混凝土梁桥设计构造计算总结（126页）

1、第2篇 混凝土梁桥 第2篇 混凝土梁桥 第1章 概述 第2章 简支板桥的设计与构造 第3章 简支梁桥的设计与构造 第4章 简支梁桥的计算第1章 概述 1.1钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥的特点 1.2梁式桥的主要类型及其适用情况第1章 概述 1.1钢筋混凝土和预应力混凝土梁桥的特点 钢筋混凝土梁桥的特点： 构造简单、适应范围广、不受基础条件限制、便于使用于曲线段、易于建造、标准化程度高。钢筋混凝土结构的局限性抗拉强度低，使用时开裂，限制裂缝宽度的同时也限制了高强混凝土和高强钢筋的采用，跨度越大，自重所占比例越高，跨度难以发展。 适用跨度范围：一般20米以下。 预应力混凝土梁桥的特点： 采用混凝土

2、和高强钢筋；提高抗裂性，增强耐久性和刚度；尺寸、自重减小；增大跨度；预剪力可以提高抗剪能力；力筋应力变幅小，疲劳性能好。 适用跨度范围：一般20米以上。 预应力混凝土的两种结构型式: 全预应力混凝土结构:在最大使用荷载作用下,混凝土不出现任何拉应力。 部分预应力混凝土结构:在最大使用荷载作用下,容许发生不超过规定的拉应力值或裂缝宽度。 另外，在钢筋混凝土结构内部分地施加少量预应力，提高结构裂缝安全度，称为预应力钢筋混凝土结构。 1.2梁式桥的主要类型及其适用情况1.2.1按承重结构的截面型式划分主要类型:板桥、肋板式梁桥、箱型梁桥。、板桥截面型式：整体式实心板、装配式实心板、空心板和异型板。板

3、桥的适用范围：主要适用于小跨径桥梁。简支板桥一般都设计为等厚度的。 、肋板式梁桥截面型式：型板、I型梁、T型梁桥。 肋板式梁桥的适用范围：主要适用于中等跨径（1315米以上）的桥梁。 一般跨径在1350米的简支梁式桥,桥梁的横截面型式布置成多主梁式截面,在2560米之间的悬臂梁、连续板桥截面：a）、b）整体式实心板；c）装配式实心板；d）装配式空心板；d）装配组合式板。肋板式梁桥截面：a）型板 b） I型梁 c） 、d） T型梁桥梁，当正负弯矩的绝对值相差不大时，也有采用肋部加宽或底部加宽的T型截面。 3、箱型梁桥 截面型式：单箱单室、单箱双室、双箱单室、单箱多室、双箱多室。箱型梁桥的适用范围

4、：主要适用于大跨径桥梁，特别适用于弯桥和采用悬臂施工的梁桥。 1.2.2按力学图式划分主要类型:简支体系、连续体系、悬臂体系。 、简支体系 简支体系主要有：简支板桥、简支梁桥。 简支板桥的适用范围：主要适用于小跨径的桥梁。简支板桥一般都设计为等厚度的。 简支梁桥的适用范围：主要适用于中、小跨径的桥梁。其中装配式钢筋混凝土简支梁，我国标准设计为：10米、13米、16米、20米等四种。当跨径超过20米时，一般采用预应力混凝土梁桥，我国后张法装配式预应力混凝土简支梁的标准设计有：25米、30米、35米、40米四种。 2、连续体系 连续体系主要有：连续板桥、连续梁桥、连续刚构桥。 连续板桥的适用范围：

5、主要适用于小跨径的桥梁。钢筋凝土简支板桥610米；预应力钢筋混凝土简支板桥1320米；钢筋混凝土连续板桥跨径25米；预应力钢筋混凝土连续板桥跨径30米以上。 连续梁桥的适用范围：主要适用于较大跨径的桥梁。钢筋混凝土连续梁桥因其施工和经济等因素采用得不是很多。 连续刚构桥的适用范围：主要适用于大跨高墩的桥梁。连续刚构桥是墩梁固结的连续梁桥。 连续刚构桥分为跨中无铰和跨中带铰两种类型。跨中带铰的连续刚构桥，由于跨中的铰可以满足一部分纵向位移，所以桥墩的刚度可以比不设铰的连续刚构桥大一些。 3、悬臂体系 悬臂体系主要有：钢筋混凝土悬臂梁桥、预应力混凝土悬臂梁桥、预应力混凝土T型刚构桥。 钢筋混凝土悬

6、臂梁桥分为：单孔双悬臂梁桥、三孔带挂梁的钢筋混凝土悬臂梁桥、多孔悬臂梁桥。 钢筋混凝土悬臂梁桥的适用范围：单孔双悬臂梁桥主要用于跨线桥；三孔带挂梁的钢筋混凝土悬臂梁桥适用于跨越城市河道的桥梁；多孔悬臂梁桥适用于桥梁长度较大，通航跨径要求在60米以下的桥梁。 预应力混凝土悬臂梁桥的适用范围：跨径超过5060米的桥梁。 预应力混凝土T型刚构桥的适用范围：大跨径桥梁。预应力混凝土T型刚构又分为带铰T型刚构和带挂梁的T型刚构。预应力混凝土T型刚构布置图第2章 简支板桥的设计与构造第一节 简支板桥的类型及其特点第二节 简支板桥的构造 第2章 简支板桥的设计与构造 2.1简支板桥的类型及其特点 简支板桥从

7、结构静力体系划分:简支板桥、悬臂板桥和连续板桥。 2.1.1简支板桥 简支板桥可以采用整体式结构,也可以采用装配式结构。整体式结构跨径一般48米，装配式结构跨径一般613米。跨径较大时采用钢筋混凝土空心板，跨径更大时采用预应力混凝土空心板，跨径可达1620米。 2.1.2悬臂板桥 悬臂板桥一般做成双悬臂式结构，中间跨径为810米，两端伸出的悬臂长度约为中间跨径的1/141/18，在支点处的板厚要比跨中的加大30%40%。悬臂端可以直接伸到路堤上，不用设置桥台。a）单孔双悬臂梁桥中孔为锚固孔，不设桥台b）三孔带挂梁的单悬臂梁桥 2.1.3 连续板桥 连续板桥的特点是板不间断地连续跨越几个桥孔而形

8、成一个超静定结构体系。连续板桥一般做成不等跨的，边跨与中跨之比约为0.70.8,这样可以使各跨的跨中弯矩接近相等,由于支点负弯矩的存在，跨中正弯矩较同跨径的简支板小得多。 2.2 简支板桥的构造（如图） 2.2.1 整体式板桥的构造 简支板桥常用于跨径小于8米的桥梁,其横截面一般都设计成等厚度的矩形截面。 简支板桥的跨径通常与板宽相差不大,在车辆荷载作用下,简支板桥常处于双向受力状态，所以板内既有纵向受力钢筋，还有横向分布钢筋。（附钢筋要求） 2.2.2 装配式板桥的构造 装配式板桥按横截面型式划分主要有:实心板和空心板两种。对于简支板桥主要掌握空心板的构造。 1、实心矩形板桥 实心矩形板适用

9、于跨径小于8米的桥梁。我国已有装配式实心矩形铰接板桥的标准图。对桥梁的跨径、板高、桥面净空及荷载等都有相应的规定。（附钢筋要求） 2、空心矩形板桥 钢筋混凝土空心矩形板桥适用的跨径为613米的桥梁，预应力混凝土空心板桥适用的跨径为816米的桥梁。 3、装配式板桥的横向联接 常用的联接方法有：企口混凝土铰联结、钢板焊接联接。 企口混凝土铰联结：铰的型式有圆形、棱形、漏斗形三种。企口混凝土铰通常用较预制板高一级的小石子混凝土填充。 钢板焊接联接：用一块上盖板将相邻预制板中预埋的钢板焊接。联接构造的中距视铰缝情况受力而定，一般80150厘米，跨中较密向两端逐渐变疏。 2.3 斜交板桥的受力特点与构造

10、 2.3.1 斜交板桥的受力特点 1、斜交板桥除了跨径方向的纵向弯矩外,在钝角处还产生相当大的垂直于钝角平分线的负弯矩,其值随着斜交角的增大而增大,但影响范围不大。 2、斜交板支承反力的分布很不均匀，钝角角隅处的反力比正交板大几倍，而锐角角隅处反力变小，甚至出现负值。 3、纵向最大弯矩的位置，随着斜交角的增大从跨中向钝角部位转移。 4、斜交板桥的最大纵向弯矩，一般比斜跨径相等的正交板要小，而横向弯矩则大得多。 5、斜交板的扭矩变化很复杂，沿板的自由边和支承边都有正负扭矩交替产生。 鉴于斜交板桥的受力特点，在进行构造钢筋配置、支座设置以及截面尺寸的确定时，都必须充分考虑它的受力状况。 2.3.2

11、 斜交板桥的构造 斜交板桥的钢筋布置除了必须设置正交板桥的主钢筋和分布钢筋外，还必须在内力变化剧烈和扭矩作用突出的位置，设置附加钢筋来承受斜交板桥复杂的受力。 1、附加钢筋 1）钝角顶面 由于负弯矩的作用，在钝角部分板的顶面与钝角二等分线呈直角的方向，会产生很大的拉力，必须设置附加钢筋。 2）自由边顶面 为了抵抗扭矩，在每边约l/5范围内，要设置附加钢筋。 3）钝角底面 钝角处有平行于钝角平分线方向的正弯矩，所以在平行于钝角等分线方向要设置附加钢筋，钝角处支反力很大，也需要设置一些加强钢筋。 2、锚固钢筋 斜交板桥在使用过程中，平面内有向锐角方向蠕动的趋势，故设置的支座要有充分的锚固作用。否则

12、，应加强锐角处桥台顶面的耳墙，以免被挤裂。故要在台帽上设置锚固斜板的锚固钢筋或在锐角处耳墙中增加抗挤钢筋。第3章 简支梁桥的设计与构造第一节 装配式简支梁桥的构造类型第二节 装配式简支梁桥的构造布置第三节 装配式简支梁桥的钢筋布置第四节 装配式简支梁桥的联结构造 第3章 简支梁桥的设计与构造 3.1装配式简支梁桥的构造类型 按施工方法分:整体浇筑式梁桥、预制装配式梁桥、组合式梁桥。 3.1.1整体浇筑式梁桥：常采用在桥孔支架模板上现浇。整体性好，刚度大，易于做成复杂形状，但施工速度慢，要耗费大量的支架模板，除弯桥、斜桥、特别是小半径弯桥外一般较少采用。 3.1.2预制装配式梁桥：按横截面的形状

13、不同可分为三种类型。形截面、I形截面、T形截面、箱形形截面。 3.1.3 组合式梁桥：组合式的简支梁桥也是一种装配式的桥跨结构，是用纵向水平缝将桥梁分割成I字形的梁肋或开口槽形梁和桥面板，桥面板再借纵横向的竖缝划分成在平面内呈矩形的预制构件，可以显著减轻预制构件的重量，并便于集中制造和运输吊装。 特点：组合梁是整个截面分两个阶段组合而成，在I形梁或开口槽形梁上搁置轻巧的预制空心板或微弯板构件，通过现浇混凝土接头而与I形梁或槽形梁结合成整体，或以弧形薄板或平板作为现浇桥面混凝土的模板，通过现浇桥面混凝土使各主梁结合成整体。 3.2 装配式简支梁桥的构造布置（如图） 3.2.1 主梁布置 对于设计

14、给定的桥面宽度,如何选定主梁的间距（或片数）。 3.2.2 横隔梁布置 横隔梁在装配式T型梁桥中起着保证各根主梁相互联成整体共同受力的作用。按位置分为中横隔梁和端横隔梁。中横隔梁间距56米。 3.2.3 截面尺寸 截面尺寸包括主梁高度、梁肋厚度、梁肋间距、桥面板等。 1、主梁高度 主梁高度取决于使用、经济条件。 铁路：普通高度的钢筋混凝土梁，梁高与跨度之比，约为h/L=1/61/9；低高度的钢筋混凝土梁则约为h/L=1/111/15 。 公路：板式截面梁高与跨度之比，约为h/L=1/111/20；肋式截面梁高与跨度之比，约为h/L=1/111/13。 跨度越大，高跨比越趋下限。 2、梁肋厚度

15、取决于：主拉应力和主筋布置构造要求 跨中至梁端，梁肋可变厚度以适应剪力沿梁长变化 主筋布置考虑如何排列、钢筋间净距、保护厚度等，下翼缘可做成马蹄状 一般为200400mm，最小构造厚度一般为140mm 3、梁肋间距 铁路（1.8m）：考虑内外道碴槽板悬臂弯矩大致相近，有利于板内钢筋布置。运架时，梁重心位于梁肋中心附近，保持梁的稳定性。 公路（一般取1.62.2m）：考虑起吊能力，便于预制安装，可能时尽量加大间距，减少梁数。 4、桥面板 板厚由构造要求及受力条件确定，板的最小厚度为120mm。 3.3 装配式简支梁桥的钢筋布置（如图） 3.3.1 主梁钢筋构造 主梁钢筋主要有:纵向主钢筋、架立钢

16、筋、斜钢筋、箍筋、分布钢筋等。 3.4 装配式简支梁桥的联结构造 3.4.1 装配式主梁的联结构造 设有中横隔梁和端横隔梁的装配式T型梁桥，均借助横隔梁的接头使所有主梁联成整体，接头要有足够的强度，以保证结构的整体性，并使结构在运营过程中不至因荷载反复作用和冲击作用而发生松动。主要型式有：钢板焊接接头、螺栓接头、扣环接头。 3.4.2 装配式无横隔梁主梁的联结构造 对于小跨径桥可以采用无横隔梁的装配式梁桥，但需增大T梁翼板的厚度、加强板的配筋和接缝强度，以达到荷载横向分布的目的。翼板的接缝可采用刚性接头和铰接接头两类。第4章 简支梁桥的计算第一节 荷载横向分布系数计算第二节 主梁结构内力计算第

17、三节 横隔梁内力计算第四节 桥面板计算第五节 挠度和预拱度计算 第4章 简支梁桥的计算 4.1 荷载横向分布计算（其实质是“内力”横向分布） 4.1.1 概述 1、荷载横向分布计算的原理 公路桥梁一般由多片主梁组成,并通过一定的横向联结连成一个整体。当一片主梁受到荷载作用后，除了这片主梁承担一部分荷载外，还通过主梁间的横向联结把另一部分荷载传到其他各片主梁上去，因此对每个集中荷载而言，梁是空间受力结构，实用计算中把结构空间力学分析简化为平面梁单元。 需求出任一位置集中力沿桥横向分布给某梁的荷载力，然后按平面问题求某梁某截面内力。 2、荷载横向分布系数计算的相关概念 影响线：当一个指向不变的单位

18、集中荷载P=1(通常是竖直向下的)，沿结构移动时，表示某一量值变化规律的图形，称为该量值的影响线。 荷载横向分布影响线：单位荷载P=1在梁上横向移动时，某主梁所相应分配到的不同的荷载作用力。 对荷载横向分布影响线按最不利位置加载Pi，可求得某主梁可行最大荷载力。 荷载横向分布系数：表征荷载分布程度的系数，通常用m表示。 3、荷载横向分布系数的特点 同一座桥梁各片主梁的荷载横向分布系数m是不相同的；不同类型的荷载m值也各异；同一类型的荷载在梁上沿纵向的位置不同对m值也有影响。 桥上荷载横向分布的规律与结构的横向联结刚度有着密切关系，横向联结刚度越大，荷载横向分布作用越显著，各主梁的分担也越趋均匀

19、。 4.1.2 荷载横向分布系数计算的常用方法 五种常用的计算方法： 杠杆原理法、偏心压力法、横向铰接板（梁）法、横向刚接梁法、比拟正交异性板法。 以上五种常用的计算方法，其共同特点是：从分析荷载在桥上的荷载横向分布出发，求得各梁的荷载横向分布影响线，从而通过横向最不利位置布载来计算荷载横向分布系数m。得出作用于单梁的最大荷载，就能按熟知的方法求得活载内力值。 4.1.3 荷载横向分布系数计算 1、杠杆原理法 1) 基本假定 忽略主梁之间横向结构的联系作用，即假设桥面板在主梁在主梁上断开，而当作沿横向支承在梁上的简支梁或悬臂梁来考虑。 荷载横向分布影响线为三角形 2) 适用情况 只有两根主梁

20、虽为多主梁，但计算梁端支承处荷载（支点剪力） 无中间横隔梁 3) 计算步骤（1）绘制荷载横向分布影响线；（2）按最不利位置进行横向布载（按规范要求）（3）求荷载横向分布系数汽车：mcq=1/2i挂车：mcg=1/4i人群：mcr=i 2、 偏心压力法（也称刚性横梁法） 1）基本假定 横隔梁刚度无穷大，桥上作用荷载时，各主梁的变形按偏心受压构件考虑，忽略主梁抗扭刚度。 将偏心力P分解为通过扭转中心的P及M=Pe通过扭转中心的P作用下，各片主梁挠度相等，可求得中心荷载P在各片主梁间的荷载分布为：在偏心力矩M=Pe作用下，桁梁绕扭转中心O有一个微小的转动角，因此各片主梁所分配的荷载为：则偏心力P作用

21、下，每片主梁分配的荷载为： 令P=1依次变化e，则可求出第i根主梁荷载横向分布影响线纵标。 图219(e)为第1根主梁荷载分布影响线。 2）适用情况 在混凝土梁桥上，当设置了具有可靠横向联结的中间横隔梁，且在桥的宽度与跨度之比小于等于1/2的情况时（也即窄桥），计算基本可变荷载的横向分布采用。 3）计算步骤 （1）计算宽度与跨度之比，判断是否满足B/L1/2 （2）计算主梁间距的平方和 ai2= a12+a22+an2 （3）计算横向影响线竖标值i，如各主梁截面刚度均相同，则： 11 = 1/n + a12/ai2 1n = 1/n - a12/ai2 （4）计算横向影响线零点位置 （5）计算

22、主梁荷载横向分布系数 汽车： mcq = 1/2i 挂车： mcg = 1/4i 人群： mcr = i 3、修正偏心压力法（考虑主梁的抗扭刚度） 1） T形截面梁 偏心受压法具有概念清楚、公式简明和计算方便等优点。然而其在推演过程中由于作了横隔板近似绝对刚性和忽略主梁抗扭刚度的两项假定，导致了边梁的计算结果偏大（边梁受力最大）。 若考虑主梁抗扭刚度，可进行修正。这一方法即不失偏压法之优点，又避免了结果偏大的缺陷，因此修正偏心受压法是一个具有较高应用价值的近似法。 k号梁横向影响线竖标： 主梁抗扭刚度修正系数： 对于简支梁，主梁的截面相同。 则得1号梁横向影响线的两个坐标值为： 对于主梁截面相

23、同的简支梁，当主梁间距相同时。则有： 与主梁根数有关的系数，如表23所示。 则主梁抗扭刚度修正系数： 在计算时，混凝土的剪切模量G可取等于0.425E，对于由矩形组合而成的梁截面，如T形或工字形梁，其抗扭惯矩IT近似等于多个矩形截面的抗扭惯矩之和。 2）箱形截面梁 鉴于箱梁截面横向刚度和抗扭刚度大，则荷载作用下梁发生变形时可以认为横截面保持原来形状不变，即箱梁各个腹板的挠度也呈直线规律。因此，通常可以将箱梁腹板近似看作等截面的梁肋，先按修正偏压法求出活载偏心作用下边腹板的荷载分配系数，再乘以腹板总数，这样就得到箱梁截面活载内力的增大系数。 4、横向铰结板（梁）法和横向刚结板（梁）法 1）铰结板

24、（梁）法 块件之间连接采用砼铰式键 （1）基本假定 铰式键只传递竖向剪力； 桥上荷载近似作为一个沿桥连续分布的正弦荷载 ，且作用于梁轴上。则求出各铰处 ，即可求出横向分布影响线。 （2）适用情况 不设中横隔梁的小跨径钢筋混凝土T形梁桥或无横隔梁的组合式梁桥，其横向连结刚度可以近似作为横向铰结计算。 （3）计算步骤 a）计算截面抗弯惯矩I； b）计算截面抗扭惯矩It； c）计算刚度参数； d）计算跨中荷载横向分布系数。关键在于求出铰结力g1、g2、g3。变形协调方程扭转位移与主梁挠度之比悬臂板挠度与主梁挠度之比 变形协调方程改写为： 在实际的铰结桥梁中，系数一般可以略去不计。计算出值后，再根据梁

25、数和所计算的梁号，便可以从现成计算用表中查出各梁轴线处荷载横向分布影响线的纵坐标。 2）横向刚结板（梁）法 （1）基本假定 结构的受力状态实际上接近于数根并列而相互间横向刚接的狭长板（梁）。传递剪力和弯矩。 （2）适用情况 （a）相邻两片主梁的接合处可以承受弯矩； （b）虽然桥面系没有经过构造处理，但设有多片内横隔梁； （c）桥面浇筑成一块整体板的桥跨结构。 （3）计算步骤 (a）计算主梁截面竖向抗弯惯矩I； (b）计算主梁截面抗扭惯矩It； (c）计算内横隔梁与实际的桥面板一起化成等刚度的虚拟桥面板的抗弯惯矩IT； (d)计算主梁截面抗弯刚度与抗扭刚度比例参数和主梁抗弯刚度与桥面板抗弯刚度比

26、例参数； (e)根据和从表2-2-2中查出并绘制各主梁的跨中荷载主梁荷载横向分布影响线； (f)在影响线上沿桥宽按最不利位置布载，从而求解跨中荷载横向分布系数mc。 对于翼缘板刚性连接的肋梁桥，只要在铰结板（梁）计算理论的基础上，在接缝处补充引入赘余弯矩，就可建立计及横向刚性连结特点的赘余力正则方程。在此不作详细介绍，详见相关书籍。 5、 比拟正交异性板法（G-M法） 1）基本假定 将结构简化成一块矩形平板，作弹性薄板按古典弹性理论进行分析。 2）适用情况 （1）对于由主梁、连续的桥面板和多横隔梁所组成的梁桥，当其宽度与其跨度之比较大时，当其宽跨比1/2 ，可将其简化比拟为一块矩形的平板，作为

27、弹性薄板按古典弹性理论进行分析。 （2）适用于密排主梁上多横隔梁的梁式结构。 3）计算步骤 （1）计算几何特性 （a）计算主梁、横隔梁的抗弯惯矩及比拟单宽抗弯惯矩； (b）计算主梁、横隔梁的抗扭惯矩及纵横向截面单宽抗扭惯矩之和； （2）计算参数和； （3）计算各主梁横向影响线坐标； (a）用已求得的值从“G-M ”法计算用表上查影响系数K1和K0值；(b）用内插法求实际梁位处的K1和K0值； (c）用值和公式K=K0+（K1-K0）1/2，求K； (d)用主梁片数n除K即得影响线坐标； （4）计算主梁的荷载横向分布系数mc。 在影响线上按横向最不利位置布载，从而求解跨中荷载横向分布系数mc 。

28、 其中C、值查表，B承重结构的半宽。 4.1.4 荷载横向分布系数沿桥跨方向的变化 1、横向分布系数mc与荷载沿桥跨方向的位置关系： 当荷载在梁端时，按杠杆分配法计算m0； 当荷载在跨中时，按挠度分配法计算mc； 当荷载在跨中与梁端之间时，荷载横向分布系数在m0与mc之间变化。 求主梁最大弯矩时：沿全桥都按跨中的mc。求主梁最大剪力时：荷载横向分布系数按下图所示、荷载横向分布系数沿桥跨方向变化的特点：1）对于无中间横隔梁或仅有一根中横隔梁的情况，跨中部分采用不变的mc，从支点至离支点L/4处区段mx呈直线变化。2）对于有多根内横隔梁的情况，mc从第一根内横隔梁起向m0直线形过渡。 4.2 主梁

29、内力的计算 4.2.1 计算内容 主梁内力的计算包括:恒载内力计算、活载内力计算和内力组合。 4.2.2 主梁内力计算 绘制梁的弯矩、剪力包络图，故一般需求跨中、L/4等处，截面的最大弯矩和支座、腹板变厚度及跨中的最大剪力。 主梁内力计算可利用影响线和换算均布荷载并考虑动力系数（冲击系数）及横向分布系数。 铁路：公路：- 计算截面的弯矩或剪力- 冲击作用- 多车道的折减 沿桥跨纵向与荷载位置对应的横向分布系数- 车辆荷载的轴重 沿桥跨纵向与荷载位置对应的内力影响线 坐标值 1、恒载内力计算 钢筋混凝土或预应力混凝土公路桥梁的恒载占全部设计荷载很大的比例，梁的跨径愈大，恒载所占的比例也愈大。 主

30、梁恒载内力，包括主梁自重（前期恒载）引起的主梁自重内力SG1和后期恒载（桥面铺装、人行道、栏杆、灯柱等）引起的主梁后期恒载内力SG2 。 简支梁桥施工过程中通常不发生结构的体系转换： 当主梁为等截面时，主梁承受沿跨长的均布荷载g，截面恒载内力：Mx= gx（l-x）/2 Qx= g（l-2x）/2 当主梁为变截面时，按沿跨长变化的恒载集度gx来计算各截面的恒载内力： SG=L gxYxdx SG：主梁恒载内力 gx：主梁恒载集度 Yx：相应的主梁内力影响线 1）主梁恒载内力计算步骤 （1）确定恒载集度 为简化起见，可将沿桥跨分点作用的横隔梁重量，沿桥横向不等分的铺装层重量以及作用于两侧的人行道

31、和栏杆等重量均匀地分摊给各主梁承受，因此： a）等截面梁桥的主梁，计算恒载是简单的均布恒载； b）对于组合梁桥，应按实际施工组合情况，分阶段计算恒载内力。如：先按预制主梁和后加桥面板的重量计算，仅由预制主梁承受的第一阶段恒载内力；再按桥面铺装、人行道、栏杆等重量计算，由桥面板和预制主梁结合而成的组合梁所承受的第二阶段恒载内力。 c）对于预应力混凝土简支梁桥，在施加预应力阶段，往往要利用梁体自重（前期恒载）来抵消强大钢丝束张拉力在上翼缘产生的拉应力，在此情况下，也要将恒载分为两个阶段（即前期恒载和后期恒载）来进行分析。 （2） 计算恒载内力 Mx= gx（l-x）/2 Qx= g（l-2x）/2

32、 2、主梁活载内力计算 主梁活载内力由基本可变荷载中的车辆荷载和人群荷载产生。 1）主梁活载内力计算步骤 （1）求某一主梁最不利荷载位置的横向分布系数m； （2）绘制主梁内力影响线； （3）将纵向荷载在内力影响线上按最不利位置加载，然后乘以横向分布系数，求主梁最大活载内力。 按规范要求，汽车荷载必须考虑冲击力，因此，主梁活载内力计算公式为：a、直接在内力影响线上布载：Sp=（1+）mipiyib）利用等待荷载时： Sp=（1+） mkc）用弯矩、剪力系数表时：Mp=（1+）m（AL-B） Qp=（1+）m（A-B/L） 3、内力组合 为了按各种极限状态来设计钢筋混凝土或预应力混凝土梁，就需要确

33、定主梁沿桥跨各个截面的计算内力（Sj），它就是将各类荷载引起的最不利内力乘以相应的荷载安全系数后，按桥规规定进行荷载组合而得到的内力值。 按承载能力极限状态设计时，荷载组合和安全系数按桥涵设计规范的规定采用。 在实际计算中，首先，必须针对每一专项的结构强度验算工作去组合结构各截面的最大设计内力；其次，根据最大、最小控制设计值后，就可绘制内力包络图；最后，依据内力包络图配置主梁的预应力钢筋、纵向主钢筋、斜筋、箍筋等，并进行各种验算。 车道横向分布系数应按设计车道数布置车辆荷载进行计算。桥涵设计车道数应符合规范规定。多车道桥梁上的汽车荷载应考虑多车道折减。当桥涵设计车道数等于或大于2时，由汽车荷载

34、产生的效应应按规范规定的多车道折减系数进行折减，但折减后的效应不得小于两设计车道的荷载效应。 大跨径桥梁上的汽车荷载应考虑纵向折减。当桥梁计算跨径大于150米时，应按规范规定的纵向折减系数进行折减。当为多跨连续结构时，整个结构应按最大的计算跨径考虑汽车荷载效应的纵向折减。 4.3 横隔梁内力计算 4.3.1 力学模型 弹性支承在主梁上的多跨连续梁 4.3.2 计算思路 先利用前述荷载横向分布的方法求出各主梁分配到的荷载，这就是主梁对隔板的支承反力，据支承反力和直接作用在隔板上的荷载，可按一般方法求出最大内力。 对于具有多根内横隔梁的桥梁,由于位于跨中的横隔梁受力最大,通常只要计算跨中横隔梁的内

35、力,其他横隔梁可偏安全地依据设计。 4.3.3 计算步骤 1、按最不利位置布载（纵向按杠杆法），求出计算荷载； 2、绘制横隔梁的内力影响线； 3、计算横隔梁内力。 一般情况下，横隔梁的弯矩在靠近桥中线的截面最大，剪力则在靠近两侧边缘处的截面较大。 4.3.4 偏压法计算横隔梁内力(P266267) 4.4 桥面板计算 4.4.1 铁路桥面板计算 1、计算图式与荷载 图式：固结在肋上的悬臂梁 恒载：自重及线路、设备、道碴等，道碴容重按20kN/m3 活载：按特种活载，换算成均布荷载计算。 方法如下： 顺桥向：按1.2m； 横桥向：自枕木底面向下按45扩散，以木枕为例，分布宽度：2.5+20.32

36、=3.14m列车活载强度:其中：h轨底到道碴槽板顶面的高度 L板计算跨度人行道恒载：支架栏杆、步板；人行道活载：距桥中心2.45m以内（考虑维修道床时堆放道碴），按10kN/m2计算；距桥中心2.45m以外，按4kN/m2计算；明桥面按4kN/m2计算。 2、内力计算 控制截面：板肋交接处及板厚变化处 计算截面形状：沿桥长方向取1m宽板带 荷载组合： 内侧板：恒载+列车活载 外侧板：恒载+人行活载 恒载+列车活载+2.45m以外人行活载 利用一般的力学方法计算出截面的弯矩和剪力。 4.4.2 公路桥面板（行车道板）的计算 1、行车道板的类型 板支承在纵梁和横梁上，按支承情况和板尺寸，从力学计算

37、角度分为以下几类： 单向板：长边/短边2 荷载绝大部分沿短跨方向传递可视为单由短跨承载的单向板； 双向板：长边/短边2； 悬臂板：如翼板端边自由（即三边支承板），可作为沿短跨一端嵌固，而另一端自由的悬臂板； 铰接悬臂板：相邻翼缘板在端部做成铰接接缝的情况。 如 2、车轮荷载在板上分布 轮压一般作为分布荷载处理，以力求精确 车轮着地面积：a2b2 桥面板荷载压力面：a1b1 荷载在铺装层内按45扩散。 沿纵向：a1a2 +2H 沿横向：b1=b2+2H 桥面板的轮压局部分布荷载： 3、桥面板有效工作宽度 板有效工作宽度（荷载有效分布宽度）：除轮压局部分布荷载直接作用板带外，其邻近板也参与共同分担

38、荷载。 板有效工作宽度的影响因素：板支承条件、荷载性质、荷载位置。公路桥规规定：（1）单向板荷载在跨中单个荷载多个荷载l-板的跨径（梁肋不宽时取梁肋中心距，梁肋宽时为梁肋净距加板厚） d-发生重叠的前后最外两轮中心的距离 H-铺装层厚荷载在板支承处荷载靠近板支承处 t-板的厚度 x-车轮离板支承边的距离（2）悬臂板集中荷载在垂直于板跨方向的分布宽度注：对履带荷载，因其着地面较长，不考虑压力面以外板参加工作。 纵向几个靠近的车轮分布宽度发生重叠时，板的有效工作宽度 a=a1+d+c=a2+2H+d+2c 分布荷载位于板边的最不利情况，c就等于悬臂板的跨径lc a=a1+2lc 或 a=a+d+2

39、lc d-发生重叠的前后最外两轮中心的距离lc-悬臂板的跨径c-承重板上荷载压力面外侧边缘至悬臂根部的距离 4、行车道板的内力计算 行车道板通常由弯矩控制设计，常取沿桥长方向1m宽板条，按梁式板计算。 根据板的有效宽度可得梁式板计算荷载，即荷载除以相应的板有效工作宽度便得每米板宽荷载。 1）多跨连续单向板 (1)弯矩计算 (a)计算同跨简支板跨中恒载弯矩; (b)计算同跨简支板跨中活载弯矩; (c)计算同跨简支板跨中恒载、活载弯矩之和; (d)计算支点处和跨中截面处的设计弯矩。通过恒载、活载弯矩之和乘以偏安全的经验系数加以修正而得到。1m宽简支板的跨中活载弯矩1m宽简支板的跨中恒载弯矩恒载弯矩

40、：活载弯矩：恒载、活载弯矩之和：修正系数由 板厚t 的比值来选定。 梁肋高度h : 冲击系数，对于桥面板通常取0.3; P : 加重车后轴的轴重； a : 板的有效工作宽度。 如果板的跨径较大，可能还有第二个车轮进入跨径内，此时应按工程力学的方法将荷载布置得使跨中弯矩最大。 （2）剪力计算 (a)当计算单向板的支点剪力时，可不考虑板和主梁的弹性固结作用，此时，荷载必须尽量靠近梁肋边缘布置。 (b)考虑相应的有效工作宽度后，求每米板宽承受的分布荷载。 (c)支点剪力计算Q0=gl0+（1+）（A1y1+A2y2） 2 车轮荷载（矩形分布图形）的合力： A1=pb1= P b1= P 2ab1 2

41、a三角形部分荷载的合力： A2=1（p- p ）1（a-a） 2 2 p= P 2ab1 p= P 2ab1 A2= P （a-a）2 8aab1式中：p 、p是对应于有效工作宽度a、a处的荷载强度 y1、y2是对应于荷载合力A1、A2的支点剪力影响 线竖标值 l0是板的净跨径 2）铰接悬臂板的内力 T形梁翼缘板作为行车道板常常用铰接的方式连接，最大弯矩在悬臂根部。 (1)弯矩计算 (a)活载弯矩计算 最不利的荷载位置是把车轮荷载对中布置在铰接处，这时铰内的剪力为0。 每米宽悬臂板在根部的活载弯矩为： MAP=-（1+）P （l0-b1/4） 4a 每米板宽恒载弯矩： MAg=-1gl02 2 每米板宽最大弯矩： MA=MAP+MAg （2）剪力计算 每米宽板的活载剪力: Qsp=（1+）l0p 式中p是荷载集度p= 2P 2ab1 此时铰的剪力为0,可按自由悬臂板计算,则板的剪力为:Qsp=（1+）l0p 对于简支梁,一般情况下剪力不控制设计,为简化计算,铰接悬臂板也