第7章 箱梁桥模板ppt课件.ppt

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1、第7章箱梁桥7.1概述7.1.1箱形截面梁桥的特点箱形截面梁桥系指其主梁为薄壁闭合截面形式的梁桥。图7.1表示一些箱梁的构造形式，其中图a及图b是钢筋混凝土桥面的单箱和双箱主梁，，图c是工字钢与箱梁并用，这种形式较为少见。图7.2表示箱梁在无加劲的情况下可能出现的问题。图7.2表示箱梁在无加劲的情况下可能出现的问题，图b为垂直荷载作用下截面发生变形。在集中荷载作用点附近受压翼缘的局部屈曲和腹板的压皱。图c则是在弯矩作用下，横截面趋于扁平的变形，导致截面惯性矩下降，弯矩达到临界弯矩时会发生弯折破坏，称为屈服现象。图7.2图d则是在扭矩T作用下的变形，当T达到临界扭矩时也会使箱梁出现屈服现象。

2、因此为提高箱梁承载能力就要设置足够的横隔板（图e）或横隔板和加劲肋（图f）。图7.2箱形截面梁的主要优点是：1.质量轻、用钢量小；2.抗弯和抗扭刚度大；3.适用于做成连续梁；4.受力体系合理；5.安装迅速、便于养护；6.外形简洁、美观。7.1.2箱形梁桥的发展简况表7.1列出部分跨径超过200m的箱梁桥国别桥名类别跨径（m）联邦德国联邦德国联邦德国奥地利英国南斯拉夫法国联邦德国杜赛多夫-诺伊斯莫赛尔河谷高架桥科布伦茨莱茵河桥维也纳多瑙河桥米尔弗德港桥萨瓦二号桥培拿台桥科林市莱茵河桥锚焊箱梁栓焊箱梁箱梁栓焊箱梁箱形梁栓焊箱梁全焊箱梁变截面双箱103＋206＋103120～218.8（6跨）1

3、03＋235＋103120＋210+833×77+149.5+213.5+149.5+7742+250+4060+65+110+200+110+6573.5+259+144.5+119.57.2箱梁桥的一般构造箱梁截面梁的构成部分主要是顶、底板、腹板和加劲构件（图7.3）图7.3箱梁截面梁的构成加劲纵肋的截面形式分为开口截面和闭口截面（图7.4）。开口截面中有平钢板（图7.4，1a）,正、偏头钢板（图7.4，1b,1c,1d）,不等边角钢（图7.4，1e）和倒T形的（图7.4，1f）。图7.4加劲纵肋的开口截面形式闭口截面又分为U形（图7.4，2a），V形（图7.4，2b,2c,2d,3b

4、）和Y形（图7.4，3a）。图7.4加劲纵肋的闭口截面形式7.3箱梁桥的结构分析方法7.3.1有限元法基本步骤：1.将结构纵向分为若干块，各块再分成许多单元。横肋面内单元节点编号应使节点的号码差额为最小，这样可使方程式的带宽为最小。2.建立各单元的刚度矩阵，并变换为总体坐标。3.按照直接刚度法原理，将各刚度矩阵汇编为结构的刚度矩阵。4.建立结构荷载项作为方程右边项（荷载向量）；单元的面积上的分布荷载可用等效节点荷载代替。如果存在几种荷载情况，那么建立荷载矩阵。5.应用该问题的边界条件。6.最好利用结构刚度矩阵的带宽的特性求解线性代数方程组，这样可以减少计算时间将节点的位移求出（即位移向量）

5、。7.将位移向量乘以刚度矩阵，可求出反力。没有规定位移的各点的反力为残余荷载，可作为检查解答的精确度之用。8.从总体坐标将节点位移逆变换至单元坐标；刚度矩阵乘以位移可求出应力。在平面应力作用中，四边形单元每个节点有三个自由度：两个节点位移和一个节点转角（图7.5）。图7.5　a)箱梁结构划分成有限元；b)具有12个自由度的四边形平面应力元　c)12个自由度的四边形薄板弯曲单元7.3.2空间框架结构法箱梁通常由不在一平面内的梁壁沿纵向相互连接而组成。这些梁壁的长度，在绝大多数情况下，和宽度相比是高阶数量级，而其宽度在实质上又比厚度大的多。因此，每一梁壁（第j个）可视为一框架构件。构件的轴为第

6、j个梁壁界面重心的轨迹；该轴上的连接链杆（通常尽可能垂直于该轴）的端点在梁壁的边界处，也就是实际结构的边缘，在该处与相邻梁壁的连接链杆相遇（图7.6a）。垂直于梁壁平面的链杆的挠曲刚度，可以代替从相邻两链杆的距离之半的实际结构的梁壁的横向挠曲刚度；在梁壁平面内的挠曲刚度，根据箱梁各梁壁界面为平面的假设为无限大；链杆的抗扭刚度，应根据杆件及平板在扭矩作用下各种不同的效果确定。这时，箱梁的各梁壁可代之以图7.6b所示鱼脊骨，因此有时也称之为鱼脊骨法。图7.6　ａ）空间框架　　ｂ）鱼脊骨7.3.3平板法根据箱梁各部分的实际空间作用的多箱室宽截面箱梁结构的分析，考虑实际型式、结构横隔板的位置和关系

7、，直接得出内力的计算方法。结构实际的刚度表达式表达为平板理论中的几个刚度常数，和通过计算所得到的平板内力分配到空间结构的各部分，就是这种方法需待解决的两个问题。模拟实际结构最简单的方法，是用正交异性板代替，该板为实体其厚度可按相应于实际结构的挠曲刚度确定。这样代替后，作为整体，结构的受弯性能可以相当好的表达出来，但是扭转性能不很确切，荷载横向分布在无横隔板及薄壁的结构中则估计过高。因此，这种替代对于表示结构的总的性能或者