桥梁工程BridgeEngineering第三章梁桥计算第二节主梁结构内力计算一、恒载内力计算自重内力需分阶段计算：(1)每阶段受力体系不一样；(2)荷载作用的截面也不相同。适用范围：所有静定结构(简支梁、悬臂梁、带挂孔的T形刚构)及整体浇筑一次落架的超静定结构，主梁一期自重作用于桥上时，结构已是最终体系主梁一期恒载自重内力SG1精确计算公式：式中：——主梁自重内力(弯矩或剪力)；——主梁一期自重集度；——相应的主梁内力影响线坐标。2.二期恒载自重内力计算SG2受力体系：主梁在纵、横向的连接已完成，二期恒载将作用在桥梁的最终成桥体系上。精确计算方法：考虑结构的空间受力特点，将人行道、栏杆、灯柱和管道等重量像活载那样，按荷载横向分布的规律进行分配。近似的计算方法：将分点作用的横隔梁重量、横向不等分布的铺装层重量、沿桥两侧作用的人行道、栏杆、灯柱和管道等重量均匀分摊给主梁。计算举例已知：五梁式桥，计算跨径19.5m，由5片主梁组成的装配式钢筋混凝土简支梁桥。每侧栏杆及人行道重5kN/m。钢筋混凝土、沥青混凝土和混凝土的重力密度分别为25KN/m3、23KN/m3和24KN/m3。求：边主梁恒载内力。101112步骤：1、恒载集度（均布荷载）2、恒载内力（材料力学方法）(二)在施工过程中结构有体系转换简支梁—连续梁单悬臂梁—连续梁(2)在临时支墩上的接头处现浇混凝土，待混凝土结硬并张拉预应力筋后，拆除临时墩上的反力将以相反的方向作用于结构上，其产生的内力如下图所示；结构总的一期恒载内力为两个阶段内力之和，如下图所示：简支变连续施工时简支状态主梁一期恒载弯矩分布通过比较三种不同的施工方法所产生的一期恒载内力可知，预应力混凝土连续梁的一期恒载内力确实与施工方法有着直接的关系。悬臂变连续和满堂支架就地浇筑所产生的自重内力较为接近，而简直变连续则相差较大。计算二期恒载内力和活载内力，当二期恒载和活载作用于桥上时，主梁结构已形成最终体系，主梁的内力计算可直接应用结构内力影响线，所得到结果都一样，和施工方法没有关系。二、活载内力计算计算方法：主梁活载内力计算分两步①求横向分布系数m②应用主梁内力影响线，将荷载乘m后，在纵向按最不利位置布载，求得主梁最大活载内力。活载内力计算一般方法——采用车道荷载23三、内力组合沿梁轴的各个截面处，将所采用控制设计的计算内力值按适当的比例尺绘成纵坐标，连接这些坐标点而绘成的曲线，就称为内力包络图。26影响线简支梁的影响线单悬臂梁的影响线1313233预应力束设计预应力混凝土梁桥主梁截面单向受弯的配束估算36预备知识根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-2004）规定一、静定结构主梁截面双向受弯的配束计算2、截面承受负弯矩Mmin上翼缘最大配筋根数为：3、特定情况下增配数计算二、束界第四节桥面板计算一、桥面板的分类单向板：把边长或长宽比大于等于2的周边支承板看作单由短跨承受荷载的单向受力板来设计，在长跨方向仅布置分布钢筋。双向板：边长或长宽比小于2的周边支承板，需按两个方向的内力分别配置受力钢筋。工程实践中最常见的行车道板受力图式：单向板，悬臂板，铰接悬臂板47二、车轮荷载在板上的分布49将轮压作为a2×b2矩形均布荷载a2——车轮沿行车方向的着地长度b2——车轮的宽度砼或沥青面层，偏安全地假定45°扩散沿纵向a1=a2+2H沿横向b1=b2+2H一个加重车后轮（轴重为P）作用于桥面板上的局部分布荷载为三、桥面板的有效工作宽度5253有效工作宽度与支承条件、荷载性质及位置的关系：两边固结的板的有效宽度比简支的小满布条形荷载比局部分布荷载的小荷载越接近支承边时越小。《桥规》对单向板荷载有效分布宽度的规定:(b)荷载在板的支承处(c)荷载靠近板的支承处572、悬臂板分布荷载靠近板边为最不利，故履带荷载，跨中和支点均取一米宽板条按实际荷载强度p进行计算。四、桥面板的内力计算1、多跨连续单向板的内力用简支梁的跨中弯矩加以修正：t/h<1/4时，M中=+0.5M0，M支=-0.7M0t/h>=1/4时，M中=+0.7M0M支=-0.7M0M0=M0p+M0gM0=M0p+M0g当需要计算单向板的支点剪力时，可不考虑板和主梁的弹性固结作用，此时荷载必须尽量靠近梁肋边缘布置：计算模式假定铰接悬臂板——车轮作用在铰缝上悬臂板——车轮作用在悬臂端铰接悬臂板汽车荷载结构重力悬臂板汽车荷载结构重力五、行车道板计算举例其他举例1：其他举例2：第五节结构挠度及预拱度计算1、为什么要计算挠度？3、桥梁设计中如何考虑永久作用和可变作用产生的挠度？