混凝土简支梁桥设计计算讲义.ppt

混凝土简支梁桥的计算 引言 课程的 “分工” 内力计算——桥梁工程、基础工程等课程解决 截面计算——结构设计原理课程解决 变形计算——结构设计原理课程解决 简支梁桥的计算内容 上部结构——主梁、横梁、桥面板 支座 下部结构——桥墩、桥台 引言 桥梁设计计算过程 第一节　桥面板计算 梁格构造和桥面板支承方式 第一节　桥面板计算 一.桥面板的力学模型 双向板 la / lb＜2，板上的荷载向两个方向传递。 单向板 la / lb≥2，板上绝大部分荷载沿短跨方向(lb)传递。 悬臂板 翼板之间采用钢板联结时，桥面板可简化为悬臂板。 铰接悬臂板 翼板间采用铰接缝联结时，可简化为铰接悬臂板。 二.桥面板的受力分析 车轮荷载在板上的分布 车轮与桥面的接触面为a2×b2的矩形。 轮压作为分布荷载处理。 作用在砼或沥青铺装面层上的车轮荷载呈45°角扩散分布于桥面板上。 沿行车方向 a1=a2+2H 沿横向 b1=b2+2H 行车道板的受力状态 二.桥面板的受力分析 板的有效工作宽度 均匀承受车轮荷载产生总弯矩的板条宽度a。 M____车轮荷载产生的跨中总弯矩； Mxmax——荷载中心处的最大单宽弯矩值。 当有一个车轮作用于板面板上时，1m宽板条上的荷载计算强度为： 注：P___汽车的轴重。 有效工作宽度的定义保证了： 以此做结构设计结构安全 总体荷载与外荷载相同 局部最大弯矩与实际分布相同 单向板有效工作宽度的规定 荷载在跨径中间： 单独一个荷载： 几个靠近的相同荷载： 荷载在板的支承处： 荷载靠近板的支承处： x___荷载离支承边缘的距离。 二.桥面板的受力分析 　　l___两梁肋间板的计算跨径。 计算弯矩时，l=l0+ t ，但不大于l0+b； 计算剪力时，l=l0。 　　其中：l0为板的净跨径，t为板的厚度，b为梁肋宽。 　　 　　注：按上述公式算得的所有分布宽度，均不得大于板的全宽度。 悬臂板有效工作宽度的规定 荷载有效分布宽度： b___承重板上荷载压力面外侧边缘至悬臂根部的距离。 荷载靠近板边时，b就等于悬臂板的净跨径l0。 多跨连续单向板的内力计算 弯矩计算模式 实际受力状态——弹性支承连续梁 三.行车道板(多跨连续单向板)的内力计算 跨中最大弯矩计算： 当t/h1/4时(主梁抗扭能力大) 当t/h≥1/4时(主梁抗扭能力小) M0____把板当作简支板时，由使用荷载引起的一米宽板的跨中最大设计弯矩。 多跨连续单向板的内力计算 M0____是M0p和M0g两部分的内力组合。 M0p____1m宽简支板条的跨中活载弯矩 ： M0g____1m宽简支板条的跨中恒载弯矩 ： 多跨连续单向板的内力计算 支点剪力计算： 跨径内只有一个汽车车轮荷载： 矩形部分荷载的合力为： 三角形部分荷载的合力为： 如跨径内不止一个车轮进入时，尚应计及其它车轮的影响。 铰接悬臂板的内力计算 汽车荷载弯矩： 最不利布载位置是将车轮荷载对中布置在铰接处。 有多轮荷载作用时应注意荷载集度的变化。 结构自重弯矩： 以铰缝对称，铰缝处无M、Q，可按悬臂板计算。 剪力： 通常不控制设计，可按 一般悬臂板计算。 悬臂板的内力计算 活载弯矩： 应将车轮荷载靠板的边缘布置，此时b1=b2+H。 恒载弯矩： 悬臂板的内力计算 剪力： 等于桥面板上作用的荷载重量。 通常车轮不会作用到悬臂板的边缘(边梁外翼缘)，应按实际情况布载。 四.内力组合 计算出结构自重和汽车荷载内力后，按《04桥规》规定，1m宽板条的最大组合内力见下表： 第二节 主梁内力计算 选取的计算截面： 跨径在10m以内的简支梁 弯矩___跨中截面，按二次抛物线规律变化。 剪力___支点和跨中截面，按直线规律变化。 对于较大跨径的简支梁 弯矩___跨中截面，l/4截面，截面变化处。 剪力___支点和跨中截面，l/4截面，截面变化处。 本节重点介绍如何计算主梁的最不利内力 一.结构自重效应计算 所占的比重(60%～90%)大，且随跨径的增大而增大。 简化计算：结构自重内力通常作为均布荷载处理。 将非均布荷载(横隔梁.铺装层.人行道.栏杆等)均匀分摊给各主梁承受。 精确计算：横隔梁宜按集中荷载处理，人行道和栏杆也应考虑荷载的横向分布。 结构自重内力的计算与施工方法有关。 组合梁桥——梁肋与组合截面分阶段受力。 预应力砼梁桥——应考虑预加力阶段和运营阶段。 复杂桥梁——根据实际施工过程分阶段进行计算。 一.结构自重效应计算 计算出结构自重值g之后，则梁内各截面的弯矩M和剪力Q计算公式为： l为简支梁的计算跨径；x为计算截面到支点的距离。 一.结构自重效应计算 例2-3-2：一座五梁式装