混凝土連續(xù)梁橋的計算

混凝土連續(xù)梁橋的計算第1頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)懸臂體系和連續(xù)體系梁橋的施工一、滿堂支架現(xiàn)澆二、簡支變連續(xù)三、逐跨施工——現(xiàn)澆、拼裝四、頂推施工五、懸臂施工——現(xiàn)澆、拼裝第2頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月第3頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月預(yù)制梁吊裝至蓋梁上，擱置在橡膠支座上，并用銷釘銷住以防止偏離第4頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)另一片梁吊裝就位后，在這相鄰的兩片梁之間安裝臨時風(fēng)撐，以確保其在暴風(fēng)雨中的穩(wěn)定

第5頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月滑動模板支架系統(tǒng)MSS造橋機上導(dǎo)梁式施工方法

第6頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月第7頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月第8頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月第9頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月第10頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月第11頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月第12頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月第13頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月第14頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月第15頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月第16頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月第17頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月第18頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月第19頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月第20頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)連續(xù)梁橋恒載內(nèi)力計算必須考慮施工過程中的體系轉(zhuǎn)換，不同的荷載作用在不同的體系上1、滿堂支架現(xiàn)澆施工所有恒載直接作用在連續(xù)梁上第21頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月2、簡支變連續(xù)施工一期恒載作用在簡支梁上，二期恒載作用在連續(xù)梁上第22頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月3、逐跨施工 主梁自重內(nèi)力圖，應(yīng)由各施工階段時的自重內(nèi)力圖迭加而成第23頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月5、平衡懸臂施工分清荷載作用的結(jié)構(gòu)體現(xiàn)約束條件的轉(zhuǎn)換主梁自重內(nèi)力圖，應(yīng)由各施工階段時的自重內(nèi)力圖迭加而成第24頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月第25頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月6、頂推施工頂推過程中，梁體內(nèi)力不斷發(fā)生改變，梁段各截面在經(jīng)過支點時要承受負(fù)彎矩，在經(jīng)過跨中區(qū)段時產(chǎn)生正彎矩施工階段的內(nèi)力狀態(tài)與使用階段的內(nèi)力狀態(tài)不一致配筋必須滿足施工階段內(nèi)力包絡(luò)圖第26頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月主梁最大正彎矩發(fā)生在導(dǎo)梁剛頂出支點外時第27頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月最大負(fù)彎矩（1）——與導(dǎo)梁剛度及重量有關(guān)①導(dǎo)梁剛接近前方支點第28頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月最大負(fù)彎矩（2）②前支點支撐在導(dǎo)梁約一半長度處第29頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月第30頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)箱梁剪力滯效應(yīng)計算的有效寬度法一、剪力滯概念1、定義:寬翼緣箱形截面梁受對稱垂直力作用時,其上、下翼緣的正應(yīng)力沿寬度方向分布是不均勻的,這種現(xiàn)象稱為剪力滯或剪力滯效應(yīng).實際受力：正應(yīng)力腹板處最大，向兩側(cè)遞減初等梁理論：第31頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月研究剪力滯的意義1.采用適當(dāng)方法，計算截面最大（最?。┱龖?yīng)力，確定鋼筋面積2.布置鋼筋時，按應(yīng)力分布規(guī)律分配，以保證結(jié)構(gòu)安全，防止產(chǎn)生裂縫。第32頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月翼緣有效寬度法1.截面內(nèi)力計算2.翼緣寬度折減3.按折減后等效截面計算應(yīng)力并配置鋼筋第33頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月規(guī)范折減方法1.簡支梁和連續(xù)梁各跨中部梁段，懸臂梁中間跨的中部梁段：2.簡支梁及連續(xù)梁支點，懸臂梁懸臂段：第34頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月規(guī)范折減方法3.當(dāng)梁高時，翼緣有效寬度取實際寬度.4.預(yù)應(yīng)力混凝土梁計算預(yù)加力引起的應(yīng)力時，其軸向力部分按全寬計算，偏心部分按有效寬度計算。5.對超靜定結(jié)構(gòu)進行作用效應(yīng)分析時，可取實際寬度計算。第35頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月第36頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月a取與所求計算寬度bmi相應(yīng)的翼緣寬度bi，但不大于0.25ll為梁的計算跨徑C＝0.1l在長度a和c的長度內(nèi)，有效寬度用直線內(nèi)插法求取。第37頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月T形截面有效寬度規(guī)定1.內(nèi)梁的有效寬度取下列三者中的最小值①對于簡支梁，取計算跨徑的1/3。對于連續(xù)梁，各中間跨正彎矩區(qū)段，取該計算跨徑的0.2倍；邊跨正彎矩區(qū)段，取該跨計算跨徑的0.27倍；各中間支點負(fù)彎矩區(qū)段，取該支點相鄰兩計算跨徑之和的0.07倍②相鄰兩梁的平均間距。③（b+2bh+12hf’),此處b為腹板寬度，bh為承托長度，hf’為受壓區(qū)翼緣懸出板的厚度。當(dāng)hh/bh<1/3時，上式bh應(yīng)以3hh代替，hh為承托根部厚度。第38頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月T形截面有效寬度規(guī)定2外梁翼緣的有效寬度取相鄰內(nèi)梁翼緣有效寬度的一半，加上腹板寬度的1/2，再加上外側(cè)懸臂板平均厚度的6倍或外側(cè)懸臂板實際寬度兩者中的較小者。3.預(yù)應(yīng)力混凝土梁計算預(yù)加力引起的應(yīng)力時，其軸向力部分按全寬計算，偏心部分按有效寬度計算。4.對超靜定結(jié)構(gòu)進行作用效應(yīng)分析時，可取實際寬度計算。第39頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)連續(xù)梁橋荷載橫向分布計算

橋梁結(jié)構(gòu)屬空間受力，內(nèi)力分析和計算復(fù)雜，為簡化計算常利用主梁的內(nèi)力影響線和考慮荷載橫向分布相結(jié)合的分離變量方法計算橋梁的空間受力作用。影響橫向分布的因素：橋梁結(jié)構(gòu)體系、跨徑、橋?qū)?、縱向和橫向抗彎剛度、抗扭剛度等。第40頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月等代簡支梁法基本原理：將連續(xù)或懸臂體系的梁換算成跨徑相等的簡支梁，然后利用修正剛性橫梁法計算各梁的荷載橫向分布系數(shù)。第41頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月等代簡支梁法基本步驟：1.按照集中荷載P＝1作用下跨中撓度相等的原則計算等代梁的抗彎慣矩系數(shù)Cw第42頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月等代簡支梁法基本步驟：2.按照集中扭矩T＝1作用下跨中扭轉(zhuǎn)角相等的原則計算等代梁的抗扭慣矩系數(shù)第43頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月等代簡支梁法基本步驟：3.做等截面等代簡支梁，取其抗彎慣矩和抗扭慣矩分別為，然后利用修正偏心壓力法求解各梁的荷載橫向分布系數(shù)第44頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月等代簡支梁法基本步驟：4.對箱形截面，可假想地從各室頂、底板中點切開，使之變?yōu)橛蒼片T形梁（或I字形梁）組成的橋跨結(jié)構(gòu)，然后用上述方法求解各梁的橫向分布系數(shù)。第45頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月等代簡支梁法基本步驟：.對箱形截面，由于其是一個整體構(gòu)造，截面設(shè)計及配筋時宜按整體考慮，所以引入荷載增大系數(shù)，用其乘以車道荷載，做為整個箱形截面梁承受的荷載。式中n為腹板數(shù)第46頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月1.懸臂體系梁橋懸臂跨第47頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月連續(xù)梁橋邊跨或不對稱中跨第48頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月活載內(nèi)力計算第49頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)力影響線1第50頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)力影響線2第51頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月超靜定次內(nèi)力計算1、產(chǎn)生原因——結(jié)構(gòu)因各種原因產(chǎn)生變形，在多余約束處將產(chǎn)生約束力，從而引起結(jié)構(gòu)附加內(nèi)力(或稱二次力)2、連續(xù)梁產(chǎn)生次內(nèi)力的外界原因預(yù)應(yīng)力墩臺基礎(chǔ)沉降溫度變形徐變與收縮第52頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月第53頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月第54頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月第55頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)預(yù)應(yīng)力次內(nèi)力計算第56頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月第57頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月靜定結(jié)構(gòu)在預(yù)應(yīng)力作用下的特點1.初預(yù)矩和力筋的線形一致2.混凝土預(yù)壓力和力筋張拉力大小相等，方向相反3.鋼筋混凝土預(yù)壓力的作用點連線叫壓力線。壓力線和力筋線形重合4.無支座反力，無次內(nèi)力第58頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月超靜定結(jié)構(gòu)預(yù)加力的作用多于約束處因限制梁自由變形而產(chǎn)生反力，因此反力而引起的梁體內(nèi)力稱為次內(nèi)力預(yù)應(yīng)力初彎矩：

預(yù)應(yīng)力次彎矩：總預(yù)矩：第59頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月壓力線：合力作用點簡支梁壓力線與預(yù)應(yīng)力筋位置重合連續(xù)梁壓力線與預(yù)應(yīng)力筋位置相差第60頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月一、用力法解預(yù)加力次力矩

1、直線配筋第61頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月壓力線位置力法方程變位系數(shù)贅余力總預(yù)矩第62頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月

2、曲線配筋梁端無偏心矩時第63頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月梁端有偏心矩時第64頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月

3、局部配筋局部直線配筋第65頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月局部曲線配筋第66頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月

4、變截面梁曲線配筋第67頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月二、等效荷載法

基本原理：

把預(yù)應(yīng)力束筋和混凝土視為相互獨立的脫離體，預(yù)加力對混凝土的作用可以用等效荷載代替基本假定：1.預(yù)應(yīng)力鋼筋的摩阻損失忽略不計（或按平均分布計入）2.預(yù)應(yīng)力鋼筋貫穿構(gòu)件全長3.索曲線近似按二次拋物線變化，且曲率平緩第68頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月符號規(guī)定：偏心距向上為正，向下為負(fù)荷載向上為正，向下為負(fù)曲線預(yù)應(yīng)力筋第69頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月梁端等效力軸向力：豎向力：力矩：第70頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月第71頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月第72頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月折線預(yù)應(yīng)力筋第73頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月等效荷載法的應(yīng)用計算步驟1.求解初預(yù)矩（不考慮多于約束的影響）2.求解等效荷載3.根據(jù)等效荷載求解截面內(nèi)力，即總預(yù)矩4.求解截面次預(yù)矩第74頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月3、初預(yù)矩與總預(yù)矩將等效荷載作用在基本結(jié)構(gòu)上可得初預(yù)矩將等效荷載直接作用在連續(xù)梁上可得總預(yù)矩如果等效荷載直接作用在連續(xù)梁上支反力等于0，此時為吻合束只有改變預(yù)應(yīng)力束曲率半徑或梁端高度才能改變總預(yù)矩第75頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月三、線性轉(zhuǎn)換與吻合束

1、線性轉(zhuǎn)換 只要保持束筋在超靜定梁中的兩端位置不變，保持束筋在跨內(nèi)的形狀不變，而只改變束筋在中間支點上的偏心距，則梁內(nèi)的混凝土壓力線不變，總預(yù)矩不變作用：在不改變結(jié)構(gòu)內(nèi)混凝土壓力線位置的條件下調(diào)整力筋合力線的位置，以適應(yīng)結(jié)構(gòu)構(gòu)造上的要求。第76頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月 改變e在支點B所增加(或減少)的初預(yù)矩值，與預(yù)加力次力矩的變化值相等，而且兩者圖形都是線性分布，因此正好抵消第77頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月

2、吻合索 調(diào)整預(yù)應(yīng)力束筋在中間支點的位置，使預(yù)應(yīng)力筋重心線線性轉(zhuǎn)換至壓力線位置上，預(yù)加力的總預(yù)矩不變，而次力矩為零。 次力矩為零時的配束稱吻合索第78頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月 多跨連續(xù)梁在任意荷載作用下結(jié)論： 按外荷載彎矩圖形狀布置預(yù)應(yīng)力束及為吻合束 吻合束有任意多條第79頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月第80頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)徐變、收縮次內(nèi)力計算一、徐變、收縮理論收縮——與荷載無關(guān)徐變——與荷載有關(guān)收縮、徐變與材料、配合比、溫度、濕度、截面形式、護條件、混凝土齡期有關(guān)第81頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月1、混凝土變形過程收縮彈性變形回復(fù)彈性變形滯后彈性變形屈服應(yīng)變第82頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月2、收縮徐變的影響結(jié)構(gòu)在受壓區(qū)的徐變和收縮會增大撓度；徐變會增大偏壓柱的彎曲，由此增大初始偏心，降低其承載能力；預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中，徐變和收縮會導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力的損失；徐變將導(dǎo)致截面上應(yīng)力重分布。對于超靜定結(jié)構(gòu)，混凝土徐變將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)力重分布，即引起結(jié)構(gòu)的徐變次內(nèi)力?；炷潦湛s會使較厚構(gòu)件的表面開裂第83頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月3、線性徐變當(dāng)混凝土棱柱體在持續(xù)應(yīng)力不大與0.5fc時，徐變變形與初始彈性變形成線性比例關(guān)系徐變系數(shù)——徐變與彈性應(yīng)變之比第84頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月二、徐變、收縮量計算表達1、實驗擬合曲線法 建立一個公式，參數(shù)通過查表計算， 各國參數(shù)取法不相同，常用公式有：CEB—FIP1970年公式聯(lián)邦德國規(guī)范1979年公式國際預(yù)應(yīng)力協(xié)會（FIP）1978年公式——我國采用的公式第85頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月2、徐變系數(shù)數(shù)學(xué)模型1）基本曲線——Dinshinger公式

徐變在加載時刻有急變在加載初期徐變較大隨時間增長逐漸趨于穩(wěn)定第86頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月2）徐變系數(shù)與加載齡期的關(guān)系老化理論不同加載齡期

的混凝土徐變曲線在任意時刻t(t>

)，徐變增長率都相同隨著加載齡期的增大，徐變系數(shù)將不斷減小，當(dāng)加載齡期足夠長時徐變系數(shù)為零該理論較符合新混凝土的特性第87頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月將Dinshinger公式應(yīng)用與老化理論第88頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月先天理論不同加載齡期的混凝土徐變增長規(guī)律都一樣混凝土的徐變終極值不因加載齡期不同而異，而是一個常值該理論較符合加載齡期長的混凝土的特性第89頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月混合理論對新混凝土采用老化理論，對加載齡期長的混凝土采用先天理論第90頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月三、結(jié)構(gòu)因混凝土徐變引起的變形計算1、基本假定不考慮鋼筋對混凝土徐變的約束作用混凝土彈性模量為常數(shù)線性徐變理論第91頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月2、應(yīng)力不變條件下的徐變變形計算應(yīng)力應(yīng)變公式變形計算公式第92頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月靜定結(jié)構(gòu)可以滿足應(yīng)力不變的條件一次落架結(jié)構(gòu)可以直接按該式計算分段施工結(jié)構(gòu)要考慮各節(jié)段應(yīng)力是分多次在不同的齡期施加的第93頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月3、應(yīng)力變化條件下的徐變變形計算1）應(yīng)力應(yīng)變公式

時刻的應(yīng)力增量在t時刻的應(yīng)變從

0

時刻到t時刻的總應(yīng)變第94頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月2）時效系數(shù)利用中值定理計算應(yīng)力增量引起的徐變時效系數(shù)從

0

時刻到t時刻的總應(yīng)變第95頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月3）松弛系數(shù)——通過實驗計算時效系數(shù)松弛實驗松弛系數(shù)通過實驗數(shù)據(jù)擬合令第96頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月近似擬合松弛系數(shù)令折算系數(shù)換算彈性模量徐變應(yīng)力增量第97頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月4）變形計算公式第98頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月5）微分變形計算公式應(yīng)力應(yīng)變微分關(guān)系dt時段內(nèi)的微變形第99頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月四、結(jié)構(gòu)因混凝土徐變引起的次內(nèi)力計算計算變形時次內(nèi)力為未知數(shù)，必須通過變形協(xié)調(diào)條件計算計算有兩種思路：微分平衡、積分平衡第100頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月1、微分平衡法（Dinshinger法）1）微分平衡方程贅余力方向上第101頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月微分平衡方程第102頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月徐變穩(wěn)定力2）簡支變連續(xù)按老化理論解微分方程得：第103頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月徐變穩(wěn)定力3）其它施工方法按老化理論解微分方程得：第104頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月4）一次落架施工解微分方程得： 一次落架施工連續(xù)梁徐變次內(nèi)力為零第105頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月5）各跨齡期不同時第106頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月按老化理論 以梁段②的時間為基準(zhǔn)t'，則梁段①加載時間歷程為t=t'+

1令第107頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月解得：第108頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月解得：6）多跨連續(xù)梁第109頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月7）預(yù)應(yīng)力等效荷載徐變次內(nèi)力 由于徐變損失，預(yù)加力隨著時間變化，引用平均有效系數(shù)C C=Pe/PpPe

徐變損失后預(yù)應(yīng)力鋼筋的平均拉力；Pp

徐變損失前預(yù)應(yīng)力鋼筋的平均拉力第110頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月2、換算彈性模量法(Trost-Bazant法)1）平衡方程贅余力方向上第111頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月2）一次落架時第112頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月3）各跨齡期不同時第113頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月4）多跨連續(xù)梁第114頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月五、結(jié)構(gòu)因混凝土收縮引起的次內(nèi)力計算1、收縮變化規(guī)律假設(shè)混凝土收縮規(guī)律與徐變相同收縮終極值第115頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月2、微分平衡法（Dinshinger法）位移微分公式收縮產(chǎn)生的彈性應(yīng)變增量收縮應(yīng)變增量收縮產(chǎn)生的應(yīng)力狀態(tài)的徐變增量，初始應(yīng)力為0位移微分平衡方程第116頁，課件共127頁，創(chuàng)作于2023年2月3、換算彈性模量法位移公式收縮應(yīng)變收縮產(chǎn)生的彈性變形與徐變變形位移平衡方程：收縮產(chǎn)生的徐變次