第10章第2講 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋 ppt課件

1、 School of Civil Engineering Southeast University1橋梁工程橋梁工程?hào)|南大學(xué)土木工程學(xué)院東南大學(xué)土木工程學(xué)院Bridge EngineeringSchool of Civil Engineering SEU School of Civil Engineering Southeast University210 預(yù)應(yīng)力混凝土延續(xù)梁剛構(gòu)預(yù)應(yīng)力混凝土延續(xù)梁剛構(gòu) 橋橋Chapter 10 ：Prestressed concrete continuous beam (frame) bridges School of Civil Engineering So

2、utheast University310.4 10.4 延續(xù)梁橋的設(shè)計(jì)計(jì)算原理延續(xù)梁橋的設(shè)計(jì)計(jì)算原理10.4.1延續(xù)梁橋設(shè)計(jì)的普經(jīng)過程 設(shè)計(jì)過程平面、立面、橫斷面的設(shè)計(jì)，尺寸擬定荷載計(jì)算、荷載組合內(nèi)力計(jì)算截面配筋驗(yàn)算施工圖各種作用 直接作用：恒載、活載等間接作用：溫度、徐變收縮、支座沉降等 School of Civil Engineering Southeast University410.4.2 恒載效應(yīng)分析恒載效應(yīng)分析v要與所采用的施工方法嚴(yán)密聯(lián)絡(luò)要與所采用的施工方法嚴(yán)密聯(lián)絡(luò)v留意構(gòu)造體系的轉(zhuǎn)換留意構(gòu)造體系的轉(zhuǎn)換 School of Civil Engineering Southeas

3、t University510.4.3 活荷載效應(yīng)分析活荷載效應(yīng)分析v影響線的概念影響線的概念v內(nèi)力包絡(luò)圖的概念內(nèi)力包絡(luò)圖的概念 School of Civil Engineering Southeast University6延續(xù)梁影響線及最不利布載延續(xù)梁影響線及最不利布載 School of Civil Engineering Southeast University7延續(xù)梁包絡(luò)圖的詳細(xì)作法延續(xù)梁包絡(luò)圖的詳細(xì)作法 1把延續(xù)梁的每一跨分為假設(shè)干等分，取等分點(diǎn)把延續(xù)梁的每一跨分為假設(shè)干等分，取等分點(diǎn)為計(jì)算截面。為計(jì)算截面。 2全梁布滿恒載，繪制全梁布滿恒載，繪制M恒。恒。 3逐個(gè)的單獨(dú)一跨布滿

4、活載，繪制各逐個(gè)的單獨(dú)一跨布滿活載，繪制各M活圖?；顖D。 4求出各計(jì)算截面的求出各計(jì)算截面的Mmax 和和Mmin。 恣意截恣意截面面K的最大彎矩和最小彎矩按下式計(jì)算：的最大彎矩和最小彎矩按下式計(jì)算：5將各截面的將各截面的Mmax值用曲線結(jié)合起來，將各截值用曲線結(jié)合起來，將各截面的面的Mmin值用曲線結(jié)合起來，值用曲線結(jié)合起來， School of Civil Engineering Southeast University8延續(xù)梁的內(nèi)力包絡(luò)圖：延續(xù)梁的內(nèi)力包絡(luò)圖：v求在恒載和活載結(jié)協(xié)作用下，各截面能夠產(chǎn)生的最求在恒載和活載結(jié)協(xié)作用下，各截面能夠產(chǎn)生的最大正彎矩大正彎矩Mmax和最大負(fù)彎矩和最

5、大負(fù)彎矩Mmin。v求求Mmax和和Mmin的原那么：的原那么：v1、必有恒載作用，且永遠(yuǎn)出現(xiàn)。、必有恒載作用，且永遠(yuǎn)出現(xiàn)。v2、活載按最不利情況思索。、活載按最不利情況思索。v例：知恒載集度例：知恒載集度q=12kN/m，活載集度，活載集度p=12kN/m。作。作M包絡(luò)圖。包絡(luò)圖。 School of Civil Engineering Southeast University910m10m10m0123456789101112120120q=12kN/m9030P=12kN/m 80110103020P=12kN/m60603030 P=12kN/m80110103020M恒M活1M活2M

6、活39090延續(xù)梁的內(nèi)力包絡(luò)圖：延續(xù)梁的內(nèi)力包絡(luò)圖： School of Civil Engineering Southeast University10MmaxMmin00210024681012100120100210060260 302606000123456789101112210602601001203026010021060彎矩圖包絡(luò)圖kN.m)延續(xù)梁的內(nèi)力包絡(luò)圖：延續(xù)梁的內(nèi)力包絡(luò)圖： School of Civil Engineering Southeast University1110.4.3 預(yù)應(yīng)力效應(yīng)分析預(yù)應(yīng)力效應(yīng)分析10.4.3.1預(yù)應(yīng)力混凝土的根本概念預(yù)應(yīng)力混凝土的根本

7、概念 預(yù)應(yīng)力體系的構(gòu)成預(yù)應(yīng)力體系的構(gòu)成林同炎三個(gè)概念：林同炎三個(gè)概念：第一個(gè)概念：預(yù)應(yīng)力使混凝土在運(yùn)用階段轉(zhuǎn)變第一個(gè)概念：預(yù)應(yīng)力使混凝土在運(yùn)用階段轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥再Y料資料為彈性資料資料第二個(gè)概念：預(yù)應(yīng)力使高強(qiáng)鋼材和混凝土有效第二個(gè)概念：預(yù)應(yīng)力使高強(qiáng)鋼材和混凝土有效地結(jié)合構(gòu)造地結(jié)合構(gòu)造第三個(gè)概念：用預(yù)應(yīng)力平衡外荷載設(shè)計(jì)第三個(gè)概念：用預(yù)應(yīng)力平衡外荷載設(shè)計(jì)這也是從三個(gè)角度看問題這也是從三個(gè)角度看問題 School of Civil Engineering Southeast University1210.4.3 預(yù)應(yīng)力效應(yīng)分析預(yù)應(yīng)力效應(yīng)分析10.4.3.2 預(yù)應(yīng)力等效荷載和荷載平衡設(shè)計(jì)思想 等效荷載：把預(yù)

8、應(yīng)力束筋和混凝土視為相互獨(dú)立的脫離體，預(yù)加力對(duì)混凝土的作用可以用一組等效荷載Equivalent Loads替代。此等效荷載由2部分組成，1錨固處端部錨具對(duì)混凝土構(gòu)件作用的壓力和集中彎矩；2由于預(yù)應(yīng)力筋曲率引起的垂直于預(yù)應(yīng)力中心線的橫向分布力，或預(yù)應(yīng)力筋轉(zhuǎn)機(jī)引起的集中力。 由預(yù)應(yīng)力Ny引起的彎矩為： 將M對(duì)x求二次導(dǎo)數(shù)，即可得到等效荷載yyMN e2222eyd Md eNdxdx School of Civil Engineering Southeast University1310.4.3 預(yù)應(yīng)力效應(yīng)分析預(yù)應(yīng)力效應(yīng)分析10.4.3.2 預(yù)應(yīng)力等效荷載和荷載平衡設(shè)計(jì)思想 簡(jiǎn)支梁的等效荷載：

9、1直線筋的等效荷載 2曲線筋的等效荷載 3折線筋的等效荷載荷載平衡設(shè)計(jì)思想：等效荷載平衡外荷載的設(shè)計(jì)思想。1963年林同炎教授提出，該法大大簡(jiǎn)化了預(yù)應(yīng)力構(gòu)造的設(shè)計(jì)計(jì)算。 2222eyd Md eNdxdx School of Civil Engineering Southeast University141在梁端部在梁端部軸向力軸向力豎向力豎向力力矩力矩yyNN 1cos 11sin yyNN eNeNyy 1cos 10.4.3 預(yù)應(yīng)力效應(yīng)分析預(yù)應(yīng)力效應(yīng)分析 School of Civil Engineering Southeast University1510.4.3.3 超靜定梁上張拉預(yù)

10、應(yīng)力引起的效應(yīng)超靜定梁上張拉預(yù)應(yīng)力引起的效應(yīng)超靜定次內(nèi)力計(jì)算超靜定次內(nèi)力計(jì)算1、產(chǎn)生緣由、產(chǎn)生緣由構(gòu)造因各種緣由產(chǎn)生變形，在多余構(gòu)造因各種緣由產(chǎn)生變形，在多余約束處將產(chǎn)生約束力，從而引起構(gòu)造附加內(nèi)力約束處將產(chǎn)生約束力，從而引起構(gòu)造附加內(nèi)力(或稱或稱次內(nèi)力次內(nèi)力)2、延續(xù)梁產(chǎn)生次內(nèi)力的外界緣由、延續(xù)梁產(chǎn)生次內(nèi)力的外界緣由預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力墩臺(tái)根底沉降墩臺(tái)根底沉降溫度變形溫度變形徐變與收縮徐變與收縮10.4.3 預(yù)應(yīng)力效應(yīng)分析預(yù)應(yīng)力效應(yīng)分析 School of Civil Engineering Southeast University16預(yù)應(yīng)力初彎矩：預(yù)應(yīng)力初彎矩：預(yù)應(yīng)力次彎矩：預(yù)應(yīng)力次彎矩：總預(yù)矩等

11、效荷載作用總預(yù)矩等效荷載作用：M eNMy 0MMMN 010.4.3.3 超靜定梁上張拉預(yù)應(yīng)力引起的效應(yīng)超靜定梁上張拉預(yù)應(yīng)力引起的效應(yīng)10.4.3 預(yù)應(yīng)力效應(yīng)分析預(yù)應(yīng)力效應(yīng)分析 School of Civil Engineering Southeast University1710.4.3.3 超靜定梁上張拉預(yù)應(yīng)力引起的效應(yīng)超靜定梁上張拉預(yù)應(yīng)力引起的效應(yīng)10.4.3 預(yù)應(yīng)力效應(yīng)分析預(yù)應(yīng)力效應(yīng)分析1預(yù)應(yīng)力壓力線預(yù)應(yīng)力壓力線2預(yù)應(yīng)力布置的線性變換原理預(yù)應(yīng)力布置的線性變換原理3關(guān)于吻合索關(guān)于吻合索 School of Civil Engineering Southeast University18

12、1壓力線：壓力線：簡(jiǎn)支梁壓力線與預(yù)應(yīng)力筋簡(jiǎn)支梁壓力線與預(yù)應(yīng)力筋位置重合位置重合延續(xù)梁壓力線與預(yù)應(yīng)力筋延續(xù)梁壓力線與預(yù)應(yīng)力筋位置相差位置相差yNNMe yNMe 10.4.3.3 超靜定梁上張拉預(yù)應(yīng)力引起的效應(yīng)超靜定梁上張拉預(yù)應(yīng)力引起的效應(yīng) School of Civil Engineering Southeast University192預(yù)應(yīng)力布置的線性預(yù)應(yīng)力布置的線性變換原理：變換原理：只需堅(jiān)持束筋在超靜定梁只需堅(jiān)持束筋在超靜定梁中的兩端位置不變，堅(jiān)中的兩端位置不變，堅(jiān)持束筋在跨內(nèi)的外形不持束筋在跨內(nèi)的外形不變，而只改動(dòng)束筋在中變，而只改動(dòng)束筋在中間支點(diǎn)上的偏心距，那間支點(diǎn)上的偏心距，那么

13、梁內(nèi)的混凝土壓力線么梁內(nèi)的混凝土壓力線不變，總預(yù)矩不變不變，總預(yù)矩不變10.4.3.3 超靜定梁上張拉預(yù)應(yīng)力引起的效應(yīng)超靜定梁上張拉預(yù)應(yīng)力引起的效應(yīng) School of Civil Engineering Southeast University202預(yù)應(yīng)力布置的線性預(yù)應(yīng)力布置的線性變換原理：變換原理：改動(dòng)改動(dòng)e在支點(diǎn)在支點(diǎn)B所添加所添加(或或減少減少)的初預(yù)矩值，與的初預(yù)矩值，與預(yù)加力次力矩的變化值預(yù)加力次力矩的變化值相等，而且兩者圖形都相等，而且兩者圖形都是線性分布，因此正好是線性分布，因此正好抵消抵消10.4.3.3 超靜定梁上張拉預(yù)應(yīng)力引起的效應(yīng)超靜定梁上張拉預(yù)應(yīng)力引起的效應(yīng) Scho

14、ol of Civil Engineering Southeast University213關(guān)于吻合索關(guān)于吻合索調(diào)整預(yù)應(yīng)力束筋在中間支點(diǎn)的位置，使預(yù)應(yīng)力筋調(diào)整預(yù)應(yīng)力束筋在中間支點(diǎn)的位置，使預(yù)應(yīng)力筋重心線線性轉(zhuǎn)換至壓力線位置上，預(yù)加力的總重心線線性轉(zhuǎn)換至壓力線位置上，預(yù)加力的總預(yù)矩不變，而次力矩為零。預(yù)矩不變，而次力矩為零。次力矩為零時(shí)的配束稱吻合索，并不用要追求次力矩為零時(shí)的配束稱吻合索，并不用要追求吻合束。吻合束。10.4.3.3 超靜定梁上張拉預(yù)應(yīng)力引起的效應(yīng)超靜定梁上張拉預(yù)應(yīng)力引起的效應(yīng) School of Civil Engineering Southeast University2

15、2v1等效荷載法等效荷載法v2電算中用初應(yīng)變、降溫來模擬預(yù)應(yīng)力作用電算中用初應(yīng)變、降溫來模擬預(yù)應(yīng)力作用10.4.3.4預(yù)應(yīng)力作用效應(yīng)的普通分析方預(yù)應(yīng)力作用效應(yīng)的普通分析方法法 School of Civil Engineering Southeast University2310.4.4.1 徐變的根本概念混凝土徐變的根本概念收縮與荷載無關(guān)徐變與荷載有關(guān)徐變影響要素，徐變系數(shù)的定義收縮、徐變與資料、配合比、溫度、濕度、截面方式、護(hù)條件、混凝土齡期有關(guān)當(dāng)混凝土棱柱體在繼續(xù)應(yīng)力不大與0.5Ra時(shí)，徐變變形與初始彈性變構(gòu)成線性比例關(guān)系徐變系數(shù)徐變與彈性應(yīng)變之比10.4.4徐變效應(yīng)分析徐變效應(yīng)分析ec

16、 / eeecccllllll School of Civil Engineering Southeast University24混凝土變形過程混凝土變形過程收縮收縮彈性變形彈性變形回復(fù)彈性變形回復(fù)彈性變形滯后彈性變形滯后彈性變形屈服應(yīng)變屈服應(yīng)變 School of Civil Engineering Southeast University25v2.2規(guī)范規(guī)范10.4.4.2徐變的數(shù)學(xué)模型了解徐變的數(shù)學(xué)模型了解 School of Civil Engineering Southeast University26010 X School of Civil Engineering Southe

17、ast University2710.4.4.3簡(jiǎn)支變延續(xù)橋梁的徐變次內(nèi)力簡(jiǎn)支變延續(xù)橋梁的徐變次內(nèi)力0 ) , ( ) ( ) (1111111 t dt Xt dXP1),()( tket1)()(110 teXtX按老化實(shí)際按老化實(shí)際解微分方程得：解微分方程得：1111/ pX 1 )(210 teMMMgggt兩跨連續(xù)梁成橋彎矩一次落架彎矩徐變后彎矩徐變穩(wěn)定力徐變穩(wěn)定力 School of Civil Engineering Southeast University2810.4.4.4 思索徐變影響的普通分析方法思索徐變影響的普通分析方法按齡期調(diào)整有效模量法按齡期調(diào)整有效模量法AAEM

18、School of Civil Engineering Southeast University2910.5 溫度作用分析溫度作用分析10.5.1溫度影響與溫度方式溫度影響與溫度方式 季節(jié)溫度均勻升降溫季節(jié)溫度均勻升降溫 年年溫差：構(gòu)件的伸長(zhǎng)、縮短；年年溫差：構(gòu)件的伸長(zhǎng)、縮短；延續(xù)梁延續(xù)梁設(shè)伸縮縫設(shè)伸縮縫拱橋、剛構(gòu)橋拱橋、剛構(gòu)橋構(gòu)造次內(nèi)力構(gòu)造次內(nèi)力日照溫差溫度梯度：日照溫差溫度梯度： 構(gòu)件彎曲構(gòu)件彎曲構(gòu)造次內(nèi)力；構(gòu)造次內(nèi)力；線性溫度場(chǎng)線性溫度場(chǎng)次內(nèi)力次內(nèi)力非線性溫度場(chǎng)非線性溫度場(chǎng)次內(nèi)力、自應(yīng)力次內(nèi)力、自應(yīng)力驟然降溫溫度梯度驟然降溫溫度梯度規(guī)范：日照溫度梯度規(guī)范：日照溫度梯度 School of

19、 Civil Engineering Southeast University30 School of Civil Engineering Southeast University31v溫度總應(yīng)力自應(yīng)力次應(yīng)力溫度總應(yīng)力自應(yīng)力次應(yīng)力10.5.2 溫度應(yīng)力的計(jì)算溫度應(yīng)力的計(jì)算 School of Civil Engineering Southeast University32自應(yīng)力計(jì)算自應(yīng)力計(jì)算溫差應(yīng)變溫差應(yīng)變 T(y)=T(y) 平截面假定平截面假定 a(y)=0+y溫差自應(yīng)變溫差自應(yīng)變 (y)=T(y)-a(y)=T(y)-(0+y)溫差自應(yīng)力溫差自應(yīng)力 s0(y)=E(y)=ET(y)-(0+y) School of Civil Engineering Southeast University3310.6 空間效應(yīng)空間效應(yīng)v剪滯剪滯v改動(dòng)自在和改動(dòng)改動(dòng)自在和改動(dòng)v畸變畸變v溫度應(yīng)力溫度應(yīng)力v徐變徐變 School of Civil Engineering Southeast University34 School of Civil Engineering Southeast University35 School o