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《混凝土簡支梁橋的計算(3)》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、橋梁工程(BridgeEngineering)授課人:王智超土木工程與力學(xué)學(xué)院第二篇混凝土梁橋和剛架橋第二章混凝土簡支梁橋的計算2-1橋面板計算2-2主梁內(nèi)力計算2-3橫隔梁內(nèi)力計算2-4撓度、預(yù)拱度的計算--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------第一節(jié)橋面板計算一、行車道板的類型◎行車道板的作用—直接承受車輪荷載、把荷載傳遞給主梁,防止車輛直接磨耗
2、主梁。◎分類單向板:長寬比等于或大于2的周邊支撐板。長跨方向荷載不及6%。雙向板:長寬比小于2的周邊支撐板。應(yīng)按兩個方向的內(nèi)力分別配置受力鋼筋。懸臂板:翼緣板的端邊為自由邊時。鉸接板:相鄰兩翼緣板在端部互相做成鉸接接縫的構(gòu)造。(a)(b)為單向板;(c)懸臂板;(d)鉸接板二、車輪荷載的分布車輪均布荷載—(縱、橫)加重車后輪輪壓:國外采用較長的壓力邊長:—為鋼筋混凝土板的厚度。橋面鋪裝的分布作用:按450角分布。三、橋面板有效工作寬度1、計算原理在荷載中心處板條負擔的最大彎矩◎外荷載產(chǎn)生的總彎矩:◎設(shè)想以的矩形來替代實際的曲線分布圖形a
3、—為板的有效工作寬度。M—為車輪荷載產(chǎn)生的跨中總彎矩有效工作寬度假設(shè)保證了兩點:總體荷載與外荷載相同;局部最大彎矩與實際分布相同。需要解決板的有效工作寬度a的計算問題,影響因素:1)支承條件:雙向板、單向板、懸臂板2)荷載長度:單個車輪、多個車輪作用3)荷載到支承邊的距離2、兩端嵌固單向板1)荷載位于板的中央地帶單個荷載作用多個荷載作用d:為最外兩荷載中心距離單向板的荷載有效分布寬度2)荷載位于支承邊處3)荷載靠近支承邊處x—荷載離支承邊緣的距離。說明:荷載從支點處向跨中移動時,相應(yīng)的有效分布寬度可近似地按45°線過渡。單向板的荷載有效
4、分布寬度3、懸臂板荷載引起的總彎矩:按最大負彎矩值換算的有效工作寬度為:取:根據(jù)彈性薄板理論,當荷載P作用在板邊時懸臂根部最大負彎矩:規(guī)范規(guī)定:對懸臂板的活載有效分布寬度規(guī)定為:—荷載壓力面外側(cè)邊緣至懸臂根部的距離。對于分布荷載位于板邊的最不利情況,等于懸臂板的跨徑,即:4、履帶車不計有效工作寬度四、橋面板內(nèi)力計算1、多跨連續(xù)單向板的內(nèi)力1)彎矩計算模式假定實際受力狀態(tài):彈性支承連續(xù)梁,各根主梁的不均勻彈性下沉和梁肋本身的扭轉(zhuǎn)剛度會影響橋面板的內(nèi)力。對于實體的矩形截面橋梁,一般均由彎矩控制設(shè)計,設(shè)計時,習慣以每米寬板條來計算。一般簡化對
5、于彎矩:先算出一個跨度相同的簡支板在恒載和活載作用下的跨中彎矩,再乘以偏安全的經(jīng)驗系數(shù)加以修正,求得支點處和跨中截面的設(shè)計彎矩。簡化計算公式:當時(即主梁抗扭能力較大):跨中彎矩:支點彎矩:當時(即主梁抗扭能力較小):跨中彎矩:支點彎矩:2)考慮有效工作寬度后的跨中彎矩活載彎矩:汽車荷載在1m寬簡支板條中所產(chǎn)生的跨中彎矩為:—按簡支梁計算的荷載組合內(nèi)力,它是和兩部分的內(nèi)力組合。恒載彎矩:單向板內(nèi)力計算圖式l3)考慮有效工作寬度后的支點剪力不考慮板和主梁的彈性固結(jié)作用,車輪布置在支承附近。對于跨內(nèi)只有一個車輪荷載的情況:其中,矩形部分荷載
6、的合力為:三角形部分荷載的合力為:l鉸接懸臂板—最不利位置,車輪作用在鉸縫上自由懸臂板—最不利位置,車輪作用在懸臂端2、懸臂板的內(nèi)力1)計算模式假定2)鉸接懸臂板活載:每米板寬的支點最大負彎矩為:3)自由懸臂板車輪荷載靠板的邊緣布置活載:式中:―鉸接懸臂板的凈跨徑。恒載:恒載同上五、內(nèi)力組合【例2-2-1】計算圖示的T形梁翼板所構(gòu)成的鉸接板內(nèi)力。設(shè)計荷載為公路—I級,橋面鋪裝為2cm厚瀝青混凝土(容重密度為23kN/m3)和平均厚9cm的混凝土墊層(容重密度為24kN/m3),梁翼板的容重密度為25kN/m3。(尺寸單位:cm)解:(一
7、)結(jié)構(gòu)自重及其內(nèi)力(按縱向1m寬的板條計算)1.延米板上的恒載g2.每米寬板條的恒載內(nèi)力(二)汽車車輛荷載產(chǎn)生的內(nèi)力荷載對于懸臂根部的有效分布寬度:作用于每米寬板條上的彎矩為:作用于每米寬板條上的剪力為(三)內(nèi)力組合作業(yè)1、如圖所示T梁翼緣板之間為鉸接連接。試求該行車道板在公路-Ⅰ級荷載作用下的計算內(nèi)力,已知鋪裝層的平均厚度12cm,容重22.8kN/m3,T梁翼緣板的容重為25kN/m3。(依《橋規(guī)》,車輛荷載的前輪著地尺寸a1=0.2m,b1=0.3m,中、后輪著地尺寸a1=0.2m,b1=0.6m)(尺寸單位:cm)14第二節(jié)主梁
8、內(nèi)力計算主梁的內(nèi)力計算,可分為設(shè)計內(nèi)力計算和施工內(nèi)力計算兩部分:設(shè)計內(nèi)力是強度驗算及配筋設(shè)計的依據(jù)。施工內(nèi)力是指施工過程中,各施工階段的臨時荷載以及運輸、安裝過程中動荷載引起的內(nèi)力,主要供施工階段驗算用。主