第五章_简支梁桥计算

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1、第五章简支梁桥的计算第一节概述计算过程内力计算截面配筋验算开始拟定尺寸是否通过计算结束否是荷载计算裂缝挠度验算第二节行车道板的计算一、概述简支梁桥设计计算的项目一般有：主梁:主要承重构件;桥面板：直接承受车辆荷载，又是主梁的受压翼缘;横隔梁：主要增强梁桥的横向刚性，起分布荷载作用;支座：将主梁支点反力传递至墩台。二、行车道板的计算1、车辆活载在板上的分布公路汽车荷载轮压一般作为分布荷载处理车轮着地面积：a2×b2荷载在铺装层内按45°扩散沿纵向：a1＝a2+2h沿横向：b1=b2+2h桥面板荷载压力面：a1×b2桥面板的轮压局部分布荷载：2、行车道板分类按行车

2、道板支承情况，可分为：单边支承、两边支承、三边支承和四边支承等四种情况。按受力情况分：单向板：长边/短边≥2荷载绝大部分沿短跨方向传递可视为单由短跨承载的单向板；双向板：长边/短边＜2悬臂板：如翼板端边自由（即三边支承板），可作为沿短跨一端嵌固，而另一端自由的悬臂板来分析铰接悬臂板：相邻翼缘板在端部做成铰接接缝的情况，按一端嵌固，一端铰接的悬臂板计算板有效工作宽度（或荷载有效分布宽度）：除轮压局部分布荷载直接作用板带外，其邻近板也参与共同分担荷载。板有效工作宽度影响因素：板支承条件、荷载性质、荷载位置。3、板的有效工作宽度（1）单向板板的有效工作宽度或荷载有效

3、分布宽度有效工作宽度假设保证了两点：1）总体荷载与外荷载相同2）局部最大弯矩与实际分布相同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①荷载在跨中单个荷载：多个荷载：②荷载在板支承处：③荷载靠近板支承处：（2）悬臂板荷载作用在板边时mxmax-0.465P取a=2l0悬臂板有效分布宽度：行车道板通常由弯矩控制设计，常取沿桥长方向1m宽板条，按梁式板计算。根据板的有效宽度可得梁式板计算荷载，即荷载除以相应

4、的板有效工作宽度得到每米板宽荷载。4、行车道板的内力计算（1）连续单向板：先计算同跨简支板跨中弯矩M0，再修正。1m宽简支板的跨中活载弯矩1m宽简支板的跨中恒载弯矩考虑有效工作宽度后的支点剪力车轮布置在支承附近（2）悬臂板内力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2）铰接悬臂板每米宽悬臂板活载弯矩：每米宽悬臂板恒载弯矩：活载弯矩：或：恒载弯矩1m宽板条的最大设计弯矩:3）悬臂板的内力三、荷载横向分布的计算1、荷载横向分布系数的概念荷载横向分布是指作用在桥上的车辆荷载如何在各主梁间进行分配，或者说各主梁如何共同分担车辆活载。计算

5、主梁内力时，只需考虑活载沿跨度方向的最不利位置，主梁内力计算简化为平面问题。公路桥梁桥面较宽，主梁片数往往较多并与桥面板和横隔梁联结在一起。当桥上车辆处于横向不同位置时，各主梁参与受力的程度不同，属空间问题，求解难度大。应将空间问题简化为平面问题。荷载横向分布系数表示某根主梁所承担的最大荷载与轴重的比值。荷载横向分布系数与各主梁之间的横向联系有直接关系。2、荷载横向分布系数的计算方法常用的计算方法：杠杆原理法偏心压力法（刚性横梁法）修正的刚性横梁法铰接板（梁）法刚结板（梁）法比拟正交异性板法（G-M法）从分析荷载在桥上的横向分布系数出发，求得各梁的荷载横向分布

6、影响线，再通过横向最不利加载来计算荷载横向分布系数。荷载横向分布影响线：P=1在梁上横向移动时，某主梁所相应分配到的不同的荷载作用力。对荷载横向分布影响线进行最不利加载Pi，可求得某主梁可行最大荷载力。荷载横向分布系数：将Pi除以车辆轴重。杠杆原理法计算横向分布系数（1）杠杆原理法基本假定：忽略主梁之间横向结构的联系，假设桥面板在主梁上断开并与主梁铰接，把桥面板视作横向支承在主梁上的简支板或带悬臂的简支板。荷载横向分布影响线为三角形。适用情况①只有邻近两根主梁参与受力②虽为多主梁，但计算梁端支承处荷载③无中间横隔梁杠杆原理法荷载横向分布影响线，如下图：荷载横向

7、分布系数计算：根据最不利位置布载，求得相应影响线高度根据得到例题：1#2#3#4#画出1、2号梁的荷载横向分布影响线，及单列车辆荷载作用下1、2号梁荷载横向分布系数。1.01.00.51.81.82.52.52.50.751.01号梁车辆荷：可得：0.90.18假定①横梁是刚性的：宽跨比B/l≤0.5②忽略主梁抗扭刚度（2）刚性横梁法（偏心受压法）偏心荷载P作用下各主梁所分担的荷载，从图中可以看出，在上述前提假定下，桥面在偏心荷载作用下的变形为一直线，且靠近活载一侧的边梁受载最大。1.基本假定具有可靠横向联系的桥上且桥的宽跨比小于或接近于0.5。车辆荷载作用下

8、中间横隔梁的弹性挠度变形同主梁相比微不