正交異性鋼橋面板計(jì)算

關(guān)于正交異性鋼橋面板計(jì)算第1頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.橋面系和橋面板橋面系—由橋面板和橋道梁組成的直接承受交通荷載的行車(chē)系統(tǒng),還包括橋面鋪裝，人行道板;橋面板—鋼橋面板、鋼筋混凝土橋面板、木橋面板;橋道梁—縱、橫梁組成的連接系，縱橫梁體系;公路橋上的橋面板—鋼筋混凝土橋面，鋼橋面板；鐵路橋上的橋面板—過(guò)去很少采用鋼橋面板，常用明橋面或混凝土板的道碴橋面，現(xiàn)在高速大跨度橋梁較多采用。第2頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第3頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月高鐵箱型主梁正交異性鋼橋面板第4頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.鋼橋面板構(gòu)造與特性

構(gòu)造：

蓋板、縱肋、橫肋。

縱肋種類(lèi)：閉口縱肋、開(kāi)口縱肋。

優(yōu)點(diǎn)：

重量輕，極限承載能力高，適用范圍廣，但是橋面鋪裝層要求很高。

結(jié)構(gòu)特性:

（1）構(gòu)造性的正交異性板；（2）荷載縱向傳遞，符合剛度分配原則；（3）既作為主梁一部分發(fā)揮作用，又做為橋面系單獨(dú)部分承受荷載。

思考問(wèn)題：

（1）正交異性鋼橋面板與各向同性板傳力的區(qū)別。（2）橋面板強(qiáng)度計(jì)算如何進(jìn)行。第5頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第6頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月橋面板強(qiáng)度分析三個(gè)結(jié)構(gòu)體系的考慮

第一體系：主梁體系，橋面板作為主梁的一部分，為主梁的上翼緣；第二體系：橋面體系，由橋面蓋板、縱肋、橫梁組成橋面體系,板作為單獨(dú)部分；第三體系：蓋板體系，考慮連續(xù)支撐蓋板部分的計(jì)算；（橫向力部分）疊加原理：考慮受力方向和計(jì)算模型的選取第7頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月鋼橋面板計(jì)算內(nèi)容主要進(jìn)行第二體系內(nèi)力的計(jì)算：1主要縱肋的彎曲內(nèi)力和應(yīng)力，包括跨中和支點(diǎn)的彎矩和應(yīng)力；2橋面板的橫向應(yīng)力。第8頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.鋼橋面板的計(jì)算方法

正交異性板彎曲微分方程

該方程是正交異性橋面板計(jì)算的理論基礎(chǔ)第9頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月正交異性鋼橋面板計(jì)算的P.E法1P.E（Pelikan-Esslinger）法簡(jiǎn)介。2P.E法計(jì)算步驟：

確定正交異性鋼橋面板的順、橫橋方向的彎曲剛度Kx、Ky和抗扭剛度H；3

將縱肋的剛度平均分?jǐn)?到整個(gè)橋面，使橋面成為正交異性板。4

按正交異性板彎曲方程求解板的彎曲內(nèi)力：（1）支先按橫肋剛度無(wú)窮大求縱肋跨中、支點(diǎn)的內(nèi)力；（2）然后考慮橫肋的彈性變形的影響，對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行修正。

第10頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.1

P．E法開(kāi)口縱肋的計(jì)算等價(jià)于格子梁，正交異性板的微分方程變?yōu)殚_(kāi)口縱肋這是梁的彎曲方程，可以按梁的彎曲理論求解。第11頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月P．E法開(kāi)口肋計(jì)算的主要步驟（1）根據(jù)反力位移互等定理求解求縱肋跨中、支點(diǎn)的彎矩、反力影響線；（2）根據(jù)影響線求彎矩、反力的量值；（3）根據(jù)反力大小求橫肋撓曲對(duì)彎矩值進(jìn)行修正；（4）根據(jù)修正后的內(nèi)力值求應(yīng)力。第12頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.2P．E法閉口縱肋的計(jì)算解題主要思路Ⅰ階段：按上述方程解剛性支承正交異性連續(xù)板Ⅱ階段：考慮橫肋彈性彈性作用的修正第13頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月閉口縱肋計(jì)算的主要步驟主要計(jì)算步驟：（1）Ky一計(jì)算：閉口縱肋蓋板的有效寬度（a0+e0）計(jì)算單個(gè)閉口肋抗彎剛度EIl

橋面板抗彎剛度（2）H計(jì)算：G－剪切模量

T－單個(gè)閉口肋抗扭慣性矩，F(xiàn)－面積，

u－周長(zhǎng)，s－肋寬度 －剛度折減系數(shù)，不同形狀具有不同的表達(dá)式第14頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第15頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）荷載的傅立葉級(jí)數(shù)表示不同的加載方式，級(jí)數(shù)表達(dá)形式不同第16頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（4）求閉口截面縱肋支點(diǎn)，跨中彎矩影響面和支點(diǎn)反力影響面

基本思路：求微分方程解傳遞系數(shù)概念利用邊界條件求內(nèi)力影響面第17頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月齊次微分方程解設(shè)代入求得

第18頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月閉口截面第19頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月閉口截面

傳遞系數(shù)概念和求法傳遞系數(shù)概念：對(duì)平板沒(méi)有荷載作用的節(jié)間來(lái)說(shuō)，其內(nèi)力是按照一定的 傳遞系數(shù)k衰減的。

根據(jù)變形連續(xù)條件可推得：第20頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)虛功原理利用邊界條件求各內(nèi)力影響面

虛功原理－求內(nèi)力影響面得問(wèn)題可轉(zhuǎn)化為求 撓曲面問(wèn)題

彎矩影響面－由所求截面產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)角 所成得撓曲面構(gòu)成；反力影響面－由所求截面產(chǎn)生豎向位移所形成得撓曲面構(gòu)成第21頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月支點(diǎn)彎矩影響面：

位移條件：

（傳遞系數(shù)）代入撓曲線方程，利用產(chǎn)生單位轉(zhuǎn)角得關(guān)系，得：

0-1節(jié)間影響線：

1-2節(jié)間影響線：第22頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第23頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月節(jié)間中央彎矩影響面：0-0節(jié)間：0-1節(jié)間：1-2節(jié)間第24頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第25頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月支承邊反力影響面邊界條件0-1節(jié)間影響面：1-2節(jié)間影響面：第26頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.2P.E法計(jì)算的主要思路與步驟（5）求各截面得內(nèi)力值式中:代表橋面板影響面值縱距第27頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（6）橫肋撓曲的影響按彈性支承的連續(xù)梁計(jì)算：式中：－荷載作用下剛性支承連續(xù)梁在支點(diǎn)m處的反力；－彈性支承連