懸臂梁橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法與計算理論

懸臂梁橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法與計算理論第一節(jié)懸臂梁橋的體系

與構(gòu)造特點一、體系特點由于支點負(fù)彎矩的卸載作用，跨中正彎矩大大減小由于彎矩圖面積的減小，跨越能力增大體系形式：雙懸臂、單懸臂、雙懸臂加掛孔、T形剛構(gòu)缺點行車條件不好二、構(gòu)造特點1、跨徑布置各跨跨徑比懸臂長與跨徑比具體考慮因素材料鋼筋混凝土——懸臂較短，減小負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力混凝土——懸臂可適當(dāng)加長施工方法縱向分縫——必須考慮錨孔的吊裝重量橫向分縫——可適當(dāng)加長懸臂長度特殊使用要求城市橋梁可能要求較小的錨孔，但必須保證穩(wěn)定性我國的大型T構(gòu)橋2、截面形式懸臂部分（錨孔）——吊裝時采用肋梁 懸臂施工時采用箱梁掛孔——一般采用肋梁，便于吊裝3、梁高一般采用變高度梁支點梁高/跨中梁高=2～2.5優(yōu)點：增加支點抗彎能力 不增加很多的彎矩底緣曲線：拋物線、正弦曲線、圓弧、折 線4、腹板及頂、底板厚度頂板——滿足橫向抗彎及縱向抗壓要求 一般采用等厚度，主要由橫向抗 彎控制腹板——主要承擔(dān)剪應(yīng)力和主拉應(yīng)力 一般采用變厚度腹板，靠近懸臂 端處受構(gòu)造要求控制，靠近支點 處受主拉應(yīng)力控制，需加厚。底板——滿足縱向抗壓要求 一般采用變厚度，懸臂端主要受 構(gòu)造要求控制，支點主要受縱向 壓應(yīng)力控制，需加厚5、配筋特點縱向鋼筋懸臂上只承擔(dān)負(fù)彎矩，配置負(fù)彎矩鋼筋錨孔可能承擔(dān)正或負(fù)彎矩需雙向配筋節(jié)段施工的T形剛構(gòu)主筋沒有下彎時布置在腹板加掖中需下彎時平彎至腹板位置一般在錨固前豎彎，以抵抗剪力預(yù)應(yīng)力鋼筋彎出位置設(shè)齒槽或齒板頂板——配制橫向鋼筋或 橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋腹板——下彎的縱向鋼筋 需要時布置豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋6、牛腿截面小、受力復(fù)雜第二節(jié)懸臂梁橋的計算要點一、恒載內(nèi)力靜定結(jié)構(gòu)變截面手算可采用影響線加栽施工中的內(nèi)力狀態(tài)可能出現(xiàn)控制應(yīng)力二、活載內(nèi)力1、縱向——某些截面可能出現(xiàn)正負(fù)最不利 彎矩2、橫向箱梁——專門分析多梁式——橫向分布系數(shù)，必須考慮橫 向分布系數(shù)沿橋縱向的變化支點：杠桿原理掛孔、懸臂：采用等剛度原則簡化為等代簡 支梁，采用剛性橫梁法或比擬正交異 性板法計算等剛度法出發(fā)點：橫向分布體現(xiàn)肋主梁抗彎與抗扭能力的比例關(guān)系不同體系的梁橋抗扭性能基本相同，抗扭剛度只與抗扭慣矩有關(guān)體系不同體現(xiàn)在總體抗彎剛度上采用撓度相等的辦法計算等代剛度邊跨中跨——錨梁與掛孔剛度相差懸殊時懸臂等代為跨度2l2的簡支梁掛孔等代為相同跨度的簡支梁中跨——錨梁與掛孔剛度相近時懸臂與掛孔聯(lián)合等代為跨度2l2+l3的簡支梁第三節(jié)牛腿計算一、計算截面寬度二、截柜面內(nèi)力三、驗傷算截面裝內(nèi)力1、豎直蹲截面（膽按抗彎統(tǒng)構(gòu)件驗種算）2、45°斜截祥面的與抗拉騎驗算胡（按咬軸心甘受拉悔構(gòu)件導(dǎo)）3、最弱張斜截面他驗算（乎按偏心昌受拉構(gòu)帽件）判別迷標(biāo)準(zhǔn)呀：邊緣桌應(yīng)力著最大無水平見荷載時如果柳是預(yù)男應(yīng)力漲牛腿計算截錦面內(nèi)力攪時應(yīng)該五考慮預(yù)固應(yīng)力預(yù)應(yīng)獵力產(chǎn)初生的貿(mào)牛腿切內(nèi)力4、專泥門空蔽間分艱析對于重范要的牛巡壽腿應(yīng)作壤為專門夕課題來起驗算第四節(jié)澤箱憤梁計算對簡介一、箱梁截揪面受力逼特性箱梁截角面變形赤的分解總變形撓曲變徒形——正應(yīng)犬力m，剪應(yīng)力m橫向劑彎曲——橫向敬正應(yīng)墓力c扭轉(zhuǎn)變努形——自由鎮(zhèn)扭轉(zhuǎn)雷剪應(yīng)她力k，約束扭標(biāo)轉(zhuǎn)剪應(yīng)吊力w，正應(yīng)力w畸變魂變形——正應(yīng)握力dw，剪應(yīng)象力dw，橫向正竹應(yīng)力dt變形及軍相應(yīng)的就應(yīng)力剪力被滯效五應(yīng)箱梁應(yīng)譜力匯總縱向正捧應(yīng)力σ(Z)=σM+σW+σdW剪應(yīng)τ=燒τM+τK+鞠τW+τdW橫向正王應(yīng)力σ(S孤)=c+σdt對于喜混凝膚土橋爺梁，兆恒載勉占大過部分漏，活枕載比糕例較失小，曠因此逃對稱橫荷載旅引起罰的應(yīng)詳力是據(jù)計算論的重燙點二、箱梁截俊面橫向初正應(yīng)力肢計算簡化為術(shù)框架計變算——必須搖考慮紛有效把工作胃寬譯度三、箱孝梁對稱宜撓曲應(yīng)壺力1、彎關(guān)曲正柔應(yīng)力初等顫梁理卻論，鼓頂?shù)桌浒鍛?yīng)蘆力均誰勻分盡布空間梁竄理論，診頂?shù)装鍘鞈?yīng)力不興均勻分臂布，有鏟剪力滯滅作用。2、彎蕉曲剪罵應(yīng)力開口截屆面取微段秩水平力并平衡閉口貪單室輔截面問題演：無餓法確涉定積塊分起僚點解決方常法：在渠平面內(nèi)隙為超靜豬定結(jié)構(gòu)置，必須鴉通過變睬形協(xié)調(diào)推條件求卵解贅余館力剪核力流剪切變株形：外力剪無力流按開口面薄壁桿戒件計算剪切園變形殲：切口剪沈切變形丹協(xié)調(diào)最終紛剪力柿流閉口寄多室流截面每室沒設(shè)一向個切貪口，夢每個辰切口掏列一味個變塊形協(xié)堤調(diào)方畢程變形協(xié)哨調(diào)方程聯(lián)合有求解糊可得繳各室哀剪力盒流最終剪癥力流剪切中罩心剪力井流合棚力位傭置如果碼外剪伯力通既過剪栽切中藥，截淋面將伏只彎平曲，數(shù)不扭池轉(zhuǎn)四、箱瞞梁自由躍扭轉(zhuǎn)應(yīng)竭力1、實心郵截面桿消扭轉(zhuǎn)與截搜面形賽狀及尺寸有請關(guān)矩形認(rèn)薄板2、開腦口薄栽壁桿惜自由槍扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力錦沿截面縫表面環(huán)牛流，按各統(tǒng)分支績矩形薄板申的總和計話算3、閉特口單形室薄妨壁桿杰自由債扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力誼沿截面孟厚度方肯向相等譜，在全執(zhí)截面環(huán)旁流根據(jù)內(nèi)隊外力矩猴平衡Ω為箱菠梁薄況壁中憤線所格圍面急積的喉兩倍3、開口乖閉口薄犯壁桿自四由扭轉(zhuǎn)厲剪力流蒜比較4、閉口臣多室薄浙壁桿自冰由扭轉(zhuǎn)多室箱羽梁扭轉(zhuǎn)趕時，截旨面內(nèi)是鳳超靜定羞結(jié)構(gòu)，柄必須將夾各室切汪開，利健用切口情變形協(xié)家調(diào)條件岸求解超陶靜定剪店流三、箱戶梁對稱鞭撓曲應(yīng)嗓力1、彎若曲正蛋應(yīng)力初等炒梁理巡壽論，臨頂?shù)妆鍛?yīng)蕉力均割勻分診布空間右梁理戀論，據(jù)頂?shù)讘{板應(yīng)墨力不同均勻淘分布蹲，有括剪力南滯作筆用。2、彎欣曲剪依應(yīng)力開口截質(zhì)面取微葬段水革平力膏平衡閉口愁單室槽截面問題拴：無互法確呢定積蘿分起俗點解決方瞎法：在餃平面內(nèi)錫為超靜原定結(jié)構(gòu)日，必須貫通過變元形協(xié)調(diào)振條件求桌解贅余力秒剪力流剪切奸變形黑：外力剪授力流按開口沖薄壁桿功件計算剪切閱變形頌：切口剪辰切變形沖協(xié)調(diào)最終婚剪力訪流閉口多稠室截面每室設(shè)驅(qū)一個切汁口，每秋個切口禍列一個棍變形協(xié)何調(diào)方程變形渠協(xié)調(diào)咽方程聯(lián)合憐求解勇可得釣各室歷剪力脈流最終閘剪力示流剪切爛中心剪力流兇合力位步置如果罷外剪獻力通凳過剪忙切中慘，截陡面將咳只彎齡曲，色不扭螺轉(zhuǎn)四、刷箱梁計自由椅扭轉(zhuǎn)狀應(yīng)力1、實個心截窄面桿曲扭轉(zhuǎn)與截面若形狀及尺寸有搏關(guān)矩形纖薄板2、開口南薄壁桿看自由扭年轉(zhuǎn)剪應(yīng)簽力沿艘截面防表面曠環(huán)流變，按各分鉗支矩形薄板輪的總和計算3、閉口蹦單室薄顛壁桿自季由扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)腫力沿掙截面肚厚度時方向女相等奧，在陜?nèi)亓衙姝h(huán)房誠流根據(jù)祝內(nèi)外臭力矩能平衡Ω為箱賺梁薄桑壁中躍線所框圍面冶積的吼兩倍對全截由面橫截春面縱套向變稅形扭轉(zhuǎn)用微分職方程扇性春坐標(biāo)廣義料扇性旬坐標(biāo)4、開口懂閉口薄乖壁桿自霧由扭轉(zhuǎn)譽剪力流粘比較5、閉口榜多室薄杏壁桿自銅由扭轉(zhuǎn)多室箱龍梁扭轉(zhuǎn)處時，截鄰面內(nèi)是喜超靜定從結(jié)構(gòu)，花必須將虎各室切揮開，利塑用切口敘變形協(xié)來調(diào)條件代求解超材靜定剪奴流對全截翻面對每乳個箱陡室補充摸方程五、箱項梁約束片扭轉(zhuǎn)應(yīng)建力1、橫截怎面縱向鵝變形自由扭錫轉(zhuǎn)時的艇變形縱向纖熊維無應(yīng)勒變、應(yīng)車力約束扭瞇轉(zhuǎn)時的逢變形——烏曼斯努基假定約束扭輪轉(zhuǎn)函數(shù)2、約康束扭票轉(zhuǎn)正欄應(yīng)力截面上師出平面悔力的平萍衡令按此條掘件求得精的稱主糞廣義病扇性勺矩定義改：約束扭拒轉(zhuǎn)雙力室矩約束扭第轉(zhuǎn)慣矩3、約押束扭畢轉(zhuǎn)剪腰應(yīng)力微元巧上Z方向力的平斜衡根據(jù)截桶面內(nèi)外訪力矩平揭衡計算主廣遼義扇艷性靜踏矩自由扭抄轉(zhuǎn)約束移扭轉(zhuǎn)奏增量4、約割束扭蹦轉(zhuǎn)扭猶角微告分方逢程根據(jù)截頑面上內(nèi)曉外扭矩饞平衡翹曲茄系數(shù)截面極溉慣矩根據(jù)截訪面上縱腿向位移嘆協(xié)調(diào)合并兩悼微分方喘程后得喊到約束雅扭轉(zhuǎn)洋的彎扭特性更系數(shù)常用于邊界寸條件六、箱梁掙的畸孤變應(yīng)歇力1、彈性地格基梁比甚擬法基象本原理畸變寨角微共分方惑程彈性地稻基梁微分方鐵程彈性地烏基梁與繡受畸荷準(zhǔn)載箱梁救各物理沃量之間訴相似關(guān)寇系2、用彈性地證基梁影希響線計業(yè)算畸變桌值彈性地丘基梁的共彎矩與喉撓度影芒響線可捕以通過蜜查表獲艇得，根扛據(jù)比擬競關(guān)系可血以計算杯箱梁的辮畸變雙疾力矩和徒畸變角六、箱梁俯的剪炭力滯便效應(yīng)1、矩形箱梁宋的剪閘力滯載效應(yīng)支求解假定露位移牛函數(shù)豎向位滋移：縱向飄位移佳：縱向位陰移微分伶方程縱向正隙應(yīng)力剪力滯喇系數(shù)2、影響剪族力滯效盆應(yīng)的因累素1、截面杰縱橋向頑位置2、荷載屋形式3、支忘承條危件4、橫頂橋向后寬度5、截酷面形雨