混凝土梁式橋演示文稿

混凝土梁式橋演示文稿當(dāng)前第1頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)（優(yōu)選）第篇混凝土梁式橋當(dāng)前第2頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)四邊支承板：?jiǎn)蜗虬澹簂a/lb≥2，長(zhǎng)跨方向只配分布鋼筋

雙向板：la/lb<2，雙向均按內(nèi)力配置受力鋼筋三邊支承板：懸臂板：另一邊自由，且la/lb≥2鉸接懸臂板：另一邊與相鄰板鉸接，且la/lb≥2一邊嵌固板：懸臂板當(dāng)前第3頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)1、將輪壓作為分布荷載處理7.2.2車輪荷載在板上的分布2、將車輪與橋面的接觸面看作a2×b2的矩形面積。3、對(duì)混凝土或?yàn)r青面層，荷載偏安全地假定呈45o角擴(kuò)散。

當(dāng)前第4頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)7.2.3板的有效工作寬度7.2.3.1單向板1、受力分析：

當(dāng)前第5頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)設(shè)想：則：a——彎矩圖形的換算寬度，定義為板的有效工作寬度，或荷載有效分布寬度。有效分布寬度與板的支承情況、荷載性質(zhì)及荷載位置有關(guān)當(dāng)前第6頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)2、《橋規(guī)》規(guī)定：（1）平行于板的跨徑方向的荷載分布寬度（2）垂直于板的跨徑方向的荷載分布寬度①單個(gè)車輪在板的跨徑中部：當(dāng)前第7頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)多個(gè)相同的車輪在板的跨徑中部時(shí)：當(dāng)前第8頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)②車輪位于板的支承處時(shí)③荷載靠近板支承處當(dāng)前第9頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)7.2.3.2懸臂板1、受力分析：有效工作寬度為：

可見，懸臂板的有效工作寬度接近于2倍懸臂長(zhǎng)度，也就是說，荷載可近似地按45o角向懸臂板支承處分布當(dāng)前第10頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)2、《橋規(guī)》規(guī)定：當(dāng)b值不大于2.5m時(shí)，垂直于懸臂板跨徑的車輪荷載分布寬度：?jiǎn)蝹€(gè)荷載：當(dāng)前第11頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)7.2.4橋面板的內(nèi)力計(jì)算實(shí)體矩形行車道板由彎矩控制設(shè)計(jì)，習(xí)慣取1米寬板條進(jìn)行計(jì)算。7.2.4.1多跨連續(xù)單向板的內(nèi)力構(gòu)造上，行車道板與主梁梁肋整體連結(jié)，板與主梁共同作用。目前在橋梁設(shè)計(jì)中通常采用規(guī)范提供的簡(jiǎn)便近似方法進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)前第12頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)近似計(jì)算方法：（1）計(jì)算彎矩：1）寬度相同的簡(jiǎn)支板跨中彎矩：包括恒載和汽車荷載產(chǎn)生的彎矩跨中恒載彎矩：對(duì)汽車荷載：當(dāng)前第13頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)及理論分析的數(shù)據(jù)加以修正彎矩修正系數(shù)可視板厚t與梁肋高度h的比值來選用：a、當(dāng)t/h＜1/4時(shí)：跨中：支點(diǎn)：b、當(dāng)t/h≥1/4時(shí)：跨中：支點(diǎn)：當(dāng)前第14頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)（2）計(jì)算剪力：最不利荷載位置：盡量靠近梁肋邊緣恒載剪力：跨內(nèi)作用一個(gè)車輪荷載的剪力：

當(dāng)前第15頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)當(dāng)前第16頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)最不利荷載位置：車輪荷載靠板的邊緣布置（b2=b1＋h）7.2.4.2懸臂板的內(nèi)力當(dāng)前第17頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)恒載彎矩：活載彎矩：(b1≥l0)或（b1＜l0）（1）彎矩計(jì)算（2）剪力計(jì)算當(dāng)前第18頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)7.2.4.3鉸接懸臂板的內(nèi)力（1）彎矩（MAP）：最不利荷載位置：車輪荷載對(duì)中布置于鉸接處，鉸內(nèi)的剪力為零，兩相鄰懸臂板各承受半個(gè)車輪荷載?；钶d彎矩：恒載彎矩：（2）剪力：偏安全地按一般懸臂板圖式來計(jì)算當(dāng)前第19頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)7.2.5橋面板的計(jì)算示例例7-1計(jì)算圖7-10所示T梁翼緣板所構(gòu)成的鉸接懸臂板的設(shè)計(jì)內(nèi)力。橋面鋪裝為2cm的瀝青混凝土面層（重力密度為）和平均9cm厚C25混凝土墊層（重力密度為），T形梁翼板的重力密度為。當(dāng)前第20頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)7.3荷載橫向分布計(jì)算荷載：恒載：均布荷載（體積×密度）活載：實(shí)用空間計(jì)算原理——荷載橫向分布7.3.1荷載橫向分布計(jì)算的基本原理活載作用下，梁式橋內(nèi)力計(jì)算特點(diǎn)：（1）單梁（平面問題）S=P·η1（x）

當(dāng)前第21頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)（2）梁式板橋或由多片主梁組成的梁橋（空間問題）：S＝Ｐ·η（x，ｙ）

將空間問題轉(zhuǎn)化成平面問題當(dāng)前第22頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)橫向分布系數(shù)（m）的概念：定義：它是反映荷載橫向分布程度的參數(shù)，表示某根主梁所承擔(dān)的最大荷載是各個(gè)軸重的倍數(shù)（通常小于1）。說明：關(guān)鍵是如何計(jì)算荷載橫向分布影響線和荷載橫向分布系數(shù)，其實(shí)質(zhì)是采用什么樣的近似內(nèi)力影響面代替實(shí)際的內(nèi)力影響面，既能簡(jiǎn)化計(jì)算又保證計(jì)算精度。當(dāng)前第23頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)荷載橫向分布計(jì)算方法橫向分布的規(guī)律與結(jié)構(gòu)橫向連結(jié)剛度關(guān)系密切，目前常用的荷載橫向分布計(jì)算方法主要有：梁格系模型：（1）杠桿原理法（2）偏心壓力法（修正的偏心壓力法）（3）鉸接板（梁）法（4）剛接梁法平板模型：

（5）比擬正交異性板法（G-M法）當(dāng)前第24頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)7.3.2杠桿原理法7.3.2.1計(jì)算原理和適用場(chǎng)合基本假定：忽略主梁間橫向結(jié)構(gòu)的聯(lián)系作用，假設(shè)橋面板在主梁上斷開，當(dāng)作沿橫向支承在主梁上的簡(jiǎn)支梁或懸臂梁來考慮當(dāng)前第25頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)計(jì)算方法：主梁最大荷載，可用反力影響線，即橫向影響線。分布到某主梁的最大荷載為汽車荷載橫向分布系數(shù)

人群荷載橫向分布系數(shù)為

當(dāng)前第26頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)適用場(chǎng)合：1、雙主梁橋，跨中和支點(diǎn)。2、多梁式橋的支點(diǎn)（不考慮支座彈性壓縮——?jiǎng)傂灾ё?、近似用于無中間橫隔梁的橋梁（中梁偏大，邊梁偏?。┊?dāng)前第27頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)7.3.2.2計(jì)算示例例7-2

如圖所示，橋面凈空為凈—7m+2×0.75m人行道的五梁式鋼筋混凝土T梁橋，試求荷載位于支點(diǎn)處時(shí)1號(hào)梁和2號(hào)梁相應(yīng)于汽車荷載和人群荷載的橫向分布系數(shù)。

當(dāng)前第28頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)（1）確定計(jì)算方法（2）繪制荷載橫向影響線（3）據(jù)《橋規(guī)》，確定荷載沿橫向最不利位置（4）求相應(yīng)的影響線豎標(biāo)值η（5）求得最不利荷載求解步驟：（6）得到最不利荷載橫向分布系數(shù)當(dāng)前第29頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)當(dāng)前第30頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)7.3.3.1計(jì)算原理和適用場(chǎng)合基本假定：（1）假定中間橫隔梁無限剛性，受力變形后仍保持一直線；（2）忽略主梁抗扭剛度適用條件：具有可靠的橫向聯(lián)結(jié)，且寬跨比B/l小于或接近0.5時(shí)（窄橋），跨中。7.3.3偏心壓力法當(dāng)前第31頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)計(jì)算原理：

偏心荷載P作用下，各梁撓曲變形，剛性的中間橫隔梁呈一根傾斜的直線；各主梁位移直線分布。當(dāng)前第32頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)（1）中心荷載P=1作用w1’=w2’=……=wn’據(jù)材料力學(xué)：===>（1）

===>由靜力平衡：=1（2）當(dāng)前第33頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)從而，中心荷載P＝l在各主梁間的荷載分布：（3）

2．偏心力矩M=1·e的作用===>由力矩平衡：===>當(dāng)前第34頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)偏心力矩M=1·e作用下各主梁所分配的荷載為（4）

3．偏心荷載P=1對(duì)主梁的總作用（5）當(dāng)前第35頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)4、利用荷載橫向影響線求主梁的橫向分布系數(shù)（6）若各梁截面尺寸相同：當(dāng)前第36頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)7.3.3.2計(jì)算示例

例7-3一座計(jì)算跨徑的鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋，跨度內(nèi)設(shè)有5道橫隔梁，橫截面布置如圖7-20a）所示，試求荷載位于跨中時(shí)，1號(hào)邊梁相對(duì)應(yīng)于汽車荷載和人群荷載的橫向分布系數(shù)和。當(dāng)前第37頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)當(dāng)前第38頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)7.3.4修正偏心壓力法

偏心壓力法：邊梁受力偏大（乘以0.9折減）。7.3.4.1計(jì)算原理k號(hào)梁的橫向影響線坐標(biāo)為：第一項(xiàng)：中心荷載P=1引起，無轉(zhuǎn)動(dòng)，與主梁抗扭無關(guān)。第二項(xiàng)：偏心力矩M=1·e引起，轉(zhuǎn)動(dòng)——豎向撓度+扭轉(zhuǎn)。結(jié)論：要計(jì)入主梁抗扭影響，只需對(duì)第二項(xiàng)給予修正。當(dāng)前第39頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)在M作用下每片主梁除產(chǎn)生不相同的撓度wi″外尚轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)相同的角

由橫隔梁的平衡由材料力學(xué)：當(dāng)前第40頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)聯(lián)立求解，得任意k號(hào)梁由偏心扭矩引起的反力為由幾何關(guān)系：當(dāng)前第41頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)考慮主梁抗扭剛度后任意k號(hào)梁的橫向影響線豎標(biāo)為：其中：當(dāng)前第42頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)3.3.4.2主梁抗扭慣性矩的計(jì)算

（1）實(shí)體截面實(shí)心圓形截面矩形截面當(dāng)前第43頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)（2）開口薄壁截面（3）薄壁閉合截面帶有“翅翼”的封閉薄壁截面

當(dāng)前第44頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)7.3.4.3計(jì)算示例例7-4橋梁總體布置與例7-3相同，計(jì)算跨徑，橫截面布置見圖，各主梁截面相同，尺寸如圖7-27所示，試按修正偏心壓力法計(jì)算荷載位于跨中時(shí)1號(hào)邊梁相對(duì)應(yīng)汽車荷載和人群荷載的橫向分布系數(shù)和。當(dāng)前第45頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)步驟：1、計(jì)算I和IT。2、計(jì)算抗扭修正系數(shù)3、計(jì)算橫向影響線豎標(biāo)4、作最不利荷載布置，計(jì)算橫向分布系數(shù)當(dāng)前第46頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)7.3.5鉸接板（梁）法7.3.5.1鉸接板法（1）基本假定及適用場(chǎng)合：適用場(chǎng)合用現(xiàn)澆企口縫連接的裝配式板橋翼板間用焊接鋼板或伸出交叉鋼筋連接，無中間橫隔梁的裝配式梁橋。當(dāng)前第47頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)基本假定豎向荷載作用下，結(jié)合縫內(nèi)只傳遞豎向剪力g(x)；（縱向剪力）（法向力）（橫向彎矩）（豎向剪力）當(dāng)前第48頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)采用半波正弦荷載分析跨中荷載橫向分布的規(guī)律——使荷載、撓度、內(nèi)力三者變化規(guī)律統(tǒng)一當(dāng)前第49頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)（2）鉸接板橋的荷載橫向分布：在半波正弦荷載作用下產(chǎn)生縫間鉸接力分析時(shí)，取跨中單位長(zhǎng)度的截割段，并用峰值gi表示。當(dāng)前第50頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)求得gi后，即可用平衡原理求得Pi1P=1作用于1#板，一般，n條板梁，（n-1）條鉸縫，（n-1）個(gè)gi當(dāng)前第51頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)注意：的含義“力法”求解：由變形協(xié)調(diào)條件，得正則方程：當(dāng)前第52頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)變位系數(shù)計(jì)算當(dāng)前第53頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)當(dāng)前第54頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)將常系數(shù)代入變形協(xié)調(diào)方程，并令：當(dāng)前第55頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)（3）鉸接板橋的荷載橫向分布影響線和橫向分布系數(shù)各板塊相同時(shí)，根據(jù)位移互等定理，荷載作用在某一板條時(shí)的內(nèi)力與該板條的橫向分布影響線相同當(dāng)前第56頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)橫向分布系數(shù)為計(jì)算方便，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，對(duì)于不同梁數(shù)、不同幾何尺寸的鉸接板橋的橫向分布影響線豎標(biāo)值的計(jì)算結(jié)果可以列為表格，供設(shè)計(jì)時(shí)查用（=0.00~2.00）。非表列值可利用直線內(nèi)插求得當(dāng)前第57頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)

鉸接板6-2當(dāng)前第58頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)（4）剛度參數(shù)的計(jì)算當(dāng)前第59頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)（5）計(jì)算示例例7-5如圖所示為跨徑的鉸接空心板橋的橫截面布置，橋面凈空為凈－7+2×0.75m人行道。全橋由9塊預(yù)應(yīng)力混凝土空心板組成，欲求1、3和5號(hào)板汽車和人群荷載作用的跨中荷載橫向分布系數(shù)。當(dāng)前第60頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)步驟：（1）計(jì)算I（2）計(jì)算IT

（3）計(jì)算剛度參數(shù)（4）查表計(jì)算跨中荷載橫向分布影響線的豎標(biāo)值（5）布載（6）計(jì)算m當(dāng)前第61頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)當(dāng)前第62頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)當(dāng)前第63頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)7.3.5.2鉸接T形梁橋的計(jì)算特點(diǎn)適用：無中橫隔梁，僅在翼緣連接或僅通過橋面鋪裝進(jìn)行連接的裝配式肋梁橋當(dāng)前第64頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)橫向分布影響線：與鉸接板法的區(qū)別：變位系數(shù)中增加橋面板彈性變形項(xiàng)當(dāng)前第65頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)如令

，則得：

說明：在必要計(jì)入β的影響時(shí)，也可利用β=0時(shí)的ηii和ηik計(jì)算用表，按下式近似地計(jì)及β值的影響：當(dāng)前第66頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)7.3.6剛接梁法計(jì)算特點(diǎn)假定：

（1）各主梁間除傳遞豎向剪力外，還傳遞橫向彎矩（2）采用半波正弦荷載適用：無中橫隔梁，翼緣板采用剛性連接的肋梁橋（包括整體式和具有可靠濕接縫的）當(dāng)前第67頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)贅余力素gi和mi的正則方程為當(dāng)前第68頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)7.3.7比擬正交異性板法簡(jiǎn)介1、計(jì)算原理：將由主梁、連續(xù)的橋面板和多橫隔梁所組成的梁橋，比擬簡(jiǎn)化為一塊矩形的平板；求解板在半波正弦荷載下的撓度利用撓度比與內(nèi)力比、荷載比相同的關(guān)系計(jì)算橫向分布影響線2、適用場(chǎng)合由多道主梁、連續(xù)的橋面板（與梁肋結(jié)合良好）和多道橫隔梁組成的梁橋，當(dāng)B/l較大（>0.5）。當(dāng)前第69頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)3、比擬原理 任何縱橫梁格系結(jié)構(gòu)比擬成的異性板，可以完全仿照真正的材料異性板來求解，只是方程中的剛度常數(shù)不同

注意：兩向的換算厚度不同——結(jié)構(gòu)異性當(dāng)前第70頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)7.3.8荷載橫向分布系數(shù)沿橋跨的變化荷載在橋跨縱向的位置不同，對(duì)某一主梁產(chǎn)生的橫向分布系數(shù)也不同。（1）無中間橫隔梁或僅有一根中橫隔梁時(shí)當(dāng)前第71頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)（2）有多根內(nèi)橫隔梁的情況：當(dāng)前第72頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)7.4主梁內(nèi)力計(jì)算計(jì)算截面的確定：小跨徑橋：

（1）跨中Mmax：二次拋物線變化（2）支點(diǎn)和跨中的Q：直線變化較大跨徑：還應(yīng)計(jì)及l(fā)/4和截面變化處的M、Q。當(dāng)前第73頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)7.4.1恒載內(nèi)力計(jì)算7.4.1.1計(jì)算方法①一般簡(jiǎn)支梁橋：將橫梁、人行道、鋪裝層、欄桿等恒載均攤到各根主梁；②組合式簡(jiǎn)支梁橋：按施工組合情況，分階段計(jì)算③預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支梁橋：分階段計(jì)算；得到計(jì)算荷載g后，按《材料力學(xué)》公式計(jì)算內(nèi)力M、Q。當(dāng)前第74頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)7.4.1.2計(jì)算示例例7-6計(jì)算如圖所示的五梁式裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋主梁的恒載內(nèi)力。已知計(jì)算跨徑，每側(cè)欄桿及人行道重量的作用力為，鋼筋混凝土、瀝青混凝土和混凝土的重力密度分別為、和。當(dāng)前第75頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)7.4.2活載內(nèi)力計(jì)算7.4.2.1計(jì)算方法

（1）截面內(nèi)力計(jì)算的一般公式（2）當(dāng)計(jì)算簡(jiǎn)支梁各截面的最大彎矩或跨中截面剪力時(shí)

（3）對(duì)于支點(diǎn)截面的剪力或靠近支點(diǎn)截面的剪力，計(jì)入由于荷載橫向分布系數(shù)在梁端區(qū)段內(nèi)發(fā)生變化所產(chǎn)生的影響

當(dāng)前第76頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)當(dāng)前第77頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)7.4.2.2計(jì)算示例例7-7以例7-6所示的計(jì)算跨徑l=19.50m的五梁式裝配式鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋?yàn)槔ㄖ髁翰捎肅40混凝土）。計(jì)算邊主梁在公路—Ⅰ級(jí)和人群荷載作用下的跨中截面最大彎矩和最大剪力，以及支點(diǎn)截面的最大剪力。當(dāng)前第78頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)步驟：（1）公路—Ⅱ級(jí)車道荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算（2）沖擊系數(shù)計(jì)算（3）計(jì)算最大內(nèi)力①計(jì)算車道荷載的跨中彎矩②計(jì)算人群荷載的跨中彎矩③計(jì)算跨中截面車道荷載最大剪力④計(jì)算跨中截面人群荷載最大剪力⑤計(jì)算支點(diǎn)截面汽車荷載最大剪力⑥計(jì)算支點(diǎn)截面人群荷載最大剪力當(dāng)前第79頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)當(dāng)前第80頁\共有91頁\編于星期五\3點(diǎn)7.4.3內(nèi)力組合及包絡(luò)圖（1）內(nèi)力組合——作用效應(yīng)組合（2）內(nèi)力包絡(luò)圖