橋梁工程 第2篇 混凝土梁式橋構(gòu)造 part4.3.ppt

1、為了用M(t )下切口徐變變形：第四章第五節(jié)砼徐變次應(yīng)力的換算彈性模數(shù)法、4換算彈性模數(shù)概念、結(jié)構(gòu)力學內(nèi)力法解決超靜定結(jié)構(gòu)的徐變次應(yīng)力問題，導入兩個廣義的換算彈性模數(shù)： (1)在不變載荷下的應(yīng)用；(2)在按照t變化的載荷下徐變(常變)補正算出的換算彈性模數(shù)； 第四章第五節(jié)應(yīng)用矮牽強變次內(nèi)力的換算彈性模數(shù)法，公式(4.5.7)、四、靜定南朝梁的徐變次內(nèi)力計算，1.2 )擴展丁格爾的方法3 )彈性模數(shù)換算法4 )基于上述理論的有限單元法等。 第四章第五節(jié)矮牽線徐變次內(nèi)力的換算彈性模數(shù)法，2換算彈性模數(shù)法，1 )原理超靜定結(jié)構(gòu)選擇的基本結(jié)構(gòu)為：在其截斷的截面或刪除的多馀支點(多馀的約束)上，除了施加

2、載荷引起的多馀的佘力Xi外，還施加隨時間t變化的徐變多馀的佘力Xit， 然后在修正變形協(xié)調(diào)條件下的外負荷及多馀約束處的初始應(yīng)力Xi造成的徐變變形時，換算彈性模數(shù)，修正保留的隨時間t變化的徐變多馀佘力Xit造成的徐變變形時，換算彈性模數(shù)，第四章第五節(jié)矸徐變次應(yīng)力的換算彈性模數(shù)法，2 )修正步驟對同一連續(xù)南朝梁， 施工方法(一次現(xiàn)澆成橋其一般的補正步驟如下：選擇基本構(gòu)造的補正圖，在不同的施工階段補正定負荷內(nèi)的功夫，對多馀的聯(lián)絡(luò)人分別施加各單位多馀的佘力，得到各圖，根據(jù)已知的條件化學基各南朝梁段的劣化系數(shù)和換算彈性模數(shù)， 第四章第五節(jié)矮牽強變次內(nèi)力的換算彈性模數(shù)法，通過換算彈性模數(shù)和圖乘法來補正所有

3、恒定外力、徐變剩馀力在剩馀約束下發(fā)生的位移，即根據(jù)變形協(xié)調(diào)條件、解力法方程組求出各徐變次內(nèi)力，通過求解的徐變次內(nèi)力Xit來分別補正各南朝梁段的內(nèi)力和位移。 將各施工階段的恒載內(nèi)力和變形與第七步的修正結(jié)果重合，可以得到整個結(jié)構(gòu)的總受力和變形。 第四章第五節(jié)砼徐變次內(nèi)力的換算尺彈性模數(shù)、第六節(jié)混凝土收縮次內(nèi)力校正計算、混凝土結(jié)構(gòu)的收縮不是由外力引起的，而是由結(jié)構(gòu)材料本身的特性引起的。 混凝土的收縮應(yīng)變也隨時間變化，其生長速度受到空氣溫度和大氣濕度等條件的影響。 收縮方向為三維，但在結(jié)構(gòu)性分析中主要考慮桿方向的變形量。 在連續(xù)梁橋中，僅補正結(jié)構(gòu)的收縮位移量，但在腳南朝梁固定的連續(xù)剛性構(gòu)件系橋梁中，需

4、要考慮收縮引起的結(jié)構(gòu)二次內(nèi)力。1、混凝土收縮應(yīng)變公式，1 .公式：第四章第六節(jié)混凝土收縮次內(nèi)力計算，2 .名義收縮系數(shù)：3 .收縮隨時間發(fā)展的系數(shù)，計算時刻混凝土齡期，構(gòu)件理論厚度(mm )，a為截面積，第四章第六節(jié)混凝土收縮次內(nèi)力計算在求出結(jié)構(gòu)中某段長度內(nèi)的收縮應(yīng)變量后，可以將其換算為該段長度內(nèi)的相對溫度下降量：材料溫度膨脹系數(shù)、收縮應(yīng)變，具體而言，關(guān)于第四章第六節(jié)混凝土收縮次應(yīng)力校正計算、第七節(jié)基礎(chǔ)沉降次應(yīng)力校正計算、超靜定連續(xù)南朝梁沉降引起的次應(yīng)力校正計算，在結(jié)構(gòu)力學中詳細敘述、道路橋梁網(wǎng)絡(luò)鏈接地基和基礎(chǔ)設(shè)施修訂規(guī)范中規(guī)定的沉降量：墩臺均勻總沉降(cm )值(施工中沉降除外) :第四章第

5、七節(jié)基礎(chǔ)沉降內(nèi)力修訂，地基土沉降比混凝土徐復雜的土質(zhì)分類、歷史原因、場所差異、作用力的大小。 超靜定結(jié)構(gòu)由于不均勻的沉降產(chǎn)生支撐反作用力的重分布。 考慮到與其他次內(nèi)力的耦合作用，更難解。 大搖鏡頭連續(xù)梁恒重比例大，土基沉降量大部分在施工階段完成，為了簡化分析，通常按照基礎(chǔ)規(guī)則規(guī)定的相鄰墩臺的允許沉降差進行結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析。 更重要的是，要建設(shè)不良地帶的橋，首先要采取加固地基、增大地基受壓面、采用超長樁、增加樁基礎(chǔ)數(shù)量等措施，盡量減小后期沉降量。第四章第七節(jié)基礎(chǔ)沉降內(nèi)力計算、第八節(jié)溫度次內(nèi)力和自應(yīng)力計算、一、基本概念、1、溫度梯度、溫度梯度橋梁結(jié)構(gòu)受到日照溫度的影響后，溫度沿南朝梁截面高度的變化形式

6、。 下圖是各國橋梁規(guī)范對南朝梁式結(jié)構(gòu)沿南朝梁高度方向的溫度梯度的規(guī)定，是日照溫差(局部溫差)的表現(xiàn)形式。 圖g )反映了氣溫每季度周期性變化，顯示了假設(shè)部件截面平均變化的年溫差的表現(xiàn)形式。 這種形式在各國是一致的，只有取值的不同。 第四章第八節(jié)溫度次內(nèi)力和自應(yīng)力校正、2溫度次內(nèi)力、結(jié)構(gòu)受自然環(huán)境溫度的影響(升溫或降溫)而產(chǎn)生伸縮或彎曲變形，該變形受多元約束時，結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生附加內(nèi)力，工程上將該附加內(nèi)力稱為溫度次內(nèi)力。 1 )年平均溫差、第四章第八節(jié)溫度次應(yīng)力和自應(yīng)力計算、懸臂南朝梁和連續(xù)南朝梁在年溫差(溫度上升)時不發(fā)生僅縱水平位移的二次應(yīng)力，而連續(xù)剛性構(gòu)件在相同條件下受固結(jié)橋墩約束，因此不僅使主

7、梁產(chǎn)生水平位移，而且使橋墩發(fā)生彎曲變形和支撐反作用力，在斷面內(nèi)發(fā)生二次應(yīng)力； 2 )由于線性變化的溫度梯度、靜態(tài)簡支梁線性溫度梯度的影響，結(jié)構(gòu)只產(chǎn)生彎曲變形的超靜定結(jié)構(gòu)在溫度的影響下，由于存在中支撐臺的多馀約束，限制了南朝梁體的變形，使中支撐臺產(chǎn)生向下的垂直拉伸力，在南朝梁體內(nèi)產(chǎn)生二次應(yīng)力； 第四章第八節(jié)溫度次應(yīng)力和自應(yīng)力計算，3 .溫度自應(yīng)力結(jié)構(gòu)在非線性溫度梯度的影響下產(chǎn)生撓曲變形時，南朝梁服從平截面的假設(shè)，由于截面內(nèi)各纖維層的變形不協(xié)調(diào)，相互約束，在截面內(nèi)產(chǎn)生一組自平衡應(yīng)力，這種應(yīng)力稱為溫度自應(yīng)力。滿足分離、頂板變形、平截面假設(shè)，第四章第八節(jié)溫度次應(yīng)力和自應(yīng)力校正，承受非線性溫度梯度的超靜

8、定結(jié)構(gòu)，其總溫度應(yīng)力為溫度自應(yīng)力和溫度次應(yīng)力引起的二次應(yīng)力之和：二，基本結(jié)構(gòu)上沿溫度自應(yīng)力校正、南朝梁高連續(xù)分布的任意曲線T(y )，且全截面均勻， 假設(shè)忽略鐵元素肌的影響，縱纖維彼此不相互約束，分別自由伸縮，則沿南朝梁各點的自由變形應(yīng)變?yōu)榈谒恼碌诎斯?jié)溫度次內(nèi)力和自應(yīng)力計算，實際的南朝梁截面的變形遵循平面截面假設(shè)，其應(yīng)變變化可以表示為：溫度自應(yīng)變可以表示為式(4.8 ) 的縱纖維間約束的：任意纖維層的自應(yīng)力3360，第4章第8節(jié)溫度次應(yīng)力和自應(yīng)力修正，自應(yīng)力是自平衡態(tài)應(yīng)力，截面上應(yīng)力合力的總和為零和截面中和向軸的力矩之和為零，可以在兩個條件下求出： 第四章第八節(jié)溫度次內(nèi)力和自應(yīng)力1 .等截面連

9、續(xù)南朝梁的溫度次內(nèi)力，中支點缺口處的多馀力矩，其力法方程：修正步驟如下：根據(jù)公式(4.8.7)修正兩簡支梁撓曲曲線的曲率：修正各個端點切線間的夾角：第四章第八節(jié)溫度次第四章第八節(jié)溫度次應(yīng)力和自應(yīng)力計算、2、變截面連續(xù)南朝梁的溫度次應(yīng)力、求解方法有平面桿系有限單元法、圖解解析法和紐馬克法等。 在本節(jié)中，僅介紹圖解解析法：將制作的分布圖、曲率分布圖、曲率分布圖作為虛擬載荷，使用總和法對虛擬反作用力RB1和RB2進行訂正。 虛擬反作用力是中支點處的梁端角，用下式修正：(1)的修正步驟，求出第四章第八節(jié)溫度次內(nèi)力和自應(yīng)力修正計算，與求出的基本相似，只要應(yīng)用式(4.8.7)求出全南朝梁若干段截面的值，就

10、能夠得到圖中的b支點的反作用力之和。 2 )的修正步驟、3、連續(xù)南朝梁內(nèi)的總溫度應(yīng)力在用解力法方程求出多馀的力矩后，可以得到全南朝梁各截面的溫度次應(yīng)力，應(yīng)用材料力學中的公式可以得到截面上由溫度次應(yīng)力引起的溫度次應(yīng)力。 連續(xù)南朝梁總溫度應(yīng)力的公式：第四章第八節(jié)溫度次內(nèi)力和自應(yīng)力計算懸臂施工的t型剛性構(gòu)件橋和連續(xù)系梁橋：其受力情況較復雜，每節(jié)設(shè)置普氏度，成為橋后橋面標高滿足設(shè)置修正要求等問題，一、恒荷載作用下的撓度計算和普氏設(shè)定、懸臂法1 .有包圍曝光施工的懸臂南朝梁，各接點的坡口土衛(wèi)五度可用下式表示：第四章第九節(jié)懸臂南朝梁施工時的彎曲和坡口土衛(wèi)五度計算、各接點裝載后的定負荷引起的總變形、節(jié)自重和

11、預應(yīng)力引起的向I接點的彈性變形、第四章第九節(jié)懸臂南朝梁施工時的彎曲和坡口土衛(wèi)五度計算、 雙懸臂結(jié)構(gòu)單懸臂結(jié)構(gòu)分階段組裝時，后段的恒載荷在前段產(chǎn)生彈性變形，而前段已完成自身恒載荷的變形，不影響后段。第四章第九節(jié)懸臂施工時撓度和懸臂伸土衛(wèi)五的修正計算，3吊籃施工的吊籃結(jié)構(gòu)，吊籃施工的吊籃和懸臂組裝技術(shù)的最大區(qū)別：吊籃固定在施工中先完成的節(jié)點，吊籃因自重而結(jié)構(gòu)變形，吊籃卸下后，從恢復原來變形的男低音座重要的是，混凝土澆筑時由于結(jié)構(gòu)重量增加，自身發(fā)生撓曲變形，永久結(jié)構(gòu)也發(fā)生同樣變形，卸下男低音槽后，這一部分的變形不能恢復。 第四章第九節(jié)懸臂施工時撓度和坡度的修正計算，(1)現(xiàn)澆1號節(jié)，現(xiàn)澆1號節(jié)混凝土

12、，男低音包自重均落在墩頂0號節(jié)。 但是，懸浮中混凝土的重量增加，設(shè)置在吊筐上的伸臂彈性變形，底模板前端的海拔也同樣變形。 類似變形同樣發(fā)生在后面各節(jié)的施工中，用. 因此雖然應(yīng)該糾正各節(jié)點的到達土衛(wèi)五值的這種影響，但是也可以通過調(diào)整男低音數(shù)據(jù)包的儲存說唱樂來解決。 第四章第九節(jié)懸臂施工時的撓度和普氏土衛(wèi)五的補正計算，(2)男低音板自重引起的結(jié)構(gòu)變形，現(xiàn)在在澆注2天以后的節(jié)混凝土時，男低音板設(shè)備一般分為兩部分，分別固定在完成的懸臂節(jié)上。 由于男低音板有自重，在搖鏡頭橋的懸臂南朝梁工程中，男低音板的重心距懸臂南朝梁根部的力臂大，完成的南朝梁段變形，取出段的模板也下垂(，)。 但是，這種變形隨著男低音

13、槽的拆卸最終會恢復。 因此，在設(shè)定普氏土衛(wèi)五接近度時，需要從應(yīng)該設(shè)定的普氏土衛(wèi)五接近度中減去其影響。 第四章第九節(jié)懸臂施工時的撓度和懸臂伸縮的修正算法，如果分階段施加預應(yīng)力，則各結(jié)節(jié)點產(chǎn)生的變形值可以用類似式(4.9.2)的形式書寫，但是由于其方向一般向上彎曲，所以必須從應(yīng)該設(shè)定的懸臂伸縮中減去該部分的影響、第四章第九節(jié)懸臂板施工時的撓度和斷坡度的修正、二、設(shè)置斷坡度有需要考慮的因素，懸臂板合龍轉(zhuǎn)換為連續(xù)系統(tǒng)后，除了在一期恒負荷上設(shè)置斷坡度外，還應(yīng)考慮二期恒負荷、二次內(nèi)力(二次預應(yīng)力、徐變、收縮及溫度影響)和1/2為簡化有汽車活荷載影響的施工，通常將二期恒載、二次內(nèi)力影響值的總和設(shè)定為跨中普土

14、衛(wèi)五組的最大值，兩橋墩支點為零，其馀各點可以近似地由二次拋物線分配. 第四章第九節(jié)懸臂施工時的撓度和普氏土衛(wèi)五拱的補正計算，懸臂施工的連續(xù)南朝梁普氏土衛(wèi)五拱的設(shè)置內(nèi)容，注：“”表示普氏土衛(wèi)五拱的向上，“”表示普氏拱向下(或扣除)。 表中的男低音緊臂的撓曲可以通過調(diào)整罷工說唱樂的長度預先消除。第四章第九節(jié)懸臂施工時的撓度和懸臂伸土衛(wèi)五的修正計算、E N D、第五章剛架橋的介紹、剛架橋的特點：墩梁固結(jié)的結(jié)構(gòu)，可以省去昂貴的支座裝置，施工中可以不進行系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換，特別是在恒載條件下，橋墩兩側(cè)的南朝梁體結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)接近平衡，橋墩剛架橋的其他分類：一、門式剛架橋二、斜腿剛架橋三、全無縫式連續(xù)剛性構(gòu)件橋等

15、。 第一節(jié)門式剛架，一、結(jié)構(gòu)特征及其適用范圍，其主要特征是通過將橋臺底座與主梁加固，消除了主梁與橋臺之間的伸縮縫，改善了橋頭運行的平平整整性，提高了結(jié)構(gòu)的剛性。 適用范圍：縱向負荷下，利用固結(jié)端的負彎矩，部分降低南朝梁中間彎矩，減小南朝梁高度。 采用這樣的橋型，在城市中線路需要立體交叉或橫貫不太寬的河流時，可以降低線路的海拔，改善縱斷坡度，減少堤壩的數(shù)量。 通過采用這種橋型，在確定橋面的高度的情況下，能夠增加橋下的空閑空間。第五章第一節(jié)門形剛架橋、缺點： 1、薄壁臺體(或立柱)除軸向壓力外，還受到橫向彎矩，基礎(chǔ)上還產(chǎn)生水平推力。2、基腳即使采用固結(jié)或鉸鏈結(jié)構(gòu)，由于預應(yīng)力、徐變、收縮、溫度變化及

16、基礎(chǔ)位移等因素，也會產(chǎn)生較大的二次內(nèi)力。溫升和基礎(chǔ)位移產(chǎn)生的次內(nèi)力，第五章第一節(jié)門形剛架橋，三、基礎(chǔ)采用鉸鏈結(jié)構(gòu)，鉸鏈結(jié)構(gòu)比較復雜，不僅施工困難，而且易腐蝕，養(yǎng)護維護困難。 4、角節(jié)點(臺身與主梁的連接處)的截面承受較大的負彎曲力矩，工程建設(shè)需要在此處設(shè)置防裂鐵元素筋特別加固。扭轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)角節(jié)點受力和抗裂鐵元素鋼筋結(jié)構(gòu)、第五章第一節(jié)門式起重機架橋、5、此橋型采用有包圍曝光整體澆筑法施工較為適宜，相對于采用普通裝配式簡單支承梁橋，施工工期容易延誤。 二、門式起重機架橋的幾種型號，一、兩鉸橋、二、兩鉸橋、兩鉸橋、第五章第一節(jié)門式起重機架橋、三、大型門式起重機架橋、大型門式起重機架結(jié)構(gòu)圖、第二節(jié)斜腿起重機架橋、一、第五章第二節(jié)斜腿剛架橋堅巖陡坡或跨谷地的剛性構(gòu)件橋(b )高速公路上的跨線橋斜腳剛架橋，第五章第二節(jié)斜腳剛架橋，優(yōu)點： 1，斜腳剛架橋的主要過渡相當于折線拱，其壓力線接近拱的受力狀態(tài)，斜腳以受壓為主其過渡能力也很大，2、斜腿剛架橋的兩端具有較長的伸臂長度，通過調(diào)整橫跨邊和中的橫斷長度比，使兩端支撐臺為單向式受壓鉸鏈支撐臺，不引起向上翹曲，改善行駛條件時，在恒負荷作用下，主要跨越的橫斷中彎曲力矩也發(fā)揮卸載作用第五章第二節(jié)斜腿剛架橋，3、斜腿下端鉸鏈一般坐在岸邊堅硬的巖石上或橋上，不會被水淹或埋在土防