第六章 主梁内力计算.
主梁内力计算
主梁的内力计算主梁的内力计算包括恒载内力计算和活载内力计算。
根据上述梁跨结构纵、横截面的布置，计算活载作用下的梁桥荷载横向分布系数，求出各主梁控制截面（取跨中、四分点、变化点截面及支点截面）的恒载和最大活载内力，然后再进行主梁内力组合。
一、恒载内力计算1、恒载集度⑴预制梁自重（第一期恒载）①．跨中截面段主梁自重（四分点截面至跨中截面，长7.25m ）(1)0.861625.07.25156.165g KN =⨯⨯=②．马蹄抬高与腹板变宽段梁的自重近似计算（长3.7m ） 主梁端部截面面积为A=1.176m 2()(2) 1.17600.8616 3.725.0/294.239g KN =+⨯⨯=③．支点段梁的自重（长3.55m ）(3) 1.1760 3.5525.0=104.37g KN =⨯⨯④．横隔梁的自重 中横隔梁体积为：()30.16 1.590.920.240.72/20.120.12/20.219072m ⨯⨯-⨯-⨯= 端横隔梁体积为：()30.25 1.840.80.20.6/20.353m ⨯⨯-⨯=故半跨内横隔梁重量()(4)20.21907210.3532519.7786g KN =⨯+⨯⨯=⑤．主梁永久作用集度()156.16594.239104.3719.7786/14.9825.00/g KN m KN m I =+++= （2）第二期恒载①翼缘板中间湿接缝集度()50.40.1625.0 1.6/g KN m =⨯⨯=②现浇部分横隔梁一片中横隔梁（现浇部分）体积：30.16 1.590.20.05088m ⨯⨯= 一片端横隔梁（现浇部分）体积：30.250.2 1.840.092m ⨯⨯= 故()()630.0508820.09225.0/29.960.2809/g KN m =⨯+⨯⨯=③桥面铺装层6cm 沥青混凝土铺装：0.0612.52317.25/KN m ⨯⨯=将桥面铺装重量均分给五片主梁，则()717.25/5 3.45/g KN m ==④防撞栏：两侧防撞栏均分给五片主梁，则()87.52/53/g KN m =⨯=⑤主梁二期永久作用集度II 1.60.2809 3.4538.3309/g KN m =+++=2、永久作用效用：下面进行永久作用效用计算（参照图1-4），设c 为计算截面至左侧支座的距离，并令/a c l =。
第六章 主梁内力计算
3 3
步骤： 1 、恒载集度（均布荷载） 2 、恒载内力（材料力学方法）
想一想： 中梁与边梁的恒载计算有何区别？
二、活载内力计算 1 .计算方法 主梁活载内力计算分两步 ① 求横向分布系数 m ② 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
第二节 横隔梁内力计算
横梁的作用与受力特点
作用： 加强结构的横向联系 保证全结构的整体性
受力特点： 受力接近于弹性地基梁 影响面的正负纵向位置基本一致 影响面值从跨中向端部逐渐减小
一、刚性横梁法计算横隔梁内力
1、计算图式
2、横梁内力影响线
3、作用在横梁上的计算荷载 按杠杆原理在两根横梁间分布
结构重力弯矩
3）考虑有效工作宽度后的支点剪力 车轮布置在支承附近
注意：汽车荷载采用车辆荷载计算
2、悬臂板的内力 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
汽车荷载
结构重力
2）悬臂板
汽车荷载
结构重力
第四节 结构挠度与预拱度计算
一、钢筋混凝土梁桥 计算公式——一般简支梁挠度计算公式 刚度取值——0.85EhI0 活载挠度计算时不计冲击系数（静活载） 二、预应力混凝土梁桥 刚度取值——0.85EhIh 必须考虑预应力产生的挠度
按承载能力极限状态设计效应组合 按正常使用极限状态设计效应组合
当按承载能力极限状态设计时：
0 S ud 0 ( Gi S Gik Q1 S Q1k c Qj S Qjk )
i 1 j 1
m
n
2、内力包络图
第六章 刚架桥
连续梁桥和连续刚构桥的对比 T构、连续梁桥和连续刚构桥的对比
第六章
刚架桥
桥梁工程
(三) 刚构桥的构造
刚架桥的桥面系统构造与其它桥型没有什么区别， 刚架桥的桥面系统构造与其它桥型没有什么区别，都是 由桥面铺装、防水排水系统、人行道(或安全带 缘石、 或安全带)、 由桥面铺装 、 防水排水系统、 人行道 或安全带 、 缘石、栏 照明灯柱和伸缩缝等组成。但刚架桥的主梁、节点、 杆、照明灯柱和伸缩缝等组成。但刚架桥的主梁、节点、铰 支座及墩柱构造，以及T形刚构桥和连续刚构桥的构造均有 支座及墩柱构造， 以及 形刚构桥和连续刚构桥的构造均有 其独特的构造特点。 其独特的构造特点。
桥梁横向宽度
刚架桥横向宽度应根据道路等级、使用功能、 刚架桥横向宽度应根据道路等级、使用功能、主梁的截面 形式等确定。 形式等确定。
第六章
刚架桥
桥梁工程
2.刚架桥内力计算要点 2.刚架桥内力计算要点 基本原则和假定
①计算图式的轴线取支柱厚度的中分线和平分主梁跨中截面 高度的水平线。对于截面高度或厚度变化较大的刚架桥， 高度的水平线。对于截面高度或厚度变化较大的刚架桥， 则以各截面高度中分点的连线作为计算图式的理论轴线。 则以各截面高度中分点的连线作为计算图式的理论轴线。 计算截面包括全部混凝土截面(包括受拉区 不考虑钢筋。 包括受拉区)， ②计算截面包括全部混凝土截面 包括受拉区 ，不考虑钢筋。 对于T形和箱形截面 不论其顶板和底板厚度如何， 形和箱形截面， 对于 形和箱形截面，不论其顶板和底板厚度如何，均应 全部计入计算截面。 全部计入计算截面。
第六章
刚架桥
桥梁工程
• 钢筋混凝土刚架桥混凝土用量小，钢筋的用量较大，且梁 钢筋混凝土刚架桥混凝土用量小，钢筋的用量较大， 柱刚接处易开裂, 柱刚接处易开裂,所以钢筋混凝土刚架桥常用于中小跨度 桥梁，而预应力混凝土刚架桥则常用于大跨度桥梁。 桥梁，而预应力混凝土刚架桥则常用于大跨度桥梁。中小 跨径一般做成门式刚架桥或斜腿刚架形式, 跨径一般做成门式刚架桥或斜腿刚架形式,大跨度刚架结 构常做成T型刚构和连续刚构形式。 构常做成T型刚构和连续刚构形式。 • 刚架桥的施工常采用有支架现浇、 刚架桥的施工常采用有支架现浇、悬臂施工或顶入施 支架现浇 工法。 工法。
主梁内力计算
二、 主梁内力计算[1][2][3][4][5]1．恒载集度（1）主梁：10.080.14[0.20 1.5()(2.00.2)]2512.45/2g KN m +=⨯+⨯-⨯= （2）横隔梁 对于边主梁：20.080.1420.20.150.16[(1.3)()525]/21.50.965/222g KN m +-+⎛⎫=-⨯⨯⨯⨯= ⎪⎝⎭对于中主梁：'220.965 1.93/g KN m =⨯=（3）桥面铺装层：30.05 2.1210.08 2.123 6.069/g KN m =⨯⨯+⨯⨯=（4）栏杆和人行道：4 4.52/5 1.8/g KN m =⨯= 作用于边主梁的全部恒载强度：12.450.965 6.069 1.821.284/i g g KN m ==+++=∑作用于中主梁的全部恒载强度：12.03 2.27 6.069 1.822.245/i g g KN m ==+++=∑2．恒载内力的计算边跨弯矩剪力影响线1#及5#梁内力（边跨）跨中弯矩 21121.521.521.2841115.4152424l l M l g KN m =⨯⋅⨯=⨯⨯⨯=⋅ 跨中剪力 20l V =支点剪力 01121.521.284228.2032Q KN =⨯⨯⨯= 1/4跨处弯矩： 131321.521.521.284922.362216216M l l g KN m =⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯=⋅ 1/4跨处剪力：/4131121.50.7521.28421.50.2521.284114.4022424l Q KN =⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=2#、3＃及4#梁内力（中间跨） 跨中弯矩 2121.50.521.522.2451285.344244l l M l g KN m =⨯⨯⨯=⨯⨯⨯= 跨中剪力 20l V =支点剪力 01121.522.245239.1342Q KN =⨯⨯⨯= 1/4跨处弯矩： '131321.521.522.245964.008216216M l l g KN m =⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯=⋅ 1/4跨处剪力：/4131121.50.7520.38521.50.2522.245119.5672424l Q KN =⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=3．活载内力1 . 汽车荷载冲击系数主梁横截面图结构跨中处的单位长度量：321.284102169.623/9.81c G m kg m g ⨯===主梁截面形心到T 梁上缘的距离：(11*(200-20)*(11/2)+(150*20)*(150*(1/2)47.40.47411*(200-20)+150*20y cm m ===跨中截面惯性矩：323274*********(20020)11(20020)11(47.4)2015020150(47.4)1221221.14100.11410c I cm m =⨯-⨯+-⨯⨯-+⨯⨯+⨯⨯-=⨯=⨯查表 E 取102.810a p ⨯10223.142.8100.1144.122221.52169.623c c EI f Hz l m π⨯⨯===⨯1.514Hz f Hz ≤≤0.1767ln 0.01570.1767ln 4.120.01570.234f μ=-=⨯-= 所以冲击系数：110.234 1.234μ+=+=2. 汽车荷载作用公路—Ⅰ级均布荷载 10.5/k q KN m =对于集中荷载，当5l ≤时，180/k P KN m =；当50l ≥时，360/k P KN m = 当550l <<时，采用内插法 公路—Ⅱ为公路—Ⅰ级的0.75倍 则0.7510.57.875/k q KN m =⨯= ()21.550.75180360180184.5505k P KN -⎡⎤=⨯+⨯-=⎢⎥-⎣⎦当计算剪力时候 184.5 1.2221.4k PKN =⨯= 计算车道荷载的跨中弯矩、剪力的计算对于双车道，折减系数 1.0ξ= 跨中弯矩影响线如下图3. 跨中弯矩的设计，21121.521.557.782424l l m Ω=⨯⨯=⨯⨯=由于跨中弯矩横向分布系数1＃、5＃梁最大，所以只需计算1＃、5＃梁的弯矩，计算如下： 对于1#梁车道均布荷载作用下(1)1,2Mm q cq l kq kμξ=+Ω1.23410.667.87557.78370.584KN m =⨯⨯⨯⨯=⋅ 车道集中荷载作用下1,2(1)kcq lk k P M m P y μξ=+21.51.23410.66184.5807.6704KN m =⨯⨯⨯⨯=⋅ 则,,222370.584807.6701178.254kkl llq P M M M KN m =+=+=⋅跨中人群荷载最大弯矩人群荷载集度313or P KN =⨯=1,20.675357.78117.004l cr or rM m P KN m =Ω=⨯⨯=⋅对于2#和4#梁计算公路—Ⅱ级汽车活载的跨中弯矩：121,22(1)(1)k k Q k cq cq MmP y m q kμξμξ+=++Ω21.51.23410.53184.5 1.23410.537.87557.78946.1744KN m =⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=⋅ 计算人群荷载的跨中弯矩：人群荷载集度： 313or P KN =⨯=122,20.4375357.7875.836cr or Q k Mm P KN m =Ω=⨯⨯=⋅对于3#梁计算公路—Ⅱ级汽车活载的跨中弯矩：12,233(1)(1)Q k k k cq cq MmP y mq kμξμξ+=++Ω21.51.23410.4184.5 1.23410.47.87557.78714.0944KN m =⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=⋅ 计算人群荷载的跨中弯矩：人群荷载集度： 313or P KN =⨯=132,20.4357.7869.336cr or Q k Mm P KN m =Ω=⨯⨯=⋅4. 跨中剪力的计算 跨中剪力影响线如下图：21121.51 2.687522222l m Ω=⨯=⨯⨯=对于1＃和5#梁计算公路—Ⅱ级汽车活载的跨中剪力：1,011(1)(1)1.23410.66221.40.5 1.23410.667.875 2.6875107.395Q k cq k k cq k Q m P y m q KNμξμξ=+++Ω=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=计算人群荷载的跨中剪力：12,20.6753 2.6875 5.442lcr or Q k Qm P KN =Ω=⨯⨯=对于2＃和4#梁计算公路—Ⅱ级汽车活载的跨中剪力：1,022(1)(1)1.23410.53221.40.5 1.23410.537.875 2.687586.242Q k cq k k cq k Q m P y m q KNμξμξ=+++Ω=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=计算人群荷载的跨中剪力：22,20.43753 2.6875 3.528l cr or Q k Qm P KN =Ω=⨯⨯=对于3#梁计算公路—Ⅱ级汽车活载的跨中剪力：1,033(1)(1)1.23410.4221.40.5 1.23410.47.875 2.687565.088Q k cq k k cq k Q m P y m q KNμξμξ=+++Ω=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=计算人群荷载的跨中剪力：32,20.43 2.6875 3.225l cr or Q k Qm P KN =Ω=⨯⨯=5. 支点截面剪力的计算 剪力影响线如下图所示：211121.510.7522l m Ω=⨯⨯=⨯=横向分布系数变化区段的长度21.55.35 5.42a m =-= 对于1＃和5#梁附加三角形重心影响线坐标 ： 1121.5 5.4/21.50.9163y ⎛⎫=⨯-⨯= ⎪⎝⎭0.083y '=()11111,0(1) 5.41.23410.66221.41 1.23410.667.87510.75 1.2341(0.43750.66)7.875(0.9160.083)2244.376(1)(1)2cq k cq oq cq Q k k k k m q KNaQ m P y m m q yμξμξμξ++Ω+=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯-⨯⨯+==++- 计算人群荷载的支点剪力：()1112,02or or cr or cr Q k aQ m P m m P y =⋅⋅Ω+⋅-⋅⋅()5.40.675310.75 1.3750.6753(0.9160.083)27.4392KN =⨯⨯+⨯-⨯⨯+= 对于2＃和4#梁计算公路—Ⅱ级汽车活载的支点剪力（如下图所示）：()22221,0(1) 5.41.2341.53221.41 1.23410.537.87510.75 1.2341(0.71250.53)7.875(0.9160.083)2204.951(1)(1)2cq k cq oq cq Q k k k k m q KNaQ m P y m m q yμξμξμξ++Ω+=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯-⨯⨯+==++- 计算人群荷载的支点剪力： ()2222,02or or cr or cr Q k aQ m P m m P y =⋅⋅Ω+⋅-⋅⋅()5.40.4375310.7500.43753(0.9160.083)10.5652KN =⨯⨯+⨯-⨯⨯+= 对于3#梁计算公路—Ⅰ级汽车活载的支点剪力（如下图所示）：()33331,0(1) 5.41.23410.4221.41 1.23410.47.87510.75 1.2341(0.7250.4)7.875(0.9160.083)2159.588(1)(1)2cq k oq oq cq Q k k k k m q KNa Q m P y m m q yμξμξμξ++Ω+=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯-⨯⨯+==++- 计算人群荷载的支点剪力：()3332,02or or cr or cr Q k aQ m P m m P y =⋅⋅Ω+⋅-⋅⋅()5.40.4310.7500.43(0.9160.083)9.9322KN =⨯⨯+⨯-⨯⨯+= 6. 1/4跨弯矩的计算 1/4跨弯矩的影响线如下图2131321.521.543.336216216l l m ⨯Ω=⨯⨯=⨯⨯=对于1#和5#梁计算公路—Ⅰ级汽车活载的1/4跨弯矩：141,11(1)(1)k k Q k cq cq MmP y mq kμξμξ+=++Ω1.23410.66184.5 4.031 1.3410.667.87543.336883.660KN m =⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=⋅计算人群荷载的跨中弯矩：人群荷载集度： 313or P KN =⨯=112,40.675343.33687.756cr or Q k Mm P KN m =Ω=⨯⨯=⋅对于2#和4#梁计算公路—Ⅰ级汽车活载的1/4跨弯矩： 141,22(1)(1)k k Q k cq cq MmP y mq kμξμξ+=++Ω1.23410.53184.5 4.031 1.23410.537.87543.336709.605KN m =⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=⋅ 计算人群荷载的跨中弯矩：人群荷载集度： 313or P KN =⨯= 122,40.4375343.33656.879cr or Q k M m P KN m =Ω=⨯⨯=⋅对于3#梁计算公路—Ⅰ级汽车活载的1/4跨弯矩：141,33(1)(1)k k Q k cq cq MmP y mq kμξμξ+=++Ω1.23410.4184.5 4.031 1.23410.47.87543.336535.551KN m =⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=⋅计算人群荷载的跨中弯矩：人群荷载集度： 313or P KN =⨯= 122,40.4343.33652.003cr or Q k M m P KN m =Ω=⨯⨯=⋅7. 1/4跨剪力的计算 1/4跨剪力影响线如下图：公路-II级Q1/4影响线人群荷载Q1/4影响线187.5KN10.5.5KN/m3KN/m2131321.50.750.75 6.0472422l m ⨯Ω=⨯⨯=⨯⨯=对于1＃和5#梁 计算公路—Ⅰ级汽车活载的1/4跨剪力：1,011(1)(1)1.23410.66221.40.75 1.23410.667.875 6.047174.021Q k cq k k cq k Q m P y m q KNμξμξ=+++Ω=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=计算人群荷载的跨中剪力：12,20.6753 6.04712.245lcr or Q k Q m P KN =Ω=⨯⨯=对于2＃和4#梁计算公路—Ⅰ级汽车活载的1/4跨剪力：1,022(1)(1)1.23410.53221.40.75 1.23410.537.875 6.047139.745Q k cq k k cq k Q m P y m q KNμξμξ=+++Ω=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=计算人群荷载的跨中剪力：22,20.43753 6.0477.933l cr or Q k Q m P KN =Ω=⨯⨯=对于3#梁计算公路—Ⅰ级汽车活载的跨中剪力：1,033(1)(1)1.23410.4221.40.75 1.23410.47.875 6.047105.468Q k cq k k cq k Q m P y m q KNμξμξ=+++Ω=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=计算人群荷载的跨中剪力：32,20.43 6.0477.253l cr or Q k Q m P KN =Ω=⨯⨯=8. 荷载组合1112()nno ud o Gi Gik Q q k c Qj QJK i j r s r r s r s r s φ===++∑∑其中 1.2Gir =，1 1.4Q r =， 1.4Qj r =， 1.0o r =，0.8c φ=跨中弯矩组合：梁＃ 恒载（KN/m ）活载（KN/m ）组合值（KN/m ）汽车人群 1、5 1229.816 1178.254 117.004 3256.379 2、4 1285.344 946.174 75.836 2951.993 31285.344707.15069.6332610.412 跨中剪力组合：梁＃ 恒载（KN/m ）活载（KN/m ）组合值（KN/m ）汽车人群 1、5 0 107.395 5.442 156.448 2、4 0 86.242 3.528 124.6902 365.0883.22594.7352 支点剪力组合：梁＃ 恒载（KN/m ）活载（KN/m ）组合值（KN/m ）汽车人群 1、5 228.203 244.376 27.439 646.7017 2、4 239.134 204.951 10.565 585.725 3239.134159.5889.932521.5078 1/4跨弯矩组合：梁＃ 恒载（KN/m ）活载（KN/m ）组合值（KN/m ）汽车人群 1、5 922.362 883.660 87.756 2442.245 2、4 964.008 709.605 56.879 2213.961 3964.008535.55152.0021964.823 1/4跨剪力组合：梁＃ 恒载（KN/m ）活载（KN/m ）组合值（KN/m ）汽车人群 1、5 114.402 174.21 12.245 394.8908 2、4 119.567 139.754 7.933 348.021 3119.567105.4687.253299.259。
主梁计算
2、荷载位于支点处 1号梁 ： m0q1 := m0r1 := 2号梁： m0q2 := 1 ⋅1 2 m0q2 = 0.5 1 .6 ⋅ 2 jl jl + 0.25 jl m0q1 = 0.187 m0r1 = 1.156
m0r2 := 0 3号梁： m0q3 := 1 jl − 1.3 ⋅ 1 + 2 jl m0q3 = 0.594
Mcq1 = 670.363
4.95 4.95 3 3 + lj lj 2 2
lj lj ⋅ + Pkm ⋅ ⋅ mcq1 4 4
2 lj 4.95 ⋅ ( m0r1 − mcr1) Mcr1 := qr ⋅ ⋅ mcr1 + qr ⋅ ⋅ 8 2
1 (4.95+9.8)/19.7=0.749 Pkq=214.92kN 汽车荷载 4.95/19.7=0.251
支点剪力影响线
qk=7.875kN/m
495
0.187 0.432
980
495
汽车荷载横向分布
人群荷载
qr=3x1.5=4.5kN/m
1.156 0.546
人群荷载横向分布
lj ⋅ 1 4.95 ⋅ ( mcq1 − m0q1) Q0q1 := ( 1 + µ ) ⋅ ξ ⋅ qk ⋅ ⋅ mcq1 − qk ⋅ 2 2
q1 = 10.145
q2 = 0.719
沥青砼铺装：
q3 :=
h1 ⋅ B ⋅ γ1 n h2 ⋅ B ⋅ γ2 n 5⋅2 n qg1 :=
5
砼铺装：
q4 :=
q4 = 2.771 q5 = 1.667
主梁内力计算
主梁的内力计算主梁的内力计算包括恒载内力计算和活载内力计算。
根据上述梁跨结构纵、横截面的布置，计算活载作用下的梁桥荷载横向分布系数，求出各主梁控制截面（取跨中、四分点、变化点截面及支点截面）的恒载和最大活载内力，然后再进行主梁内力组合。
一、恒载内力计算1、恒载集度⑴预制梁自重（第一期恒载）①．跨中截面段主梁自重（四分点截面至跨中截面，长7.25m ）(1)0.861625.07.25156.165g KN =⨯⨯=②．马蹄抬高与腹板变宽段梁的自重近似计算（长3.7m ） 主梁端部截面面积为A=1.176m 2()(2) 1.17600.8616 3.725.0/294.239g KN =+⨯⨯=③．支点段梁的自重（长3.55m ）(3) 1.1760 3.5525.0=104.37g KN =⨯⨯④．横隔梁的自重 中横隔梁体积为：()30.16 1.590.920.240.72/20.120.12/20.219072m ⨯⨯-⨯-⨯= 端横隔梁体积为：()30.25 1.840.80.20.6/20.353m ⨯⨯-⨯=故半跨内横隔梁重量()(4)20.21907210.3532519.7786g KN =⨯+⨯⨯=⑤．主梁永久作用集度()156.16594.239104.3719.7786/14.9825.00/g KN m KN m I =+++= （2）第二期恒载①翼缘板中间湿接缝集度()50.40.1625.0 1.6/g KN m =⨯⨯=②现浇部分横隔梁一片中横隔梁（现浇部分）体积：30.16 1.590.20.05088m ⨯⨯= 一片端横隔梁（现浇部分）体积：30.250.2 1.840.092m ⨯⨯= 故()()630.0508820.09225.0/29.960.2809/g KN m =⨯+⨯⨯=③桥面铺装层6cm 沥青混凝土铺装：0.0612.52317.25/KN m ⨯⨯=将桥面铺装重量均分给五片主梁，则()717.25/5 3.45/g KN m ==④防撞栏：两侧防撞栏均分给五片主梁，则()87.52/53/g KN m =⨯=⑤主梁二期永久作用集度II 1.60.2809 3.4538.3309/g KN m =+++=2、永久作用效用：下面进行永久作用效用计算（参照图1-4），设c 为计算截面至左侧支座的距离，并令/a c l =。
桥梁工程第二篇第6章 主梁内力计算
计算主梁支点或靠近支点截面的剪力时，荷载横向 分布系数在这一区段内是变化的。
当
时 ， 为负值，这意味着剪力反而减小了
2 .计算示例 已知：五梁式桥，计算跨径 19.5m 。 荷载：公路 — Ⅱ级，人群： 3.0kN/m2 求：跨中最大弯矩和最大剪力，支点截面最大剪力
解： （ 1 ）公路 — Ⅱ级车道荷载标准值计算 （ 2 ）冲击系数： 《桥规》：
第六章 简支梁桥的计算
桥梁工程计算的内容
内力计算——桥梁工程、基础工程课解决 截面计算——混凝土结构原理、预应力混凝
土结构课程解决 变形计算
简支梁桥的计算构件
上部结构——主梁、横梁、桥面板 支座 下部结构——桥墩、桥台
计算过程
开始 拟定尺寸 内力计算 截面配筋验算
否
是否通过 是
计算结束
2、作用在横梁上的计算荷载Ps
1）集中荷载 当一个集中荷载P作用在跨中时， Ps=2P/l 2） 均布荷载
全跨布满荷载q时， Ps=4q/
第三节 桥面板计算
行车道板的作用——直接承受车轮荷载、 把荷载传递给主梁
一．行车道板的类型
板支承在纵梁和横梁上，按支承情况和板尺寸，从力学计算 角度分为以下几类：
wa wb Pala3 Pblb3 48EIa 48EIb
如
Ia Ib
Pb Pa
la lb
3
二、车轮荷载在板上分布 轮压一般作为分布荷载处理，以力求精确
车轮着地面积：a2×b2
桥面板荷载压力面：a1×b1 荷载在铺装层内按45°扩散。 沿纵向：a1＝a2 +2H 沿横向：b1=b2+2H 桥面板的轮压局部分布荷载
横梁的作用与受力特点
桥梁工程概论》复习及答案
第一章绪论1.桥梁的作用是什么？它是由哪几个主要部分组成的？各部分的主要作用是什么？桥梁是指供车辆和行人等跨越障碍（河流、山谷、还晚或其他路线等）的工程建筑物(跨越障碍的通道）。
桥梁由上部结构（包括桥跨部分和桥面构造，前者指直接承受桥上交通荷载的主体部分，后者指为保证桥跨结构能正常使用而需要的各种附属结构），下部结构（包括桥墩、桥台以及墩台的基础。
是支承上部结构、向下传递荷载的结构物）。
和支座组成（连接桥跨结构和桥梁墩台，提供荷载传递途径，适应结构变位要求），2.解释以下几个术语：总跨径（桥梁孔径）、净跨径、计算跨度、桥长、建筑高度、桥渡。
桥梁结构相邻两支座间的距离L称为计算跨径对梁式桥，设计洪水位上线上相邻两桥墩（或桥台）间的水平间距L0,称为桥梁的净跨径。
各孔径跨径之和称为总跨径。
对梁长，两桥台侧墙或八字墙尾端之间的距离LT，称为桥梁全长。
桥面至桥跨结构最下缘的垂直高度h，称为桥梁建筑高度。
以桥梁为主体包括桥头引线、导流堤等跨越河流、深谷、低洼地带的全部建筑物称桥渡3.按照力学特性（体系）划分，桥梁有哪些基本类型？各类桥梁的受力特点是什么？按受力特性分，桥梁可分为梁桥、拱桥、悬索桥三种梁桥中，梁作为承重结构，主要是以其抗弯能力来承受荷载的。
在竖向荷载作用下，其支座反力也是竖直的；简支的梁部结构只受弯剪，不承受轴向力。
拱桥的主要承重结构是具有外形的拱圈。
在竖向荷载作用下，拱圈主要承受轴向压力，但也受弯受剪。
在拱趾处支撑力除了竖向反力外，还有较大的水平推力悬索桥在在竖向荷载下，其索受拉，锚碇处会承受较大的竖向（向上）和水平（向河心）力第二章桥梁工程的规划与设计1.什么是桥梁的净空（限界）？它有什么用途？桥梁净空（bridge clearance）包括桥面净空和桥下净空。
在净空界限范围内不得有桥跨结构的构件或其他建筑物侵入，以保证行车安全。
桥面净空指保证车辆行人安全通过桥梁所需要的桥梁净空界限。
在净空界限范围内不得有桥跨结构的构件或其他建筑物侵入，以保证行车安全。
30mT梁梁内力计算
梁内力计算一、恒载内力计算（一）恒载集度主梁：(1)(0.080.12)g [0.16 2.1(2.00.16)2517.6kN/m 2+=⨯+⨯-⨯= 横隔梁： 对于边主梁：20.080.12 2.00.16(0.10.20)[1.58()]()5 2.5222g 0.865kN /m 29.5+-+-⨯⨯⨯⨯==对于中主梁：12g 20.865 1.73kN /m =⨯=桥面铺装层：30.19.423.00.089.424.0g 7.94kN /m 5⨯⨯+⨯⨯==栏杆和人行道：42g 5.23 2.092kN /m 5=⨯=作用于边主梁的全部恒载g 为：i g g 30.27kN /m ==∑作用于中主梁的恒载强度为：1g 17.60.8657.93 2.09228.487kN /m =+++=（二）结构自重内力计算边主梁结构自重产生内力计算如表4.1。
表4.1 边主梁结构自重产生内力计算二、活载内力计算（一）均布荷载和内力影响线面积计算均布荷载和内力影响线面积见表4.2。
表4.2 均布荷载和内力影响线面积13/16LL/41/21/2（a）（b）（c）（d）图3.4 影响线图示（单位：cm）（二）Ⅰ级集中荷载计算计算弯矩效应时：kq10.5kN/m=；kP200.78kN=计算剪力效应时：kP200.78 1.2240.94kN=⨯=（三）计算冲击系数2A0.7322m=4cI0.42879011m=G0.73222518.305N/m=⨯=102C40E 3.510N/m=⨯混凝土则有：123.14f 4.95336HZ229.5===⨯当1.5Hz ≤f ≤14Hz 时，0.176ln f 0.0157μ=-，则可得：(1)1(0.176ln f 0.0157) 1.2659 1.266+μ=+-=≈1ξ=，二车道不考虑折减。
（四）跨中弯矩，跨中剪力跨中弯矩，剪力计算见表格4.3。
主梁内力计算算例
主梁内力计算算例图中所示的五梁式简支梁桥，计算跨径L j=19.50m，主梁翼缘板刚性连结，桥梁基频为12.2Hz，人群荷载标准值为3 kN/m2，试计算1号梁和3号梁在公路-I级车辆荷载、车道荷载和人群荷载作用下的内力。
1. 荷载横向分布系数跨中m c用G-M法计算的结果，以及支点m o用杠杆法计算的结果，其值列于表2.2.8。
表2.2.82. 主梁跨中截面弯矩正如前面所述，在计算主梁弯矩时，对跨中的荷载横向分布系数与跨内其他各点上的荷载横向分布系数是采用相同的值，这是实用方法基本原理的前提所决定的。
目前在实用计算中，全跨采用同一的跨中荷载横向分布系数m c。
图2.2.2为简支梁跨中截面弯矩影响线和设计荷载的最不利布置图。
按公式(2.2.42)~式(2.2.44)进行内力计算，对于汽车荷载冲击系数，按《公路桥涵通用设计规范》第4.3.2条计算，1=-1+μ.0=+2350157.11767.012ln.4ξ=1 因系双车道，m c是按两行汽车计算出的。
设计荷载对应的弯矩影响线竖坐标值列于影响线图中。
1号梁跨中截面弯矩；图2.2.48 跨中弯矩计算公路-I 级车辆荷载（max ）：kN.m52.914 1.375)140+2.075140+ 4.875120+4.175120+2.67530(504.01235.1)1(21=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅+=∑ii i qy p m M ξμ 公路-I 级车道荷载（max ）：查《公路桥涵通用设计规范》第4.3.1条，车道荷载之均布荷载k q =10.5kN/m ，计算弯矩时再乘1.2的系数；而采用直线内插求得00.238)55.19(550180360180=-⨯--+=k P kN跨中弯矩影响线面积531.47450.1950.1921=⨯⨯=Ω将以上数据代入式(2.2.43)得kN.m83.1032 )875.4238531.475.10(504.01235.1 )()1(21=⨯+⨯⨯⨯⨯=+Ω⋅⋅⋅⋅+=k k k qy mP q m M ξμ 人群荷载(max)：kN.m3.66 50.1981375.0620.0 221=⨯⨯⨯⨯=Ω⋅⋅=r cr rq m M3号梁的跨中弯矩：公路-I 级车辆荷载（max ）：kN.m14.742 1.375)140+2.075140+ 4.875120+4.175120+2.67530(409.01235.1)1(21=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅+=∑ii i qy p m M ξμ公路-I 级车道荷载（max ）：kN.m15.838 )875.4238531.475.10(409.01235.1 )()1(21=⨯+⨯⨯⨯⨯=+Ω⋅⋅⋅⋅+=k k k qy mP q m M ξμ 人群荷载(max)：kN.m6.36 50.1981375.0342.0 221=⨯⨯⨯⨯=Ω⋅⋅=r cr rq m M4/l 截面的弯矩，可按同样的方法作出4/l 截面的弯矩影响线，布置最不利荷载来计算，本例从略。
《主梁内力计算》PPT课件
2
4
24
4
(81.4)
(595.0)
x=1/2
00:16
Q=0 (0)
M 1 16.0619.52 763.4 8
(793.3)
1 活载内力计算方法
•活载内力计算方法
计算步骤 求横向分布系数m； 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。
计算方法
4 主梁内力计算例题
简支梁基频的简化计算公式：
f
EIc 2l 2 mc
mc G g
单根主梁：
A 0.3902m2 , Ic 0.066146m4 ,
G 0.3902 25 9.76N / m
G g 9.76 9.81 0.995103 NS 3 m2
C30混凝土
E 1010 N m2
3.4主梁内力计算
00:16
主梁内力计算
•计算截面的确定
小跨径简支梁：
计算跨中截面的
、支M点m截ax面和跨中截面的剪力；
剪力：支点、跨中按直线变化；
弯矩：支点、跨中按二次抛物线变化
Mx
4Mmax x(l x) l2
大跨径简支梁：
还应计算 截L面、截面变化处等的弯矩和剪力。 4
00:16
1 恒载内力计算
S 867.72
73.1
13.39 74.68
88.07
3.75
00:16
4 主梁内力计算例题
计算车道荷载、人群荷载的支点截面剪力
m变化区荷载重心处的内力影响线坐标为：
y 1(19.5 1 4.9) 19.5 0.916 3
车道荷载支点截面剪力：
S
(1
)
门式起重机机构件受力分析
门式起重机主梁、支腿受力分析一、主梁内力分析（主梁按简支梁计算）1、垂直载荷引起的主梁内力 ⑴ 垂直固定载荷引起的内力计算 主梁的均布载荷为：2124q zm L M q =⨯12Z zm Q q L =式中：L — 起重机跨度Zm q — 主梁均布载荷⑵ 移动载荷引起的内力计算（图4—2）12GX G P P P ϕϕ=+式中：GX P — 小车自重 G P — 起重量：1ϕ — 冲击系数： 1 1.05ϕ= 2ϕ — 动力系数： 4 1.1ϕ=max14C M PL = 12C Q P =图 4—22、水平载荷引起的内力 ⑴ 大车制动时引起的惯性载荷 ① 主梁自重惯性力110s m Zm q q =② 小车自重及起重量惯性力110sP P =③ 弯矩2124s s qm L M q =⨯114s sP M LP =⑵ 小车制动引起的水平惯性力 ① 水平惯性力()17D HXG GX Tn P P P n =+ 式中：GX P — 小车自重：G P — 起重量： ② 最大弯矩T HX M P h =式中：h — 龙门架平面投影高度：⑶ 风载荷引起的水平力（只计垂直于主梁平面的风载荷） ① 工作状态正常风载荷w P Cp A =ⅠⅠ式中：C — 风力系数；C = 1.2p Ⅰ— 工作状态风压；2150/p N mm =ⅠA — 起重机构件垂直于风向的实体面积；0A A ϕ=0A — 起重机构件外形轮廓面积； ϕ — 起重机构件迎风面充实系数；② 工作状态最大风载荷w P Cp A =ⅡⅡ式中：p Ⅱ—— 工作状态最大风压；2250/p N mm =Ⅱw P Cp A =ⅡⅡ③ 弯矩w w P q L=ⅡⅡ 2124w w L M q =⨯ⅡⅡ3、主梁强度计算⑴ 垂直载荷引起的应力maxq c czczXZLXZLM M M W W δ+==∑⑵ 水平载荷引起的应力s sq p w szsz YZLYZLM M M M W W δ++==∑Ⅱ⑶ 小车制动引起的水平惯性力引起的应力TTz XZLM W δ=⑷ 合成应力()1.15cz sz Tz δδδδ∑=++4、主梁刚度计算（见图4—3）图 4—33maxL 48XZL P f EI二、支腿内力分析（见图4—5）1、龙门架平面内的内力分析（按一次超静定计算内力） ⑴ 移动载荷在跨中图 4—51122A B V V P ==⨯()23L 22223A B P H H hL k ⨯==+式中：XZL XZT I h k I L=⨯龙门架平面内最大弯矩max L A M H h =⑵ 小车制动载荷110HXXC P G = L CHX HX M P h =2、支腿平面内的内力分析⑴ 由起升载荷1Q ϕ和自重载荷22XC DL G G ϕϕ、引起的支腿垂直载荷V （见图4—6）()12214XC ZL V Q G G ϕϕϕ=++⑵ 由大车制动惯性载荷HD P 风载荷W P 作用产生水平力A q 引起的弯矩（见图4—7）工作状态最大风载荷w z P Cp A =Ⅱz Ⅱ式中：C — 风力系数；C = 1.2p Ⅱ — 工作状态最大风压；2250/p N mm =ⅡZ A — 起重机支腿垂直于风向的实体面积；w w P q h =ⅡZ ⅡZ支腿均布载荷HDG q h=Z式中：G Z —— 支腿重量弯矩110A HD w q q q =+ⅡZ 212w A M q h =ⅡZ图 4—6 图 4—7⑶ 主梁自重、小车自重及起重量惯性力引起的弯矩()114ss m p Lq p =+SZBS M p h =SZ④ 支腿平面内最大弯矩max 788max5.510 4.5110 5.0610z W Z BSzM M M MN mm=+=⨯+⨯=⨯Ⅱ3、支腿强度计算max max L Z I XZT YZT ZT M M VW W A δ=++三、 非工作状态下稳定性计算（图4—8）1、倾覆力矩 主梁风载荷为：w P Cp A =ⅡⅡ支腿风载荷为：2w z P Cp A =Ⅱz Ⅱ小车风载荷为： w X P Cp A =ⅡX Ⅱ图 4—8倾覆力矩：213w w w M p h p h p h =++ⅡⅡZ ⅡX 倾覆2、自重力矩12ZZ M G B =自重3、结论>1M M 自重倾覆当时，满足要求。
钢筋混凝土简支梁主梁内力计算指导书.docx
钢筋混凝土简支梁主梁内力计算指导书一・设计资料 (3)二・主梁的计算 (4)1•横向分布系数计算 (4)2•恒载内力计算 (7)3•活载内力计算 (10)4•荷载组合 (14)一、设计资料1、设计荷载：公路II级，人群荷载3KN/m22、桥而净空：净一7 + 2xO.75m人行道；3、主梁跨径和全长：标准跨径L B二16m计算跨径Lp=15. 5m主梁全长L全=15・96m4、材料混凝土：C25钢筋：主钢筋，弯起钢筋和架立钢筋用II级，其它用T级。
桥面铺装：沥青混凝土6cm, C40防水混凝土10cm；5、桥梁纵横断面及主梁构造横断面共5片主梁，间距1.6mo纵断面共5道横梁，间距3.875m。
尺寸拟定见图，T梁的尺寸见下表：横断面桥梁横断面图主梁断曲图二、主梁的计算(-)横向分布计算1、当荷载位于支点处时，应按杠杆原理法计算荷载横向分布系数。
首先绘制1号梁和2号梁的荷载横向影响线，如图所示。
■ ■§1, 387・5153S7.5 .387.54387.5 r16 T —JL£SL1S96r --------- j ------- 1 11-----------------S§横梁断面图18再根据《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)规定，再横向影响线上确定荷 载沿横向最不利的布置位置。
例如，对于车辆荷载，规定的车轮横向轮距为1. 8m, 两列汽车车轮的横向最小间距为l ・3m,车轮矩离人行道缘石最少为0.5m 。
如图 所示：105一160一 一160 -1号〜号 3号 4号5号人群荷载 max A lr =?;•几• 0.75 = 1.422〃”由此可得1号梁在车辆荷载和人群荷载作用下的最不利荷载横向分布系数分别 为:m oii =0.438和加” =1.422 (5号梁和1号梁等同)同理可得2号梁在车辆荷载和人群荷载作用下的最不利荷载横向分布系数分别 为:m oq =所以：车辆荷载0.5和％=0 (4号梁和2号梁等同)同理可得3号梁在车辆荷载和人群荷载作用下的最不利荷载横向分布系数分别为:m oq = 0.594和加” =02、当荷载位于跨中时，- = ^xl.6 = 4.96>2,因此可按偏心压力法计算荷载B 5横向分布系数。
课程设计主梁内力计算
课程设计主梁内力计算一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握主梁内力计算的方法和技巧。
知识目标包括：了解主梁内力的概念及其计算方法；掌握主梁内力计算的基本原理和公式；了解主梁内力计算在工程中的应用。
技能目标包括：能够独立进行主梁内力计算；能够分析主梁内力计算结果的正确性和可靠性。
情感态度价值观目标包括：培养学生对工程技术的兴趣和热情；培养学生勇于探索、严谨治学的科学态度。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括主梁内力的概念、计算方法及其应用。
首先，介绍主梁内力的概念，让学生了解主梁内力在工程中的重要性。
然后，讲解主梁内力计算的基本原理和公式，并通过示例让学生掌握计算方法。
最后，结合实际工程案例，让学生了解主梁内力计算在工程中的应用。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本节课将采用多种教学方法。
首先，采用讲授法，系统地讲解主梁内力的概念、计算方法及其应用。
其次，采用讨论法，让学生在小组内讨论主梁内力计算的难点和疑惑，促进学生之间的交流。
再次，采用案例分析法，分析实际工程案例，让学生了解主梁内力计算在工程中的应用。
最后，采用实验法，让学生动手进行主梁内力计算的实验，提高学生的实践能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源。
教材：《工程力学》；参考书：《主梁内力计算与应用》；多媒体资料：主梁内力计算的动画演示；实验设备：计算机、力学实验器材等。
通过这些教学资源，帮助学生更好地理解和掌握主梁内力计算的知识和方法。
五、教学评估本节课的教学评估将采用多元化的评估方式，以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。
评估方式包括：平时表现评估（30%）、作业评估（30%）、考试评估（40%）。
平时表现评估主要考察学生在课堂上的参与度、提问回答、小组讨论等；作业评估主要考察学生对主梁内力计算方法的理解和应用；考试评估则是对学生主梁内力计算知识的全面检测。
通过这些评估方式，全面反映学生的学习成果，提高学生的学习积极性。
主梁内力计算
主梁内力计算主梁是承担桥梁或建筑物重载荷的主要构件，内力是指梁在受到外力作用时所产生的内部力。
计算主梁的内力是设计和分析结构的重要步骤，可以用于确定梁的尺寸、材料和支撑方式等。
主梁的内力计算可以通过静力学方法或有限元分析方法进行。
在静力学方法中，主要使用平衡条件和弹性力学理论，针对不同的荷载情况进行计算。
下面将介绍一种常见的方法，弯矩法。
弯矩法是一种通过计算梁的弯矩和剪力来确定内力的方法。
在该方法中，主梁被假设为一根杆件，受到垂直和水平方向的力，同时产生弯矩和剪力。
弯矩法的基本原理是根据平衡条件和弹性理论，将梁划分为若干小段，对每一小段进行受力分析，然后通过受力平衡条件和截面弹性理论计算出每一段的内力。
以下是计算主梁内力的详细步骤：1.确定主梁的荷载情况：包括集中力、分布力、弯矩力和转矩力等。
可以从结构设计规范或荷载手册中获取相关信息。
2.确定主梁的支撑方式：主梁可能有不同的支撑方式，如简支、固定端和悬臂等。
支撑方式会影响梁的受力情况，需要事先确定。
3.将主梁分段：根据实际情况，将主梁分为若干小段，每一小段长度不超过约10%的主梁总长度。
这样可以保证在每一小段上受力分析时，梁的截面形状和弯矩分布近似不变。
4.计算每一小段的弯矩：对于每一小段，根据支撑条件和荷载情况，可以计算出其受到的弯矩。
弯矩可以通过平衡条件和截面弹性理论计算得出。
5.计算每一小段的剪力：根据受力平衡条件和截面弹性理论，可以计算出每一小段的剪力。
剪力是梁内力的一部分，用于确定梁的抗剪性能。
6.计算每一小段的轴向力和弯矩力：根据弹性力学理论和截面性能，可以计算出每一小段的轴向力和弯矩力。
轴向力和弯矩力是梁内力的另一部分，用于确定梁的抗弯性能。
7.汇总内力：将每一小段的内力汇总起来，得到整个主梁的内力分布。
可以绘制内力图或表格，清晰地展示主梁不同部位的受力情况。
需要注意的是，计算主梁内力时，需要考虑梁的材料和几何特性。
例如，梁的截面形状、尺寸、材料特性等会影响梁的刚度和强度，进而影响内力的计算结果。
9主梁内力计算共25页文档
3.4主梁内力计算
2021/8/15
主梁内力计算
•计算截面的确定
小跨径简支梁：
计算跨中截面的
M
m
a
、支点截面和跨中截面的剪力；
x
剪力：支点、跨中按直线变化；
弯矩：支点、跨中按二次抛物线变化
Mx
4M m ax l2
x(l
x)
大跨径简支梁： 还应计算 L 截面、截面变化处等的弯矩和剪力。
g2 , 20.631.26
桥面铺装层 栏杆和人行道
g 3 0 . 0 2 7 . 0 0 2 3 + 1 2 ( 0 . 0 6 + 0 . 1 2 ) 7 . 0 0 2 4 / 5 = 3 . 6 7 g 45 2/52 .0 0
合 计
2021/8/15
边主梁 中主梁
g g i 9 . 7 6 0 . 6 3 3 . 6 7 2 . 0 0 1 6 . 0 6 g g i 9 . 7 6 1 . 2 6 3 . 6 7 2 . 0 0 1 6 . 6 9
qk mc
(mo-mc)qk
QAQA ' QA
m cqk
QA(1)a 2(m0mc)qky
2021/8/15
2 跨中截面活载内力计算
•跨中截面弯矩计算
汽车荷载
S(1)(m cpkyim cqk) 其 中 yi l4,l28
人群荷载
S m cq r 其 中 l28
2021/8/15
2 跨中截面活载内力计算
4 主梁内力计算例题
简支梁基频的简化计算公式：
f
EIc 2l2 mc
单根主梁：
计算方法
汽车和人群荷载作用效应一般计算公式：
第6讲 简支梁计算-第四部分 主梁内力 横隔梁计算 挠度验算
2016-03
第七节 横隔梁计算
一、横隔梁的内力影响线
由力的平衡条件可写出横隔梁任意截面r的内力计算公式
1.荷载P=1位于截面r的左侧时
左
M r R1 b1 R2 b2 1 e Ribi e
左
Qr R1 R2 1 Ri 1
2.荷载P=1位于截面r的右侧时：
左
M r R1 b1 R2 b2 Ribi
桥梁工程
2016-03
1)荷载横向分布系数
荷载横向分布系数计算结果
梁号 荷载分类
车辆荷载 0.504
0.4375
①
人群荷载 0.620
1.4220
桥梁工程
2016-03
2)主梁跨中截面弯矩 计算主梁弯矩时，对跨中的荷载横向分布系数与跨 内其他各点上采用相同的值 。
桥梁工程
2016-03
按式（2-6-5）进行计算，其中由 = 3.7Hz得：u=0.1767ln − 0.0157 = 0.215， = 1，双车道不折减（ 是按两行汽车荷载 计算的） = 1178.5 ， = 7.875 ⁄ 。
桥梁工程
2016-03
3)①号梁支点截面剪力计算
变化区段附加三角形重心处的影响线 2
= 1.0 × (19.5 − × 4.875 )⁄19.5 = 0.83 3
桥梁工程
2016-03
汽车荷载的支点剪力为：
, = (1 + ) [ (
++
1
_
)+ ( − ) ]
2
1
= 1.215 × 1 × [0.4375 × 1.2 × 178.5 × 1.0 + 0.504 × 7.875 × 2
9.梁内力计算
2 2 3m 1.5m
B
FB
解： 1、求支座反力
M B 0 FA 6 F 4.5 q 3 F
y
0
3 0 FA 15 kN 2 FA FB F q 3 0 FB 29 kN
例二 图示简支梁受均布荷载q的作用，作该梁的剪力图和弯矩图。
q
A
解： 1、求支反力
B
x
FA
由对称性知： FA FB ql 2
l
FB
例三 在图示简支梁 AB的C点处作用一集中力偶M，作该梁的剪 力图和弯矩图。
M A a l C B b
解： 1、求支反力
FA M M ； FB l l
(4)
(5)
步骤： 1、求支座反力 2、找分段点 3、根据微分关系确定梁各段剪力图和弯矩图的大致形状 4、求特定截面（分段截面和剪力弯矩最大截面）剪力和 弯矩，绘图 5、用微分关系校核
例一
求下图所示简支梁1-1与2-2截面的剪力和弯矩。
F=8kN A 2m FA 1.5m q=12kN/m
1
1 1.5m
弯曲内力
梁的荷载及计算简图 梁的剪力与弯矩 内力图
受力特点：外力垂直于杆轴线，作用在轴
线所在平面内 变形特点：杆件轴线由直线变为曲线 梁—以弯曲为主要变形的杆件
梁的荷载及计算简图
研究对象：等截面的直梁，且外力作用在梁对称面内。
1.梁的计算简图：梁轴线代替梁，将荷载和支座加到轴线上。
2.梁的支座 滑动铰支座
平面弯曲梁横截面上的内力
FS FS FS FS
剪力为正
剪力为负
M
M
M
M
弯矩为正
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2、单向板 1）荷载位于板的中央地带
单个荷载作用
多个荷载作用
2）荷载位于支承边处
3）荷载靠近支承边处 ax = a’+2x
3、悬臂板 荷载作用在板边时 mxmin -0.465P
外荷载产生的总弯矩—— 分布弯矩的最大值——mxmax
设板的有效工作宽度为a 假设
可得
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
对简支梁，基频的简化计算公式为
（3）计算荷载横向分布系数
（4）计算最大内力 ①计算车道荷载的跨中弯矩 ②计算人群荷载的跨中弯矩 ③计算跨中截面车道荷载最大剪力 ④计算跨中截面人群荷载最大剪力
⑤计算支点截面汽车荷载最大剪力 ⑥计算支点截面人群荷载最大剪力
（三）作用效应组合和内力包络图
1、作用效应组合
按承载能力极限状态设计效应组合 按正常使用极限状态设计效应组合
当按承载能力极限状态设计时：
0 S ud 0 ( Gi S Gik Q1 S Q1k c Qj S Qjk )
i 1 j 1
m
n
2、内力包络图
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。
2、横梁剪力影响线
根据各主梁的荷载横向影响线，仿照偏压法绘制
2、作用在横梁上的计算荷载Ps
1）集中荷载 当一个集中荷载P作用在跨中时， Ps=2P/l 2） 均布荷载 全跨布满荷载q时， Ps=4q/
第三节 桥面板计算
行车道板的作用——直接承受车轮荷载、 把荷载传递给主梁 板支承在纵梁和横梁上，按支承情况和板尺寸，从力学计算 角度分为以下几类： 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 铰接悬臂板：相邻翼缘板在端部做成铰接接缝的情况
第六章 简支梁桥的计算
桥梁工程计算的内容
内力计算——桥梁工程、基础工程课解决 截面计算——混凝土结构原理、预应力混凝 土结构课程解决 变形计算
上部结构——主梁、横梁、桥面板 支座 下部结构——桥墩、桥台
简支梁桥的计算构件
计算过程
开始 拟定尺寸 内力计算 截面配筋验算 否 是否通过 是
3 3
步骤： 1 、恒载集度（均布荷载） 2 、恒载内力（材料力学方法）
想一想： 中梁与边梁的恒载计算有何区别？
二、活载内力计算 1 .计算方法 主梁活载内力计算分两步 ① 求横向分布系数 m ② 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
二、按G-M法计算横隔梁内力
G—M 法计算步骤：
1、横梁弯矩影响线
利用前面计算的θ 、α，计算中横梁横向影响线坐标 1) θ （查表）（f=0位处）→ μ1 、 μ 0 2）当α=0~1 时、用公式 0 (1 0 ) 求μ α 3） 用μ α 分别乘B ，求得横梁轴线处横向弯矩影响线
车轮着地面积：a2×b2
桥面板荷载压力面：a1×b1
荷载在铺装层内按45°扩散。 沿纵向：a1＝a2 +2H 沿横向：b1=b2+2H 桥面板的轮压局部分布荷载
三、有效工作宽度
板有效工作宽度（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。
1、计算原理
外荷载产生的分布弯矩——mx
计算结束
第一节
主梁内力计算
计算截面的确定： 小跨径桥： （ 1 ）跨中 Mmax ：二次抛物线变化
4 M max Mx x(l x) 2 l
2
（ 2 ）支点和跨中的 Q ：直线变化 较大跨径：还应计及 l /4跨 和截面变化处的 M 、 Q 。
一、恒载内力计算——应重视 1 .恒载计算方法 ① 一般简支梁桥：将横梁、人行道、 铺装 层、 栏杆 等恒载均摊到各根主梁； ② 组合式简支梁桥： 按 施工组合情况，分阶段计算 ③ 预应力简支梁桥： 分 阶段计算； 得到计算荷载 g 后，按 《材料力学》 公式计算内力 M、Q。
车道荷载总效应：
计算主梁支点或靠近支点截面的剪力时，荷载横向 分布系数在这一区段内是变化的。
当
时，
为负值，这意味着剪力反而减小了
2 .计算示例 已知：五梁式桥，计算跨径 19.5m 。 荷载：公路 — Ⅱ级，人群： 3.0kN/m2 求：跨中最大弯矩和最大剪力，支点截面最大剪力
解： （ 1 ）公路 — Ⅱ级车道荷载标准值计算 （ 2 ）冲击系数： 《桥规》：
一．行车道板
48EI a
wb
3 Pblb
48EI b
wa wb
3 Pa la
48EI a
3 Pblb
48EI b
如
I a Ib
Pb la Pa lb
3
二、车轮荷载在板上分布
轮压一般作为分布荷载处理，以力求精确
第二节 横隔梁内力计算
横梁的作用与受力特点
作用： 加强结构的横向联系 保证全结构的整体性
受力特点： 受力接近于弹性地基梁 影响面的正负纵向位置基本一致 影响面值从跨中向端部逐渐减小
一、刚性横梁法计算横隔梁内力
1、计算图式
2、横梁内力影响线
3、作用在横梁上的计算荷载 按杠杆原理在两根横梁间分布
。
gl x gx M x x gx (l x) 2 2 2
gl g Qx gx (l 2 x) 2 2
2 .计算举例 已知：五梁式桥，计算跨径 19.50m ，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、 23 KN/m3和 24 KN/m3。求：边主梁 恒载内力。