【正文】 第六章 混凝土簡支梁橋 第六章 混凝土簡支梁橋 ? 第一節(jié) 混凝土簡支梁橋的設(shè)計與構(gòu)造特點 ? 第二節(jié) 混凝土簡支梁橋的預(yù)制和施工方法 ? 第三節(jié) 混凝土簡支梁橋的設(shè)計計算 第三節(jié) 混凝土簡支梁橋的設(shè)計計算 一、概述 ? 計算過程 內(nèi)力計算 截面配筋驗算 開始 擬定尺寸 是否通過 計算結(jié)束 否 是 荷載計算 裂縫撓度驗算 結(jié)構(gòu)計算的目的、原則、手段、特點 目的 ：掌握結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力的大小、方向、性質(zhì)及變化規(guī)律；使設(shè)計與橋梁設(shè)計基本原則相吻合（安全、適用） 原則 ：根據(jù)結(jié)構(gòu)型式，選擇合理計算模式；對結(jié)果合理簡化；計算結(jié)果應(yīng)通過實踐檢驗。 手段 ：手算、電算 特點 ：計算結(jié)果的不唯一性；計算結(jié)果的不精確行；反復(fù)性 尺寸的初步擬定 ?擬定主量分塊方式（橫向幾片）和截面形式；考慮運輸、經(jīng)濟、構(gòu)造簡單、剛度、標(biāo)準(zhǔn)化等因素 ?主梁高度（高跨比）：公路板式 1/11~1/20，肋式1/11~1/13；鐵路普通高度梁 1/6~1/9，低高度梁1/11~1/15 ?梁肋厚度：一般 16~40cm；構(gòu)造最小厚度 14cm ?梁肋間距：標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計中，公路 T梁間距 ~，鐵路鋼筋混凝土簡支梁梁肋間距 ?橋面板厚度：最小 12cm 第三節(jié) 混凝土簡支梁橋的設(shè)計計算 一、概述 簡支梁橋設(shè)計計算的項目一般有： 主梁 ：主要承重構(gòu)件 橋面板 ：直接承受車輛荷載，又是主梁的受壓翼緣 橫隔梁 ：主要增強梁橋的橫向剛性，起分布荷載作用 支座 ：將主梁支點反力傳遞至墩臺 下部結(jié)構(gòu) 本節(jié)大前提是 簡支梁橋 ，但主要介紹 簡支肋梁橋 。 對于 板式梁橋 ， 沒有行車道板計算 （沒有梁格支撐的問題，無局部彎曲效應(yīng)），板即主梁，沒有行車道板計算項目，也沒有橫隔梁計算項目。 肋梁橋 中，翼板除作為主梁的一部分之外，當(dāng)輪子壓在翼板下的梁格（主梁梁肋、橫隔梁、內(nèi)縱梁）上時還有局部彎曲效應(yīng)，因此 翼板還要作為行車道板再計算 。 肋梁橋的行車道板計算和主梁計算是相互獨立的 ，沒有因果關(guān)系。從計算步驟上，可以最先算行車道板，也可以最后算行車道板。 主梁計算采用橫向 → 縱向思路。荷載橫向分布計算方法有多種，與主梁結(jié)構(gòu)形式有關(guān)。 二、行車道板的計算 行車道板的概念和作用 行車道板是肋梁橋的上翼緣，例如 T梁的翼板 作用： 1）直接承受車輛輪壓，并將其傳給主梁； 2）聯(lián)結(jié)作用，保證梁的整體作用。 行車道板的支承 —— 梁格 的概念 ?從梁結(jié)構(gòu)平面的仰視圖看，主梁梁肋、橫隔梁、內(nèi)縱梁構(gòu)成了所謂的梁格，橋面行車道板就是支承在周邊無豎向位移的梁格之上的。 ?整澆式主梁的梁格由主梁梁肋、橫隔梁、內(nèi)縱梁（有 /無）組成，如圖 。 ?裝配式主梁的梁格由主梁梁肋和橫隔梁組成，如圖 、 c。圖 b、 c的區(qū)別在于橋面板橫向聯(lián)結(jié)方式不同， b采用間隔鋼板鏈接， c采用鉸接連接。 圖 梁格構(gòu)造和橋面板支承方式 行車道板的 板格 支承條件 ①四邊嵌固 ：兩邊嵌固在橫隔梁上，一邊嵌固在主梁梁肋上，一邊嵌固在主梁梁肋上或內(nèi)縱梁上。適用于整澆式梁 或 橋面板剛接的裝配式梁的中間翼板，如圖 。 ② 三邊嵌固、一邊鉸接 ：兩邊嵌固在橫隔梁上，一邊嵌固在主梁梁肋上，一邊鉸縫。適用于橋面板采用鉸接式接頭的裝配式梁的中間翼板，如圖 。 ③三邊嵌固、一邊自由： 兩邊嵌固在橫隔梁上，一邊嵌固在主梁梁肋上，一邊自由。適用于橋面板采用間隔鋼板鏈接的裝配式梁的中間翼板，如圖 。 ④ 一邊嵌固、三邊自由： 一邊嵌固在主梁梁肋上，三邊自由。適用于邊主梁的邊翼板，如圖 、 b、 c中的邊板。 單向板 /雙向板的概念 （ 1） 單 /雙向板的力學(xué)定義：對于一塊水平放置、四邊支承的板，在豎向荷載作用下， 只 單方向有彎曲的板稱為單向板，兩方向上 都有 彎曲的板稱為雙向板。判斷單 /雙向板，與三個因素有關(guān)：荷載形式、支撐條件、板的幾何尺寸。 （ 2） 單 /雙向板的工程概念：上述前提下，若某方向的彎矩與另一正交方向的彎矩相差可忽略不計時，稱為單向板，否則稱為雙向板。一般認為板的長向尺寸與短向尺寸之比大于等于 2時，就可以視為單向板。 單向板 /雙向板的概念 （ 3） 行車道板的板格尺寸與單 /雙向板特征 ? 邊主梁的邊翼板通常支撐邊（主梁跨度）與自由邊（翼緣寬之半）之比大于 2，可按 單向板 計算，跨度沿橋橫向。 ? 對于行車道板的中間板塊，當(dāng)沿橋縱向的長邊（橫隔梁間距）與沿橋橫向短邊（翼緣寬或翼緣寬之半）之比大于 2時，也可按 單向板 計算，跨度沿橋橫向。 ? 對于行車道板的中間板塊，當(dāng)沿橋縱向的長邊（橫隔梁間距）與沿橋橫向短邊（翼緣寬或翼緣寬之半）之比小于 2時，應(yīng)按 雙向板 計算。 圖 梁格構(gòu)造和橋面板支承方式 圖 梁格構(gòu)造和橋面板支承方式 圖 梁格構(gòu)造和橋面板支承方式 （ 2）第二類：按雙向板計算 ?計算圖式：分別為具有前述四種支撐條件的雙向板。 ?計算方法：用彈性力學(xué)計算或用有限元計算。也有簡化計算法，實際可制作成計算手冊 二、行車道板的計算 車輛活載在板上的分布 （ 1）公路汽車荷載 ? 輪壓一般作為分布荷載處理 ? 車輪著地面積： a2 b2 ? 橋面板荷載壓力面： a1 b1 ? 荷載在鋪裝層內(nèi)按 45176。 擴散 ? 沿縱向： a1＝ a2 +2H ? 沿橫向： b1=b2+2H ? 橋面板的輪壓局部分布荷載： 112Pqab?（ 單位 KN/m2） 板的有效工作寬度 板有效工作寬度 （ 或荷載有效分布寬度 ） ： 除輪壓局部分布荷載直接作用板帶外 ， 其鄰近板也參與共同分擔(dān)荷載 。 板有效工作寬度影響因素： 板支承條件 、 荷載性質(zhì) 、 荷載位置 二、行車道板的計算 板的有效工作寬度 （ 1） 單向板 二、行車道板的計算 板的有效工作寬度 （ 1） 單向板 二、行車道板的計算 Mdymma xx ??? ?m a xm a xxmMa ?板的有效工作寬度或荷載有效分布寬度 板的有效工作寬度 （ 1） 單向板 ① 荷載在板支承處 ② 荷載在跨中 單個荷載 多個荷載 ③荷載靠近板支承處 二、行車道板的計算 12223 3 3lla a a H l? ? ? ? ? ?12223 3 3lla a d a H d l d? ? ? ? ? ? ? ? ?39。 12 2a a a t a H t? ? ? ? ? ?39。 22 2 2xa a a x a H t x? ? ? ? ? ? ?二、行車道板的計算 板的有效工作寬度 （ 2） 懸臂板 荷載靠近板邊的情況： 122 2 2a a b a H b??? ? ? ? ?122 2 2a a b a H b??? ? ? ? ? （ 3） 鉸接懸臂板 行車道板的內(nèi)力計算 行車道板通常由彎矩控制設(shè)計 ， 常取沿橋長方向 1m寬板條 ， 按梁式板計算 。 根據(jù)板的有效寬度可得梁式板計算荷載 ，即荷載除以相應(yīng)的板有效工作寬度得到每米板寬荷載 。 二、行車道板的計算 4 行車道板的內(nèi)力計算 （ 1） 連續(xù)單向板： 先計算同跨簡支板跨中彎矩 M0， 再修正 。 41?ht 070 MM .??中 070 MM .??支41?ht 050 MM .??中 070 MM .??支二、行車道板的計算 0 0 0pgM M M??1m寬簡支板的跨中活載彎矩 1m寬簡支板的跨中恒載彎矩 10 ( 1 ) ( )82pbPMla?? ? ? 4 行車道板的內(nèi)力計算 二、行車道板的計算 （ 1）連續(xù)單向板 218ogM g l?二、行車道板的計算 4 行車道板的內(nèi)力計算 （ 1）連續(xù)單向板 剪力計算 01 1 2 2( 1 )2sglQ y y? ? ? μ （ A + A ）例： 計算 T梁橋面板的設(shè)計內(nèi)力， T梁主梁采用整體現(xiàn)澆式。設(shè)計荷載：公路Ⅱ 級，腹板凈高是 110cm，橋面鋪裝層為 5cm瀝青混凝土面層（容重為 21KN/m3）和 15cm防水混凝土墊層（容重為25KN/m3）， T梁翼板的重度為 25KN/m3 。 T梁橫截面圖，單位（ cm） （ 1）恒載內(nèi)力（以縱向 1m寬的板進行計算） 1）每米板上的恒載集度。 瀝青混凝土面層： 防水混凝土面層： T梁翼板自重： 1 5 21 5 / mg KN? ? ? ?2g 5 25 5 /