悬臂梁桥的设计与计算PPT课件
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Q 0 R
M 0
Re
H
h 2
27
2、45°斜截面的抗拉验算(按轴心受拉构件)
Zj
Rj cos45
Z j1R g( A gw A gH c4 o 5 s A gc v 4 o)5 s s 28
3、最弱斜截面验算(按偏心受拉构件)
判别标准: 边缘应力最大
A
b1
h cos
W
1 6
•
b1
23
中跨——锚梁与挂孔刚度相近时 悬臂与挂孔联合等代为跨度2l2+l3的简支梁
24
第三节 牛腿计算
一、计算截面宽度
25
二、截面内力
N Rs in H cos Q Rcos H s in
M
Re h tg 2来自H h 2 26
三、验算截面内力 1、竖直截面(按抗弯构件验算)
N 0 H
• 腹板——下弯的纵向钢筋 需要时布置竖向预应力钢筋
16
6、牛腿 • 截面小、受力复杂
17
第二节 悬臂梁桥的计算要点
一、恒载内力 • 静定结构 • 变截面 • 手算可采用影响线加栽 • 施工中的内力状态可能出现控制应力
18
二、活载内力
1、纵向——某些截面可能出现正负最不利 弯矩
2、横向
• 箱梁——专门分析
9 石嘴山黄河公路桥 90
10
安徽五河淮河桥
90
30.4
29 .2
5.0
1.9
半立方抛 物线
10
2、截面形式 • 悬臂部分(锚孔)——吊装时采用肋梁
悬臂施工时采用箱梁 • 挂孔——一般采用肋梁,便于吊装
11
3、梁高 • 一般采用变高度梁 • 支点梁高/跨中梁高 = 2~2.5 优点:增加支点抗弯能力
不增加很多的弯矩 底缘曲线:抛物线、正弦曲线、圆弧、折
线
12
4、腹板及顶、底板厚度 • 顶板——满足横向抗弯及纵向抗压要求
一般采用等厚度,主要由横向抗 弯控制 • 腹板——主要承担剪应力和主拉应力 一般采用变厚度腹板,靠近悬臂 端处受构造要求控制,靠近支点 处受主拉应力控制,需加厚。
13
• 底板——满足纵向抗压要求 一般采用变厚度,悬臂端主要受 构造要求控制,支点主要受纵向 压应力控制,需加厚
应力m
横向弯曲——横向正应力c
扭转变形——自由扭转剪应 力k,约束扭转剪应力w, 正应力w
畸变变形——正应力dw, 剪应力dw,横向正应力dt
39
• 变形及相应的应力
40
• 剪力滞效应
41
• 箱梁应力汇总 纵向正应力σ(Z)= σM+σW+σdW
剪应τ=τM+τK+ τW +τdW 横向正应力σ(S)= c + σdt
• 多梁式——横向分布系数,必须考虑横 向分布系数沿桥纵向的变化
– 支点:杠杆原理
– 挂孔、悬臂:采用等刚度原则简化为等代简
支梁,采用刚性横梁法或比拟正交异
性板法计算
19
等刚度法
• 出发点:
– 横向分布体现肋主梁抗弯与抗扭能力的比例 关系
– 不同体系的梁桥抗扭性能基本相同,抗扭刚 度只与抗扭惯矩有关
h cos
2
N A
M W
d 0 d
29
tg23Re32H Rh 2Hh
无水平荷载时
tg2 2h
3e
30
如果是预应力牛腿 计算截面内 力时应该考 虑预应力
31
预应力产生 的牛腿内力
N y-Nycos-()
M y N yco s ) 2 c (ho m s co m sit( n g )
14
5、配筋特点 • 纵向钢筋
– 悬臂上只承担负弯矩,配置负弯矩钢筋 – 锚孔可能承担正或负弯矩需双向配筋 – 节段施工的T形刚构
• 主筋没有下弯时布置在腹板加掖中 • 需下弯时平弯至腹板位置 • 一般在锚固前竖弯,以抵抗剪力
– 预应力钢筋弯出位置设齿槽或齿板
15
• 顶板——配制横向钢筋或 横向预应力钢筋
t2 g 3R H e(2 h 2 h (3 R ) N N ys yci ) n o(2 h s3 m 32)
4、专门空间分析 对于重要的牛 腿应作为专门 课题来验算
33
34
35
36
37
第四节 箱梁计算简介
一、箱梁截面受力特性 • 箱梁截面变形的分解
38
总变形 挠曲变形——正应力m,剪
– 体系不同体现在总体抗弯刚度上 – 采用挠度相等的办法计算等代刚度
20
假想简支梁跨中挠度 Cw 实际桥梁计算点的挠度
I* CwI0
假想简支梁跨中扭角 Cw 实际桥梁计算点的扭角
*
IT CwIT
21
边跨
22
中跨——锚梁与挂孔刚度相差悬殊时 悬臂等代为跨度2l2的简支梁
挂孔等代为相同跨度的简支梁
挂孔、T形刚构 • 缺点行车条件不好
3
双悬臂梁桥 均布荷载q
4
单悬臂梁桥 均布荷载q
5
多跨悬臂梁桥 多跨连续梁桥
6
T形刚构桥 连续刚构桥
7
二、构造特点
1、跨径布置 • 各跨跨径比 • 悬臂长与跨径比
8
具体考虑因素 • 材料
– 钢筋混凝土——悬臂较短,减小负弯矩 – 预应力混凝土——悬臂可适当加长
2
泸州长江大桥
170 65 40 10.0 2.5
3
葛州坝三江桥
158
4
乌龙江桥
144 55.5 33 8.5 2.0 园弧线
5
柳州桥
120 47.5 25 7.5 2.0 园弧线
6 佳木斯松花江桥 120 45 30
7
闽江新洪山桥
110 42.25 25 10.1 9.2 园弧线
8 青铜峡黄河公路桥 90
第四章 悬臂梁桥的设计与计算
1
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
2
第一节 悬臂梁桥的体系 与构造特点
一、体系特点 • 由于支点负弯矩的卸载作用,跨中正弯
矩大大减小 • 由于弯矩图面积的减小,跨越能力增大 • 体系形式:双悬臂、单悬臂、双悬臂加
对于混凝土桥梁,恒载占大部分,活 载比例较小,因此对称荷载引起的 应力是计算的重点
42
二、箱梁截面横向正应力计算 简化为框架计算——必须考虑有效工作宽
度
43
三、箱梁对称挠曲应力
1、弯曲正应力
M
MY IX
初等梁理论,顶底板
• 施工方法
– 纵向分缝——必须考虑锚孔的吊装重量 – 横向分缝——可适当加长悬臂长度
• 特殊使用要求
– 城市桥梁可能要求较小的锚孔,但必须保证 稳定性
9
我国的大型T构桥
序 号
桥名
跨径(m)
L
Lb
Lg
悬臂主梁尺寸(m) H1 H2 底缘曲线
1
重庆长江大桥
174 69.5 35 11.0 3.2 三次曲线