桥梁设计理论.pptx

目录
一概述
二薄壁箱梁的结构与受力特点
三薄壁箱梁的弯曲剪应力
四薄壁箱梁剪力滞的变分解法
五薄壁杆件的自由扭转
六薄壁杆件的约束扭转
七薄壁杆件的组合扭转
八薄壁箱梁的畸变
九曲线梁桥计算理论
十斜桥计算理论
一概述
本课程是桥隧专业硕士研究生的专业课。
它是在本科《桥梁工程》的基础上对内容进行深化。
着重介绍一些设计公式和规范条文的理论依据。
使学生能从原理上和从问题的本质上去认识桥梁结构的受力特性和性能,为今后从事桥梁工程研究工作打下基础,并掌握基本的研究方法。
本课程将研究箱梁计算理论,包括箱梁的弯曲、扭转、畸变等方面设计计算分析方法。
二箱形梁的结构与受力特点
第一节箱形梁的结构特点及其应用
第二节箱形梁的受力特点
第一节箱形梁的结构特点及其应用

一、箱形结构的优点:
截面抗扭刚度大,结构在施工与使用过程中都具有良好的稳定性;
顶板和底板都具有较大的混凝土面积,能有效地抵抗正负弯矩,并满足配筋的要求。适应具有正负弯矩的结构,如连续梁、斜拉桥、拱桥的拱肋和悬索桥加劲梁等;
适应现代化施工方法的要求,如悬臂施工法、顶推法等;
承重结构与传力结构相结合,使各部件共同受力,经济效果良好,同时截面效率高,适合预应力混凝土结构空间布束,经济效果优秀;
适合于修建曲线桥;
箱形截面也存在一些不足之处,需要引起设计者的充分重视:
箱形截面属薄壁结构,除受力钢筋外,还需配置大量构造钢筋,这对于中等跨径的桥梁,有时会导致用钢量比工字形或T形截面增多。
对于大跨径桥梁,由于箱形截面乃实腹式梁,比起空腹式的桁架式结构自重大。而减轻自重是大跨径桥梁的重要课题,因而在设计时必须采取措施减轻自重,以节省材料,使造价经济。
近年来由于三向(即纵向、横向、竖向)预应力的应用,可采用薄壁、少肋的所谓宽箱截面,以收到良好的经济效果。
二、箱形截面在各类桥梁上的应用
箱形截面早期应用于普通钢筋混凝土悬壁梁桥和连续梁桥,一般采用在支架上现浇施工。
近代由于预应力混凝土的发展,同时由于现代施工技术的进步,箱形截面更加广泛应用于各种现代桥梁,而且一般采用无支架施工。
据统计,当跨径大于60m后,除极少数外,其横截面大多为箱形截面,其结构形式有简支、悬臂、刚构、连续梁等。
常见的箱梁截面:
各种形式的桥梁:
1、简支梁一般采用预制安装,单箱或多箱截面形式,公路桥梁最大跨径达76m;铁路桥梁则采用单箱单室等高梁,跨径一般在40m以内。
2、悬臂梁桥、刚构桥以及连续梁桥一般采用悬臂施工法。连续梁桥还可采用项推法施工。这些施工方法都充分发挥箱形截面的优越性。大跨径梁式桥多采用变高度梁,其最大跨径已达330m。
3、在城市高架桥中,采用梯形单箱单室截面与单柱墩配合,具有外形简洁、美观,桥下通视良好的优点,得到广泛应用。
城市高架桥箱形截面形式
4、在现代斜拉桥中,也广泛应用箱形截面,特别是采用单索面时,由于箱形截面的主梁抗扭刚度大,有利于承受偏心荷载,而且也便于拉索与主梁的连接。采用三角箱的斜拉桥具有风动力性能良好的优点。
5、在拱式桥梁中,大跨径的钢筋混凝土拱桥大都采用箱形截面。由于箱形截面中和轴居中,能抵抗相等的正负弯知,适应拱中各截面正负弯短的变化;抗扭刚度大,拱中应力分布较均匀;施工中稳定性好,有利于单片成拱,便于无支架施工。拱圈截面形式可以是多箱组合,也可以用单箱式。