桥梁深受弯构件探讨

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1、桥梁深受弯构件探讨摘要：探讨桥梁深受弯构件与一般梁在内力计算中的并异，并指出深受弯构件在内力计算时要注意的问题，同吋总结了深受弯构件强度验算相对两个规范之间的差异，应用于桥梁中深受弯构件的设计。关键词：深受弯构件，短梁，深梁，弯矩，剪力，配筋在大跨连续梁桥以及斜拉桥设计中，在中墩横梁、桥塔下横梁位置，横梁截面高度比较高，如果支座间距比较小，就会有其长细比（亦称跨高比）一计算跨度与截而高度Z比比较小的情况，当简支梁，连续梁时，称为“短梁S当简支梁，连续梁时，称为“深梁"（原桥梁规范）。水工部门和建筑部门将“短梁闻“深梁"统称为深受弯构件。木文将重点讨论桥梁设计中深

2、受弯构件的计算过程及和应计算结果的比较。短梁、深梁、常规梁的内力计算比较简支深受弯构件与常规梁的内力计算方法一致，木条将讨论短梁、深梁、曲规梁为连续梁情况下的内力计算。通过试验分析确定的具有不同跨高比的均质弹性简支梁（开裂前）在承受均布荷载w时，其跨中水平弯曲盈利的分布情况叮以看出：深梁的正截而应变分布不再符合平截而假定，而且跨高比越小，这种现象就越明显。这是由于深梁的尺寸比例与普通钢筋混凝土浅梁不同，故其性能与其说属于一维构件，不如说是二维构件，且为双向受力。因此，受弯前为平面的截面，受弯后不再保持平面，应力分布也不能再看作是线性的。而在普通梁中被略去不及的剪

3、切变形，现在深梁中要比纯弯矩所产生的变形大的多。因此受压区的应力分布，即使还在弹性阶段，已经属于非线性性质；在极限荷载阶段，混凝土屮的压应力分布不像普通梁那样成抛物形卅线分布，应力值也不相同。此外,这种梁开裂厚将引起内力重新分布，从而使梁的破坏特征和承载力也与普通钢筋混凝土梁不同，随着跨高比的减小，这些差异会更加明显。为了验证这一结论,采用有限单元计算方法，通过实体单元与梁单元两种模型，计算梁截面内力的差异。（验证所釆用的软件为MIDAS）（1）、长细比时的内力情况（短梁）图一短梁构件立面、断面示意图由上图知:加载方式按总重240000kN,其中实体单元按上表面

4、的面荷载加载q=2500kN/m2；梁单元按均布荷载q=10000kN/m计。由于深受弯构件受剪切变形影响，实休单元划分的精度直接影响计算结果,经过试算,当实体单元按0.25mx0.25mx0.25m划分时，计算结果就和对稳定，精度对计算结果影响不大，因此，实体模型按0.25mx0.25mx0.25m划分单元，相应梁单元模型按0.25m一个单元划分。最终计算结果只考虑外荷载作用，没有考虑自重影响。表1两种模型短梁剪力比较表表2两种模型短梁弯矩比较表由以上两个表格可以看出，梁单元模型与实体单元模型索的内力值是有茅异的，剪力相差10%〜20%（不计入悬臂段），跨中正

5、弯矩实体单元模型大于梁单元模型30%〜50%左右，支点处负弯矩实体单元模型小于梁单元模型60%〜95%左右，因此，在短梁设计中，剪力与一般梁单元的差异并不很多，但弯矩的差异就比较明显，并且正弯矩与负弯矩的差异比例以及大小关系都是有区别的，所以要特别注意到这些问题，避免在实际工程设计中出现误差和错误。（2）、长细比时的内力情况（深梁）图二深梁构件立面、断面示意图由上图知：加载方式同第（1）条。最终计算结果只考虑外荷载作用，没有考虑自重影响。表3两种模型深梁剪力比较表表4两种模型深梁弯矩比较表注：（弯矩单位：kN.m）从计算结果看，深梁的剪力值两种计算模型相差不大于

6、10%,弯矩值相差在30%〜238%之间，弯矩差异比较明显。由以上短梁、深梁与一般连续梁的计算结果比较得出，连续深梁的弯矩和剪力与一般连续梁不同，其跨中正弯矩比一般连续梁偏高，支座负弯矩偏小丁一般连续梁，并随跨数与跨高比的不同而不同。在实际工程的具体设计中，钢筋混凝土连续深梁的内力暂不考虑塑性内力重分布，按弹性理论的方法计算，具体的内力计算方法可采用弹性有限元法。当连续深梁N5跨吋，中间跨的内力与无限跨数的中间跨内力基木相同，所以多于5跨的连续深梁，可近似取5跨计算，连续深梁V5跨时，按实际跨数予以计算。深梁支座对内力的影响因素在桥梁设计屮，连续梁考虑支座宽度对

7、负弯矩折减的影响，折减后的负弯矩不小于未经折减的弯矩的0.9倍，那么连续深梁是否也需要考虑支座宽度对负弯矩的折减效应，折减的比例如何确定，在此，以第1条屮深梁的计算模型为基础，考虑支座宽度（设支座平面尺寸为lmxlm），比较模拟支座对负弯矩值的变化。并且支座竖向刚度对支座截血负弯矩的影响也是需要考虑的。表5支座模拟方式不同的弯矩值比较表将支座实际尺寸模拟在模型当中，并考虑支座竖向弹性系数的影响，得到的弯矩值小于单支点模拟支座的实体模型，相当于支点处负弯矩进行削峰，其计算所得弯矩值更接近实际梁所承受弯矩值，实际设计当屮应以此作为内力控制值，来作为强度验算的标准。在

8、此需要计算支座的弹性系数