懸臂梁橋的設(shè)計(jì)與計(jì)算同濟(jì)大學(xué)課件

第四章懸臂梁橋的設(shè)計(jì)與計(jì)算第一節(jié)懸臂梁橋的體系

與構(gòu)造特點(diǎn)一、體系特點(diǎn)由于支點(diǎn)負(fù)彎矩的卸載作用，跨中正彎矩大大減小由于彎矩圖面積的減小，跨越能力增大體系形式：雙懸臂、單懸臂、雙懸臂加掛孔、T形剛構(gòu)缺點(diǎn)行車條件不好二、構(gòu)造特點(diǎn)1、跨徑布置各跨跨徑比懸臂長(zhǎng)與跨徑比具體考慮因素材料鋼筋混凝土——懸臂較短，減小負(fù)彎矩預(yù)應(yīng)力混凝土——懸臂可適當(dāng)加長(zhǎng)施工方法縱向分縫——必須考慮錨孔的吊裝重量橫向分縫——可適當(dāng)加長(zhǎng)懸臂長(zhǎng)度特殊使用要求城市橋梁可能要求較小的錨孔，但必須保證穩(wěn)定性我國(guó)的大型T構(gòu)橋2、截面形式懸臂部分（錨孔）——吊裝時(shí)采用肋梁 懸臂施工時(shí)采用箱梁掛孔——一般采用肋梁，便于吊裝3、梁高一般采用變高度梁支點(diǎn)梁高/跨中梁高=2～2.5優(yōu)點(diǎn)：增加支點(diǎn)抗彎能力 不增加很多的彎矩底緣曲線：拋物線、正弦曲線、圓弧、折 線4、腹板及頂、底板厚度頂板——滿足橫向抗彎及縱向抗壓要求 一般采用等厚度，主要由橫向抗 彎控制腹板——主要承擔(dān)剪應(yīng)力和主拉應(yīng)力 一般采用變厚度腹板，靠近懸臂 端處受構(gòu)造要求控制，靠近支點(diǎn) 處受主拉應(yīng)力控制，需加厚。底板——滿足縱向抗壓要求 一般采用變厚度，懸臂端主要受 構(gòu)造要求控制，支點(diǎn)主要受縱向 壓應(yīng)力控制，需加厚5、配筋特點(diǎn)縱向鋼筋懸臂上只承擔(dān)負(fù)彎矩，配置負(fù)彎矩鋼筋錨孔可能承擔(dān)正或負(fù)彎矩需雙向配筋節(jié)段施工的T形剛構(gòu)主筋沒(méi)有下彎時(shí)布置在腹板加掖中需下彎時(shí)平彎至腹板位置一般在錨固前豎彎，以抵抗剪力預(yù)應(yīng)力鋼筋彎出位置設(shè)齒槽或齒板頂板——配制橫向鋼筋或 橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋腹板——下彎的縱向鋼筋 需要時(shí)布置豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋6、牛腿截面小、受力復(fù)雜第二節(jié)懸臂梁橋的計(jì)算要點(diǎn)一、恒載內(nèi)力靜定結(jié)構(gòu)變截面手算可采用影響線加栽施工中的內(nèi)力狀態(tài)可能出現(xiàn)控制應(yīng)力二、活載內(nèi)力1、縱向——某些截面可能出現(xiàn)正負(fù)最不利 彎矩2、橫向箱梁——專門分析多梁式——橫向分布系數(shù)，必須考慮橫 向分布系數(shù)沿橋縱向的變化支點(diǎn)：杠桿原理掛孔、懸臂：采用等剛度原則簡(jiǎn)化為等代簡(jiǎn) 支梁，采用剛性橫梁法或比擬正交異 性板法計(jì)算等剛度渾法出發(fā)叮點(diǎn)：橫向頁(yè)分布蹦體現(xiàn)賺肋主童梁抗仍彎與旺抗扭懶能力熟的比邁例關(guān)勻系不同體贏系的梁嫁橋抗扭逐性能基板本相同科，抗扭囑剛度只將與抗扭固慣矩有娛關(guān)體系不志同體現(xiàn)沫在總體愉抗彎剛匠度上采用晴撓度捷相等幟的辦賠法計(jì)族算等企代剛蹈度邊跨中跨紹——糖錨梁達(dá)與掛磁孔剛姻度相逼差懸詠殊時(shí)懸臂等哨代為跨享度2l2的簡(jiǎn)支急梁掛孔等隱代為相扮同跨度是的簡(jiǎn)支底梁中跨剃——崗錨梁騰與掛套孔剛虧度相招近時(shí)懸臂嘗與掛石孔聯(lián)逼合等服代為群跨度埋2l2+l3的簡(jiǎn)支莊梁第三輩節(jié)雙牛罰腿計(jì)靈算一、臭計(jì)算槍截面舒寬度二、赴截面遍內(nèi)力三、村驗(yàn)算袖截面齡內(nèi)力1、杰豎直鴿截面表（按強(qiáng)抗彎熊構(gòu)件愧驗(yàn)算蜜）2、4士5°斜截療面的雞抗拉塔驗(yàn)算謠（按檢軸心撇受拉助構(gòu)件狐）3、最暢弱斜截傻面驗(yàn)算根（按偏層心受拉軋構(gòu)件）判別產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)昂：邊緣背應(yīng)力博最大無(wú)水雅平荷別載時(shí)如果是夾預(yù)應(yīng)力教牛腿計(jì)算植截面塑內(nèi)力世時(shí)應(yīng)脅該考寫慮預(yù)予應(yīng)力預(yù)應(yīng)諸力產(chǎn)茫生的錦牛腿雜內(nèi)力4、專獻(xiàn)門空間飽分析對(duì)于重瞧要的牛播腿應(yīng)作鄉(xiāng)豐為專門瀉課題來(lái)獸驗(yàn)算第四停節(jié)殊箱臺(tái)梁計(jì)忙算簡(jiǎn)瘋介一、箱梁截虧面受力棉特性箱梁截置面變形搖的分解總變岸形撓曲府變形路——貪正應(yīng)原力m，剪應(yīng)力m橫向胃彎曲規(guī)——脖橫向特正應(yīng)債力c扭轉(zhuǎn)變覆形——唱自由扭摧轉(zhuǎn)剪應(yīng)匆力k，約束背扭轉(zhuǎn)忍剪應(yīng)撞力w，正應(yīng)力w畸變變巖形——丟正應(yīng)力dw，剪應(yīng)力dw，橫向正讓應(yīng)力dt變形障及相央應(yīng)的企應(yīng)力剪力滯穩(wěn)效應(yīng)箱梁樓應(yīng)力準(zhǔn)匯總縱向正縱應(yīng)力σ(Z志)=σM+σW+σdW剪應(yīng)τ=τM+τK+τW+τdW橫向正舟應(yīng)力σ(S)=c+σdt對(duì)于齊混凝態(tài)土橋標(biāo)梁，洽恒載景占大滴部分蠢，活碼載比秘例較薦小，卵因此涌對(duì)稱超荷載暮引起蹲的應(yīng)伯力是禾計(jì)算筋的重閥點(diǎn)二、箱梁截跟面橫向鄙正應(yīng)力索計(jì)算簡(jiǎn)化為奔框架計(jì)耀算——本必須考歪慮有效中工作寬視度三、箱結(jié)梁對(duì)稱純撓曲應(yīng)族力1、壇彎曲視正應(yīng)靜力初等梁播理論，襯頂?shù)装骞響?yīng)力均襪勻分布空間梁慚理論，描頂?shù)装鍧O應(yīng)力不路均勻分傻布，有莊剪力滯千作用。2、彎警曲剪應(yīng)窯力開(kāi)口震截面取微子段水復(fù)平力剃平衡閉口單山室截面問(wèn)題尸：無(wú)要法確贈(zèng)定積覽分起壩點(diǎn)解決朋方法束：在亭平面妻內(nèi)為廳超靜相定結(jié)青構(gòu)，用必須逗通過(guò)蘭變形尖協(xié)調(diào)戒條件償求解贅余絕力剪酸力流剪切代變形難：外力烘剪力陜流按開(kāi)矩口薄倉(cāng)壁桿溫件計(jì)代算剪切睜變形螞：切口剪烏切變形抓協(xié)調(diào)最終剪殊力流閉口多濁室截面每室設(shè)斗一個(gè)切舞口，每廣個(gè)切口寧列一個(gè)石變形協(xié)摔調(diào)方程變形幕協(xié)調(diào)尊方程聯(lián)合艦求解單可得將各室攔剪力乘流最終咬剪力葵流剪切橋中心剪力濟(jì)流合訂力位艘置如果外售剪力通子過(guò)剪切嘩中，截屯面將只計(jì)彎曲，扔不扭轉(zhuǎn)四、岸箱梁篩自由磚扭轉(zhuǎn)底應(yīng)力1、實(shí)陣心截面初桿扭轉(zhuǎn)與截面轉(zhuǎn)形狀及尺寸有儀關(guān)矩形急薄板2、開(kāi)誕口薄壁偽桿自由航扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)殊力沿搬截面俗表面肯環(huán)流蓄，按各糧分支怠矩形薄吸板的木總和計(jì)按算3、閉案口單室步薄壁桿細(xì)自由扭燭轉(zhuǎn)剪應(yīng)柏力沿薦截面蜻厚度盼方向斑相等挖，在爆全截貪面環(huán)紐奉流根據(jù)內(nèi)飯外力矩鼠平衡Ω為箱鹿梁薄悶壁中捕線所懶圍面潔積的境兩倍3、開(kāi)當(dāng)口閉口釣薄壁桿垃自由扭傷轉(zhuǎn)剪力刪流比較4、閉挪口多室映薄壁桿說(shuō)自由扭蜂轉(zhuǎn)多室償箱梁籮扭轉(zhuǎn)靜時(shí)，搜截面句內(nèi)是泳超靜距定結(jié)壁構(gòu)，夕必須鍵將各紡室切樣開(kāi)，夢(mèng)利用厘切口突變形響協(xié)調(diào)調(diào)條件劣求解叢超靜瘦定剪橫流三、箱色梁對(duì)稱崗撓曲應(yīng)卡力1、然彎曲協(xié)正應(yīng)尿力初等梁銳理論，晚頂?shù)装邃搼?yīng)力均綿勻分布空間泉梁理旱論，你頂?shù)拙馨鍛?yīng)懶力不由均勻?qū)懛植荚摚兄?jǐn)剪力信滯作蕩用。2、亂彎曲舉剪應(yīng)摔力開(kāi)口截受面取微段鈔水平力涉平衡閉口單孔室截面問(wèn)題：深無(wú)法確墊定積分佳起點(diǎn)解決啟方法貫：在生平面亦內(nèi)為敏超靜君定結(jié)叮構(gòu)，畝必須逐通過(guò)殘變形膏協(xié)調(diào)謀條件隆求解贅余力討剪力流剪切變剝形：外力剪西力流按開(kāi)員口薄焰壁桿星件計(jì)罰算剪切涉變形耍：切口剪減切變形孕協(xié)調(diào)最終評(píng)剪力級(jí)流閉口多涂室截面每室刪設(shè)一通個(gè)切悄口，瞎每個(gè)既切口傳列一見(jiàn)個(gè)變寺形協(xié)弓調(diào)方弦程變形協(xié)雕調(diào)方程聯(lián)合求抹解可得章各室剪倚力流最終虎剪力擱流剪切念中心剪力流拾合力位達(dá)置如果義外剪嘉力通遠(yuǎn)過(guò)剪盡切中紋，截巖面將株只彎若曲，征不扭朋轉(zhuǎn)四、榮箱梁羊自由沖扭轉(zhuǎn)宴應(yīng)力1、實(shí)雜心截面太桿扭轉(zhuǎn)與截權(quán)面形污狀及尺寸有互關(guān)矩形土薄板2、辣開(kāi)口扣薄壁身?xiàng)U自遇由扭袖轉(zhuǎn)剪應(yīng)止力沿都截面爸表面土環(huán)流要，按各分勿支矩形薄量板的邁總和計(jì)擱算3、閉設(shè)口單室揪薄壁桿敗自由扭撞轉(zhuǎn)剪應(yīng)力裙沿截面磨厚度方塔向相等殲，在全霉截面環(huán)虧流根據(jù)啦內(nèi)外掩力矩蝕平衡Ω為箱晚梁薄虧壁中杏線所傍圍面圓積的謝兩倍對(duì)全缸截面橫截面限縱向變微形扭轉(zhuǎn)微惹分方程扇性坐牙標(biāo)廣義沫扇性庸坐標(biāo)4、開(kāi)嗓口閉口引薄壁桿翻自由扭驚轉(zhuǎn)剪力后流比較5、童閉口豪多室母薄壁劇桿自咐由扭匙轉(zhuǎn)多室箱死梁扭轉(zhuǎn)恨時(shí)，截就面內(nèi)是毛超靜定償結(jié)構(gòu)，戶必須將念各室切摩開(kāi)，利至用切口是變形協(xié)唱調(diào)條件色求解超猛靜定剪汽流對(duì)全截濁面對(duì)每個(gè)返箱室補(bǔ)充弦方程五、截箱梁窄約束皇扭轉(zhuǎn)捷應(yīng)力1、橫凳截面縱村向變形自由扭錯(cuò)轉(zhuǎn)時(shí)的攔變形縱向齒纖維眨無(wú)應(yīng)掘變、衛(wèi)應(yīng)力約束扭潤(rùn)轉(zhuǎn)時(shí)的炕變形—滲—烏曼儀斯基假甜定約束扭銀轉(zhuǎn)函數(shù)2、猛約束秋扭轉(zhuǎn)晨正應(yīng)襖力截面上男出平面嚇力的平燥衡令按此撓條件蹄求得礙的稱主朵廣義丑扇性駱矩定義：約束扭籃轉(zhuǎn)雙力滑矩約束扭柱轉(zhuǎn)慣矩3、壓約束漁扭轉(zhuǎn)粱剪應(yīng)謠力微元城上Z方向力的平塊衡根據(jù)駱截面漆內(nèi)外搶力矩螺平衡丸計(jì)算主廣義體扇性靜噸矩自由湯扭轉(zhuǎn)約束扭苗轉(zhuǎn)增量4、約驅(qū)束扭轉(zhuǎn)水扭角微突分方程根據(jù)謊截面脂上內(nèi)城外扭戰(zhàn)矩平現(xiàn)衡翹曲系法數(shù)截面極挑慣矩根據(jù)況截面爛上縱編向位貢移協(xié)題調(diào)合并兩炒微分方朵程后得蒙到約束扭寨轉(zhuǎn)的彎扭特王性系碧數(shù)常用邊艦界條件六、箱梁斧的畸伶變應(yīng)簡(jiǎn)力1、彈性箭地基峽梁比犬?dāng)M法糖基本誼原理畸變穿角微修分方影程彈性氧地基筆梁微分漏方程彈性蠶地基赴梁與莊受畸裕荷載選箱梁取各物掩理量秒之間雁相似森關(guān)系2、值用彈性圾地基暴梁影唱響線群計(jì)算提畸變?cè)褐祻椥缘毓阑旱幕◤澗嘏c拴撓度影向響線可兩以通過(guò)唱查表獲京得，根攜據(jù)比擬史關(guān)系可武以計(jì)算處箱梁的念畸變雙最力矩和欠畸變角六、箱梁的懷剪力滯惱效應(yīng)1、矩奧形箱梁自的剪談力滯慘效應(yīng)呆求解假定思位移響函數(shù)豎向朱位移雀：縱向撇位移狠：縱向頌位移賢微分院方程縱向也正應(yīng)盞力剪力纖滯系姜數(shù)2、影響剪嬌力滯效義應(yīng)的因熊素1、棗截面闊縱橋庭向位妹置2、挽荷載掌形式3、支找承條件4、橫石橋向?qū)挭z度5、截宜面形狀跨寬