橋梁工程復習提綱講解

1、橋梁工程復習提綱第一節(jié)橋涵設計規(guī)范重點 公路橋涵設計通用規(guī)范（JTG D60-2004 ）、公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范 （JTG D62-2004 ）第二節(jié)橋梁的組成與分類一 橋梁的組成橋梁通常由上部結構、下部結構和橋面附屬設施三部分組成上部結構 是跨越橋孔的結構，也稱為橋跨結構。它包括橋梁的橋面系、橋道結構、承重結構（主梁、桁架或拱圈等） 、連接系、支座部分組成。下部結構 是墩臺和基礎的總稱，其作用是支承上部結構，并將結構重力和車輛、人群等荷載傳遞給地基。附屬設施 包括：行車道鋪裝、防排水系統(tǒng)、橋面伸縮縫、人行道、欄桿、燈柱等。二 橋梁的類按用途分類： 有公路橋、鐵路橋、公鐵路

2、兩用橋、城市立交橋、人行橋、輕軌鐵路橋、渠道橋、管道橋等。按跨越障礙分類：有跨河（海、谷）橋、跨線橋、高架橋等。按主要建筑材料分類：有圬工橋、鋼筋混凝土橋、預應力混凝土橋、鋼橋、木橋（規(guī)范規(guī)定，除特殊情況外，不得采用）鋼混凝土組合橋等。按跨徑分類： 特大橋、大橋、中橋、小橋和涵洞。三、橋梁的基本結構形式現(xiàn)代橋梁按照受力特點的不同，可分為五大類，梁式橋；拱式橋；剛構橋；斜拉橋；懸索橋；四、橋梁的長度及跨徑橋梁長度 ：對于有橋臺的橋梁為兩岸橋臺側墻或八字墻尾端間的距離；無橋臺的橋梁為橋面系車行道長度。橋涵跨徑 （跨度 L）：指橋墩中線之間的距離或橋墩中線與臺背前緣的距離。橋梁的計算跨徑 （ l ）

3、：為支承橋梁上部結構支座中心線間的距離。對于拱橋為兩拱腳處截面中心線間的距離。它是橋梁結構分析計算時的重要參數(shù)。第三節(jié)橋梁總體設計一 橋梁設計原則按照“安全、適用、經濟、美觀和有利環(huán)?！钡脑瓌t進行設計。安全是設計的目的，適用是設計的功能需要，二 橋位的選擇與布置橋位的選擇會影響到橋梁的建設規(guī)模、投資、施工難易、工期和使用安全等。大、中橋原則上服從道路路線總體要求，綜合確定。特殊大橋對于路線總體方向起控制點作用中、小橋涵的位置應服從路線走向。，三 橋梁凈空橋梁凈空包括：橋面凈空和橋下凈空，橋面凈空 是指：保證車輛、行人安全通過橋梁上方的空間界限。橋下凈空 是指：通航、泄洪、流水、流冰、流木或車輛

4、通行等所需要的凈跨徑和凈高。四 孔徑設計和橋型選擇橋孔設計是根據橋梁跨越障礙物的性質，合理確定橋長、分跨、橋梁選型、橋面標高、基底標高等，以滿足橋下泄洪、通航或其它交通的凈寬要求。凈跨徑 為設計洪水位（通航水位）上，兩個相鄰橋墩之間的凈距?？偪鐝?為多孔橋梁凈跨徑的總和它應滿足經水文計算決定的設計洪水流量的要求。橋梁的分孔與跨徑關系到橋梁的總造價。橋跨結構型式選擇橋跨結構型式均有其適用跨徑、結構的力學特性和對地基基礎的不同要求。五 橋墩和基礎型式選擇 ：基礎是埋入地層的隱蔽工程，涉及到復雜的水文、地質等條件?；A埋置深度六 橋梁橫斷面設計橫斷面寬度與道路的通行能力。機動車道的寬度， 一般取 3

5、.75 m（車速 <40 km / h ，可取 3.5 m），小客車專用道取 3.5 m ； 非機動車專用道寬度3.0 m；人行道寬度一般取1.53.0m。同時考慮車行道的側向凈寬。七 橋梁的縱斷面設計滿足橋下泄洪或其它交通的凈空要求、滿足橋上道路縱斷面線形的設計要求。第四節(jié)橋梁結構的設計方法橋梁的設計年限100 年結構重要性系數(shù) 0 對于不同安全等級的結構，具有不同的可靠度要求。概率極限狀態(tài)設計法 :鋼筋混凝土構件、預應力混凝土構件、磚石及混凝土結構。容許應力法： 鋼結構及木結構、地基基礎結構的極限狀態(tài)分類 ：（1） 承載能力極限狀態(tài)：是指整個結構或結構的一部分，作為剛體失去平衡（如傾

6、覆）； 結構構件或連接，因材料強度被超過而破壞（包括疲勞破壞）或因塑性變形過大而失去承載能力；結構轉變?yōu)闄C動體系；結構或結構構件喪失穩(wěn)定（如壓屈）。它關系到結構的安全性。（2） 正常使用極限狀態(tài)：是指結構使用期限內出現(xiàn)了影響正常使用的變形、裂縫、振動或耐久性等，以及影響正常使用的其他特定狀態(tài)。它關系到結構的適用性和耐久性。荷載（作用）效應的 標準值 、頻遇值 、準永久值 、 設計值混凝土結構的耐久性設計準則混凝土結構的耐久性與混凝土的炭化、化學腐蝕、堿骨料反應、凍融破壞、溫度變化的影響等有關。鋼筋腐蝕的機理及其對結構耐久性的影響與電化學腐蝕、化學腐蝕、應力腐蝕等影響因素有關。橋梁結構使用環(huán)境條

7、件劃分I 類環(huán)境 系指溫暖或寒冷地區(qū)的大氣環(huán)境；與無侵蝕性的土或水接觸的環(huán)境；II 類環(huán)境 系指嚴寒地區(qū)的大氣環(huán)境；使用除冰鹽環(huán)境；濱海環(huán)境。III 類環(huán)境 系指海水環(huán)境；IV 類環(huán)境 系指受侵蝕性物質影響的環(huán)境。第五節(jié)橋梁設計作用分類及作用效應組合橋涵設計作用（或荷載）按隨時間的變異劃分為三類21 種。其中永久作用7 種、可變作用 11 種、偶然作用 3 種。在橋涵設計時，對于不同的作用采用不同的代表值。（ 1）永久作用 是經常作用的其數(shù)值不隨時間變化或變化微小的作用；采用標準值作為代表值。（ 2）可變作用 是其數(shù)值是隨時間變化的作用。按其在隨機過程中出現(xiàn)的持續(xù)時間或次數(shù)的不同，可取 標準值

8、 、頻遇值 、準永久值 。應根據不同的極限狀態(tài)分別采用標準值、頻遇值或準永久值作為其代表值。作用的標準值是結構設計的主要參數(shù)，關系到結構的安全問題。是作用的基本值?？勺冏饔玫念l遇值是指結構上頻繁出現(xiàn)的且量值較大的的作用取值，但它比可變作用的標準值小，實際上由標準值乘以小于1.0 的頻遇值系數(shù) 1 得到。可變作用的準永久值是指在結構上經常出現(xiàn)的作用取值，但它比可變作用的頻遇值又要小一些，實際上是由標準值乘以小于頻遇值系數(shù) 1 的準永久值系數(shù) 2 得到。承載能力極限狀態(tài)設計及按彈性階段計算結構強度時應采用標準值作為可變作用的代表值。 正常使用極限狀態(tài)按短期效應（頻遇） 組合設計時，應采用頻遇值作為

9、可變作用的代表值；按長期效應（準永久）組合設計時，應采用準永久值作為可變作用的代表值；（ 3）偶然作用 的作用時間短暫，且發(fā)生的機率很小。取其標準值作為代表值。永久作用 包括： 結構重力、 預加應力、 土的重力、 土側壓力、 混凝土收縮及徐變影響力、基礎變位影響力、水的浮力?？勺冏饔?包括：汽車荷載及其影響力、風荷載、流水壓力、冰壓力、溫度作用、支座摩阻力。其數(shù)值是隨時間變化的作用。偶然荷載 ：在設計使用期內不一定出現(xiàn)，但一旦出現(xiàn)， 其值很大且持續(xù)時間很短的荷載。包括：地震作用、船只或漂浮物撞擊作用、汽車的撞擊作用。荷載組合原則公路橋涵結構設計應考慮結構上可能同時出現(xiàn)的作用，按承載能力極限狀態(tài)

10、和正常使用極限狀態(tài)進行作用效應組合，取其最不利效應組合進行設計：（1） 只有在結構上可能同時出現(xiàn)的作用，才進行其效應的組合。當結構或結構構件需做不同受力方向的驗算時，則應以不同方向的最不利的作用效應進行組合。（ 2） 當可變作用的出現(xiàn)對結構或結構構件產生有利影響時，該作用不應參與組合。實際不可能同時出現(xiàn)的作用或同時參與組合概率很小的作用，按表7 18 規(guī)定不考慮其作用效應的組合。（ 3）施工階段作用效應的組合，應按計算需要及結構所處條件而定，結構上的施工人員和施工機具設備均應作為臨時荷載加以考慮。組合式橋梁，當把底梁作為施工支撐時，作用效應宜分為兩個階段組合，梁底受荷作為第一階段，組合梁受荷為

11、第二階段。（ 4）多個偶然作用不同時組合。按承載能力極限狀態(tài)設計時，應以下列兩種作用效應組合：（ 1） 基本組合永久作用的設計值效應與可變作用設計值效應相組合（2） 偶然作用組合永久作用標準值效應與可變作用某種代表值效應、一種偶然作用標準值效應相結合。按正常使用極限狀態(tài)設計 時，所涉及的是構件的抗裂、 裂縫寬度和撓度。 在上述驗算中均需用到短期效應組合、 長期效應組合或兩者的比值。 應根據不同的設計要求， 采用以下兩種效應組合：作用短期效應組合（1） 永久作用標準值效應與可變作用頻遇值效應相組合。作用長期效應組合（2） 永久作用標準值效應與可變作用準永久值效應相組合結構構件當需進行彈性階段截面

12、應力計算時，除特別指明外， 各作用效應的分項系數(shù)及組合系數(shù)均取1.0，各項應力限值按各設計規(guī)范規(guī)定采用。驗算結構的 抗傾覆 、滑動穩(wěn)定 時，穩(wěn)定系數(shù)、各作用的分項系數(shù)及摩擦系數(shù)，應根據不同結構按各有關橋涵設計規(guī)范的規(guī)定確定，支座的摩擦系數(shù)可按 橋規(guī)（ JTG D60 ）表 4.3.11規(guī)定采用。構件在吊裝、運輸 時，構件重力應乘以1.2 或 0.85，并可視構件具體情況作適當增減。第六節(jié)橋梁基本構件的計算一、持久狀況承載能力極限狀態(tài)計算公路橋涵持久狀況承載能力極限狀態(tài)設計應按承載能力極限狀態(tài)的要求，對構件進行承載能力及穩(wěn)定計算， 必要時尚應進行結構的傾覆和滑移的驗算。是對應于橋涵結構或其構件達

13、到最大承載能力或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形或變位的狀態(tài)。(一) 混凝土 強度等級應按邊長為150mm 立方體試件的抗壓強度標準值確定。抗壓強度標準值指試件用標準制作方法制作、養(yǎng)護至齡期28 天，以標準實驗方法所測得的具有95 保證率的抗壓強度。（二） 鋼筋 混凝土及預應力混凝土構件中的普通鋼筋宜選用熱扎R235、RHB335 、RHB400 及 KL400鋼筋，預應力混凝土構件中的箍筋應選用其中的帶肋鋼筋；按構造要求配置的鋼筋網可采用冷扎帶肋鋼筋。預應力鋼筋應選用鋼絞線、鋼絲；中、小型構件或豎、橫向預應力鋼筋也可選用精扎螺紋鋼筋。鋼筋的抗拉強度標準值的保證率為95。（三）構件正截面的承載力1 構

14、件承載力基本假定：（1） 鋼筋混凝土受彎構件承載的過程中（由開始加載至破壞），構件彎曲后 ,其截面仍保持為平面。即正截面的平均應變符合平截面假定；（2） 截面受壓混凝土的應力圖形簡化為矩形，其壓力強度取混凝土的軸心抗壓強度設計值fcd；截面受拉混凝土的抗拉強度不予考慮；（3） 極限狀態(tài)計算時， 受拉區(qū)鋼筋應力取其抗拉強度設計值fsd 或 fp（d受壓區(qū)或受壓較大邊鋼筋應力取其抗壓強度設計值f sd 或 fpd。小偏心受壓構件除外） ；（4） 鋼筋應力等于鋼筋應變與其彈性模量的乘積，但不大于其強度設計值。上述基本假定適用于各種形狀截面的受彎構件和偏心受壓構件2 受彎構件的工作階段彈性工作階段 ，

15、混凝土壓應力和拉應力均很小，應力按三角形分布?；炷料戮壚瓚π∮谄淇估瓘姸认拗担孛嫖闯霈F(xiàn)裂縫。整體工作階段末期?；炷了苄宰冃伟l(fā)展，變形的增長大于應力的增長速度。應力圖形在受拉區(qū)呈曲線形，在受壓區(qū)接近三角形。此時受拉區(qū)混凝土拉應變已趨近于其抗拉應變，受拉區(qū)混凝土應力達到混凝土抗拉強度極限值 t=ftk。即達到將要出現(xiàn)裂縫的臨界階段，計算鋼筋混凝土構件裂縫出現(xiàn)（即開裂彎矩）時，以此階段應力圖形為基礎。帶裂縫工作階段 ，受拉區(qū)混凝土出現(xiàn)裂縫，受壓區(qū)混凝土塑性變形加大，其應力圖形略呈曲線形。 受拉區(qū)混凝土作用甚小， 認為不考慮其參加工作，全部拉力由鋼筋承受，但其應力尚未達到鋼筋的屈服強度。在II

16、 階段中，受拉區(qū)鋼筋應變與同層混凝土的平均應變相同（鋼筋與混凝土間有可靠結合） ， s c。承載力極限階段 。此時，鋼筋應力增長較快，受拉區(qū)鋼筋的應力達到屈服強度。由于鋼筋的塑性變形， 受拉區(qū)混凝土裂縫擴散并向上延伸，受壓區(qū)高度減小， 混凝土的應力隨之達到抗壓強度極限值， 上緣混凝土壓碎， 梁隨之喪失承載能力。 該階段是承載能力極限狀態(tài)計算鋼筋混凝土構件的基本模型。最小配筋率和最大配筋率限制3 受彎構件計算（1） 矩形截面或翼緣位于受拉邊的T 形截面受彎構件（2） 、翼緣位于受壓區(qū)的T 形截面或 I 形截面受彎構件正截面抗彎承載力T 形截面梁的翼緣有效寬度b（3） 受彎構件斜截面抗剪承載力矩形

17、、 T 形和 I 形截面的受彎構件，進行斜截面抗剪承載力的構造配筋驗算及抗剪截面驗算規(guī)定。抗剪截面的上、下限。斜截面抗剪承載力配筋設計時，其箍筋和彎起鋼筋 的計算和配置 計算步驟 ：， 斜截面抗彎承載力驗算全梁承載力校核4 軸心受壓構件（ 1）配有縱向鋼筋和普通箍筋的軸心受壓構件( 普通箍筋柱 ) 。（ 2）配有縱向鋼筋和密集的螺旋筋或焊接環(huán)形箍筋的軸心受壓構件（螺旋箍筋柱）。5 矩形截面偏心受壓構件（ 1）、偏心受壓構件縱向彎曲的影響（ 2）、偏心受壓構件正截面承載力計算的基本假設 1）構件截面變形符合平截面假定；2） 在極限狀態(tài)下，受壓區(qū)混凝土應力達到混凝土抗壓強度設計值fcd，并取矩形應

18、力圖cd計算，矩形應力圖高度取x= x0（式中： x0 為應變圖應變零點至受壓邊截面邊緣的距離； 為矩形應力圖高度系數(shù)） ；受壓較大邊鋼筋的應力取鋼筋抗壓強度f；3） 不考慮受拉區(qū)混凝土參加工作，拉力全部由鋼筋承擔；4） 受拉邊（或受壓較小邊）鋼筋的應力，原則上根據其應變確定。（ 3） 偏心受壓構件大、小偏心構件判斷條件（相對界限受壓區(qū)高度b） 當 xb h0 時，構件屬于大偏心受壓構件，鋼筋應力取s =fsd；當 x>b h0 時，構件屬于小偏心受壓構件；（4） 矩形截面偏心受壓構件正截面抗壓承載力（5） 鋼筋混凝土偏心受壓構件實用計算方法（6） 穩(wěn)定驗算二、持久狀況正常使用極限狀態(tài)計

19、算公路橋涵的持久狀況設計, 應按正常使用極限狀態(tài)的要求, 采用作用 ( 或活載 ) 的短期效應組合、 長期效應組合或短期效應組合并考慮長期效應組合的影響。對于構件的抗裂、 裂縫寬度和撓度進行驗算。 在預應力混凝土構件中， 預應力應作為荷載考慮，荷載分項系數(shù)取為1.0。對于連續(xù)梁等超靜定結構，尚應計入由預應力、溫度作用等引起的次效應。全預應力混凝土與部分預應力混凝土構件的劃分預應力混凝土構件在彈性階段計算時的截面性質確定預加力產生的法向應力及相應階段的預應力鋼筋應力計算鋼筋預應力損失混凝土收縮續(xù)編計算抗裂驗算裂縫寬度驗算撓度驗算三、持久狀況和短暫狀況的應力計算與承載能力極限狀態(tài)相比， 受彎構件在

20、使用階段的應力計算特點：（ 1）計算圖式不同。承載能力極限狀態(tài)是以構件的破壞階段為基礎，其正截面強度計算取圖 7 10 所示的 III a 狀態(tài)為計算圖式基礎。而短暫狀況構件的應力計算，是指圖 7 10 所示的第 II 階段，即：梁的帶裂縫工作階段。（ 2）承載能力極限狀態(tài)計算決定了構件的材料強度、尺寸、配筋量及鋼筋布置，以保證截面承載力大于荷載效應；短暫狀況計算是按構件的使用條件對已設計的構件進行驗算，以保證在使用情況下的正截面應力、主拉應力（剪應力）限值。（3）強度計算必須滿足：荷載效應 M du截面承載能力 Mu，其中荷載效應 M du 為考慮荷載組合效應的設計值； 而短暫狀況構件的應力

21、計算中涉及的內力，采用標準值，當有組合時不考慮荷載組合系數(shù)。（一）持久狀況預應力混凝土構件應力計算計算內容 按持久狀況設計的預應力混凝土構件，應計算其使用階段正截面混凝土的法向壓應力、受拉區(qū)鋼筋的拉應力和斜截面混凝土的主壓應力。作用（或荷載）取標準值汽車荷載應考慮沖擊系數(shù)（二）橋梁構件按短暫狀況設計時, 應計算其在制作、運輸及安裝等施工階段，由自重、施工荷載等引起的正截面和斜截面的應力，并不應超過橋規(guī)（ JTG D62 ）規(guī)定的限值。施工荷載除有特別規(guī)定外，均采用標準值，當有組合時不考慮荷載組合系數(shù)。混凝土法向應力及鋼筋應力計算截面主應力（主拉、主壓）計算第七節(jié)梁板式上部結構的構造與施工一 簡

22、支梁的構造與施工（ 1）簡支梁的定義：橋梁上部結構分別簡支于橋梁墩（臺）上。 梁端支座約束主梁的豎向位移（活動支座） ， 或約束主梁的豎向和縱向位移（固定支座），但不約束主梁的轉角。橫斷面形式可以是等厚板、肋板、T 形、 I 形截面（及其橫梁、橋面板）和箱形截面。（ 2）簡支梁橋的類型： 簡支板橋、簡支梁統(tǒng)稱簡支梁橋。（ 3）整體式板橋的構造（ 4）裝配式板橋的構造（ 5）裝配式梁橋的構造： 鋼筋混凝土 T 形梁式橋（綁扎鋼筋骨架、焊接鋼筋骨架）、預應力鋼筋混凝土 T 形梁式橋。（ 6）不同環(huán)境條件下的鋼筋保護層厚度及鋼筋的細部構造（ 7）簡支梁橋的施工要點1）模板與支架； 2）鋼筋骨架（綁扎

23、或焊接）的加工；3）混凝土分層澆筑； 4）承重結構落架（ 8）主梁的預制工藝、安裝二 連續(xù)梁橋的類型、構造與施工多為預應力混凝土連續(xù)梁結構。其構造和受力與施工方法密切相關，不同的施工方法將形成不同的體系轉換方式，最終形成不同的內力狀態(tài)。連續(xù)梁橋的構造和它的分跨布置和配筋方式也密切相關。（ 1）結構類型及分跨：一般可以設計成等跨或不等跨、等高或不等高形式。通常可按25 孔為一聯(lián)布置，超過 5 跨時其內力情況與5 跨相差不大。連續(xù)梁的分跨比例，應按結構支點負彎矩等于或接近跨中正彎矩的原則進行分跨。三跨連續(xù)梁一般的分跨比例為0.8 : 1.0 : 0.8；五跨連續(xù)梁一般的分跨比例為：0.65 : 0

24、.9 : 1.0 : 0.9 : 0.65。（ 2）截面類型及尺寸連續(xù)梁橋的橫斷面設計，主要應解決正負彎矩區(qū)的截面受力，有肋形的和箱形。（ 3）預應力筋的布置預應力混凝土連續(xù)梁橋中，預應力鋼筋的布置方式，與所采用的施工方法、施工過程及預應力鋼筋的種類密切相關。（ 4）連續(xù)梁的施工、體系轉換1) 整體（支架）施工的連續(xù)梁；2）預制架設； 3）懸臂澆注（拼裝） ；4）頂推法；等。第八節(jié)混凝土梁式橋的結構計算一 行車道板的計算（一） T 梁梁肋跨間板計算（二）懸臂板（三）假借懸臂板 二、整體式板橋計算汽車荷載效應按車輪的有效分布寬度計算，換算為單位寬度板內的車輪荷載標準值。作為近似，計算單位寬度的板

25、帶當作一根簡支梁來計算，從而得到簡化。確定荷載的有效分布寬度將板上沿跨徑方向不同位置的荷重除以相應位置的有效分布寬度，將其作為每米板寬上的荷載來計算板橋的內力。實體矩形截面的鋼筋混凝土板，通常只需計算由恒載與活載引起的跨中彎矩和支點剪力。簡支板橋活載內力可利用截面內力影響線和荷載的最不利縱向位置直接進行計算，并計入汽車的沖擊力。對于多車道橋梁，還應考慮荷載的折減系數(shù)。因此，板橋單位板寬上的彎矩為：M(1)Py1 2ib三 簡支梁橋主梁內力計算簡支梁橋是由多片主梁、橫梁及橋面板組成的空間結構 。當汽車在橋上行駛時，其車輪荷載將在橋的橫向、 縱向傳遞到橋梁的下部結構。因此， 求解汽車作用某片主梁內

26、力的最大值，應是一個 空間問題 。這種空間結構的 實用求解方法 ，是采用 變量分離法 ，將某項內力的影響函數(shù)， 分離成二個線性的以橫向分布影響線和縱向內力影響線函數(shù)的乘積求解。1、橋上 荷載的橫向分布計算方法1） 杠桿原理法 ：把橫向結構視為梁肋上斷開的簡支梁（或外伸梁）。車輪在梁支點附近時，力的傳遞接近這種情況。2） 偏心壓力法 ：把橫向結構視為剛性極大的梁。車輪在窄橋（B/L 0.5）跨徑中部時， 力的橫向傳遞接近這種情況。3） 鉸接板（梁）法 ：視相鄰板間鉸接，只傳遞剪力。裝配式板橋接近這種情況。4） 剛接梁法 ：視相鄰梁間剛性聯(lián)接，相互之間不僅傳遞剪力而且傳遞彎矩。適用于多種簡支梁橋。

27、5） 比擬正交異性板法：將整個簡支梁橋（主梁、橫梁、橋面板）視為正交（相互垂直）， 異性（兩向的EI 不同）的板進行類比計算1、橋上 荷載的縱向計算主梁指定截面的內力影響線，在最不利的位置上布載。當作用集中力時S = (1+ )· · mi· Pi · yi當作用均布力時S = mp dxympydxm p主梁內力包絡圖以梁軸作為橫坐標 ，將各截面的 控制設計內力值作為縱坐標，連接而得到的曲線，稱為包絡圖四、 預應力混凝土連續(xù)梁橋的結構計算（一） 恒載內力（ 1）施工中結構不發(fā)生體系轉換，自重作用在最終體系上（整體現(xiàn)澆、整體吊裝）。（ 2）先期結構自重變

28、形發(fā)生后才與后期結構相連接，并經多次連接和體系轉換而成橋梁結構最終體系，即：使用階段的結構體系；先期結構的自重內力，不影響后期結構的內力， 主梁恒載內力，將由各施工階段的內力疊加而得（逐孔施工和懸臂施工）。（ 3）雖然施工過程中梁體內力不斷變化，但就位后主梁自重就作用在最終體系上，應按結構不發(fā)生體系轉換的橋梁，計算主梁自重內力。 但應按施工過程進行施工驗算（頂推法施工）。（二） 汽車荷載內力在使用階段，車輛荷載（包括人群荷載）作用在橋梁結構的最終體系上，因此用最終結 構計算。 對于多梁式上部結構一般用橫向分布系數(shù)和縱向影響線分解計算，車輛荷載的最大內力為：Sp（ 1 ）· ·

29、; miPi yi按照撓度等效的原則，通過等代其主梁的抗彎剛度、抗扭剛度，利用簡支梁的荷載橫向分布系數(shù)，求得連續(xù)梁跨中的荷載橫向分布系數(shù)。（三） 預應力連續(xù)梁的預加力的次內如預加力使構件產生的變形不被約束（如簡支梁的支承只約束它的剛體位移，而不約束其變形）時，它的效應只是由Ny， Ny e 引起的，稱為一次效應或初效應。預加力加在變形受約束的結構（如連續(xù)梁）上，除一次效應Ny， Ny e 外，約束反力將引起結構內力，稱為預應力的二次效應，也稱為次內力。預應力連續(xù)梁中，有關預應力束的初內力、次內力、總內力、吻合束、線性變換原理是預應力連續(xù)梁的基本理論。（四） 混凝土的徐變收縮對預應力連續(xù)梁的影響

30、1 混凝土的徐變特性混凝土徐變是指它在荷載長期作用下（即應力不變的情況下） ，應變隨時間而持續(xù)增長的現(xiàn)象。 混凝土徐變會導致預應力混凝土構件的預應力損失， 會使靜定結構變形增大，會導致超靜定結構的內力重分布（即超靜定結構的次內力） 。M 2gM 1gM 1g(M 2gM 1g ) e( t , )M 1g(M 2gM 1g )(1e( t , 0 )( , 0)2 混凝土徐變對結構自重內力的影響M gt在結構體系轉換后，因混凝土徐變的影響，先期結構的自重彎距，在后期結構中所產生 的徐變彎距（至時刻t ）的推薦計算公式。該式第一項，是結構重力在先期結構的效應，第二項是結構自重按后期結構和先期結構

31、計算彎矩的差值的徐變效應，是徐變引起自重內力的重分配部分。3 混凝土徐變對預應力彎矩的影響五、 溫度影響力溫度對橋梁結構的影響有年溫差和日溫差兩部分。年溫差是季節(jié)變化引起的，對混凝土結構， 按當?shù)卦缕骄罡摺⒆畹蜏囟扰c合攏溫度之差確定。它引起梁的縱向變形，如果支座不約束縱向變形，則梁體不產生溫度次內力。日溫差作用的溫度梯度是沿截面高度變化的，溫差作用的溫度呈非線性變化，但梁截面變形服從平面加頂，致使梁截面的溫差變形在縱向纖維相互約束，在截面上產生自平衡的縱向約束力，稱為溫度自應力。六、 橋梁支座梁橋支座設在上部結構與墩臺之間，既要把力傳給墩臺，又要保證上部結構具有規(guī)定的位移。 因此， 支座的設

32、置既有實現(xiàn)上部結構靜力圖式的作用，又有調整上下部結構受力和變形的功能。板式橡膠支座計算七 組合式受彎構件組合式受彎構件是指 施工時 把預制構件作為支承 ，在其上澆筑混凝土層并與其組合的受彎構件。 對于預制構件應按短暫狀況構件的應力、主拉應力規(guī)定進行制作、運輸及安裝等施工階段的驗算。第一階段：現(xiàn)澆混凝土層未達到強度標準值之前，荷載考慮預制構件自重、現(xiàn)澆混凝土層自重及施工附加的其它荷載。第二階段：現(xiàn)澆混凝土層達到強度標準值后，組合梁按整體計算，作用（或荷載）計算組合構件自重、橋面系自重及使用階段可變作用（或荷載）。（1） 組合式受彎構件正截面抗彎承載力對于組合式受彎構件的抗彎承載力計算，應根據不同

33、施工順序，在先期構件 （預制結構） 產生的組合彎矩值及組合構件（現(xiàn)澆構件） 產生的組合彎矩值確定后，按持久狀況承載能力極限狀態(tài)受彎構件分別計算先期件構（預制構件） 和組合構件的承載能力。其關鍵是確定先期結構 （預制結構） 及組合結構的彎矩設計值，然后按所對應的截面計算其正截面抗彎承載能力。（2） 組合式受彎構件斜截面抗剪、抗彎承載力（3） 組合式受彎構件結合面計算（4） 全預應力混凝土及部分預應力A 類組合式受彎構件應力計算（5） 全預應力混凝土及部分預應力A 類組合式受彎構件斜截面抗裂驗算（6） 鋼筋混凝土組合式受彎構件裂縫寬度驗算（ 7） 組合式受彎構件在正常使用極限狀態(tài)下的撓度八 墩臺蓋

34、梁墩臺蓋梁與墩柱是橋梁中最為常見的結構，其計算方法 應按蓋梁與墩柱的線剛度為依據。一般應按剛構計算，但當蓋梁與柱的線剛度EI/l （ E 為梁或柱混凝土得彈性模量、I 為毛截面慣性矩、 l 為梁計算跨徑或柱計算長度）之比大于5 時，雙柱式墩臺蓋梁可按簡支梁計算，多柱式墩臺蓋梁可按連續(xù)梁計算。計算連續(xù)梁蓋梁的支座負彎矩時，可考慮支座寬度對彎矩折減的影響，圓截面墩柱可按等效抗彎剛度和截面面積的矩形截面柱計算，也可采用簡化計算將其換算為0.8 倍直徑的方形截面柱。由于鉆（挖）空灌注樁及柱式橋墩的大量采用，柱（樁）尺寸加大，根數(shù)減少，蓋梁與 墩柱的線剛度之比一般大于5，因此排架墩一般應按框架計算，可將

35、橫橋向每單根樁基模擬為固接于底部的等效基礎框架結構（圖 8 2），然后求解蓋梁和墩柱的作用（或荷載） 效應。（一） 蓋梁的計算跨徑按簡支梁計算的蓋梁，其計算跨徑應取l c 和 1.15l n 兩者較小者，其中l(wèi)c 為蓋梁支承中心線之間的距離， l n 為蓋梁的凈跨徑。在確定圓形墩柱的凈跨徑時，圓形截面墩柱可換算為邊長等于 0.8 倍直徑的方形截面柱。當蓋梁作為連續(xù)梁或剛構分析時，計算跨徑可取支承中心的距離。（二） 鋼筋混凝土蓋梁強度計算對于鋼筋混凝土蓋梁，當其高度與跨度之比l/h > 5.0 時（ l 為蓋梁的計算跨徑； h 為蓋梁的高度），可 按鋼筋混凝土一般構件計算。當鋼筋混凝土蓋梁

36、，按簡支梁計算其高跨比為2.0< l / h 5.0 和連續(xù)梁或剛構其高跨比為 2.5< l / h5.0時，稱為“ 短梁 ”。其受力特征類似于深梁，與一般梁有所區(qū)別，九 樁基承臺（一）樁基單樁豎向力設計值對于群樁基礎，承臺底面單樁豎向力設計值為：FdnM xd yiM yd xiy i2xi2N id（二）承臺的計算方法承臺正截面抗彎強度計算，有“梁式體系”計算方法和“撐桿系桿體系”計算方法。 對于懸臂長度與梁高之比等于或小于1.0 時，作為懸臂深梁考慮。因此，當外排樁中心距墩臺邊緣大于承臺高度時，按“梁式體系” 方法計算承臺截面；當外排樁中心距墩臺邊緣等于或小于承臺高度時，按“

37、撐桿系桿體系”方法計算承臺截面；所謂“ 梁式體系 ”是傳統(tǒng)的承臺設計方法，承臺呈梁式破壞，即撓曲裂縫在平行于墩臺兩個邊出現(xiàn)，說明承臺在兩個方向呈梁式承受荷載，而非雙向板式承受荷載。所謂“撐桿系桿體系 ”計算方法，避開了常規(guī)材料力學公式對短臂高粱不能反映結構材料非線性剪應力不均勻分布等不足。公路橋梁樁基承臺多屬于短臂高粱，截面內抗力力臂較一般應變按平面假定為小，抗彎能力隨之降低。 所以當外排樁中心距墩臺邊緣小于或等于承臺高度時，應按“撐桿系桿體系”計算方法計算承臺截面。十 橋梁伸縮裝置（一） 橋梁伸縮裝置的基本要求（二） 伸縮裝置安裝后的伸縮量計算（ 1）由溫度變化引起的伸縮量（ 2）由混凝土收

38、縮引起的梁體縮短量（ 3）由混凝土徐變引起的梁體縮短量（ 4）由制動力引起的板式橡膠支座剪切變形引起的伸縮裝置的變位（三） 梁體的伸縮裝置按伸縮量選用的型號（ 1） 伸縮裝置按安裝后的閉口量（ 2） 伸縮裝置按安裝后的閉口量（ 3） 伸縮裝置的伸縮量第九節(jié)拱 橋拱橋是一種既古老又年輕的橋梁形式，是現(xiàn)代五大橋型之一，當選擇大跨度橋梁時，在 目前比較常遇到的200 600m 跨度范圍內，拱橋仍然是懸索橋和斜拉橋的競爭對手。而在中、小跨度領域更具特色。我國公路橋梁中約有60%為拱橋。根據理論推算，鋼拱橋的極限跨徑可達 1200 m 左右，混凝土拱橋的極限跨度可達500m 左右。一、 拱橋的組成與類型

39、受力特點： 在豎直平面內以拱作為上部結構主要承重結構的橋梁稱為拱橋。在豎向荷載作用下，拱的兩端支承處 除豎向反力外 ，還有 水平推力 。由于水平推力的作用， 使拱橋的彎距將比相同跨徑的梁橋彎矩小得多，拱圈截面 上以承受壓力 為主。1. 拱橋的構成拱橋由橋跨結構和下部結構兩部分組成。其橋跨結構，由主拱圈 和拱上建筑 組成。主拱圈是拱橋的主要承重構件， 橋面系和傳力構件（或填充物）稱為拱上建筑。拱橋的下部結構由橋墩、橋臺組成。2. 拱橋的力學體系分類一般的拱橋，以裸拱作為主要承重結構。按照不同的靜力圖式，主拱圈可分為三鉸拱， 兩鉸拱和無鉸拱 。三鉸拱 屬靜定結構。 溫度變化、 混凝土收縮、 支座沉

40、陷等因素引起的變形不會在拱圈內產生附加內力。但鉸的構造復雜，而且降低了結構的整體剛度。無鉸拱 屬三次超靜定結構。 它的構造簡單， 整體剛度大， 拱圈內力比較均勻， 節(jié)省材料。由于超靜定次數(shù)高， 墩臺沉陷等因素會在無鉸拱內引起較大的附加內力，所以無鉸拱橋宜建在良好的地基上。但隨著跨徑的增大，附加力的影響相對減小。因此，多數(shù)拱橋以無鉸拱作 為其主要承重結構。兩鉸拱 的力學特征介于無鉸拱和三鉸拱之間。支座沉陷引起的變形不會在拱圈內產生附加內力。因此，在地基條件較差而不宜修建無鉸拱橋時，可以考慮兩鉸拱橋。二、 拱橋的構造三、 拱橋的設計要點1、拱 軸線的選擇 ：各施工階段和使用過程中，全拱范圍內各截面

41、的縱向力的偏心距較小。按“五點重合法”初選的拱軸線，在某些截面，與結構重力壓力線偏離過大，或與結構重力及其彈性壓縮和溫度下降，混凝土收縮等組合下的縱向壓力線偏離較大時，則應作適當調整， 使這些控制截面的縱向力偏心距減小，應力分布趨于均勻。同時， 還應考慮拱軸線偏離結構重力壓力線引起的附加內力。2. 拱圈截面高度變化的規(guī)律一般當拱橋跨徑大于50m 時， 常采用加高或加寬拱角截面，改善截面應力， 節(jié)省拱圈材料。各種拱橋的拱圈厚度變換系數(shù)nI d I j cosj 的值略有不同。實腹拱為0.4 0.6；空腹拱為 0.3 0.5；雙曲拱和鋼筋混凝土拱為0.5 0.8。矢跨比較大的橋梁，取較大值。3.

42、拱橋的總體布置橋梁的總體布置要妥善處理橋位、橋寬、橋長和分孔， 橋梁控制標高 （橋面， 拱頂?shù)酌妫?起拱線，基底）和橋梁的主要尺寸。（1） 、確定拱頂、拱腳高度。（2） 、按選定橋型的一般矢跨比擬定矢高后，估算推力。（3） 、抗推力墩的設置。（4） 、對不等跨拱橋，拱圈恒載推力相差懸殊對橋墩的不利作用4. 拱圈內力計算拱橋計算為高次超景定結構，計算較為復雜。目前通常根據拱橋的不同截面形式，采用不同的單元（如板單元、梁單元、塊體元等）用有限元法計算分析拱圈內力?，F(xiàn)有的平面桿系有限元程序，可以用來計算單位體系拱橋和組合體系拱橋，也可以同時考慮拱上建筑與主拱圈的聯(lián)合作用（當拱上建筑滿足聯(lián)合作用的受力

43、要求時），其所適應的結構類型比較廣。5、拱圈強度和穩(wěn)定性計算（1） 、主拱圈強度驗算主拱圈要對拱頂、3/8 點、 1/4 點、拱腳等控制截面（可視情況增加或減少）進行強度驗算?；炷梁推鲶w的偏心受壓構件按橋規(guī)（ JTG 022 ）、鋼筋混凝土偏心收押構件按橋規(guī)（ JTGD62 ）計算。（2） 、主拱圈的穩(wěn)定性驗算四、拱橋的施工1. 有支架施工 ：在滿堂式拱架或在桁式鋼拱架上砌筑磚石拱橋，澆注混凝土、鋼筋混凝土拱橋，統(tǒng)稱為有支架施工。2. 纜索吊裝施工： 是無支架施工的主要方法之一。3。轉體施工第十節(jié)橋梁的墩臺和基礎橋梁的橋墩、橋臺及其基礎構成橋梁的下部結構。它的作用是 支承橋梁的上部結構并將其

44、荷載傳至地基。一 橋梁的墩臺橋梁墩臺主要由橋墩（臺）帽、墩（臺）身組成，一般可將橋梁墩臺分為重力式墩臺和輕型墩臺兩大類。1. 梁橋的重力式墩臺2. 輕型墩臺3. 鋼筋混凝土薄壁墩二、橋梁的基礎基礎的設計首先要確定基底的埋置深度和基礎類型。基礎根據埋置深度不同分為深基礎 和淺基礎兩大類。一般將埋置深度在5m 以內的稱為淺基礎，當基礎埋深大于5m 時，需用特殊施工手段和相應的基礎形式，如樁基、沉井等深基礎。1. 淺基礎（明挖基礎）（1） 、基礎埋置深度要求（2） 凍結深度的要求（3） 地質條件要求（4） 基礎尺寸擬定（5） 施工方法2. 沉井基礎沉井基礎的結構由井壁、刃角、隔墻、井孔、封底和頂板等組成。3. 樁基礎樁基礎是橋梁深基礎中最常用的基礎形式。樁基礎由基樁和承臺 組成(1) 樁基礎的分類橋梁的樁基礎一般按沉入土中的施工方法、受力條件加以分類。1) 沉入樁和鉆（挖）孔灌注樁。沉入樁是采用預制樁，經錘擊（或震動）將樁身沉入土中，稱為沉樁。2) 摩擦樁和支承樁(2) 樁基的構