橋梁工程講義1028頁P(yáng)PT（知名教授）_ppt

1、橋 梁 工 程第一章 總論1.1 概述1.2 橋梁的總體規(guī)劃與設(shè)計(jì)程序1.3 橋梁結(jié)構(gòu)的作用1.1 概述一、橋梁在交通事業(yè)中的地位及發(fā)展二、橋梁的組成及分類一、橋梁在交通事業(yè)中的地位及發(fā)展地位：陸路交通中的重要組成部分成就：古今中外橋梁發(fā)展有很大成就發(fā)展方向：大跨、輕型、高強(qiáng)上海東海大橋大連煙臺跨海通道Dalian-Yantai Channel Crossing Project上海崇明長江口通道Shanghai-Chongming Yangtze Estuary Crossing Project港珠澳跨海通道Hong Kong-Zhuhai-Macao Corridor Project瓊州海峽

2、大橋Qiongzhou Channel Crossing Project杭州灣跨海大橋Hangzhouwan Gulf Crossing Project跨海通道1940年剛開通幾個(gè)月的塔科瑪大橋由于風(fēng)致振動而倒塌1 中跨扭轉(zhuǎn)2 扭轉(zhuǎn)的嚴(yán)重程度：右側(cè)人行道比左側(cè)高8.5m3 該開始破壞時(shí)，有一塊混凝土橋面掉入水中4 第一輪破壞后的樣子5 中跨破壞后，邊跨的松弛、下垂現(xiàn)象6 橋剛倒塌后的照片趙州橋世界著名古石拱橋，又稱安濟(jì)橋，位于河北趙縣，建于隋代（595-605年），為李春父子所建，全長50.83m，凈跨37.02m，矢高7.23m玉帶橋位于北京頤和園內(nèi)建于1750年瀘定大渡河鐵索橋全長103米

3、，建成于1706年，四川滬定鐵索橋，橋凈跨100米，橋?qū)?.8米，上鋪木板，底索9根，每根索長約128米，兩側(cè)各有兩根欄桿索，由四川善于制作鐵索橋的全天州修建。兩岸石砌橋臺，用臺身自重來平衡鐵索的拉力。 武漢長江大橋1957年，長江第一橋公鐵兩用，橋面寬18米，全長1690米南京長江大橋3160米鋼桁梁，1969年我國自主設(shè)計(jì)建造 江陰長江大橋 懸索橋，主跨1385米 香港青馬大橋 懸索橋，主跨1377米 南京長江二橋 斜拉橋，主跨628米萬縣長江大橋 混凝土拱橋，跨徑420米虎門輔航道橋（T型剛構(gòu)橋）上海盧浦大橋（中承式拱橋）潤揚(yáng)長江大橋（懸索橋）全長35.66公里,主跨1490米 造價(jià)58

4、億,修建五年日本明石海峽大橋（懸索橋）主跨1991米,全長3910米 雙向六車道,造價(jià)40億美元日本多多羅大橋(斜拉橋）主跨890米法國諾曼底大橋（斜拉橋）主跨856米杭州灣大橋（跨海大橋）全長36公里，造價(jià)118億元二、橋梁的組成及分類橋梁路線遇到障礙時(shí),建造的人工結(jié)構(gòu)物基本組成五大部件+五小部件水位低水位：枯水季節(jié)的最低水位 高水位：洪峰季節(jié)的最高水位 設(shè)計(jì)水位：按規(guī)定洪水頻率計(jì)算 橋梁術(shù)語橋梁的分類 橋梁組成五大部件橋梁承受荷載的結(jié)構(gòu)1、橋跨結(jié)構(gòu)-又稱為橋孔結(jié)構(gòu) 指路線遇到障礙并中斷時(shí)，跨越這類障礙的結(jié)構(gòu)物2、支座-連接上、下部的傳力裝置 作用：傳遞荷載 保證上部結(jié)構(gòu)自由變位3、橋墩-作

5、用：對上部結(jié)構(gòu)起支撐作用 傳遞荷載到地基基礎(chǔ)4、橋臺-作用：橋墩作用+與路堤銜接防止填土滑塌5、基礎(chǔ)橋梁基本組成橋梁組成五小部件反映橋梁服務(wù)功能1、橋面鋪裝-要求平整、耐磨、不滲水2、防水、排水系統(tǒng)3、欄桿（防撞欄）4、伸縮縫-保證結(jié)構(gòu)自由變位，防止局部 變位導(dǎo)致整體破壞5、錐形護(hù)坡橋梁術(shù)語：凈跨徑（0） 梁橋-設(shè)計(jì)洪水位上相鄰兩個(gè)橋墩（橋臺）間凈距。 拱橋-每孔拱跨兩個(gè)跨腳截面最低點(diǎn)間的水平距離?？偪鐝?各孔凈跨徑總和（反映了橋下宣泄洪水的能力）。計(jì)算跨徑（） 梁橋-相鄰兩支座中心間距。 拱橋-兩相鄰拱腳截面形心點(diǎn)之間的水平距離。橋梁全長（） 橋梁兩端兩個(gè)橋臺的側(cè)墻或八字墻后端點(diǎn)之間的距離。

6、 橋梁基本組成橋梁高度 橋面與低水位之間的高差（反映施工難易程度）。橋下凈空高度（） 設(shè)計(jì)洪水位或通航水位至橋垮結(jié)構(gòu)最下緣間距。橋梁建筑高度 上部結(jié)構(gòu)（橋垮結(jié)構(gòu)）的厚度。容許建筑高度 橋面上邊緣至凈空頂部間距。凈矢高（f0） 從拱頂截面下緣至相鄰兩拱腳截面下緣最低點(diǎn)的連線間的垂直距離。橋梁基本組成計(jì)算矢高（f） 從拱頂截面形心點(diǎn)至兩拱腳截面形心連線的垂直距離。矢跨比（f/l） 計(jì)算矢高/計(jì)算跨徑標(biāo)準(zhǔn)跨徑（lb） 梁橋-兩相鄰橋墩中心線間距或墩中心線至橋臺臺 背前緣間距。 拱橋-標(biāo)準(zhǔn)跨徑=凈跨徑。橋梁基本組成橋梁分類：按受力特點(diǎn)分： 梁橋、拱橋、剛架橋、懸索橋、組合體系橋按用途不同分： 公路橋、

7、鐵路橋、公鐵兩用橋、農(nóng)用橋、人行橋按長度和跨徑不同分： 特大橋、大橋、中橋、小橋、涵洞按材料不同分： 木橋、圬工橋、鋼筋砼橋、預(yù)應(yīng)力鋼筋砼橋、鋼橋按跨越障礙的性質(zhì)分： 跨河橋、跨線橋（立交橋）、 高架橋（跨越深溝峽谷和城市橋梁中跨越道路的橋梁）梁橋拱橋剛架橋懸索橋組合體系橋橋涵分類橋涵分類多孔跨徑總長（）單孔跨徑（）特大橋1000l150大橋100100040l150中橋3010020l40小橋8305l20涵洞8l5按上部結(jié)構(gòu)的行車道位置分：上承式、中承式、下承式 按橋梁是否固定分：固定橋、活動橋、浮橋（隨水位升降，多為臨時(shí)性橋梁） 按施工方法整體施工橋梁上部結(jié)構(gòu)一次澆筑而成節(jié)段施工橋梁上部

8、結(jié)構(gòu)分節(jié)段組拼而成1.2 橋梁的總體規(guī)劃與設(shè)計(jì)程序一、橋梁的總體規(guī)劃原則和基本設(shè)計(jì)程序二、橋梁設(shè)計(jì)程序三、橋梁縱、橫斷面設(shè)計(jì)和平面布置四、橋梁設(shè)計(jì)方案的比較五、橋梁美學(xué)原則1.2.1 橋梁規(guī)劃設(shè)計(jì)原則(1)使用上的要求(2)經(jīng)濟(jì)上的要求(3)結(jié)構(gòu)尺寸和構(gòu)造上的要求(4)美觀上的要求1.2.2 設(shè)計(jì)程序1、前期工作：可行性研究報(bào)告（工程必要性、可行性，經(jīng)濟(jì)可行性論證）2、初步設(shè)計(jì)（初步勘察，方案確定，概算 ）3、技術(shù)設(shè)計(jì)（補(bǔ)充勘測，解決技術(shù)難題，調(diào)整概算 ）4、施工圖設(shè)計(jì)（補(bǔ)充鉆探，繪制施工詳圖，預(yù)算 ）1.2.3 橋梁縱、橫斷面設(shè)計(jì)及平面布置1、橋梁縱斷面設(shè)計(jì)(1)橋梁總跨徑的確定(2)橋梁的

9、分孔(3)橋面標(biāo)高的確定橋梁縱斷面規(guī)劃圖2、橋梁橫斷面設(shè)計(jì)（1）確定橋?qū)?、行車道?shù)量、行車道寬度、 人行道寬度、欄桿（2）確定橫坡橋面尺寸布置3、平面布置二、三、四級公路上的大、中橋線形，一般為直線，當(dāng)橋面受到兩岸地形限制時(shí)，可修建曲線橋。曲線的各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)符合路線的要求。1.2.4 橋梁設(shè)計(jì)方案的比較(1)擬定橋梁方案(2)編制方案(3)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和最優(yōu)方案的選定1.2.5 橋梁美學(xué)原則 1在滿足功能要求的前提下，要選用最佳的結(jié)構(gòu)型式：純正、清爽、穩(wěn)定。質(zhì)量統(tǒng)一于美，美從屬質(zhì)量。2美，主要表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)選型和諧與良好的比例，并具有秩序感和韻律感。過多的重復(fù)會導(dǎo)致單調(diào)。3重視與環(huán)境協(xié)調(diào)。材料的選擇

10、，表面的質(zhì)感，特別色彩的運(yùn)用起著重要作用。模型檢試有助于實(shí)感判斷，審視陰影效果。4美麗的橋梁應(yīng)以其個(gè)性對人們產(chǎn)生積極的影響。美和倫理本是相通的，美的環(huán)境將直接陶冶人們的情操，大自然的美，人為環(huán)境的美，對人們身心健康是必需的。與環(huán)境協(xié)調(diào)的橋梁與環(huán)境協(xié)調(diào)的橋梁橋梁對環(huán)境的破壞橋梁對環(huán)境的破壞1.3 橋梁結(jié)構(gòu)的作用一、永久作用 在結(jié)構(gòu)使用期內(nèi)，其量值不隨時(shí)間而變化，或其變化值與平均值比較可忽略不計(jì)的作用，例如：結(jié)構(gòu)自重、土壓力、預(yù)應(yīng)力。二、可變作用 在結(jié)構(gòu)使用期內(nèi)，其量值隨時(shí)間變化，且其變化值與平均值比較不可忽略的作用，例如汽車、人群、風(fēng)力、及汽車的影響力。三、偶然作用 在結(jié)構(gòu)使用期間出現(xiàn)的概率很小

11、，一旦出現(xiàn)，其值很大且持續(xù)時(shí)間很短的作用，例如：地震及船只或漂流物的撞擊作用。 永久作用的標(biāo)準(zhǔn)值：對結(jié)構(gòu)自重（包括結(jié)構(gòu)附加重力），可按結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)尺寸與材料的重力密度計(jì)算確定，對于變異較大的永久作用（如：浮力），應(yīng)根據(jù)該作用對結(jié)構(gòu)的有利或不利，分別取其下限值或上限值。 永久作用采用標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值 可變作用的代表值 可變作用應(yīng)根據(jù)不同的極限狀態(tài)分別采用標(biāo)準(zhǔn)值、頻遇值或準(zhǔn)永久值作為其代表值?？勺冏饔玫臉?biāo)準(zhǔn)值：可變作用的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按規(guī)定采用（承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)及按彈性階段計(jì)算結(jié)構(gòu)強(qiáng)度時(shí)采用）可變作用的頻遇值：為可變作用標(biāo)準(zhǔn)值乘以頻遇值系數(shù)1（正常使用極限狀態(tài)按短期效應(yīng)組合設(shè)計(jì)時(shí)采用）可變作用的準(zhǔn)

12、永久值：為可變作用標(biāo)準(zhǔn)值乘以準(zhǔn)永久值系數(shù)2（按長期作用組合設(shè)計(jì)時(shí)采用） 分為公路級和公路級兩個(gè)等級。 汽車荷載由車道荷載和車輛荷載組成。 車道荷載由均布荷載和集中荷載組成。 橋梁結(jié)構(gòu)的整體計(jì)算采用車道荷載。 橋梁結(jié)構(gòu)的局部加載、涵洞、橋臺和擋土墻土壓力等的計(jì)算采用車輛荷載。 車道荷載與車輛荷載的作用不得疊加。規(guī)范規(guī)定：汽車荷載Kq P K汽車荷載沖擊力1 鋼橋、鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋、圬工拱橋等上部構(gòu)造和鋼支座、板式橡膠支座、盆式橡膠支座及鋼筋混凝土柱式墩臺，應(yīng)計(jì)算汽車的沖擊作用。2 填料厚度（包括路面厚度）等于或大于0.5m的拱橋、涵洞以及重力式墩臺不計(jì)沖擊力。3 支座的沖擊力，按相應(yīng)的

13、橋梁取用。4 汽車荷載的沖擊力標(biāo)準(zhǔn)值為汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘 以沖擊系數(shù)5 沖擊系數(shù)可按下式計(jì)算： 當(dāng)fHz時(shí)， =0.05 當(dāng)1.5Hzf14Hz時(shí)，=0.1767lnf0.0157 當(dāng)f14Hz時(shí)， =0.45 式中:f 為結(jié)構(gòu)基頻（Hz）。6 汽車荷載的局部加載及在T梁、箱梁懸臂板上的 沖擊系數(shù)采用0.3。汽車荷載離心力車輛在曲線上運(yùn)行產(chǎn)生離心力。公路橋上離心力較小，當(dāng)曲線半徑等于或小于250m時(shí)，才考慮離心力的作用。離心力等于車輛荷載（不計(jì)動力效應(yīng)）乘以離心力系數(shù)C汽車荷載制動力制動力是車輛減速或制動時(shí)的慣性力。方向：與行車方向一致。作用點(diǎn)：公路橋面以上1.2m。（具體求解見規(guī)范）人群荷載當(dāng)

14、橋梁計(jì)算跨徑小于或等于50米時(shí)，人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值為3.0KN/m2；當(dāng)橋梁跨徑等于或大于150米時(shí)，人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值為2.5KN/m2；當(dāng)橋梁的計(jì)算跨徑在50米150米之間時(shí)，可由線性內(nèi)插得到人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值。對跨徑不等的連續(xù)結(jié)構(gòu)，以最大計(jì)算跨徑為準(zhǔn)。汽車引起的土側(cè)壓力計(jì)算橋臺時(shí)使用風(fēng)力中小橋按靜風(fēng)壓計(jì)算，大橋按動力計(jì)算汽車制動力計(jì)算支座及橋墩時(shí)使用溫度影響力日照及常年溫差支座摩阻力計(jì)算橋墩時(shí)使用流水壓力及冰壓力計(jì)算橋墩時(shí)使用施工荷載指結(jié)構(gòu)在施工過程中承受的荷載包括：自重、人群、架橋機(jī)、風(fēng)載、溫度力吊機(jī)或其他機(jī)具的荷載及在構(gòu)件制造、運(yùn)送、吊裝時(shí)作用于構(gòu)件上的臨時(shí)荷載。 偶然作用采用標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值

15、偶然作用的標(biāo)準(zhǔn)值： 應(yīng)根據(jù)調(diào)查、試驗(yàn)資料，結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)確定其標(biāo)準(zhǔn)值。四、作用效應(yīng)組合 公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)上可能同時(shí)出現(xiàn)的作用，按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行作用效應(yīng)組合，取其最不利效應(yīng)組合進(jìn)行設(shè)計(jì)。只有在結(jié)構(gòu)上可能同時(shí)出現(xiàn)的作用，才進(jìn)行其效應(yīng)的組合。當(dāng)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件需做不同受力方向的驗(yàn)算時(shí)，則應(yīng)以不同方向的最不利的作用效應(yīng)進(jìn)行組合。當(dāng)可變作用的出現(xiàn)對結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生有利影響時(shí)，該作用不應(yīng)參與組合。實(shí)際不可能同時(shí)出現(xiàn)的作用或同時(shí)參與組合概率很小的作用,按下表不考慮其作用效應(yīng)的組合。施工階段作用效應(yīng)的組合，應(yīng)按計(jì)算需要及結(jié)構(gòu)所處條件而定，結(jié)構(gòu)上的施工人員和施工機(jī)具設(shè)備均應(yīng)作為臨

16、時(shí)荷載加以考慮。組合式橋梁，當(dāng)把底梁作為施工支撐時(shí)，作用效應(yīng)宜分兩個(gè)階段組合，底梁受荷為第一個(gè)階段，組合梁受荷為第二個(gè)階段。多個(gè)偶然作用不同時(shí)參與組合。按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的效應(yīng)組合基本組合：永久作用+可變作用偶然組合：永久作用+可變作用+一種偶然作用按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)的效應(yīng)組合作用的短期效應(yīng)組合： 永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)+可變作用頻遇值效應(yīng)作用的長期效應(yīng)組合： 永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)+可變作用準(zhǔn)永久值效應(yīng)第二章鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋1.1 鋼筋砼和預(yù)應(yīng)力砼梁橋一般特點(diǎn)鋼筋混凝土梁橋可就地取材可工業(yè)化施工耐久性好可塑性強(qiáng)自重大受季節(jié)影響大不能使用高強(qiáng)材料鋼筋混凝土梁帶裂縫工作預(yù)應(yīng)力混凝

17、土梁橋材料力學(xué)性能好跨越能力大抗裂性好剛度大可以使用高強(qiáng)材料更適合于裝配式橋梁提高結(jié)構(gòu)耐久性節(jié)約鋼材工藝復(fù)雜、造價(jià)高1.2 梁橋類型及適用情況 一、按承重結(jié)構(gòu)的截面形式劃分 板橋、肋板式梁橋、箱形梁橋 二、按承重結(jié)構(gòu)的靜力體系劃分 簡支梁、懸臂梁、連續(xù)梁、 T形剛構(gòu)橋、連續(xù)剛構(gòu)橋 三、按施工方法劃分 整體現(xiàn)澆式、預(yù)制裝配式板橋優(yōu)點(diǎn)構(gòu)造簡單、施工方便、建筑高度小缺點(diǎn)跨越能力小整體式：是雙向受力的彈性薄板矮肋式：減輕自重、單向受力，沿跨徑方向受彎裝配式：單向受力的窄板式梁鉸接而成空心板式：減小自重、加大跨徑裝配整體式：缺乏起重設(shè)備的情況下采用肋板式梁橋（橫截面有明顯肋形結(jié)構(gòu)的梁橋）特點(diǎn)減輕自重、跨

18、越能力大 充分發(fā)揮砼受壓和鋼筋受拉特性 整體式肋梁橋 裝配式肋梁橋箱形梁橋優(yōu)點(diǎn)能夠承受正負(fù)彎矩、 抗扭性能好、自重輕適用大跨徑的懸臂、連續(xù)梁橋 底板的存在故不適用于簡支梁 簡支梁施工方便靜定體系對地基要求不高彎矩最大適合于小跨徑橋梁連續(xù)梁橋恒載、活載均有卸載彎矩（負(fù)彎矩）伸縮縫少，行車條件好結(jié)構(gòu)剛度大，變形小超靜定體系對地基要求高適合于中等以上跨徑橋梁懸臂梁橋分為單懸臂、雙懸臂卸載彎矩（負(fù)彎矩）使跨中彎矩減小靜定體系對地基要求不高跨中有接縫，行車條件不好跨中的牛腿、伸縮縫，易損壞適合于中等以上跨徑橋梁施工不方便T形剛構(gòu)橋卸載彎矩類似于懸臂梁適合于懸臂施工、節(jié)省支座靜定體系對地基要求不高跨中的牛

19、腿、伸縮縫，易損壞行車條件不好適合于中等以上跨徑橋梁連續(xù)剛構(gòu)橋綜合了連續(xù)梁與T形剛構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)超靜定體系對地基要求高適合于中等以上跨徑的高墩橋梁整體現(xiàn)澆式梁橋耗費(fèi)較多支架和模板，工業(yè)化程度低，整體性好。預(yù)制裝配式梁橋工廠化施工，節(jié)約支架和模板，施工速度快，受季節(jié)影響小。第二章 橋面構(gòu)造橋面構(gòu)造橫斷面圖橋面布置有雙向車道布置（劃線分隔）、分車道布置和雙層橋面布置等。橋面構(gòu)造包括行車道鋪裝、排水防水系統(tǒng)、伸縮縫、人行道（或安全帶）、緣石、欄桿、護(hù)欄和照明燈具等。橋面構(gòu)造橫斷面圖分車道橋面布置橋面鋪裝作用：1、防止車輪磨損行車道板2、保護(hù)主梁免受雨水侵蝕3、對車輛荷載起分布作用4、提高行車舒適度、增加橋

20、梁美觀橋面橫坡的設(shè)置方式a、板橋或現(xiàn)澆肋板式梁橋，傾斜的橋面板，等厚鋪裝（節(jié)省材料，減輕自重）b、裝配式肋梁橋，設(shè)置三角墊層，等厚鋪裝（構(gòu)造簡單，施工方便）c、寬橋，將行車道板做成雙向傾斜，（主梁構(gòu)造復(fù)雜，制作麻煩）橋面鋪裝類型1、普通水泥混凝土或?yàn)r青混凝土（應(yīng)用廣泛）2、防水混凝土（防水要求不高時(shí)）3、具有貼式防水層的水泥混凝土或?yàn)r青混凝土 （防水要求高或橋面板位于結(jié)構(gòu)受拉區(qū)而可 能出現(xiàn)裂縫時(shí)）a、防水混凝土b、具有貼式防水層的水泥混凝土或?yàn)r青混凝土橋面防水、排水設(shè)施 防水層的類型灑布薄層瀝青或改性瀝青，其上撒布一層砂，經(jīng)碾壓形成瀝青涂膠下封層；涂刷聚氨脂膠泥、環(huán)氧樹脂、陽離子乳化瀝青、氯丁

21、膠乳等高分子聚合物涂膠；鋪裝瀝青或改性瀝青防水卷材，以及浸漬瀝青的無紡?fù)凉げ嫉茸龇?。排水設(shè)施設(shè)置數(shù)量：i2, l2, l50 時(shí)1215設(shè)米一個(gè)； i=2，周邊支承， 單向（短跨）配置受力筋。 雙向板:長寬比2，周邊支承，雙向配力筋。 懸臂板:三邊支承，一側(cè)固端、一側(cè)懸臂。 鉸接板:相鄰翼板鉸接。荷載的雙向傳遞荷載分布尺寸縱向：橫向：荷載集度：三、板的有效分布寬度外荷載產(chǎn)生的分布彎矩：mx外荷載產(chǎn)生的總彎矩：（分布彎矩的最大值：mxmax）單向板有效分布寬度設(shè)板的有效工作寬度為a：根據(jù)最大彎矩按矩形換算的有效工作寬度a a)簡支板，跨中單個(gè)荷載；b)固結(jié)板，跨中單個(gè)荷載；c)簡支板，全跨窄條荷

22、載；d)簡支板，1/4跨處單個(gè)荷載橋規(guī)規(guī)定單向板有效分布寬度荷載位于板的中央地帶 單個(gè)荷載作用： 多個(gè)荷載作用：荷載位于支承邊處：荷載由支點(diǎn)向跨中移動，有效分布寬度可近似按45線過渡荷載靠近支承邊處：懸臂板的有效分布寬度荷載作用在板邊時(shí)：mxmax -0.465P ，總彎距 M。= Pl。取a=2l0 ,近似按45角向懸臂板支承處分布規(guī)范規(guī)定 懸臂板的有效工作寬度為： a = a1+2b = a2+2H+2b 最不利時(shí)為：b=l0四、行車道板內(nèi)力計(jì)算對于實(shí)體矩形行車道板由彎矩設(shè)計(jì)控 制，習(xí)慣以每米寬板條來進(jìn)行計(jì)算。行車道板的設(shè)計(jì)由彎矩控制。多跨連續(xù)單向板的內(nèi)力板面實(shí)質(zhì)上是一系列支承在彈性板上的

23、多跨徑連續(xù)板 。近似為多跨彈性連續(xù)梁主梁扭轉(zhuǎn)對行車道板受力的影響A圖：主梁抗扭剛度極大，板的工作近似固端梁。C圖：主梁抗扭剛度極小，板在梁肋支承處為近似 自由轉(zhuǎn)動的鉸支座，則板的受力就如多跨連 續(xù)梁體系。B圖：介于二者之間。彎矩計(jì)算步驟：（1）先算出一個(gè)跨度的相同的簡支板再恒載和活載作用下的跨中彎矩： 每米板寬的跨中恒載彎矩：每米板寬的跨中活載彎矩：（2）在上乘以偏安全的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)加以修正，求出支點(diǎn)處和跨中截面的設(shè)計(jì)彎矩。（主梁抗扭能力大）跨中彎矩：支點(diǎn)彎矩：（主梁抗扭能力?。┛缰袕澗兀褐c(diǎn)彎矩：剪力計(jì)算步驟：（荷載靠近梁肋邊緣布置）（1）恒載剪力： （2）活載剪力： （3） 單向板內(nèi)力計(jì)算圖式

24、a)求跨中彎矩b)求支點(diǎn)剪力鉸接懸臂板的內(nèi)力 彎矩：（1）恒載彎矩： （2）活載彎矩： （3） 剪力：（1）恒載剪力： （2）活載剪力： （3） 鉸接懸臂板的內(nèi)力 懸臂板內(nèi)力彎矩：（1）恒載彎矩： （2）活載彎矩： （3） 懸臂板內(nèi)力剪力：（1）恒載剪力： （2）活載剪力： （3） 荷載橫向分布計(jì)算5.3 荷載橫向分布計(jì)算1、概述2、杠桿原理法3、偏心壓力法4、修正的偏心壓力法5、鉸接板（梁）法6、剛接梁法7、比擬正交異性板法8、荷載橫向分布系數(shù)沿橋跨的變化 概述（其實(shí)質(zhì)是“內(nèi)力”橫向分布）公路橋梁一般由多片主梁組成,并通過一定的橫向聯(lián)結(jié)連成一個(gè)整體。當(dāng)一片主梁受到荷載作用后，除了這片主梁承擔(dān)

25、一部分荷載外，還通過主梁間的橫向聯(lián)結(jié)把另一部分荷載傳到其他各片主梁上去，因此對每個(gè)集中荷載而言，梁是空間受力結(jié)構(gòu)，實(shí)用計(jì)算中把結(jié)構(gòu)空間力學(xué)分析簡化為平面梁元。需求出任一位置集中力沿橋橫向分布給某梁的荷載力，然后按平面問題求某梁某截面內(nèi)力。荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算 a)在單梁上 b)在梁式橋上將空間的問題轉(zhuǎn)化為簡單的平面問題（即將雙值函數(shù)轉(zhuǎn)化為單值函數(shù)） 單梁某一截面的內(nèi)力影響線單位荷載沿恒向作用在不同位置時(shí)對某梁所分配的荷載比值變化曲線，也稱作對于某梁的荷載恒向分布影響線。 車輪荷載在橋上的橫向分布荷載橫向分布系數(shù)在橋梁的設(shè)計(jì)中，通常用一個(gè)表現(xiàn)荷載橫向分布程度的系數(shù)m與軸重的乘積來表示某個(gè)梁所承擔(dān)

26、的荷載。這個(gè)m就稱為荷載橫向分布系數(shù)。m的力學(xué)意義：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)。橫向聯(lián)結(jié)剛度對荷載橫向分布系數(shù)的影響荷載橫向分布規(guī)律與結(jié)構(gòu)的橫向聯(lián)接剛度有關(guān)。剛度越大，荷載橫向分布作用越顯著，各主梁的 負(fù)擔(dān)也越均勻。 荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算方法 杠桿原理法將橫向結(jié)構(gòu)視為在主梁上斷開而簡支在其上的簡支梁。偏心壓力法將橫隔梁視為剛性極大的梁。（考慮主梁的抗扭剛度，又稱為偏心壓力法。）橫向鉸接板（梁）法相鄰主梁鉸接。（只傳遞剪力）荷載橫向分布系數(shù)計(jì)算方法橫向剛接梁法主梁間剛性連接。（傳遞剪力和彎矩）比擬正交異性板法將主梁和橫隔梁的剛度換算成兩向剛度不同的比擬彈性平板來求解，并由實(shí)用的

27、曲線圖表進(jìn)行荷載橫向分布計(jì)算。求解主梁內(nèi)力步驟 1、求荷載橫向分布系數(shù)m：分析荷載在橋上的橫向分布畫出荷載橫向分布影響線橫向按最不利荷載情況布載計(jì)算橫向分布系數(shù)m 2、求某根主梁承擔(dān)的荷載mP3、利用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解主梁內(nèi)力汽車： 人群：1、杠桿原理法基本假定：忽略主梁間橫向結(jié)構(gòu)的聯(lián)系作用。 （即：假定橋面板在主梁上斷開，當(dāng)作沿橫向支承在主梁上的簡支梁或懸臂梁來考慮。）計(jì)算原理：荷載分布影響線同支反力影響線。適用條件： 適用于2根主梁的橋梁 多主梁荷載位于支點(diǎn)處時(shí) 可近似的應(yīng)用于橫向聯(lián)系很弱的無中間橫隔梁的橋梁采用杠桿原理法計(jì)算時(shí)，應(yīng)當(dāng)計(jì)算多根主梁的橫向分布系數(shù)，以便得到受載最大的主梁的最大內(nèi)力作

28、為設(shè)計(jì)的依據(jù)。分析過程 2、偏心壓力法不計(jì)主梁的抗扭剛度 基本假定：假定橫隔梁為剛體，在荷載作用下，主梁跨中撓度橫向呈直線狀（橫隔梁的撓度為直線）。不計(jì)主梁抗扭剛度的影響。 計(jì) 算 原 理中心荷載P=1KN作用下： 只產(chǎn)生平行下移： 根據(jù)材料力學(xué)有： 對于同一座橋，基本指標(biāo)相同，則設(shè)由靜力平衡條件 各截面尺寸相同，則抗彎慣性矩相同 偏心力矩作用：根據(jù)靜力平衡條件： 注意：e與ai在原點(diǎn)同側(cè)取+；在原點(diǎn)異側(cè)取-在偏心力P=1KN作用下：相同 （i梁的位置；k荷載位置） （角標(biāo)：前面數(shù)為梁的位置，后面數(shù)為荷載位置） 適用條件中間橫隔梁13根中橫梁高度3/4主梁高窄橋： （B幾根主梁的寬度） 3、修

29、正的偏心壓力法由彎矩產(chǎn)生的內(nèi)力即第二項(xiàng)會受到抗扭剛度的影響，故只對第二項(xiàng)進(jìn)行修正。修正方法：第二項(xiàng)修正系數(shù) 計(jì) 算 原 理 靜力平衡： 幾何關(guān)系： 材料力學(xué)：由以上三式得： 其中： 主梁間距相同時(shí)： 其中：根據(jù)主梁根數(shù)n查下表n45671.0671.0421.0281.021bi和ti單個(gè)矩形的寬度和厚度 ci矩形截面抗扭剛度系數(shù)（見下表） m梁截面劃分單個(gè)矩形截面的塊數(shù)t/b10.90.80.70.60.50.40.30.20.10.1c0.1410.1550.1710.1890.2090.2290.250.270.2910.3121/3修正的偏心壓力法公式4、鉸接板（梁）法 基本假定：板（

30、梁）間的鉸只傳遞豎向剪力g(x)；板上荷載采用半波正弦荷載且作用在板（梁）的軸線上；每塊板（梁）在偏心荷載作用下產(chǎn)生垂直位移和轉(zhuǎn)角，不發(fā)生橫向彎曲。 利用結(jié)構(gòu)力學(xué)的力法變形協(xié)調(diào)條件：為相鄰板塊在鉸縫處豎向位移為0 式中：ik為單位力作用在k處，i處產(chǎn)生的位移 ip為p作用下i處產(chǎn)生的位移引入剛度參數(shù)：鉸接板橋的荷載橫向影響線和橫向分布系數(shù)求解 跨中的荷載橫向影響線對于彈性板梁，荷載與撓度呈正比關(guān)系： 有位移互等定理： 剛度參數(shù)的計(jì)算 跨中： 抗扭慣性矩IT的求解 矩形截面： 箱型截面： 鉸接板法的適用范圍 企口鉸聯(lián)結(jié)的鉸接板橋僅在翼板聯(lián)結(jié)，無中橫梁的梁橋無中橫梁的組合梁橋?qū)挊?鉸接板法計(jì)算步驟

31、 求板的抗彎慣性矩I和抗扭慣性矩IT求剛度參數(shù)查表求ik （ik=Rik=Rki）作影響線，并按最不利情況布載求荷載橫向分布系數(shù) 鉸接T梁 引入 當(dāng)懸臂不長（0.70.8m左右）跨度l大于10m時(shí)， 可忽略的影響；否則需計(jì)入的影響： 鉸接T梁法的計(jì)算步驟 求I和IT 求和 查表 做影響線并布載 求m 5、剛接梁法 基本假定：結(jié)合縫處只傳遞豎向剪力和橫向彎矩；橋上荷載采用半波正弦荷載。計(jì)算方法：結(jié)構(gòu)力學(xué)力法。具體計(jì)算過程見：同濟(jì)大學(xué)路橋教研室編公路橋梁荷載橫向分布計(jì)算6、比擬正交異性板法（G-M法） 實(shí)際結(jié)構(gòu)換算成比擬板的圖式a)實(shí)際結(jié)構(gòu)；b)換算后的比擬異性板基本假定將橋跨結(jié)構(gòu)看做橫向剛度不同

32、的異性板；利用異性板撓曲微分方程求解各類橫向撓度；即可求出荷載橫向分布影響線。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。適用范圍寬跨比較大時(shí)；由主梁、連續(xù)的橋面板和多道橫隔梁組成的鋼筋混凝土梁橋 。最大優(yōu)點(diǎn)能利用現(xiàn)成計(jì)算圖表的出相對比較精確的結(jié)果。比擬正交異性板法計(jì)算步驟 求求參數(shù)、根據(jù)查表得K0、K1校核內(nèi)差求各主梁的K0/、K1/求影響線豎標(biāo)值：畫影響線，按最不利情況布載求m荷載橫向分布系數(shù)沿橋跨的變化 對簡支梁，求跨中的最大彎矩時(shí)，鑒于m沿跨內(nèi)部分的變化不大，

33、通常均可按不變的mc來計(jì)算。對于其它截面的彎矩一般可以采用不變的mc，但對于中梁，因?yàn)閙0與mc的差異較大，所以應(yīng)計(jì)入m沿跨內(nèi)的影響。在計(jì)算主梁的最大剪力時(shí)（梁端截面），考慮m的變化影響；對于其他位置，近似的采用不變的mc來計(jì)算。主梁內(nèi)力計(jì)算5.4 主梁內(nèi)力計(jì)算 計(jì)算步驟: 活載P 各主梁受力 力學(xué)的方法 m 恒載 截面內(nèi)力（彎矩、剪力） 配筋計(jì)算驗(yàn)算截面小跨徑的簡支梁：彎矩：只求跨中截面最大彎矩，并按二次拋 物線向支座處變化。剪力：求支點(diǎn)截面和跨中截面的剪力，兩點(diǎn) 間按直線變化。較大跨徑的簡支梁：還需計(jì)算L/4處的彎矩、剪力和截面變化處的彎矩、剪力。1、恒載內(nèi)力計(jì)算（自重內(nèi)力+后期恒載內(nèi)力）

34、 按均布荷載作用，利用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法求解。ABqLAxxQXMX2、活載內(nèi)力計(jì)算 求截面內(nèi)力（汽車和人群總效應(yīng)） ：汽車荷載產(chǎn)生內(nèi)力：（將集中荷載布置在內(nèi)力影響線數(shù)值最大位置） 人群荷載產(chǎn)生內(nèi)力： S 所求截面的彎矩和剪力汽車荷載的沖擊系數(shù)汽車荷載橫向折減系數(shù)mc跨中橫向分布系數(shù)qk汽車車道荷載中，每延米均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值彎矩、剪力影響線的面積mi沿橋跨的縱向與集中荷載位置對應(yīng)的橫 向分布系數(shù)pk車道荷載中的集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值yi沿橋跨縱向與荷載位置對應(yīng)的內(nèi)力影響 線坐標(biāo)值qr縱向每延米人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值 利用汽車荷載和人群荷載計(jì)算內(nèi)力公式計(jì)算支點(diǎn)截面剪力或靠近支點(diǎn)截面的剪力時(shí)，應(yīng)另外計(jì)及支點(diǎn)附近因荷載橫向

35、分布系數(shù)變化引起的內(nèi)力增（減）值，即： a荷載橫向分布系數(shù)m過渡段長度q每延米均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值 m變化區(qū)荷載重心處對應(yīng)內(nèi)力影響線坐標(biāo)橫隔梁內(nèi)力計(jì)算5.5 橫隔梁內(nèi)力計(jì)算 通常只需計(jì)算受力最大的跨中橫隔梁的內(nèi)力，其他橫隔梁可偏安全地仿此設(shè)計(jì)。 采用偏心壓力法計(jì)算橫隔梁內(nèi)力。1、作用在橫梁上的計(jì)算荷載 對于跨中一根橫隔梁來說，除了直接作用在其上的輪重外，前后的輪重對它也有影響。在計(jì)算中假設(shè)荷載在相鄰橫隔梁之間按杠桿原理法傳布。因此，縱向一列汽車車道荷載輪重分布給該橫隔梁的計(jì)算荷載為： 人群： （影響線上布滿荷載）杠桿原理法計(jì)算的縱向荷載影響線面積。La橫隔梁的間距。y1Pk布置在中橫隔梁上時(shí)，所對應(yīng)

36、的按杠桿原 理計(jì)算的縱向荷載影響線豎標(biāo)值，為1 。2、橫隔梁的內(nèi)力影響線 將中橫隔梁近似的看作豎向支承在多根彈性主梁上的多跨彈性支承連續(xù)梁。 由力的平衡條件有：1、荷載p=1位于截面r的左側(cè)時(shí)：2、荷載p=1位于截面r的左側(cè)時(shí)： 和 橫隔梁任意截面r的彎矩和剪力 e荷載P=1至所求截面的距離 支承反力至所求截面的距離 涉及所求截面以左的全部支承反力總和 由此可以直接利用已經(jīng)求得的的橫向分布影響線來繪制橫隔梁上某個(gè)截面的內(nèi)力影響線。3、橫隔梁內(nèi)力計(jì)算 用上述的計(jì)算荷載在橫隔梁某截面的內(nèi)力影響線上按最不利位置加載，就求得橫隔梁在該截面上的最大（或最?。﹥?nèi)力值： 橫隔梁內(nèi)力影響線豎標(biāo)、通?？山频厝?/p>

37、用主梁的沖擊系數(shù) 和值5.6 撓度、預(yù)拱度計(jì)算 恒載撓度：恒載存在的； 產(chǎn)生的撓度與持續(xù)時(shí)間相關(guān)； 分短期撓度與長期撓度 。 活載撓度：臨時(shí)出現(xiàn)的； 隨著活載的移動撓度逐漸減??； 在最不利荷載位置達(dá)到最大值； 活載駛離橋梁撓度消失。橋規(guī)規(guī)定：對鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土梁式橋，用可變荷載頻遇值計(jì)算的上部結(jié)構(gòu)長期的跨中最大豎向撓度，不應(yīng)超過對于懸臂體系，懸臂端點(diǎn)的撓度不應(yīng)超過預(yù)拱度：用來抵消永久作用撓度而在施工時(shí)預(yù) 設(shè)的反向撓度。預(yù)拱度的設(shè)置： 預(yù)拱度按通常結(jié)構(gòu)自重和一半可變活載頻遇值計(jì)算的長期撓度值二者之和。 一般的小跨徑鋼筋混凝土橋梁，當(dāng)由結(jié)構(gòu)自重和汽車荷載所計(jì)算的長期撓度不超過L/1600時(shí)

38、，可不設(shè)預(yù)拱度。 橋梁支座第六章 支座支座的位置：設(shè)在上部結(jié)構(gòu)與墩臺之間。支座的作用：(1)傳遞上部結(jié)構(gòu)的支承反力，包括恒載和活載引起的豎向力和水平力；(2)保證結(jié)構(gòu)在活載、溫度變化、混凝土收縮和徐變等因素作用下能自由變形。 支座的分類1、按其變位的可能性分： 固定支座：傳遞豎向力和水平力，允許上部結(jié)構(gòu)在支座處能自由轉(zhuǎn)動但不能水平移動。 活動支座：只傳遞豎向力，允許上部結(jié)構(gòu)在支座處既能自由轉(zhuǎn)動又能水平移動。（包括：雙向活動支座和單向活動支座）2.按材料分： 簡易支座、 鋼支座、 鋼筋混凝土支座、 橡膠支座、 特種支座(如減震支座、拉力支座等）支座的布置原則簡支梁橋：每跨一端固定支座，一端活動支

39、座。邊跨的固定支座宜設(shè)在橋臺上；相臨兩跨固定支座，不宜布置在同一橋墩上；高墩上可設(shè)相鄰兩跨的活動支座； （減小水平推力）坡橋：固定支座宜設(shè)置在標(biāo)高低的橋墩上。連續(xù)梁橋：每聯(lián)一固定支座，其余為活動支座。固定支座宜設(shè)置在中孔附近的橋墩上；受拉處設(shè)置受拉支座。懸臂梁橋：同簡支梁橋。（在傳遞豎向拉力處，設(shè)置受拉支座）特寬橋：設(shè)置縱向橫向均能移動的活動支座。彎橋：活動支座應(yīng)能沿弧線方向移動。地震區(qū)的橋梁：需設(shè)防震、減震支座。 支座選擇依據(jù) 1、跨徑 2、支反力 3、建筑高度 4、特殊形式橋梁的特殊要求支座類型 簡易墊層支座 弧形鋼支座 鋼筋混凝土擺柱式支座 板式橡膠支座 盆式橡膠支座 球形鋼支座 簡易墊

40、層支座采用幾層油毛氈或石棉制成，壓實(shí)后的厚度不小于1cm，可用于跨徑小于10m的板梁橋?；⌒武撝ёm用范圍：跨徑1020m，支承力600KN 構(gòu)造特點(diǎn)：由上下墊板所組成，下墊板頂面切剝成圓柱體。固定支座需在上墊板上做齒槽（或銷孔），在下墊板上焊以齒板（或銷釘），安裝后使齒板嵌入齒槽(或銷釘伸入銷孔)，以保證上下墊板之間不發(fā)生相對水平位移。鋼筋混凝土擺柱式支座跨徑20m；支承力=50006000KN 板式橡膠支座（中小跨徑常用） 活動機(jī)理：利用橡膠的不均勻彈性壓縮實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)角；利用其剪切變形實(shí)現(xiàn)水平位移。特點(diǎn)：不分活動支座和固定支座鋼板作用：加勁層，可以阻止橡膠片的側(cè)向膨脹，提高承載能力。盆式橡膠支

41、座 盆式橡膠支座是鋼構(gòu)件與橡膠組合而成的新型梁橋支座。特點(diǎn)：承載能力大，水平位移量大，轉(zhuǎn)動靈活，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，摩擦系數(shù)小，結(jié)構(gòu)高度小，成本較低，適用于承載能力為1000KN以上的大跨徑橋梁。 1.鋼盆2.承壓橡膠板3.鋼襯板4.聚四氟乙烯板5.上支座板6.不銹鋼滑板7.鋼緊箍圈8.密封膠圈球形鋼支座 利用球面四氟板滑動、轉(zhuǎn)動適用于大跨橋、寬橋、曲線橋支座病害支座移位、偏壓支座病害橡膠老化、開裂支座病害不銹鋼板生銹支座的設(shè)計(jì)與計(jì)算1、支座受力分析2、支座變位分析3、板式橡膠支座的設(shè)計(jì)與計(jì)算1、支座受力分析作用于支座上的豎向力有結(jié)構(gòu)自重的反力、活載的支點(diǎn)反力及其影響力。在計(jì)算活載的支點(diǎn)反力時(shí)，

42、要按照最不利位置加載，并計(jì)入沖擊效應(yīng)。當(dāng)支座可能會出現(xiàn)上拔力(負(fù)反力)時(shí)，應(yīng)分別計(jì)算支座的最大豎向力和最大上拔力。作用于支座上的水平力包括縱向水平力和橫向水平力。正交直線橋梁的支座，一般僅需計(jì)算縱向水平力。對斜橋和彎橋還需要計(jì)算離心力或風(fēng)力所產(chǎn)生的橫向水平力。支座上的縱向水平力，包括由汽車荷載的制動力(牽引力)、風(fēng)力、支座摩阻力或溫度變化支座變形所引起的水平力以及其它原因如橋梁縱坡產(chǎn)生的水平力。汽車的制動力(牽引力)應(yīng)按照公橋規(guī)的要求確定，制動力在各支座上的分配應(yīng)按規(guī)范計(jì)算。位于地震區(qū)的橋梁支座的設(shè)計(jì)計(jì)算,應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)的地震烈度，按公路抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行。2、支座變位分析支座的水平位移包括縱

43、向位移和橫向位移。支座縱向位移有溫度伸縮位移、混凝土收縮徐變變位、活載作用下梁體下翼緣伸長、下部結(jié)構(gòu)的位移等；支座橫向位移有溫度、混凝土收縮徐變變位、下部結(jié)構(gòu)橫向位移、斜橋和彎橋荷載引起的橫向變位等。支座沿縱向的轉(zhuǎn)角有結(jié)構(gòu)自重和活載產(chǎn)生的的梁端轉(zhuǎn)角、 混凝土收縮徐變產(chǎn)生的梁端轉(zhuǎn)角、因下部結(jié)構(gòu)變位產(chǎn)生的梁端轉(zhuǎn)角等。把以上各項(xiàng)支座反力和變位的計(jì)算結(jié)果按橋規(guī)的規(guī)定進(jìn)行組合，就為支座的設(shè)計(jì)提供計(jì)算數(shù)據(jù)。3、板式橡膠支座的設(shè)計(jì)與計(jì)算確定平面尺寸a、b確定厚度h計(jì)算支座轉(zhuǎn)角，驗(yàn)算支座不脫空條件驗(yàn)算支座的抗滑性能確定平面尺寸a、b 根據(jù)橡膠板與支承墊石混凝土的壓應(yīng)力不超過它們的容許承壓應(yīng)力，確定ab。 橡膠

44、板壓應(yīng)力： Nmax運(yùn)營階段由橋上全部恒載與活載（包括沖擊力） 所產(chǎn)生的最大支點(diǎn)反力； 橡膠支座的平均容許壓應(yīng)力。 混凝土壓應(yīng)力： 一般情況尺寸由橡膠支座的強(qiáng)度控制。確定厚度h 梁式橋的主梁由溫度變化等因素在支座處產(chǎn)生的縱向水平位移，依靠全部橡膠片的剪切變形t來實(shí)現(xiàn), 與t的關(guān)系為： 橡膠片容許剪切角的正切，可取用0.50.7，不計(jì)活載制動力時(shí)用0.5；計(jì)及活載制動力時(shí)取用0.7，則上式可寫成： 上部結(jié)構(gòu)在恒載作用狀態(tài)下由溫度變化等因素引起作用于一個(gè)支座上頂面相對于底面的水平位移。 當(dāng)跨徑為L的簡支梁橋兩端采用等厚橡膠支座時(shí)，因溫度變化每個(gè)支座承擔(dān)的水平位移可取簡支梁溫變變形的一半，即： 作用

45、在一個(gè)支座上的活載制動力。 由制動力引起在支座頂面相對于底面的水平位移，可按下式計(jì)算： 橡膠的剪切模量。 橡膠支座的面積。計(jì)算支轉(zhuǎn)角，驗(yàn)算支座不脫空條件主梁受荷撓曲時(shí)，梁端將產(chǎn)生轉(zhuǎn)動角，但不允許其與支座間產(chǎn)生脫空現(xiàn)象。梁端轉(zhuǎn)動時(shí)，支座就受到一個(gè)偏心豎向力的作用，表面將產(chǎn)生不均勻的壓縮變形，一端為 另一端為 ，其平均壓縮變形：Nh支座隨梁端產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)角為：確保支座偏轉(zhuǎn)時(shí)橡膠與梁底不發(fā)生脫空而出現(xiàn)局部承壓的現(xiàn)象：若計(jì)算結(jié)果 ，則需上重新修改尺寸。橋規(guī)規(guī)定橡膠支座的豎向平均壓縮變形 應(yīng)不超過 驗(yàn)算支座的抗滑性能橡膠支座一般直接擱置在墩臺與梁底之間，在它受到梁體傳來的水平力后，應(yīng)保證支座不滑動，亦即支

46、座與混凝土之間要有足夠大的摩阻力來抵抗水平力，故應(yīng)滿足下式：無活載作用時(shí)：有活載作用時(shí)：溫度變化等因素分在一個(gè)支座上的水平力。在上部結(jié)構(gòu)重力作用下的支座反力；與計(jì)算制動力相應(yīng)的汽車活載產(chǎn)生的最小支座 反力；橡膠支座與混凝土表面的摩阻系數(shù)采用0.3；與 鋼板的摩阻系數(shù)采用0.2；活載制動力分在一個(gè)支座上的水平力；其他體系梁橋第七章 其他體系梁橋7.1 懸臂和連續(xù)體系梁橋的類型和一般特點(diǎn)7.2 鋼混凝土懸臂和連續(xù)體系梁橋的構(gòu)造和 設(shè)計(jì)計(jì)算要點(diǎn) 7.3 預(yù)應(yīng)力混凝土T型剛構(gòu)橋 7.4 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋 7.5 預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋 7.6 預(yù)應(yīng)力混凝土懸索橋 7.1 懸臂和連續(xù)體系梁橋的類型和一般

47、特點(diǎn)其他體系橋的特點(diǎn)1、懸臂、連續(xù)梁橋因?yàn)橹c(diǎn)處存在負(fù)彎矩，可以使跨中正彎矩減小。2、懸臂、連續(xù)梁橋的彎矩圖面積小，導(dǎo)致材料用量少。3、連續(xù)梁支點(diǎn)截面變大的目的： 進(jìn)一步減小跨中設(shè)計(jì)彎矩 對恒載引起截面內(nèi)力影響不大 確保通航要求 抵抗支點(diǎn)處剪力4、簡支梁和懸臂梁：靜定體系不受基礎(chǔ)不均勻沿降影響 連續(xù)梁：超靜定體系基礎(chǔ)不均勻沿降引起梁內(nèi)附加內(nèi)力5、懸臂梁橋和連續(xù)梁橋與多孔簡支梁橋比較，從立面上來說，在橋墩上只需設(shè)置一排沿橋墩中心布置的支座，減小橋墩尺寸。6、從運(yùn)營條件上，連續(xù)體系比簡支懸臂都優(yōu)越。（伸縮縫少）7、懸臂梁橋和連續(xù)梁橋，支點(diǎn)負(fù)彎矩的存在，梁上緣受拉，造成構(gòu)造復(fù)雜。8、懸臂及連續(xù)梁橋的

48、施工較簡支梁橋復(fù)雜。 7.2 鋼混凝土懸臂和連續(xù)體系梁橋的構(gòu)造和設(shè)計(jì)計(jì)算要點(diǎn) 單孔雙懸梁橋：a.懸臂伸入路堤，減去橋臺，但要設(shè)置搭板（抗拉支座）。b.采取的截面：T形，箱形。 多跨懸臂梁橋：a.主孔跨徑l：通航要求，地質(zhì)，地形條件來決定。b.不受以上條件限制時(shí)，按彎矩包絡(luò)圖面積最小來確定邊孔與中孔的跨徑劃分。c.抗拉支座的設(shè)置。 d.截面：T形，箱形。 連續(xù)梁橋從橋梁美學(xué)上看：奇數(shù)孔布置較好。連續(xù)孔數(shù)一般很少超過主跨，常25孔一聯(lián)，聯(lián)與聯(lián)的銜接處，象簡之梁橋一樣，通過兩個(gè)支座支承在一個(gè)橋墩上。孔徑劃分原則：邊跨與中跨跨中彎矩趨近于相等。 圖a.單箱單室，適用于窄橋圖b.單箱單室截面，將人行道和

49、行車道分二層布置。圖c.多室箱形截面：可以用兩側(cè)的人行道挑梁來支承較寬的人行道結(jié)構(gòu)，這樣可減小箱梁本身寬度。頂板按行車道要求來設(shè)計(jì)，底板可盡量薄些。梁肋的間距要適當(dāng)，使頂板的跨徑不致過大，這樣使翼板和肋共同受力。根據(jù)內(nèi)力的分布，頂、底、腹板都可以改變厚度的。在頂板和肋板連接處設(shè)承托。圖d.頂板采用預(yù)制裝配式微彎板。懸臂梁橋變截面主梁構(gòu)造懸臂梁和連續(xù)梁配筋1.主要特點(diǎn)：受力主筋布置要滿足正負(fù)彎矩要求2.在懸臂部分和支點(diǎn)附近是負(fù)彎矩區(qū)，主筋布在梁的頂部；跨中主筋布在底部，因?yàn)檎龔澗?；在正?fù)彎矩的過渡區(qū)，頂?shù)撞慷疾贾眠m量的鋼筋。3.抵抗主拉應(yīng)力的斜筋，根據(jù)受力要求彎折。4.對跨中主筋密集的部位，在支

50、點(diǎn)負(fù)彎矩區(qū)，設(shè)加強(qiáng)鋼筋網(wǎng)。 牛腿 將懸臂端和掛梁端的局部構(gòu)造稱為牛腿。因?yàn)榱旱幕ハ啻罱?，中間設(shè)置傳力支座來傳遞較大的豎直和水平反力，所以，梁高減小到梁高的一半，這樣，牛腿就成了上部結(jié)構(gòu)中的薄弱部位。對牛腿構(gòu)造上的處理：梁肋局部加寬，并設(shè)置端橫梁，配置密集的鋼筋。 牛腿的計(jì)算（對預(yù)先設(shè)計(jì)的牛腿進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算）計(jì)算步驟 牛腿截面內(nèi)力 豎截面a-b的驗(yàn)算 最弱截面驗(yàn)算（拉應(yīng)力最大的截面） （為最弱截面傾角） 45斜截面抗拉驗(yàn)算 R作用下總斜拉力： 7.3 預(yù)應(yīng)力混凝土T型剛構(gòu)橋 構(gòu)造特點(diǎn)與尺寸擬定(1)縱、橫截面形式和主要尺寸預(yù)應(yīng)力混凝土T形剛構(gòu)橋受施工方法和受力性能要求，多采用箱形截面。(2)預(yù)應(yīng)力

51、筋的布置 明槽法（較少采用）需將橋面板向下加厚做成錨固齒板。在橋面板頂面留出凹槽 預(yù)應(yīng)力筋放在槽內(nèi) 張拉錨固 澆注明槽砼明槽法的優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)穿束方便；無需壓漿工藝缺明槽砼未受預(yù)應(yīng)力；自重大；易開裂 暗管法適用于將較多力筋分批下彎錨于 接縫處腹板上。優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu):力筋在受預(yù)應(yīng)力的砼內(nèi)，保護(hù)好；自重小缺:工藝要求嚴(yán)格；預(yù)留孔道要求準(zhǔn)確、順直； 間距不大的密集孔道在施工中易串孔漏漿T構(gòu)懸臂預(yù)應(yīng)力筋布置示意圖7.4 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋 與普通鋼筋混凝土連續(xù)梁橋相比： 充分發(fā)揮高強(qiáng)材料的特性； 增進(jìn)結(jié)構(gòu)輕型化； 增大跨徑； 有效的避免混凝土開裂，特別是避免負(fù)彎 矩區(qū)的橋面板開裂。 與預(yù)應(yīng)力混凝土T構(gòu)相比

52、： 下部結(jié)構(gòu)受力和構(gòu)造簡單； 節(jié)省材料； 變形和緩； 伸縮縫少； 剛度大； 行車平穩(wěn)； 超載能力大； 養(yǎng)護(hù)方便。 連續(xù)梁橋的力學(xué)特點(diǎn)：二次力：結(jié)構(gòu)因各種原因產(chǎn)生變形，在多余約束處將產(chǎn)生約束力，從而引起結(jié)構(gòu)附加內(nèi)力。產(chǎn)生次內(nèi)力的外界原因： 預(yù)應(yīng)力 墩臺基礎(chǔ)沉降 溫度變形 徐變與收縮 采用懸臂法分段施工：墩橋臨時(shí)固結(jié)懸臂端澆注完畢拆除臨時(shí)固結(jié)設(shè)置永久支座 結(jié)構(gòu)類型：等跨、不等跨；等高、不等高構(gòu)造特點(diǎn) ：截面形式： T形，I字形：適用于中等跨度 箱形：適用大跨度和用頂推法施工的橋梁預(yù)應(yīng)力的布置 a.頂推法施工，直線型預(yù)應(yīng)力筋 上、下通束使截面接近軸心受壓，抵抗頂推中的正負(fù)彎矩。 頂推完成后，再在跨中

53、的底部和支點(diǎn)的頂部加局部預(yù)應(yīng)力筋。 有時(shí)在跨中頂部和支點(diǎn)附近的底部設(shè)置局部的臨時(shí)束，待頂推完后拆除。b.先簡支后連續(xù)的施工方法c、d.曲線形預(yù)應(yīng)力筋布置e.整根曲線形通束錨固于梁端的布置方式7.5 預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋組成： 斜索 對主梁起彈性支撐作用； 水平分力提供水平預(yù)壓力。塔柱主梁 優(yōu)缺點(diǎn)1、有了斜索支承，主梁彎矩減小，材料??；2、借斜索的預(yù)拉力可調(diào)整主梁的內(nèi)力，使之分布均勻合理；能將主梁做成等截面梁，便于施工；3、斜索的水平分力給主梁提供水平預(yù)壓力，提高梁的抗裂性，充分發(fā)揮高強(qiáng)材料的特性；4、結(jié)構(gòu)輕巧，適用性強(qiáng)；5、建筑高度?。?、與懸索橋相比，豎向剛度及抗扭剛度較強(qiáng)，抗風(fēng)穩(wěn)定性好，用鋼

54、量小，鋼索的錨固裝置較簡單；7、便于采用懸臂法施工，施工安全可靠。 構(gòu)造類型1、斜索（主要承重部件）剛性索（纜索外包預(yù)應(yīng)力混凝土，提高剛度）柔性索（施工難，故較少采用） 斜索的立面布置形狀：1、輻射式（斜索傾角大，鋼索用量省，塔柱受力不利，集中錨固困難，錨具墊板制作安裝復(fù)雜）2、豎琴式（塔柱受力有利，便于錨固，斜索傾角小，工作效率差，鋼索用量多）3、扇 式（特點(diǎn)介于輻射式和豎琴式之間）4、星 式（顯著減小中跨撓度，可避免中跨加載時(shí)邊跨產(chǎn)生很大的負(fù)彎矩，斜索傾角最小，斜索在梁上錨固復(fù)雜）纜索在橫截面上的布置1、豎直平面索配合門式塔柱 （抗扭能力強(qiáng)，應(yīng)用廣） 2、傾斜雙平面索配合A形塔柱 （抗風(fēng)性

55、好） 3、單平面索布在中央 （簡潔，新穎，需加大主梁抗扭剛度） 4、斜索豎直平面偏離橋中線 （僅適用于人行橋） 2、塔柱3、主梁 按靜力體系分：連續(xù)梁：剛度大，整體性好，抗風(fēng)，抗震，撓 曲線平順，行車平順，應(yīng)先考慮。懸臂梁：適用于軟土地基，對抗震較不利。懸臂剛構(gòu)：適用于軟土地基，對抗震較不利。 按橫截面不同分：板式、箱梁 斜拉橋的結(jié)構(gòu)體系 1、懸浮體系（漂浮體系）必須施加一定的橫向約束，提高其振動頻率以改善動力性能；具有充分的剛度，受力均勻，可做成等截面，抗風(fēng)、抗震性能較好，施工時(shí)需臨時(shí)支點(diǎn)常用。2、支撐體系（施工時(shí)不需臨時(shí)支點(diǎn)，施工方便）3、塔梁固結(jié)體系塔柱內(nèi)力最小，溫度內(nèi)力最小，主梁邊跨負(fù)

56、彎矩較大，整體剛度較小，修建時(shí)需考慮大噸位支座。4、剛構(gòu)體系一般做成帶掛梁的，適用于對抵抗地震和風(fēng)振無特殊要求的場合。5、協(xié)作體系7.6 預(yù)應(yīng)力混凝土懸索橋懸索橋的組成 懸索橋是由主纜、加勁梁、主塔、鞍座、錨碇、吊索等構(gòu)件構(gòu)成的柔性懸吊體系，其主要構(gòu)成如下圖所示。成橋時(shí)，主要由主纜和主塔承受結(jié)構(gòu)自重，加勁梁受力由施工方法決定。成橋后結(jié)構(gòu)共同承受外荷作用，受力按剛度分配。懸索橋各部分的作用主纜：是結(jié)構(gòu)體系中的主要承重構(gòu)件；通過塔頂索鞍懸掛在主塔上并錨固于兩端錨固體中的柔性承重構(gòu)件。主塔：是懸索橋抵抗豎向荷載的主要承重構(gòu)件；支承主纜的重要構(gòu)件。加勁梁：是懸索橋承受風(fēng)荷載和其它橫向水平力的主要構(gòu)件，

57、提供橋面和防止橋面發(fā)生過大的撓曲變形和扭曲變形，主要承受彎曲內(nèi)力。吊索：是將加勁梁自重、外荷載傳遞到主纜的傳力構(gòu)件，是連系加勁梁和主纜的紐帶。錨碇：是錨固主纜的結(jié)構(gòu)，它將主纜中的拉力傳遞給地基。 梁 橋 施 工第八章 梁橋施工1.根據(jù)技術(shù)狀態(tài)、水文條件、機(jī)械設(shè)備、勞動力等條件作出全面規(guī)劃。2.確定詳細(xì)的施工組織方案。3.對復(fù)雜的工藝,預(yù)先進(jìn)行科學(xué)試驗(yàn)。4.必要時(shí)預(yù)先準(zhǔn)備好補(bǔ)充的施工方案。預(yù)制安裝法施工： 優(yōu)點(diǎn)：(1)上、下結(jié)構(gòu)可平行施工，工期短。(2)混凝土收縮徐變影響小，質(zhì)量易于控制。(3)有利于組織文明生產(chǎn)。缺點(diǎn)：場地、運(yùn)輸?shù)跹b設(shè)備等受限?，F(xiàn)澆法施工：優(yōu)點(diǎn)：無需預(yù)制場地及大型吊運(yùn)設(shè)備，梁體

58、的主筋也不中斷。缺點(diǎn)：工期長，質(zhì)量不易控制，預(yù)應(yīng)力混凝土梁由于收縮、徐變引起的應(yīng)力損失大。中小跨徑整片預(yù)制安裝施工；大跨徑分段預(yù)制、分段現(xiàn)澆。鋼筋混凝土簡支梁橋的制造工藝 一、模板和簡易支架 要求：具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，能可靠地承受施工過程中可能產(chǎn)生的各項(xiàng)荷載。保證構(gòu)造物的設(shè)計(jì)形狀、尺寸及各部分相互之間位置的正確性。構(gòu)造和制作力求簡單，拆裝既要方便又要盡量減少對構(gòu)件的損傷，以提高裝、拆、運(yùn)的速度和增加周轉(zhuǎn)使用的次數(shù)。模板的接縫務(wù)必嚴(yán)實(shí)、緊密，以確保新澆混凝土在強(qiáng)烈振動下不致漏漿。模板的分類和構(gòu)造分類：按制作材料分類：木、鋼、鋼木結(jié)合按模板的裝拆方法： 零拼式、分片裝拆式、整體裝拆式木模

59、板構(gòu)造：殼板(豎直、水平)+支承殼板的肋木+主柱（或橫檔）殼板接縫：平縫、搭接縫、企口縫箱梁模板簡易支架就地澆筑梁橋時(shí)，需要在梁下搭設(shè)簡易支架（腳手架）來支承模板、澆筑的鋼筋混凝土以及其他施工荷載的重量。對于裝配式橋的施工有時(shí)也要搭設(shè)簡易支架作為吊裝過程中的臨時(shí)支承結(jié)構(gòu)和施工操作之用。 鋼木混合支架輕 型 鋼 支 架落地式支架 梁式支架注意：連接緊密，減小支架變形、沉降量；支架要穩(wěn)定，不應(yīng)與腳手架、便橋接觸；模板接縫須密合，以防漏漿；模板與構(gòu)件接觸一側(cè)應(yīng)涂刷隔離劑；模板、支架作成裝配組件，以利周轉(zhuǎn)、拆卸；裝配式構(gòu)件的外形尺寸應(yīng)準(zhǔn)確，宜使用樣板放樣制作；模板應(yīng)使用內(nèi)支撐，并注意及時(shí)拆去內(nèi)支撐。二

60、、鋼筋工作 鋼筋加工的準(zhǔn)備工作1、對進(jìn)廠鋼筋通過抽樣試驗(yàn)進(jìn)行質(zhì)量鑒定。（抗拉極限強(qiáng)度、屈服點(diǎn)、冷彎實(shí)驗(yàn)）2、整直工作： 直徑10以上：捶打整直。 直徑10以下：冷拉整直。3、整直后的鋼筋進(jìn)行去銹除污。4、整直、去銹后，按圖紙進(jìn)行劃線下料。 鋼筋的彎制成型和接頭1、鋼筋的彎制（1）下料后的鋼筋在工作平臺上用手工或電動彎筋器按規(guī)定的彎曲半徑彎制成型，兩端也彎成標(biāo)準(zhǔn)彎鉤。（2）鋼筋圖中對彎曲半徑未做規(guī)定時(shí)，按鋼筋直徑的15倍為半徑進(jìn)行彎制。（3）對需要較長的鋼筋，最好在接長后再彎制，這樣較易控制尺寸。 2、鋼筋的接頭：采用電焊（1）閃光接觸對焊為宜（這種接頭傳力性能好，省材料）（2）不能采用閃光接觸