必須考慮的荷載;特殊荷載指根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)特性、建橋地點(diǎn)具體情況和 荷載分析是至關(guān)重要的。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和橋梁工程的發(fā)展,實(shí)際與可能作用在

3、橋梁結(jié)構(gòu)上的荷載越來越復(fù)雜。如大跨徑橋梁結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載、地震荷載的重要性較中小跨徑橋梁更為突出。又如預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),近代各國規(guī)范都將預(yù)應(yīng)力、混凝土徐變與收縮的影響、 荷載確定后,就要按規(guī)范所要計算的內(nèi)容確定荷載組合。接著就是按規(guī)范要求的承載能 1.3 控制斷面、控制斷面各荷載內(nèi)力及其組合在荷載的各種組合確定后,就要確定結(jié)構(gòu)的各控制斷面,并求出各控制斷面的包絡(luò)(最大、最小對于普通鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),在按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時,荷載組合各荷載安全系數(shù)按規(guī)范規(guī)定,將各類荷載引起的最不利內(nèi)力分別乘以相應(yīng)的荷載安全系數(shù)而進(jìn) 將各控制斷面內(nèi)力的最大、最小值都求出后,即可求得該內(nèi)力的包絡(luò)圖,從而為

4、配置預(yù) 確定控制斷面是一個重要的步驟,不論是簡支梁(板、連續(xù)梁(板、T 剛構(gòu)、斜拉橋以及各類拱橋等都有這一步。在求出各控制內(nèi)力后,就是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的橋梁,也 1.4 設(shè)計內(nèi)力的確定與施工方法的關(guān)系 尤其是大跨徑橋梁,從施工開始到成橋一般是經(jīng)過各施工階段逐步算到成橋后的運(yùn)營狀 對于梁橋主梁的設(shè)計內(nèi)力來說,主梁內(nèi)力包括恒載內(nèi)力、活載內(nèi)力和附加內(nèi)力(如風(fēng)載等引起的內(nèi)力。對于超靜定問題,還應(yīng)包括預(yù)加力、混凝土徐變、收縮和溫度變化等引起 這幾部分內(nèi)力中,恒載、活載內(nèi)力是主要的,一般占整個設(shè)計最大內(nèi)力的8090%以上。以恒載內(nèi)力來說,后期恒載(如橋面鋪裝、人行道、欄桿、燈柱等作用于橋梁結(jié)構(gòu)的最終體系,與施工方

5、法無關(guān);前期恒載(主梁自重是在結(jié)構(gòu)逐步形成的過程中作用的,因此主梁自 如在施工過程中結(jié)構(gòu)不發(fā)生體系轉(zhuǎn)換,則情況就不一樣。如在滿堂支架現(xiàn)澆、整孔吊裝或在靜定結(jié)構(gòu)(如T型剛構(gòu)中采用懸臂施工方法等場合,則主梁自重按最終結(jié)構(gòu)體系計算。 大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的預(yù)加力、混凝土收縮、徐變的影響等同樣應(yīng)按具體的施工方法來考慮。1.5 活載內(nèi)力 種活載的最不利效應(yīng)及相應(yīng)值。進(jìn)行內(nèi)力、反力的影響線加載,而且可進(jìn)行位移影響線加載,以滿足規(guī)范兩種極限狀態(tài)(承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的各種計算和驗算的需 參考資料1.中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTG B01-2003,人民交通出版社,20042.中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范(JTG D62-2004,人民交通出版社,20043.何雄君. 橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)用電算. 科學(xué)出版社,19964.K. J. Bathe. Finite element procedures in engineering analysis. Pr