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1、第第10章章箱梁箱梁计算算简介介8/1/20241第10章 箱梁计算简介一、箱梁截面受力特性一、箱梁截面受力特性箱梁截面变形的分解箱梁截面变形的分解8/1/20242第10章 箱梁计算简介总变形形挠曲变形挠曲变形正应力正应力 m m，剪剪应力应力 m m横向弯曲横向弯曲横向正应力横向正应力 c c扭转变形扭转变形自由扭转剪应自由扭转剪应力力 k k，约束扭转剪应力约束扭转剪应力 w w，正正应力应力 w w畸变变形畸变变形正应力正应力 dwdw，剪应力剪应力 dwdw，横向正应力横向正应力 dtdt8/1/20243第10章 箱梁计算简介变形及相应的应力变形及相应的应力8/1/20244第10
2、章 箱梁计算简介剪力滞效应剪力滞效应8/1/20245第10章 箱梁计算简介剪力滞效应剪力滞效应实际上，由于箱梁腹板的存在，剪应力在顶、底板实际上，由于箱梁腹板的存在，剪应力在顶、底板上的分布是不均匀的，由于顶、底板均会发生剪切上的分布是不均匀的，由于顶、底板均会发生剪切变形，剪应力在向远离腹板方向的传递过程中，会变形，剪应力在向远离腹板方向的传递过程中，会引起引起弯曲时远离腹板的顶、底板之纵向位移滞后于弯曲时远离腹板的顶、底板之纵向位移滞后于近腹板处的纵向位移近腹板处的纵向位移，其弯曲正应力沿梁宽方向不，其弯曲正应力沿梁宽方向不均运分布，腹板处最大、远离腹板逐渐减小，这种均运分布，腹板处最大
3、、远离腹板逐渐减小，这种现象称之为现象称之为“剪力滞后现象剪力滞后现象”。8/1/20246第10章 箱梁计算简介8/1/20247第10章 箱梁计算简介箱梁箱梁应力力汇总 纵向向正正应力力 (Z)= M+W+dW 剪剪应力力 =M+K+ W +dW 横向横向正正应力力 (S)= c + dt 对于于混凝土混凝土桥梁，恒梁，恒载占大部分，活占大部分，活载比例比例较小小，而而其中活其中活载扭扭转应力占力占总应力的比重就更小了。力的比重就更小了。因此可以采用一些近似方法来估算而不会有因此可以采用一些近似方法来估算而不会有较大大的的误差。差。8/1/20248第10章 箱梁计算简介箱梁受力的数值分析
4、箱梁受力的数值分析常用数值方法：梁格法适用于低高度扁箱梁折板理论适用于等高度箱梁有限条法适用于等高度箱梁板壳理论适用于薄壁箱梁有限元法适用于各种情况8/1/20249第10章 箱梁计算简介8/1/202410第10章 箱梁计算简介板壳理论计算箱梁8/1/202411第10章 箱梁计算简介8/1/202412第10章 箱梁计算简介8/1/202413第10章 箱梁计算简介8/1/202414第10章 箱梁计算简介8/1/202415第10章 箱梁计算简介二、有效二、有效宽度的度的实用用计算法算法1. 1. 原理原理实际设计按精确剪力滞按精确剪力滞计算公式或空算公式或空间有限有限元来分析截面元来分
5、析截面应力不方便；往往采用偏安全的力不方便；往往采用偏安全的实用用计算方法算方法翼翼缘有效有效宽度法度法8/1/202416第10章 箱梁计算简介步骤：步骤：按平面杆系结构理论计算箱梁截面内力按平面杆系结构理论计算箱梁截面内力（弯矩）（弯矩） 用有效宽度折减系数将箱形截面翼缘宽用有效宽度折减系数将箱形截面翼缘宽度进行折减度进行折减 按照折减后的截面尺寸进行配筋设计和按照折减后的截面尺寸进行配筋设计和应力计算。应力计算。8/1/202417第10章 箱梁计算简介有效分布宽度定义：有效分布宽度定义：按初等梁理论公式算得按初等梁理论公式算得的应力与实际的应力与实际 应力峰应力峰值接近相等的那个翼缘值
6、接近相等的那个翼缘折算宽度，称做有效宽折算宽度，称做有效宽度。度。8/1/202418第10章 箱梁计算简介c 腹板至截面中线的净宽；腹板至截面中线的净宽；t 上翼缘厚度；上翼缘厚度；x 沿跨长方向的坐标；沿跨长方向的坐标；y 沿横截面宽度方向的坐标；沿横截面宽度方向的坐标；(x,y)翼板的正应力分布函数。翼板的正应力分布函数。8/1/202419第10章 箱梁计算简介2. 2. 新规范规定新规范规定8/1/202420第10章 箱梁计算简介(1) (1) 简简支支梁梁和和连连续续梁梁各各跨跨中中部部梁梁段段，悬悬臂臂梁梁中间跨的中部梁段中间跨的中部梁段 (2) (2) 简支梁支点，连续梁边支
7、点及中间支点，简支梁支点，连续梁边支点及中间支点，悬臂梁悬臂段悬臂梁悬臂段 8/1/202421第10章 箱梁计算简介8/1/202422第10章 箱梁计算简介8/1/202423第10章 箱梁计算简介(3) (3) 当当梁梁高高 时时，翼翼缘缘有有效效宽宽度度采采用用翼翼缘缘实实际际宽度。宽度。(4) (4) 预预应应力力混混凝凝土土梁梁在在计计算算预预加加力力引引起起的的混混凝凝土土应应力力时时，由由预预加加力力作作为为轴轴向向力力产产生生的的应应力力可可按按翼翼缘缘全全宽宽计计算算；由由预预加加力力偏偏心心引引起起的的弯弯矩矩产产生生的的应应力力可可按按翼翼缘缘有效宽度有效宽度计算。计算
8、。(5) (5) 对超静定结构进行内力分析时，箱形截面梁的对超静定结构进行内力分析时，箱形截面梁的翼缘宽度可取全宽。翼缘宽度可取全宽。8/1/202424第10章 箱梁计算简介三、箱梁荷载内力近似方法三、箱梁荷载内力近似方法1.1.经验估值法经验估值法具有一定厚度且横隔板加具有一定厚度且横隔板加劲的箱梁，忽略畸的箱梁，忽略畸变应力力活活载偏心引起的偏心引起的约束扭束扭转正正应力和剪力和剪应力分力分别估估计为活活载对称作用下平面弯曲称作用下平面弯曲应力的力的15%和剪和剪应力的力的5%8/1/202425第10章 箱梁计算简介三、箱梁荷载内力近似方法三、箱梁荷载内力近似方法1.1.经验估值法经验
9、估值法M Mg g 、Q Qg g恒恒载引起的弯矩和剪力引起的弯矩和剪力M MP P 、Q QP P全部活全部活载对称于称于桥中中线作用作用 时引起的弯矩和剪引起的弯矩和剪力力8/1/202426第10章 箱梁计算简介三、箱梁荷载内力近似方法三、箱梁荷载内力近似方法2.2.修正偏心压力法修正偏心压力法由于箱梁较大的横向刚度和扭转刚度，认由于箱梁较大的横向刚度和扭转刚度，认为变形时横截面形状不变，即各腹板挠度为变形时横截面形状不变，即各腹板挠度也呈直线变化也呈直线变化将箱梁腹板近似看作等截面的梁肋将箱梁腹板近似看作等截面的梁肋8/1/202427第10章 箱梁计算简介三、箱梁荷载内力近似方法三、
10、箱梁荷载内力近似方法2.2.修正偏心压力法修正偏心压力法将箱梁腹板近似看作等截面的梁肋将箱梁腹板近似看作等截面的梁肋8/1/202428第10章 箱梁计算简介三、箱梁荷载内力近似方法三、箱梁荷载内力近似方法2.2.修正偏心压力法修正偏心压力法箱梁截面活载内力的增大系数箱梁截面活载内力的增大系数=边腹板的活腹板的活载分配系数分配系数max腹板腹板总数数nn箱梁腹板箱梁腹板总数数抗扭修正系数抗扭修正系数8/1/202429第10章 箱梁计算简介三、箱梁荷三、箱梁荷载内力近似方法内力近似方法2.2.修正偏心修正偏心压力法力法计入活入活载偏心扭偏心扭转作用的箱型截面作用的箱型截面总内力内力8/1/2024第10章 箱梁计算简介30
