第三章混凝土简支梁桥的计算-同济大学桥梁工程系.ppt

第三章 混凝土简支梁桥的计算 第一节 概述 桥梁工程计算的内容 内力计算——桥梁工程、基础工程课解决 截面计算——混凝土结构原理、预应力混凝 土结构课程解决 变形计算 简支梁桥的计算构件 上部结构——主梁、横梁、桥面板 支座 下部结构——桥墩、桥台 计算过程 第二节 行车道板计算 一、行车道板的类型 行车道板的作用——直接承受车轮荷载、 把荷载传递给主梁 分类 单向板 双向板 悬臂板 铰接板 二、车轮荷载的分布 车轮均布荷载——a2?b2(纵、横) 桥面铺装的分布作用 轮压 三、有效工作宽度 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——mxmax 设板的有效工作宽度为a 假设 可得 有效工作宽度假设保证了两点： 1）总体荷载与外荷载相同 2）局部最大弯矩与实际分布相同 通过有效工作宽度假设将空间分布弯矩转化为矩形弯矩分布 需要解决的问题： mxmax的计算 影响mxmax的因素： 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）荷载到支承边的距离 2、两端嵌古固单向板 1）荷载位于板的中央地带 单个荷载作用 多个荷载作用 2）荷载位于支承边处 3、悬臂板 荷载作用在板边时 mxmin ? -0.465P 取a=2l0 规范规定 a = a1+2b’＝a2+2H+2b’ 4、履带车不计有效工作宽度 四、桥面板内力计算 1、多跨连续单向板的内力 1）弯矩计算模式假定 实际受力状态：弹性支承连续梁 简化计算公式： 当t/h1/4时 ： 跨中弯矩 Mc = +0.5M0 支点弯矩 Ms = -0.7M0 当t/h?1/4时 ： 跨中弯矩 Mc = +0.7M0 支点弯矩 Ms = -0.7M0 M0——按简支梁计算的跨中弯矩 2）考虑有效工作宽度后的跨中弯矩 活载弯矩 恒载弯矩 3）考虑有效工作宽度后的支点剪力 车轮布置在支承附近 2、悬臂板的内力 1）计算模式假定 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 2）悬臂板 活载 恒载 第三节 主梁内力计算 一、恒载内力 前期恒载内力SG1 （主要包括主梁自重） 计算与施工方法有密切关系， 分清荷载作用的结构 后期恒载内力SG2 （桥面铺装、人行道、栏杆、灯柱〕 二、活载内力 活载内力计算必须考虑最不利荷载位置 一般采用影响线加载计算 计算汽车荷载时必须考虑各项折减系数及冲击系数 通用计算公式 三、内力组合 承载能力极限状态 正常使用极限状态 四、内力包络图 沿梁轴的各个截面处的控制设计内力值的连线 第四节 主梁内力横向分布计算 一、桥面板与主梁分离式桥梁 二、横向分布计算原理 6.近似方法的近似程度 近似的原因——纵向各截面取相同的横向分配比例关系 近似程度 对于弯矩计算一般取跨中的横向分配比例关系 跨中车轮占加载总和的75%以上 活载只占总荷载的30%左右 7.常用计算方法 梁格法 板系法 梁系法 三、刚性横梁法（偏心受压法） 1）纯竖向位移 2）纯转动 1）与竖向位移的关系 2）与转角的关系 1）竖向位移时的平衡 2）转动时的平衡 5.反力分布图与横向分布影响线 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，分别计算荷载作用在不同位置时的反力 6. 横向分布系数 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 8、考虑主梁抗扭刚度的修正刚性横梁法 竖向反力与扭矩的关系 转动时的扭矩平衡 四、铰（刚）接板（梁）法 与铰接板法的区别： 变位系数中增加桥面板变形项 五、比拟正交异性板法 1、计算原理 将由主梁、连续的桥面板和多横隔梁所组成的梁桥，比拟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、荷载比相同的关系计算横向分布影响线 2、比拟原理 弹性板的挠曲面微分方程 应力应变关系 应力应变关系 比拟正交异性板挠曲微分方程 比拟原理 任何纵横梁格系结构比拟成的异性板，可以完全仿照真正的材料异性板来求解，只是方程中的刚度常数不同 3、横向分布计算 根据荷载、挠度、内力的关系 4、弯扭参数计算 抗弯惯矩计算 必须考虑受压翼板有效工作宽度 抗扭惯矩计算 必须区分连续宽板与独立主梁翼板 五、横向分布系数沿桥纵向的变化 对于弯矩 由于跨中截面车轮加载值占总荷载的决大多数，近似认为其它截面的横向分布系数与跨中相同 在电算中纵桥向可以采用不同的横向分布系数 对于剪力 从影