PPT混凝土簡支梁橋的計算

混凝凝土土簡簡支支梁梁橋橋的的計計算算1概述述2行車車道道板板內(nèi)內(nèi)力力計計算算3主梁梁內(nèi)內(nèi)力力計計算算4橫隔隔板板內(nèi)內(nèi)力力計計算算5撓度度及及預(yù)預(yù)拱拱度度計計算算6斜彎彎橋橋計計算算簡簡介介1概述述橋梁梁工工程程計計算算的的內(nèi)內(nèi)容容內(nèi)力力計計算算———橋梁梁工工程程、、基基礎(chǔ)礎(chǔ)工工程程課課解解決決截面面計計算算———混凝凝土土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)原原理理、、預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力混混凝凝土土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)課課程程解解決決變形形計計算算簡支支梁梁橋橋的的計計算算構(gòu)構(gòu)件件上部部結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)———主梁梁、、橫橫隔隔板板、、橋橋面面板板支座座下部部結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)———橋墩墩、、橋橋臺臺計算算過過程程內(nèi)力計算截面配筋驗算開始擬定尺寸是否通過計算結(jié)束否是2行車車道道板板計計算算2.1行車車道道板板的的類類型型行車車道道板板的的作作用用：：直接接承承受受車車輪輪荷荷載載、、把把荷荷載載傳傳遞遞給給主主梁梁分類類單向向板板雙向向板板懸臂臂板板鉸接接懸懸臂臂板板荷載載傳傳遞遞2.2車輪輪荷荷載載的的分分布布車輪輪均均布布荷荷載載———a2b2(縱、、橫橫)橋面面鋪鋪裝裝的的分分布布作作用用輪壓壓2.3有效效工工作作寬寬度度概念念：：板板在在局局部部分分布布荷荷載載的的作作用用下下，，不不僅僅直直接接承承壓壓部部分分參參加加工工作作，，且且與與其其相相鄰鄰的的部部分分板板帶帶也也要要分分擔(dān)擔(dān)一一部部分分荷荷載載共共同同參參與與工工作作，，因因此此需需要要確確定定板板的的有有效效工工作作寬寬度度1.計算原原理外荷載載產(chǎn)生生的分分布彎彎矩——mx外荷載載產(chǎn)生生的總總彎矩矩——分布彎彎矩的的最大大值——mxmax設(shè)板的的有效效工作作寬度度為a假設(shè)可得有效工工作寬寬度假假設(shè)保保證了了兩點(diǎn)點(diǎn)：1）總體體荷載載與外外荷載載相同同2）局部部最大大彎矩矩與實(shí)實(shí)際分分布相相同通過有有效工工作寬寬度假假設(shè)將將空間間分布布彎矩矩轉(zhuǎn)化化為矩矩形彎彎矩分分布需要解解決的的問題題：mxmax的計算算影響mxmax的因素素：1）支承承條件件：雙雙向板板、單單向板板、懸懸臂板板2）荷載載長度度：單單個車車輪、、多個個車輪輪作用用3）荷載載到支支承邊邊的距距離2.單向板板1）荷載載位于于板的的中央央地帶帶單個荷荷載作作用多個荷荷載作作用2）荷載載位于于支承承邊處處3）荷載載靠近近支承承邊處處ax=a’+2x3.懸臂板板（鉸鉸接懸懸臂板板）荷載作作用在在板邊邊時mxmin-0.465P取a=2l0規(guī)范規(guī)規(guī)定a=a1+2b’＝a2+2H+2b’4、履帶帶車不不計有有效工工作寬寬度1、多跨跨連續(xù)續(xù)單向向板的的內(nèi)力力1）彎矩矩計算算模式式假定定2.4行車道道板內(nèi)內(nèi)力計計算實(shí)際受受力狀狀態(tài)：：彈性性支承承連續(xù)續(xù)梁簡化計計算公公式：：當(dāng)t/h<1/4時：：跨中彎彎矩Mc=+0.5M0支點(diǎn)彎彎矩Ms=-0.7M0當(dāng)t/h1/4時：：跨中彎彎矩Mc=+0.7M0支點(diǎn)彎彎矩Ms=-0.7M0M0——按簡支支梁計計算的的跨中中彎矩矩2）考慮慮有效效工作作寬度度后的的跨中中彎矩矩活載彎彎矩恒載彎彎矩3）考慮慮有效效工作作寬度度后的的支點(diǎn)點(diǎn)剪力力車輪布布置在在支承承附近近2、懸臂臂板的的內(nèi)力力1）計算算模式式假定定鉸接懸懸臂板板——車輪作作用在在鉸縫縫上懸臂板板——車輪作作用在在懸臂臂端2）鉸接接懸臂臂板活載恒載2）懸臂臂板活載恒載2.5算例荷載：：公路路I級橫斷面面如圖圖所示示分別按按單向向板，，鉸接懸懸臂板板計算其內(nèi)內(nèi)力回到頁頁首3主梁內(nèi)內(nèi)力計計算1.恒載內(nèi)內(nèi)力前期恒恒載內(nèi)內(nèi)力SG1（主要要包括括主梁梁自重重）計算與與施工工方法法有密密切關(guān)關(guān)系，，分清荷荷載作作用的的結(jié)構(gòu)構(gòu)后期恒恒載內(nèi)內(nèi)力SG2（橋面面鋪裝裝、人人行道道、欄欄桿、、燈柱柱〕2.活載內(nèi)內(nèi)力活載內(nèi)內(nèi)力計計算必必須考考慮最最不利利荷載載位置置一般采采用影影響線線加載載計算算計算汽汽車荷荷載時時必須須考慮慮各項項折減減系數(shù)數(shù)及沖沖擊系系數(shù)通用計計算公公式3.內(nèi)力組組合承載能能力極極限狀狀態(tài)正常使使用極極限狀狀態(tài)內(nèi)力包包絡(luò)圖圖沿梁軸軸的各各個截截面處處的控控制設(shè)設(shè)計內(nèi)內(nèi)力值值的連連線3.1實(shí)用空空間計計算原原理1.橫向分分布的的概念念梁橋由由承重重結(jié)構(gòu)構(gòu)（主主梁））及傳傳力結(jié)結(jié)構(gòu)（（橫隔隔梁、、橋面面板等等）兩兩大部部分組組成，，多片片主梁梁依靠靠橫隔隔梁和和橋面面板聯(lián)聯(lián)成空空間整整體結(jié)結(jié)構(gòu)，，當(dāng)橋橋上作作用荷荷載時時，各各片主主梁將將共同同參與與工作作，考考慮到到活載載的作作用具具有空空間性性，它它們的的受力力特征征屬于于空間間結(jié)構(gòu)構(gòu)的范范疇，，求解解結(jié)構(gòu)構(gòu)的內(nèi)內(nèi)力是是屬于于空間間計算算理論論問題題。由于空空間結(jié)結(jié)構(gòu)分分析計計算量量相對對于平平面結(jié)結(jié)構(gòu)要要大得得多，，為了了簡化化計算算，也也便于于手算算，通通常采采用下下述實(shí)實(shí)用空空間計計算方方法，，將復(fù)復(fù)雜的的空間間問題題合理理轉(zhuǎn)化化成簡簡單的的平面面問題題來求求解主主梁的的內(nèi)力力或撓撓度。2.橫向分分布計計算原原理1)整體橋橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)必必須采采用影影響面面加載載計算算最不不利荷荷載2)為簡化化計算算，采采用近近似影影響面面來加加載近似影影響面面縱橫橫方向向分別別相似似3)加載過過程橫向分分布系系數(shù)相當(dāng)于于1#梁分配配到的的荷載載4)近似方方法總總結(jié)——內(nèi)力橫橫向分分布轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為為荷荷載橫橫向分分布軸重軸重與與輪重重的關(guān)關(guān)系各縱向向影響響線比比例關(guān)關(guān)系5)影響面面加載載精確確方法法軸重軸重與與輪重重的關(guān)關(guān)系各縱向向影響響線在在不同同位置置的比比例關(guān)關(guān)系6)近似方方法的的近似似程度度近似的的原因因——縱向各各截面面取相相同的的橫向向分配配比例例關(guān)系系近似程程度對于彎彎矩計計算一一般取取跨中中的橫橫向分分配比比例關(guān)關(guān)系跨中車車輪占占加載載總和和的75%以上活載只只占總總荷載載的30%以下（（鋼結(jié)結(jié)構(gòu)除除外））荷載橫橫向分分布等等代內(nèi)內(nèi)力橫橫向分分布的的荷載載條件件半波正正弦荷荷載可可滿足足上述述條件件7)常用計計算方方法梁格法法板系法法梁系法法車輪荷荷載在在橋上上的橫橫向分分布荷載橫橫向分分布系系數(shù)m如果某某梁的的結(jié)構(gòu)構(gòu)一定定，輪輪重在在橋上上的位位置也也確定定，則則分布布給某某根梁梁的荷荷載也也是定定值。。在橋橋梁設(shè)設(shè)計中中，常常用一一個表表征荷荷載分分布程程度的的系數(shù)數(shù)m與軸重重的乘乘積來來表示示該定定值。。m即為荷荷載橫橫向分分布系系數(shù)，，它表表示某某根梁梁所承承擔(dān)的的最大大荷載載是各各個軸軸重的的倍數(shù)數(shù)。不同橫橫向剛剛度時時主梁梁的變變形和和受力力情況況主梁間間無聯(lián)聯(lián)系結(jié)結(jié)構(gòu)——m=1，整體體性差差，不不經(jīng)濟(jì)濟(jì)主梁間間橫隔隔梁剛剛度無無窮大大——各主梁梁均勻勻分擔(dān)擔(dān)荷載載實(shí)際構(gòu)構(gòu)造——剛隔梁梁并非非無窮窮大，，各主主梁變變形復(fù)復(fù)雜，，故，，橫向向連結(jié)結(jié)剛度度越大大，荷荷載橫橫向分分布作作用越越顯著著3.2橫向分分布計計算方方法杠桿原原理法法：把橫向向結(jié)構(gòu)構(gòu)(橋面板板和橫橫隔梁梁)視作在在主梁梁上斷斷開而而兩端端簡支支擱置置在主主梁上上的簡簡支梁梁或懸懸臂梁梁；偏心壓壓力法法：把橫隔隔梁視視作剛剛性極極大的的梁，，當(dāng)計計及主主梁抗抗扭剛剛度影影響時時，此此法又又稱為為修正正偏心心壓力力法；；橫向鉸鉸接板板(梁)法：把把相鄰鄰板(梁)之間視視為鉸鉸接，，只傳傳遞剪剪力；；橫向剛剛接梁梁法：：把相鄰鄰主梁梁之間間視為為剛性性連接接，即即傳遞遞剪力力和彎彎矩；；比擬正正交異異性板板法：：將主梁梁和橫橫隔梁梁的剛剛度換換算成成縱橫橫兩向向剛度度不同同的比比擬彈彈性平平板來來求解解，并并由實(shí)實(shí)用的的曲線線圖表表進(jìn)行行荷載載橫向向分布布計算算。橫向分分布計計算對于簡簡支梁梁橋，，按單單梁進(jìn)進(jìn)行計計算，，配筋筋比較較合理理。單梁的的內(nèi)力力，要要比全全橋截截面的的平均均值大大內(nèi)力和和荷載載是成成正比比例關(guān)關(guān)系將橋上上的荷荷載乘乘系數(shù)數(shù)，換換算成成作用用于單單梁的的荷載載1.杠桿法法計算算橫向向分布布系數(shù)數(shù)基本假假定：假設(shè)橫橫向聯(lián)聯(lián)系（（橫隔隔板、、橋面面板））在主主梁頂頂處斷斷開，，并簡簡支其其上。。邊梁頂頂處不不斷開開計算原原理：用力平平衡的的杠桿桿原理理，計計算單單梁分分配的的荷載載適用范范圍：計算荷荷載靠靠近主主梁支支點(diǎn)時時的m（如求求剪力力、支支點(diǎn)負(fù)負(fù)彎矩矩等））雙主梁梁橋橫向聯(lián)聯(lián)系很很弱的的無中中橫梁梁的橋橋梁箱形梁梁橋的的m=1無橫隔隔梁裝裝配式式箱梁梁橋的的主主梁橫橫向影影響線線杠桿法法計算算橫向向分布布系數(shù)數(shù)杠桿法法計算算的中中梁橫橫向分分布系系數(shù)值值偏大大，對對邊梁梁的偏偏小。。計算支支點(diǎn)處處的橫橫向分分布系系數(shù)比比較合合適。。用橫向向影響響線計計算荷荷載分分配。。桿原理理法計計算荷荷載橫橫向分分布系系數(shù)例例題當(dāng)荷載載位于于支點(diǎn)點(diǎn)處時時，應(yīng)應(yīng)按杠杠桿原原理法法計算算荷載載橫向向分布布系數(shù)數(shù)。繪制1號梁和和2號梁的的荷載載橫向向影響響線根據(jù)《公路橋橋規(guī)》規(guī)定，，在橫橫向影影響線線上確確定荷荷載沿沿橫向向最不不利的的布置置位置置。求出相相應(yīng)于于荷載載位置置的影影響線線豎標(biāo)標(biāo)值后后．就就可得得到橫橫向所所有荷荷載分分布給給1號梁的的最大大荷載載值。。公路Ⅰ級人群荷荷載1號梁在在公路Ⅰ級和人群群荷載載作用用下的的最不不利荷荷載橫橫向分分布系系數(shù)同理可得2號梁的荷載橫橫向分布系數(shù)數(shù)（作業(yè)）杠桿法計算橫橫向分布系系數(shù)示例2.剛性橫梁法（（偏心壓力法法）1）基本假定將多梁式橋梁梁簡化為由縱縱梁及橫梁組組成的梁格，，計算各主梁梁在外荷載作作用下分到的的荷載，橫隔隔梁無限剛性性。車輛荷載載作用下，中中間橫隔梁象象一根剛度無無窮大的剛性性梁一樣，保保持直線的形形狀，各主梁梁的變形類似似于桿件偏心受壓壓的情況。（又又稱為偏心壓壓力法）。橋梁較窄時(B/L<0.5)橫梁基本不變變形。2）基本原理：：類似材料力力學(xué)中桿件偏偏心受壓的計計算方法。3）適用范圍：：B/L<0.5，橫向連接可可靠。梁橋撓曲變形形（剛性橫梁梁）分析結(jié)論在中間橫隔梁梁剛度相當(dāng)大大的窄橋上，，在沿橫向偏偏心布置的活活載作用下，，總是靠近活活載一側(cè)的邊邊梁受載最大大?？疾鞂ο罂缰杏袉挝缓珊奢dP=1作用在1#邊梁上（偏心心距為e）時的荷載分分布情況計算方法偏心荷載可以以用作用于橋橋軸線的中心心荷載P=1和偏心力矩M=1.e來替代偏心荷載P=1對各主梁的荷載分分布圖4）計算原理理（計算公公式的推導(dǎo)導(dǎo)）（1）純豎向位位移（2）純轉(zhuǎn)動5） 各主梁梁位移與內(nèi)內(nèi)力的關(guān)系系（1）與豎向位移的關(guān)系（2）與轉(zhuǎn)角的關(guān)系1）豎向位移移時的平衡衡2）轉(zhuǎn)動時的的平衡6） 內(nèi)外力力平衡7）反力分布布圖與橫向向分布影響響線反力分布圖圖選定荷載位位置，分別別計算各主主梁的反力力橫向分布影影響線選定主梁，，分別計算算荷載作用用在不同位位置時的反反力各主梁剛度度相等8）橫向分分布系數(shù)在橫向分布布影響線上上用規(guī)范規(guī)規(guī)定的車輪輪橫向間距距按最不利利位置加載載9）本方法法的精度邊邊梁偏大，，中梁偏小小3.考慮主梁抗抗扭剛度的的修正剛性性橫梁法a3θ豎向反力與與扭矩的關(guān)關(guān)系轉(zhuǎn)動時的扭扭矩平衡鉸（剛）接接板（梁））法1）基本假定將多梁式橋橋梁簡化為為數(shù)根并列列而相互間間橫向鉸接接的狹長板板（梁）各各主梁接縫縫間傳遞剪剪力、彎矩矩、水平壓壓力、水平平剪力。用用半波正弦弦荷載作用用在某一板板上，計算算各板（梁梁）間的力力分配關(guān)系系2）基本原理理力法原理3）適用范圍圍通過鉸縫連連接的空心心板結(jié)構(gòu)、、沒有橫隔隔板的T梁結(jié)構(gòu)。2.鉸接板法假定各主梁梁接縫間僅僅傳遞剪力力g，求得傳遞遞剪力后，，即可計算算各板分配配到的荷載載傳遞剪力根根據(jù)板縫間間的變形協(xié)協(xié)調(diào)計算變位系數(shù)計計算橫向分布影影響線各板塊不相相同時，必必須將半波波正弦荷載載在不同的的板條上移移動計算各板塊相同同時，根據(jù)據(jù)位移互等等定理，荷荷載作用在在某一板條條時的內(nèi)力力與該板條條的橫向分分布影響線線相同位移互等定定理板條相同橫向分布系系數(shù)在橫向分布布影響線上上加栽列表計算、、剛度參數(shù)數(shù)計算為計算方便便，對于不不同梁數(shù)數(shù)、不同幾幾何尺寸的的鉸接板橋橋的計算結(jié)結(jié)果可以列列為表格，，供設(shè)計時時查用引入剛度參數(shù)半波正弦荷荷載引起的的變形4）鉸鉸接接梁梁法法假定定各各主主梁梁除除剛剛體體位位移移外外，，還還存存在在截截面面本本身身的的變變形形與鉸鉸接接板板法法的的區(qū)區(qū)別別：：變位位系系數(shù)數(shù)中中增增加加橋橋面面板板變變形形項項5）剛剛接接梁梁法法假定定各各主主梁梁間間除除傳傳遞遞剪剪力力外外，，還還傳傳遞遞彎彎矩矩與鉸鉸接接板板、、梁梁的的區(qū)區(qū)別別未知知數(shù)數(shù)增增加加一一倍倍，，力力法法方方程程數(shù)數(shù)增增加加一一倍倍剛度度參參數(shù)數(shù)γ的計計算算抗扭扭剛剛度度計計算算（（1）抗扭扭剛剛度度計計算算（（2）鉸接接板板計計算算示示例例跨徑徑l=13m,求1號、、3號、、5號板板的的荷荷載載橫橫向向分分布布系系數(shù)數(shù)荷載載：：公公路路I級鉸接接板板計計算算示示例例步驟驟（（1）,求抗抗彎彎剛剛度度II=1391000cm4步驟驟（（2），，求求抗抗扭扭剛剛度度IT=2.37X106步驟驟(3)求γ鉸接接板板計計算算示示例例鉸接接板板計計算算示示例例鉸接接板板計計算算示示例例鉸接接板板計計算算示示例例5.邊梁梁和和內(nèi)內(nèi)梁梁剛剛度度不不等等的的荷荷載載橫橫向向分分布布計計算算基本本思思路路把邊邊梁梁的的多多余余剛剛度度視視為為一一個個彈彈性性支支承承，，作作為為未未知知反反力力來來考考慮慮，，則則各各主主梁梁的的荷荷載載橫橫向向分分布布可可看看做做是是等等剛剛度度梁梁在在外外荷荷載載和和這這兩兩個個未未知知反反力力共共同同的的結(jié)結(jié)果果1）假假定定邊邊梁梁截截面面的的抗抗彎彎慣慣矩矩增增大大，，抗抗扭扭慣慣矩矩與與內(nèi)內(nèi)梁梁同同2）設(shè)設(shè)r=EI(邊））/EI(中）則彈彈性性支支承承的的抗抗彎彎剛剛度度為為（（r-1)EI3）荷荷載載與與撓撓度度的的關(guān)關(guān)系系———正弦弦分分布布分別別考考慮慮各各荷荷載載在在邊邊梁梁產(chǎn)產(chǎn)生生的的撓撓度度后后疊疊加加，，有有舉例例邊梁的的高高度度=2.5m，其其余余梁梁的的高高度度=1.3m求1號梁梁、、3號梁的荷載橫橫向分布影響響線1）求截面的的慣矩2）查有關(guān)等截截面的荷載橫橫向分布影響響線豎標(biāo)計算算

（1）1號邊梁的橫向向分布影響線線6.比擬正交異性性板法基本假定：將將由主梁、連連續(xù)的橋面板板和多橫隔梁梁所組成的梁梁橋，比擬簡簡化為一塊矩矩形的平板。。計算原理：彈彈性力學(xué)適用范圍：梁梁格體系橋梁梁，寬橋1）計算方法將由主梁、連連續(xù)的橋面板板和多橫隔梁梁所組成的梁梁橋，比擬簡簡化為一塊矩矩形的平板；；求解板在半波波正弦荷載下下的撓度利用撓度比與與內(nèi)力比、荷荷載比相同的的關(guān)系計算橫橫向分布影響響線2）比擬原理彈性板的撓曲曲面微分方程程內(nèi)外力平衡應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系系應(yīng)變位移關(guān)系系正交異性板正交異性板的的撓曲微分方方程比擬正交異性性板撓曲微分分方程正交異性板的的撓曲微分方方程比擬正交異性性板的撓曲微微分方程比擬原理任何縱橫梁格格系結(jié)構(gòu)比擬擬成的異性板板，可以完全全仿照真正的的材料異性板板來求解，只只是方程中的的剛度常數(shù)不不同3）橫向分布計計算根據(jù)荷載、撓撓度、內(nèi)力的的關(guān)系根據(jù)內(nèi)、外力力的平衡位移互等定理理引入Kki是欲計算的板板條位置k、荷載位置i、扭彎參數(shù)α以及縱、橫向向截面抗彎剛剛度之比的函數(shù)，已已經(jīng)被制成圖