桥梁结构计算2013

1、桥梁载荷试验计算分析，张治成浙江大学交通工程研究所于2013年11月4日，用软件计算桥梁静载试验总体构想：结构各控制截面的试验控制内力，根据内力等效原则，利用各控制截面的内力或位移影响线进行动态布载荷， 求出达到试验控制内力所需的车辆数和相应的载荷位置第一章简支梁的内力计算第二章连续梁桥的内力计算第三章拱桥的内力计算第四章墩台的内力计算、变形、应力和裂纹计算需要通过桥梁检查来掌握，结构体系、结构设计和配置(包括主梁的纵、横截面配置)，各部分结构的主要尺寸和细节处理和桥梁对桥梁设计流程，建立的结构进行内力计算，根据内力进行配筋计算，对结构进行强度和刚性管理，、活载和恒载的内力计算方法需要通过桥梁

2、检验来掌握，第一章简支梁桥的内力计算， 简支梁静载试验的主要内容主梁横断面中的最大正力矩和挠曲辅助试验箱：考虑主梁的横向分布系数、L/4截面力矩(大跨度)、支点最大剪力箱、桥墩的最大垂直反力，主要有活荷载、一期恒荷载、二期恒荷载、活荷载、简支梁的传递方式、净截面换算截面、(a )净截面、(c )换算截面、(b )毛截面、1-1截面特性、桥梁检查时采用的截面、1-2永久作用(定负荷)引起的内力、自重内力需要逐步计算： (1)各阶段的受力体系不同(2)负荷作用的截面也不同，适用范围：所有静定结构(简单悬臂、带挂孔的t形刚构)和整体浇筑一次落架的超静定结构，主梁的一期自重作用于桥时，该结构已经是最终

3、系统主梁的一期稳定载荷自重内力SG1的精确计算公式：式中： 主梁自重(弯矩或剪切力)。 主梁一期自重集度对应的主梁内力影响线坐标。 1、主梁一期自重定载SG1施工中不发生结构转换，简支梁一期定载自重内力SG1的近似计算式：任意截面的弯矩：任意截面的剪力：为简支梁一期定载平均主梁的计算跨度计算从截面到支点的距离， 2、二期定负荷自重内力计算SG2受力体系：主梁的纵、横方向连接完成，二期定负荷作用于桥梁的最终桥体系。 正确的计算方法：考虑到结构的空间力特征，将人行道、扶手、路灯和管道等的重量按载荷横向分布规律进行分配，如实时道路。 近似的计算方法：分点作用的横隔梁重量、横向不均匀分布的铺层重量、延

4、桥两侧作用的人行道、栏杆、街灯柱和管等重量均匀分配给主梁。 任意截面的弯矩：任意截面的剪力：简支梁二期定荷重自重内力SG2近似计算式：1-3由可变作用(活荷载)产生的内力，1 .荷载基准值，可变荷载中的汽车荷载，汽车冲击力，人群荷载(汽车离心力，汽车土侧压力，汽车制动力)构成，可变荷载的泰国车道负荷城-A级车道负荷跨度直径2-20m跨度直径20-150m、城-B级车道负荷跨度直径2-20m跨度直径20-150m、道路桥梁的车辆负荷、55T车辆、(道路桥梁)、(城市桥梁)、2 .车道横减率、3 .车道纵减率、0.3、4 .汽车冲击系数、 (2)多根主梁内力的计算，单位载荷沿着桥面横向(y轴方向)

5、作用于不同位置时，分配给某梁的载荷比例变化曲线也称为对某梁的载荷横向分布影响线。 如果将p定义为载荷，则m称为载荷横向分布系数，表示施加在主梁上的最大载荷是作用载荷的倍数(通常小于1 )。(3)求横向分布系数m的几种方法，铁棒原理法偏心压力法(修改刚性横梁法、刚性横梁法)，全部掌握，概念理解原理(可由桥梁博士计算)、(第二课)、刚接板(梁)法、铰链板(梁)法、a、杠杆原理法，基本上桥面板被主梁分割，横适用时，(4)两种横向分布系数的求出方法，两主梁、两拱肋负荷在支点附近的横向连接弱，没有中梁的梁桥。 计算、m0的方法要注意到车轮到边缘石的距离，车轮在顶点上施加P/2 (标识载荷的横向最不利位置

6、)，该P/2绘制了各梁的内力(反作用力)的横向分布影响线。 注意车轮横向间隔为0.5m的载荷确定横向最不利的位置(左右移动P/2，看是否减少)汽车轮间距离1.8m和车与车之间的距离1.3m d，计算各载荷位置的影响线的纵坐标值。汽车：拖车：人群： b，求出修正的偏心压力法(修正刚性梁法)，基本上把横隔梁视为刚性无限大的刚性梁，在外载荷下总是保持直线形状。 考虑主梁的扭转刚性。 基于横隔梁无限刚性的假设，该方法也称为“刚性梁法”。 如果应用，有可靠的横向连接，在梁较多的桥的宽度跨度比小于或接近0.5的情况下，载荷作用于中间位置，载荷的横向分布是影响线k号主梁的载荷在横向影响线的各位轴线上的纵向值

7、总是直线的。 通常写。 以一边梁为例，其横向影响线的两个控制纵坐标值为：带翼箱形截面的扭转刚度，(4)横向分布系数沿桥的纵向变化，a，载荷横向分布的变化规律，桥跨中间部分，在桥面板和横隔梁的作用下，载荷横向分布比较均匀在支点附近，载荷仅传递给作用的主梁，其他主梁几乎没有干涉，使用中mc、偏心压力法、铰接板梁法、刚接合梁法、G-M法、m0求法铁棒法、杠杆法(特殊情况下，两主梁和两拱肋等)计算弯曲力矩，其中b、实用中的m分布规律的简化、注意：相对中梁，m0和mc之差大，梁少于三个时，m采用变化的分布，计算剪切力，计算支点断面的剪切力，梁段内采用变化m，远端采用无变化的mc。 超越中的其他断面剪切力

8、，尝试具体情况。 超越中的其他断面剪切力，尝试具体情况。 在第一步骤中，在求出某主梁最不利的载荷横分布系数的第二步骤中，求出主梁内力影响线，乘以与车道载荷相对应的横向分布系数，然后将考虑到车道横向分布的影响的车道平均分布载荷值满足对结构最不利的该影响线，同时，对应车道横向分布的集中载荷基准值按照规范要求，还必须考虑冲击力对汽车载荷的影响、车道的减少系数。 (1)活载荷内力(不考虑离心力)求解步骤：6 .主梁活载荷内力的计算方法通过导入载荷的横向分布系数，将空间结构的力学计算问题简化为平面问题。式中： 汽车载荷效果的基准值(即主梁的最大活载荷内力) 汽车载荷的冲击系数，值规则取横轮线载荷的减少系

9、数，值规则取汽车载荷的纵向减少系数， 值规则如下：载荷横向分布系数在将主梁弯矩替换为中载荷横向分布系数、计算主梁剪力时，应考虑中载荷横向的变化，具体取值前介绍了(2)主梁的活载荷内力计算式如下： -内力影响线和荷载横向分布系数规律划分的区间编号-车道荷载平均分布荷载标准值-车道荷载集中荷载标准值-主梁有最不利效果时，各同一信号内力影响线的面积-主梁有最不利效果时，根据最大影响线的峰值.设计要求进行内力组合(3) 内力组合，第二章悬臂梁或连续梁桥(刚构)的内力计算，连续梁静载试验的主要内容主跨度中的最大正力矩和弯曲主跨度支点最大负力矩边缘跨度最大正力矩和弯曲辅助试验情况：主梁的负荷增加系数，主跨

10、度支点最大剪切力偏心载荷引起的总变形、纵桥弯曲变形3354纵弯曲正应力m、剪切应力m、横桥弯曲变形3354横弯曲正应力c扭转变形3354自由扭转剪切应力k是扭转剪切应力w、扭转弯曲正应力w、应变变形3354应变弯曲正应力dw、应变不变连续梁箱梁截面变形和应力，箱梁应力总结，纵正应力(Z)=M W dW剪应力=mwdw横正应力(S)=c dt，对于带横隔板的加强箱形梁，无视由扭转变形产生的应变应力设计中近似简化，弯矩：剪切力：其中：载荷增大系数，n考虑减少后的设计车道数，转换为2-1活载荷内力计算式，1，悬臂系，连续系截面形式，多梁式：工字形，t形，空心板，分离式小箱梁，一体式箱梁，多梁肋形式，

11、分别内力计算和配借助横向分布系数进行内力计算，作为整体截面，利用载荷增大系数求解和配筋，2，内力计算式，多梁加筋非简支系统的内力计算式(与简支系统相同)，内力计算要点：求出悬臂梁和连续系统箱梁的载荷增大系数，想法：由简支系统代替实际的非简支系统等，进行简支一体式箱梁非简支系的内力式、内力计算要点：求出悬臂或连续系箱梁的载荷横分布系数m，构想：利用等代简支系的横分布系数求出载荷增大系数。 2-2等代简支梁法求出载荷横分布系数，1、将基本原理、悬臂梁系、有连续系的跨度转换为等刚性原则下跨度相同、具有等截面的简支梁，以该梁为对象计算载荷横分布系数。 然后再按一下。 等刚度是指在跨度上施加集中载荷或扭

12、矩，跨度的弯曲或扭转角度必须彼此相等。、2、等代简支梁的截面性质、等代简支梁的弯曲惯性矩的换算系数、等代简支梁的弯曲惯性矩的换算系数、非简支系统计算横截面的弯曲惯性矩和扭转惯性矩，3、的计算、横截集中载荷的作用、4、的计算、横截集中矩求出t形、空心板、分离型小箱梁的非简单支承系m的求出相应的耐弯曲扭转换算系数，对刚性分别为的等截面简单支承梁求出m，支点截面采用杠杆法，与刚性无关，采用中截面等截面、刚性横梁法或修正刚性横梁法、铰链板梁法，6， 求出了将非简单支撑系统的一体型箱梁分割为梁肋时的m，(1)考虑到利用分离型梁肋法分析一体型箱梁的优势、活荷载的偏心作用的配筋和结构强度管理规范中的强度和配

13、筋式都基于矩形、t形截面，规范中的箱梁凸缘的有效宽度也以肋为中心，(2) 用大致简化方式从房间的天花板、底板的中点切开箱梁，求出n根t形梁或t形梁(n为腹板数)，求出各梁肋的横向分布系数m，再求出各梁的内力进行配筋，(3)m的求解步骤求出一体型箱梁的等代简单支撑梁，作为各I或t梁n个t梁或I字梁的弯矩和弯矩近似相等，分别用修正的刚性梁法(或刚结板梁法)求出m，分别求出一体型箱梁的弯矩、弯矩和弯矩，(4)用分离型梁肋法求解箱梁内力和配筋计算麻烦的箱梁本身是一体的，将其分割成几个开口梁肋，内力和钢筋设计缺乏合理性(主要是内力影响线不同于原来的箱梁)。 各分离式梁肋的活负荷内力计算式：是以分离式梁肋

14、为对象的内力影响值。 7、整体箱梁的载荷增大系数，用前面分离式梁肋法求出的最大载荷横向分布系数(一般为边梁)，为腹板数(t梁、I梁的个数)，通过放大载荷内力，考虑到了载荷偏心、截面的扭曲、变形等结构上的不利因素，安全性高。 一体式箱梁截面受到的设计载荷分别是对应的活载荷内力为：以一体式箱梁截面为对象的内力影响值。 第三章拱桥的内力计算、3-1桁架拱桥，1 .受力特征，拱桥上的建筑参与了拱桥的共同作用，结构各部分材料被充分利用。 拱形桁架部分的各部件主要受到轴力，实腹部分受到轴力和弯矩。 桁架部分的上弦杆在运转时直接承受局部载荷产生的力矩。 试验内容： (1)跨越实心腹部的弯曲力矩和弯曲(2)拱

15、主拱最大轴力(3)最弱的上弦跨度弯曲力矩(4)拱的横向分布系数，2 .基本假设和计算图，以单张桁架为计算对象，计算负荷横向分布系数(偏心受压法或弹性支撑连续梁法或泰桁架段的两端和脚台为铰链(外部一次超静定)。 桁架拱的节点是理想的铰链，根据需要，考虑固定在下弦棒上产生的二次力矩。 桁架拱的计算图，3-2刚架拱，1 .受力特征，拱上建筑参与拱的共同作用。 腹孔梁是受曲部件，其馀部件(主拱脚、腹孔弦棒、斜持及实腹段)都是压曲部件，没有拉伸部件。 2、基本假设和计算图、弹性支撑连续梁简化法确定载荷横向分布系数。试验内容： (1)跨度中弯曲力矩和弯曲(2)主拱脚的最大轴力和最大负弯曲力矩(3)副梁的跨

16、度中弯曲力矩(4)拱片的横向分布系数(5)辅助试验箱：副拱脚的最大轴力和最大负弯曲力矩，3-3钢管计算机拱桥跨度中的弯曲力矩和弯曲(2)拱桥最大的轴力(3)系杆的最大水平力(4)系杆在跨度中的最大弯曲力矩和弯曲(4)拱桥的横向分布系数(5)辅助试验案例：拱桥的最大负弯曲力矩，拱桥的L/4截面4截面正负弯曲绝对值之和的最大工况内力计算方法为有限元法：空间有限元法和平面有限法(利用横向分布系数)，考虑活载荷和温度载荷的作用，2、取截面值，取钢管混凝土拱的内力和变形计算的截面值，采用考虑钢管贡献的组合截面。中国工程标准化协会标准钢管混凝土结构设计与施工规程 (CEcS 28:90 )中规定的刚性、EA-钢管混凝土压缩