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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
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