大跨度超静定桥梁结构附加内力

大跨度超静定桥梁结构附加内力分析本章的主要内容5.1附加内力的基本概念5.2预应力效应分析5.3温度效应分析5.4基础沉降引起的附加内力计算5.5支座摩阻力引起的附加内力计算5.6挠度、预拱度计算及施工控制拟定桥梁截面尺寸后，需进行下列内容的计算：1、结构恒载内力计算2、汽车荷载内力计算

初步进行荷载组合，估算截面配筋3、结构次内力计算（1）预应力引起的次内力（2）混凝土徐变、收缩引起的次内力（3）温度影响引起的次内力（4）基础沉降引起的次内力（5）支座摩阻力引起的次内力4、荷载组合5、截面强度和应力验算6、挠度验算及施工控制预应力混凝土梁桥设计计算内容§5.1附加内力的基本概念结构自重汽车活载桥梁结构的直接作用主要作用温度预应力桥梁结构的间接作用收缩徐变间接作用影响桥梁结构尺寸或者位置改变，往往会在结构内部引起结构内力，这类内力称为附加内力，或称为结构次内力。支座摩阻基础沉降§5.2预应力效应分析5.2.1预加力次内力的基本概念简支梁：在预加力作用下，只产生自由挠曲变形和预加力偏心距M0，M0也称为初始力矩。§5.2预应力效应分析5.2.1预加力次内力的基本概念连续梁、连续刚构：超静定结构，预应力作用下多余约束处产生附加反力，从而导致结构产生附加内力M’，统称为次内力或二次内力。由预加力产生的总内力：等效荷载法求解M’§5.2预应力效应分析5.2.2等效荷载法由“总弯矩=次弯矩+初弯矩”求解预加力作用下连续梁内力的方法，对于曲线布筋和多次超静定情况下计算是很烦琐的。在实用计算中大多采用等效荷载法。所谓等效荷载法，是将预应力混凝土梁中的预应力筋和混凝土视为相互独立的隔离体，把预应力对混凝土的作用用等效荷载代替，把预应力梁看作等效荷载作用下的普通梁，直接求连续梁在预应力作用下的总弯矩的方法。§5素.2预应谊力效预应分峰析5.泻2.已2等效战荷载祥法计算违等效旅荷载对的原肿则和泼基本俊假定原则：预劲加力就产生严的结库构内修力与它等效辫荷载背产生那的内崖力相平等基本硬假定：（1）预萝应力狼的摩厦阻损问失忽宫略不踩计，国考虑位预加汪力Ny为常舰量；（2）预钟应力载筋贯鹿穿构曾件全遇长。§5辈.2预应吵力效阻应分扔析5.宵2.疮2等效续荷载恢法1）锚尚固截券面的寄等效据荷载预加秤力对夺锚固错截面赵的等交效荷邮载，卸即为设锚固盖点预喊加力江对锚康固截才面中按性轴首的等拥效荷职载。§5揪.2预应秋力效修应分匪析5.贩2.球2等效衣荷载耽法2）折晶线形撑预应累力索绢的等尿效荷疗载折线凤形预冶应力赠索的台等效侦荷载脆可由剪力这等效求得纳。折线袖形预痕应力绞索的锻索力烟线方哭程为躲：§5锁.2预应匙力效竭应分冰析5.敲2.付2等效骡荷载明法预应狂力产藏生的问剪力AC段CB段§5挨.2预应朗力效振应分尚析5.啊2.纺2等效瓜荷载乖法折线御形预凳加力足的等支效荷轻载折线典形预闷加力C截面盐的弯怎矩§5另.2预应乐力效悼应分炸析5.型2.静2等效贝荷载烈法3）曲育线预奥应力坦索的塑等效成荷载预应纵力混盟凝土早简支核梁配充置曲展线索甩。§5忧.2预应职力效沾应分闹析5.圈2.脊2等效皮荷载湖法索曲由线的站二次树抛物奏线表并达式§5见.2预应常力效得应分荣析5.零2.沃2等效抓荷载探法预应鸟力对袖中性益轴产霸生的头偏心院力矩融为§5舅.2预应伟力效挠应分条析5.辨2.兔2等效早荷载核法且§5陆.2预应展力效址应分右析5.员2.坚2等效纠荷载冈法q(x)为所求的等效荷载q效。沿全跨长的总荷载q效l与两端预加力的垂直向下分力之和相平衡。§5浸.2预应舟力效趣应分盾析5.习2.陷2等效迹荷载民法计算垄步骤（1）按劳预应毕力索胡曲线革的偏技心距ei及预异加力Ny绘出区梁的后初预遭矩M0=Nyei图，言不考规虑所遥有支必座对仔梁体剃约束馅的影谁响。§5寸.2预应粘力效碧应分闪析5.田2.烤2等效摘荷载塌法计算步骤（2）根据索曲线形状计算等效荷载，且考虑锚固点等效荷载确定全部的预应力等效荷载。（3）求解连续梁在等效荷载下的截面内力，得出的弯矩称为总弯矩M总。（4）用总弯矩减去初预矩得到次力矩§5砍.2预应纺力效防应分底析5.竞2.拒2等效腹荷载踏法例题:两跨葡等截把面连薯续梁傍，预碑加力Ny=1栗15音8k圣N，试你求支困点B截面皆由预繁应力赤产生损的总叨弯矩姥和次破弯矩摆。索记曲线应布置因见a图，讽各段在索曲库线偏真心距钩方程夏如下:§5涝.2预应祸力效愈应分胶析5.经2.宫2等效纵荷载鞋法解由于结构及预应力布置均对称，可取一半结构进行分析，并视B截面为固定端。（1）绘制预应力初预矩图，即§5凉.2预应教力效铃应分意析5.捞2.驱2等效伞荷载茫法续前（2）计餐算预洲加力圈等效傅荷载a-比d段的祝端转旷角a-仿d段的齐等效踢荷载§5挑.2预应数力效咱应分促析5.配2.罢2等效会荷载罪法续前（2）计细算预足加力录等效棵荷载d-店b段的丹端转顽角d-绿b段的愈等效抖荷载§5晨.2预应离力效欲应分胆析5.童2.找2等效裕荷载味法续前（3）B截面亦总弯肿矩M总。§5句.2预应绑力效仓应分义析5.沃2.制2等效妥荷载姻法续前（4）B截面葡次力坝矩。§5停.2预应犹力效寻应分禾析5.料2.贩3压力绿线与他线性吹转换预应宣力结浪构的架混凝志土压弟力线爪：指伸总预裙矩与爹有效兆预加厦力的敲比值攻，即恶：§5种.2预应什力效桨应分齿析5.延2.膝3压力融线与面线性拘转换简支信梁中画，无馅次力傲矩，卸总预必矩即袜为初元预矩宁，则书求得闸的压海力线旨函数觉与钢优束重怒心线揭重合填。超静先定结雾构，时存在牌次力钱矩，展压力阿线偏问离钢愿束重榆心线污，偏莫离钢沈束中磁心的感形状洋与次票力矩挤形状盼一致惠。偏飞离值戏为：§5折.2预应具力效粒应分豆析5.筝2.调3压力难线与呢线性叔转换虚线敲为压衔力线骡。压国力线驴与钢障束重允心线施围成还的图单形面绒积为判次力弱矩；桌与截层面形透心线匪围成贼的图郑形面嘱积为因总预着矩。§5精.2预应耳力效歇应分修析5.纯2.颂4吻合蒙束按实粒际荷矿载下联弯矩顶图的泳线形嚷作为珍预应钳力束洪布置闭的线誉形，遍这种乎预应较力束裙即为吻合膛束。吻合脂束总弯损矩M总=初预守矩M0=实际笼荷载传弯矩Mq预加殖力产豪生的砖次力宇矩M次=0§5榜.2预应酒力效看应分境析证明——两跨作连续挪梁为锡例。（1）实勺际荷投载q作用贼下的蚕弯矩Mq左跨哥弯矩唤：（2）实荐际荷比载弯刷矩Mq与初盗预矩M0相等5.胖2.驳4吻合夹束§5罩.2预应锋力效右应分酿析5.酿2.红4吻合析束2、证吹明——两跨觉连续妄梁为察例。等效喜荷载q效与q大小牌相等剖，方瓶向相攻反，辅初预荣矩与雪荷载逢作用衫弯矩崇完全躁平衡伟，预册加力经不产尼生次拆力矩践。此粘预应宵力束千的线添形即寄为吻段合束驱的线必形。§5尖.3温度百效应江分析在日晒照或厅者气熊候变扶化下演，桥却梁结咱构内渗的温坐度变壮化称右为温金度分鹊布，役又称厌为温度纠梯度敞或温蜂度场。由于扭结构难物某盼部分股所受摧温度返的升拳高或腐降低汪，致头使结叉构变礼形受沙到约祸束而己产生贺的应返力，演即温度齐应力晋或温辟差应进力。桥梁膏专家伟通过币考察久发现晴，箱览梁桥捡顶底更板上援下温钉差可午达30度，海产生渴较大兼温差惯应力舟，是四导致汗混凝歉土开淡裂的绍重要逐原因膊之一控。§5贺.3温度艰效应秒分析5.排3.衫1结构即温度祝场的赤影响信因素据及其盏特点影响投因素绝：太穿阳辐怜射、奶大风迈、雨株雪、抹寒流修、昼阵夜降杨温等波。总体瓣温度申类型缴：年弱温度失变化热和局驾部温慕度变嘉化。年温兼度变政化在结楚构内撒部是辩均匀隶温度蒜场变径化，计在截景面上北不存龄在温演度梯宿度，隐因此奏年温睡度仅下引起箩结构停均匀毕伸缩推、通省过伸宁缩缝洲释放脾，不圆产生朝附加畏内力沫。§5异.3温度滤效应铲分析5.夏3.话1结构闻温度贼场的哪影响苍因素句及其朽特点局部春温度错变化在指忍日照毯、骤谷然升伍降温农等引循起的壮结构布表面壮温度迫急剧梯变化吃，而文由于叉混凝航土材拦料的金导热帽性较辆差，螺结构爱内部封温度知变化复与表结面温禾度变斜化不怀一致膝，在哀结构叔上产聚生温恭度梯蔑度变挣化的救一种鸽温度为作用刷形式芳。§5恐.3温度辛效应鸡分析5.恋3.剂2结构矿温度递场的察简化伞与分瓜类温度目分布黄基本垫假定因桥德梁可眠看为千杆系张结构乓，沿良桥纵膛向和萝横向干的温炸度分私布视惯为均陷匀的材。工程惜中主尿要考应虑沿召梁截霸面高指度方私向的缴温度竞分布廊。§5作.3温度朋效应默分析5.把3.禽2结构裳温度义场的歉简化睡与分类a）均慰匀温煎度分替布。微年温计差、街季节桥性温斗差等依气候哀变化商引起恨的结梁构整再体均播匀升疗温或钱降温甘。b）线该性温词度分凯布。奸截面忍高度巷上温往度按金线性器变化严。c）双直育线温旅度分熟布。拜日照悲温差霞引起碍，我蛇国规家范采伟用。d）指锡数函闷数温德度分涂布。秀日照昆温差但引起敬。§5混.3温度栽效应掘分析5.妻3.铲2结构茅温度要场的毙简化所与分犹类我国氧规范急温度厨作用何模式躁，计腹算混手凝土止桥梁眉结构凳温度户效应责时：梁高H<党40钩0m豆m，A=眉H-蜻10撞0m先m梁高H>秀=4但00怀mm，A=成30饶0m达mt为混盏凝土宅桥面鹅板厚攀度。§5丑.3温度丈效应孤分析5.叹3.榜3温度谋应力珍分布温度傻应力莫根据掩约束锡的不编同分催为温度照自应杨力和炭温度帝次应谈力。1）温度焦自应既力，梁阿截面全上的性温度悉变形菊受到舰截面廊纵向嚼纤维嚷之间辽的相到互约鞭束，惊在截砖面上巴产生浊自平侄衡的林纵向带约束振力。2）温度使次应改力，在勒超静健定结话构中那，由蛇于桥俗梁温咱度场唤的变惰化而假引起负的结汤构变烂形，蜘当变喊形受僚到结蚊构多漂余约煤束条郑件的纯限制塘而产门生温军度附促加内风力，秀从而省在截晕面上失产生族温度院次应宣力。3）总应帜力，由独温度异自应永力与伞温度挤次应威力叠料加得茎到温厦度变寇化引辣起的禁总应登力。§5移.3温度枪效应题分析5.皱3.肉3温度油应力役分布1）温算度自筹应力牲计算简支报梁、垦悬臂权梁等桌静定轰结构市无外杨约束细，非破线性朗温差拳作用督下产共生温斥度自幻玉应力讲，且亩截面帆上温秆度自尚应力财满足健自平为衡条撕件。任意唇截面璃的简冻支梁昼，受汇梁高菊方向同非线握性温帝度t(z犁)影响扁，温息度引至起的起自由尚应变εt(z台)为:§5衰.3温度业效应海分析5.坛3.肥3温度宏应力拆分布1）温备度自旋应力湿计算梁截飞面符平合平屠截面蛛假定泉，梁凳截面震上的叔最终浑应变εf（z）应父为直骑线分针布。约束宪产生摊的温牲度自趟应变εσ（y）（e图中角阴影抖部分跑）为§5达.3温度圣效应氧分析5.誉3.广3温度雅应力嘉分布1）温郑度自结应力元计算温度觉自应昂力σ（z）（睁压应换力为算正，税拉应蓄力为压负）扩为全截暖面上倍由自硬应力趟形成苍的合脆力（诞轴向纵力）N=0全截词面上山由自两应力外对截封面中脉性轴欣的合椒力矩M=0得到壳曲率赵、应盯变为戒：§5史.3温度溪效应天分析5.超3.伟3温度集应力碑分布2）温兴度次仔应力岗计算两跨沃等截红面简厦支梁倒受到窜非线束性温啊度变健化的懒影响葡，力完法求键温度姐次内砌力的发步骤坐为：（1）取忌简支捏梁作殃为基逝本结弊构，搞赘余讯力为B支点键截面匆弯矩X1，力萍法方怖程为辽：§5萝.3温度除效应灰分析5.该3.援3温度殿应力拆分布2）温朋度次祸应力围计算（2）计球算AB跨和BC跨简支梁的弯曲变形曲率为等截面且截面温差分布相同，则两跨简支梁各自截面的总转角为简支贪梁两绳端转随角对叛称，B端截隙面转令角分授别为转角士方向旱与所荒设赘捷余力屋方向知相反§5邮.3温度茫效应狮分析5.砌3.薯3温度急应力枣分布2）温须度次咽应力轻计算（3）解垄力法惠方程沉求赘灿余力X1。（4）计针算温态度次引内力海。温度绘次应急力温度醒总应妄力叠加读温度痒自应召力和慢温度廊次应吗力§5透.4基础放沉降嚼引起秤的附妖加内坑力计文算施工今阶段愉，大容部分包基础塞沉降台已完乌成，闪因此想主要样计算耗后期辅的基站础沉墓降影纸响。简支旗梁桥喇：基斗础沉愚降影度响桥辉梁结裤构的拌线形汤；超静丹定桥裳梁结盆构：舌基础睛沉降在影响听结构蝴变形粒、引某起结捷构附哥加内汇力。当桥炕梁多捧个桥庭墩发萌生沉主降且即沉降名可能饼不均换时，锁将对屿结构诸某些妨截面统产生贼不利查影响众。§5引.4基础止沉降踪蝶引起浇的附摩加内贞力计亦算基础争沉降念计算吨方法栽：1）确标定各写个桥枯墩的够可能辈沉降时值fi。2）分辱别计付算单市个桥厨墩沉洒降引明起的栏桥梁轿（1）、绣（2）、问（3）截筒面的犬附加高内力Mij。3）将君所有巩桥墩抖沉降色对各引截面说的正耍或负事效应羽叠加叶，得独到最等不利馅的正未或负起效应喉。4）考碍虑沉歉降速枯率的谷影响炒，对换结果瓣进行泄折减档。混凝睬土和臣圬工坛结构笼，折族减系蝇数为0.侵5，钢淹结构蜘为1.诵0。三跨爆连续艇梁，4各桥由墩，南求解组截面断（1）、遍（2）、拆（3）由州基础臭沉降容引起盐的结茫构最察不利套内力倾。§5班.4基础闪沉降坐引起虏的附触加内辱力计射算例题剑：某三跨范混凝坐土连阿续梁止，跨搭径布典置和况截面率尺寸导布置凶见下逗图。锻各桥只墩的穴最大痰沉降揉量为2c参m，试波计算罪由基布础沉疗降引乘起的悲结构谱最不意利附高加内姜力。解：（1）计桂算各某桥墩卵单独在沉降锡引起酬的附粉加内逼力，献见弯般矩图§5页.4基础买沉降前引起申的附贡加内券力计夜算（2）将隙各支莫座沉强降引豪起的铁附加溪弯矩晕进行宇线性播叠加朝，得第到最流不利往的正着、负斩效应堡。（3）考乖虑沉疮降速隶率的括影响歇，引坐入折煤减系焦数0.收5进行掩折减喂。得滴到由迫于沉沙降引丑起的末最不吓利附擦加弯奖矩包蚂络图莲。§5欺.5支座泛摩阻墙力引彻起的慎附加辟内力裳计算大跨腹度桥挎梁均住设置法了较嫩多的斑活动事支座靠，当虚梁体缺与支居座发渗生相券对滑劫动时幕，在遭接触叔面会障产生拥支座悄摩阻咳力，山对截拥面会屋产生壤偏心米力矩睬。§5酸.5支座暮摩阻缎力引熊起的似附加纹内力造计算在我宏国桥白梁规级范中返，支绍座摩孩阻力突的标蒙准值局计算吃公式底为：§遵5.拆6挠度才、预培拱度顺计算炭及施渡工控免制5.约6.始1挠度洗计算大跨梢径桥屯梁的舌挠度吹分析吧一般甚采用巧有限委单元孤法，提其特喊点如但下：1）需惑根据劣不同点的施爬工方调法，奥按施室工过般程来魄计算藏结构闲恒载婶挠度肤，因很为在厚施工怠过程也中不狡同的域施工拌阶段到，结启构体终系及申作用妨在结动构上码的荷爽载均允可发位生变普化。2）一返般需券考虑质的荷亏载因阶素有详结构示自重诞、施文工荷禁载、诉预加麦力及眨混凝目土收雄缩与筛徐变环作用膛。3）计坦算连匹续梁闪与刚夏构桥购活载慎挠度美，主熊要考伪虑汽敏车荷参载和肥人群压荷载哄。§要5.少6挠度女、预早拱度炊计算助及施穴工控韵制5.斧6.技2预拱苗度计衡算为控杠制施舟工完谦成后框成桥拌状态姓的几事何线勉形，席确保豪桥面柳标高薄平顺泡且满搏足设虹计和镰规范露要求淡，对项连续渐梁和益刚构何桥等盈大跨弹径桥肚梁，加在施殊工