混凝土简支梁桥设计计算讲义

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1、混凝土简支梁桥的计算引言课程的“分工”内力计算——桥梁工程、基础工程等课程解决截面计算——结构设计原理课程解决变形计算——结构设计原理课程解决简支梁桥的计算内容上部结构——主梁、横梁、桥面板支座下部结构——桥墩、桥台引言桥梁设计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第一节　桥面板计算梁格构造和桥面板支承方式第一节　桥面板计算一.桥面板的力学模型双向板la/lb＜2，板上的荷载向两个方向传递。单向板la/lb≥2，板上绝大部分荷载沿短跨方向(lb)传递。悬臂板翼板之间采用钢板联结时，桥面板可简化为悬臂板。铰接悬臂板翼板间采用铰接缝联结时，可简化为铰接悬臂板

2、。二.桥面板的受力分析车轮荷载在板上的分布车轮与桥面的接触面为a2×b2的矩形。轮压作为分布荷载处理。作用在砼或沥青铺装面层上的车轮荷载呈45°角扩散分布于桥面板上。沿行车方向a1=a2+2H沿横向b1=b2+2H行车道板的受力状态二.桥面板的受力分析板的有效工作宽度均匀承受车轮荷载产生总弯矩的板条宽度a。M____车轮荷载产生的跨中总弯矩；Mxmax——荷载中心处的最大单宽弯矩值。当有一个车轮作用于板面板上时，1m宽板条上的荷载计算强度为：注：P___汽车的轴重。有效工作宽度的定义保证了：以此做结构设计结构安全总体荷载与外荷载相同局部最大弯矩与实际分布相同二.桥面板的受力分

3、析荷载在跨径中间：单独一个荷载：几个靠近的相同荷载：荷载在板的支承处：荷载靠近板的支承处：x___荷载离支承边缘的距离。单向板有效工作宽度的规定二.桥面板的受力分析l___两梁肋间板的计算跨径。计算弯矩时，l=l0+t，但不大于l0+b；计算剪力时，l=l0。其中：l0为板的净跨径，t为板的厚度，b为梁肋宽。注：按上述公式算得的所有分布宽度，均不得大于板的全宽度。荷载有效分布宽度：b'___承重板上荷载压力面外侧边缘至悬臂根部的距离。荷载靠近板边时，b'就等于悬臂板的净跨径l0。悬臂板有效工作宽度的规定多跨连续单向板的内力计算弯矩计算模式实际受力状态——弹性支承连续梁第一节桥

4、面板计算跨中最大弯矩计算：当t/h<1/4时(主梁抗扭能力大)当t/h≥1/4时(主梁抗扭能力小)M0____把板当作简支板时，由使用荷载引起的一米宽板的跨中最大设计弯矩。三.行车道板(多跨连续单向板)的内力计算M0____是M0p和M0g两部分的内力组合。M0p____1m宽简支板条的跨中活载弯矩：M0g____1m宽简支板条的跨中恒载弯矩：多跨连续单向板的内力计算支点剪力计算：跨径内只有一个汽车车轮荷载：矩形部分荷载的合力为：三角形部分荷载的合力为：如跨径内不止一个车轮进入时，尚应计及其它车轮的影响。多跨连续单向板的内力计算汽车荷载弯矩：最不利布载位置是将车轮荷载对中布置

5、在铰接处。有多轮荷载作用时应注意荷载集度的变化。结构自重弯矩：以铰缝对称，铰缝处无M、Q，可按悬臂板计算。剪力：通常不控制设计，可按一般悬臂板计算。铰接悬臂板的内力计算活载弯矩：应将车轮荷载靠板的边缘布置，此时b1=b2+H。恒载弯矩：悬臂板的内力计算剪力：等于桥面板上作用的荷载重量。通常车轮不会作用到悬臂板的边缘(边梁外翼缘)，应按实际情况布载。悬臂板的内力计算四.内力组合计算出结构自重和汽车荷载内力后，按《04桥规》规定，1m宽板条的最大组合内力见下表：承载能力极限状态结构重力对结构的承载不利时结构重力对结构的承载有利时正常使用极限状态短期效应组合长期效应组合第二节主梁内

6、力计算选取的计算截面：跨径在10m以内的简支梁弯矩___跨中截面，按二次抛物线规律变化。剪力___支点和跨中截面，按直线规律变化。对于较大跨径的简支梁弯矩___跨中截面，l/4截面，截面变化处。剪力___支点和跨中截面，l/4截面，截面变化处。本节重点介绍如何计算主梁的最不利内力一.结构自重效应计算所占的比重(60%～90%)大，且随跨径的增大而增大。简化计算：结构自重内力通常作为均布荷载处理。将非均布荷载(横隔梁.铺装层.人行道.栏杆等)均匀分摊给各主梁承受。精确计算：横隔梁宜按集中荷载处理，人行道和栏杆也应考虑荷载的横向分布。结构自重内力的计算与施工方法有关。组合梁桥——

7、梁肋与组合截面分阶段受力。预应力砼梁桥——应考虑预加力阶段和运营阶段。复杂桥梁——根据实际施工过程分阶段进行计算。一.结构自重效应计算计算出结构自重值g之后，则梁内各截面的弯矩M和剪力Q计算公式为：l为简支梁的计算跨径；x为计算截面到支点的距离。一.结构自重效应计算例2-3-2：一座五梁式装配式钢筋混凝土简支梁桥的主梁和横隔梁截面如图所示，计算跨径l=19.50m，结构重要性系数1.0。求边主梁的结构自重产生的内力。(已知每侧的栏杆及人行道构件重量的作用力为5kN/m)。一.结构自重效应计算解：1.计算