弹性模量法、有限元法。 第七章 桥梁支座、墩台与基础 1. 支座的作用主要表现在哪几个方面?
答;将上部结构的支承反力传递到桥梁墩台,同时保证结构在汽车荷载、温度变化、混凝土徐变和收缩等因素的影响下能自由的变形,以使上、下部结构的实际受力情况符合的静力图式。
门式刚架桥的受力特点:将桥台台身与主梁固结,既省掉了主梁与桥台之间的伸缩缝,改善了桥头的平顺性,又提高了结构的刚性。缺点:1、薄壁台身除承受轴向压力外,还承受横向弯矩,并且在基脚处还产生水平推力。
2、基脚无论采用固结或者铰接构造,都会因为预应力、徐变、收缩、温度变化、基础变位等因素,而产生较大的次内力。 3、当基脚采用铰接构造时,固然可以改善基地的受力状态,使地基趋于均匀,但铰的构造比较复杂,特别是当铰支承修建在河水中或被接线路堤掩埋时,不仅施工困难,而且易于腐蚀,难以养护和维修。
4、角隅节点的截面承受较大的负弯矩,因此节点内缘的混凝土会产生很高的压应力,而节点外缘的拉应力虽然由钢筋来承担,但此处的主拉应力常常会使角隅截面产生劈裂的裂缝。
5、施工工期较长。
斜腿刚架桥的结构特点:优点:1、其压力线接近于拱桥的受力状态,斜腿以受压为主,比门式刚架的立墙或立柱受力更合理,其跨越能力也大。
2、有较长的伸臂长度,通过调整边跨和中跨的跨长比,可以使两端支座成为单向受压铰支座而不至向上翘起,从而改善行车条件,同时在恒载作用边跨对主跨的跨中弯矩也能起到卸载作用,有利于将主跨的梁高减薄。
3、铰支座不会被水淹没或者被土堤掩埋,故在施工上和维护上都比门式刚架桥简单和容易些。
缺点:1、其荷载的传递方式使梁截面产生较大的负弯矩峰值,使得通过此截面的预应力钢筋十分密集,在结构布置上比较复杂。
2、预加力、徐变、收缩、温度变化、基础变位等因素都会使斜腿刚架桥产生次内力,受力分析也相对复杂。
3、与地面成40-50度夹角的斜腿在施工上有一定的难度。
全无缝式连续刚构桥的结构特点:它除了将所有的桥墩与主梁固结外,还将两端的桥台也与主梁刚性固结,形成一座在全桥范围内没有伸缩缝装置的桥梁。
简支斜板桥的受力特点:
1、支承边反力:支承边反力是呈不均匀分布的,钝角处反力最大,锐角处反力最小,甚至可能出现负反力,使锐角上翘。 2、跨中主弯矩:对于宽跨比比较大的斜板,其中心处主弯矩方向接近与支承边正交,但在斜板两侧,则无论宽跨比大小,其主弯矩方向接近平行自由边,且弯矩值沿板宽方向分布不均匀。 3、钝角负弯矩:在钝角处产生负主弯矩,其负主弯矩的方向接近与钝角的二等分线相正交
4、横向弯矩:比同等跨径的的直桥大得多,沿自由边的横向弯矩还出现反号,靠近锐角处为正,靠近钝角处为负。 5、扭矩:锐角处有起翘的趋势。
弯梁桥的受力特点:第一、在外荷载作用下,梁截面内产生弯矩的同时,必然伴随耦合扭矩。
第二、在结构自重作用下,除支点截面以外,弯梁桥外边缘的挠度一般大于内边缘的挠度,而且曲线半径愈小这种差异越严重 第三、对于两端均有抗扭支座的弯梁桥,其外弧测的支座反力一般大于内弧侧,曲率半径较小时内弧侧还可能出现负反力。
预应力筋的布置原则
1、预配索 2、局部补充索 3、配置非预应力钢筋
4、尽量在顶底板中不要配置呈蛇形状的水平弯曲索来抵抗弯矩,以免造成布索困难
5、内外弧侧预应力筋的张拉力可以取不等值
6、防止腹板发生侧崩,应将预应力索尽可能布置在腹板中朝外的一侧,使内侧混凝土具有足够的抵抗刚度。
混凝土收缩和徐变的差别:混凝土在长期荷载作用下沿着作用力的方向的变形会随时间不断增长,即荷载不变而变形仍然随时间增大,一般要延续2-3年才逐渐趋于稳定,一般可达0.3-1.5mm/m。
混凝土在干燥过程中,由于毛细孔水的蒸发,形成负压,随着空气湿度的降低负压逐渐增大,产生收缩力,导致混凝土收缩。一般条件下极限收缩在(50-90)×10^(-5)mm/m。不能完全恢复。 混凝土徐变:混凝土在某一不变荷载的长期作用下(即,应力维持不变时),产生的塑性变形。其影响因素有时间、应力条件、加荷龄期、周围环境、水泥用量、材料质量和及级配。
混凝土收缩: 混凝土收缩是指在混凝土凝结初期或硬化过程中出现的体积缩小现象。用水量影响收缩、水泥影响收缩、集料等因素影响收缩、环境及养护影响。