第三章混凝土简支梁桥计算案例.ppt

第三章 简支梁桥计算—桥面板 简支装配式RC、PC梁桥的设计 拟定尺寸 荷载计算 内力分析 配筋计算 绘制施工图 桥梁工程 结构设计原理、桥梁工程 前言 3.1.1 桥面板的力学模型 1.桥面板：直接承受车辆轮压，与主梁梁肋和横隔梁联结，保证梁的整体作用并将活载传给主梁。 2.桥面板从结构形式上看都是周边支承的板： 单向板 双向板 悬臂板 铰接板 3.1.2 桥面板的受力分析 试验结果：作用于混凝土或沥青铺装面层上的车轮荷载，可以偏安全地假定按45°角扩散分布于混凝土板面上。 纵向 a1=a2+2H 横向 b1=b2+2H 局部分布荷载p=P/2a1b1 回忆中、后轮的着地宽度及长度：a2×b2=0.2m×0.6m 1.车轮荷载在板上的分布 2.板的有效工作宽度 行车道板的受力状态图式 l a mxmax 跨中截面弯矩图 mxmax x y 假设a宽板承受车轮荷载产生的总弯矩： 有效工作宽度假设保证两点： 总体荷载与外荷载相同 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，需要解决的关键问题是： mxmax的计算 影响mxmax的因素： 支承条件：双向板、单向板、悬臂板 荷载长度：单个车轮、多个车轮作用 荷载到支承边的距离 当单个荷载作用于板跨中附近时： a = a1+l/3 =a2+2H+l/3且≥2l/3 l为板的计算跨径: 计算弯矩时， l= l0+t且≤ l0+b 计算剪力时， l= l0 l0 l a b t 3.单向板的有效工作宽度 当多个荷载重叠作用于板跨中附近时： a = a1+d+l/3 =a2 +2H+d+l/3 当荷载作用于板支承处时： a’ = a1+t =a2 +2H+t l0 a1 a’ l 当荷载作用于靠近板支承处时： ax = a’ +2x l0 a1 a’ l ax b1 x 4.悬臂板的有效工作宽度 悬臂板的有效工作宽度接近于2倍悬臂长度，荷载可近似按45°角向悬臂板支承处分布，规范规定： 承重板上荷载压力面外侧边缘至悬臂根部的距离； 当分布荷载靠近板边时，根部受力最不利，此时板的有效工作宽度： t h t h 1.多跨连续单向板 考虑梁的约束时的简便计算法 当t/h＜1/4时（主梁抗扭能力较大） 跨中弯矩 M中 = + 0.5M0 支点弯矩 M支 = - 0.7M0 当t/h ≥ 1/4时（主梁抗扭能力较小） 跨中弯矩 M中 = +0.7M0 支点弯矩 M支 = -0.7M0 t/h代表了板和梁的刚度之比； M0为按简支梁计算的跨中弯矩值。 3.1.3 桥面板的内力分析 l0 l (a-a’)/2 t a’ a ax p 活载跨中弯矩： 恒载跨中弯矩： 支点剪力： 2.铰接悬臂板的内力 P/2 荷载布置在铰缝上时悬臂 根部弯矩最大： 每米宽板的结构自重弯矩为： 3.悬臂板的内力 计算根部最大弯矩时，应将 车轮荷载靠板的边缘布置： 结构自重弯矩近似值为： 3.1.4 内力组合 承载能力极限状态： 正常使用极限状态： 短期组合： 长期组合： 【例题】 计算T梁翼板所构成铰接悬臂板的设计内力。桥面铺装为2cm的沥青表面处治(容重为23kN/m3)和平均9cm厚混凝土垫层(容重为24kN/m3)，C30T梁翼板的容重为25kN/m3。 T梁横截面图 （1）结构重力及内力 每米板上的重力: 沥青混凝土: 水泥混凝土: T形梁翼板: 合计： 结构重力引起的内力： （2）车辆荷载产生的内力 将后轴作用于铰缝轴线上，后轴作用力P=140KN， 车轮着地长度a2=0.2m, 宽度b2=0.6m。 轮压分布如图示。 由于铺装层总厚H=0.06+0.10=0.16m 则：a1=a2+2H=0.2+2×0.16=0.52m b1=b2+2H=0.6+2×0.16=0.92m 荷载对于悬臂根部的有效分布宽度为 a=a1+d+2l0=0.52+1.4+2×0.71=3.34m 冲击系数 为1.3 作用于每米板条上的弯矩为： 作用于每米板条上的剪力为 （3）荷载组合 按承载能力极限状态设计时，其基本组合 第三章 简支梁桥计算—横向分布系数 3.2.1 横向分布系数概念及方法 S= Pη (x,y)≈ Pη 2(y)η 1(x) S= P ’η 1(x) 可以