【文章內(nèi)容簡介】 2 202 002 202 00 圖 3 最大跨徑連續(xù)箱梁最佳橫截面幾何參數(shù)曲線 2 鋼筋保護層的作用是什么？ 答：保護層的作用是保護鋼筋不被銹蝕。對于鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，他們的耐久性主要取決于鋼筋是否被銹蝕，鋼筋一旦被銹蝕，不僅鋼筋有效面積減小，而且因腐蝕膨脹使周邊混凝土剝落，更加速鋼筋的腐蝕。 鋼筋被腐蝕的速度主要與以下五個因素有關(guān)： 1）所 處環(huán)境狀況； 2）保護層厚度； 3）混凝土密實性； 4）混凝土中侵蝕混凝土和鋼筋的化學(xué)成分含量； 5）過寬的裂縫 若保護層混凝土性能穩(wěn)定、密實，并有足夠的厚度，則周邊環(huán)境的有害物質(zhì)通過滲透至鋼筋表面的時間將大大延長，從而使結(jié)構(gòu)的耐久性得到保證。 2 什么是三向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)？ 答： 箱形截面連續(xù)梁的受力比較復(fù)雜，除了承受順橋向平面內(nèi)的彎曲和剪力外，還要承擔(dān)偏載時產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，此外，車輛荷載以及局部溫差將會對箱梁產(chǎn)生橫向彎曲應(yīng)力。因此，除了沿縱向布置預(yù)應(yīng)力鋼筋外，還要沿 垂直腹板的全長每隔一定的間距設(shè)置豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋，在箱梁 頂板（包括懸臂板） 內(nèi)設(shè)置橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋，由于在三個方向均施加預(yù)應(yīng)力，故稱三向預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。 2 板的荷載有效分布寬度是怎么定義的 ？ 答：板的荷載有效分布寬度是在知道了活載在橋面板上的分布情況，確定用什么位置的 1m 寬板條進行內(nèi)力計算。其定義為當(dāng)荷載以 a1b1的分布面積作用在板上時，板除了沿計算跨徑 x 方向產(chǎn)生撓曲變形 wx外，沿垂直于計算跨徑的 y方向也必然發(fā)生撓曲變形 wy（圖4a）。這說明荷載作用下不僅使直接承壓的寬度為 a1的板條受力，其鄰近的板也參與工作，共同承受車輪荷載所產(chǎn)生的彎矩。 a axyxxxl1b 1方向行車截面彎矩圖dy方x1向行車m x maxm xyy( a ) ( b )al /2ωωω圖 4 行車道板的受力狀態(tài) 為了計算方便，設(shè)想以 a 寬板均勻承受車輪荷載產(chǎn)生的總彎矩（圖 4b），即 ? ??? Mdymma xx m a x 則得彎矩圖形的換算寬度為： maxxmMa? （ 232） 式中： M——車輪荷載產(chǎn)生的跨中總彎矩，可直接由結(jié)構(gòu)力學(xué)方法計算得到； mxmax——荷載中心處的最大單寬彎矩值，精確解需由板的空間計算 才能得到。 我們就定義上式的 a 為板的有效工作寬度，或荷載有效分布寬度。 這樣，當(dāng)有一個車輪作用于橋面板上時， 1m 寬板條上的荷載計算強度為： 汽車： p =12abP 掛車： p =14abP （ 233） 式中： P——汽車或掛車的軸重。 2）《橋規(guī)》中 a 的有關(guān)規(guī)定 《橋規(guī)》基于大量的理論研究，對板的有效工作寬度有如下規(guī)定： （ 1）單 向板的荷載有效分布寬度 i．荷載在跨徑中間 對于單獨一個荷載： ,323 21 lHalaa ????? 但不小于 l32 這里， l 為兩梁肋之間板的計算跨徑。 《橋規(guī)》規(guī)定，計算彎矩時， tll ?? 0 ，但不大于 bl ?0 ；計算剪力時， 0ll? ，其中0l 為板的凈跨徑， t 為板的厚 度， b 為梁肋寬度。 對于幾個靠近 的相同荷載，如按上式計算所得各相鄰荷載的有效分布寬度發(fā)生重疊時 323 21 ldHaldaa ??????? 式中 d 為最外兩個荷載的中心距離。 ii．荷載在板的支承處 tHataa ????? 239。 21 ，但不小于 l/3 式中： t——板的厚度。 iii．荷載靠近板的支承處 xaax 239。?? 式中： x——荷載離支承邊緣的距離。 （ 2）懸臂板的荷 載有效分布寬度 a 39。239。22 12 babHaa ????? 式中： 39。b 為承重板上荷載壓力面外側(cè)邊緣至懸臂根部的距離。 對于分布荷載靠近板邊的最不利情況， 39。b 就等于懸臂板的凈跨徑 l0，于是： a=a1+2l0 不管是單向板還是懸臂板，對于履帶荷載來說，因為其接觸地面較長，通常就忽略荷載壓力面以外的板條參與工作，故不論在跨中或支點均取 1m寬板條按實際荷載強度 p 進行計算。 2 什么叫荷 載橫向分布的杠桿原理法？ 答：杠桿原理法進行荷載橫向分布計算時，其基本假定是忽略主梁之間橫向結(jié)構(gòu)的聯(lián)系作用，即假設(shè)橋面板在主梁梁肋處斷開，而當(dāng)作沿橫向支承在主梁上的簡支梁或懸臂梁來考慮。 利用上述假定作出主梁的荷載橫向分布影響線，即當(dāng)移動的單位荷載 1?P 作用于計算梁上時，該梁承擔(dān)的荷載為 1；當(dāng) P 作用于相鄰或其它梁上時，該梁承擔(dān)的荷載為零，該梁與相鄰梁之間按線性變化，如 下 圖所示。 杠桿原理法適用于計算荷載位于靠近主梁支點時的荷載橫向分布系數(shù) mo。此時主梁的支承剛度遠(yuǎn)大于主梁間橫向聯(lián)系的剛度，受力特性與杠桿原理法接近。另外該法也可用于雙主梁橋，或橫向聯(lián)系很弱的無中間橫隔梁的橋梁。 ( a )1 2 3 41( b )2 3 4( c )1 號梁2 號梁+11 圖 5 按杠桿原理法計算荷載橫向分布系數(shù) 2 什么叫荷載橫向分布的偏心壓力法？ 答：偏心壓力法是計算荷載橫向分布系數(shù)的一種常用方法，偏心壓力法計算荷載橫向分布適用于橋上具有可靠的橫向聯(lián)結(jié)，且橋的寬跨比 B/l 小于或接近 的情況時（一般稱為窄橋）的跨 中截面荷載橫向分布系數(shù) cm 計算。 偏心壓力法的基本前提是： 1）車輛荷載作用下，中間橫隔梁可近似地看作一根剛度為無窮大的剛性梁，橫隔梁僅發(fā)生剛體位移； 2）忽略主梁的抗扭剛度，即不計入主梁扭矩抵抗活載的影響。如圖 6a所示，圖中 wi表示橋跨中央各主梁的豎向撓度。基于橫隔梁無限剛性的假定，此法也稱 “剛性橫梁法 ”。 根據(jù)在彈性范圍內(nèi)，某根主梁所承受到的荷載 Ri與該荷載所產(chǎn)生的跨中彈性撓度 wi成正比例的原則，我們可以得出：在中間橫隔梁剛度相當(dāng)大的窄橋上，在沿橫向偏心布置的活載作 用下，總是靠近活載一側(cè)的邊主梁受載最大。下面，將介紹單位荷載 P=1 作用在跨中任意位置（偏心距為 e）時， 1＃ 主梁所承擔(dān)的力 1R 。 取跨中 x=l/2 截面，如圖 6b所示。通常情況下，各主梁的慣性矩 Ii 相等。顯然，對于具有近似剛性中間橫隔梁的結(jié)構(gòu)，偏心荷載 P＝ 1 可以用作用于橋軸線的中心荷載 P＝ 1 和偏心力矩 M＝ e?1 來替代，分別求出這兩種情況下 1＃ 主梁所承擔(dān)的力，然后進行疊加，如圖 6b 所示。 ωωωωωωωωωR14圖3. 16R131211R R015Rae1II II 21 43a11 2 3a42a324511R39。 5I 554 5y∞nE I d39。Pc39。cdx( a )( b )B /2B /2l/2l/2P = 1 k N(i)(ii )(i ii)(i v)(v )P = 1 k NM = 1 e k N mP = 1 k N39。R39。 43R39。R39。 2R39。 1M = 1 e k N m5R4RR 1 R 22ω239。12345 圖 6 偏心壓力法計算圖示 2 怎樣使用 “等代簡支梁法 ”來分析非簡支的其他梁式體系橋的荷載橫向分布？ 答：等代簡支梁法的原理主要有以下三個要點： 將多室箱梁假想地從各室底板中點斷開，使之變?yōu)榫哂?n 片 T 形梁（或 I 字形梁）組成的橋跨結(jié)構(gòu)，然后應(yīng)用修正偏壓法公式計算其荷載橫向分布系數(shù) m。 按照在同等集中荷載 P=1 作用下跨中撓度 W 相等的原理來反算抗彎慣矩?fù)Q算系數(shù)Cw?，F(xiàn)以圖中三跨變截面連續(xù)梁的中跨為例進行說明，設(shè)該跨梁跨中截面的抗彎慣矩為 Ic，在 P=1 作用下的跨中撓度為 W 連 ，現(xiàn)用同等跨徑的等 截面簡支梁來代替該跨，當(dāng)該等代梁的抗彎慣矩調(diào)整到某個 CwIc值時，便可以達到與實際梁相等的跨中撓度，即 W 代 =W 連 。 按照相類似的原理，令實際梁與等代梁在集中扭矩 T=1 作用下扭轉(zhuǎn)（自由扭轉(zhuǎn)）角相等（ ? 代 =? 連 ）時來反求連續(xù)梁中跨的抗扭慣矩?fù)Q算系數(shù) Cθ，此處實際梁的跨中截面抗扭慣矩為 ITc。 同理，對于連續(xù)梁的邊跨也是在其中點施加 P=1 和 T=1分別來反算該跨的換算系數(shù) Cw和 C? 。當(dāng)求出各跨的這些換算系數(shù)后 ，則抗扭修正系數(shù) ? 可以改寫成如下的形式： ??????22)/(1211iCwTC anIC ICEGl ?? 或 ???????22 11211iCTCw aIICCEGnl ?? （ 246） 式中的 CI 和 TCI 分別為整個箱梁截面的抗彎慣矩和抗扭慣矩 。