《斜弯桥设计分析》讲义PPT课件.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 2．单元等效节点荷载列阵 * 解开左端约束，在单元内部荷载与等效节点荷载作用下，左端的位移可表示为 * 单元处于平衡状态时 根据单元内力平衡，可得右端节点等效荷载为 * 3．梁格划分及截面特性计算 * 1) 梁格的纵、横向构件应与原构件梁肋（或腹板）的中心线相重合，通常沿切向和径向设置； 2) 每跨至少分成4～6段，一般应分成8段以上，以保证有足够的精度； 3) 连续弯梁的中间支承附近因内力变化较剧烈，故一般应加密网格； 4) 横向和纵向构件的间距必须接近，以使荷载分布较敏感； 5) 为配合悬臂部分的荷载计算，有时应在悬臂端部设置纵向构件 * 4、曲线梁格程序总框图 * 五、弯桥的预应力索配置 曲梁中的预应力初内力及等效荷载 初内力与等效荷载的关系 * 预应力初内力 通过几何关系分析可得预应力在三个方的向分力，通过内外力平衡可得预应力初内力 * 如果预应力束在横截面上左右对称， 预应力初扭矩T等于0 横向弯矩等于0 横向剪力等于0 * 曲梁预应力等效荷载 * 弯桥软件的预应力效应的考证 在简支静定弯梁上施加对称与截面中心线的预应力，梁的扭矩应该接近于0。 最保险的预应力输入方法： 用刚臂将预应力筋单元连接在梁轴心上，用降温模拟张拉预应力 超静定弯桥预应力效应 对称配筋的预应力弯桥，虽然没有预应力初扭矩和横向初弯矩，但是竖向此反力仍然会因弯扭耦合作用产生扭矩。 连续梁的支反力必须通过空间软件计算，而且必须考虑预应力。 弯桥次反力 a b 次反力 * 2. 弯桥预应力索的配置 配置原则 除了利用预应力抵抗弯矩外，也利用预应力抵消外荷载产生的扭矩。 “线性变换”原理不再适用 截面上对称布置的预应力索不产生扭矩 * * * * 弯桥设计中常见的预应力配置方法 1) 确定外荷载引起的弯矩、扭矩和剪力； 2) 按照抵抗弯矩的要求计算所需预应力钢筋的数量和线形； 3) 移动抗弯预应力钢筋，尽量抵消外扭矩； 4) 计算剩余扭矩和剩余剪力，必要时配置专门的抗扭和抗剪预应力筋或普通钢筋； 5) 全桥预应力效应校核。 * 3. 空间曲线预应力索的摩阻损失计算 摩阻损失计算仍可采用平面曲线预应力束的计算公式 张拉端至计算点之间的曲线包角必须用空间包角来计算 * 近似计算方法 * 4. 预应力索的侧向防崩 预应力束产生指向曲线内侧的水平荷载 * 腹板总体上可以按固端梁计算 * 局部 进行空间计算 采取构造措施 防崩钢筋 纵向预应力束向曲线外侧靠拢 * 防崩钢筋的配置量取决于锚固长度 * 曲线底板预应力筋崩裂试验 * 有拉筋时的破坏——先沿管道逐渐开裂 * 拉筋的破坏形式——弯钩被拉直拉筋的数量由锚固长度决定 * 无拉筋时的破坏——底板沿管道整体分离 * 第六节 异形桥梁的构造特点和设计原则 变宽度桥、两端支承边斜角不等的直斜桥及弯斜桥、支承边呈折线形的多边形斜桥 * 一、设计原则 1) 在结构布置设计中，尽量使异形结构部分相对独立，使其复杂的受力行为对规则结构影响较小； 2) 通过计算或试验分析使结构的主梁或主筋布置方向尽量与主弯矩方向一致； 3) 在支承边应设置与支承线方向平行的横梁或横隔板； 4) 避免出现支座超载或脱空现象； * 二、计算方法 形状变异不大的桥梁——近似地按照相应的规则桥梁计算； 复杂形状的桥梁——有限元方法进行数值分析，如再辅以模型试验分析； 车列活载内力最大值计算——有待于进一步研究。 * * 纵向与横向约束在不同位置 深圳华强路立交匝道支承布置的问题 4、弯桥倒塌事故 上虞立交桥倒塌 倒塌位置 * 5、弯梁桥的侧向防爬 由于弯梁有向外扭转的变形，当弯梁向外侧滑动后，不容易复位，造成侧向爬行。 增加水平限位装置 弯桥侧向移动的原因 * 第五节 平面弯桥的设计计算 计算方法综述 杆系结构力学+横向分布(不推荐，但是可以加深对直桥的理解) 有限元法 梁格法 板壳单元 * 一、平面曲梁的变形微分方程 1、六个方向的内外力平衡 * * 合并后得到 * 2、内力与变形的关系 * 3、合并内外力平衡方程和内力位移关系 ——符拉索夫方程 * 二、结构力学方法求解圆弧形单曲梁 1. 简支静定的曲梁内力 完全通过内外力 平衡关系计算。 * 2. 简支超静定曲梁内力 一次超静定结构， 以简支静定曲