167;2.4.42.4.6主梁横隔梁内力计算及挠度预拱度
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一、课程中文名称:桥梁工程二、课程英文名称:Bridge Engineering三、课程编码:ZX0655340四、课程性质:专业课五、学时数、学分数、开课学期:64学时、4.0学分、第7学期六、课程目的与要求课程的目的主要有:该课程是土木工程专业桥梁课群组的主要限定选修专业课。
通过本课程的学习使学生了解桥梁的设计原则,掌握各种体系桥梁的受力特点及结构计算基本理论,结合课程设计与习题加深对课堂理论教学内容的理解,培养学生的动手能力。
课程的基本要求:1、介绍国内外桥梁的发展历史和现状及新型的桥梁体系,拓宽专业面,为桥梁工程的进一步发展积累知识。
2、讲课中把对结构的安全、经济、适用和美观的要求有机地联系起来,贯彻多快好省的建设方针,培养学生热爱专业,愿为祖国的桥梁事业贡献毕生精力的献身精神,以严肃的科学态度,从党和人民的基本利益出发,正确处理桥梁规划与设计问题。
3、要求学生掌握梁式体系桥梁的设计、计算、构造、施工的全部内容,掌握设计计算的基本理论。
4、要求掌握拱式桥的设计、计算、构造和施工的全部内容。
5、重点章节应布置习题,加深学生对基本理论的理解。
6、通过课程设计培养学生的动手能力。
七、本课程与其它课程的联系同桥梁工程有密切关系的前续课程有数学、材料力学、结构力学、混凝土结构设计原理等。
1、数学为桥梁工程的学习提供方法论指导;2、材料力学为桥梁工程的学习提供一般的力学原理,桥梁工程将这些原理应用于结构设计中;3、结构力学解决了一些结构的计算问题;结构设计原理使得所设计的截面满足强度、刚度和稳定性的要求;4、桥梁工程是上述几门课程的综合应用。
同桥梁工程有密切关系的后续课程有:高等桥梁结构理论、桥梁结构稳定和振动、结构动力学以及一些桥梁计算软件等。
八、教学方法课堂讲授+课后作业检查+作业信息反馈+答疑指导采用黑板教学,同时运用网络教学平台。
九、考核方法:闭卷:平时成绩+期末考试成绩十、选用教材及参考书目选用教材:彭大文李国芬黄小广主编的《桥梁工程》人民交通出版社 2007参考书目:1、姚玲森主编《桥梁工程》(公路与城市道路专业用)人民交通出版社 19852、中华人民共和国交通部标准:《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)3、中华人民共和国交通部标准:《公路钢筋混凝上及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)4、邵旭东胡建华编著《桥梁设计百问》(第二版)人民交通出版社 20055、刘吉义张俊义陈亚军编《桥梁施工百问》人民交通出版社 20036、李亚东主编《桥梁工程概论》(第二版)西南交通大学出版社 20067、王丽荣主编《桥梁工程》中国建筑工业出版社 20058、范立础主编《桥梁工程》(上册)人民交通出版社 20019、顾安邦主编《桥梁工程》(下册)人民交通出版社 200010、严国敏编著《现代斜拉桥》西南交通大学出版社199511、严国敏编著《现代悬索桥》人民交通出版社 2002十一、教学进程安排表学时序号章节教学内容理论实践合计1第一章绪论2022第二章桥梁的总体202规划和设计404 3第三章桥梁设计作用202 4第四章桥面布置与构造202 5第五章混凝土桥梁结构的耐久性设计12以上为第一篇总论404 6第一章混凝土梁式桥的构造7第二章混凝土简支梁式808桥的计算606 8第三章混凝土连续体系梁桥的计算9第四章箱梁简介202 10第五章刚架桥简介101 11第六章梁式桥支座303 12第七章混凝土斜梁桥和202弯梁桥简介404 13第八章混凝土梁桥的施工30以上为第二篇混凝土梁桥和刚架桥14第一章概述202 15第二章拱桥的构造404与设计16第三章拱桥的计算606 17第四章拱桥施工202以上为第三篇拱桥14101 18第一章总体布置与结构体系19第二章斜拉桥的构造1012以上为第四篇混凝土斜拉桥20第三章钢管混凝土拱202桥的构造404 21第四章钢管混凝土拱桥的计算6以上为第五篇钢-混凝土组合结构桥梁合计共21章的内容64064十二、主要教学内容、重点和难点第一篇总论第四章绪论一、学习目的通过本章的学习,要达到以下目的(1)了解桥梁工程在道路建设中的作用;(2)明白桥梁的组成和分类;(3)了解桥梁有关的术语名称;(4)了解国内外桥梁的发展概况。
空心板预拱度计算公式空心板预拱度的计算公式:若计算时挠度小于L/1600(L为该跨梁梁长),若大于L/1600,则需设置预拱度,一般按照恒载+1/2的活载来考虑。
得出最大挠度后,按照抛物线型对预拱度值进行分配。
支点(墩顶)预拱度为0。
(1)计算模型:以35m中跨T梁梁体在预制、吊运、存放阶段的拱度变化作为研究对象,梁体承受预应力和自重作用。
假定梁体为等截面,梁的已知条件如下:梁体全截面共配钢铰线30束,分3个孔道,上、中、下3个孔道钢铰线的束数分加为9、9、12,钢铰线直径Φj=15.24 mm,公称截面积140 mm,弹性模量Ep=1.95×10Pa,标准强度fpk=1860MPa,控制应力δcon=0.75fpk=1395MPa,混凝土强度等级为C50,弹性模量Ec=3.45×10Pa,张拉时混凝土的立方体抗压强度标准值fcu=40MPa,梁体自重q=20.7 kN/m,计算跨度l=34.22m。
(2)截面几何特征。
经计算,跨中截面几何特性如下:钢铰线重心至截面下边缘的距离y1=0.21m;换算截面重心至截面下边缘的距离y0=1.256m;换算截面惯性矩I=0.49427m;净截面重心至截面下边缘的距离yn=1.296m;净截面惯性矩In=0.463 33m。
(3)由自重产生的挠度f1:跨中截面挠度f1可按一般材料力学的公式计算,即:f1=5/48×Ml2/B0。
式中:M表示梁重作用下的跨中弯矩;B0表示全截面的抗弯刚度,B0=0.95EcI0,0.95为刚度折减系数。
将有关数值代入,求得f1=3.07cm。
(4)由预应力产生的反拱f2:梁体施加预应力后,预应力在梁体中产生偏心预压力,梁体产生反拱f2。
梁体内钢束的布置为两段直线夹一段半径为5000m的圆曲线。
主梁腹板下料预拱计算方法一、主梁跨中腹板预拱度值计算所谓主梁跨中腹板下料预拱度值,是为了保证主梁在焊接完成后符合(0.9~1.4)S有关标准规定的拱度要求。
主梁应具有一定的上拱度值,即F=,1000S且最大上拱度值应控制在主梁跨中范围内。
这就要求在制作主梁时,10 对腹板下料预先给出一定的拱度值,还应考虑到桥架自重(主梁、走台等)及组装焊接的变形。
SS通常取主梁腹板的下料预拱度为:Q=5~63t,f=(~);Q?250450SS63~100t,f=(~)。
500550或者按下式计算:F=f-f-f+K 技焊自(0.9~1.4)S式中:f—起重机技术条件要求的上拱度值,f=可取中技技1000间值;f—自重引起的主梁变形,根据有无悬臂分别计算,一般情况下均为自负值;1、梁内支垫的情况:主梁正立,对称放置两个垫架,距离小于梁的长度。
如下图所示。
由自重引起主梁跨中的位移可按下式计算:122qlf=(24λ+5)自中384EJq—主梁单位长度重量;E—材料弹性模量;J—主梁截面惯性矩;l—两支垫距离;mλ=;m—支点到主梁端距离。
l自重引起的悬臂端位移按下式计算:222qmlf=f=(1-6λ-3λ) CD24EJ计算得正值表示向上翘起,负值表示下挠。
2、梁端支垫情况垫架放置在主梁的两端点,由自重引起的主梁跨中位移计算为:4,5qlf= 负值表示主梁向下挠。
自中384EJf—主梁在垂直方向的焊接挠曲变形,“+”号表示主梁上拱,“-”焊表示主梁下挠,其值为:f=f+f+f+f+……+f 焊筋角走轨4其中:f—焊接内壁筋板时的挠曲变形;筋f—焊接内壁加劲角钢或工艺扁钢时的挠曲变形;角f—焊接主梁四道角焊缝主梁挠曲变形; 4f—桥架组装焊接走台时的挠曲变形;走f—焊接轨道压板时的挠曲变形;轨K—调整系数,5~50t通用桥式起重机正轨箱形主梁K=5~15mm,跨2度小的可取小值,偏轨箱形梁K=5~10mm。