工学混凝土简支梁桥的设计与计算.pptxVIP

第1页/共108页工学混凝土简支梁桥的设计与计算第2页/共108页6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算梁桥设计计算方法1.桥梁方案设计 初步选定桥梁结构形式；拟定桥梁各部分尺寸；绘制桥梁设计方案图；桥梁（各部分）构造图。2.作用效应与作用效应组合计算（荷载内力与荷载内力组合计算）3.主要承重构件承载力计算 主要是配筋设计与承载力复核，必要时作尺寸的调整。4.应力、裂缝、强度、刚度和稳定性的验算第3页/共108页开始拟定尺寸内力计算否是否通过截面配筋验算是计算结束6.3.1 计算过程第4页/共108页6.3.2 公路桥面板（行车道板）的计算一、行车道板（桥面板）的类型行车道板的作用——直接承受车轮荷载、与主梁梁肋和横隔梁联结在一起，保证主梁的整体作用，把荷载传递给主梁。第5页/共108页行车道板的分类单向板： 整体现浇T梁，长宽比≥2时，绝大部分力由短跨方向传递，在短跨方向布置受力主筋，长跨方向配构造钢筋。双向板：整体现浇T梁，长宽比﹤2时，需按两个方向配置受力钢筋。悬臂板：装配式T梁，长宽比≥ 2,两主梁翼板之间采用钢板焊接接头联结，作为沿短跨一端嵌固另一端为自由端的悬臂板计算。铰接板：装配式T梁，长宽比≥ 2,两主梁翼板之间采用湿接接头联结，作为沿短跨一端嵌固另一端铰接的铰接悬臂板计算。第6页/共108页第7页/共108页车轮均布荷载— (纵、横)—为钢筋混凝土板的厚度。 二、车轮荷载在板上的分布 桥面铺装的分布作用：按450 角分布。 加重车后轮轮压： 国外采用较长的压力边长：第8页/共108页在荷载中心处板条负担的最大弯矩三、板的有效工作宽度1、计算原理第9页/共108页◎ 设想以 的矩形来替代实际的曲线分布图形 ◎ 外荷载产生的总弯矩： 有效工作宽度假设保证了两点：总体荷载与外荷载相同；局部最大弯矩与实际分布相同。a—为板的有效工作宽度。 M—为车轮荷载产生的跨中总弯矩 第10页/共108页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问题： mxmax的计算影响mxmax的因素：1）支承条件：双向板、单向板、悬臂板2）荷载长度：单个车轮、多个车轮作用3）荷载到支承边的距离第11页/共108页2、单向板1）荷载位于板的中央地带单个荷载作用多个荷载作用 第12页/共108页 2）荷载位于支承边处 3）荷载靠近支承边处 ax = a’+2xx—荷载离支承边缘的距离。 说明：荷载从支点处向跨中移动时，相应的有效分布宽度可近似地按45°线过渡。 第13页/共108页3、悬臂板 荷载作用在板边时 mxmin ? -0.465P 取a=2l0第14页/共108页 规范规定 a = a1+2b’＝a2+2H+2b’第15页/共108页四、桥面板内力计算 对于实体的矩形截面桥梁，一般均由弯矩控制设计，设计时，习惯以每米宽板条来计算。1、多跨连续单向板的内力1）弯矩计算模式假定 实际受力状态：弹性支承连续梁，各根主梁的不均匀弹性下沉和梁肋本身的扭转刚度会影响桥面板的内力。 第16页/共108页 对于弯矩:先算出一个跨度相同的简支板在恒载和活载作用下的跨中弯矩 ,再乘以偏安全的经验系数加以修正，求得支点处和跨中截面的设计弯矩。 当 时（即主梁抗扭能力较大）： 当 时（即主梁抗扭能力较小）： 一般简化 简化计算公式：跨中弯矩: 支点弯矩:跨中弯矩: 支点弯矩:第17页/共108页—按简支梁计算的荷载组合内力，它是 和 两部分的内力组合。 l汽车荷载在1m宽简支板条中所产生的跨中弯矩 为： 单向板内力计算图式2）考虑有效工作宽度后的跨中弯矩活载弯矩:恒载弯矩:第18页/共108页l3）考虑有效工作宽度后的支点剪力 不考虑板和主梁的弹性固结作用，车轮布置在支承附近。 对于跨内只有一个车轮荷载的情况： 其中,矩形部分荷载的合力为： 三角形部分荷载的合力为： 第19页/共108页2、悬臂板的内力 1）计算模式假定 铰接悬臂板——车轮作用在铰缝上 悬臂板——车轮作用在悬臂端第20页/共108页 2）铰接悬臂板 汽车荷载 结构重力第21页/共108页 2）悬臂板汽车荷载 结构重力第22页/共108页[例1] 计算图示T梁翼板所构成铰接悬臂板的设计内力。桥面铺装为2cm的沥青混凝土处治(重力密度为23kN／m3)和平均9cm厚混凝上垫层(重力密度为24kN／m3)，C30T梁翼板的重力密度为25KN／m3。 解： (—)结构自重及其内力(按纵向1m宽的板条计算)每延米板上的结构自重g(见表1)第23页/共108页板的结构自重g表1沥青表面处治g1 0.02×1.0×23＝0.46 KN/mC25混凝土垫层g2 0.09×1.0×24＝2.16