高等桥梁结构理论研究生解析

畸变变形——正应力dw，剪应力 dw，横向正应力dt
3、箱梁经典梁弯曲理论
1)弯曲正应力
初等梁理论，顶底板 应力均匀分布 空间梁理论，顶底板 应力不均匀分布，有 剪力滞作用。
2)弯曲剪应力 开口截面
取微段水平力平衡
闭口单室截面
问题：无法确定积 分起来自百度文库 解决方法：在平面内 为超静定结构，必 须通过变形协调条 件求解

3、混凝土箱梁的荷载分析模型
p 1 a e 4 1 p1 a e p p2 4 1 p1 p2 4
2
3
2
3
2
3
垂直荷载 p1 1 p2 4 1 p/2
横向弯曲 p/2 4 1 pe/a pe/a 4
2
3
2
3
2
3
垂直荷载
竖向挠曲
pe/a 1
pe/a 4 P2 P1 P1
P3 P4 扭转
P2 P4 畸变
4）畸变应力
5）横向裂缝（负剪力滞）
5）横隔板裂缝与人行孔放射性裂 缝
放射性裂缝 裂缝
6）预应力锚固齿板附近的裂缝
裂缝
梁段接缝 裂缝 锚块 腹板
裂缝
裂缝 预应力连续钢索
7）腹板内沿纵向筋方向的裂缝
局部分布钢筋
纵向预应力筋
沿纵向筋的裂缝
裂缝产生的部位一般在纵向预应力筋的弯起段 产生的原因：弯起段的压应力引起的劈裂裂缝，深度 不会太大（跑模使腹板变薄，弯起角度与曲线不符合设 计要求），可以在起弯部分垂直布置分布钢筋。

2、混凝土箱梁桥存在的问题 1）设计理论方面 经典梁理论（平截面假定，周边刚性假定） 剪力滞， 畸变翘曲，约束扭转、横向弯曲 荷载方面：纵向，横向，水平 主拉应力限制 徐变收缩、温度 等效翼缘宽度，偏载系数等 2）施工技术方面 3）测试技术方面

2、常见箱梁裂缝

力学数学发展与桥梁发展的关系 建筑材料的发展与桥梁发展的关系 社会的发展与桥梁发展的关系
分三组完成上述读书报告
第一组：周小波，李真兴，周记国，刘滔
第二组：罗异，响宇，林小雄，张贤才
第三组：李杰，雷旺龙，喻攀
，乔颖
研究桥梁的基本手段
1、经典理论分析（梁、板、杆），材料力学、结 构力学（位移法，力法） 2、基于弹性力学偏微分方程的半解析（有限条法） 3、基于能量原理近似解法（变分法），静力学、 动力学 4、基于弹性力学基本方程和能量原理的数值解法 5、实验方法：采用相似比的模型进行研究（材料 相似，几何相似、足尺模型） 6、实桥研究（由小到大建设桥梁，但前些时间不 是这样）
1、数学（分析数学、线性代数、复变函数）； 2、力学（杆、板、壳力学，强度与稳定理论，连续 介质力学，弹性力学与变分原理，动力学，塑性力 学，接触与碰撞，固流偶合，有限元理论，结构与 地基共同作用）； 3、材料特性（钢、混凝土、沥青混凝土、岩石、土， 复合土、温度的敏感性）； 4、设计理论与规范（各国规范的比较）； 5、社会经济发展。
1）腹板斜裂缝
裂缝
边跨
裂缝
中跨
这类裂缝最为常见,产生的主要原因是腹板主拉应力过大, 可能是由于竖向预应力失效和纵向预应力筋弯起不够,剪应力 过大导致主拉应力增加引起开裂,同时有可能设计方面也存在 纵向预应力布置不合理等
2）腹板上角 的水平裂缝
裂缝
产生的原因:箱梁截面在偏载作用下,截面畸变,在角点位 置的局部拉应力偏大.主要是倒角过大,或倒角没有达到设计 要求.同时存在设计对畸变应力认识不足的情况.温度应力等
赘余力剪力流
剪切变形：
ds s ds s G ds sq1 t

读书报告： 1、基于弹性力学偏微分方程的半解析有那些 方法，基本原理 2、涉及到能量原理的力学定理有那些，他们 的相互关系。 3、能量原理近似解法有几种？能解决桥梁中 那些问题？ 4、桥梁工程数值解法有几种，举例说明 5、室内模型试验设计的基本原则，如何与实 际工程相联系。
桥梁研究所需基本知识
(研究生教学用教案)
钟新谷
2010年4月
主要内容: 桥梁研究历史 桥梁研究的基本手段 桥梁研究所需基本知识 混凝土箱梁的研究 其它桥梁的研究 混凝土桥梁设计理论与方法 钢桥的研究 我院在桥梁研究方面的工作
桥梁的研究历史
1、早期研究主要源自一些经验的总结和代代相传， 特别是试验 2、理论指导：简单的梁理论（分析力学基本形成） 3、高等数学和分析数学的形成，才可能性研究复 杂桥梁（分析力学形成） 4、能量原理的提出，对桥梁有重要意义 5、计算机出现和有限元理论（这都是上个世纪 60 年代左右的事情） 6、多学科共同促进了桥梁的研究
P
拉应力 压应力
产生裂缝的位置 截面畸变
压应力 拉应力
3）腹板斜裂缝与水平裂缝共同存在
斜裂缝与水平裂缝
中跨
边跨
产生的原因:箱梁截面畸变引起的局部拉应力偏大与 中性轴附近的剪应力过大导致主拉应力偏大同时存在.
4）箱梁顶、底板纵向裂缝
横向裂缝
顶板、底板宽度
纵向裂缝
桥轴方向
产生的原因：1）横向预应力张拉达不到设计要求； 2）箱梁设计跨度过大 3）温度应力或养护的问题
P3
2
3
（１）横向弯曲（引起截面翘曲） （２）纵向弯曲（考虑剪力滞效应） （３）扭转（自由扭转＼约束扭转，开口截面 与闭口截面的扭转，约束扭转引起截面翘曲） （４）畸变（截面翘曲，截面变形） 上述几个方面与经典梁理论的区别
总变形 挠曲变形——正应力m，剪应力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

每个人写一篇力学方面的知识在桥梁工程 的应用研究进展。并提出自己的观点与评价。 或者写一篇新材料在桥梁工程应用的研究 进展。并提出自己的观点与评价。

混凝土箱梁的研究
1、混凝土箱梁的发展 特点：抗扭刚度大 施工方法多种（现浇，顶推，自平衡施工） 截面形式多样（单箱单室，多箱多室，上下室， 分离式） 随着自平衡悬臂施工方法不断改进和计算技术 的发展，跨度和箱室宽度不断增加，截面趋于单箱 单室、大挑悬臂结构形式。混凝土连续（刚构）箱 梁桥梁中已达数百座之多。随着我国的公路建设进 一步向中西部山区拓展，悬臂施工的预应力混凝土 箱梁桥还将继续大量涌现