混凝土简支梁桥的计算ppt课件

1、 桥梁工程计算的内容 内力计算桥梁工程、根底工程课处理 截面计算混凝土构造原理、预应力混凝 土构造课程处理 变形计算 简支梁桥的计算构件 上部构造主梁、横梁、桥面板 支座 下部构造桥墩、桥台 、根底 计算过程内力计算截面配筋验算开场拟定尺寸能否经过计算终了否是一、桥面板的力学模型桥面板的作用直接接受车轮荷载、把荷载传送给主梁分类单向板双向板悬臂板铰接板1、车轮荷载的分布车轮均布荷载a2b2(纵、横)桥面铺装的分布作用轮压Haa221 Hbb221 112baPp 二、桥面板的受力分析2、桥面板的有效任务宽度1、计算原理外荷载产生的分布弯矩mx外荷载产生的总弯矩分布弯矩的最大值mxmaxdymM

2、x 桥面板的受力形状桥面板的受力形状设板的有效任务宽度为a假设可得maxxxmadymM maxxmMa 当有一个车轮作用在桥面板上时,1米宽板条上的荷载计算强度为:12abPp 有效任务宽度假设保证了两点：1总体荷载与外荷载一样2部分最大弯矩与实践分布一样经过有效任务宽度假设将曲线分布弯矩转化为矩形弯矩分布需求处理的问题： mxmax的计算影响mxmax的要素：1支承条件：双向板、单向板、悬臂板2荷载长度：单个车轮、多个车轮作用3荷载到支承边的间隔1、两端嵌固单向板1荷载位于板的中央地带单个荷载作用多个荷载作用3232321llHalaa dlldHaldaa3232321 计算弯矩时，l=

3、l0+t，但不大于l0+b 计算剪力时，l=l0 l0为板的净跨径，t为板的厚度，b为梁肋宽度2荷载位于支承边处tHataa2213荷载接近支承边处ax = a+2x荷载有效宽度分布图荷载有效宽度分布图2、悬臂板荷载作用在板边时mxmin -0.465P取a=2l000min015. 2465. 0lPPlMMax 悬臂板受力形状悬臂板受力形状规范规定a = a1+2ba2+2H+2b 多个荷载作用时：a= a1+d+2b 根据桥面板间接缝方式的不同，计算桥面板时划分成如下三类： 1.多跨延续单向板 2.铰接悬臂板 3.悬臂板1、多跨延续单向板的内力1弯矩计算方式假定实践受力形状：弹性支承延续

4、梁简化计算公式：当t/h1/4时 主梁抗扭刚度较大：跨中弯矩 Mc = +0.5M0支点弯矩 Ms = -0.7M0当t/h1/4时主梁抗扭刚度较小：跨中弯矩 Mc = +0.7M0 支点弯矩 Ms = -0.7M0M0按简支梁计算的跨中弯矩2思索有效任务宽度后的跨中弯矩活载弯矩恒载弯矩3思索有效任务宽度后的支点剪力车轮布置在支承附近10(1)()82pbPMla)(1(222110yAyAglQs 2081glMg 2、悬臂板的内力1计算方式假定铰接悬臂板车轮作用在铰缝上悬臂板车轮作用在悬臂端2铰接悬臂板活载恒载)4(4)1(10blaPMsp 2021glMsg 2悬臂板活载恒载2021g

5、lMsg )(),2(2)1()2()1()( ,4)1(21)1(01101010120120时时时时lbblaPblpbMlblabPplMspsp 留意：此时留意：此时Hbb21承载才干极限形状构造重力对构造的承载才干不利时构造重力对构造的承载才干有利时正常运用极限形状短期效应组合长期效应组合人不计冲击力）汽自重SSSSmud0 . 17 . 0(1人不计冲击力）汽自重SSSSmud4 . 04 . 0(1人汽自重SSSSmud4 . 18 . 04 . 12 . 11人汽自重SSSSmud4 . 18 . 04 . 11 如图2-3-11所示，某公路桥桥面净宽为净8+20.25，汽车荷

6、载为公路-级。翼缘板带有湿接缝的钢筋混凝土T梁桥，规范跨径20m，主梁间距2.2m，边板外翼缘1.2m。梁高1.5m，横隔梁间距4.85m，铺装层平均厚度8cm，铺装层容重=24KN/m3，桥面板容重 =25KN/m3，防撞护栏重每侧5KN/m。 求：行车道板在耐久情况承载才干极限形状根本组合下的跨中弯矩M中、支点弯矩M支、支点剪力Q支。 一计算图式一计算图式 板的长宽比板的长宽比 ，所以主梁肋之间的，所以主梁肋之间的板为支承在主梁梁肋上的单向板。边主梁板为支承在主梁梁肋上的单向板。边主梁外翼缘为嵌固在主梁梁肋上悬臂板。外翼缘为嵌固在主梁梁肋上悬臂板。 本例涉及的荷载有：恒载为构造自重；可本例

7、涉及的荷载有：恒载为构造自重；可变荷载为汽车荷载和汽车冲击力。变荷载为汽车荷载和汽车冲击力。 22 . 285. 41、板的计算跨径2、恒载集度3、恒载弯矩 4、汽车荷载：车辆荷载 1选取荷载： 2轮载分布：3板的有效任务宽度： mba6 . 02 . 011mhbha76. 036. 0)2()2(11 4车轮荷载集度 5、汽车及冲击力弯矩偏于平安地取冲击系数 6、弯矩组合 7、Mc 、Ms mKNbaPqQ86.64176. 084. 222140122111100QQGGMMM荷载横向分布系数主梁内力计算活载、恒载荷载横向分布计算1（PPxzzyxxx在单梁上，截面内力等于荷载与相应位置

8、影响线纵坐标的乘积。在梁式桥上，)()(),(21yxPyxPs 1.杠杆原理法 2.偏心压力法刚性横梁法 3.铰接板梁法 4.刚接梁法 5.比较正交异性板法根本假定：1各主梁之间无横向衔接；2桥面板在主梁上部断开；3板看做支承在主梁上的多跨简支梁。适用范围：荷载作用于梁端近支座处1求解单位荷载在横向不同位置时梁的反力值；2根据反力值作出反力横向影响线；3在横向影响线上按最不利位置布载，计算横向分布系数。根本假定： 中间横隔梁视为支承在各片主梁上的刚度无穷大的刚性梁，荷载作用下坚持直线外形。适用条件：1.跨中甚至1/4跨处设有横隔梁；2.宽跨比B/L小于等于0.5的窄梁桥。变形的分解作用力的分

9、解1纯竖向位移2纯转动21nwwwtgawii1与竖向位移的关系2与转角的关系tgawii348iiiiiwaIREIlRw或iiiiiiiaItgaIwIR 1竖向位移时的平衡2转动时的平衡4.内外力平衡niiiniiniiiIPawPIawR111PIIRniiii1 121iiiniiiePIaaR niiiiiiIaIaePR12 12iiiIaeP iiiRRR PeaIaIPIIiniiiiniii211 留意：e和ai的乘积当两者在桥轴线同侧时取正号，反之取负号。实践计算横向影响线时取P=1 反力分布图 选定荷载位置，分别计算各主梁的反力 横向分布影响线 选定主梁，分别计算荷载作

10、用在不同位置时的反力PeaIaIPIIRiniiiiniiii211 各主梁刚度相等iniiiaaePnPR 12 在横向分布影响线上用规范规定的车轮横向间距按最不利位置加载修正缘由修正缘由:1.刚性横梁法推演中做了横梁绝对刚性和忽刚性横梁法推演中做了横梁绝对刚性和忽略主梁抗扭刚度两项假定，导致边梁结果略主梁抗扭刚度两项假定，导致边梁结果偏大，中梁偏小；偏大，中梁偏小；2.修正时思索主梁的抗扭刚度，有效防止了修正时思索主梁的抗扭刚度，有效防止了边梁计算结果偏大边梁计算结果偏大a3eaIaIIIRiniiiiniiii211未修正时计算荷载横向 影响线坐标公式：iiiTiTiEIlRwGIlM4

11、843和iiawtgiiTiiTiEIaGIlRM122 iiialEIR348竖向反力与扭矩的关系 转动时的扭矩平衡eMaRTiii1iiiiiiTiiiiiTiiiiiiIaIeaIaEIGlIaIeaIEGlIaIeaR222222121112iiiiiiiIaIeaIIR21121122iiTiIaEIGliiTiiTiEIaGIlRM122 iiialEIR348 抗扭修正系数四、铰接板梁法1.根本假定1.将多梁式桥梁简化为数根并列而相互间横向铰接的狭长板梁2.各主梁接缝间只传送竖向剪力3.用半波正弦荷载替代集中荷载作用在某一板上，计算各板梁间的力分配关系。 适用范围： 1.利用企口

12、缝衔接的装配式板桥 2.无中间横隔梁仅在翼板间由焊接钢板或伸出的交叉钢筋衔接的装配式梁桥 3.荷载布置在跨中2.铰接板法假定各主梁接缝间仅传送剪力g，求得传送剪力后，即可计算各板分配到的荷载451434132312121111543211gpggpggpggpgp号板号板号板号板号板传送剪力根据板缝间的变形协调计算00004444343242141343433323213124243232221211414313212111ppppgggggggggggggggg变位系数计算00222432142413124141343322134231244332211ppppwbwbw0000444343

13、4343332323232221211212111ggggggggggp横向分布影响线45115434114323113212112111111gpggpggpggpgp各板块不一样时，必需将半波正弦荷载在不同的板条上挪动计算各板块一样时，根据位移互等定理，荷载作用在某一板条时的内力与该板条的横向分布影响线一样iiww1121aa 111iiwap iiwap121iipp11位移互等定理板条一样横向分布系数在横向分布影响线上加栽列表计算、刚度参数计算为计算方便，对于 不同梁数、不同几何尺寸的铰接板桥的计算结果可以列为表格，供设计时查用wb/2 0)1(2)1(0)1()1(2)1(0)1()

14、1(2)1(1)1()1(24343232121gggggggggg 00004443434343332323232221211212111ggggggggggp 引入刚度参数EIplw44TGIpbl222 22244228 . 5422/2 lbIIlbGIEIEIplGIpblbwbTTT 半波正弦荷载引起的变形计算3.铰接梁法假定各主梁除刚体位移外，还存在截面本身的变形,应计入悬臂端的弹性挠度与铰接板法的区别：变位系数中添加桥面板变形项，板端挠度为：313113143EhdEIdf 适用条件： 1.翼缘板间刚性衔接的肋梁桥 2.整体式板桥 3.荷载作用在跨中 根本假定：衔接缝处传送剪力

15、和弯矩假定各主梁间除传送剪力外，还传送弯矩与铰接板、梁的区别未知数添加一倍，力法方程数添加一倍 000000001888787484383878777676474373272767666565363262161656555252151848747444343838737636434333232727626525323222121616515212111pMMggMMMgggMMMgggMMggMMggMMMgggMMMgggMMgg 1、计算原理将由主梁、延续的桥面板和多横隔梁所组成的梁桥，比较简化为一块矩形的平板；求解板在半波正弦荷载下的挠度利用挠度比与内力比、荷载比一样的关系计算横向分布影

16、响线 弹性板的挠曲面微分方程以上方法除“杠杆原理法适用于荷载在梁端支座附近时，其它均适用于荷载位于跨中时计算的横向分布系数。当荷载位于桥跨其它位置时，横向分布系数采用如下简易处置方法： 1.无中横隔梁或只需一根时，跨中采用值不变，从离支点L/4处起至支点区段以直线过度。 2.有多根横隔梁的情况，从第一根内横隔梁起向支点处过度。一、恒载内力前期恒载内力SG1 主要包括主梁自重计算与施工方法有亲密关系，分清荷载作用的构造后期恒载内力SG2 桥面铺装、人行道、栏杆、灯柱二、汽车、人群荷载内力计算活载内力计算必需思索最不利荷载位置普通采用影响线加载计算计算汽车荷载时必需思索各项折减系数及冲击系数通用计算公式iiipyPmS )1(三、内力组合三、内力组合承载才干极限形状承载才干极限形状正常运用极限形状正常运用极限形状四、内力包络图四、内力包络图沿梁轴的各个截面处的控制设计内力沿梁轴的各个截面处的控制设计内力值的连线值的连线一、横梁的作用与受力特点作用：加强构造的横向联络保证全构造的整体性受力特点：受力接近于弹性地基梁影响面的正负纵向位置根本一致影响面值从跨中向端部逐渐减小1、计算图式 影响线的画法 横隔梁上计算荷载按杠杆原理法计算112121)(21yPlqyPqPkakkkoqPkqklala1.0 y1oqPS)1 ( 横隔梁内力计算公式： 例题：如图，计算2号和3号主梁r