箱梁分析

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第六章 箱梁分析201305

第六章 箱梁分析201305

对图示的单箱三室截面,可写出如下方程:
q01 ds ds ds q q 0 1 2 1 t 1 t 1, 2 t
q02 ds ds ds ds q [ q q 2 1 3 2 t 2 t 1, 2 t 2,3 t
0
q03 ds ds ds q3 q 2 0 3 t 3 t 2,3 t
2.2 弯曲剪应力
开口截面: 由材料力学中的一般梁理论,可直接得出。 闭口单室截面: 问题---无法确定积分起点; 解决方法---在平面内为超静定结构,必须通过变形协调 条件赘余力剪力流q方可求解。 闭口多室截面: 每一室设一个切口,每个切口列一个变形协调方程,联合 求解可得各室剪力流。
2.2.1 开口截面 一般梁理论中,开口截面弯曲剪应力计算公式为:
方程联立解出超静定未知剪力流q1 、 q2和q3 ,则各箱室壁上的
弯曲剪应力: q q q q q 0 1 2 3
M
q 1 (q 0 q1 q 2 q3 ) t t
第三节 箱梁的剪力滞效应
3.1 基本概念
T梁或箱梁受弯曲时,由于翼缘板或顶、底板不均匀剪切变 形的影响,造成弯曲正应力沿宽度方向不均匀分布的现象,称为 “剪力滞后”,简称剪力滞效应。 剪力滞效应导致弯曲正应力沿宽度方向呈曲线分布,并存在 较大的峰谷值差异。 剪力滞效应与截面纵桥向位置、荷载形式、支承条件、横桥 向宽度、截面形状都有关系。 为描述与讨论箱梁剪力滞效应的影响,引入剪力滞系数:
考虑剪力滞效应所求得 的翼板正应力 按简单梁理论所求得的 翼板正应力
3.2 剪力滞系数
考虑剪力滞效应所求得 的翼板正应力 按简单梁理论所求得的 翼板正应力
e e
箱梁翼板与腹板交角处的剪力滞系数为 / 。 当λ ≥1为正剪力滞,如λ <1则为负剪力滞(如图所示)。

混凝土箱梁的横向内力分析

混凝土箱梁的横向内力分析

混凝土箱梁的横向内力分析混凝土箱梁是一种常用的桥梁梁型,它具有结构简单、承载能力强、施工方便等优点,广泛应用于公路、铁路等交通工程中。

在设计和施工过程中,对混凝土箱梁的横向内力进行详细分析十分重要,能够确保桥梁的安全可靠性。

本文将对混凝土箱梁的横向内力进行分析,探讨其相关理论和计算方法。

在混凝土箱梁的运行过程中,由于交通载荷、温度变化、施工误差等因素的影响,会产生横向内力。

横向内力主要包括横向弯矩和横向剪力两个方面。

横向弯矩是指在桥梁横向加载的作用下,梁的跨中和桥面板之间产生的弯曲力矩。

横向剪力是指桥面板上的水平剪力,由交通荷载和梁的变形共同产生。

首先,我们来看横向弯矩的分析。

横向弯矩的大小受到桥梁的几何形状、荷载类型和施工误差等多种因素的影响。

当桥梁受到均布荷载作用时,横向弯矩最大为荷载的一半乘以桥梁的跨度。

当桥梁受到集中力作用时,横向弯矩最大为荷载乘以桥梁的跨度。

接下来,我们来看横向剪力的分析。

横向剪力的大小受到桥面板的刚度、交通荷载和梁的变形等因素的影响。

当桥梁受到均布荷载作用时,横向剪力最大为荷载乘以桥梁的跨度的一半。

当桥梁受到集中力作用时,横向剪力最大为荷载。

在实际工程中,我们需要通过计算来确定混凝土箱梁的横向内力。

计算横向内力时,我们可以采用两种方法:静力法和有限元法。

静力法是根据梁的几何形状和刚度,利用力学平衡条件来求解横向内力。

有限元法是通过将混凝土箱梁离散成许多小单元,建立数学模型,再利用计算机进行计算。

无论采用哪种方法,我们都需要进行边界条件的确定和荷载的估算。

边界条件的确定包括支座的约束等。

荷载的估算包括根据规范和设计要求确定桥梁的荷载类型和强度。

通过确定好边界条件和荷载后,我们就可以进行横向内力的计算。

在混凝土箱梁的设计和施工中,横向内力的分析是一个重要环节。

通过对横向内力的详细分析,我们可以为混凝土箱梁的结构设计和施工提供准确可靠的参考,确保桥梁的安全性和可靠性。

同时,我们还可以通过优化结构和施工方法来减小横向内力的影响,提高桥梁的使用寿命和运行效率。

小箱梁预制质量通病原因分析及预防措施

小箱梁预制质量通病原因分析及预防措施

小箱梁预制质量通病原因分析及预防措施一、小箱梁预制质量通病形式通病一:梁横隔板、端部漏浆产生原因:1 、模板拼接不严密。

2 、相邻模板拼缝过宽且未做有效处理。

3 、模板的拼缝嵌接不密切造成跑模。

4 、未用双面止浆带。

通病二:端部和翼缘板边缘凿毛不规范产生原因:1、施工单位质量意识差,对梁板湿接缝凿毛的重要性认识不足。

2 、采用冲击锤进行凿毛。

预防措施:1 、应对梁板湿接缝凿毛引起足够重视。

2 、应采用凿毛机进行凿毛。

3 、拆模后应及时凿毛。

通病三:表面气泡产生原因:1 、砼级配不合理,振捣不能充分排出气泡。

2 、砼塌落度过小,振捣时气泡不易排出。

3、模板表面未清理干净,模板表面不光滑,气泡粘在模板表面不能溢出。

4、脱模剂涂刷过厚或者脱模剂较粘,时气泡振捣时不能排出。

5、模板温度较高,砼入模后因温度使气体集中在模板表面,振捣不易排出。

6、由于断面尺寸过小难以下振动棒而漏振,砼中气泡未能排出。

7、振捣时没有采取快插慢拔,拔棒过快,砼中气泡不能随振捣棒排出。

预防措施:1 、优化砼配合比设计,确定合适的砂率。

2、选用适宜的塌落度,太小难以下料振捣引气效果差,太大容易离析和水波纹。

3、模板每次使用必须清理彻底,并均匀涂刷隔离剂,且不得涂抹过厚。

4、砼分层厚度不超过30cm,严格控制振捣间距、深度和时间。

5、振捣要快插慢拔,在砼表面再也不下沉和泛浆时可缓慢拔出振捣棒。

6 、避免高温施工以免模板温度过高加强了砼气体集中。

通病四:砼局部表面浮现缺浆和许多小凹坑,麻点,形成麻面。

产生原因:1 、模板表面粗糙,处理不干净。

2 、模板脱模剂涂刷不均匀,局部未涂刷而粘模。

3 、拆模时间过早,粘模。

4、砼振捣时振捣棒拔出过快,气泡不能随棒排出而形成麻面。

预防措施:1、模板表面清理打磨干净,不得粘有干硬水泥砂浆等杂物。

2、模板安装前,清理打磨干净的模板表面灰尘,并均匀涂刷脱模剂,不得漏刷或者局部涂抹过多。

3 、模板缝隙要封堵严密以防漏浆。

箱梁分析PPT课件

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1.1.3 扭转 箱形梁的扭转(这里指刚性扭转,即受扭时箱形的周边不变形) 变形主要特征是扭转角 。箱形梁受扭时分自由扭转与约束扭 转。所谓自由扭转,即箱形梁受扭时,截面各纤维的纵向变形是 自由的,杆件端面虽出现凹凸,但纵向纤维无伸长缩短,自由翘 曲,因而不产生纵向正应力,只产生自由扭转剪应力 。
箱梁截面变形的分解 纵向弯曲: 对称荷载作用;产生纵向弯曲正应力 ,弯曲剪应力 。 横向弯曲: 局部荷载作用;产生横向正应力 。 扭转: 反对称荷载的作用下的刚性转动,分为自由扭转与约束扭 转;产生自由扭转剪应力 ,翘曲正应力 ,约束扭转剪应力 。 扭转变形: 即畸变,反对称荷载的作用下的扭转变形;产生翘曲正应 力 , 畸变剪应力 ,横向弯曲应力 。
第二节 箱梁对称挠曲时的弯曲应力
弯曲正应力: 根据材料力学的一般梁理论可直接求解; 初等梁理论,顶底板应力均匀分布; 空间梁理论,顶底板应力不均匀,有剪力滞作用。 弯曲剪应力: 开口截面,由材料力学中一的般梁理论直接求解; 闭口截面,根据变形协调条件求解。
第一节 箱梁截面受力特性
箱梁截面变形的分解: 箱梁在偏心荷载作用下的变形与位移,可分成四种基本状 态:纵向弯曲、横向弯曲、扭转及扭转变形(即畸变); 因弯扭作用在横截面上将产生纵向正应力和剪应力,因横向 弯曲和扭转变形将在箱梁各板中产生横向弯曲应力与剪应力。 箱梁应力汇总及分析: 纵向正应力,剪应力;横向正应力; 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。
前 言: 箱梁的主要优点
承重结构与传力结构相结合,使各部件共同受力,达到经济效果,同时截面效率高,并适合预应力混凝土结构空间布束,更加收到经济效果; 对于宽桥,由于抗扭刚度大,跨中无需设置横隔板就能获得满意的荷载横向分布; 适合于修建曲线桥,具有较大适应性; 能很好适应布置管线等公共设施。

单箱多室连续宽箱梁有效宽度分析

单箱多室连续宽箱梁有效宽度分析

单箱多室连续宽箱梁有效宽度分析单箱多室连续宽箱梁是指在一座桥梁中,采用多个独立矩形箱室并通过侧墩连接起来的结构形式。

在该结构中,有效宽度的分析对于确定梁的受力性能和设计基准值具有重要作用。

本文将对单箱多室连续宽箱梁的有效宽度分析进行详细讨论,并探讨其影响因素和计算方法。

有效宽度是指梁的实际截面有效地参与负荷承载的宽度。

在单箱多室连续宽箱梁中,由于箱室之间的连接,存在一定的传力效应,因此在分析梁的受力情况时需考虑这种传力效应对梁的承载能力的影响。

有效宽度的分析可以通过三种方法进行:经验公式法、模型试验和理论分析。

经验公式法是根据实际桥梁形式和设计情况,利用历史数据和经验公式进行估算。

这种方法具有简便快捷的特点,适用于常见桥梁形式和设计条件,但对于具体桥梁结构来说,准确性相对较低。

模型试验是利用物理模型对桥梁结构进行试验,通过观察和测量模型在受载过程中的变形和破坏形态,来确定有效宽度。

这种方法具有直观性和准确性较高的特点,但需要进行复杂的试验和数据处理,成本较高,适用范围相对较窄。

理论分析是采用理论方法对桥梁结构进行建模和分析,通过计算和分析得到有效宽度。

这种方法具有灵活性和适用性较广的特点,可以应用于各种不同形式和设计条件的桥梁,但需要考虑多种因素,包括材料特性、几何形状、边界条件和荷载等。

在单箱多室连续宽箱梁的有效宽度分析中,需要考虑以下几个主要因素:1.箱室刚度:箱室的刚度决定了传力效应的大小。

较大刚度的箱室可以在一定程度上减小传力效应,从而增加有效宽度。

通常情况下,采用更大刚度的箱室可以使有效宽度更大。

2.箱室间距:箱室之间的间距也会对有效宽度产生影响。

较大的间距会增大传力效应,从而减小有效宽度,较小的间距则相反。

因此,在设计中需要合理选择箱室之间的间距,以使有效宽度达到最优。

3.荷载特性:荷载的类型和大小也会对有效宽度产生影响。

不同类型的荷载会对梁的受力方式和传力效应产生不同的影响,从而影响有效宽度的计算。

现浇箱梁施工危险源辨识与分析

现浇箱梁施工危险源辨识与分析

现浇箱梁施工危险源辨识与分析
一、危险源辨识与评价
根据以上风险估测方法,对现浇梁施工过程主要危险源进行分析和风险估测,从而得出危险源辨识及风险评价一览表如下所示:
表1 现浇箱梁施工危险有害因素辨识及评价一览表
1/ 9
2/ 9
3/ 9
4/ 9
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二、风险分析结论
6/ 9
根据现浇梁施工作业风险LEC法评估结果表,显著以上危险的有30项,主要潜在事故类型:触电、起重伤害、机械伤害、物体打击、高处坠落、坍塌,其中3级风险30项,需要制定针对性安全措施,施工期间,严格落实领导带班制度。

表2显著危害因素清单
7/ 9
8/ 9
9/ 9。

预应力箱梁横向分析

预应力箱梁横向分析

预应力箱梁横向分析预应力箱梁横向分析一. 概要1.分析概要 PSC箱梁进行横向分析时,有理论指出梁单元模型的分析结果往往比有限板单元的分析结果要偏大。

通过本例题对配有预应力钢筋的箱梁横向模型进行三维板单元分析并与梁单元模型的结果比较,验证上述理论。

建立几何体生成主梁(板单元网格)生成横向预应力钢筋(线网格)施加恒荷载.移动荷载张拉预应力钢筋查看分析结果 n 几何模型本例题主梁是截面宽度为15.74m,梁高为3m的等截面箱梁。

顶板的悬臂板.腹板顶.顶板中心的厚度依次为0.25.0.45.0.23m,横向预应力钢筋是曲线布置的。

建顶板时可采用程序中变厚度板单元,预应力钢筋采用B样条曲线。

n 材料及特性主梁采用40MPa的高强度混凝土材料,钢束选择钢筋单元中的预应力类型。

顶板采用变厚度的板单元建模,腹板与底板用0.5m.0.2m厚度的板单元来建模。

n 生成主梁(板单元网格)首先利用“定义线”功能定义箱梁截面几何体(如上图所示),再利用“扩展”功能生成50m的全桥板单元网格。

n 生成钢束(线单元网格)利用“定义线”功能生成B样条曲线,然后以0.6m 为等间距复制到整个主梁顶板中。

n 恒荷载与活荷载结构自重由程序内部自动计算,二期荷载(防撞墙.铺装)通过压力荷载施加在整个桥面板上。

将一辆整车荷载添加在主梁跨中顶板上,按悬臂板.顶板中心弯矩最大布置车辆,共有六种布置方法。

每个车轮考虑着地面积施加压力荷载。

n 预应力荷载对钢筋单元(预应力类型)施加预应力荷载。

n 分析结果将恒载.活荷载的内力结果以及预应力荷载的应力结果与梁单元模型的分析结果相比较。

二. 建立主梁顶板(考虑加腋)3214 操作步骤 Procedure 分析 > 函数.1.名称 [Top Slab]2. 独立变量 [X]3. 编辑表格 [输入顶板相应于X坐标的板厚]4. 点击 [确认] 独立变量横向顶板的厚度在X方向上有变化,独立变量选择X方向。

预制箱梁质量通病分析与控制措施

预制箱梁质量通病分析与控制措施
模板清理
在模板使用前,要对其进行清理,确保无杂物、无锈蚀。
脱模剂涂刷
在模板涂刷脱模剂,确保涂刷均匀、无漏涂现象,以利于预制 箱梁的顺利脱模。
成品保护
在预制箱梁脱模后,要进行成品保护,避免其受到损伤或污染 。
05
实施建议与展望
加强施工过程管控
严格把控预制箱梁的施工过程 ,确保每个环节都符合规范和
设计要求。
水泥质量不佳
使用的水泥质量不符合要求,可能影响混凝土的强度、抗渗性等 质量指标。
骨料粒径不均
骨料的粒径不符合要求,可能导致混凝土的抗压强度降低。
掺合料与外加剂使用不当
掺合料和外加剂的使用不当,可能影响混凝土的硬化过程和性能 。
人员因素
管理人员失职
管理人员对质量把控不严 ,导致施工过程中的问题 得不到及时解决,甚至放 任不合格的工序通过。
加强施工现场的监督和检查, 及时发现和解决施工中的问题

对关键工序和易出现质量问题 的环节进行重点监控,如钢筋 加工、混凝土浇筑、预应力张
拉等。
合理选择施工工艺和设备
根据工程实际情况,选择合适 的施工工艺和设备,确保其适 用性和可靠性。
在施工前进行技术交底和培训 ,使施工人员熟悉和掌握施工 工艺和设备的使用方法。
技术人员能力不足
技术人员的技术水平和工 作能力不足,无法提供正 确的技术指导和支持,影 响预制箱梁的质量。
施工人员技能不足
施工人员的技能水平不足 ,无法按照要求完成施工 作业,导致质量问题。
设备因素
模板质量问题
使用的模板质量不符合要求, 导致预制箱梁的几何尺寸、外
观质量等问题。
搅拌设备问题
使用的搅拌设备性能不良,如搅 拌不均匀、计量不准确等,影响 混凝土的质量。

箱梁分析

箱梁分析

第六章箱梁分析•主要优点:抗扭刚度大、有效抵抗正负弯矩、施工方便、整体受力、适应性强、铺设管道方便。

•箱梁截面受力特性:箱梁在偏心荷载作用下的变形与位移,可分成四种基本状态:纵向弯曲、横向弯曲、扭转及扭转变形(即畸变);箱梁在偏心荷载作用下,因弯扭作用在横截面上将产生纵向正应力与剪应力,因横向弯曲与扭转变形将在箱梁各板中产生横向弯曲应力与剪应力。

•箱梁对称挠曲时的弯曲应力:箱梁对称挠曲时,产生弯曲正应力、弯曲剪应力。

•箱梁的自由扭转应力:箱梁在无纵向约束,截面可自由凸凹的扭转称为自由扭转,只产生剪应力,不引起纵向正应力;单室箱梁的自由扭转应力,多室箱梁的自由扭转应力。

•箱梁的约束扭转应力:当箱梁端部有强大横隔板,扭转时截面自由凸凹受到约束称为约束扭转,产生约束扭转正应力与约束扭转剪应力;这里介绍的约束扭转的实用理论建立就是一定的假定之上的。

•箱梁的畸变应力:当箱梁壁较薄时,横隔板较稀时,截面就不能满足周边不变形的假设,则在反对称荷载作用下,截面不但扭转还要畸变,产生畸变翘曲正应力与剪应力,箱壁上也将引起横向弯曲应力;用弹性地基比拟梁法解析箱梁畸变应力。

•箱梁剪力滞效应:翼缘剪切扭转变形的存在,而使远离梁肋的翼缘不参予承弯工作,这个现象就就是剪力滞效应;可应用变分法的最小势能原理求解。

第六章 箱梁分析一、主要优点箱形截面具有良好的结构性能,因而在现代各种桥梁中得到广泛应用。

在中等、大跨预应力混凝土桥梁中,采用的箱梁就是指薄壁箱型截面的梁。

其主要优点就是:• 截面抗扭刚度大,结构在施工与使用过程中都具有良好的稳定性;• 顶板与底板都具有较大的混凝土面积,能有效地抵抗正负弯矩,并满足配筋的要求,适应具有正负弯矩的结构,如连续梁、拱桥、刚架桥、斜拉桥等,也更适应于主要承受负弯矩的悬臂梁,T 型刚构等桥型;• 适应现代化施工方法的要求,如悬臂施工法、顶推法等,这些施工方法要求截面必须具备较厚的底板;• 承重结构与传力结构相结合,使各部件共同受力,达到经济效果,同时截面效率高,并适合预应力混凝土结构空间布束,更加收到经济效果;• 对于宽桥,由于抗扭刚度大,跨中无需设置横隔板就能获得满意的荷载横向分布; • 适合于修建曲线桥,具有较大适应性; • 能很好适应布置管线等公共设施。

钢箱梁与预应力混凝土现浇箱梁优缺点分析

钢箱梁与预应力混凝土现浇箱梁优缺点分析

目录一、预应力混凝土现浇箱梁特点及施工工艺 (2)1.1搭设支架 (2)1.2绑扎钢筋 (2)1.3模板安装 (3)1.4浇筑混凝土(砼浇筑) (3)1.5预应力施工 (3)二、钢箱梁特点及施工工艺 (4)2.1钢箱梁工程情况 (4)2.2施工内容简介 (4)2.3安装施工方案 (4)2.4钢箱梁涂装 (6)2.5吊装设备的选择 (8)三、钢箱梁与预应力混凝土现浇箱梁现场实景对比 (9)四、钢箱梁与预应力混凝土现浇箱梁优缺点分析表 (12)钢箱梁与预应力混凝土现浇箱梁优缺点分析一、预应力混凝土现浇箱梁特点及施工工艺1.1搭设支架1.1.1 场地的选择在搭设支架前需选择合适的场地,要选择平整、硬实的地基,若地基面有不够硬实的地方,则需要用砂石或灰土进行填充,然后使用机器进行推平、碾压,使原地面更平整,整体的压实度要能达到百分之九十五以上,其承载能力也不能低于200KN 平方米。

之后浇筑20CM厚C20混凝土垫层,然后铺设方木。

在做所有这些工作之前首先要计算支架之间的距离,并为支架预留出基础位置。

1.1.2 搭设支架支架搭设需要的配件及操作要领要符合规范。

要能够保证支架的安全性及稳定性,因此,在搭设支架时,施工人员要特别小心谨慎,一则是为了保证施工人员的人身安全,二则是为了支架的稳定性和完整性。

因此要特别注意以下几个问题,一是搭设支架时碗口要扣紧, 不使底托架空在一些关键连接处;二是在支架平台搭设完毕以后, 要对支架进行不低于百分百钢箱梁自重的沙袋进行预压, 以预防支架及地基的非弹性形变,尽量减少钢箱梁的下沉量,同时也可以通过预压实验得到支架的弹性变形值,为施工提供预留拱度依据,同时也为调整模板标高提供依据;三是支架的功能要多样化,高架桥的支架不仅要满足承载要求,还要能为施工人员提供作业台,并且还要能保证施工人员的人身安全;四是支架的适应能力要强,由于高架桥高度多变,弯多、坡也多,并且变化不规则,这就对支架灵活多变的技术性能提出了更高的要求。

箱梁体外预应力加固效果的分析

箱梁体外预应力加固效果的分析

箱梁体外预应力加固效果的分析箱梁是一种常见的桥梁结构,其主要承受桥面荷载和自重荷载的作用。

为了增强箱梁的承载能力和抗震性能,常常采用预应力加固技术。

预应力加固效果的分析是评价箱梁工程质量和安全性的重要指标,本文将从箱梁预应力加固的目的、原理和效果三个方面进行分析。

一、预应力加固的目的箱梁的预应力加固主要是通过施加预应力,改变结构内力分布,使得结构在荷载作用下的受力状态更加优越,从而增强结构抗弯、抗剪和抗震能力。

预应力加固的目的主要有以下几点:1.增强梁的承载能力:预应力加固可以通过施加预压力,降低箱梁在受载时的挠度和变形,从而提高梁的承载能力和刚度。

2.提高桥梁的抗弯能力:预应力加固使得梁的下弦部位受到压力,上弦部位受到拉力,有效抵抗弯曲力的作用,增加梁的抗弯能力。

3.增强梁的抗剪能力:预应力加固可以提高梁的剪切承载能力,减小梁上剪切破坏的可能性。

4.提高结构的抗震性能:通过施加预应力,增大结构的刚度和稳定性,提高结构在地震作用下的抗震能力。

二、预应力加固的原理预应力加固的原理是利用预应力的拉力抵消荷载引起的结构内力,从而使结构保持在较小的应力范围内。

预应力可以分为内力矩预应力和剪力预应力两种类型,其原理如下:1.内力矩预应力原理:通过施加预应力,使得结构内部产生不均衡的拉力分布,从而形成预应力内力矩,进而提高结构的抗弯能力。

2.剪力预应力原理:通过将预应力施加在剪切构件上,提高结构的抗剪能力。

预应力的拉力可以增大结构的剪切强度,降低结构在剪切作用下的变形和破坏。

三、预应力加固的效果预应力加固可以显著改善箱梁的力学性能和工程质量1.提高结构的强度和刚度:通过施加预应力,改变结构内力分布,可以增加结构的强度和刚度,提高其整体承载能力。

2.减小结构的挠度和变形:预应力加固可以通过施加预压力,减小结构的挠度和变形,提高结构的整体稳定性和刚度。

3.增强结构的抗震性能:预应力加固能够提高结构的刚度和稳定性,使得结构在地震作用下具有更好的抗震能力。

钢箱梁与预应力混凝土现浇箱梁优缺点分析

钢箱梁与预应力混凝土现浇箱梁优缺点分析

目录一、预应力混凝土现浇箱梁特点及施工工艺 (2)1.1搭设支架 (2)1.2绑扎钢筋 (2)1.3模板安装 (3)1.4浇筑混凝土(砼浇筑) (3)1.5预应力施工 (3)二、钢箱梁特点及施工工艺 (4)2.1钢箱梁工程情况 (4)2.2施工内容简介 (4)2.3安装施工方案 (4)2.4钢箱梁涂装 (6)2.5吊装设备的选择 (8)三、钢箱梁与预应力混凝土现浇箱梁现场实景对比 (9)四、钢箱梁与预应力混凝土现浇箱梁优缺点分析表 (12)钢箱梁与预应力混凝土现浇箱梁优缺点分析一、预应力混凝土现浇箱梁特点及施工工艺1.1搭设支架1.1.1 场地的选择在搭设支架前需选择合适的场地,要选择平整、硬实的地基,若地基面有不够硬实的地方,则需要用砂石或灰土进行填充,然后使用机器进行推平、碾压,使原地面更平整,整体的压实度要能达到百分之九十五以上,其承载能力也不能低于200KN 平方米。

之后浇筑20CM厚C20混凝土垫层,然后铺设方木。

在做所有这些工作之前首先要计算支架之间的距离,并为支架预留出基础位置。

1.1.2 搭设支架支架搭设需要的配件及操作要领要符合规范。

要能够保证支架的安全性及稳定性,因此,在搭设支架时,施工人员要特别小心谨慎,一则是为了保证施工人员的人身安全,二则是为了支架的稳定性和完整性。

因此要特别注意以下几个问题,一是搭设支架时碗口要扣紧, 不使底托架空在一些关键连接处;二是在支架平台搭设完毕以后, 要对支架进行不低于百分百钢箱梁自重的沙袋进行预压, 以预防支架及地基的非弹性形变,尽量减少钢箱梁的下沉量,同时也可以通过预压实验得到支架的弹性变形值,为施工提供预留拱度依据,同时也为调整模板标高提供依据;三是支架的功能要多样化,高架桥的支架不仅要满足承载要求,还要能为施工人员提供作业台,并且还要能保证施工人员的人身安全;四是支架的适应能力要强,由于高架桥高度多变,弯多、坡也多,并且变化不规则,这就对支架灵活多变的技术性能提出了更高的要求。

箱梁的剪力滞效应分析

箱梁的剪力滞效应分析

箱梁的剪力滞效应分析文章类型:论述文剪力滞效应是指箱梁在承受剪力作用时,剪切力和剪切变形之间的关系出现滞后现象。

这种现象对箱梁的承载能力和正常使用有着重要影响。

本文将介绍箱梁剪力滞效应的基本概念和分析方法,并探讨如何采取有效的措施应对剪力滞效应的影响。

一、箱梁剪力滞效应概述箱梁是一种常见的桥梁结构形式,具有结构强度高、刚度大等特点,被广泛应用于公路、铁路、城市轨道交通等领域。

箱梁在承受剪力作用时,剪切力和剪切变形之间的关系通常应该是线性的,但在某些情况下,剪切力与剪切变形之间的关系会出现滞后现象,即所谓的剪力滞效应。

剪力滞效应会对箱梁的结构性能产生不利影响,降低桥梁的承载能力和使用性能。

当剪力滞效应较严重时,可能导致桥梁出现裂缝、变形过大等现象,影响行车安全和桥梁寿命。

因此,对箱梁剪力滞效应进行分析和研究,采取有效的应对措施,具有重要意义。

二、箱梁剪力滞效应分析方法1、有限元法有限元法是一种常用的结构分析方法,通过将结构离散成多个小的单元,利用数学方法近似求解结构整体的力学行为。

对于箱梁的剪力滞效应分析,可以采用有限元法进行数值模拟,通过调整箱梁的几何尺寸、材料参数等因素,模拟剪力滞效应的产生和变化规律。

2、解析法解析法是通过理论建模和推导,得出结构的力学响应的解析解。

对于箱梁的剪力滞效应分析,可以采用解析法建立简化的力学模型,从而得到剪力滞效应的近似解。

解析法具有计算速度快、成本低等优点,但精度较有限元法低。

三、箱梁剪力滞效应应对措施1、优化结构设计通过优化箱梁的结构设计,可以降低剪力滞效应的影响。

例如,可以合理布置箱梁的横隔板和竖向肋板,增加结构的整体性和抗扭刚度;同时,可以通过选用高强度材料,提高结构的强度和稳定性。

2、增加配筋率增加箱梁的配筋率可以增强结构的抗剪能力,降低剪力滞效应引起的变形和裂缝等问题。

同时,合理的配筋设计还可以提高箱梁的承载能力和使用寿命。

3、采用新型材料采用新型材料如高性能混凝土、纤维增强混凝土等,可以提高箱梁的抗剪性能和耐久性,降低剪力滞效应的影响。

箱梁_精品文档

箱梁_精品文档

箱梁概述箱梁是一种常见的结构工程构件,通常用于在建筑、桥梁和其他大型结构中承受重载的功能。

其主要特点是具有较大的弯曲刚度和承载能力。

箱梁的设计和制造需要考虑多个因素,如强度、稳定性、刚度、施工和运输等。

1. 箱梁的类型和用途箱梁有多种类型,包括实心箱梁、空心箱梁、T形箱梁等。

不同类型的箱梁适用于不同的情况和需要。

实心箱梁由于其整体性和强度,常用于承载大荷载的桥梁结构中。

空心箱梁因其重量较轻而且方便施工和维护,常被采用于地铁、市政工程和航空航天领域。

T形箱梁结构常见于建筑的楼层、横梁和地下结构,其形状提供了较大的悬挑能力。

2. 箱梁的设计要点在设计箱梁时,需要考虑多个要点。

首先是强度和刚度的设计。

箱梁的设计应满足加载条件下的静力强度和变形要求。

其次是稳定性分析。

为了保证结构的稳定性,必须考虑横向位移、侧翻和纵向稳定性等因素。

此外,还需要考虑施工过程中的可行性和经济性。

3. 箱梁的制造和施工箱梁的制造通常采用预制方式。

预制箱梁可以在工厂中制造,然后通过运输设备将其送到施工现场。

预制箱梁可以精确地控制构件的尺寸和质量,并减少现场制造和施工时间。

箱梁的施工需要大型的起重设备和施工支架。

在施工过程中,需要注意提前进行稳固计算,并采取适当的安全措施。

4. 箱梁的优缺点箱梁作为结构构件具有以下优点:首先,箱梁的刚度和承载能力较高。

其次,箱梁的设计和制造可以在工厂中进行,减少了现场施工的复杂性。

此外,由于箱梁的结构形式,其自重相对较轻,可以降低土建结构的压力。

然而,箱梁也存在一些缺点。

首先,制造预制箱梁需要大型的设备和先进的技术,这对于一些项目来说可能不太容易实现。

其次,预制箱梁的运输和安装也需要专门的设备和大型施工机械。

5. 箱梁的典型应用案例箱梁广泛应用于各种建筑工程中。

在桥梁工程中,箱梁常用于大跨度桥梁的主梁和横梁。

在地铁和市政工程中,空心箱梁常用于地铁隧道的顶板和侧墙。

在建筑结构中,T形箱梁常被用作横梁和楼层结构。

试分析现浇箱梁施工技术

试分析现浇箱梁施工技术

试分析现浇箱梁施工技术现浇箱梁是指在桥梁、隧道、地铁等工程中采用混凝土直接浇筑的一种梁体结构。

现浇箱梁的施工技术是复杂的,需要严格控制各个环节,确保施工质量和安全。

本文将从现浇箱梁的特点、施工工艺、施工注意事项等方面进行分析,作为参考。

一、现浇箱梁的特点1. 较大的体积:现浇箱梁一般是整体浇筑,因此体积往往较大,需要较长的浇筑时间。

2. 复杂的形状:现浇箱梁的横截面形状多样,有矩形、T形、I形等,需要根据设计要求进行浇筑,施工难度较大。

3. 结构复杂:现浇箱梁中可能包含预应力筋、钢筋、槽钢等多种构件,需要精确布置和连接。

4. 质量要求高:现浇箱梁承载桥梁上部结构,需要保证其强度和耐久性,因此对混凝土和钢筋的质量有较高的要求。

二、现浇箱梁的施工工艺1. 浇筑准备工作:在进行现浇箱梁的浇筑前,需要进行基础处理、模板安装、支撑架的设置等工作,确保施工安全和质量。

2. 混凝土配合比:根据设计要求和现场实际情况,确定混凝土的配合比,保证混凝土的强度和坍落度。

3. 钢筋加工和安装:根据设计图纸和要求进行钢筋的加工和安装,保证钢筋的正确性和连接牢固。

4. 模板拆除:在混凝土浇筑完成后,需要等待一定时间进行养护,然后进行模板的拆除,对混凝土进行保养处理。

5. 预应力张拉:如果箱梁中包含预应力筋,需要进行预应力筋的张拉和锚固工作,确保箱梁的受力性能。

1. 安全第一:现浇箱梁施工过程中,需要严格遵守安全操作规程,保证施工人员的人身安全。

2. 质量控制:混凝土的配合比、钢筋的加工和安装等工作都需要进行严格的质量控制,确保施工质量。

3. 施工组织:现浇箱梁施工需要合理的施工组织,包括施工工艺、材料供应、设备调配等方面。

4. 现场管理:对现浇箱梁施工现场的管理十分重要,要求现场整洁、安全、有序。

5. 现场协调:现浇箱梁施工涉及多个施工工序和多个施工单位,需要进行良好的协调和沟通。

通过对现浇箱梁的特点、施工工艺和施工注意事项的分析,可以发现现浇箱梁的施工技术较为复杂,需要严格遵守施工规范,并保证施工质量和安全。

混凝土箱梁桥实用精细化分析方法

混凝土箱梁桥实用精细化分析方法

1 研究背景在实际工程中,混凝土结构由于受到荷载作用、温度变化、徐变收缩等因素影响,会使得结构中主拉应力超过混凝土极限拉应力,使得结构开裂。

其中荷载因素包括施工中的荷载和裂缝的成桥后的荷载,温度变化分为整体温度变化(年温差)和局部温差(日照)作用等。

由于这些作用的存在方式不同,将在不同阶段产生不同类型的裂缝,需要分别考虑。

目前混凝土箱梁桥出现的裂缝形式可以分为整体受力裂缝和局部受力裂缝。

整体受力裂缝主要表现为:箱梁跨中受弯时在地板受拉区产生的弯曲裂缝,腹板在受弯和受剪共同作用下主拉应力过大产生斜裂缝,支座处受负弯矩(或者预应力作用产生的负弯矩)在顶板产生的弯曲裂缝,弯曲裂缝延伸到腹板继续形成的斜裂缝等。

规范上对整体裂缝的出现给出了限制条件,并提供了验算的公式,即在弯矩作用下混凝土的拉应力在一定的范围内和控制受弯受剪主拉应力。

规范中也给出了局部受力裂缝的计算公式和限制方法。

局部裂缝主要表现在:翼缘在局部车辆荷载作用下在腹板交界处引起弯矩时产生的弯曲裂缝,张拉预应力时在平行于预应力方向形成的手拉裂缝等,局部混凝土受压产生的裂缝等。

规范中也是给出了受拉应力的限制值和受压应力的限制值来保证裂缝不发生或者裂缝的宽度在一定的范围内。

但由于规范中采用的经典分析方法认为箱梁为柔性梁,往往忽视了剪切变形的影响,已经不适用于新出现结构的发展要求,如叠合梁。

同时新材料的使用如FRP也对规范的计算方法提出了挑战。

同时规范针对结构六种受力方式(轴力,两个方向的剪力,两个方向的弯矩和扭矩)进行配筋时,配筋方法相互独立甚至矛盾,并且剪扭配筋理论体系尚不完善,造成当六种力共同作用相互耦合时,现行设计理论时常难以解释清楚,1混凝土箱梁出现了规范中不能给出解释的裂缝。

这些裂缝的出现将逐渐扩大并形成贯穿裂缝,对建筑物的质量和运行安全造成威胁,影响桥梁结构的耐久性。

在实际混凝土箱梁桥结构中,规范中缺失的验算项而引起的裂缝有:顶板斜向裂缝、底板斜向裂缝,底板斜向裂缝和腹板斜向裂缝连通、顶板八字形裂缝等。

现浇箱梁成本分析

现浇箱梁成本分析

现浇箱梁成本分析箱梁是一种常见的混凝土构件,用于桥梁、隧道等建筑工程中。

现浇箱梁以其结构稳定、承载能力强的特点,被广泛应用于各类工程中。

本文将对现浇箱梁的成本进行分析。

一、材料成本现浇箱梁的主要材料是混凝土和钢筋。

混凝土的成本主要包括水泥、砂、骨料和水的价格,钢筋的成本则与钢材的价格有关。

根据梁体的设计要求和规格,确定混凝土和钢筋的用量,再结合当前市场价格,即可计算出材料成本。

二、劳动成本现浇箱梁的制作过程需要一定的劳动力,包括模板搭设、钢筋加工、混凝土浇筑等环节。

劳动力的成本根据当地的劳动力市场价格和施工周期进行计算。

同时,还要考虑到施工过程中的各类附加工作,如施工现场的清理、起重机械的使用等。

这些都会对劳动成本产生一定的影响。

三、设备成本现浇箱梁制作过程中需要使用一些特殊的设备和工具,如起重机械、模板、钢筋加工设备等。

设备的成本包括购买费用、维修费用以及使用寿命等因素。

根据箱梁制作的规模和工程周期,可以计算出设备成本。

四、管理费用现浇箱梁的制作过程需要专业的工程师进行管理和监督。

工程师的工资、差旅费以及相关管理费用都要计入成本中。

此外,还要考虑到施工现场的管理费用,如办公用品、安全防护用品等。

五、其他费用现浇箱梁的制作过程中还涉及到一些其他的费用,如施工地点的租金、土地使用费,运输费用等。

这些费用都要计入成本中,在计算过程中要进行合理的估算和计算。

综上所述,现浇箱梁的成本分析需要综合考虑材料成本、劳动成本、设备成本、管理费用以及其他费用等多个方面的因素。

在具体的成本计算过程中,需要准确的数据和合理的假设,同时也要根据具体的工程要求和实际情况进行调整和修正。

只有全面准确地计算了成本,才能更好地管理工程预算,确保项目的顺利进行。

现浇箱梁施工危险源辨识与分析

现浇箱梁施工危险源辨识与分析

现浇箱梁施工危险源辨识与分析首先需要辨识的危险源是高空坠落。

现浇箱梁施工通常需要在较高的位置进行操作,工人在施工过程中存在坠落的风险。

高空坠落可能是由于高处作业台面不稳定、使用不符合标准的安全绳具、安全绳具磨损或破损、防护设备未正常使用等原因导致的。

为防止高空坠落事故的发生,应对高处作业台面进行稳固性检查,及时更换使用不合格的安全绳具,确保安全绳具无磨损或破损,并要求工人正确佩戴和使用安全绳具。

其次是起重吊装危险源。

现浇箱梁施工需要使用起重机进行吊装,起重吊装过程中存在吊装物品掉落、吊装绳具断裂、起重机械故障等风险。

为防止起重吊装事故的发生,应确保吊装物品牢固可靠地固定在起重绳具上,检查起重机械的工作状态,及时发现并修理起重机械故障,同时,要求工人佩戴安全帽、安全鞋等防护装备,并设置明显的警示标志,确保施工区域的安全。

第三个危险源是模板支撑体系。

现浇箱梁施工需要使用模板支撑体系进行模板的搭设和支撑,模板支撑体系存在支撑不稳、模板材料破损、模板脱落等风险。

为防止模板支撑体系事故的发生,应对模板支撑体系进行稳定性检查,及时更换破损的模板材料,加强对模板固定的检查和防护措施,确保施工过程的安全。

另外一个危险源是施工机械作业。

现浇箱梁施工需要使用各种机械设备进行施工作业,机械设备操作不当或故障可能导致事故发生。

为防止施工机械作业事故,应对施工机械进行定期的检查和维护,确保机械设备的正常运行。

同时,要求操作人员熟练掌握机械设备的使用方法,佩戴必要的安全装备,并设置禁止闯入机械作业区域的警示牌,确保机械作业的安全进行。

最后一个危险源是施工现场管理不善。

现浇箱梁施工现场存在堆放材料不规范、消防设施不齐全、交通不畅等管理问题。

为防止施工现场管理不善导致的事故发生,应规范施工现场材料的堆放,确保通道畅通,设置适当的消防设施,及时处理安全隐患,严禁私拉乱接电源,加强安全教育和培训,提高工人的安全意识。

通过对现浇箱梁施工的危险源进行辨识与分析,可以采取相应的防范措施,确保施工的安全进行。

单箱三室箱梁横向计算分析

单箱三室箱梁横向计算分析

单箱三室箱梁横向计算分析横向计算分析是在设计和计算箱梁的过程中非常重要的一步。

在进行横向计算分析时,我们需要考虑结构的荷载和受力情况,以确定箱梁的横向强度和稳定性。

下面将详细介绍单箱三室箱梁的横向计算分析。

首先,我们需要了解单箱三室箱梁的结构形式。

单箱三室箱梁是由一个箱体和三个室内空间组成的箱型结构。

箱体用于承受荷载并传递到支座,同时通过室内空间分割,实现横向的稳定性和强度。

在进行横向计算分析时,我们需要考虑以下几个因素:1.荷载分布:首先,我们需要确定施加在箱梁上的荷载分布。

根据设计要求,箱梁可以承受的荷载来计算荷载的大小和方向。

常见的荷载包括自重、活载和风载等。

2.横向受力:在确定荷载分布后,我们可以根据力的平衡原理计算箱梁在横向方向上的受力情况。

这包括剪力和弯矩等受力情况。

3.抗弯能力:箱梁的抗弯能力是通过计算箱梁的截面形状和材料强度来确定的。

通过对梁的截面形状进行分析,我们可以确定横向弯曲时的最大弯曲应力。

然后,通过与箱梁材料的强度进行比较,可以确定箱梁的横向抗弯能力。

4.稳定性分析:箱梁在横向方向上的稳定性是指箱梁是否能够承受荷载而不发生失稳现象。

一般来说,箱梁的稳定性可以通过计算箱体的承载能力和支座对箱梁的约束来确定。

在进行横向计算分析时,我们需要借助一些工程软件和公式来进行计算。

一般来说,我们可以使用有限元分析等方法来估计箱梁的受力情况和稳定性,并通过对应的公式来计算箱梁的横向强度和稳定性。

在完成横向计算分析后,我们可以根据计算结果对箱梁的设计进行优化和调整。

如果计算结果不满足设计要求,可以通过调整箱体的尺寸、材料等参数来提高箱梁的横向强度和稳定性。

总之,横向计算分析是设计和计算单箱三室箱梁过程中不可或缺的一步。

通过考虑荷载分布、横向受力、抗弯能力和稳定性等因素,我们可以确定箱梁的横向强度和稳定性,并优化设计以满足设计要求。

箱梁和T梁预制工效分析

箱梁和T梁预制工效分析

箱梁和T梁预制工效分析一、工程认识箱梁和T梁预制工效的分析首先要关注的是对工程本身的认识。

对于需要使用箱梁和T梁的工程来说,先要进行详细的勘测,确定梁的布置、尺寸和材质等。

在工程认识过程中,需要充分考虑梁的预制工艺,包括预制的工厂条件、吊装梁体的要求和施工现场的条件等。

二、制造过程箱梁和T梁的预制制造工艺相对简单,可以进行批量化生产。

制造过程主要包括以下几个环节:模具制作、钢筋加工、混凝土浇筑、养护和脱模等。

其中,模具制作是整个制造过程的核心,需要精确设计和制作。

钢筋加工要根据设计图纸进行裁剪和弯曲,确保钢筋的精确度和稳定性。

混凝土浇筑过程需要注意控制浇筑质量和浇注速度,确保梁体的强度和一致性。

养护期间需要对浇筑后的梁体进行湿养或蒸养,控制温度和湿度。

脱模后的梁体需要经过检验和修补,确保梁体的质量和外观。

三、现场施工箱梁和T梁的预制制造完成后,需要进行现场吊装和安装。

在现场施工中,需要注意以下几个方面:吊装计划、吊装设备、吊装安全、施工协调和工期控制等。

吊装计划要详细规划各个节点的工作,确保吊装效率和质量。

吊装设备要根据梁体的重量和尺寸选择合适的起重机械,确保吊装安全和稳定性。

吊装过程中需要注意协调施工作业人员的配合,确保吊装的顺利进行。

同时,施工协调和工期控制也是现场施工中需要着重考虑的问题,合理安排各项工作和资源,确保施工顺利进行。

四、经济性箱梁和T梁的预制工效分析还应该考虑经济性。

预制制造过程中可以采用标准化、模块化和批量化生产,可以降低工艺和成本。

预制梁体具有高质量、稳定性和抗震性能,可以减少检验和修补工作。

现场施工过程中,预制梁体可以快速安装,节省施工时间和人力成本。

同时,预制梁体还可以减少现场混凝土工作和模板的使用,降低了施工的成本。

因此,从经济性角度来看,箱梁和T梁的预制工效是非常高的。

综上所述,箱梁和T梁的预制工效分析是从工程认识、制造过程、现场施工和经济性等方面进行的。

在预制梁体制造过程中,需要充分考虑各个环节和因素,确保制造质量和效率。

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第六章箱梁分析授课主要内容:主要优点:抗扭刚度大、有效抵抗正负弯矩、施工方便、整体受力、适应性强、铺设管道方便。

箱梁截面受力特性:箱梁在偏心荷载作用下的变形与位移,可分成四种基本状态:纵向弯曲、横向弯曲、扭转及扭转变形(即畸变);箱梁在偏心荷载作用下,因弯扭作用在横截面上将产生纵向正应力和剪应力,因横向弯曲和扭转变形将在箱梁各板中产生横向弯曲应力与剪应力。

箱梁对称挠曲时的弯曲应力:箱梁对称挠曲时,产生弯曲正应力、弯曲剪应力。

箱梁的自由扭转应力:箱梁在无纵向约束,截面可自由凸凹的扭转称为自由扭转,只产生剪应力,不引起纵向正应力;单室箱梁的自由扭转应力,多室箱梁的自由扭转应力。

箱梁的约束扭转应力:当箱梁端部有强大横隔板,扭转时截面自由凸凹受到约束称为约束扭转,产生约束扭转正应力与约束扭转剪应力;这里介绍的约束扭转的实用理论建立是一定的假定之上的。

箱梁的畸变应力:当箱梁壁较薄时,横隔板较稀时,截面就不能满足周边不变形的假设,则在反对称荷载作用下,截面不但扭转还要畸变,产生畸变翘曲正应力和剪应力,箱壁上也将引起横向弯曲应力;用弹性地基比拟梁法解析箱梁畸变应力。

箱梁剪力滞效应:翼缘剪切扭转变形的存在,而使远离梁肋的翼缘不参予承弯工作,这个现象就是剪力滞效应;可应用变分法的最小势能原理求解。

1第六章箱梁分析一、主要优点箱形截面具有良好的结构性能,因而在现代各种桥梁中得到广泛应用。

在中等、大跨预应力混凝土桥梁中,采用的箱梁是指薄壁箱型截面的梁。

其主要优点是:截面抗扭刚度大,结构在施工与使用过程中都具有良好的稳定性;顶板和底板都具有较大的混凝土面积,能有效地抵抗正负弯矩,并满足配筋的要求,适应具有正负弯矩的结构,如连续梁、拱桥、刚架桥、斜拉桥等,也更适应于主要承受负弯矩的悬臂梁,T型刚构等桥型;适应现代化施工方法的要求,如悬臂施工法、顶推法等,这些施工方法要求截面必须具备较厚的底板;承重结构与传力结构相结合,使各部件共同受力,达到经济效果,同时截面效率高,并适合预应力混凝土结构空间布束,更加收到经济效果;对于宽桥,由于抗扭刚度大,跨中无需设置横隔板就能获得满意的荷载横向分布;适合于修建曲线桥,具有较大适应性;能很好适应布置管线等公共设施。

二、箱梁截面受力特性一)箱梁截面变形的分解箱梁在偏心荷载作用下的变形与位移,可分成四种基本状态:纵向弯曲、横向弯曲、扭转及扭转变形(即畸变);因弯扭作用在横截面上将产生纵向正应力和剪应力,因横向弯曲和扭转变形将在箱梁各板中产生横向弯曲应力与剪应力。

1、纵向弯曲:对称荷载作用;产生纵向弯曲正应力M,弯曲剪应力M。

纵向弯曲产生竖向变位w,因而在横截面上引起纵向正应力M及剪应力M,见图。

图中虚线所示应力分布乃按初等梁理论计算所得,这对于肋距不大的箱梁无疑是正确的;但对于肋距较大的箱形梁,由于翼板中剪力滞后的影响,其应力分布将是不均匀的,即近肋处翼板中产生应力高峰,而远肋板处则产生应力低谷,如图中实线所示应力图。

这种现象称为“剪力滞效应”。

对于肋距较大的宽箱梁,这种应力高峰可达到相当大比例,必须引起重视。

2、横向弯曲:局部荷载作用;产生横向正应力c。

2箱形梁承受偏心荷载作用,除了按弯扭杆件进行整体分析外,还应考虑局部荷载的影响。

车辆荷载作用于顶板,除直接受荷载部分产生横向弯曲外,由于整个截面形成超静定结构,因而引起其它各部分产生横向弯曲,如右图。

箱梁的横向弯曲,可以按下图 a)所示计算图式进行计算。

图示单箱梁可作为超静定框架解析各板内的横向弯曲应力c,其弯矩图如下图b)所示。

3、刚性扭转:反对称荷载的作用下的刚性转动,分为自由扭转与约束扭转;产生自由扭转剪应力K,翘曲正应力W,约束扭转剪应力W。

箱形梁的扭转(这里指刚性扭转,即受扭时箱形的周边不变形)变形主要特征是扭转角。

箱形梁受扭时分自由扭转与约束扭转。

所谓自由扭转,即箱形梁受扭时,截面各纤维的纵向变形是自由的,杆件端面虽出现凹凸,但纵向纤维无伸长缩短,自由翘曲,因而不产生纵向正应力,只产生自由扭转剪应力K。

当箱梁端部有强大横隔板,箱梁受扭时纵向纤维变形不自由,受到拉伸或压缩,截面不能自由翘曲,则为约束扭转。

约束扭转在截面上产生翘曲正应力W和约束扭转剪应力W。

产生约束扭转的原因有:支承条件的约束,如固端支承约束纵向纤维变形;受扭时截面形状及其沿梁纵向的变化,使截面各点纤维变形不协调也将产生约束扭转。

如等厚壁的矩形箱梁、变截面梁等,即使不受支承约束,也将产生约束扭转。

4、扭转变形:即畸变,反对称荷载的作用下的扭转变形;产生翘曲正应力dW,畸变剪应力dW,横向弯曲应力dt。

在箱壁较厚或横隔板较密时,可假定箱梁在扭转时截面周边保持不变形,在设计中就不必考虑扭转3变形(即畸变)所引起的应力状态。

但在箱壁较薄,横隔板较稀时,截面就不能满足周边不变形的假设,在反对称荷载作用下,截面不但扭转而且要发生畸变。

扭转变形,即畸变(即受扭时截面周边变形),其主要变形特征是畸变角。

薄壁宽箱的矩形截面受扭变形后,无法保持截面的投影仍为矩形。

畸变产生翘曲正应力dW和畸变剪应力dW,同时由于畸变而引起箱形截面各板横向弯曲,在板内产生横向弯曲应力dt(如图所示)。

二)箱梁应力汇总及分析:纵向正应力,剪应力;横向正应力;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。

箱梁在偏心荷载作用下的变形与位移,可分成四种基本状态:纵向弯曲、横向弯曲、扭转及扭转变形(即畸变)。

他们引起的应力状态为:纵向弯曲--- 纵向弯曲正应力M,弯曲剪应力M横向弯曲--- 横向正应力c扭转---自由扭转剪应力K,翘曲正应力W,约束扭转剪应力W扭转变形--- 翘曲正应力dW,畸变剪应力dW,横向弯曲应力d t因而,综合箱梁在偏心荷载作用下,四种基本变形与位移状态引起的应力状态为:在横截面上:纵向正应力(Z) M wdw剪应力Mkwdw在纵截面上:横向弯曲应力(S) c dt1、弯曲正应力箱梁在对称挠曲时,仍认为服从平截面假定原则,梁截面上某点的应力与距中性轴的距离成正比。

因此,箱梁的弯曲正应力为:MYMI X应指出,如同T梁或 I梁一样,箱梁顶、底板中的弯曲正应力,是通过顶、底板与腹板相接处的受剪面传递的,因而在顶、底板上的应力分布也是不均匀的,这一不均匀分布现象由剪力滞效应引起。

2、弯曲剪应力41)开口截面:由材料力学中的一般梁理论,可直接得出。

一般梁理论中,开口截面弯曲剪应力计算公式为:Q y S Q y S XXydAbI X bI X式中:b——计算剪应力处的梁宽;S XSydA是由截面的自由表面(剪应力等于零处)积分至所求剪应力处的面积矩(或静矩)。

2)闭口单室截面:问题---无法确定积分起点;解决方法---在平面内为超静定结构,必须通过变形协调条件赘余力剪力流q方可求解。

图a 所示箱梁,在截面的任一点切开。

假设一未知剪力流q1,对已切开的截面可利用式Q y S Q y S XXydAbI X bI X计算箱梁截面上各点的剪力流q0。

由剪力流q0与q1的作用,在截面切开处的相对剪切变形为零,即:ds 0s (a)此处ds是沿截面周边量取的微分长度,符号s表示沿周边积分一圈,剪应变为:MqG tG (b)而剪力流q q0q1(c)将式(b)与式(c)代入式(a),则得:q0q1s t ds 0QySx0q0而I x 代入上式得:QySx0s q1dss ds 0 tI x tQ y dsq1I x s S x0 tdss t5于是,箱梁的弯曲剪应力为:q 1q1) Q yM (q0Sxb t t tI xS xb S x0Q yq1,q1为 1式中I x时的超静定剪力流。

可见,单箱梁的弯曲剪应力的计算公式在形式上与开口截面剪应力计算公式相似,唯静矩计算方法不同。

实质上,Sxb静矩计算式包含着确定剪应力零点位置的计算,它的物理含义与Sx0并没有什么区别。

3)闭口多室截面:每一室设一个切口,每个切口列一个变形协调方程,联合求解可得各室剪力流;如是单箱多室截面,则应将每个室都切开(如图所示),按每个箱室分别建立变形协调方程,联立解出各室的超静定未知剪力流qi:其一般式为:q0idsq i ds[q i1ds dst t q i1 ]0i i i 1,i t i,i1t 图示的单箱三室截面,可写出如下方程:q01ds q1dsq2dst t 01 1 1,2 tq02ds q2ds[q1ds dst t q302 2 1,2t 2,3 tq03ds q3dsq2dst t 03 3 2,3 t从联立方程中解出超静定未知剪力流q1、q2和q3,则最终剪力流为:6q q0q1q2q3则:各箱室壁上的弯曲剪应力:M q 1(qq q2q) t t1 3三、箱梁的自由扭转应力一)单室箱梁的自由扭转:利用内外力矩平衡,求得自由扭转剪应力;1、扭转剪应力:剪应力沿截面厚度方向相等,在全截面环流;根据内外力矩平衡,可求得自由扭转剪应力。

等截面箱梁在无纵向约束,仅受扭矩作用,截面可自由凸凹时的扭转称为自由扭转,也即圣·维南(St.Venat) 扭转。

箱梁截面因板壁厚度较大,或具有加腋的角隅使截面在扭转时保持截面周边不变形,自由扭转即是一无纵向约束的刚性转动,可以认为,在扭矩作用下只引起扭转剪应力,而不引起纵向正应力。

梁在纵向有位移而没有变形。

如图所示单箱梁在外扭矩M k作用下,剪力流q x t沿箱壁是等值的,建立内外扭矩平衡方程,即得:M Ks qdsqds qs或M Kt式中:——箱梁薄壁中线所围面积的两倍;——截面扭转中心至箱壁任一点的切线垂直距离。

2、扭转变形与位移:根据剪切变形计算式,得出纵向向位移计算式,然后引入封闭条件,即:始点纵向位移与终点位移相同,求得单室箱梁自由扭转时的变形与位移。

已知自由扭转剪应力为:M Kt(a)7如图所示,假设z为梁轴方向,u为纵向位移,v为箱周边切线方向位移,则可得剪切变形计算式为:u vv (z)G s z (b)式中:(z)——截面扭转角。

由上式积分可得纵向位移计算式:u(z) u0(z)S sdsds '0G0 (c)式中:u0(z)——积分常数,为初始位移值。

引用封闭条件,对上式积分一周,由于始点纵向位移与终点位移u是相同的,则:ds '(z) dss G s (d )将式(a)代入上式得:M K'(z)GJ d(e)GJ d G2/ds'为常数。

式中抗扭刚度t,说明箱梁在自由扭转时,扭率引用式(a)和式(e)的关系,代入式(c),纵向位移计算式可简化如下:uzu0(z) '(z)式中:——广义扇性座标;s d ss0 tds0dst至此,箱梁自由扭转时的应力、变形和位移都可求解。

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