桥梁结构设计石雪飞弯桥.pptx

1;3.弯桥即使在对称荷载作用下也会产生较大的扭转，通常会使外梁超载，内梁卸载； 4.弯桥的支点反力与直线桥相比，有曲线外侧变大，内侧变小的倾向，内侧甚至产生负反力； 5.弯桥的中横梁，是保持全桥稳定的重要构件，与直线桥相比，其刚度一般较大； 6.弯桥中预应力效应对支反力的分配有较大影响，计算支座反力时必须考虑预应力效应的影响。;二、影响弯桥受力特性的主要因素 1.圆心角 跨长一定，主梁圆心角的大小就代表了梁的曲率，圆心角越大，曲率半径就越小； ;第3页/共64页;2. 桥梁宽度与曲率半径之比 宽桥的活载扭矩大，从而弯矩也大 宽桥的恒载也产生扭矩荷载 3. 弯扭刚度比 增大抗扭惯矩可以大大减小扭转变形 4. 扇性惯矩 ;第5页/共64页;三、弯桥的支承布置形式 ;独柱“墩—梁”固结连续刚构 中间偏心点铰支承;第8页/共64页;2. 水平约束的布置 径向变形：温度、收缩 切向变形：预应力、徐变;两种布置形式;常年温差变形;上海市南浦大桥浦东引桥连续弯箱梁支承布置;3、伸缩缝的设置 弯桥必须保证纵向伸缩缝的自由伸缩，否则相当与平面内的拱桥，会引起侧向位移，甚至侧向失稳。;3、单点支撑弯桥的侧移 原因：来回变形路线的不同;第二节 平面弯桥的设计计算 ;一、平面曲梁的变形微分方程 ;第17页/共64页;合并后得到;2、内力与变形的关系;3、合并内外力平衡方程和内力位移关系 ——符拉索夫方程;二、结构力学方法求解圆弧形单曲梁 ;2. 简支超静定曲梁内力 一次超静定结构， 以简支静定曲梁 为基本结构采用 力法求解。;曲梁受力变化规律： 1) 当圆心角30度时，曲梁的弯矩比相应跨长的直梁弯矩增大不到； 2) 当圆心角90度时，曲率对弯矩有明显的影响； 3) 当圆心角=180度时，弯矩和扭矩均趋于无穷大，结构失稳； 4) 支座反力和剪力与直梁完全相同。;3. 简支超静定曲梁的变形 变形可以通过虚功原理求解，也可以通过微分方程求解。 计算公式很复杂。 均布荷载作用下的跨中截面位移 集中荷载作用下的跨中截面位移;4. 连续曲梁的分析 取简支超静定曲梁作为基本结构，用力法求解，力法方程具有三弯矩方程???形式。;三、平面弯桥的荷载横向分布计算 ;第27页/共64页;第28页/共64页;1、两种位移平衡状态 纯平移 纯转动 各主梁分配到的荷载是两种状态的总和;位移与各主梁反力的关系;2、纯平移平衡 可求得各主梁分配到的荷载为;由竖向力平衡 由D点的力矩平衡 ;3、纯转动平衡 可求得各主梁分配到的荷载为;由D点的力矩平衡 ;4、荷载横向分布计算公式 令 ，并随e的变化在不同的主梁上作用，即可求得第I根主梁的横向分布影响线 证明与直桥的关系。;5、刚度系数的计算 ;四、曲线梁格法分析弯斜桥 ;1．单元刚度矩阵;左端发生位移时 由单元左右端力平衡;当右端发生位移时，相当于在左端发生位移 单元两端的杆端力为 ;2．单元等效节点荷载列阵;解开左端约束，在单元内部荷载与等效节点荷载作用下，左端的位移可表示为 ;单元处于平衡状态时 根据单元内力平衡，可得右端节点等效荷载为 ;3．梁格划分及截面特性计算 ;1) 梁格的纵、横向构件应与原构件梁肋（或腹板）的中心线相重合，通常沿切向和径向设置； 2) 每跨至少分成4～6段，一般应分成8段以上，以保证有足够的精度； 3) 连续弯梁的中间支承附近因内力变化较剧烈，故一般应加密网格； 4) 横向和纵向构件的间距必须接近，以使荷载分布较敏感； 5) 为配合悬臂部分的荷载计算，有时应在悬臂端部设置纵向构件 ;4、曲线梁格程序总框图;五、弯桥的预应力索配置 ;预应力初内力 通过几何关系分析可得预应力在三个方的向分力，通过内外力平衡可得预应力初内力 ;如果预应力束在横截面上左右对称， 预应力初扭矩T等于0 横向弯矩等于0 横向剪力等于0 ;曲梁预应力等效荷载 ;2. 弯桥预应力索的配置 ;第52页/共64页;第53页/共64页;第54页/共64页;弯桥设计中常见的预应力配置方法 1) 确定外荷载引起的弯矩、扭矩和剪力； 2) 按照抵抗弯矩的要求计算所需预应力钢筋的数量和线形； 3) 移动抗弯预应力钢筋，尽量抵消外扭矩； 4) 计算剩余扭矩和剩余剪力，必要时配置专门的抗扭和抗剪预应力筋或普通钢筋； 5) 全桥预应力效应校核。 ;3. 空间曲线预应力索的摩阻损失计算 ;近似计算方法;4. 预应力索的侧向防崩 ;腹板总体上可以按固端梁计算;局部 进行空间计算 采取构造措施 防崩钢筋 纵向预应力束向曲线外侧靠拢;第三节 异形桥梁的构造特点和设计原则;一、设计原则;二、计算方法