桥梁工程6-混凝土简支梁桥5

1、第五章 混凝土简支梁桥2021/11/171第五章第五章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥 5.1 混凝土简支梁桥的设计与构造特点混凝土简支梁桥的设计与构造特点 5.2 混凝土简支梁桥的预制和施工方法混凝土简支梁桥的预制和施工方法 5.3 混凝土简支梁桥的设计计算混凝土简支梁桥的设计计算 5.4 横隔梁内力计算横隔梁内力计算 5.5 挠度、预拱度计算挠度、预拱度计算2021/11/1725.4 横隔梁内力计算横隔梁内力计算一、概述一、概述 2021/11/173横隔梁的作用：横隔梁的作用：保证主梁共同受力保证主梁共同受力加强结构整体性。加强结构整体性。第五章 混凝土简支梁桥2021/11/174受

2、力特点：受力特点：受力接近与弹性地基梁受力接近与弹性地基梁影响面的正负纵向位置基本一致影响面的正负纵向位置基本一致影响面值从跨中向端部逐渐减小影响面值从跨中向端部逐渐减小第五章 混凝土简支梁桥5.4 横隔梁内力计算横隔梁内力计算一、概述一、概述 2021/11/175说明：说明：横隔梁内力计算方法应与主梁计算方法一致横隔梁内力计算方法应与主梁计算方法一致中横隔梁受力最大，故可偏安全地依据中横中横隔梁受力最大，故可偏安全地依据中横隔梁的弯矩和剪力进行配筋和强度验算隔梁的弯矩和剪力进行配筋和强度验算第五章 混凝土简支梁桥5.4 横隔梁内力计算横隔梁内力计算一、概述一、概述 2021/11/176计

3、算方法：计算方法：精确法精确法：梁格分析法（复杂）：梁格分析法（复杂）实用方法实用方法：偏心压力法：偏心压力法 （刚性横梁法）（刚性横梁法） 其它方法其它方法：G-M法法第五章 混凝土简支梁桥 二、刚性横梁法计算横梁二、刚性横梁法计算横梁 1、计算图式：竖向支承在多根弹性主梁上的多跨弹、计算图式：竖向支承在多根弹性主梁上的多跨弹性支承连续梁性支承连续梁2021/11/177第五章 混凝土简支梁桥 二、刚性横梁法计算横梁二、刚性横梁法计算横梁 2、横梁内力影响线、横梁内力影响线计算原理：计算原理：在跨中单位荷载在跨中单位荷载P=1 作用下，作用下，各主梁反作用于横隔梁上的各主梁反作用于横隔梁上的

4、力为力为Ri，由平衡条件得横隔，由平衡条件得横隔梁任意截面梁任意截面r的内力为：的内力为：2021/11/178第五章 混凝土简支梁桥 二、刚性横梁法计算横梁二、刚性横梁法计算横梁 2、横梁内力影响线、横梁内力影响线P=1位于截面位于截面r的左侧时的左侧时 P=1位于截面位于截面r的右侧时的右侧时2021/11/1791122121111riirMR bRbeRbeQRRR 左左1122121riirMR bRbRbQRRR左左第五章 混凝土简支梁桥 二、刚性横梁法计算横梁二、刚性横梁法计算横梁 2、横梁内力影响线、横梁内力影响线2021/11/1710第五章 混凝土简支梁桥 二、刚性横梁法计

5、算横梁二、刚性横梁法计算横梁 2、横梁内力影响线、横梁内力影响线说明：说明：（1 ）若）若r 一定，则一定，则bi为已知，为已知，Ri随随e 而变，故可由而变，故可由Ri的的影响线绘制横隔梁内力影响线影响线绘制横隔梁内力影响线（2 ）通常，可只求典型截面的）通常，可只求典型截面的M 、Q ，Mmax靠近桥靠近桥中线，中线，Qmax桥两侧边缘处桥两侧边缘处（3 ）Ri影响线为直线，影响线为直线，M 、Q 影响线为折线影响线为折线（5 ）亦可利用修正的偏心压力法，仅）亦可利用修正的偏心压力法，仅Ri影响线不同，影响线不同，计算原理相同计算原理相同2021/11/1711第五章 混凝土简支梁桥202

6、1/11/1712第五章 混凝土简支梁桥 二、刚性横梁法计算横梁二、刚性横梁法计算横梁 3、作用在横隔梁上的计算荷载、作用在横隔梁上的计算荷载实际：中横梁有轮载作用，前后轮载对其也有影响实际：中横梁有轮载作用，前后轮载对其也有影响计算假定：计算假定： 荷载在相邻横隔梁之间按杠杆原理法传布荷载在相邻横隔梁之间按杠杆原理法传布2021/11/1713横梁的计算横梁的计算 荷载：荷载：汽车汽车人群人群312123()2221 2oqoqiPPPPyyyPyorororaPppl 第五章 混凝土简支梁桥 二、刚性横梁法计算横梁二、刚性横梁法计算横梁 4、横隔梁内力计算、横隔梁内力计算说明：说明：（1）

7、汽车荷载计冲击和车道折减。）汽车荷载计冲击和车道折减。（2 ）横隔梁和普通的连续梁一样，在其跨中位置承）横隔梁和普通的连续梁一样，在其跨中位置承受最大正弯矩，支点截面存在负弯矩和较大的剪力，受最大正弯矩，支点截面存在负弯矩和较大的剪力，因此，设计时应计算。因此，设计时应计算。（3）横梁的自重与活载相比较小，一般可忽略。）横梁的自重与活载相比较小，一般可忽略。2021/11/1714第五章 混凝土简支梁桥 二、刚性横梁法计算横梁二、刚性横梁法计算横梁 4、横隔梁内力计算、横隔梁内力计算说明：说明：（1）汽车荷载计冲击和车道折减。）汽车荷载计冲击和车道折减。（2 ）横隔梁和普通的连续梁一样，在其跨

8、中位置承）横隔梁和普通的连续梁一样，在其跨中位置承受最大正弯矩，支点截面存在负弯矩和较大的剪力，受最大正弯矩，支点截面存在负弯矩和较大的剪力，因此，设计时应计算。因此，设计时应计算。（3）横梁的自重与活载相比较小，一般可忽略。）横梁的自重与活载相比较小，一般可忽略。2021/11/1715第五章 混凝土简支梁桥 二、刚性横梁法计算横梁二、刚性横梁法计算横梁 4、横隔梁内力计算、横隔梁内力计算计算步骤计算步骤确定作用在中横隔梁上的计算荷载确定作用在中横隔梁上的计算荷载 绘制中横隔梁纵向支反力影响线绘制中横隔梁纵向支反力影响线 按最不利荷位对中横隔梁的纵向支反力影响线加载按最不利荷位对中横隔梁的纵

9、向支反力影响线加载绘制中横隔梁的内力影响线绘制中横隔梁的内力影响线 先绘制涉及主梁的支反力影响线（刚性横梁法）先绘制涉及主梁的支反力影响线（刚性横梁法） 再绘制横隔梁跨中、边截面的内力影响线再绘制横隔梁跨中、边截面的内力影响线2021/11/1716第五章 混凝土简支梁桥 二、刚性横梁法计算横梁二、刚性横梁法计算横梁 4、横隔梁内力计算、横隔梁内力计算计算步骤计算步骤 控制截面的内力计算控制截面的内力计算 将计算荷载按最不利荷位对控制截面的内力影响将计算荷载按最不利荷位对控制截面的内力影响线线 加载，同时考虑冲击系数、车道系数的影响。加载，同时考虑冲击系数、车道系数的影响。2021/11/17

10、17第五章 混凝土简支梁桥M3-4影响线及其加载影响线及其加载2021/11/1718第五章 混凝土简支梁桥5.5 挠度、预拱度计算挠度、预拱度计算一、概述一、概述 2021/11/1719桥梁挠度按产生的原因分为：桥梁挠度按产生的原因分为：（1 1）永久作用产生的挠度（短期挠度）永久作用产生的挠度（短期挠度+ + 长期挠度长期挠度）：恒久存在，与持续时间有关，不表征刚度特性）：恒久存在，与持续时间有关，不表征刚度特性，设预拱度抵消；，设预拱度抵消；（2 2）可变作用产生的挠度：临时出现，体现刚度）可变作用产生的挠度：临时出现，体现刚度特性，引起梁反复变形，设计中需验算；特性，引起梁反复变形，

11、设计中需验算；第五章 混凝土简支梁桥5.5 挠度、预拱度计算挠度、预拱度计算一、概述一、概述 2021/11/1720目的：保证结构有足够刚度。目的：保证结构有足够刚度。过度变形结果：冲击力过度变形结果：冲击力 ，行人不适、铺装层及，行人不适、铺装层及辅助设备损坏，甚至危及结构安全。辅助设备损坏，甚至危及结构安全。第五章 混凝土简支梁桥5.5 挠度、预拱度计算挠度、预拱度计算二、基础知识二、基础知识 2021/11/17211 1、挠度计算公式、挠度计算公式10LM MfdxB简支、跨中、均布荷载简支、跨中、均布荷载q简支、跨中、集中荷载简支、跨中、集中荷载P45384qLfB3148PLfB

12、第五章 混凝土简支梁桥5.5 挠度、预拱度计算挠度、预拱度计算二、基础知识二、基础知识 2021/11/17222 2、钢筋砼构件抗弯刚度、钢筋砼构件抗弯刚度022001crcrsscrcrtkBBMMBMMBMf W裂缝裂缝实际实际开裂后开裂后等效梁等效梁端部弯矩作用下构件转角相等原则端部弯矩作用下构件转角相等原则第五章 混凝土简支梁桥5.5 挠度、预拱度计算挠度、预拱度计算二、基础知识二、基础知识 2021/11/17233 3、预砼构件抗弯刚度、预砼构件抗弯刚度全预应力混凝土和全预应力混凝土和A类类预应力混凝土构件预应力混凝土构件 B0=0.95EcI0允许开裂的允许开裂的B B类预应力

13、混凝土构件类预应力混凝土构件在开裂弯矩作用下：在开裂弯矩作用下： B0=0.95EcI0在在(Ms Mcr)作用下：作用下： Bcr=EcIcr开裂弯矩：开裂弯矩：Mcr=(pc+ftk)W0第五章 混凝土简支梁桥5.5 挠度、预拱度计算挠度、预拱度计算三、限值三、限值2021/11/1724短期效应作用下的跨中截面挠度短期效应作用下的跨中截面挠度长期效应作用下的跨中截面挠度长期效应作用下的跨中截面挠度2548ssM LfBlsff1.6 C401.451.35 C40C80以下混凝土长期增长系数混凝土第五章 混凝土简支梁桥5.5 挠度、预拱度计算挠度、预拱度计算三、限值三、限值2021/11

14、/1725钢砼及预砼梁式桥钢砼及预砼梁式桥 f可变可变 l/600悬臂体系桥悬臂体系桥 f可变可变 l/300第五章 混凝土简支梁桥5.5 挠度、预拱度计算挠度、预拱度计算四、预拱度计算四、预拱度计算2021/11/1726设置目的设置目的为消除恒载挠度，保证桥梁在频遇活载作用情况下为消除恒载挠度，保证桥梁在频遇活载作用情况下桥面的线性基本符合设计标高，通常用设置预拱度桥面的线性基本符合设计标高，通常用设置预拱度（反拱度）的方法来解决。（反拱度）的方法来解决。第五章 混凝土简支梁桥5.5 挠度、预拱度计算挠度、预拱度计算四、预拱度计算四、预拱度计算2021/11/1727钢砼梁钢砼梁0 ()16001+ ()21600llGlQlLffLfff小桥常遇荷载下桥梁尽量为直线第五章 混凝土简支梁桥5.5 挠度、