混凝土桥ppt学习教案

2.12.1 混凝土简支梁桥的特点混凝土简支梁桥的特点 混凝土简支梁桥设计关键混凝土简支梁桥设计关键 基本设计计算流程基本设计计算流程 2.12.1 混凝土简支梁桥的特点混凝土简支梁桥的特点 受力明确受力明确—— ——静定结构,受力明确。 静定结构,受力明确。 构造简单构造简单 易于设计易于设计—— ——易于设计成系列化和标准化的桥 易于设计成系列化和标准化的桥 易于施工易于施工—— ——有利于在工厂内或工地上广泛采 有利于在工厂内或工地上广泛采 用工业化施工,组织大规模预制生产,显著加 用工业化施工,组织大规模预制生产,显著加 快建桥速度 快建桥速度。。 易于管养易于管养—— ——病害少,维修、更换容易。 病害少,维修、更换容易。 跨度受限跨度受限—— ——在中小跨径桥梁中应用广泛。 在中小跨径桥梁中应用广泛。 2.12.1 混凝土简支梁桥的构成示例混凝土简支梁桥的构成示例 始地形简单的施工流程示例-简支空心板的成桥过程 2021-8-1410 2021-8-1411 第10页/共125页2021-8-14 12 岸施工第11页/共125页 2021-8-14 13 属设施安装,成桥第12页/共125页 2021-8-14 14 简单的施工流程示例-一些构造示例 第13页/共125页2021-8-14 15 第14页/共125页2021-8-14 16 第15页/共125页2021-8-14 17 第16页/共125页2021-8-14 18 梁预应力第17页/共125页 2021-8-14 19 2.1 2.1 二.混凝土简支梁设计关键混凝土简支梁设计关键 截面的拟定截面的拟定 (预应力)钢筋截面积和位置(预应力)钢筋截面积和位置 设计 设计 以上二者相互关联以上二者相互关联 钢筋布置受力计算 是纽带 参照经验数据 参照已有图纸 估算 布置设计 第18页/共125页 2021-8-14 20 2.1 2.1 二.基本设计流程基本设计流程 简支梁上部结构设计计算项目:简支梁上部结构设计计算项目: 主梁、横隔梁、桥面板、支 主梁、横隔梁、桥面板、支 第19页/共125页2021-8-14 21 2.2 2.2 立面设计要点立面设计要点 横断面设计要点横断面设计要点 关键细节设计要点关键细节设计要点 第20页/共125页 2021-8-14 22 2.2 2.2 立面设计要点立面设计要点 跨径的选择跨径的选择 混凝土简支梁桥优先考虑采用标准跨径进行设混凝土简支梁桥优先考虑采用标准跨径进行设 计布置。 计布置。 1216 20 24 32 40 1624 32 40 48 1316 20 25 30 35 40 1015 20 25 30 35 40 45 第21页/共125页2021-8-14 23 2.2 2.2 立面设计要点立面设计要点 跨径的选择跨径的选择 混凝土简支梁桥优先考虑采用标准跨径进行设混凝土简支梁桥优先考虑采用标准跨径进行设 计布置。 计布置。 跨径的大小需要与下部结构的规模配合确定。跨径的大小需要与下部结构的规模配合确定。 跨径的大小需要与施工能力和方便性配合确定。跨径的大小需要与施工能力和方便性配合确定。 第22页/共125页 2021-8-14 24 2.2 2.2 立面设计要点立面设计要点 梁高的选择梁高的选择 受弯构件中梁高是设计控制关键因素。受弯构件中梁高是设计控制关键因素。 梁高最终由计算确定,初步确定时也可参照标梁高最终由计算确定,初步确定时也可参照标 准图和经验公式。 准图和经验公式。 第23页/共125页 2021-8-14 25 2.2 2.2 立面设计要点立面设计要点 梁高的选择梁高的选择 方法方法11:按合理高跨比确定 :按合理高跨比确定 公路预应力混凝土简支梁的高跨比宜取公路预应力混凝土简支梁的高跨比宜取1/14~1/25 1/14~1/25。。 第24页/共125页2021-8-14 26 2.2 2.2 立面设计要点立面设计要点 梁高的选择梁高的选择 方法方法11:参照标准图的梁高与跨度关系内插计算(应 :参照标准图的梁高与跨度关系内插计算(应 注意荷载级别是否对应)。 注意荷载级别是否对应)。 公路装配式 预应力混凝 标准图的高跨数据 标准跨径 251.75 1/14.3 30 2.00 1/15.0 35 2.25 1/15.7 40 2.50 1/16.0 第25页/共125页 2021-8-14 27 2.2 2.2 二.横断面设计要点横断面设计要点 截面形式的选择截面形式的选择 断面形态的考虑断面形态的考虑 第26页/共125页 2021-8-14 28 2.2 2.2 二.横断面设计要点横断面设计要点 截面形式的选择截面形式的选择 断面形成的考虑断面形成的考虑 整体式 装配式 运输/安装方便 板式 肋板式 箱式 第27页/共125页 2021-8-14 29 2.2 2.2 二.横断面设计要点横断面设计要点 主梁间距的选择主梁间距的选择 公路简支公路简支TT梁主梁间距宜取 梁主梁间距宜取1.8~2.5m 1.8~2.5m。。 加大间距减小片数比较经济。加大间距减小片数比较经济。 间距较大时需注意翼缘板应力。间距较大时需注意翼缘板应力。 40m40m标准图间距采用 标准图间距采用2.2m 2.2m,偏小;实际设计中多 ,偏小;实际设计中多 用到 用到2.5m 2.5m。。 第28页/共125页 2021-8-14 30 2.2 2.2 横断面设计要点横断面设计要点 关键细节设计要点关键细节设计要点 腹板厚度的考虑腹板厚度的考虑 腹板厚度控制抗腹板厚度控制抗 力大小。力大小。 II. II. PC PC梁由于有预应 力钢筋的作用,力钢筋的作用, 腹板厚度一般由 腹板厚度一般由 构造要求决定。 构造要求决定。 III. III. 公路 公路TT梁中通常 梁中通常 跨中腹板厚约 跨中腹板厚约 15~18cm 15~18cm(不得 (不得 小于 小于14cm 14cm);端 部与马蹄同宽部与马蹄同宽。。 IV. IV. 为保证腹板稳定 为保证腹板稳定 及灌注,上下翼 及灌注,上下翼 缘承托间的腹板 缘承托间的腹板 高度在无竖向预 高度在无竖向预 应力钢筋时不大 应力钢筋时不大 于腹板厚度的 于腹板厚度的15 15 第29页/共125页2021-8-14 31 2.2 2.2 二.横断面设计横断面设计 要点 要点 关键细节设关键细节设 计要点 计要点 顶板厚度顶板厚度 的选择 的选择 公路公路TT梁翼 部不小于部不小于 1/121/12 II.II. 公路 公路TT梁翼 第30页/共125页2021-8-14 32 2.2 2.2 二.横断面设计要点横断面设计要点 关键细节设计要关键细节设计要 点点 下翼缘的选择下翼缘的选择 公路公路TT梁马蹄全 梁马蹄全 宽为其腹板宽 宽为其腹板宽 2~4倍;平均倍;平均 厚度为梁高的 厚度为梁高的 0.15~0.2 0.15~0.2倍;马 蹄斜坡宜陡于蹄斜坡宜陡于 45 45。。 II. II. 马蹄面积不宜 马蹄面积不宜 过小,一般占 过小,一般占 截面总面积的 截面总面积的 第31页/共125页 2021-8-14 33 2.2 2.2 二.横断面设计要点横断面设计要点 关键细节设计要点关键细节设计要点 梁端的考虑梁端的考虑 端部腹板应加厚,以满足支座处端部腹板应加厚,以满足支座处 主梁抗剪、支座应力扩散和预应 主梁抗剪、支座应力扩散和预应 力锚下应力扩散等受力需求 力锚下应力扩散等受力需求。。 II. II. 端块长度约 端块长度约1.5~1.8m 1.5~1.8m。。 第32页/共125页 2021-8-14 34 2.2 2.2 二.横断面设计要点横断面设计要点 关键细节设计要点关键细节设计要点 梁端的考虑梁端的考虑 III. III. 梁端尺寸应满足预应力布置时的 梁端尺寸应满足预应力布置时的 锚具间距、千斤顶张拉需要。 锚具间距、千斤顶张拉需要。 锚固时钢束 间的最小间 距要求 锚固时钢束 到混凝土边 缘的最距离 要求 第33页/共125页 2021-8-14 35 2.2 2.2 二.横断面设计要点横断面设计要点 关键细节设计要点关键细节设计要点 梁端的考虑梁端的考虑 IV. IV. 下翼缘垂直高度加高区长度应视 下翼缘垂直高度加高区长度应视 预应力钢束抬高位置确定 预应力钢束抬高位置确定。 下翼缘加高区应适应弯起的N4和N5钢束构造要求第34页/共125页 2021-8-14 36 2.2 2.2 二.横断面设计要点横断面设计要点 关键细节设计要点关键细节设计要点 梁端的考虑梁端的考虑 IV. IV. 下翼缘垂直高度加高区长度应视 下翼缘垂直高度加高区长度应视 预应力钢束抬高位置确定 预应力钢束抬高位置确定。 第35页/共125页2021-8-14 37 2.2 2.2 二.横断面设计要点横断面设计要点 关键细节设计要点关键细节设计要点 横隔梁的考虑横隔梁的考虑 横隔板起到保证各片主梁相互连横隔板起到保证各片主梁相互连 成整体的作用 成整体的作用。。 II. II. 公路简支梁桥一般在跨中、四分 公路简支梁桥一般在跨中、四分 点、支点处各设一道横隔板 点、支点处各设一道横隔板。。 III. III. 横隔板板厚一般采用 横隔板板厚一般采用12~20cm 12~20cm。。 IV. IV. 端横隔板需传递和扩散支座反力, 端横隔板需传递和扩散支座反力, 宜适当加大 宜适当加大。。 第36页/共125页 2021-8-14 38 2.3 2.3 概述: 概述: 计算对象:一片主梁计算对象:一片主梁 计算内容:弯矩、剪力、变形等计算内容:弯矩、剪力、变形等 计算截面:计算截面:MM 1/4、、1/81/8、、 3/8 3/8处内力;截面变化处内力 处内力;截面变化处内力 验算内容:强度、刚度、稳定性和抗裂性验算内容:强度、刚度、稳定性和抗裂性 第37页/共125页 2021-8-14 39 2.3 2.3 恒载内力计算恒载内力计算 纵向上,横隔梁、桥面铺装、人行道及其栏杆纵向上,横隔梁、桥面铺装、人行道及其栏杆 等重量均匀分摊到整个主梁跨径范围内。横隔 等重量均匀分摊到整个主梁跨径范围内。横隔 梁也可简化为集中荷载。 梁也可简化为集中荷载。 横向上,以上荷载可以均匀分摊给同一跨中的横向上,以上荷载可以均匀分摊给同一跨中的 各根主梁,前提是各主梁截面相同。人行道及 各根主梁,前提是各主梁截面相同。人行道及 其栏杆荷载也可采用横向分布的方法进行计算。 其栏杆荷载也可采用横向分布的方法进行计算。 对于组合式桥、主梁截面分阶段形成的桥梁、对于组合式桥、主梁截面分阶段形成的桥梁、 后张法预应力混凝土桥等,应根据施工方法, 后张法预应力混凝土桥等,应根据施工方法, 分阶段计算恒载。 分阶段计算恒载。 第38页/共125页 2021-8-14 40 2.3 2.3 活载内力计算活载内力计算 车辆荷载车辆荷载 ——所求截面的弯矩或剪力;所求截面的弯矩或剪力; ((11++)) ——汽车荷载的冲击系数汽车荷载的冲击系数,,按按 桥规》》取值;取值; ——多车道桥涵的横向折减系数多车道桥涵的横向折减系数,, 桥规》》取值;取值; mm ii ——沿桥跨纵向与荷载位置对应的沿桥跨纵向与荷载位置对应的 横向分布系数; 横向分布系数; PP ii ——车辆荷载的轴重;车辆荷载的轴重; yy ii ——沿桥纵向与荷载位置对应的内沿桥纵向与荷载位置对应的内 力影响线坐标值 力影响线坐标值。。 ※※用于局部加载 用于局部加载、、涵洞 涵洞、、桥台和挡土墙土 桥台和挡土墙土 压力等 压力等。。 第39页/共125页2021-8-14 41 2.3 2.3 二.活载内力计算活载内力计算 车道荷载车道荷载 当计算简支梁当计算简支梁 各截面的最大 各截面的最大 弯矩时,可以 弯矩时,可以 近似取用不变 近似取用不变 的跨中横向分横向分 布系数 布系数m 此可方便地利此可方便地利 用车道荷载或 用车道荷载或 车辆荷载的 车辆荷载的等 第40页/共125页2021-8-14 42 2.3 2.3 道荷载计算图式第41页/共125页 2021-8-14 43 2.3 2.3 二.活载内力计算活载内力计算 内力组合和内力包络图内力组合和内力包络图 铁路简支梁的荷载组合铁路简支梁的荷载组合 路桥规路桥规》 》TB10002.1 TB10002.1--99 99是以容许 是以容许 应力法为基础的。采用此规范设 应力法为基础的。采用此规范设 计铁路桥时,荷载安全系数反映 计铁路桥时,荷载安全系数反映 在材料的容许应力上 在材料的容许应力上。将各截 。将各截 面恒载内力与活载产生的最大内 面恒载内力与活载产生的最大内 力进行直接相加,即为计算内力。 力进行直接相加,即为计算内力。 公路简支梁的荷载组合公路简支梁的荷载组合 --《《公公 路桥规 路桥规》 》JTGD60 JTGD60--2004 2004是以极限 是以极限 第42页/共125页 2021-8-14 44 2.3 2.3 二.活载内力计算活载内力计算 内力组合和内力包络图内力组合和内力包络图 承载能力极限状态承载能力极限状态 基本组合: 基本组合: 永久作用设计值效应 永久作用设计值效应+ 可变作用设可变作用设 计值效应 计值效应 偶然组合: 偶然组合: 第43页/共125页 2021-8-14 45 2.3 2.3 二.活载内力计算活载内力计算 内力组合和内力包络图内力组合和内力包络图 正常使用极限状态正常使用极限状态 短期组合: 短期组合: 永久作用标准值效应 永久作用标准值效应+ 可变作用频可变作用频 遇值效应 遇值效应 长期组合: 长期组合: 第44页/共125页 2021-8-14 46 2.3 2.3 二.活载内力计算活载内力计算 结构的配筋和验算结构的配筋和验算 已知主梁在各种荷载组合 已知主梁在各种荷载组合 下各截面的计算内力和内力包 下各截面的计算内力和内力包 络图,就可以应用混凝土结构 络图,就可以应用混凝土结构 的设计原理和方法进行主梁内 的设计原理和方法进行主梁内 纵向主筋、腹筋和箍筋的设计, 纵向主筋、腹筋和箍筋的设计, 并根据规范要求配置构造钢筋, 并根据规范要求配置构造钢筋, 然后按结构设计原理进行主梁 然后按结构设计原理进行主梁 第45页/共125页 2021-8-14 47 2.4 2.4 荷载横向分布系数荷载横向分布系数 的概念 的概念 铁路桥的混凝土简铁路桥的混凝土简 支梁,通常由两片 支梁,通常由两片TT 梁构成; 梁构成; 由于铁轨对称布置, 由于铁轨对称布置, 列车不会偏载,两 列车不会偏载,两 片梁受力完全相同 片梁受力完全相同 (对称)。 (对称)。 公路桥的混凝土简 公路桥的混凝土简 第46页/共125页 2021-8-14 48 2.4 2.4 荷载横向分荷载横向分 布系数的概 布系数的概 念念 在公路桥跨在公路桥跨 结构中,由 结构中,由 于桥面较宽, 于桥面较宽, 往较多并与往较多并与 桥面板和横 桥面板和横 隔梁连结为 隔梁连结为 整体;当桥 整体;当桥 上车队处于 上车队处于 横向不同位 横向不同位 第47页/共125页 2021-8-14 49 2.4 2.4 荷载横向分布系数的概念荷载横向分布系数的概念 由于实际结构的复杂性,对这种空由于实际结构的复杂性,对这种空 间问题进行精确求解是困难的且无 间问题进行精确求解是困难的且无 必要。目前广泛采用的方法是将复 必要。目前广泛采用的方法是将复 杂的空间问题合理地简化成简单的 杂的空间问题合理地简化成简单的 平面问题来求解。 平面问题来求解。(铁路桥:平 (铁路桥:平 摊,平面分析) 摊,平面分析) 在简化分析中,需要考虑将空间荷在简化分析中,需要考虑将空间荷 载转化成平面荷载;在公路桥梁设 载转化成平面荷载;在公路桥梁设 计中,通常用一个表征荷载横向分 计中,通常用一个表征荷载横向分 第48页/共125页 2021-8-14 50 2.4 2.4 荷载横向分布系数的概念荷载横向分布系数的概念 简单而言,所谓横向分布系数简单而言,所谓横向分布系数mm代代 表一片梁将会分配到“ 表一片梁将会分配到“m” m”个车道 个车道 (车辆)荷载的作用。 (车辆)荷载的作用。 空间问题 平面问题 横向多片梁 向分布系数(m)加载多个车道 (车辆) 计算一片梁 加载m个车道 (车辆) 第49页/共125页 2021-8-14 51 2.4 2.4 荷载横向分布系数荷载横向分布系数 的概念 的概念 荷载效应=荷载荷载效应=荷载影影 空间结构:空间结构:SS PPηη((xx, 简化:简化:ηη((xx, 11((xx) 22((yy) 平面结构:平面结构:SS PPηη((xx, ((yy))第50页/共125页 2021-8-14 52 2.4 2.4 荷载横向分布系荷载横向分布系 数的概念 数的概念 ※荷载横向分布系荷载横向分布系 数的解释 数的解释 号梁kk点点的截面内力 的截面内力 载横向分布影响载横向分布影响 第51页/共125页2021-8-14 53 2.4 2.4 空间问题 平面问题 加载多个车道( 车辆) 加载m个车道 (车辆) 第52页/共125页 2021-8-14 54 2.4 2.4 荷载横向分布系数的概念荷载横向分布系数的概念 ※※不同横向刚度下主梁的受力和变 不同横向刚度下主梁的受力和变 系数系数mm与结构横向刚度有密切联系, 与结构横向刚度有密切联系, 横向连结刚度愈大,荷载横向分布 横向连结刚度愈大,荷载横向分布 作用愈显著,各主梁的负担也愈趋 作用愈显著,各主梁的负担也愈趋 均匀 均匀 三种情况:三种情况: 主梁与主梁间没有任何联系,横向分 主梁与主梁间没有任何联系,横向分 布系数 布系数m 横隔梁的刚度接近无穷大,各梁的横横隔梁的刚度接近无穷大,各梁的横 向分布系数 向分布系数m 0.2横向结构的刚度并非无穷大,横向分 横向结构的刚度并非无穷大,横向分 布系数 布系数m m小于 小于11而大于 而大于0.2 0.2 第53页/共125页 2021-8-14 55 2.4 2.4 主梁与主梁间没有任何联系,横向分布系数m 第54页/共125页2021-8-14 56 2.4 2.4 横隔梁的刚度接近无穷大,各梁的横向分布系数m 1/3第55页/共125页 2021-8-14 57 2.4 2.4 横向结构的刚度并非无穷大,横向分布系数m小于1而大于1/3 第56页/共125页 2021-8-14 58 2.4 2.4 二.常用计算方法常用计算方法 杠杆原理法杠杆原理法 刚性横梁法刚性横梁法 修正的刚性横梁法修正的刚性横梁法 铰接板(梁)法铰接板(梁)法 比拟正交异性板法(比拟正交异性板法(GG--MM法) 共同特点:从分析荷载在桥上的共同特点:从分析荷载在桥上的 横向分布出发,求得各梁的荷载 横向分布出发,求得各梁的荷载 第57页/共125页 2021-8-14 59 2.4 2.4 三.杠杆原理杠杆原理 基本假定:基本假定: 忽略主梁 忽略主梁 之间横向 之间横向 结构的联 结构的联 系,假设 系,假设 桥面板在 桥面板在 主梁上断 主梁上断 开并与主 开并与主 第58页/共125页2021-8-14 60 2.4 2.4 三.杠杆原理法杠杆原理法 ※※按杠杆原理法计算荷载横向分布 按杠杆原理法计算荷载横向分布 系数 系数mm mm的横向影响线的横向影响线主梁反力影响 主梁反力影响 荷载横向最不利加载(如图)荷载横向最不利加载(如图) 计算公式:计算公式: 适用对象:适用对象: 多主梁桥,靠近主梁支点处的多主梁桥,靠近主梁支点处的mm 挂车取消第59页/共125页 2021-8-14 61 2.4 2.4 ※※按杠杆原理法计算示例 按杠杆原理法计算示例 2m 2m 1.5 3#梁反力影响线 横向影响线加载 η3=0.675 η2=0.675 影响线坐标第60页/共125页 2021-8-14 62 2.4 2.4 横向影响线加载 η3=0.675 η2=0.675 影响线坐标ηi675 计算最大反力: 3#梁最大受到0.675倍的轴重作用,即m=0.675荷载大小Qi 按前面公 式计算: 3#梁汽车荷载横向分布系数m=0.675 第61页/共125页 2021-8-14 63 2.4 2.4 刚性横梁法刚性横梁法 横隔梁设置与结横隔梁设置与结 构横向刚度 构横向刚度 <=0.5<=0.5),荷载作 ),荷载作 用下中间横隔梁 用下中间横隔梁 的弹性挠曲变形 的弹性挠曲变形 不足道不足道 假定:中间横隔假定:中间横隔 梁为刚度无穷大 梁为刚度无穷大 的刚性梁,保持 的刚性梁,保持 直线形状 直线形状 各主梁的变形各主梁的变形 (分配荷载)规 (分配荷载)规 律类似于材料力 律类似于材料力 压时的截面应力压时的截面应力 分布情况 分布情况 靠近活载的主 梁承担的荷载 横隔梁第62页/共125页 2021-8-14 64 2.4 2.4 作用一个偏心荷载。横梁刚度偏小时,横梁既要 发生转动变形,也会产生挠曲 变形。 横梁刚度无穷大时,横梁只 发生转动变形,不发生挠曲。 第63页/共125页 2021-8-14 65 2.4 2.4 Mt=P*e等效于中心荷载P和扭矩Pe共同作用 中心荷载P使得梁组均匀下沉 扭矩Mt使得梁绕轴心旋转 第64页/共125页 2021-8-14 66 2.4 2.4 扭矩Pe=e的作用(图d)假定各I不相等 偏心力矩M= 1e的作用 两者叠加的结果 跨中断面 第65页/共125页 2021-8-14 67 2.4 2.4 由于横梁刚度很大,各T梁发生均匀下沉各T梁处横梁分配给T梁的反力为Ri’ 由材料力学简支梁的挠度计算公式: 第66页/共125页2021-8-14 68 2.4 2.4 (B)扭矩的反力效应 由于横梁刚度很大,各T 梁绕中心旋转,各梁处产 生不同的位移。W ”与转角和梁的位置有关。 由力距平衡条件:全部反力力矩之和等于外力矩Pe 位于同一侧时两者的乘积取正号,反之应取负 第67页/共125页2021-8-14 69 2.4 2.4 (A)中心荷载的反力效 Pe产生各梁的总反力效应由反力互等定律,得 kiik ikki 下标的涵义:i——所分析的梁号;k——P=1作用的梁号 第68页/共125页 2021-8-14 70 2.4 2.4 任意i号主梁荷载分布一般公式:该公式可用来求解P=1作用在k号梁轴线上时i号梁所分担的荷载 。例如,若求P=1作用在1号梁轴线上时1号和5号梁所分担的荷 载,只要在上式中,将a 11第69页/共125页 2021-8-14 71 2.4 2.4 )利用荷载横向影响线求主梁的荷载横向分布系数m当多个荷载作用时,需要先计算荷载横向影响线,然后按最不利位 置加载,求m cq 若各主梁截面尺寸相同,按反力互等定律,并引入符号η(表示横向影响线纵坐标),有 公式表示P=1作用在各主梁上时i号梁所分担荷载的变化情况, 即i号梁的荷载横向分布影响线 例子:1号边梁的横向影响线的 两个控制竖标值为 ik ki ki kiik ki 5115 1111 问题:在横向分布影响线上怎样布载?第70页/共125页 2021-8-14 72 2.4 2.4 算m时的注意事项当横截面沿桥纵轴线对称时,只需取一半主梁(包括位于桥纵轴线上的主 梁)作为分析对象; 车辆荷载沿横向的布置(车轮至路缘石的距离,各车横向间距等)应满足 有关规定(见右上图); 各类荷载沿横向的布置及取舍按最不利原则进行,即所求出的m应为最大 对双车道或多车道桥梁,汽车加载时应以轴重(而不是轮重)为单位,即一辆汽车横向的两个轮重应同时加载或同时不加载; 计算公式:同前。 第71页/共125页 2021-8-14 73 2.4 2.4 性横梁法m计算示意第72页/共125页 2021-8-14 74 2.4 2.4 五.修正的刚性横梁法修正的刚性横梁法 正的刚性横梁法考虑了主梁的扭转,在前述公式第二项乘以一个小于1的抗扭修正系数,适 用范围同刚性横梁法。 12EIGI nL 第73页/共125页2021-8-14 75 2.4 2.4 横梁刚度偏小时,横梁既要发生转动变形,也会产生挠曲 变形。 横梁刚度无穷大时,横梁只 发生转动变形,不发生挠曲。 回顾:刚性横梁法的适用条件和分析假定 <=0.5),荷载作用下中间横隔梁的弹性挠曲变形同主梁的相比微不足道 假定:中间横隔梁为刚度无穷大的刚性梁, 保持直线形状 桥面较宽时刚性横梁法误差较 无论是否修正抗扭刚度,其横向分布影响线均的直线形态不 会改变,只是斜率有所不同。 第74页/共125页 2021-8-14 76 2.4 2.4 把桥跨划分为沿纵向切割的多片主梁,主梁间的切口用冗余力来替代,通 过力法进行超静定结构求解。 横隔板的焊接钢板连接形式 第75页/共125页 2021-8-14 77 2.4 2.4 横隔板的“螺栓接头”连接形式 横隔板的“环行钢筋+ 现浇接缝”连接形式 第76页/共125页 2021-8-14 78 2.4 2.4 主要用于求解翼缘板之间是刚性连结的肋梁桥。 多片T梁通过横隔梁 刚性连接,形成整 第77页/共125页2021-8-14 79 2.4 2.4 七.铰接梁(板)法铰接梁(板)法 用现浇混凝土纵向企口缝连结的装配式板桥。 仅在翼板间用焊接钢板或伸出交叉钢筋连结的无中间横隔梁的装配式肋 空心板截面形式企口式混凝土铰 第78页/共125页 2021-8-14 80 2.4 2.4 七.铰接梁(板)法铰接梁(板)法 用现浇混凝土纵向企口缝连结的装配式板桥。 仅在翼板间用焊接钢板或伸出交叉钢筋连结的无中间横隔梁的装配式肋 用于中小跨度的无横隔板T梁翼缘板用交叉钢筋连接,接 口处仅能传递剪力 第79页/共125页 2021-8-14 81 2.4 2.4 假定一:铰缝仅能传递剪力 假定二:集中荷载近似用正弦荷载等效 第80页/共125页 2021-8-14 82 2.4 2.4 求解单位“板宽”的力法方程: (1)每块板分配的竖向力与外荷 载P及切口剪力g 有关;(2)每块板的变形与其分配的外 力有关; (3)切口处的相对变形为零。 (4)切口的数量与切口处变形协 调的数量相同。 (5)可以建立方程求解各切口力 的大小。 第81页/共125页 2021-8-14 83 2.4 2.4 横向分布系数的计算: (1)根据切口力q 的大小可以计算各主梁处的横向分布系 数影响线坐标值。 (2)根据各主梁处的横向分布系 数坐标值拟合出横向分布 系数影响线。(曲线,非 直线) (2)根据车道布置及影响线加载 计算出横向分布系数。 具体计算过程可以通过《公路桥梁设计手 册》查表确定出影响线坐标值。 使用手册时关键是确定主梁的计算参 反映主梁抗扭刚度和 抗弯刚度比 值的参数 Id390 铰接法中β接近于0 第82页/共125页 2021-8-14 84 2.4 2.4 的对照的对照 梁板间横向连接弱--铰接梁板间横向连接强--刚接 假定:接口处仅能传递剪力Q 假定:接口处能传递剪力Q、弯矩M 假定:接口处都能传递轴力N 建立方程求解接口冗余力Qi 建立方程求解接口冗余力Qi、Mi 结构纵向断开, 接口间用冗余力 替代 荷载用正弦函数表达 计算横向分布影响线控制点坐标 横向影响线绘制 横向荷载加载计算横向分布系数 可用查表(《公路桥梁设 计手册》)代替计算确定 出影响线坐标值。 Id390 需要先计算结构的参数β和γ第83页/共125页 2021-8-14 85 2.4 2.4 九.比拟正交异性板(比拟正交异性板(GG--MM)法 将主梁和横隔梁的刚度换算成两将主梁和横隔梁的刚度换算成两 向刚度不同的比拟弹性平板,按 向刚度不同的比拟弹性平板,按 古典弹性理论来分析求解其各点 古典弹性理论来分析求解其各点 的内力值,并由实用的曲线图表 的内力值,并由实用的曲线图表 进行荷载横向分布计算。 进行荷载横向分布计算。 GG--MM法适用范围进一步拓宽(适法适用范围进一步拓宽(适 用于桥梁宽 用于桥梁宽//跨比较大的梁桥), 跨比较大的梁桥), 尤其适用于多主梁多横梁的结构。 尤其适用于多主梁多横梁的结构。 第84页/共125页 2021-8-14 86 2.4 2.4 实际结 间距b间距a 第85页/共125页2021-8-14 87 2.4 2.4 横向挠度 横向影响线 应用弹性板的理论和公式进行分析 横向荷载加载 横向分布系数 第86页/共125页 2021-8-14 88 2.4 2.4 一. 一.荷载在顺桥跨不同位置时主 荷载在顺桥跨不同位置时主 梁梁mm的取值 的取值 mm沿桥跨方向会产生变化。沿桥跨方向会产生变化。 杠杆原理法计算梁端杠杆原理法计算梁端mm 00 ,其他方 ,其他方 法计算跨中 法计算跨中mm cc 实用假定:实用假定: 无横梁或单根横梁情况 多根横梁情况 第87页/共125页 2021-8-14 89 2.5 2.5 横梁受力计算概述横梁受力计算概述 铁路桥的混凝土简支梁,通常由两片T梁构成; 由于铁轨对称布置,列车不会偏载,两片主(纵 )梁受力完全相同(对称)。 铁路两片纵梁间的连接依靠横梁来实现,横梁 受力简单,一般按照构造进行横梁设计。 公路桥中因为存汽车荷载 横向位置的变化性,横梁 需进行计算设计; 精确的方法是进行空间分 也可用平面简化分析,用跨中的横梁控制设计计算 第88页/共125页2021-8-14 90 2.5 2.5 形成网格梁的形式共同受力。 可以用梁格法进行计 算求解。 横梁支点 支点 研究主梁(纵梁)受力时,认为纵梁支撑在横梁上,分析纵梁的横向分布系数。 研究横梁受力时,认为横梁弹性支撑在纵梁上 ,需先分析横梁的荷载纵向分布情况。 简化计算方法 第89页/共125页 2021-8-14 91 2.5 2.5 二.横梁上荷载的纵向分布情况横梁上荷载的纵向分布情况 公路车辆荷载 车辆荷载在跨中横梁上的分配,可以按刚性横梁法计算。 绘制对于横梁的“纵向影响线”,按产生最大荷载分配进行影响 线加载:考虑车辆荷载的重轴(后轴)置于影响线的峰值附近。 横梁的纵 向影响线 第90页/共125页2021-8-14 92 2.5 2.5

混凝土桥ppt学习教案

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幼儿/小学教育 --  教育管理
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混凝土桥ppt学习教案
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混凝土 横断面 腹板 面设计 教案 要点

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