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悬臂梁桥的设计与计算PPT课件

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混凝土悬臂与连续体系梁桥的计算PPT课件

混凝土悬臂与连续体系梁桥的计算PPT课件
n mmax
第29页/共92页
【例2-4-2】图所示三跨变高度连续箱梁桥的跨径组合为40+60+40m，混凝土为 C40，截面周边平均尺寸变化规律示于图b)及表中，试求边跨及中跨抗扭修正系数 β及边跨的荷载增大系数。
第30页/共92页
解：1）Cw的计算
① 计算边跨和中跨的跨中截面抗弯惯矩Ic ② 分别计算该两跨的简支梁跨中挠度(单位为m)：
对弯矩 无影响
各支点截面在端弯矩Md作用下的弯矩：
各支点截面在主梁自重作用下的弯矩：
Mid 1Md
Miq 2q自l2
各支点截面的总恒载弯矩Mi为：
Mi Mid Miq
第11页/共92页
等截面等跨径连续梁在端弯矩作用下支点弯矩系数
跨 数
各支点截面弯矩系数η1
n
M0
M1
M2
M3
M4
M5
M6
M7
1) 求主梁最大正弯矩值
方法1：按近似公式计算
M max
q自l 2 12
(0.933
2.96
2
)
10 402 12
(0.933
2.96 0.1 0.652 )
1077.25kN m
第14页/共92页
方法2：
4号结点的弯矩
q ( l)2
M4 Md 导 2
1 262
338kN m
2
3号中支点截面的弯矩系数分别 为：
第22页/共92页
三、活载内力计算 ——与施工方法无关
S汽 (1 ) （ mc qk miPk yi )
非简支体系梁桥的荷载横向分布系数mi和内力影响线竖标yi，分别作一些补充 介绍。
1. 荷载横向分布计算的等代简支梁法

第三篇第一二三章悬臂与连续梁桥ppt课件

第三篇第一二三章悬臂与连续梁桥ppt课件

认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
第二篇
第二章 立面与横断面设计
第一节 混凝土悬臂梁桥立面布置
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
多跨悬臂梁桥 多跨连续梁桥
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
第二篇
第三章
连续梁桥
第一节悬臂梁桥
➢恒载、活载均有卸载弯矩 ➢行车条件好 ➢超静定体系对地基要求高 ➢适合于中等以上跨径桥梁
第二篇
第三章 板桥的设计与构造
梁式桥
梁式桥是指在垂直荷载作用下，仅产生垂直反力而无水平反力 的结构体系的总称。
梁式桥
按受力特点
简支梁桥 悬臂梁桥 连续梁桥 刚构桥
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“ 精准扶 贫”项 目
第三篇
第二章
第一节混凝土悬臂梁桥立面布置
跨径布置
如果采用等跨布置，则边跨内力将控制全桥设计。
➢连续梁跨径的布置一般采用不等跨的形式； ➢一般取边跨跨径为中跨跨径的0.5~0.8倍：钢筋混凝土连续梁取偏大值使 边跨与中跨控制截面内力基本相同；预应力连续梁取偏小值以增加刚度 和减小活载弯矩的变化幅值。
➢边跨长度还与施工方法有关，如采用悬臂法施工，边跨长度以不超过中 跨跨径的0.65倍为宜。

悬臂和连续体系梁桥课件

悬臂和连续体系梁桥课件

双悬臂梁桥 均布荷载q
PPT学习交流
3
3. 悬臂梁桥设计与构造：
静定体系； 跨中正弯矩减小→减小跨度内主梁的高度→降低钢筋混凝土数量和结构自重→恒载 内力的减小。 构造特点： （1）截面形式 悬臂部分（锚孔）：吊装时采用肋梁；悬臂浇注时采用箱梁； 挂孔：一般采用肋梁，便于吊装； 一般采用变高度梁，底缘曲线采用抛物线、正弦曲线、圆弧、折线。 （2）跨径布置和梁高尺寸
PPT学习交流
10
2.T形刚构的若干布置形式：
PPT学习交流
11
3.T形刚构的构造：
T形刚构的布置应尽可能对称，以避免T形刚构的桥墩承受不平衡弯矩； 全桥的T形单元尺寸尽可能相同， 以简化设计与施工； 钢筋混凝土T构桥，挂梁的经济长度一般在跨径的0.5~0.7范围内； 预应力混凝土T构，挂梁经济长度一般在跨径的0.22~0.5范围内； 主孔跨径大时，取较小比值，并应使挂梁跨径不超过35~40m，以利安装；
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9
4.1.2 T形刚构桥
1. 分类及力学特点：
(1)带挂梁的T构桥型
静定结构； 施工无需体系转换； 省掉设置大吨位支座装置、更换支座的麻烦； 当挂梁与两岸引桥的简支跨尺寸和构造相同时，更能加快全桥施工进度， 以获得良好经济效益。
(2)带铰的T构桥型静定结构；
超静定结构；
竖向荷载时，相邻的T形刚构结构通过剪力铰而共同受力。
PPT学习交流
8
5. 悬臂梁桥优缺点及应用：
优点：悬臂梁桥在施工阶段和成桥运营阶段两者受力状态是一致的， 非常适宜于悬臂施工方法。
缺点：（1）裂缝→雨水侵入梁体；
（2）挂梁与悬臂端衔接处产生不利行车的折点。
应用范围：国内箱形薄壁钢筋混凝土悬臂梁桥最大跨径为55m，国外一 般在70~80m以下；预应力混凝土悬臂梁桥一般在100m以下，世界最大的 跨径为150m。

悬臂梁和简支梁算例PPT课件

悬臂梁和简支梁算例PPT课件
完成固端边界约束
35
第35页/共90页
输入荷载
输入节点荷载、梁单元荷载、压力荷载等荷载前，需先定义静力 荷载工况(Static Load Case)
直接按快捷键F9启动荷载 / 静力荷载工况
在名称一栏中键入节点荷载
36
第36页/共90页
建立静力荷载工况
在类型一栏中选择 用户定义的荷载
37
第37页/共90页
1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 11 12 13 14 15 16 17 -3
y向轴网的起始位置 -7，15个1m长的网格,-7,15@1
EQUATION STATUS TOTAL NUMBER OF VALID DOFS IN MODEL ..........: 18 NUMBER OF EQUATIONS IN A BLOCK ...............: 18 NUMBER OF BLOCKS .............................: 1
49
第49页/共90页
1反力对话框 2位移对话3框内力对话4框应力对话框
结果的四个页面对话框
50
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梁单元细部分析（Beam Detail Analysis） 通过梁的细部分析，生成梁的变形形状、剪力图(SFD)、 弯矩图(BMD)，并给出截面的应力分布图
51
第51页/共90页
梁单元细部分析（Beam Detail Analysis）
31
第31页/共90页
复制已有节点
首先选择待复制的节点 可以采用单选或窗口选择
32
第32页/共90页
复制已有节点
新生成的节点序列
输入dx, dy, dz等 两节点间距离时 可使用鼠标编辑 功能通过连续点 击相应节点来方 便地输入。

悬臂与连续体系梁桥PPT课件

悬臂与连续体系梁桥PPT课件
42
43
44
45
V形墩刚构桥： 荷兰布里尔斯马斯桥
46
日本：茨城县十王川桥 V形墩刚构桥
47
桂林漓江桥 1987年 95m 国内第一次采用V形桥墩
48
带拉杆形式刚构桥
49
带铰的T形刚构桥
50
带挂孔的T形刚构桥
51
（5）连续刚构：如果在跨中采用预应力钢筋和现浇混凝 土联成整体，则为连续刚构，亦称为连续一刚构连续体系 ,简称为连续刚构桥。
8
悬臂梁桥的构造特点
悬臂梁桥的立面布置
9
10
11
1213悬臂梁桥的横截面 Nhomakorabea14
15
16
17
悬臂梁桥的计算要点
一般特点 1、跨径布置
各跨跨径比 悬臂长与跨径比 2、具体考虑因素 （1）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）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
刚构桥的概念
一、定义：
1、定义：桥跨结构(梁或板)和墩台整体相连的桥梁称为刚 构桥。
2、受力特点：
（1）梁墩柱刚性连接，梁因墩柱的抗弯而卸载，整个体系 是压弯结构，也是有推力结构。
（2）刚 构 桥的桥下净空比拱桥大，在同样净空要求下可修
建
较
小
的
跨
径。
（3）刚构桥施工较复杂，一般用于跨度不大的城
市或公路的跨线桥和立交桥。
18
3、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。
4、截面形式 悬臂部分：吊装时采用肋梁，悬臂施工时采用箱梁 挂孔：一般采用肋梁
19
5、梁高 一般采用变高度梁 支点梁高/跨中梁高=2~2.5

(11)第四章_悬臂梁桥的计算1

(11)第四章_悬臂梁桥的计算1

手算可采用影响线加载
求图中截面 K 的恒载弯矩时，内力的表达式可写成：
SG1
g ( x) y ( x)dx
L
在多段静定梁中，内力影响线呈多段直线形，此时 可用影响线的转折点为界来分段计算，最后求和。
当影响线为直线段时，可用下式表示：
y ( x ) x tg
则该段荷载引起的恒载内力为：
单箱单室截面
跨 中 截 面 支 点 截 面
(a )
(b )
较窄桥墩满足较宽 桥面，减少下部工 程量，应用最为广 泛。 分离式双箱单室截面
(c )
多在宽桥中采用 单箱多室截面 箱形截面 多在宽桥中采用
2.跨径布置和梁高尺寸 单孔双悬臂梁桥
①T形截面主梁悬臂一般为中跨的0.3～0.4倍； ②箱形截面主梁悬臂可达中跨的0.4～0.6倍（跨 中最大正弯矩和支点最大负弯矩绝对值大致相 等）。 悬臂端伸入路堤可省去 两个桥台，需在悬臂与 路堤衔接处设置搭板。
③注意：悬臂长、活载挠度大、时跳车动厉害、
桥与路的连接构造易损坏。
(a ) l
x
l
l
x
搭 板
H
l
x
=(0.3~0.4)l
h = (1 / 1 . 2 ~ 1 / 1 . 5 )H
h
H = (1 / 1 0 ~ 1 / 1 3 )l
单孔双悬臂梁桥梁高拟定的常用尺寸
桥 型 跨 径 高跨比（h、H分别为跨中和支点梁高） T型截面 普通钢筋砼 lx=(0.3~0.4)l H=(1/10~1/13) l H=(1/12~1/15) l H=(1/12~1/15) l h=(1/1.2~1.5)H
跨 中 截 面 支 点 截 面
带马蹄形T形截面：

第七章 其它体系桥梁_溷凝土悬臂体系的设计与计算PPT课件

第七章 其它体系桥梁_溷凝土悬臂体系的设计与计算PPT课件

8 青铜峡黄河公路桥 90
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
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
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
➢ 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
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。
取微段水平力平衡
TN2N1
N 1FdA FM IX ydA IM XSX
N 2 F ( d)d A F (M Id X)M y d A M IX dS M X XXb T d zN b 2 d N 1 zbd xId M S z xQ b yS xx I
ds 0
1,2 t
2 q t0d 2 s q 22 d t s [q 11 ,2d t s q 32 ,3d t s 0
3qt03d sq3
ds 3t q2
ds 0
2,3 t
联合求解可得各室剪力流
剪切中心 剪力流合力位置
如果外剪力通过剪切中， 截面将只弯曲，不扭转
四、箱梁自由扭转应力
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
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 ✓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

桥梁工程 梁桥计算PPT课件

桥梁工程 梁桥计算PPT课件
第19页/共73页
二、活载内力计算
在使用阶段，结构已成为最终体系，此时主梁在 纵向、横向都联成了整体，因此呈现空间结构的 受力特性，即荷载在结构的纵向和横向都有传递， 精确计算是复杂的。为此，引入横向分布系数 m(各片主梁在横向对荷载的分配)的概念，把一 个空间结构的力学计算问题简化成平面问题。
第20页/共73页
简支梁二期恒载自重内力SG2 近似计算公式：
任意截面的弯矩：
Mg2
1 2
g2 x l
x
任意截面的剪力：
Qg2
1 2
g2
l
2x
第7页/共73页
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、 23 KN/m3和 24 KN/m3。求：边主梁恒 载内力。
单向板悬臂板铰接悬臂板横截面横梁翼缘板自由键铰接键二车轮荷载在板上的分布作用在桥面上的车轮压力通过桥面铺装层扩散分布在钢筋混凝土板面上由于板的计算跨径相对于轮压的分布宽度来说相差不是很大故计算时应较精确地将轮压作为分布荷载来处理既避免了较大的计算误差又能节约桥面板的材料用量
第三章 梁桥计算
第一节 概述 第二节 主梁结构内力计算 第三节 预应力束计算 第四节 桥面板计算 第五节 结构挠度及预拱度计算 第六节 牛腿计算
b
l
c d
1 ab/l b/l a/l
d/l
RA影响线
(l+d)/l RB影响线
MC影响线 ad/l
d/l
QC影响线
c
MD影响线
l
QD影响线
第28页/共73页
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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