第三章 混凝土简支梁

1、第三章第三章混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥第一节第一节第二节第二节第三节第三节2009.112009.11 长沙长沙混凝土简支梁设计及构造混凝土简支梁设计及构造混凝土简支梁计算混凝土简支梁计算混凝土简支梁的制造及架设混凝土简支梁的制造及架设中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥第一节第一节混凝土简支梁设计及构造混凝土简支梁设计及构造2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系1. 公路钢筋混凝土简支梁设计及构造公路钢筋混凝土简支梁设计及构造2. 铁路钢筋混凝土简支梁设计及构造铁路钢筋混凝土简支梁设计及构造3. 预应力混凝土简

2、支梁预应力混凝土简支梁2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥1. 公路钢筋混凝土简支梁设计及构造公路钢筋混凝土简支梁设计及构造1.11.1 装配式简支梁截面形式装配式简支梁截面形式空心板式截面空心板式截面T T形形 截截 面面2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥板板式式截面截面T形截面形截面第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁

3、桥混凝土简支梁桥2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简

4、支梁桥2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥1.21.2 板块之间的连接板块之间的连接板板式式截截面面：企企口缝口缝T T形形截截面面：湿湿接接缝；预缝；预埋钢埋钢板焊接板焊接；预埋钢板栓接。预埋钢板栓接。1.31.3 桥面连续桥面连续第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混

5、凝土简支梁桥混凝土简支梁桥2. 铁路钢筋混凝土简支梁设计及构造铁路钢筋混凝土简支梁设计及构造2.12.1 标准设计适用范围：标准设计适用范围：16m16m及以下桥跨结构及以下桥跨结构2.22.2 普通高度梁和低高度梁普通高度梁和低高度梁高跨比：普通高度梁高跨比：普通高度梁1/7.21/7.21/9.11/9.1低高度梁低高度梁1/11.41/11.41/14.81/14.82.32.3 分片简支梁截面形式：分片简支梁截面形式：板式截面（跨度板式截面（跨度6m6m）；）； T T形截面（跨度形截面（跨度8m8m）工工字字形形截截面面；箱形箱形截面截面第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥2

6、.42.4 梁的总体设计梁的总体设计桥桥梁梁跨跨度度；主主梁高梁高度；度；腹腹板板厚厚度度；道道碴槽碴槽板厚板厚度；度；横横隔隔板板间间距距、厚度厚度；挡；挡碴墙。碴墙。2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系2.52.5钢筋布置钢筋布置纵纵向向受受力力筋筋；弯起弯起钢筋钢筋；箍筋；箍筋；横横向向受受力力筋筋；构造构造钢筋钢筋。T T梁梁 钢钢 筋筋第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土

7、简支梁桥混凝土简支梁桥3. 预应力混凝土简支梁预应力混凝土简支梁3.13.1 预应力混凝土梁的特点预应力混凝土梁的特点（1 1）可可以以使使用高用高强强度钢度钢材材和高和高等级等级混混凝土；凝土；（2 2）提提高高梁梁的的抗裂抗裂性，增性，增强强梁梁的的刚刚度度和和耐久耐久性性；（3 3）减减轻轻自自重，增重，增加加梁的梁的跨跨越越能能力；力；（4 4）提提高高梁梁的的抗剪抗剪能能力；力；（5 5）提提高高梁梁耐疲劳耐疲劳性能性能。2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥3.23.2 预应力混凝土梁构造预应力混凝土梁

8、构造（1 1）截截面面形形式：空式：空心板式心板式截面截面、 T T形形截截面面、箱形截面箱形截面（2 2）张张拉拉工工艺艺：后后张法张法、先张先张法法（3 3）预预应应力力钢筋：钢筋：高高强强度度钢钢丝丝、粗粗钢钢筋、钢筋、钢绞线绞线（4 4）张张拉拉锚锚固固体体系系预预应应力力钢钢丝丝：拉锚拉锚体体系系、拉丝拉丝体体系系预预应应力力钢钢绞绞线线：穿穿心式心式千千斤顶斤顶锚具动画锚具动画第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥2009.112009.11 长沙长沙中南大学

9、桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥（5 5）防防止止梁梁端上缘端上缘开裂措开裂措施施后后张张法法：预预应应力力钢筋钢筋弯起弯起先先张张法法：直直线线配配筋筋时时进行进行“绝缘绝缘”处理处理（6 6）后后张张法法波纹管波纹管金金属属波波纹纹管管、铁铁皮波

10、皮波纹管纹管、塑料塑料波纹管波纹管、橡胶管抽芯成型橡胶管抽芯成型（7 7）其其他他型型式预应式预应力混凝力混凝土梁土梁部部分分预预应应力力梁梁、槽槽型型梁、梁、整孔整孔式式、双双预预应应力力、横横向向分分块块式式梁、梁、预弯预弯梁梁第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章

11、 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥第二节第二节混凝土简支梁计算混凝土简支梁计算2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系1. 桥梁工程计算的内容桥梁工程计算的内容2. 简支梁桥的计算简支梁桥的计算3. 结构尺寸的拟定结构尺寸的拟定4. 桥面板的计算桥面板的计算5. 桥梁横向分布计算桥梁横向分布计算6. 横梁内力计算横梁内力计算7. 主梁设计及计算主梁设计及计算第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥1. 桥梁工程计算的内容桥梁工程计算的内容内内力

12、力计计算算：结结构力构力学学、桥、桥梁工梁工程程、基基础础工工程程截截面面计计算算：混混凝土凝土结构设结构设计计原原理理变变形计形计算算2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系2. 简支梁桥的计算简支梁桥的计算上上部部结结构构主主梁梁、横梁横梁、桥、桥面板、面板、支支座座下下部部结结构构桥桥墩墩、桥桥台台、基基础础第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥计计算过程算过程开始开始拟定拟定尺寸尺寸2009.112009.11 长沙长沙内内力计力计算算截面配筋截面配筋验验算算否否是否是否通通过过是是计计算算结结束束中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系2009.1

13、12009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥3. 结构尺寸的拟定结构尺寸的拟定3.13.1 拟定原拟定原则则（1 1）起起吊吊能能力力（2 2）构构造造简简单单，接接头数量头数量少少（3 3）标标准准化化（4 4）经经济济性性指指标标3.23.2 截面截面各各部部分分尺寸尺寸2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥（1 1）主主梁梁高高度度铁铁路路钢筋混凝土梁：钢筋混凝土梁： 普通高度（普通高度（1/61/61/91/9）L L低高度（低高度（1/111/

14、11 1/151/15）L L预应力混凝土梁：（预应力混凝土梁：（1/101/10 1/121/12）L L公路公路钢筋混凝土梁：钢筋混凝土梁： 板式截面（板式截面（1/111/111/201/20）L L肋肋式截面（式截面（1/111/11 1/131/13）L L预应力混凝土梁：（预应力混凝土梁：（1/161/16 1/181/18）L L2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥（2 2）梁梁肋肋厚厚度度梁梁肋肋厚厚度度取取决决于于梁梁内内主主拉拉应力和应力和钢筋钢筋布置的布置的构构造造要要求求，一般一般根据根据

15、剪剪应力应力的的变变化化采取采取变变厚度厚度。公公路路、铁铁路路规规范范对对梁梁肋肋最小最小厚度厚度有有具具体体规规定定。（3 3）梁梁肋肋间间距距根根据据桥桥面面板板受受力、力、起起吊吊设设备备能能力力确确定定。一般一般为为1.61.62.2m2.2m。2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥（4 4）桥桥面面板板桥桥面面板板厚厚度度由由构造构造及受力及受力条件确条件确定定。规规范范有有最最小小板板厚厚要要求求。（5 5）横横隔隔板板横横隔隔板板厚厚度度由由构造构造及受力及受力条件确条件确定定。铁铁路路桥桥梁梁T

16、T梁横隔板间距梁横隔板间距不大于不大于腹板厚的腹板厚的3030倍倍，也不大也不大于于6.0m6.0m。2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥4. 桥面板的计算桥面板的计算4.14.1 铁铁路路T T形梁形梁计计算算图图式式固固结结在在梁梁肋肋上上的的悬悬臂臂梁梁计计算算荷荷载载恒恒载载+ +活活载载恒恒载载：自自重重+ +道道碴碴重重+ +人人行行道道恒恒载载活活载载：特特种种活活载载、动动力力系系数数、人人行行道道活载活载内内力计力计算算取沿取沿桥梁桥梁方方向向1m1m宽宽的板的板带带324 45 5第第3 3章

17、章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥150250 KN250 KN250/2 KN250/2 KN2502009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系120桥桥面面荷荷载载的的分布分布2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥4.24.2 公路公路行行车车道板道板4.2.14.2.1 行行车车道板的道板的类类型型单单向板向板双双向板向板悬臂悬臂板板铰铰接板接板第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系2009.11200

18、9.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥4.2.24.2.2 车轮荷载车轮荷载的分布的分布 车轮均车轮均布布荷载荷载：a a2 2b b2 2( (纵、横纵、横) ) 桥面桥面铺铺装的分布装的分布作作用用 轮压轮压第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥4.2.34.2.3 有效有效工工作宽作宽度度外外荷荷载载产产生生的分的分布弯布弯矩矩：m

19、mx x外外荷荷载载产产生生的总的总弯弯矩矩：分布弯分布弯矩矩的的最大值最大值：m mxmaxxmax第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥设设板板的的有有效效工工作作宽宽度度为为a a假假设设可可得得第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥有有效效工工作作宽宽度度假假设设保证保证了两了两点：点：1 1）总总体体荷荷载载与外与外荷载荷载相同相同2 2）局局部部最最大大弯弯矩矩与实与实际际分布分布

20、相同相同通通过过有有效效工工作宽作宽度度假假设设将将空空间分布间分布弯弯矩转矩转化为化为矩矩形形弯弯矩矩分布分布2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系需要解决需要解决的的问题问题： m mxmaxxmax的计的计算算影响影响m mxmaxxmax的的因素因素：1 1）支支承承条条件件：双双向向板、板、单单向板向板、悬臂悬臂板板2 2）荷荷载载长长度度：单单个个车轮车轮、多个多个车轮作车轮作用用3 3）荷荷载载到到支支承边承边的的距距离离2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥（1

21、1）两两端端嵌嵌固固单单向板向板a.a.荷载荷载位位于于板的板的中央地中央地带带单单个个荷载作荷载作用用多个多个荷载作荷载作用用第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥b.b.荷载荷载位位于于支支承边承边处处c.c.荷载荷载靠近靠近支支承边承边处处第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系2009.112009.11 长沙长沙

22、中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥（2 2）悬臂悬臂板板荷载作荷载作用用在在板板边边时时m mxminxmin -0.465-0.465P P取取a=2la=2l0 0第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥4.2.4 桥面板内力计算桥面板内力计算（1 1）多多跨跨连连续续单单向向板的板的内内力力a.a.弯弯矩矩

23、计计算算模模式式假假定定2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥实实际际受受力力状状态态：弹弹性性支支承承连连续梁续梁简简化化计计算算公公式：式：2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系当当t t/ /h h1/41/4时时 ：跨跨中中弯弯矩矩 M Mc c = = +0.5+0.5M M0 0支点弯支点弯矩矩 M Ms s = = -0.7-0.7M M0 0当当t t/ /h h1/41/4时时 ：跨跨中中弯弯矩矩 M Mc c = = +0.7+0.7M M0 0支点弯支点弯矩

24、矩 M Ms s = = -0.7-0.7M M0 0M M0 0按按简简支支梁梁计计算算的跨的跨中中弯弯矩矩2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥b.b.考虑考虑有效有效工工作宽作宽度度后后的跨的跨中中弯弯矩矩活活载载+ +恒恒载载弯弯矩矩恒载恒载弯弯矩矩c.c.考虑考虑有效有效工工作宽作宽度度后后的支点的支点剪剪力力车车轮轮布布置置在在支支承承附近附近第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥（2 2）悬臂悬臂板的板的内内力力a.a.计计算算模模式式假假定定铰铰接接悬悬臂臂板板车车轮作轮作用用在在铰铰缝缝上上

25、悬悬臂臂板板车车轮轮作作用用在在悬臂悬臂端端2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥b.b.铰铰接接悬臂悬臂板板活载活载2009.112009.11 长沙长沙恒载恒载中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥c.c.悬臂悬臂板板2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥活载活载: :恒载恒载: :2009.112009.11 长沙长

26、沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥5. 桥梁横向分布计算桥梁横向分布计算5.15.1 横向分布横向分布影响影响线线P=1P=1在在梁梁上上作作横向横向移移动时，动时，某某主梁主梁在同一在同一纵纵向向坐坐标标上上所所分分配配到到的的不同不同荷载作荷载作用力。用力。5.25.2 横向分布横向分布系系数数主主梁梁上上可可能能分分得得的的最大最大荷载荷载除除以以车车辆辆的的轴轴重重得得到到的的系系数数，称称为荷为荷载载横横向分布向分布系系数数。2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简

27、支梁桥5.35.3 计计算原理算原理整整体桥梁结构体桥梁结构必须必须采采用用影响影响面面加加载载计计算算最最不不利利荷载荷载；第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥为为简简化化计计x 2 1y中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系算，算，采采用用近似近似影响影响面面来来加加载载，近似近似影响影响面纵横面纵横方方向分向分别别相相似似；2009.112009.11 长沙长沙x 1 1yx 1 y 2x 2 y 22009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥加加载载过程过程横向分布横向分布系系数数第第3 3章章 混凝土简支

28、梁桥混凝土简支梁桥内内力力横横向向分分布布转转化为荷化为荷载载横横向分布向分布各各纵纵向向影影响响线线比比例关例关系系中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系轴轴重重轴轴重重与与轮轮重重的的关关系系2009.112009.11 长沙长沙第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥影影响响面面加加载载精精确确方方法法各各纵向纵向影响影响线线在不在不同同位位置置的的比比例关例关系系中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系轴轴重重轴轴重重与与轮轮重重的的关关系系2009.112009.11 长沙长沙第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥ll2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大

29、学桥梁工程系近似近似方方法法的的近似近似程程度度近近似似的的原原因因：纵：纵向向各各截截面面取取相同相同的的横向分横向分配配比比例关例关系系近似近似程程度度对对于于弯弯矩矩计计算算一一般取般取跨跨中中的的横向分横向分配比配比例例关关系系跨跨中中车轮车轮占占加加载载总和的总和的75%75%以以上上活载活载只占只占总总荷载荷载的的30%30%左右左右第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥荷荷载载横横向向

30、分分布布等等代代内内力力横向横向分布的分布的荷载条荷载条件件半半波波正正弦弦荷荷载载可可满足满足上上述述条条件件第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥常常用用计计算算方方法法 梁梁格格法法 板板系法系法 梁梁系法系法2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁

31、工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥5.45.4 杠杆杠杆原理法原理法1.1.基基本本假假定定假假定定荷荷载载只只由由相相邻邻的的两根两根主梁主梁承承担担，并并且且两两根根主主梁梁承承担担的的荷载荷载按杠杆按杠杆法法则则分配。分配。2.2.适用范围适用范围（1 1）只只有有两两根根主主梁；梁；（2 2）有有多多根根主梁主梁，计计算算桥梁桥梁纵向纵向位位于于桥桥端端支支承承处处荷载荷载；（3 3）无无中中间间横隔横隔板的板的桥梁。桥梁。第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系2009.112009.11

32、长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥杠杆杠杆原理法原理法挂挂车车汽汽车车人人群群2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥5.55.5 刚性刚性横梁横梁法法（偏偏心受心受压压法法）5.5.15.5.1 基基本本假假定定将将多多梁梁式式桥桥梁梁简简化为化为由由纵纵梁及横梁及横梁梁组组成成的梁的梁格格，计计算算各各主梁主梁在外在外荷载作荷载作用用下分下分到到的的荷载荷载。桥梁桥梁较窄较窄时时(B/L0.5)(B/L0.5)横梁横梁基基本本不不变变形。形。第第3 3章章 混

33、凝土简支梁桥混凝土简支梁桥2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥5.5.25.5.2 变变形的分形的分解解2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥1 1）纯竖纯竖向向位移位移2 2）纯纯转转动动第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥5.5.35.5.3 各各主梁主梁位移位移与与内内力的力的关关系系2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学

34、桥梁工程系w = =R l或或R = = aIiw第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥1 1）与与竖竖向向位位移移的的关关系系iii 3i48EI2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系2 2）与与转转角角的的关关系系wi = = ai tg i i1 1）竖竖向向位位移移时时的的平平衡衡5.5.45.5.4 内内外外力力平衡平衡2 2）转转动动时时的的平衡平衡2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥5.5.55.5.5 反反力分布力分布图与图与横向分布横向分布影响影响线线各

35、各主梁主梁刚刚度度相相等等 反反力力分布分布图图选选定定荷载荷载位位置置，分分别别计计算算各各主梁的主梁的反反力力 横向分布横向分布影响影响线线选选定定主梁主梁，分分别别计计算算荷载作荷载作用用在不同在不同位位置置时时的的反反力力第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥5.5.65.5.6 横向分布横向分布系系数数在在横向分布横向分布影响影响线上线上用用规规范范规规定定的的车轮车轮横向间距横向间距按按

36、最不最不利位利位置置加加载载5.5.75.5.7 方方法法的的精精度度边边梁梁偏偏大大，中中梁梁偏偏小小2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥计算示例计算示例计算跨径计算跨径 L=19.50m 的桥梁横截面如图所示，试求荷的桥梁横截面如图所示，试求荷载位于跨中时载位于跨中时l号边梁在汽车荷载和人群荷载作用下的荷号边梁在汽车荷载和人群荷载作用下的荷载横向分布系数载横向分布系数 。计算步骤：计算步骤：选择计算方法选择计算方法绘出横向分布影响线绘出横向分布影响线按最不利位置布载按最不利位置布载计算横向分布系数计算横向分布

37、系数a第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥 选择计算方法：选择计算方法：此此桥设桥设有刚度强大有刚度强大的横的横隔隔梁，梁，且且承重承重结结构的构的跨跨宽比宽比为为= 2.4219.5051.60=lB故可故可按按偏心压偏心压力法计算横向分布力法计算横向分布系数。系数。2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系绘出横向分布影响线：绘出横向分布影响线：各根各根主梁的横截面主梁的横截面均相等均相等，梁数，梁数n5，梁，梁间距为间距为1.60m，则则：2i5i=1= a1 2 + a2 2 + a3 2 + a4 2 + a5 2 =(21.60） 21.60

38、20（1.60） 2（21.60） 225.60m211 + nai2 nai2第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥1#梁在梁在两个两个边主梁边主梁处处的横向影响线的的横向影响线的竖标为竖标为：152= 0.20+0.40 = 0.60(21.60)225.60+=1 a1i=1n= 0.200.40 = 0.201n15 =2009.112009.11 长沙长沙87中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系a1 2i=1横向分布影响线及最不利位置布载如下图所示：横向分布影响线及最不利位置布载如下图所示：2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章

39、 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥偏心压偏心压力法计算横向分布系数图示力法计算横向分布系数图示（尺寸尺寸单单位：位：cm）4.80+ 0.30+ = 0.684第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥 计算横向分布系数：计算横向分布系数：设影响线的设影响线的零点至零点至1#梁的梁的距离为距离为x，则则：x0.6041 . 60 x0.2=2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系得得： x=4.80m1号号梁梁的的活活载载横横向向分分布布系系数数可可计计算算如如下下：l汽车荷载汽车荷载1212q =mcq =1 0 . 602 4.80(4.60 + 2.80

40、+1.50 0.30) = 0.538 (q1 +q2 +q3 +q4) =0.752 0. 60 4.80 xr =11xmcr = =l人群荷载人群荷载2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥5.5.85.5.8 考考虑虑主梁主梁抗抗扭扭刚刚度的度的修正修正刚性刚性横梁横梁法法第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥 竖竖向向反反力力与与扭扭矩矩的的关关系系2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥 转转动动时时的的扭扭矩矩平平衡衡2

41、009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥5.65.6 铰铰（刚刚）接板（梁）接板（梁）法法5.6.15.6.1 基基本本假假定定将将多多梁梁式式桥桥梁梁简简化为化为数根数根并并列而列而相相互互间间横向横向铰铰接接的的狭狭长长板（板（梁）梁）; ;各各主主梁梁接接缝缝间间传传递递剪剪力力、弯、弯矩矩、水水平平压压力力、水水平平剪剪力力; ;用用半半波波正正弦弦荷载荷载作作用用在在某某一一板板上，上，计计算算各各板板（梁梁）间间的的力分力分配配关关系

42、系。第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥5.6.25.6.2 铰铰接板接板法法假假定定各各主主梁梁接接缝缝间间仅仅传传递递剪剪力力g g，求求得得传传递递剪剪力力后后，即即可可计计算算各各板分板分配配到到的的荷载荷载2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥传传递递剪剪力力根根据据板板缝缝间间的的变变形形协协调调计计算算2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第

43、第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥变变位位系系数数计计算算2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥横横向向分分布布影影响响线线各各板板块块不不相相同同时时，必须必须将将半半波波正弦正弦荷载在荷载在不同不同的的板板条条上上移移动动计计算算。各各板板块块相相同同时，时，根据根据位位移互移互等定理等定理，荷载荷载作作用用在在某

44、某一一板板条条时时的的内内力力与与该该板板条条的横的横向分布向分布影响影响线线相同相同。位移互位移互等定理等定理板板条相同条相同第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥横向分布横向分布系系数数2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥列列表表计计算算、刚刚度度参参数数计计算算为为计计算算方方便便，对对于于 不不同同梁梁数数、不不同同几几何何尺寸尺寸的的铰铰接接板板桥桥的计的计算算结结果果可以可以列列为为表表格格，供供设计设计时时查查用用引入引入刚刚度度参参数数2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系

45、中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥半半波波正正弦弦荷荷载载引引起的起的变变形形2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥5.6.35.6.3 铰铰接梁接梁法法假假定定各各主梁主梁除除刚刚体体位移位移外外，还存还存在在截面截面本本身身的的变变形。形。与铰与铰接板接板法法的的区区别别：变变位位系系数数中中增加增加桥面板桥面板变变形形项项2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章

46、 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥5.6.45.6.4 刚刚接梁接梁法法假假定定各各主梁间主梁间除传递除传递剪剪力力外外，还还传递传递弯弯矩矩第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥与与铰铰接接板板、梁的梁的区区别别未未知知数数增增加加一倍一倍，力力法法方方程程数数增加增加一倍一倍2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥5.7 比比拟拟正交异性正交异性板法板法计计算原理算原理： 将将由由主主梁梁、连续连续的桥面的桥面板和板和多多横隔横隔梁梁所组

47、所组成成的的梁梁桥桥，比比拟拟简简化化为一为一块块矩矩形形的的平平板板； 求求解解板板在在半半波波正正弦弦荷载荷载下的下的挠挠度度 利利用用挠挠度度比比与与内内力比、力比、荷载荷载比比相同相同的的关关系系计计算算横横向向分分布布影影响响线线第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥5.8横向分布系数横向分布系数沿沿桥桥纵纵向的向的变化变化2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系弯弯矩矩由由于于跨跨中中截截面面车车轮轮加加载载值值占占总总荷载荷

48、载的的绝绝大大多多数数，近近似似认认为为其其它它截截面的横面的横向分向分布布系系数数与与跨跨中中相同相同在在电电算算中中纵纵桥向桥向可以可以采采用用不不同同的横的横向分布向分布系系数数。第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系剪剪力力从从影影响响线线看看跨跨中中与与支支点点均均占较占较大大比比例例。从从影影响响面面看看近似近似影影响响面面与与实实际际情况情况相相差差较较大大。第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥计计算算剪剪力力时时横向横向分布分布沿沿桥纵桥纵向的向的变变化化2009.112009.11 长沙长

49、沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6. 横梁内力计算横梁内力计算6.16.1 横梁的横梁的作作用用与与受力特点受力特点作作用：用：加加强强结结构构的的横向横向联联系系；保保证证全全结结构构的的整整体体性性。受力特点：受力特点：受受力力接接近近于于弹弹性性地地基基梁梁；影影响响面面的的正正负负纵纵向向位位置置基基本本一一致致；影影响响面面值值从从跨跨中中向向端部端部逐渐逐渐减减小小。第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁

50、工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.2 刚性刚性横梁法计算横梁法计算6.2.16.2.1 计计算算图图式式2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.2.26.2.2 横梁横梁内内力力影响影响线线2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.2.36.2.3 作作用用在在横梁横梁上上的计的计

51、算算荷载荷载按按杠杠杆杆原原理理在两在两根根横梁横梁间分间分布布2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3 刚接刚接梁法计算横梁梁法计算横梁6.3.16.3.1 横梁横梁内内力力影响影响线线刚刚接梁接梁法法计计算算出出的的梁接缝梁接缝中中的弯的弯矩矩及及为为横梁弯横梁弯矩矩第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥6.3.26.3.2 作作用用在在横梁横梁上上的计的计算算荷载荷载将将实实际际荷荷载载展展开开成成正弦正弦级级数数再再在两在两

52、根根横梁横梁间间积积分分2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥7. 主梁设计及计算主梁设计及计算7.17.1 恒载恒载内内力力前期前期恒载恒载内内力力S SG1G1 （主（主要要包括包括主梁主梁自重自重）计计算算与与施施工工方方法法有有密切密切关关系系；后后期期恒载恒载内内力力S SG2G2 （桥面（桥面铺铺装、装、人人行行道、道、栏栏杆杆、灯柱灯柱。第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥7.27.2 活载活载内内力力活活载载内内力力计

53、计算算必须必须考虑考虑最最不不利利荷载荷载位位置置，一一般般采采用用影影响响线线加加载载计计算算。计计算算汽汽车车荷荷载载时时必必须考虑须考虑各各项项折折减系减系数数及及2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系冲击冲击系系数数。计计算算公公式：式：2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥7.37.3 内内力力组组合合铁铁路路：主力主力组组合合主主力力附附加加力力组组合合公公路路：承承载载能能力力极限极限状态状态组组合合正正常常使使用用极极限限状态状态组组合合7.47.4 内内力力包络

54、包络图图沿沿梁梁轴轴各各个个截截面面处处控控制制设设计计内内力力值值的连的连线线第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥7.5 强度强度计算计算7.5.17.5.1 正正截面截面强强度：度：预预估估预应力钢筋面预应力钢筋面积积ApAp确确定定中中性性轴轴位位置置或或2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥矩矩形形截截面面抗抗

55、弯弯承承载载力：力：T T形形截截面面抗抗弯弯承承载载力力：7.5.27.5.2 斜斜截面截面强强度度斜斜截截面面抗抗剪剪计计算算；斜斜截面截面抗抗弯计弯计算算。2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥7.6 运营阶段运营阶段计算计算（1 1）正正应应力力计计算算a.a.预应力预应力为有效为有效预预压压应力；应力；b.b.截面特截面特性性的的取取用。用。（2 2）主主拉拉应应力计力计算算（3 3）正正截截面面抗裂性抗裂性及及裂裂缝缝宽宽度度计计算算（4 4）变变形形及及预预拱拱度度a.a.变变形的形的组组成成：预应力

56、的：预应力的作作用；用；荷载作荷载作用。用。第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥b.b.计计算算公公式：式：按按结结构构力力学学方方法法计计算算。c.c.钢筋混凝土梁桥钢筋混凝土梁桥刚刚度度取值取值：公路公路：2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥铁铁路路：静静定定结结构构：不不计混凝计混凝土受土受拉拉区区，计钢筋计钢筋；超超静静定定结结构构：计计全全部部混凝混凝土面土面积积，不不计计钢筋钢筋。活活载载挠挠度度计计算算时时不不计计冲击

57、冲击系系数数（静静活载活载）d.d.预应力混凝土梁桥：预应力混凝土梁桥：刚刚度度取值取值：公路公路：铁铁路路：按按弹弹性性阶段阶段计计算算2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥e.e.挠挠度度验验算算与与预预拱拱度度恒恒载载挠挠度度可可通通过过预预拱拱度度消消除除，因因此此规规范范无无明明确确限制限制。公路公路桥桥规规：活载活载长长期挠期挠度度不不超超过过L/600L/600；恒载恒载+ +活载产生活载产生的的长长期挠期挠度度超超过过L/1600L/1600时时应应设预设预拱拱度；度；铁铁路路桥桥规规：静静活载产生

58、活载产生的的竖竖向向挠挠度度不不应应超超过过L/800L/800。2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥7.7 疲劳检疲劳检算算铁铁路路桥桥梁梁活活载载所占所占比比例较例较大大，即即应力应力变变化化幅幅度度大大，应应进进行行重重复复荷载荷载下的下的疲疲劳劳检检算算。7.7.17.7.1 基基本本概念概念应应力力幅幅; ;应应力力比比; ;应力应力循环循环次次数数：等等幅幅疲劳疲劳计计算算：变变幅幅疲劳疲劳计计算算：疲劳疲劳曲曲线线（S-NS-N曲曲线线）：）：疲劳强疲劳强度度实验数据得实验数据得出出的的应应力力幅幅

59、S S和和疲疲劳劳寿寿命命N N的的关关系系曲曲线线。第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥lg( ) olg(n)中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系o2009.112009.11 长沙长沙n2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥7.7.27.7.2 钢筋钢筋容许容许应力应力幅幅钢钢筋筋应应力力幅幅根据根据截面截面开开裂裂和和截面截面不不开裂开裂分分别别计计算算。7.7.37.7.3 变变幅幅疲劳疲劳计计算算等等效效应应力力幅幅：根据根据线性线性累积损累积损伤伤原理原理计计算算。2009.112009.11

60、 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥7.8 纵纵向预应力钢筋及向预应力钢筋及箍箍筋布置筋布置（1 1）纵纵向向预预应应力筋布力筋布置置原原则则a.a.为为获获得最大得最大的的极限极限抗抗弯弯强强度度，b.b.预预加加力力阶段阶段，截面截面上缘上缘混凝土混凝土不不出现出现大大的的拉拉应力应力c.c.使用使用阶段阶段，截面下截面下缘缘混凝土混凝土不不出现出现拉拉应力应力（2 2）束束界界下下限限2009.112009.11 长沙长沙中南大学桥梁工程系中南大学桥梁工程系第第3 3章章 混凝土简支梁桥混凝土简支梁桥上上限限（3 3）预预应应力力筋的