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钢结构 第二章 梁板钢桥.ppt

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钢结构 第二章 梁板钢桥

4.7 钢箱梁结构分析方法概述 偏心荷载产生扭转变形—〉自由扭转剪应力、约束扭转正应力和剪应力 钢箱梁的板厚较小,扭转产生畸变变形—〉产生翘曲正应力、畸变剪应力,同时也产生横向弯曲正应力 箱形梁承受偏心荷载作用,除了按弯扭构件进行整体分析外,还应考虑局部荷载的影响。 4.8 钢箱梁结构力学分析方法 钢形梁为受弯扭的弹性闭口薄壁构件,其力学分析方法分为解析法和数值法。 解析法 偏心荷载分解为对称荷载和反对称荷载,分别计算再叠加。 假定位移模式,利用平衡条件和变形协调条件或变分原理建立控制方程,结合边界条件,求解位移和应力。 数值法 有限元法 有限条法 4.8 钢箱梁结构力学分析方法 传统分析方法将钢箱梁分成三个结构体系计算 第一体系-主梁体系 桥面板作为主梁顶板,作为主梁的一部分参与主梁工作,按闭口薄壁杆件分析计算。 4.8 钢箱梁结构力学分析方法 传统分析方法将钢箱梁分成三个结构体系计算 第二体系-桥面体系 将桥面板(包括纵肋、横肋)作为正交异性板来处理,支承在主梁上,仅承受桥面荷载,按薄壁理论进行分析计算。 4.8 钢箱梁结构力学分析方法 传统分析方法将钢箱梁分成三个结构体系计算 第三体系-盖板体系 将单纯的桥面板作为支撑在肋板上的盖板,按连续各向同性板计算,盖板承受肋间局部荷载并传给加劲肋,其应力影响较小,通常略去。 天津大学 土木工程系 3.4 结合梁桥的计算特点 第二受力阶段:桥面铺装层、防水层、路面或铁路桥的道渣、桥枕、钢轨、人行道设施等和活载则由钢筋混凝土板和钢梁组成的整体截面承受。 结合梁的总面积 3.4 结合梁桥的计算特点 第二受力阶段: 结合梁截面的重心距钢梁截面的重心 3.4 结合梁桥的计算特点 第二受力阶段: 结合梁截面对通过它自身重心轴线x-x的惯性矩 3.4 结合梁桥的计算特点 第二受力阶段: 在钢梁上、下翼缘处的挠曲应力: 3.4 结合梁桥的计算特点 第二受力阶段: 在钢筋混凝土板最外层处的挠曲应力: 3.4 结合梁桥的计算特点 最后按下式校核强度 3.5 结合梁徐变、温差及收缩产生附加应力 混凝土承受应力,会产生徐变,从而使结合梁内力产生重分布 徐变引起的混凝土和钢梁的附加应力为 3.5 结合梁徐变、温差及收缩产生附加应力 温度变化时,在结合梁中产生温度应力 结合梁截面上在钢梁重心处的内力 在此内力作用下,混凝土板最外层的最大应力 3.5 结合梁徐变、温差及收缩产生附加应力 温度变化时,在结合梁中产生温度应力 结合梁截面上在混凝土板重心处的内力 在此内力作用下,钢梁的应力 3.5 结合梁徐变、温差及收缩产生附加应力 混凝土随着时间的推移产生干燥收缩,在结合梁中产生收缩应力。 收缩引起的混凝土的轴力 收缩引起的混凝土的弯曲 4.5 结合梁徐变、温差及收缩产生附加应力 混凝土随着时间的推移产生干燥收缩,在结合梁中产生收缩应力。 收缩引起的钢梁的轴力 收缩引起的钢梁的弯曲 第四章 钢箱梁桥 4.1钢箱梁桥的构造特点 定义 钢箱梁桥是指主梁为薄壁闭合截面形式的桥,主梁常为箱形截面梁或箱形梁。 箱形梁不但可以作为梁式桥的主梁形式,而且是其他大跨度桥梁,如悬索桥、斜拉桥所经常采用的主梁形式。 4.1钢箱梁桥的构造特点 4.1钢箱梁桥的构造特点 4.2 箱形梁桥与桁梁桥相比的优点 重量轻、省钢 抗弯和抗扭刚度大 安装迅速,便于养护 适宜于作成连续梁 结构新颖,外形简洁、美观 4.3 钢箱梁的构造特点 顶板、底板、腹板和加劲构件等组成 在无加劲构件的情况下常出现下面一些问题 垂直荷载作用下顶板发生较大凸凹变形,在集中荷载作用点附近受压翼缘局部屈曲,腹板压皱; 在弯矩作用下,因截面惯性矩不足,弯矩达到临界弯矩时会发生弯折破坏; 在扭矩作用下,当扭矩达到临界扭矩时也会使箱梁出现屈曲现象。 4.1钢箱梁桥的构造特点 箱形截面梁 4.4 正交异性钢桥面板 正交异性板 箱形截面梁的顶板由纵、横肋加强。这种用互相垂直的纵肋和横肋加强的钢板,在纵、横两个方向上具有不同的抗弯刚度,其力学性质和在两个垂直方向上具有不同弹性模量的板相似,这种具有”正交异性”的板称为正交异性板。 4.4 正交异性钢桥面板 正交异性板 纵肋截面的基本形式为开口式和闭口式两种 横肋的截面形式通常采用倒T形,其间距即是纵肋的跨径。为使纵肋能连续穿过,横肋上应设置槽口。 4.4 正交异性钢桥面板 纵肋截面的基本形式 4.4 正交异性钢桥面板 开口肋 4.4 正交异性钢桥面板 闭合肋 4.4 正交异性钢桥面板 纵、横肋构造 4.5 腹板、底板和加劲肋 箱形截面梁腹板的构造与板梁的腹板构造相同。 水平加劲肋和竖

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