第八章-混凝土连续梁桥的计算课件.ppt

1、一、满堂支架现浇一、满堂支架现浇二、简支变连续二、简支变连续三、逐跨施工三、逐跨施工现浇、拼装现浇、拼装四、顶推施工四、顶推施工五、悬臂施工五、悬臂施工现浇、拼装现浇、拼装预制梁吊装至盖梁上，搁置在橡胶支座上，并用销钉销住以防止偏离 当另一片梁吊装就位后，在这相邻的两片梁之间安装临时风撑，以确保其在暴风雨中的稳定 滑动模板支架系统MSS造桥机上导梁式施工方法 必须考虑施工过程中的体系转换，不同的荷必须考虑施工过程中的体系转换，不同的荷载作用在不同的体系上载作用在不同的体系上1、满堂支架现浇施工、满堂支架现浇施工所有恒载直接作用在连续梁上所有恒载直接作用在连续梁上2、简支变连续施工一期恒载作用在

2、简支梁上，二期恒载作用在连续梁上3、逐跨施工、逐跨施工主梁自重内力图，应由各施工阶段时的自重主梁自重内力图，应由各施工阶段时的自重内力图迭加而成内力图迭加而成5、平衡悬臂施工、平衡悬臂施工分清荷载作用的结构分清荷载作用的结构体现约束条件的转换体现约束条件的转换主梁自重内力图，应由各施工阶段时主梁自重内力图，应由各施工阶段时的自重内力图迭加而成的自重内力图迭加而成6、顶推施工、顶推施工顶推过程中，梁体内力不断发生改变，顶推过程中，梁体内力不断发生改变，梁段各截面在经过支点时要承受负弯梁段各截面在经过支点时要承受负弯矩，在经过跨中区段时产生正弯矩矩，在经过跨中区段时产生正弯矩施工阶段的内力状态与使

3、用阶段的内施工阶段的内力状态与使用阶段的内力状态不一致力状态不一致配筋必须满足施工阶段内力包络图配筋必须满足施工阶段内力包络图 主梁最大正弯矩发生在导梁刚顶出支点外时 最大负弯矩（最大负弯矩（1）与导梁刚度及重量与导梁刚度及重量有关有关 导梁刚接近前方支点导梁刚接近前方支点 前支点支撑在导梁约一半长度处前支点支撑在导梁约一半长度处一、剪力滞概念1、定义:宽翼缘箱形截面梁受对称垂直力作用时,其上、下翼缘的正应力沿宽度方向分布是不均匀的,这种现象称为剪力滞或剪力滞效应.实际受力：正应力腹板处最大，向两侧递减IMy初等梁理论：IMymax1max剪滞系数1.采用适当方法，计算截面最大（最小）正应力，

4、确定钢筋面积2.布置钢筋时，按应力分布规律分配，以保证结构安全，防止产生裂缝。1.截面内力计算截面内力计算 2.翼缘宽度折减翼缘宽度折减 3.按折减后等效按折减后等效截面计算应力并截面计算应力并配置钢筋配置钢筋max01,tdyyxtbce 1.简支梁和连续简支梁和连续梁各跨中部梁段，梁各跨中部梁段，悬臂梁中间跨的悬臂梁中间跨的中部梁段：中部梁段：2.简支梁及连续简支梁及连续梁支点，悬臂梁梁支点，悬臂梁悬臂段：悬臂段：ifmibbismibb为计算系数，可查图和其中fs 3.当梁高当梁高 时，翼缘时，翼缘有效宽度取实际宽度有效宽度取实际宽度.4.预应力混凝土梁计算预应力混凝土梁计算预加力引起的

5、应力时，预加力引起的应力时，其轴向力部分按全宽计其轴向力部分按全宽计算，偏心部分按有效宽算，偏心部分按有效宽度计算。度计算。5.对超静定结构进行对超静定结构进行作作用效应分析用效应分析时，可取实时，可取实际宽度计算。际宽度计算。3.0ibh 曲线图fs,a取与所求计算宽度bmi相应的翼缘宽度bi，但不大于0.25ll为梁的计算跨径C0.1l在长度a和c的长度内，有效宽度用直线内插法求取。1.内梁的有效宽度取下列三者中的最小值内梁的有效宽度取下列三者中的最小值 对于简支梁，取计算跨径的对于简支梁，取计算跨径的1/3。对于连。对于连续梁，各中间跨正弯矩区段，取该计算跨续梁，各中间跨正弯矩区段，取该

6、计算跨径的径的0.2倍；边跨正弯矩区段，取该跨计算倍；边跨正弯矩区段，取该跨计算跨径的跨径的0.27倍；各中间支点负弯矩区段，倍；各中间支点负弯矩区段，取该支点相邻两计算跨径之和的取该支点相邻两计算跨径之和的0.07倍倍 相邻两梁的平均间距。相邻两梁的平均间距。（b+2bh+12hf),此处此处b为腹板宽度，为腹板宽度，bh为为承托长度，承托长度，hf为受压区翼缘悬出板的厚度。为受压区翼缘悬出板的厚度。当当hh/bh)，徐变增长率都相同00,tt 随着加载龄期的增大，徐变系数将不断减小，当加载龄期足够长时徐变系数为零 该理论较符合新混凝土的特性00,tt将Dinshinger公式应用与老化理论

7、公式应用与老化理论)1()1(000,0,eektktt)(0tkee 1)(0 tkee1)(tke 先天理论 不同加载龄期的混凝土徐变增长规律都一样 混凝土的徐变终极值不因加载龄期不同而异，而是一个常值 该理论较符合加载龄期长的混凝土的特性 tt0),(1)(0 tke 混合理论 对新混凝土采用老化理论，对加载龄期长的混凝土采用先天理论1、基本假定、基本假定 不考虑钢筋对混凝土徐变的约束作用不考虑钢筋对混凝土徐变的约束作用 混凝土弹性模量为常数 线性徐变理论2、应力不变条件下的徐变变形计算、应力不变条件下的徐变变形计算 应力应变公式 变形计算公式),(1),(),(tEyxyx LFkpd

8、xdFyxyx),(),(LLkpkpkptdxxEIxMxMdxxEIxMxM),()()()()()()(),(1 tkp 静定结构可以满足应力不变的条件静定结构可以满足应力不变的条件 一次落架结构可以直接按该式计算 分段施工结构要考虑各节段应力是分多次在不同的龄期施加的3、应力变化条件下的徐变变形计算、应力变化条件下的徐变变形计算1）应力应变公式 时刻的应力增量在t时刻的应变),(1 1)(tEddb dd)()(从0 时刻到 t 时刻的总应变 tbdtEtEt0),(1 1)(),(1)()(00 2）时效系数 利用中值定理计算应力增量引起的徐变时效系数),(),()()(),()(0

9、000 tttdtt ),()()(),()(),(0000 ttdttt ),(),(1)()(),(1)()(00000 ttEttEtb 从0 时刻到 t 时刻的总应变3）松弛系数通过实验计算时效系数 松弛实验松弛系数通过实验数据拟合0)(t 应应变变：令台座实验构件)()(0t 应力变化：应力变化：)(),()(00 tRt),(),(1)(),()(),()(0)(0000000 ttEtREtt ),(1),(11),(000 ttRt 近似拟合松弛系数),(000),(tet ),(111),(0),(00 tett ),(),(1/1),(000 ttt 令折算系数 EttEt

10、b)()(),(1)()(000 换算弹性模量EtE),(0 徐变应力增量4）变形计算公式 LLkkkpdxIEMtMdxtEIMM )(),(105）微分变形计算公式 应力应变微分关系dttdEtdttdEdttd),()()(1)(0 dt时段内的微变形),()(),()(0 tddxEIMtMtddxEIMMdxEIMtdMdLkLkLkkp )()()(0ttc 计算变形时次内力为未知数，必须通过变形协调条件计算 计算有两种思路：微分平衡、积分平衡1）微分平衡方程赘余力方向上 ),()(),()(0 tddxEIMtMtddxEIMMdxEIMtdMdLkLkLkkp 0 kpd根据施

11、工 情况确定两跨连续梁),()(),(),(11011100 tdXtdtddxEIMMPLk )()()(1111tdXdxEIMMtdXdxEIMtdMLkkLk ),()(),()(),()(1111 tdtXtddxEIMMtXtddxEIMtMLkkLk 微分平衡方程PX1101110 0),()()(110111111 tdXtXtdXdPkp徐变稳定力2）简支变连续 010 X0),()()(1111111 tdtXtdXP1),()(tket按老化理论解微分方程得：1)()(110 teXtX1111/pX 1)(210 teMMMgggt两跨连续梁成桥弯矩一次落架弯矩徐变后弯

12、矩徐变稳定力3）其它施工方法 1),()(tkek按老化理论解微分方程得：1)()()(10110 teXXtX1111/pX 1)()(1210 teMMMMggggt0),()()(110111111 tdXtXtdXP两跨连续梁成桥弯矩一次落架弯矩徐变后弯矩4）一次落架施工 解微分方程得：0)(1 tX0),()()(111111 tdtXtdX两跨连续梁011011 PX 一次落架施工连续梁徐变次内力为零 5）各跨龄期不同时),(),(),(),(),(),(),(),(),()2(1121)1(1121)2(1121)1(12)2(1121)1(112101111 tdtdtdxtd

13、tdtdtdtdtdxdxdtptptkedttd ),(按老化理论以梁段的时间为基准t，则梁段加载时间历程为t=t+111)(21),(),(eeetdtdtktk )2(1)1(11)2(11)1(111111pppee 令),(),(),(),(),(),(),(),(),()2(1121)1(1121)2(1121)1(12)2(1121)1(112101111 tdtdtdxtdtdtdtdtdtdxdxdtptp0)(111110111 ttptdxdxx )2(1)1(11)2(11)1(111111pppee 1)()(101101 111 texxxt解得：1111/px解得

14、：6）多跨连续梁 0)(*10*ittitFdXdDXXF nnnnnF .2111211TimiititittmeCXDFXXX01 7）预应力等效荷载徐变次内力由于徐变损失，预加力随着时间变化，引用平均有效系数CC=Pe/PpPe徐变损失后预应力钢筋的平均拉力；Pp徐变损失前预应力钢筋的平均拉力CMXMMXMMMMNtNgtgNtgtt111111 1）平衡方程赘余力方向上 根据施工 情况确定两跨连续梁0),()(0 LkLkkpdxtEIMMdxIEMtM 01111 ptX dxIEMMLkk 11 LkpdxtEIMM),(01 2）一次落架时根据施工 情况确定两跨连续梁01 tX0

15、0 LkdxEIMM01 p3）各跨龄期不同时 LLLLLptEIdxMMtEIdxMM22110011101),(),(LLLLLIEdxMIEdxM 02221121114）多跨连续梁 0 DXFkt nnnnnF 2111211.TnpppD.,21 1、收缩变化规律 假设混凝土收缩规律与徐变相同),(),()()(ttss收缩终极值 位移微分公式 )(),()()()(tdtdEtEtdtdsb ),(),(),()()(1 tdtddxEIMtMdxEIMtdMdsLkLkkp 收缩产生的弹性应变增量收缩应变增量收缩产生的应力状态的徐变增量，初始应力为0 位移微分平衡方程 0)(),

16、(),()(1111111 tdxtdtxs 位移公式 sLkkpdxIEMtMd1)(收缩应变收缩产生的弹性变形与徐变变形 位移平衡方程：)(),(1 1)()(0tdtEtstb 0)(1111 sstxx 收缩产生的徐变次内力收缩产生的弹性次内力一、沉降规律 假定沉降规律与徐变相同沉降终极值1)()()(tpddet),(),()()(ttdd沉降速度系数二、变形计算公式 变形过程瞬时沉降长期沉降（沉降+徐变）瞬时沉降弹性及徐变变形沉降徐变增量变形dpLdkdLLkckkpdxIEMtMdxIEMtMtdxEIMM )()(),(1 0 沉降弹性增量变形后期沉降自身变形三、力法方程011

17、1111110 dpddtpxxx 墩台基础沉降规律与徐变变化规律相似时 墩台基础沉降瞬时完成时0111110 tpxx d1111 010 x0)(1111 dpdtxx 0111 ddx 0 dp 徐变使墩台基础沉降的次内力减小 连续梁内力调整措施 最好的办法是在成桥后压重 通过支承反力的调整将被徐变释放一、温度变化对结构的影响 产生的原因：常年温差、日照、砼水化热 常年温差：构件的伸长、缩短；连续梁设伸缩缝拱桥、刚构桥结构次内力 日照温差：构件弯曲结构次内力；线性温度场次内力非线性温度场次内力、自应力线性温度梯度对结构的影响非线性温度梯度对结构的影响温度梯度场二、自应力计算温差应变 T(

18、y)=T(y)平截面假定 a(y)=0+y温差自应变 (y)=T(y)-a(y)=T(y)-(0+y)温差自应力 s0(y)=E(y)=ET(y)-(0+y)截面内水平力平衡求解得 hchhAyAdyybyTEdyybyyTEdyybyEN0)()()()()()()(00 hchchcIdyyyybyTEdyyyybyyTEdyyyybyEM0)()()()()()()()(0 截面内力矩平衡 hchcdyyyybyTIydyybyTA)()()()(0 三、温度次应力计算力法方程 11x1T1T0温度次力矩温差次应力)(2121llllT 1M x M1TT IyMts 四、我国公路桥梁规范中规定的温度场我国公路桥梁规范中规定的温度场旧规范桥面板升温5度偏不安全（新规范的规定见课本）我国铁路桥梁规范中规定的温度场我国铁路桥梁规范中规定的温度场yeTyT 0)(英国桥梁规范中规定的温度场国桥梁规范中规定的温度场