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1、第 6 章 混凝土简支梁桥,6.1 混凝土简支梁桥的设计与构造特点 6.2 混凝土简支梁桥的制造与架设 6.3 混凝土简支梁的设计与计算,第 6章 混凝土简支梁桥,6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算,一、结构尺寸的拟定,1、原则：,每片梁的重量应当满足当地现有的运输工具和架梁设备的起吊能力，梁的平面尺寸必须满足装载限界的要求。,结构应该是经济的,结构的构造应当简单，接头少。接头必须有耐久性，具有足够的刚度以保证结构的整体性,为便于制造及更换，截面尺寸应力求标准化。,第 6章 混凝土简支梁桥,6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算,一、结构尺寸的拟定,2、内容：,主梁高度,按容许挠度来确定梁高,高跨
2、比,按经济条件决定梁高,钢砼材料,铁路：钢筋砼 1/6 1/9; 预应力砼 1/10 1/11,公路：钢筋砼 1/11 1/16; 预应力砼 1/15 1/25,第 6章 混凝土简支梁桥,6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算,一、结构尺寸的拟定,2、内容：,主梁高度,梁肋厚度,梁内最大主拉应力,16 40cm,主筋布置构造,14cm,第 6章 混凝土简支梁桥,6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算,一、结构尺寸的拟定,2、内容：,主梁高度,梁肋厚度,梁肋间距,起吊设备的能力,公路标准：1.6 2.2m,预制安装的方便,铁路标准：1.8m,第 6章 混凝土简支梁桥,6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算,
3、一、结构尺寸的拟定,2、内容：,主梁高度,梁肋厚度,梁肋间距,桥面板,构造要求,规范：最小厚度12cm,受力条件,混凝土简支梁的计算项目一般有主梁、横隔梁和桥面板三部分,第 6章 混凝土简支梁桥,6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算,二、公路桥面板（行车道板）的计算,1、计算模型：,作用：,直接承受轮压 传载于主梁,与纵横肋形成整体,结构形式：,桥面板与主梁梁肋和横隔梁（横隔板）连接在一起,行车道板通常都是周边支承的板,第 6章 混凝土简支梁桥,6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算,二、公路桥面板（行车道板）的计算,1、计算模型：,四边支承板的力学特点:,当板的长边与短边之比2时， 荷载的绝大部分
4、会沿短跨方向传递 沿长跨方向传递的荷载将不足6%,第 6章 混凝土简支梁桥,6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算,二、公路桥面板（行车道板）的计算,1、计算模型：,按受力状态分为：,单向板： 四边支承，板的长短比2 双向板： 四边支承，板的长短比 2,悬臂板：三边支承，端边是自由边 铰接悬臂板：三边支承，端边是铰接边,第 6章 混凝土简支梁桥,6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算,二、公路桥面板（行车道板）的计算,2、车辆荷载在桥面上的分布：,铺装层扩散角按45计算 横向: b1=b2+2H 纵向: a1=a2+2H 板上分布荷载:,P 2(a2+2H)(b2+2H) (P 轴重),p =,P/2
5、,第 6章 混凝土简支梁桥,6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算,二、公路桥面板（行车道板）的计算,2、车辆荷载在桥面上的分布：,问题： 板的纵向计算宽度=a1+2H (板顶轮载的分宽度)？,结论： 沿y方向板均参与工作，但离荷载中 心较远的板条受力小。,单向板在局部分布荷载 P 作用下的挠度分布,单向板在局部分布荷载 P 作用下的弯矩分布,第 6章 混凝土简支梁桥,6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算,二、公路桥面板（行车道板）的计算,2、车辆荷载在桥面上的分布：,问题： 在简化计算中，究竟取多大的板宽来承受车轮产生的总弯矩？,M = mx dy,= a mx max （等效）,M mxmax,
6、a =,a 称为板的有效工作宽度， 又称为板的荷载分布宽度,第 6章 混凝土简支梁桥,6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算,二、公路桥面板（行车道板）的计算,2、车辆荷载在桥面上的分布：,桥规:,（1）单向板的荷载有效工作宽度,车轮荷载在跨径中间,单独一个荷载：,几个相邻荷载：,a,d,第 6章 混凝土简支梁桥,6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算,二、公路桥面板（行车道板）的计算,2、车辆荷载在桥面上的分布：,桥规:,（1）单向板的荷载有效工作宽度,车轮荷载在支承处,车轮荷载在靠近板的支承处,x,a,a,ax,第 6章 混凝土简支梁桥,6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算,二、公路桥面板（行车道板
7、）的计算,2、车辆荷载在桥面上的分布：,桥规:,（2）悬臂板的荷载有效工作宽度,当P位于板端时: 对应与悬臂根部的弯矩效应, a2l0 荷载可近似地按45o角向悬臂板支承处分布。,第 6章 混凝土简支梁桥,6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算,二、公路桥面板（行车道板）的计算,2、车辆荷载在桥面上的分布：,桥规:,（2）悬臂板的荷载有效工作宽度,45o,a1= a2 + 2H,a= a1 + 2b,b,a1,a2,b,第 6章 混凝土简支梁桥,6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算,二、公路桥面板（行车道板）的计算,2、车辆荷载在桥面上的分布：,桥规:,（2）悬臂板的荷载有效工作宽度,45o,a1,
8、b1,a= a1 + 2l0,b1=b2+H,a1,a2,当分布荷载靠近板边为最不利时,第 6章 混凝土简支梁桥,6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算,二、公路桥面板（行车道板）的计算,3、内力计算：,（1）多跨连续单向板,板与肋整体的连结分下列几种情况：,肋抗扭刚度大 肋抗扭刚度小,肋抗扭刚度一般,桥规近似计算方法（精确计算难）,第 6章 混凝土简支梁桥,6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算,二、公路桥面板（行车道板）的计算,3、内力计算：,（1）多跨连续单向板,弯矩计算：,用简支梁的跨中弯矩M0加以修正,b1,桥面板取0.3,a,(a-a)/2,ax,第 6章 混凝土简支梁桥,6.3 混凝土简
9、支梁桥的设计与计算,二、公路桥面板（行车道板）的计算,3、内力计算：,（1）多跨连续单向板,支点剪力计算：,b1,a,(a-a)/2,ax,1,Q 剪力影响线,第 6章 混凝土简支梁桥,6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算,二、公路桥面板（行车道板）的计算,3、内力计算：,（2）铰接悬臂板,剪力计算：,H,b1,b1,P/2,b1/2,弯矩计算：,第 6章 混凝土简支梁桥,6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算,二、公路桥面板（行车道板）的计算,3、内力计算：,（3）悬臂板,剪力计算：,H,b1,弯矩计算：,b1=b2+H,H,b1=b2+H,P/2,b1=b2+H,第 6章 混凝土简支梁桥,6.3
10、 混凝土简支梁桥的设计与计算,4、桥面板的计算示例,计算如图所示T梁翼板所构成铰接悬臂板的设计内力,桥面铺装为2cm厚的沥青混凝土面层(容重为23KN/m3)、平均厚9cm的C25混凝土面层(容重为24 kN/m3) 、T梁翼板钢筋混凝土的容重为25 kN/m3,已知荷载为公路 -级,1.4,二、公路桥面板（行车道板）的计算,第 6章 混凝土简支梁桥,6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算,1、计算图式和荷载,三、铁路桥面板(道碴槽板)的计算,恒载：板的自重 道碴重量，20kN/m3,列车荷载：特种活载,假定特种活载轴重（250kN）自枕木底面向下按45度扩散 如果枕木长度2.5 m，且道碴厚度0
11、.32m，则横向分布长度3.14m 顺梁方向的分布长度取为1.2m,第 6章 混凝土简支梁桥,6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算,1、计算图式和荷载,三、铁路桥面板(道碴槽板)的计算,恒载：板的自重 道碴重量，20kN/m3,列车荷载：特种活载,则分布面积为 ： S=1.2X3.14=3.77（m2） 分布活载集度为： q=(1+）250/1.2x3.14 =66.3（ 1+）,第 6章 混凝土简支梁桥,6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算,1、计算图式和荷载,三、铁路桥面板(道碴槽板)的计算,恒载：板的自重 道碴重量，20kN/m3,列车荷载：特种活载,人行道恒荷载：步板、支架栏杆,人行道活载
12、：,距离桥中心2.45m以内，按10kN/m2计算,距离桥中心2.45m以外，按4kN/m2计算,第 6章 混凝土简支梁桥,6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算,2、内力计算,三、铁路桥面板(道碴槽板)的计算,双向板计算,q=q1+q2,根据均质梁的理论两端简支的受弯梁在均布荷载作用下的跨中挠度为：,假定上述两个板带的EI值相等，且两端的支承情况相同，则根据,后分别算出两个板带的最大弯矩，并按其配筋。,第 6章 混凝土简支梁桥,6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算,2、内力计算,三、铁路桥面板(道碴槽板)的计算,单向板计算,位于主梁梁肋间的板，其支承情况实质上系弹性固定，偏于安全，支点截面可按固定
13、端考虑，在均布荷载（q+g)的作用下，两端固结梁的支承弯矩为：,主梁梁肋间的板厚。,主梁梁肋间的净距；,第 6章 混凝土简支梁桥,6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算,2、内力计算,三、铁路桥面板(道碴槽板)的计算,横梁和纵梁设计,横梁受力较复杂，为安全设计，通常按简支梁计算其跨中的弯矩，横梁和梁肋连接处按跨中弯矩的一半计，最大剪力按简支计。,在下承式桥中，若有纵梁，则按照支承在横梁上的连续梁来计算,第 6章 混凝土简支梁桥,6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算,1、主梁内力空间计算原理,四、公路梁桥荷载横向分布计算,单梁与多片主梁桥内力计算,单梁： 内力S=P1(x) 多主梁： 内力S=P(x,
14、y) P2(y)1(x) S=P 1(x),2 ( y) ：当P=1在空间结构上沿某横向位置 移动时，某主梁截面内力值，即 某截面内力在y方向的分配比例关 系，称为“荷载横向分布影响线”。,P= P 2(y),第 6章 混凝土简支梁桥,6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算,1、主梁内力空间计算原理,四、公路梁桥荷载横向分布计算,P= P 2(y),空间计算原理精髓：,近似内力影响面 ( x, y) = 1 (x )2 ( y) 代替精确内力影响面 (x, y )。,可看作某主梁上横向分配到的荷载，实质 为“内力”横向分布 。,第 6章 混凝土简支梁桥,6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算,2、荷载
15、横向分布系数,四、公路梁桥荷载横向分布计算,当沿桥宽作用的车轮荷载不止一个时，在荷载横向分布影响线2 (y)上按横向最不利位置排列荷载，可求得其分配到的荷载最大值。 P max = P轮2 ( yi ),令：,m: 主梁在横向分配到的最大荷载比例（通常小于1）,称为荷载横向分布系数。,P max = mP轮,第 6章 混凝土简支梁桥,6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算,2、荷载横向分布系数,1#梁某截面的内力效应计算式 ： S = P 2 ( y) 1 ( x) S = P1 ( x) P = P 2 ( y),1 (x),2 (y),对荷载横向分布系数m的理解（1） 当单个力P作用在桥面时, 1#梁某截面上内力计算的等效简化模式 ：,四、公路梁桥荷载横向分布计算,P = P 2 ( y),1 (x),第 6章 混凝土简支梁桥,6.3 混凝土简支梁桥的设计与计算,2、荷载横向分布系数,1#梁某截面的内力效应计算式 ： P= m P,对荷载横向分布系数m的理解（2） 当多车辆荷载的轴重P作用在桥面上，并按1#梁某
