桥梁结构理论与计算方法 第二十一章 斜桥计算理论.ppt

21 斜桥计算理论 斜桥特征 斜板位移微分方程 单斜梁计算 斜梁桥计算 小结 本章参考文献 本章参考文献 [1]项海帆.高等桥梁结构理论.北京：人民交通出版社，2001. [2]李国豪.桥梁与结构理论研究.上海科学技术文献出版社，1983. [3]范立础.桥梁工程（上册）.北京：人民交通出版社，2001. [4]黄平明.混凝土斜梁桥.北京：人民交通出版社，1999. [5]夏淦，邵容光.斜梁结构分析.南京：江苏科学技术出版社，1995. [6]席振坤.横向铰接斜梁（板）桥实用计算方法.北京：人民交通出版社.1990. [7]高岛春生.斜梁桥.北京：中国建筑工业出版社，1971. [8]郑振飞，吴庆雄.斜、弯桥跨分析的广义梁格法.北京：人民交通出版社，1998. [9]Bakht, B. Analysis of some Skew Bridges as Right Bridges, J. of Structural Engrg. ASCE,Vol.114, No.10, 1998. [10]刑志成.单梁式简支斜梁桥的计算方法.华东公路，No.6, 1983. 小结 基于解析理论的斜桥分析方法，由于其难度较大，除个别规则板（如平行四边形简支板）获解外，大多情况还在研究。 在已获解中，不同学者亦存在差异。但斜桥的工程设计计算均已得到解决，基于数值方法的计算机计算软件亦很多，计算结果还存在不一致处，特别是斜度增加时，更显示突出。 关于斜交桥的计算，目前比较流行的简化方法有： （1） 修正法[3] （2）改进洪伯格法 （3）横向铰接斜梁（板）实用计算方法[6] （4）刚性横梁法 相对（2）而言，方法（1）可计及桥跨结构的抗扭能力，方法（2）系将洪伯格的斜梁排计算中取一根横梁 的情况推广应用于斜梁桥计算中，对多片中横梁情况，用一加强中梁代替。 而横向铰接斜桥的内力可将相应正桥内力按斜角修正后给出，即方法（3）。 正、弯、斜窄桥上广泛采用的刚性横梁法[方法（4）]，当不计主梁抗扭作用时，亦可看作为洪伯格法的特例。 更多主梁片数的横向分布计算可参阅文献[7]。文献[8]将其推广应用到无限多主梁上，并定名为广义梁格法，使这一方法更加完善。 * 斜桥特征 斜交角的定义如后图所示的 或 ，其大小反映了斜交程度的大小，亦关系到斜桥的受力特性 一般 越大（ 越小），斜桥的特点越明显。 当 小于20(JTJ021-89规定此角为 )时，可近似忽略斜交作用，按斜交跨径的正交桥进行分析计算，这样计算出的纵向弯矩与剪力偏于安全方面 以下简支斜交板、梁桥阐述斜桥的基本特征 1 )斜交板 影响斜交板受力的因素主要有： 斜交角、 宽跨比、 抗弯刚度、 抗扭刚度， 支承条件及荷载形式等 a）斜交板桥 b）斜交梁桥 斜交桥及其参数 影响机理较复杂，现有研究的主要结论如下 弯矩 纵向弯矩随斜交角 的增大而减小，均布荷载作用时比集中荷载作用时的减小更显著，如下图所示。 纵向最大弯矩的位置随 角的增大从跨中附近向纯角部位移动，其值比同等跨径的正交桥小，可是横向弯矩却比同等跨径的正交桥大得多，尤其是跨中部位。 除上述纵、横向弯矩外，在钝角部位的角平分线垂直方向上产生负弯矩，有时其数值接近跨中的正弯矩，其值随 的增大而增加，但分布范围较小，并迅速削减。 反力 斜交板支承边上反力分布很不均匀。钝角角隅处的反力可能比正交板大好几倍，而锐角角隅处的反力很小，甚至是负反力。可采用以下措施防止这一现象恶化：一是在锐角处埋置螺栓阻止其上拔，二是设置弹性支承以是反力分布趋于均匀，减小钝角上缘的负弯矩。 扭矩 斜交板的扭矩变化较为复杂，且与其抗扭刚度 斜交桥纵向弯矩锐减曲线 关系密切。从Anzelius给出的均布荷载作用下 斜交板扭矩分布图[1]中可以看出，沿支承边与自由边上均有正负扭矩产生。 2） 斜交梁 斜格子梁桥是斜交梁桥的普遍形式，其横梁既可与支承线平行，亦可与主梁正交。当设有一定数量的横梁且主梁间距不大时，斜交梁排表现出与斜交板类似的特点，但边梁比中梁明显。 如后图所示，在斜交梁排中，如果A、B、C和D代表车轮，轴矩为 ，轮距与梁间距相同，则按图c）算出的正桥结果与按图a）算出的斜桥结果是等价的。 斜板位移微分方程