混凝土桥(7)

2019-04-14 21:01

。组合体系拱活载内力计算:

。。采用影响线加载计算包络图,拱肋也必须用横向分布系数考虑车列的偏载。 。

。桁架拱桥计算: 。。桁架拱桥是高次超静定结构,横载、活载以及各种次内力均必须采用有限元结构分析程序计算。

活载计算必须考虑横向布系数。 。

。纵向稳定验算:

。。细长比不大时纵向稳定性验算一般可表达为强度校核的形式,即将拱圈换算为相当长度的压杆,按平均轴向力计算,以强度校核形式控制稳定。 细长比较大时可以按临界力控制稳定。 。

。横向稳定验算:

。。板拱或肋拱可近似用矩形等截面抛物线双铰拱,在均布竖向荷载作用下的横向稳定公式来计算临界轴向力。

有横向连接系的拱的横向稳定计算是一个较复杂的问题,通常可将拱展开成一个与拱轴等长的平面桁架,按组合压杆计算其稳定性。 。

。主拱变形计算、预拱度计算: 。。一般验算拱顶挠度,拱顶挠度是由恒载和静活载(不记冲击力)产生的挠度,其值不超过跨径的1/800;当用平板挂车或履带车时,上述值可增加20%。当恒载和静活载产生的拱顶挠度不超过跨度的1/1600时,可以不设,预拱度的设置按照恒载加上1/2的活载进行计算。 。

。关键部位局部应力验算: 。。对拱脚、拱肋与系梁连接处,吊杆的吊点,横梁与系梁连接处,均应进行局部应力分析。一般采用大型有限元程序结合模型试验进行。 。

。主拱内力调整:

。。是指在不改变主拱截面的情况下采用各种方法来优化主拱的受力状态,主要的方法有: 1.假载法调整悬链线拱的内力:当悬链线主拱某一控制截面的应力过大,而另一控制截面的应力有较大富余时,我们可调整拱轴线系数m,修正拱轴线;调整后的拱轴线即非恒载压力线,因此主拱截面在恒载作用下,即使不记入弹性压缩的影响,也要产生弯矩,用此弯矩来改善主拱截面的应力状态。

2、 临时铰法:修建主拱时,在拱顶和拱脚截面处设置铅板制作的临时铰,待成桥后将铰拆除。如果临时铰偏心安装则可能起到调整主拱内应力的作用,特别可消除混凝土收缩引起的附加内力。

3、 用千斤顶调整内力:将千斤顶平放在拱顶预留的空洞内,利用千斤顶对两半拱缓缓施加推力,使两半拱即分开又抬升。由于千斤顶施力时,拱被抬升使拱架易于卸出;同时拱桥基础立即产生的变形影响亦可消除;而调整千斤顶施力点的位置和加力的大小,即可达到调整主拱应力的目的。

斜拉桥计算>计算内容

________________________________________ 斜拉桥计算内容

需要计算的部位:

。主塔、主梁、斜拉索、局部构件; 。

主要荷载:

。恒载、预应力、活载、日照温差、常年温差、基础不均匀沉降、风荷载、地震荷载; 。

计算项目:

。自重总体内力计算,

活载内力计算,

温差、基础不均匀沉降内力计算, 横梁计算,

关键部位局部应力验算, 静力稳定性验算, 风荷载稳定性验算,

地震荷载作用下内力验算, 主梁挠度计算。

计算方法

________________________________________ 斜拉桥计算方法

成桥状态合理索力的确定: 。刚性支承连续梁法。

施工阶段斜拉索初张力确定: 。倒拆法,无应力状态法。 。。

自重内力计算:

。一般需采用有限元程序按施工过程进行模拟跟踪计算,简化方法只是用于早期的斜拉桥。 。

活载内力计算:

。活载内力一般通过影响线加载计算。 。。

斜拉桥内力计算中的非线性因素:

。中小跨度斜拉桥可以不考虑非线性的影响,大跨度斜拉桥计算必须考虑以下几种非线性因素:

1、几何非线性:因为结构的变形较大,变形不能被忽略。

2、斜拉索垂度影响:一般折算为弹性模量的损失,即采用EANST公式修正弹性模量。 3、材料非线性影响:钢筋混凝土等材料在应力较高的情况下不符合虎克定理。 。。

横梁计算:

。横梁是空间受力,很复杂。要做空间分析才能说明清楚,简化计算时双索面斜拉桥按简支梁计算,单索面按悬臂梁计算。 。。

关键部位局部应力验算:

。斜拉索索力比一般预应力大很多,塔柱锚固区、索梁交叉点、梁体的锚固区均需特别作应力分析。 。。

主梁静力稳定性验算:

。斜拉桥主梁是受压构件,必须验算其稳定性,验算分两类; 一类是稳定验算假定材料在失稳时仍处于弹性状态;

一类是稳定验算(弹塑性稳定验算)假定某局部应力达到材料屈服强度时该局部发生屈服,全结构产生应力重分布,以此类推,其它截面也发生屈服,直到全结构退化为机动体系,结构失稳。 。。

抗风稳定性验算: 。斜拉结构刚度小,在风荷载作用下除产生静风压外,在空气动力作用下可能导致桥梁震动,当震动与结构自身频率发生共振时,可能导致结构失稳。抗风问题是目前斜拉桥计算的前沿问题,一般通过理论加试验的方法进行验算判断。

悬索桥计算

________________________________________ 悬索桥计算 计算内容

需要计算的部位:加劲梁、主塔、鞍座、锚锭、吊索以及一些局部构件 计算项目: 自重总体内力计算; 活载内力计算;

温差、基础不均匀沉降内力计算; 关键部位局部应力验算;

静力稳定性验算;风荷载稳定性验算; 主缆挠度计算; 计算方法

成桥计算方法。

成桥状态确定合理的主缆长度和鞍座偏移量,采用基本的力学公式和应变协调原理即可。 。

计算步骤。

先分析吊索的恒载内力,求出主缆平衡位置,确定主缆与鞍座的切点位置; 。

施工计算方法。

1、主缆各索段无应力索长计算,用反算法

2、挂索初始状态计算,主要由鞍座退回量计算

3、吊索阶段的结构状态,用逆施工过程进行非线形倒退计算。

主塔稳定性计算

主塔不仅受到自重、风荷载、地震荷载、温度荷载,而且还要承受由主缆传来的荷载作用,不仅有竖向荷载还载塔顶产生顺桥向和横桥向的水平位移,当两根主缆受力不一致时,塔还会受扭,要对塔进行静力计算和稳定性验算。

局部应力分析

一般无法对悬索桥进行全桥三维应力分析,只能用桥梁空间杆系专用程序与有限元方法综合的方法,通过合理的简化与力学变换,可以实现悬索桥的三维应力分析。

悬索桥计算

计算内容

需要计算的部位:加劲梁、主塔、鞍座、锚锭、吊索以及一些局部构件 计算项目: 自重总体内力计算;

活载内力计算;

温差、基础不均匀沉降内力计算; 关键部位局部应力验算;

静力稳定性验算;风荷载稳定性验算; 主缆挠度计算; 计算方法

成桥计算方法。

成桥状态确定合理的主缆长度和鞍座偏移量,采用基本的力学公式和应变协调原理即可。 。

计算步骤。

先分析吊索的恒载内力,求出主缆平衡位置,确定主缆与鞍座的切点位置; 。

施工计算方法。

1、主缆各索段无应力索长计算,用反算法

2、挂索初始状态计算,主要由鞍座退回量计算

3、吊索阶段的结构状态,用逆施工过程进行非线形倒退计算。 。

主塔稳定性计算

主塔不仅受到自重、风荷载、地震荷载、温度荷载,而且还要承受由主缆传来的荷载作用,不仅有竖向荷载还载塔顶产生顺桥向和横桥向的水平位移,当两根主缆受力不一致时,塔还会受扭,要对塔进行静力计算和稳定性验算。

局部应力分析

一般无法对悬索桥进行全桥三维应力分析,只能用桥梁空间杆系专用程序与有限元方法综合的方法,通过合理的简化与力学变换,可以实现悬索桥的三维应力分析。

超静定预应力混凝土梁桥次内力计算

________________________________________ 次内力及其产生原因 。超静定预应力混凝土在各种内外因素的综合影响下,结构因受到强迫的挠曲变形或轴向伸缩变形,所以在结构多余约束处产生多余的约束力,从而引起结构附加内力,这部分附加内力一般统称为结构次内力(或称二次力)。我们主要研究预加力的次内力、徐变收缩次内力、温度次内力、墩台沉降次内力等。

________________________________________ 预应力次内力 1、基本概念

。掌握初预矩、次力矩、吻合索、线性转换原则

初预矩:预加力在每个截面上对重心轴所产生的弯矩值称为初预矩。

次力矩:在超静定结构中,由于多余约束的存在,约束了结构的变形,产生了赘余反力,赘余反力在梁内引起的弯矩值称为次力矩。

吻合束:应用线形原理,将预应力束筋的重心线转换至压力线上(即把由于次力矩引起的压力线和束筋重心线之间的偏离调整掉),此时可以使预加力的总力矩不变,而次力矩为零。称这种次力矩为零的束筋位置为吻合束位置。

线形原理:超静定梁中,预加力产生的次力矩是线形的,由此引起的混凝土压力线和束筋重心线的偏离也是线形的;而混凝土梁的压力线只与束筋的梁端偏心矩和束筋在跨内的形状有关,与束筋在中间支点上的偏心矩无关。由此可见,只要保持束筋在超静定梁中的两端位置不变,保持束筋在跨内的形状不变,只改变束筋在中间支点上的偏心矩,则梁内混凝土压力线不变,亦即总预矩不便,这称为超静定梁中的预应力束筋的线形转换原则。

2、计算方法

。1、用力法求解预加力次力矩(分连续配筋和局部配筋)

2、用等效荷载法求解预加力的总预矩,即把预加力对混凝土的作用用等效荷载的形式来代替,然后再求解

________________________________________ 收缩徐变次内力

。1、收缩徐变的特点及对桥梁结构的影响

收缩:混凝土在空气中结硬、体积变小的现象。

徐变:混凝土中应力保持不变,应变随着荷载持续时间而增长的现象。 收缩和徐变是混凝土作为粘滞弹性体的两种于时间有关的变形性质。收缩和徐变在成桥后会长期发生,不断变化,并引起结构内力重分布,对结构产生影响。典型的因为收缩徐变对桥梁结构产生的影响有:

。?钢筋混凝土、预应力混凝土等配筋构件中,随时间变化的混凝土徐变、收缩受到内部配筋的约束将导致内力重分布;

。?预制的混凝土梁或钢梁与就地浇筑的混凝土板组成的结合梁,将由于各组成部分具有不同的徐变收缩值导致内力的重分布。

。?分阶段施工的预应力混凝土超静定结构,发生体系转换时从前期结构继承下来的应力状态产生的徐变受到后期结构的制约,将导致内力和支点反力的重分布。

。?徐变对细长混凝土压杆所产生的附加挠度时验算压杆屈曲稳定的重要内容。 2、收缩徐变的表示方法(应力-应变公式)


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