混凝土简支梁桥的尺寸设计及内力计算

一、概述三、公路桥桥面板（行行车道板））的计算四、铁路桥桥面板（道道碴槽板））的计算五、公路桥桥梁荷载横横向分布计计算混凝土简支支梁桥的尺尺寸设计及及内力计算算二、结构尺寸的的拟定七、横隔梁梁内力计算算六、公路和和铁路主梁梁内力计算算八、挠度、、预拱度的的计算一、概述在桥梁设计计中，一般般总是先根根据使用要要求、跨径径大小、桥桥面净空、、荷载等级级、施工条条件等基本本资料，运运用对结构构的构造知知识，并参参考已有桥桥梁的设计计经验，来来拟定结构构物各构件件的截面形形式和细部部尺寸，估估算结构的的自重；然然后根据作作用在结构构上的荷载载，用熟知知的数学力力学方法计计算出结构构各部分可可能产生的的最不利的的内力；再再由已求得得的内力进进行强度、、刚度和稳稳定性的验验算，依此此来判断原原先拟定的的尺寸是否否符合要求求。如不满满足则重新新修正原来来的尺寸再再进行验算算，直到满满意为止。。在简支梁设设计计算中的项项目一般有有主梁、横横隔梁、桥桥面板和支支座等。计算的一般般步骤为：：主梁、横隔隔梁、桥面面板、支座座。目录返回二、结构尺寸的的拟定1、尺寸的拟定定的原则2、尺寸的拟定定的内容目录返回1、尺寸的拟定定的原则（1）每片梁的重量应当当满足当地地现有的运运输工具和和架梁设备备的起吊能能力，梁的的平面尺寸必须满满足装载限限界的要求求。（2）结构应该该是经济的的（3）结构的构构造应当简简单，接头头少。接头头必须有耐耐久性，具具有足够的的刚度以保保证结构的的整体性（4）为便于制制造及更换换，截面尺尺寸应力求求标准化。。目录返回（1）主梁梁高高（2）梁肋厚度度（4）下翼缘板板尺寸（3）上翼缘板板尺寸2、尺寸的拟定定的内容目录返回梁高的确定定应通过多多方面的比比较，它取取决于经济济、梁重、、建筑高度度以及运输输净空等因因素，标准准设计还要要考虑梁的的标准化。。铁路普通高高度钢筋混混凝土梁设设计中，梁梁高与跨度度之比，约约为1/6~1/9，而预应力力混凝土梁梁的高跨比比为1/10~1/11，跨度越大大，比值越越小。公路路普通钢筋筋混凝土梁梁高跨比的的经济范围围约为1/11~1/16；预应力混混凝土梁的的高跨比为为1/15~1/25，通常随跨跨度增大而而取较小值值。（1）主梁梁高高目录返回梁肋厚度取取决于最大大主拉应力力和主筋布布置要求。。因支座处处剪力比跨跨中大，故故主拉应力力决定梁肋肋厚度时，，跨中区段段可以减薄薄。梁肋变变截面位置置可由主拉拉应力小于于容许应力力值及斜筋筋布置要求求加以确定定。为了减减轻构件重重量，在满满足受力要要求的情况况下，梁肋肋应尽量做做的薄一些些但需要保保证梁肋屈屈曲稳定条条件，也不不能使混凝凝土发生捣捣固困难。。铁路钢筋混混凝土简支支梁的梁肋肋厚度，一一般可采用用20cm（跨中）~60cm（端部）。。预应力混凝凝土梁的梁梁肋厚度一一般不小于于14cm，并且当腹腹板内有预预应力箍筋筋时，腹板板厚度不得得小于上下下翼板梗腋腋之间腹板板高度的1/20，当无预应应力箍筋时时，则不得得小于1/15。公路混凝土土桥常用的的梁肋厚度度为15~18cm，视梁内主主筋的直径径和钢筋骨骨架的片数数而定。（2）梁肋厚度度目录返回上翼缘板宽宽度视主梁梁间距而定定，在实际际预制公路路T梁时，上翼翼缘板宽度度应比主梁梁中距小2cm左右，以便便在安装过过程中调整整位置和制制作上的误误差。铁路桥梁道道碴槽顶宽宽不应小于于3.9cm，以此确定定上翼缘板板宽度。翼缘板厚度度应满足强强度和构造造最小尺寸寸的要求。。根据受力特特点，翼缘缘板通常都都做成变厚厚度的，即即端部较薄薄。向根部部逐渐加厚厚。为了保证翼翼缘板与梁梁肋联结的的整体性，，翼缘板与与梁肋衔接接处的厚度度不应小于于主梁高度度的1/12。对铁路桥桥梁，板与与梗腋相交交处不得小小于梁高的的1/10（当梗腋斜斜坡不大于于1：3时）（3）上翼缘板板尺寸目录返回下翼缘板尺尺寸根据主主筋数量、、类型、排排列及规定定的钢筋净净距和保护护层厚度加加以确定。。对预应力力混凝土梁梁，则主要要取决预预预应力钢筋筋的布置。。为了获得得最大偏心心距，预应应力钢筋应应尽量排列列在下翼缘缘板内，要要求紧凑而而且对称于于梁截面竖竖轴，混凝凝土保护层层和钢丝束束管道净距距应符合有有关规定。。同时还应应考虑到张张拉端锚头头的布置以以及在运输输和架设过过程中移梁梁的稳定性性要求。（4）下翼缘板板尺寸目录返回1.计算模型2.车辆荷载在在板上的分分布3.板的有效工工作宽度4.行车道板的的内力计算算三、公路桥桥面板（行行车道板））的计算目录返回1.计算模型（1）概述（2）行车道板板的分类目录返回（1）概述混凝土肋梁梁桥的桥面面板是直接接承受车辆辆轮压的混混凝土板，，它与主梁梁梁肋和横横隔梁联接接在一起，，既保证梁梁的整体作作用，又将将活载传递递于主梁。。目录返回混凝土肋板板式梁桥的的行车道板板在构造上上与主梁和和横隔梁联联结在一起起，形成复复杂的梁格格体系图6.3.1。按其支情情况可分为为：（一）单边边支承（二）两边边支承（三）三边边支承（四）四边边支承（2）行车道板板的分类目录返回根据研究，，对四边支支承的板只只要板的长长边与短边边之比≥2，则则荷载载的绝大部部分会沿短短边方向传传递，而沿沿长边方向向传递的荷荷载将不足足6%。比值越大大沿长边方方向传递的的荷载越小小。≥2的周边支承承板当作仅仅由短跨承承受荷载的的单向板来来设计计算算，而在长长跨方向只只布置一些些构造钢筋筋。<2的板，则称称为双向板板，需要按按两个方向向分别配置置受力钢筋筋。≥2的装配式T梁，板的支承有有两种情况况：目录返回（A）对翼缘板的的端边是自自由边，另三边由主主梁及横隔隔梁支承的的板，可以像边边梁外侧的的翼缘板一一样视为沿沿短跨一端端嵌固而另另一端为自自由的悬臂板来分析。（B）对相邻翼缘板在端部相互互形成铰接缝的情况，则则行车道板板应按一端端嵌固另一端铰接接的悬臂板板进行计算算。总之，按受受力情况，，实际工程程中最常见见的行车道道板可以分分为：单向板、悬悬臂板、铰铰结板和双双向板.目录返回6.3.1梁格构造和和桥面板的的支承方式式目录返回2.车辆荷载在在板上的分分布（1）概述（2）车辆荷载在在板上的分分布面积目录返回公路汽车车车轮压力通通过桥面铺铺状层扩散散到钢筋混混凝土路桥桥面板，由由于板的计算跨跨径相对于于轮压分布布宽度不是是很大，故在计算算中将轮压压作为分布荷载来处理。为了方便计计算，通常常可近似的的把车轮与与桥面的接接触面看作作是矩形面面积。荷载在铺状状层内的扩扩散分布，，根据试验验研究，对对混凝土或或沥青面层层，可以偏安全全的假定呈呈45°角扩散。因此作用用在钢筋混混凝土桥面面板顶面的的矩形荷载载压力面的的边长为：：（1）概述目录返回图6.3.2沿行车方向向a1=a2+2H沿横向b1=b2+2HH——为铺装层厚厚度当车辆荷载载作用于桥桥面板上时时作用于板板面上的局局部分布荷荷载为：——轮重，汽车车轴重P的1/2为。（2）车辆荷载在在板上的分分布面积目录返回图6.3.2图6.3.2车轮荷载在在板面上的的分布目录返回3.板的有效工工作宽度（1）板的有效效工作宽度度的含义（2）单向板的的荷载有效效工作宽度度（3）悬臂板的的荷载有效效工作宽度度目录返回若设想以的的矩形形来代替此此曲线图形形弯矩图形的的换算宽度度为：M——车轮荷载产产生的跨中中总弯矩；；-——荷载中心出出的最大弯弯矩值，可可以按弹性性薄板理论论分析求解解。a——板的有效工工作宽度或或荷载有效效分布宽度度。图6.3.3（1）板的有效效工作宽度度的含义下页返回目录图6.3.3行车道板的的受力和和变形状态态目录返回对板来讲：：以宽度为为a的板来承受受车轮荷载载产生的总总弯矩，既既可满足弯弯矩最大值值的要求，，计算也方方便。对荷载而言言：荷载只只在a范围内有效效，且均匀匀分布。一一旦确定了了a的值就可以以确定作用用在axb1范围内的荷荷载集度p了。目录返回下页通过对不同支承条条件、不同同荷载性质质以及不同荷载位位置情况下下，随承压面面大小变化化的板有效工作宽宽度与跨径的比比值a/l的分析，可可知两边固固结的板的的有效工作作宽度要比比简支的板板小30%~40%左右，全跨跨满布的条条形荷载的的有效分布布宽度也比比局部分布布荷载的小小些。另外外，荷载愈愈靠近支承承边时，其其有效工作作宽度也愈愈小。《公桥规》中对于单向向板的荷载载有效分布布宽度作如如下规定:目录返回（2）单向板的的荷载有效效工作宽度度①荷载位于跨跨中②荷载位于支支承边缘③荷载在板的的支承处目录返回①荷载位于跨跨中(a)对单独一个个荷载(b)对几个靠近近的相同荷荷载目录返回《公路桥规》规定：l——板的计算跨跨径。H——板的H厚度。(a)对单独一个个荷载应满满足：计算剪力时时:计算弯矩时时:l=l0+t≯l0+bl=l0l0——板的净跨径径。t——板的厚度。。b——梁肋宽度。。但不小于目录返回d——最外两个荷荷载的中心心距离。如如果只有两两个相邻的的荷载一起起计算时，，d为车辆荷载载的轴距。。如按上式计计算所得的的各有效分分布宽度发发生重叠时时，应按相相邻靠近的的荷载一起起计算其共共有的有效效分布宽度度。(b)对几个靠近近的相同荷荷载目录返回②荷载位于支支承边缘但不小于l/3t——板的厚度。。目录返回③荷载在板的支支承处x——荷载离支承边边缘的距离。。当荷载由支承承处向跨中移移动时，相应应的有效分布布宽度时近似似按45°线过度的。对履带车荷载载来说，因接接触面较长，，通常不考虑虑荷载压力面面以外的板条条参加工作，，不论在跨中中或支点处，，均取1m宽的板条进行行计算。不同荷载位置置时单向板的的有效分布宽宽度图形见图6.3.6所示。目录返回目录返回图6.3.4行车道板的受受力状态图6.3.5单向板板的有有效工作宽度度目录返回目录返回图6.3.6单向板板的有有效工作宽度度图6.3.7单向板板的有有效工作宽度度目录返回(2)悬臂板悬臂板在荷载载作用下除了了直接受载的的板条外，相相领板条也发发生挠曲变形形而承受部分分弯矩，通过过与上述单向向板的类似分分析可知，悬悬臂板的有效效工作宽度接接近于两倍悬悬臂长度，也也就是说,荷载可接近按按45°角向悬臂板支支承分布。目录返回《公桥规》对悬臂板的活活载有效分布布宽度规定取取值为：《公桥规》对分布荷载靠靠近板边的最最不利情况b’等于悬臂板的的跨径l0。《公桥规》对履带车，因因其接触地面面较长，一般般忽略荷载压压力面以外的的板条参与工工作。所以不不论在跨中还还是支点处均均采取单位板板条（1m），按实际荷荷载强度进行行计算。目录返回图6.3.8悬臂板的有效效工作宽度目录返回4.行车道板的内内力计算行车道板一般般由弯矩控制制设计，计算算时，通常取取单位宽板条条来进行计算算。由板的有有效工作宽度度，可以得到到板条上的荷荷载集度及其其内力。（1）多跨连续单单向板的内力力计算（2）悬臂板的内内力计算（3）铰接悬臂板板内力目录返回（1）多跨连续单单向板的内力力计算1）概述2）弯矩的计算算3）支点剪力的的计算目录返回①若主梁的抗扭扭刚度很大，，板的行为就就接近于固端端梁。图5-44（a）②若主梁的抗扭扭刚度极小，，板与梁肋的的连接就接近近于自由转动动的铰接，板板的受力就类类似多跨连续续梁体系。图图5-44（b）③若实际上，行行车道板和主主梁梁肋的连连接情况，既既不是固接，，也不是铰接接，而应是考考虑为弹性固固接。图5-44（c）简便的算法：：对于弯矩，先先计算出一个个跨度相同的的简支板的跨跨中弯矩M0，然后再根据据实验及理论论分析的数据据加以修正。。1）概述目录返回图5-44主梁扭转对行行车道板的影影响目录返回2）弯矩的计算算①当t/h<1/4时，（即主梁梁抗扭刚度较较大）②当t/h≥1/4时，（即主梁梁抗扭刚度较较小）目录返回①当t/h<1/4时，（即主梁梁抗扭刚度较较大）跨中弯矩支点弯矩M中=+0.5M0M支=-0.7M0式中M0=M0p+M0gM0p——M0g——1m宽简支板条的的跨中活载弯弯矩1m宽简支板条的的跨中恒载弯弯矩计算单向板的的支点剪力时时，可不考虑虑板和主梁的的弹性固接作作用，此时荷荷载必须尽量量靠近梁肋边边缘布置。考考虑了相应的的有效工作宽宽度后，每米米板宽承受的的分布荷载如如图5-45（b）所示。目录返回②当t/h≥1/4时，（即主梁梁抗扭刚度较较小）跨中弯矩支点弯矩M中=+0.7M0M支=-0.7M0式中M0=M0p+M0gM0p——M0g——1m宽简支板条的的跨中活载弯弯矩1m宽简支板条的的跨中恒载弯弯矩计算单向板的的支点剪力时时，可不考虑虑板和主梁的的弹性固接作作用，此时荷荷载必须尽量量靠近梁肋边边缘布置。考考虑了相应的的有效工作宽宽度后，每米米板宽承受的的分布荷载如如图5-45（b）所示。目录返回μ——汽车冲击系数数，一般取0.3；P——轴重，对汽车车车轮重力（（应取用加重重车后轴的轴轴重力）a——荷载有效分布布宽度l——板的计算跨径径当梁肋不宽时时，（如T形梁）可取梁梁肋中心，当当梁肋较宽时时如箱形梁））可取梁肋净净距加板厚，，l=L0+t,但不大于l0+b（b为梁肋宽）。。目录返回M0g——1m宽简支板条的的跨中恒载弯弯矩g——1m宽简支板条的的荷载强度。。计算单向板的的支点剪力时时，可不考虑虑板和主梁的的弹性固接作作用，而直接接按简支板图图式进行。跨度内只有一一个汽车车轮轮荷载，宽度度1m的简支板支点点剪力为：目录返回p,p’——对应于有效分分布宽度a和a0的荷载强度；；y,y’——对应于荷载合合力A1和A2的支点剪力影影响线竖标值值；3）支点剪力的的计算目录返回目录返回1）概述2）弯矩的计算算3）支点剪力的的计算（2）悬臂板的内内力计算目录返回构造上T形梁翼缘板往往往采用铰接接的方式连接接，其最大弯弯矩发生在悬悬臂板根部。。根据计算分分析可知，计计算悬臂板根根部活载弯矩矩时，最不利利荷载位置是是把车轮荷载载对中布置在在铰接处，这这时铰内的剪剪力为零，铰铰接悬臂板可可简化为悬臂臂板，两相邻邻悬臂板个承承受半个车轮轮荷载，即P/4。如图5-46（a）所示。对于沿缝不相相连的悬臂板板，计算梁肋肋处最大弯矩矩时，应将汽汽车车轮靠板板的边缘布置置，此时b1=b2+h(无人行道一侧侧）或b1=b2+2h（有人行道一一侧）1m宽简支板条的的跨中恒载弯弯矩为：1）概述目录返回当时当时2）弯矩的计算算目录返回当时当时3）支点剪力的的计算目录返回图5-46悬臂板的计算算图式目录返回（3）铰接悬臂板板内力对于沿纵缝用用铰连接的悬悬臂板，计算算弯矩时把汽汽车车轮对称称布置在铰接接处，这时最最大弯矩在支支承处，铰接接处的弯矩为为零，相邻悬悬臂板各承受受一半车轮荷荷载，即P/4。支承处1m宽板的弯矩为为：目录返回剪力的计算，，应把荷载尽尽量靠近梁肋肋布置，利用用影响线来计计算。p——作用在1m宽板上的荷载载强度ω——与b1所对应的剪力力影响线面积积；为了简化计算算，可近似按按汽车车轮荷荷载对称布置置在铰接处来来计算剪力目录返回四、铁路桥面面板（道碴槽槽板）的计算算目录返回1、计算图式与与荷载2、内力计算目录返回（1）恒载的计算算（2）铁路列车荷荷载（3）人行道的恒恒载和活载1、计算图式与与荷载（1）恒载的计算算道碴板上的恒恒载包括：板板自重、道碴碴重量（包括括线路设备））道碴重度按20kN/m2计算（2）铁路列车荷载铁路混凝土简简支梁设计中中，道碴槽板板承受的列车车活载按特种种活载计算。。特种活载轴轴重经钢轨、、枕木、道碴碴分布到道碴碴槽板顶上，，分布方式如如图5-38所示。假定特种活载载轴重（250kN）自枕木底面面向下按45度扩散，由于于钢轨作用顺顺梁方向的分分布长度取为为1.2m。如果桥上采采用木枕，枕枕木长度2.5m，且轨枕下面面道碴厚度为为0.32m（分布长度为为2.5+2X0.32=3.14)目录返回图5-38铁路道碴槽板板上活载分布布情况（a）图5-38铁路道碴槽板板上活载分布布情况（b）则分布面积为为：S=1.2X3.14=3.77（m2）分布活载集度度为：q=(1+μμ）[250/1.2x3.14]=66.3（1+μ）目录返回枕木长度2.5m，且轨枕下面面道碴厚度为为0.32m（分布长度为为2.5+2X0.32=3.14m1+μ为列车活载冲冲击系数1+μ为列车活载冲冲击系数《铁路桥规》规定：1+μ=1混凝土梁的顶顶上填碴厚度度h≥1m时不计冲击力力，当混凝土梁的的顶上填碴厚厚度h<1m时，按下式计计算：a=4（1-h)≤2h——从轨底至道碴碴槽板顶面的的填料厚度，，m;l——板的计算跨度度，m;外侧的道碴槽槽板还应计算算人行道恒载载和活载。人行道恒载包包括：人行道道支架和步行行板重量。人行道活载：：在距离桥中心心2.45m以内的一段考考虑养护上翻翻修道床时堆堆放道碴，按按10kN/m2计算。在距离桥中心心2.45m以外的一段，，按4kN/m2计算。（3）人行道的恒恒载和活载目录返回（1）双向板的计计算（2）单向板计算算2、内力计算（3）横梁和纵梁梁的设计（1）双向板的计计算若梁肋间距和和横梁间距相相当时，道碴碴槽板呈现双双向板的受力力特征，则按按双向板来计计算。1）设跨长为l1板带的均布荷荷载集度为q1；2）设跨长为l2板带的均布荷荷载集度为q2；q=q1+q23）根据均质梁梁的理论两端端简支的受弯弯梁在均布荷荷载作用下的的跨中挠度为为：假定上述两个个板带的EI值相等，且两两端的支承情情况相同，则则根据当《铁路桥规》规定：时，以短边跨跨度作为梁来来计算；当时则可求出后分别算出两两个板带的最最大弯矩，并并按其配筋。。（2）单向板计算算位于主梁梁肋肋间的板，其其支承情况实实质上系弹性性固定，偏于于安全，支点点截面可按固固定端考虑，，在均布荷载载（q+g)的作用下，两两端固结梁的的支承弯矩为为：板的最大剪力力为：——列车荷载集度，——板的自重集度，——均布荷载集度（q+g)作用下简支梁跨中截面弯矩；——板的计算跨径，——主梁梁肋间的净距；——主梁梁肋间的板厚。（3）横梁和纵梁梁的设计横梁受力较复复杂，为安全全设计，通常常按简支梁计计算其跨中的的弯矩，横梁梁和梁肋连接接处按跨中弯弯矩的一般计计，最大剪力力按简支计。。在下承式桥中中，若有纵梁梁的话，则可可按支承在横横梁上的连续续梁来计算。。五、公路荷载载横向分布计计算1.荷载横向分布布系数的概念念2.荷载横向分布布系数的计算算方法3.荷载横向分布布计算系的其其它方法简介介4.荷载在顺桥跨跨不同位置时时主梁荷载横横向分布系数数的取值目录返回1.荷载横向分布布系数的概念念对多主梁桥，，荷载横向分分布指作用在在桥上的车辆辆荷载如何在在各主梁之间间进行分配，，或者说各主主梁如何分担担车辆荷。公路桥梁通常常桥面较宽，，主梁片数较较多并与桥面面板和横隔梁梁连接在一起起。当桥上车车队处于横向向不同位置时时，各主梁参参与工作的程程度不同，由由于结构受力力和变形的空空间性，求解解这种结构的的内力问题成成为空间计算算理论问题。。目录返回目录返回由于实际结构构的复杂性，，对这种空间间的计算问题题一般是化成成平面问题来来求解。η(x,y)——表示结构某点点截面的内力力影响面S——表示结构某点点截面的内力力值S=P·η(x,y)下页返回目录若将影响面函函数η(x,y)近似分解为两两个单值函数数的乘积即η1(x)η2(y)，则对某根主主梁的某一截截面的内力值值就表示为：：S=P·η(x,y)=P·η2(y)·η1(x)η1(x)——单梁某一截面面的内力影响响线η2(y)——单位荷载沿横横向作用在不不同位置时对对某梁所分配配的荷载比值值曲线，（对对于某梁的荷荷载横向分布布影响线）P’=P·η(x,y)，相当于P作用在a(x,y)点时沿横向分分配给主梁的的荷载。下页返回目录如图所示，桥桥上作用着一一辆前后轴重重各为P1和P2的汽车荷载相相应的轮重分分别为P1/2和P2/2。这样,就可完全像图图5-47(a)所示平面问题题一样,求得某梁上某某截面的内力力值。将空间间问题简化成成平面问题,引入荷载横向向分布影响线线并推算各梁梁分担的荷载载,这就是利用荷荷载横向分布布来计算多主主梁结构内力力的基本原理理。下页返回目录图5-49(a)表示主梁与主主梁间没有任任何横向联系系，此时若中中梁承受集中中力P作用，则全桥桥只有直接承承载的中梁受受力，其它各各主梁不受力力，也就是说说，中梁的m=l，其它各梁的的m=0。荷载横向分布布系数与各主主梁之间的横横向联系有直直接关系。图图5-49表示5根主梁组成的的桥梁承受荷荷载P的跨中横截面面。返回目录2.荷载横向分布布系数的计算算方法（1）杠杆原理法法（3）修修正正的的刚刚性性横横梁梁法法（4）铰铰接接板板、、梁梁法法（5）刚刚接接板板、、梁梁法法（6）比比拟拟正正交交异异性性板板法法（（G-M法））以上上六六种种实实用用计计算算方方法法所所具具有有的的共共同同特特点点是是：：从从分分析析荷荷载载在在桥桥上上的的横横向向分分布布出出发发，，求求得得各各主主梁梁的的荷荷载载横横向向分分布布影影响响线线，，再再通通过过横横向向最最不不利利加加载载来来计计算算荷荷载载横横向向分分布布系系数数m。目录录返回回（2）偏偏心心压压力力法法（（刚刚性性横横梁梁法法）①杠杆杆原原理理法法杠杆杆原原理理法法的的基基本本假假定定：忽忽略略主主梁梁之之间间的的横横向向结结构构的的联联系系，，假设设桥桥面面板板在在主主梁梁上上断断开开并并与与主主梁梁铰铰接接，，把把桥桥面面板板视视为为横横向向在在主主梁梁上上的的简简支支梁梁或或悬悬臂臂梁梁。。采用用杠杠杆杆法法计计算算时时，，应应当当计计算算几几根根主主梁梁的的荷荷载载横横向向分分布布系系数数，，以以便便于于得得到到承承载载能能力力最最大大的的主主梁梁内内力力作作为为设设计计依依据据。。杠杆杆原原理理法法适适用用于于计算算荷荷载载位位于于靠靠近近主主梁梁支支点点时时的的荷荷载载横横向向分分布布系系数数m0，此时时主主梁梁的的支支承承刚刚度度远远大大于于主主梁梁问问横横向向联联系系的的刚刚度度，，受受力力特特性性与与杠杠杆杆原原理理法法接接近近。。外该该法法也也可可用用于于双双主主梁梁桥桥，，或或横横向向联联系系很很弱弱的的无无中中间间横横隔隔梁梁的的桥桥梁梁。。目录录返回回汽车车：：挂车车：：人群群：：η———表示示于于轮轮载载或或人人群群荷荷载载的的线线集集度度对对应应的的影影响响线线纵纵标标值值。。（2）偏偏心心压压力力法法a）偏偏心心压压力力法法使使用用条条件件c）偏心心压压力力法法的的分分析析过过程程b）偏偏心心压压力力法法的的基基本本前前提提目录录返回回偏心心压压力力法法计计算算荷荷载载横横向向分分布布适适用用于于桥桥上上具具有有可可靠靠的的横横向向联联接接，，桥桥的的宽宽跨跨比比小小于于或或接接近近0.5的情情况况（（一一般般称称为为窄窄桥桥)，用用于于计计算算跨跨中中截截面面荷荷载载横横向向分分布布系系数数mc。a）偏偏心心压压力力法法使使用用条条件件目录录返回回I.在车车辆辆荷荷载载作作用用下下，，中中间间横横隔隔梁梁可可近近似似地地看看做做一一根根刚刚度度为为无无穷穷大大的的刚刚性性梁梁，，横横隔隔梁梁全全长长呈呈直直线线变变化化。。b）偏偏心心压压力力法法的的基基本本前前提提II.忽略略主主梁梁的的抗抗扭扭刚刚度度，，即即不不计计入入主主梁梁对对横横隔隔梁梁的的抗抗扭扭矩矩。。目录录返回回根据据在在弹弹性性范范围围内内，，某某根根主主梁梁所所承承受受到到的的荷荷载载Ri与该该荷荷载载所所产产生生的的跨跨中中弹弹性性挠挠度度成成正正比比例例的的原原则则，，我我们们可可以以得得出出：：在在中中间间横横隔隔梁梁刚刚度度相相当当大大的的窄窄桥桥上上，，在在沿沿横横向向偏偏心心布布置置的的活活载载作作用用下下，，总总是是靠靠近近活活载载一一侧侧的的边边主主梁梁受受载载最最大大。。c）偏心压力力法的分分析过程程I.中心荷载载P＝l的作用II.偏心力矩矩的作用用III.偏心力矩矩为e的单位荷荷载P=1对各主梁梁的总作作用目录返回I.中心荷载载P＝l的作用由于中心心荷载作作用下，，刚性中中横梁整整体向下下平移则则各主梁梁的跨中中挠度相相等，即即：根据材料料力学，，作用于于简支梁梁跨中的的荷载(即土梁所所分担的的荷载)与挠度的的关系为为：或—桥梁横截截面内各各主梁的的惯性矩矩。目录返回下页根据静力力平衡条条件，有有：当各主梁梁截面相相等时，，即则则中心荷荷载P=1在各梁间间的荷载载分布为为：则目录返回下页在偏心力力矩M＝1·e作用下，，桥的横横截面产产生绕中中心点O的转角，，因此各各主梁的的跨中挠挠度为:II.偏心力矩矩的作用用根据力矩矩平衡条条件，有有：——各片主梁梁轴到截面形心的距离。即再根据反反力与挠挠度成正正比的关关系，有有目录返回下页再根据力力矩平衡衡条件有有：有：又因：当各主梁梁截面相相等时，，即则：目录返回下页当P=1位于i号梁轴上上时e=ai对k号主梁的的总作用用为：III.偏心力矩矩为e的单位荷荷载P=1对各主梁梁的总作作用为目录返回下页图6.3.11中1号梁的荷荷载横向向分布影影响线，，即可通通过求：：目录返回下页各主梁截截面相同同时，上上式可简简化为：：目录返回下页①当横截面面沿桥纵纵轴线对对称时,只需取一一半主梁梁(包括位于于桥纵轴轴线上的的主梁)作为分析析对象;②荷载沿横横向的布布置(车轮至路路缘石的的距离,各车横向向间距等等)应满足有有关规定定(见第三章章);③各类荷载载沿横向向的布置置及取舍舍按最不不利原则则进行,即所求出出的值应应为最大大值;④对双车道道或多车车道桥梁梁,汽车加载载时应以以轴重(而不是轮轮重)为单位,即一辆汽汽车横向向的两个个轮重应应同时加加载或同同时不加加载。在计算过过程中，，需要注注意以下下几点：：目录返回下页铁路桥梁梁计算中中，将活活载平均均分配给给两片主主梁承担担，实际际上就是是采用杠杠杆法原原理计算算荷载横横向分布布。对于一般般多主梁梁桥，不不论跨度度内有无无中间横横隔梁，，当桥上上荷载作作用在靠靠近梁端端支点处处时，荷荷载的绝绝大部分分将通过过相邻的的主梁直直接传递递至墩台台。从集中荷荷载直接接作用在在端横隔隔梁上的的情形来来看，尽尽管端横横隔梁将将几根主主梁连为为一体，，但由于不不考虑支支座的弹弹性压缩缩和主梁梁本身的的微小压压缩变形形，显然然荷载将将主要传传至两个个相邻的的主梁支支座，即连续横横隔梁的支点点反力与与多跨简简支梁的的反力相相差不多多。因此，在在实践中中常偏于于安全地地用杠杆杆法原理理来计算算荷载位位于靠近近主梁支支点时的的横向分分布系数数。在刚性横横梁法中中，假定定横隔梁梁绝对刚刚性，并并且忽略略了主梁梁的扭转转效应，，这样做做导致边边梁受力力偏大。。而实际际结构中中，在偏偏心荷载载作用下下，主梁梁总会发发生扭转转。为了了使荷载载横向分分布计算算更符合合实际，，又不失失刚性横横梁法在在计算上上的优点点，可以以对刚性性横梁法法作一些些修正,即将式(5-16)中的第二二项乘以以一个小小于1的抗扭修修正系数数，以考考虑主梁梁的扭转转刚度，，这就是是修正的的刚性横横梁法。。（3）修正的的刚性横横梁法目录返回①结合缝(铰接缝)仅传递竖竖向剪力力;②桥上的荷荷载近似似地作为为一个沿沿桥跨分分布的正正弦荷载载,并且作用用于主梁梁轴线上上。（4）铰接板板、梁法法对用现浇浇混凝土土纵向企口缝连结的装装配式板板桥，以以及仅在在翼板间间用焊接钢板板或伸出出交叉钢钢筋连结的无无中间横横隔梁的的装配式式桥，由由于块件件之间有有一定的的横向连连接构造造，但连连结刚性性又很薄薄弱，可可采用铰接板(梁)法来讨算算横向分分布系数数。其基本假假定是：：由此假定定,根据力的平衡衡条件和和变形协协调条件件，可以导导出荷载载在横向向的分布布值，算算出横向向分布影影响线坐坐标，从从而求出出横向分分布系数数。目录返回（5）刚接板板、梁法法刚接板、、梁法是是在铰接接板、梁梁法计算算理论的的基础上上，在结结缝处补补充引入入多余弯矩矩，得到变变形协调调方程，，从而求求解各梁梁荷载横横向分布布的方法法。该方方法视梁梁系为超超静定结结构，用用力法求求解，主主要适用用于翼缘板之间是刚性连结结的肋梁桥桥。目录返回（a）能利用用编好的的计算图图表得出出比较精精确的结结果。（b）概念明明确、计计算方便便快捷，，对于各各种桥面面净空和和多种荷荷载组合合的情况况，可以以很快求求出各片片主梁的的相应内内力值。。这一方方法在实实际中得得到了较较广泛的的应用。。（6）比拟正正交异性性板法对于由主梁、连续桥面面板及多根横隔隔梁组成的混混凝土梁梁桥，当当其宽度与跨度之比大于于1/2时，可以以采用比比拟正交交异性板板法(或称G-M法)。比拟正交交异性板板法的最最大优点点就是：：其特点点是：：将主梁梁和横横隔梁梁的刚刚度换换算成成两向向刚度度不同同的比比拟弹弹性平平板，，按古古典弹弹性理理论来来分析析求解解其各各点的的内力力值，，并由由实用用的曲曲线图图表进进行荷荷载横横向分分布计计算。。目录返回在各种种荷载载横向向分布布计算算方法法中,通常用用“杠杆原原理法法”计算荷荷载在在支点点处的的横向向分布布系数数m0。其它各各方法法均适适用于于计算算荷载载位于于跨中中的横横向分分布系系数mc。那么么荷载载位于于桥跨跨纵向向其它它位置置时应应该怎怎样确确定横横向分分布系系数m呢?显然，，要精精确计计算m值沿桥桥跨的的连续续变化化规律律是相相当繁繁杂的的，而而且也也会使使后续续主梁梁内力力计算算相当当麻烦烦。因因此,目前在在设计计实践践中习习惯采采用图图5-54所示的的实用用处理理方法法。5.荷载在在顺桥桥跨不不同位位置时时主梁梁荷载载横向向分布布系数数的取取值由前面面的推推导和和分析析可知知，当当荷载载位于于跨中中时，，由于于桥面面板和和横隔隔梁的的传力力作用用,所有主主梁均均参与与受力力，但但当荷荷载在在梁端端支点点处作作用在在某主主梁上上时，，如果果不考考虑支支座弹弹性变变形的的影响响，荷荷载就就直接接由该该主梁梁传至至支座座,其它主主梁基基本上上不参参与受受力。。因此此，荷荷载在在桥跨跨纵向向作用用位置置不同同,对某一一主梁梁产生生的横横向分分布系系数也也不同同。对于无无中间间横隔隔梁或或仅有有一根根中横横隔梁梁的情情况，，跨中中部分分采用用不变变mc。,从离支支点1/4处起至至支点点的区区段mx呈直线线形过过渡(图5-54a)，对于于有多多根内内横隔隔梁的的清况况，mc从第一一根内内横隔隔梁起起向m0直线形形过渡渡(图5-54b)。图中中m0可能大大于mc也可能能小于于mc。在具体体设计计中，，当计计算简简支梁梁最大大弯矩矩时，，由于于跨度度内横横向分分布系系数变变化不不大，，一般般可取取不变变的值值。进进行计计算，，对于于其它它截面面弯矩矩计算算，通通常也也可取取不变变的mc。在计计算主主梁的的最大大剪力力(梁端截截面)时，鉴鉴于主主要荷荷载位位于M的变化化区段段内，，而且且相对对应的的剪力力。影响线线坐标标均接接近最最大值值(见图5-54a)，故应考考虑该该区段段内横横向分分布系系数变变化的的影响响。对位于于靠近近远端端的荷荷载鉴鉴干相相应影影响线线坐标标值的的显著著减小小,则可近近似取取不变变的值值。来来简化化计算算。1.概述述2.恒载内内力计计算3.活载内内力计计算六、公公路和和铁路路主梁梁内力力计算算目录返回对于每每一片片主梁梁(当主梁梁片数数不很很多时时，也也可只只取其其中受受力最最的大大的主主梁来来进行行设计计、以以便简简化设设计、、制造造和施施工)，根据据作用用在其其上的的恒载载和通通过荷荷载横横向分分布系系数求求得的的计算算活载载，可可以按按一般般结构构力学学的方方法计计算各各主梁梁的截截面内内力。。截面面内力力主要要包括括弯矩和和剪力力。计算算出截截面内内力后后，就就可采采用钢钢筋混混凝土土和预预应力力混凝凝土结结构设设计原原理进进行主主梁各各截面面的配配筋设设计，，以及及结构强强度、刚度、稳定性性和抗裂性性的验算算。对对小跨径径简支支梁，一般般只需需计算算跨中截截面最最大弯弯矩和支点截截面以以及跨跨中截截面最最大剪剪力；对于于较大大跨径径的简简支梁梁,通常还还计算算跨径径的1/4、I/8和3/8截面的的内力力；如如果主主梁顺顺桥跨跨方向向截面面形状状和尺尺寸有有变化化，如如腹板板厚度度或梁梁高变变化，，还要要计算算变截截面处处的弯弯矩和和剪力力。1.概述述目录返回在铁路路混凝凝土桥桥梁设设计中中,活载在在全部部荷载载中占占较大大比重重,恒载所所占比比重相相对较较小；；而在在公路路混凝凝土桥桥梁设设计中中，恒恒载却却占较较大比比重，，因此此，设设计中中应正正确合合理地地确定定作用用于梁梁上的的计算算恒载载。在在确确定计计算恒恒载时时，为为了简简化起起见，，习惯惯上往往往将将沿桥桥跨分分点作作用的的横隔隔梁重重量、、沿桥桥横向向变厚厚度分分布的的铺装装层重重量、、以及及作用用于两两侧的的人行行道和和栏杆杆等重重量,均匀分摊给给各主梁承承受。因此此，对于等等截面梁桥桥的主梁，，其计算恒恒载是简单单的均布荷荷载。若为为了计算精精确,也可根据施施工安装情情况，将人人行道、栏栏杆、灯柱柱和管道等等重量像活活载计算那那样,按荷载横向向分布的规规律进行分分配。2.恒载内力计计算目录返回下页对于顶应力力混凝土简简支梁桥，，在施加预预应力阶段段,往往要利用用梁体自重重(或称先期恒恒载)来抵消钢丝丝束张拉力力在梁体上上翼缘产生生的拉应力力。在此情情况下，需需将恒载分分成两个阶阶段(即先期恒载载和后期恒恒载)来进行分析析。在特