1、L/O/G/O 第二章第二章 梁式橋設計梁式橋設計 內容概要內容概要 本章主要介紹中小跨徑鋼筋混凝土和預應力混凝土梁式橋本章主要介紹中小跨徑鋼筋混凝土和預應力混凝土梁式橋的主要類型、適用條件和一般特點；整體式板橋、裝配式的主要類型、適用條件和一般特點；整體式板橋、裝配式板橋的構造；鋼筋混凝土和預應力混凝土簡支梁橋的構造板橋的構造；鋼筋混凝土和預應力混凝土簡支梁橋的構造要求和特點；要求和特點； 先簡支后連續的裝配式預應力混凝土梁橋先簡支后連續的裝配式預應力混凝土梁橋的連接構造；的連接構造； 梁橋的行車道板、主梁肋和橫隔梁的計算梁橋的行車道板、主梁肋和橫隔梁的計算；懸臂梁、連續梁橋及；懸臂梁、連續

2、梁橋及T型剛構的力學特點和構造要點；型剛構的力學特點和構造要點； 橡膠支座的類型與選擇。橡膠支座的類型與選擇。教學目標教學目標會描述中小跨徑鋼筋混凝土和預應力混凝土梁式橋的主要類型、適用條件、構造要求與特點；會進行橋梁的行車道板、主梁肋和橫隔梁的內力與撓度計算；會描述懸臂梁、連續梁橋及T型剛構的力學特點和構造要點；會選擇橡膠支座的類型； 重點學習任務重點學習任務 1.認知中小跨徑梁橋的主要類型、力學特點和構造要求； 2.進行梁橋的行車道板、主梁肋和橫隔梁的內力與撓度計算； 主要學習活動設計主要學習活動設計 完成一孔簡支T型梁橋的行車道板、主梁肋和橫隔梁的內力計算與主梁的撓度計算；梁橋的分類梁橋

3、的分類一、按施工方法分一、按施工方法分1.整體澆筑式梁橋整體澆筑式梁橋2.裝配式梁橋裝配式梁橋3.組合式梁橋組合式梁橋二、按承重結構的橫二、按承重結構的橫 截面形式劃分截面形式劃分 1.板梁橋 形狀簡單、施工方便、建筑高度小 受拉區混凝土多，增加了自重 空心板、實心板 適合于小跨徑橋梁 板橋橫截面2.肋板式截面 形、I I形、T形 截面效率指標 多用于縱向分縫裝配式橋梁 適合于中等跨徑簡支橋梁 肋梁式橋橫截面 3.箱形截面單箱單室、單箱多室分離多箱整體性能好，抗扭慣矩大上下緣均可受壓、適合于連續橋梁適合中等以上跨徑橋梁施工模板復雜 箱形梁橋橫截面三、按承重結構的靜力體系分三、按承重結構的靜力體

4、系分1.1.簡支梁簡支梁 施工方便施工方便 靜定體系對地基要求不高靜定體系對地基要求不高 彎矩最大彎矩最大 適合于中小跨徑橋梁適合于中小跨徑橋梁2.懸臂梁橋 單懸臂、雙懸臂 卸載彎矩使跨中彎矩大大減小 靜定體系對地基要求不高 跨中有接縫，行車條件不好 跨中的牛腿、伸縮縫，易損壞 適合于中等以上跨徑橋梁 施工不方便3.連續梁橋 結構重力、活載均有卸載彎矩 行車條件好 超靜定體系對地基要求高 適合于中等以上跨徑橋梁 梁式橋的基本體系 一、整體式簡支板橋 適用范圍 常用在58米跨徑、不規則橋梁 截面形式實心板、矮肋板、空心板 板厚1/121/16L 受力及配筋雙向受彎、雙向配筋 施工方法整體現澆 鋼

5、筋混凝土整體式簡支板橋構造圖 二、裝配式簡支板橋的構造 適用范圍 常用在16米25米以下跨徑實心板空心板單孔、雙孔 橫向連接企口鉸圓形、棱形、漏斗形鋼板連接 施工方法預制拼裝 截面形式 裝置式簡支實心板橋橫剖面構造（尺寸單位：cm） 1-預制板 ； 2-接縫；3-預留孔 實心板行車道板件構造（尺寸單位：cm） 一、裝配式簡支梁橋的構造類型與截面形式一、裝配式簡支梁橋的構造類型與截面形式 裝配式簡支梁橋截面形式 形、 T形、I形、槽形、箱形二、二、裝配式鋼筋混凝土簡支梁橋的構造與特點裝配式鋼筋混凝土簡支梁橋的構造與特點裝置式T形簡支梁橋概貌 主梁鋼筋構造主梁鋼筋構造 鋼筋的混凝土鋼筋的混凝土 保

6、護層厚度保護層厚度裝配式裝配式T形梁肋鋼筋形梁肋鋼筋構造構造 橫隔梁構造及連接方式橫隔梁構造及連接方式 鋼板連接鋼板連接 螺栓接頭螺栓接頭 扣環接頭扣環接頭（主梁翼板聯結構造（主梁翼板聯結構造 ）三、三、裝配式預應力混凝土簡支梁的構造與特點裝配式預應力混凝土簡支梁的構造與特點 1、構造布置及其尺寸、構造布置及其尺寸 2、配筋特點、配筋特點 1）縱向預應力筋布置）縱向預應力筋布置 2）非預應力筋布置）非預應力筋布置 裝配式預應力混凝土簡支梁標準設計圖構造裝配式預應力混凝土簡支梁標準設計圖構造 先簡支后連續的裝配式預應力混凝土梁橋的工作特點與連先簡支后連續的裝配式預應力混凝土梁橋的工作特點與連接構

7、造接構造 設計計算的基本程序設計計算的基本程序內力計算內力計算截面配筋驗算截面配筋驗算開始開始擬定尺寸擬定尺寸是否通過是否通過計算結束計算結束否否是是 簡支梁橋計算主要任務簡支梁橋計算主要任務 行車道板計算行車道板計算 荷載橫向分布計算荷載橫向分布計算 結構內力計算結構內力計算 變形、變位計算變形、變位計算一、行車道板的計算一、行車道板的計算 1.行車道板的作用和類型行車道板的作用和類型 行車道板的作用行車道板的作用直接承受車輪荷載、直接承受車輪荷載、 把荷載傳遞給主梁把荷載傳遞給主梁。 行車道板的分類行車道板的分類單向板單向板長寬比長寬比=2，周邊支承；單向配置受力筋；，周邊支承；單向配置受

8、力筋；雙向板雙向板長寬比長寬比2，周邊支承；雙向配置受力筋；，周邊支承；雙向配置受力筋；懸臂板懸臂板三邊支承。一側作固端、一側作懸臂處理；三邊支承。一側作固端、一側作懸臂處理；鉸接板鉸接板相鄰翼板鉸接。相鄰翼板鉸接。 梁格構造和行車道板支承方式梁格構造和行車道板支承方式2.車輪荷載在板上的分布車輪荷載在板上的分布 112 baPp P3.板的有效工作寬度板的有效工作寬度板在局部荷載作用下，不僅直接承壓部分參加工作，其相鄰的部分也會板在局部荷載作用下，不僅直接承壓部分參加工作，其相鄰的部分也會共同參與工作，承擔一部分荷載，所以我們需要解決板的有效工作寬度共同參與工作，承擔一部分荷載，所以我們需要

9、解決板的有效工作寬度問題。問題。 公橋規公橋規中對于單向板的荷載有效分布寬度作如下規定中對于單向板的荷載有效分布寬度作如下規定: :1）單向板的荷載有效分布寬度）單向板的荷載有效分布寬度（1）車輪位于跨間時：）車輪位于跨間時： 對于一個車輪荷載對于一個車輪荷載 對于幾個靠近的相同荷載，有效分布寬度發生重疊時，則：對于幾個靠近的相同荷載，有效分布寬度發生重疊時，則：3/23/21lHalaa3/2l3/23/21ldH（2）車輪位于板的支承處時：）車輪位于板的支承處時： （3）車輪靠近板的支承處時：）車輪靠近板的支承處時：tH 2）懸臂板的荷載有效分布寬度）懸臂板的荷載有效分布寬度12222ba

10、bH 4.行車道板內力計算行車道板內力計算201204)1 (21labPglM01lb )2(2)1 (211020blaPglM01lb 0102)1 (labPglQPaglQ21)1 (001lb 01lb )4(4)1 (211020blaPglMPaglQ41)1 (二、主梁梁肋的計算二、主梁梁肋的計算 1.結構重力的內力計算結構重力的內力計算 在計算結構重力內力時，為了簡化起見，往往將在計算結構重力內力時，為了簡化起見，往往將橫梁、鋪裝層、人行道和橫梁、鋪裝層、人行道和欄桿等重量均勻分攤給各主梁承受欄桿等重量均勻分攤給各主梁承受。因此，對于等截面梁橋的主梁，其計算。因此，對于等截

11、面梁橋的主梁，其計算結構重力是簡單的均布荷載。為了更精確起見，也可根據施工安裝的情況，結構重力是簡單的均布荷載。為了更精確起見，也可根據施工安裝的情況，分階段按后述的荷載橫向分布的規律進行分配計算。分階段按后述的荷載橫向分布的規律進行分配計算。 如圖所示，計算出結構重力值如圖所示，計算出結構重力值g之后，則梁內各截面的彎矩之后，則梁內各截面的彎矩M和剪力和剪力Q計計算公式為：算公式為： 式中式中 簡支梁的計算跨徑；簡支梁的計算跨徑； 計算截面到支點的距離。計算截面到支點的距離。)2(22)(222xlggxglQxlgxxgxxglM 結構重力內力計算圖式結構重力內力計算圖式2.可變作用（荷載

12、）內力計算可變作用（荷載）內力計算 1)荷載橫向分布計算荷載橫向分布計算 （1）荷載橫向分布系數）荷載橫向分布系數)()(12xyPS 荷載在梁式橋上荷載在梁式橋上 荷載在單梁上荷載在單梁上式中式中 S某根主梁某一截面的內力值；某根主梁某一截面的內力值； 單梁在單梁在x軸方向某一截面的內力影響線；軸方向某一截面的內力影響線； 單位荷載沿橋面橫向單位荷載沿橋面橫向(y軸方向軸方向)作用在不同位置時，某梁所作用在不同位置時，某梁所分配的荷載比值變化曲線，也稱作某梁的荷載橫向分布影響線。分配的荷載比值變化曲線，也稱作某梁的荷載橫向分布影響線。 當當P作用于作用于 點時沿橫向分布給某梁的荷載（點時沿橫

13、向分布給某梁的荷載（如如圖），圖），暫以暫以 表示，表示， 。我們定義，我們定義， ，P為輪軸重，則為輪軸重，則m就稱為荷載橫向分布系數，它就稱為荷載橫向分布系數，它表示某根主梁所承擔的最大荷載是各個軸重的倍數表示某根主梁所承擔的最大荷載是各個軸重的倍數(通常小于通常小于1)。)(1x)(2y)(2yP),(yxaP)(2yPPmPP 顯然，同一座橋梁內各根梁的荷載橫向分布系數顯然，同一座橋梁內各根梁的荷載橫向分布系數m是不相同的，不同類型的荷載其是不相同的，不同類型的荷載其m值也有所不同，并且荷載在梁上沿縱向的位置對值也有所不同，并且荷載在梁上沿縱向的位置對m也有影響。橋梁結構具有不同橫向也

14、有影響。橋梁結構具有不同橫向聯結剛度時，對荷載橫向分布的影響也很大，橫向聯結剛度愈大，荷載橫向分布作用聯結剛度時，對荷載橫向分布的影響也很大，橫向聯結剛度愈大，荷載橫向分布作用愈顯著，各主梁的負擔也愈均勻。愈顯著，各主梁的負擔也愈均勻。根據各種梁式橋不同的橫向聯接構造建立計算模型，有以下幾種荷載橫向分布計算方法：根據各種梁式橋不同的橫向聯接構造建立計算模型，有以下幾種荷載橫向分布計算方法： 杠桿原理法杠桿原理法把橫向結構把橫向結構(橋面板和橫隔梁橋面板和橫隔梁)視作在主梁上斷開而簡支在其上的簡視作在主梁上斷開而簡支在其上的簡支梁；支梁； 偏心受壓法偏心受壓法把橫隔梁視作剛性極大的梁，當計及主梁

15、抗扭剛度影響時，此法又把橫隔梁視作剛性極大的梁，當計及主梁抗扭剛度影響時，此法又稱為修正偏心受壓法；稱為修正偏心受壓法； 橫向鉸接板橫向鉸接板(梁梁)法法把相鄰板把相鄰板(梁梁)之間視為鉸接，只傳遞剪力，不傳遞橫向彎矩；之間視為鉸接，只傳遞剪力，不傳遞橫向彎矩； 橫向剛接梁法橫向剛接梁法把相鄰主梁之間視為剛性聯接，即傳遞剪力和彎矩；把相鄰主梁之間視為剛性聯接，即傳遞剪力和彎矩； 比擬正交異性板法比擬正交異性板法將主梁和橫隔梁的剛度換算成正交兩個方向剛度不同的比擬將主梁和橫隔梁的剛度換算成正交兩個方向剛度不同的比擬彈性平板來求解，并由實用的曲線圖表進行荷載橫向分布計算。彈性平板來求解，并由實用的

16、曲線圖表進行荷載橫向分布計算。杠桿原理法杠桿原理法按杠桿原理法進行荷載橫向分布計算的基本假定是按杠桿原理法進行荷載橫向分布計算的基本假定是忽略主梁之間橫向忽略主梁之間橫向結構的聯系作用，即假設橋面板在主梁梁肋處斷開，而當做沿橫向支結構的聯系作用，即假設橋面板在主梁梁肋處斷開，而當做沿橫向支承在主梁上的簡支梁或懸臂梁來考慮，承在主梁上的簡支梁或懸臂梁來考慮，如圖所示。如圖所示。利用上述假定作出主梁的荷載橫向分布影響線利用上述假定作出主梁的荷載橫向分布影響線，就可根據各種活載最，就可根據各種活載最不利荷載位置求得相應的橫向分布系數不利荷載位置求得相應的橫向分布系數 ，這里，這里 表示按杠桿原表示按

17、杠桿原理法計算的荷載橫向分布系數。理法計算的荷載橫向分布系數。 汽車、人群的荷載橫向分布系數的計算公式如下：汽車、人群的荷載橫向分布系數的計算公式如下： 汽車：汽車： 式中式中 、 對應于汽車車輪對應于汽車車輪 和人和人 群荷載集度的影響線豎標。群荷載集度的影響線豎標。 人群：人群： 杠桿原理法適用于計算荷載位于靠近主梁支點時的荷載橫向分布杠桿原理法適用于計算荷載位于靠近主梁支點時的荷載橫向分布系數，也可用于雙主梁橋，或橫向聯系很弱的無中間橫隔梁的橋梁。系數，也可用于雙主梁橋，或橫向聯系很弱的無中間橫隔梁的橋梁。偏心受壓法偏心受壓法偏心受壓法適用于橋上具有可靠的橫向聯接，且橋的寬跨比偏心受壓法

18、適用于橋上具有可靠的橫向聯接，且橋的寬跨比 小于或接近小于或接近0.5的跨中或四分點截面荷載橫向分布系數的計算。此方法按計算中是否考慮的跨中或四分點截面荷載橫向分布系數的計算。此方法按計算中是否考慮主梁抗扭剛度的作用，又分為主梁抗扭剛度的作用，又分為“偏心受壓法偏心受壓法”和考慮主梁抗扭剛度的和考慮主梁抗扭剛度的“修正修正偏心受壓法偏心受壓法”。偏心受壓法的基本前提偏心受壓法的基本前提 I. 在車輛荷載作用下，中間橫隔梁可近似地看做一根剛度為無窮大的剛性梁在車輛荷載作用下，中間橫隔梁可近似地看做一根剛度為無窮大的剛性梁，橫隔梁全長呈直線變化。，橫隔梁全長呈直線變化。II. 忽略主梁的抗扭剛度，

19、即不計入主梁對橫隔梁的抗扭矩。忽略主梁的抗扭剛度，即不計入主梁對橫隔梁的抗扭矩。lB/根據在彈性范圍內，某根主梁所承受到的荷載根據在彈性范圍內，某根主梁所承受到的荷載Ri與該荷載所產生的跨中彈性與該荷載所產生的跨中彈性撓度撓度 成正比例的原則，我們可以得出：在中間橫隔梁剛度相當大的窄橋上成正比例的原則，我們可以得出：在中間橫隔梁剛度相當大的窄橋上，在沿橫向偏心布置的活載作用下，總是靠近活載一側的邊主梁受載最大。，在沿橫向偏心布置的活載作用下，總是靠近活載一側的邊主梁受載最大。偏心壓力法的分析過程偏心壓力法的分析過程I.I.中心荷載中心荷載P Pl l的作用的作用II. 偏心力矩（偏心力矩（M=

20、P e）的作用）的作用III. 偏心距為偏心距為e 的單位荷載的單位荷載 P=1對各主梁的總作用對各主梁的總作用 a.中心荷載中心荷載P=1的作用的作用 由于假定中間橫隔梁是剛性的，且橫截面對稱于橋軸線，所以在中心荷載作用下，各根主梁產生由于假定中間橫隔梁是剛性的，且橫截面對稱于橋軸線，所以在中心荷載作用下，各根主梁產生相同的撓度，如圖。則相同的撓度，如圖。則: (2-21)作用于簡支梁跨中的荷載與撓度的關系為：作用于簡支梁跨中的荷載與撓度的關系為： = = (2-22)式中式中 （E為梁體材料的彈性模量）為梁體材料的彈性模量）由靜力平衡條件得由靜力平衡條件得： (2-23)將式（將式（2-2

21、3）代人式（）代人式（2-22）得任意一根主梁承受的荷載為：）得任意一根主梁承受的荷載為： = (2-24)式中：式中： 任意一根主梁的慣性矩；任意一根主梁的慣性矩； 橋梁橫截面內所有主梁慣性矩的總和。橋梁橫截面內所有主梁慣性矩的總和。 21n348iiIlEiIjRi348lE111PIRniiiniiniiiII1niiI1jRiI b.偏心力矩偏心力矩M=Pe=1e的作用的作用 在偏心力矩在偏心力矩M= 1e作用下，會使橋的橫截面產生繞中心點作用下，會使橋的橫截面產生繞中心點o的轉角的轉角，因此，因此各根主梁產生的豎向撓度可表示為：各根主梁產生的豎向撓度可表示為： tan主梁所受荷載與撓

22、度的關系為：主梁所受荷載與撓度的關系為： 對橋的截面中心點對橋的截面中心點o所形成的反力矩之和應與外力矩所形成的反力矩之和應與外力矩M=1e平衡，故據此平平衡，故據此平衡條件可得衡條件可得 : =1e 則則式中，式中， ，對于已經確定的橋梁截面，它是常數。，對于已經確定的橋梁截面，它是常數。 iia iiiiiiiIaaIIRtaniRniiiiniiIaaR121 iniiIae12nniniiIaIaIaIa222212112 由此，由此，偏心矩偏心矩M=1e作用下各主梁所分配的荷載為：作用下各主梁所分配的荷載為：則則P=1作用在離橫截面中心線作用在離橫截面中心線e的位置上任一根主梁所分配

23、到的荷載的位置上任一根主梁所分配到的荷載為：為：niiiiiiIaIeaR12 R R RniiiiiniiiiiiIaIeaIIRRR121 c.主梁的荷載橫向分布系數主梁的荷載橫向分布系數在在上上式中，式中，e是表示荷載是表示荷載P=1的作用位置，腳標的作用位置，腳標“i”是表示所求梁的是表示所求梁的梁號。式中的荷載位置梁號。式中的荷載位置e和梁位和梁位 是具有共同原點是具有共同原點o的橫坐標值，考的橫坐標值，考慮到反力慮到反力 的不同方向，因此的不同方向，因此e和和 在取值時應當記入正負號，當在取值時應當記入正負號，當e和和 位于原點位于原點o同側時同側時,兩者的乘積取正號，反之應取負號

24、。兩者的乘積取正號，反之應取負號。若荷載位于若荷載位于k號梁軸上（號梁軸上（e= ），就可寫出任意），就可寫出任意i號主梁荷載分布的一號主梁荷載分布的一般公式為：般公式為：ia iRiaiakaniiiikiniiiikIaIaaIIR例如例如:欲求欲求P=1作用在作用在1號梁軸線上時，邊主梁號梁軸線上時，邊主梁(1號和號和5號梁號梁)所受的總荷載：所受的總荷載：當當 時，則時，則：若各梁的截面均相同（即各主梁的慣性矩若各梁的截面均相同（即各主梁的慣性矩 相同），上式可簡化為：相同），上式可簡化為：niiiniiIaIaIIR1212111111515;aaIIniiiniiIaIaIIR12

25、1211151niiaan1221111niiaan1221511iI 考慮主梁抗扭剛度的修正偏心受壓法考慮主梁抗扭剛度的修正偏心受壓法上述介紹的偏心受壓法在推演中由于作了橫隔梁近似絕對剛性和忽略主梁抗上述介紹的偏心受壓法在推演中由于作了橫隔梁近似絕對剛性和忽略主梁抗扭剛度的兩項假定，這就導致了邊梁受力偏大的計算結果。為了彌補其不足扭剛度的兩項假定，這就導致了邊梁受力偏大的計算結果。為了彌補其不足，也可采用考慮主梁抗扭剛度的修正偏心受壓法，這時，也可采用考慮主梁抗扭剛度的修正偏心受壓法，這時k號梁的橫向影響線號梁的橫向影響線豎標可表示為：豎標可表示為：式中：式中： 抗扭修正系數抗扭修正系數ni

26、iikkniikkiIaIeaII121niiiniTiIaEIG若主梁的截面均相同，即若主梁的截面均相同，即 ，則則：有了荷載橫向分布影響線，就可以根據荷載沿橫向的最不利位置來計有了荷載橫向分布影響線，就可以根據荷載沿橫向的最不利位置來計算相應的橫向分布系數，從而求得其所受的最大荷載。算相應的橫向分布系數，從而求得其所受的最大荷載。對于汽車和人群的荷載橫向分布系數的計算公式如下：對于汽車和人群的荷載橫向分布系數的計算公式如下： 汽車：汽車： 人群：人群：TTiiIIII ,niiTaEIGI 比擬正交異性板法比擬正交異性板法對于由主梁、連續橋面板及多根橫隔梁組成的混凝土梁橋，當其寬度與跨度對

27、于由主梁、連續橋面板及多根橫隔梁組成的混凝土梁橋，當其寬度與跨度之比大于之比大于1/21/2時，可以采用比擬正交異性板法時，可以采用比擬正交異性板法( (或稱或稱G-MG-M法法) )。其特點是：其特點是：將主梁和橫隔梁的剛度換算成兩向剛度不同的比擬彈性平板，按古典彈性理將主梁和橫隔梁的剛度換算成兩向剛度不同的比擬彈性平板，按古典彈性理論來分析求解其各點的內力值，并由實用的曲線圖表進行荷載橫向分布計算。論來分析求解其各點的內力值，并由實用的曲線圖表進行荷載橫向分布計算。比擬正交異性板法的最大優點就是：比擬正交異性板法的最大優點就是：（a a）能利用編好的計算圖表得出比較精確的結果。）能利用編好

28、的計算圖表得出比較精確的結果。（b b）概念明確、計算方便快捷，對于各種橋面凈空和多種荷載組合的情況，）概念明確、計算方便快捷，對于各種橋面凈空和多種荷載組合的情況，可以很快求出各片主梁的相應內力值。可以很快求出各片主梁的相應內力值。 橫向鉸接板橫向鉸接板(梁梁)法法對用現澆混凝土縱向企口縫連結的裝配式板橋，以及僅在翼板間用焊接鋼板或對用現澆混凝土縱向企口縫連結的裝配式板橋，以及僅在翼板間用焊接鋼板或伸出交叉鋼筋連結的無中間橫隔梁的裝配式橋，由于塊件之間有一定的橫向連伸出交叉鋼筋連結的無中間橫隔梁的裝配式橋，由于塊件之間有一定的橫向連接構造，但連結剛性又很薄弱，可采用鉸接板接構造，但連結剛性又

29、很薄弱，可采用鉸接板( (梁梁) )法來討算橫向分布系數法來討算橫向分布系數其基本假定是：其基本假定是：結合縫結合縫( (鉸接縫鉸接縫) )僅傳遞豎向剪力僅傳遞豎向剪力; ;橋上的荷載近似地作為一個沿橋跨分布的半波正弦等效荷載橋上的荷載近似地作為一個沿橋跨分布的半波正弦等效荷載, ,并且作用于主梁并且作用于主梁軸線上。軸線上。 由此假定由此假定, ,根據力的平衡條件和變形協調條件，可以導出荷載在橫向的分布根據力的平衡條件和變形協調條件，可以導出荷載在橫向的分布值，算出橫向分布影響線坐標，從而求出橫向分布系數。值，算出橫向分布影響線坐標，從而求出橫向分布系數。 （2）荷載橫向分布系數沿橋跨的變化

30、荷載橫向分布系數沿橋跨的變化前面我們研究了荷載位于跨中時橫向分布系數前面我們研究了荷載位于跨中時橫向分布系數mc和荷載位于支點處時橫向分和荷載位于支點處時橫向分布系數布系數m0的計算方法。當荷載位于橋跨其它位置時，如何確定荷載橫向分布的計算方法。當荷載位于橋跨其它位置時，如何確定荷載橫向分布系數系數m，找出較為準確計算，找出較為準確計算m值沿橋跨連續變化的規律，顯然，從理論方面值沿橋跨連續變化的規律，顯然，從理論方面是相當復雜的。因此，為了簡化起見，目前在設計實踐中習慣采用以下的實是相當復雜的。因此，為了簡化起見，目前在設計實踐中習慣采用以下的實用處理方法。用處理方法。 對于無中間橫隔梁或僅有

31、一根中橫隔梁的情況，跨中部分采用不對于無中間橫隔梁或僅有一根中橫隔梁的情況，跨中部分采用不變的變的 ，從距支點，從距支點 處起至支點的處起至支點的 區段內區段內 呈直線形過渡至呈直線形過渡至 (圖圖a所示所示)； 對于有多根內橫隔梁的情況，跨中到第一根內橫隔梁間采用跨中橫對于有多根內橫隔梁的情況，跨中到第一根內橫隔梁間采用跨中橫向分布系數向分布系數 ，從第一根內橫隔梁到支點間，由，從第一根內橫隔梁到支點間，由 向向 直線形過直線形過渡（圖渡（圖b所示）。所示）。（1）用于彎矩計算的荷載橫向分布系數沿橋跨變化）用于彎矩計算的荷載橫向分布系數沿橋跨變化在實際應用中，當求簡支梁跨中最大彎矩時，鑒于彎

32、矩影響線豎標在跨中最在實際應用中，當求簡支梁跨中最大彎矩時，鑒于彎矩影響線豎標在跨中最大，車道荷載的集中荷載大，車道荷載的集中荷載 應位于跨中，為了簡化起見，通常均可按不變化應位于跨中，為了簡化起見，通常均可按不變化的的 來計算。來計算。對于其它截面彎矩計算時，一般也可取用不變的對于其它截面彎矩計算時，一般也可取用不變的 。但對于中梁來說，。但對于中梁來說， 與與 的差值可能較大，且內橫隔梁又少于的差值可能較大，且內橫隔梁又少于3根時，以計及根時，以計及m沿跨徑變化的影響為宜沿跨徑變化的影響為宜。（2）用于剪力汁算的荷載橫向分布系數沿橋跨變化）用于剪力汁算的荷載橫向分布系數沿橋跨變化在計算主梁

33、的最大剪力（梁端截面）時，鑒于車道荷載的集中荷載在計算主梁的最大剪力（梁端截面）時，鑒于車道荷載的集中荷載 位于所位于所考慮考慮一一端的支點處，而且相對應的內力影響線豎標為最大值，故應考慮該區端的支點處，而且相對應的內力影響線豎標為最大值，故應考慮該區段橫向分布系數變化的影響。而另一端由于相應影響線豎標值的顯著減小，段橫向分布系數變化的影響。而另一端由于相應影響線豎標值的顯著減小，則可近似取不變的則可近似取不變的 來簡化計算。來簡化計算。KPcmcm0mcmKP主梁內力計算主梁內力計算 主梁活載內力采用車道荷載計算主梁活載內力采用車道荷載計算 彎矩彎矩： 計算支點、計算支點、 和和 截面的剪力

34、，尚應計入由荷載橫向分布系數沿橋跨變化的截面的剪力，尚應計入由荷載橫向分布系數沿橋跨變化的影響。影響。 剪力：剪力： 人群荷載的主梁內力：人群荷載的主梁內力： 彎矩：彎矩： 剪力：剪力：)()1 (wkkkcqyPmM8l4l)2 . 1 ()1 (QqmyPmQQkckkk)2)(631)2()(25 . 005 . 00aaymmaqyqmmaQwrcrrqmMrQrcrrQqmQQ3.主梁內力組合主梁內力組合 在梁橋主梁設計中，主梁內力組合可按在梁橋主梁設計中，主梁內力組合可按結構重力內力結構重力內力汽車荷載內汽車荷載內力（包括沖擊力）力（包括沖擊力）人群荷載內力人群荷載內力進行組合。按

35、橋規進行組合。按橋規(JTG D60-2004)其效應組合表達式為：其效應組合表達式為：)(211100QjKnjQjcKQQGiKmiGiudSSSS三、橫隔梁內力計算三、橫隔梁內力計算 1.作用在橫梁上的計算荷載作用在橫梁上的計算荷載 對于跨中橫隔梁來說，除了直接作用在其上的輪重外，前后的輪對于跨中橫隔梁來說，除了直接作用在其上的輪重外，前后的輪重對它也有影響。在計算中可假設荷載在相鄰橫隔梁之間按杠桿原理重對它也有影響。在計算中可假設荷載在相鄰橫隔梁之間按杠桿原理法傳布，如圖所示。因此，按車輛荷載輪重分布給該橫隔梁的計算荷法傳布，如圖所示。因此，按車輛荷載輪重分布給該橫隔梁的計算荷載為：載

36、為： 人群荷載：人群荷載： 2.橫隔梁的內力影響線橫隔梁的內力影響線 將橋梁的中橫隔梁近似地視作豎向支承在多根彈性主梁上的多跨彈性支承連將橋梁的中橫隔梁近似地視作豎向支承在多根彈性主梁上的多跨彈性支承連續梁，如圖所示。當橋梁在跨中有單位荷載續梁，如圖所示。當橋梁在跨中有單位荷載P1作用時，各主梁所受的荷載作用時，各主梁所受的荷載將為將為R1，R2，R3，Rn這也就是橫隔梁的彈性支承反力。因此，取這也就是橫隔梁的彈性支承反力。因此，取r截截面左側為隔離體，如圖面左側為隔離體，如圖c)所示，由力的平衡條件就可寫出橫隔梁任意截面所示，由力的平衡條件就可寫出橫隔梁任意截面r的的內力計算公式。內力計算公

37、式。（1）荷載）荷載p=1位于截面位于截面r的左側時：的左側時：ebRebRbRMiir左122111121左irRRRQ（2）荷載）荷載P=1位于截面位于截面r的右側時：的右側時： 式中：式中： 、 - 橫隔梁任意截面橫隔梁任意截面r的彎矩和剪力的彎矩和剪力 ； e-荷載荷載P=1至所求截面至所求截面r的距離；的距離； - 支承反力支承反力 至所求截面的距離；至所求截面的距離； -表示所求截面表示所求截面r以左的全部支承反力的總和。以左的全部支承反力的總和。 由此可以直接利用已經求得的由此可以直接利用已經求得的 的橫向分布影響線來繪制橫隔梁上某個截面的內力的橫向分布影響線來繪制橫隔梁上某個截

38、面的內力影響線。影響線。 3.橫隔梁內力計算橫隔梁內力計算 用上述的計算荷載在橫隔梁某截面的內力影響線上按最不利位置加載，就可求得橫隔用上述的計算荷載在橫隔梁某截面的內力影響線上按最不利位置加載，就可求得橫隔梁在該截面上的最大梁在該截面上的最大(或最小或最小)內力值：內力值：左iirbRbRbRM2211左irRRRQ21rMrQibiR左iR iRoqPS)1( 跨中橫隔梁的受載圖式跨中橫隔梁的受載圖式 中橫隔梁的內力影響線中橫隔梁的內力影響線四、撓度、預拱度的計算四、撓度、預拱度的計算 1.撓度計算撓度計算 鋼筋混凝土和預應力混凝土受彎構件，在正常使用極限狀態下的撓鋼筋混凝土和預應力混凝土

39、受彎構件，在正常使用極限狀態下的撓度，可根據結構力學的方法計算。受彎構件在使用階段的撓度應考慮度，可根據結構力學的方法計算。受彎構件在使用階段的撓度應考慮荷載長期效應的影響，即按荷載短期效應計算的撓度值乘以撓度長期荷載長期效應的影響，即按荷載短期效應計算的撓度值乘以撓度長期增長系數增長系數 ：式中式中 - 計算跨徑；計算跨徑； - 荷載短期效應組合；荷載短期效應組合； - 撓度長期增長系數，可按下列規定取用：當采用撓度長期增長系數，可按下列規定取用：當采用C40以下混凝土時，以下混凝土時， =1.6；當采用；當采用C40C80混凝土時，混凝土時， =1.451.35，中間強度等級可按直線內插入

40、取用，中間強度等級可按直線內插入取用； B- 受彎構件的剛度，不同構件類型按橋梁設計規范選用。受彎構件的剛度，不同構件類型按橋梁設計規范選用。BlMfs2485lsM 2.撓度驗算和預拱度設置撓度驗算和預拱度設置橋規規定，鋼筋混凝土及預應力混凝土受彎構件，橋規規定，鋼筋混凝土及預應力混凝土受彎構件，按上述計算的長期撓按上述計算的長期撓度值，在消除結構自重產生的長期撓度后，梁式橋主梁的最大撓度處不應超度值，在消除結構自重產生的長期撓度后，梁式橋主梁的最大撓度處不應超過計算跨徑的過計算跨徑的1/600，梁式橋主梁的懸臂端不應超過懸臂長度的，梁式橋主梁的懸臂端不應超過懸臂長度的1/300。鋼筋混凝土

41、構件鋼筋混凝土構件 當由荷載短期效應組合并考慮荷載長期效應影響產生的長當由荷載短期效應組合并考慮荷載長期效應影響產生的長期撓度不超過期撓度不超過1600時，可以不設預拱度；當不符合上述規定時應設預拱度時，可以不設預拱度；當不符合上述規定時應設預拱度，且其值應按結構自重和，且其值應按結構自重和1/2可變荷載頻遇值計算的長期撓度值之和采用。可變荷載頻遇值計算的長期撓度值之和采用。預應力混凝土構件預應力混凝土構件 當預加應力產生的長期反拱值大于按荷載短期效應組合當預加應力產生的長期反拱值大于按荷載短期效應組合計算的長期撓度時，可不設預拱度；當預加應力產生的長期反拱值小于按荷計算的長期撓度時，可不設預

42、拱度；當預加應力產生的長期反拱值小于按荷載短期效應組合計算的長期撓度時應設預拱度，其值應按該項荷載的撓度值載短期效應組合計算的長期撓度時應設預拱度，其值應按該項荷載的撓度值與預加應力長期反拱值之差采用。與預加應力長期反拱值之差采用。其他體系梁橋設計簡介其他體系梁橋設計簡介一、懸臂體系梁橋簡介一、懸臂體系梁橋簡介1、懸臂梁橋、懸臂梁橋 1）結構類型）結構類型 （1）不帶掛梁的）不帶掛梁的 單孔雙懸臂梁橋單孔雙懸臂梁橋 （2）帶掛梁的）帶掛梁的 多孔懸臂梁橋多孔懸臂梁橋 結構重力彎矩圖結構重力彎矩圖 a)簡支梁橋簡支梁橋b) 、c) 懸臂梁；懸臂梁；d)T形剛構橋形剛構橋其他體系梁橋設計簡介其他體

43、系梁橋設計簡介2）力學特點）力學特點 懸臂梁橋和簡支梁橋一樣，都屬于靜定體系，它們的內力不受地基不均勻沉降等附加懸臂梁橋和簡支梁橋一樣，都屬于靜定體系，它們的內力不受地基不均勻沉降等附加變形的影響。變形的影響。為了深入理解懸臂梁橋的力學特征，我們可從荷載作用下梁體截面產生的內力來與簡支梁為了深入理解懸臂梁橋的力學特征，我們可從荷載作用下梁體截面產生的內力來與簡支梁橋作一比較。當跨徑和荷載集度橋作一比較。當跨徑和荷載集度g均相同的情況下，簡支梁橋的跨中彎矩值最大，懸臂梁均相同的情況下，簡支梁橋的跨中彎矩值最大，懸臂梁橋則由于支點負彎矩的存在，使跨中正彎矩值顯著減小。橋則由于支點負彎矩的存在，使跨

44、中正彎矩值顯著減小。 由此可見，與簡支梁橋相比較，懸臂梁橋由于支點負彎矩的存在，使跨中正彎矩顯著由此可見，與簡支梁橋相比較，懸臂梁橋由于支點負彎矩的存在，使跨中正彎矩顯著減小，故可以減小跨度內主梁的高度，從而可降低鋼筋混凝土用量和結構自重，而這本身減小，故可以減小跨度內主梁的高度，從而可降低鋼筋混凝土用量和結構自重，而這本身又導致了自重內力的減小。又導致了自重內力的減小。3）構造特點）構造特點 （1）截面形式）截面形式 由于懸臂梁橋的主梁除了在跨中部分承受正彎矩外，在支點附近還要承受較大的負彎由于懸臂梁橋的主梁除了在跨中部分承受正彎矩外，在支點附近還要承受較大的負彎矩，因此在進行截面設計時，支

45、點截面的底部受壓區往往需要加強。矩，因此在進行截面設計時，支點截面的底部受壓區往往需要加強。常用的截面形式如圖常用的截面形式如圖。T形截面，適用于跨徑在形截面，適用于跨徑在30m以內的鋼筋混凝土橋梁；底部加寬的以內的鋼筋混凝土橋梁；底部加寬的T形截面，適用于跨徑形截面，適用于跨徑在在3050m以內的預應力混凝土橋梁。當跨徑在以內的預應力混凝土橋梁。當跨徑在50m以上時，一般使用箱形截面以上時，一般使用箱形截面。其他體系梁橋設計簡介其他體系梁橋設計簡介其他體系梁橋設計簡介其他體系梁橋設計簡介(2)跨徑布置和梁高尺寸跨徑布置和梁高尺寸其他體系梁橋設計簡介其他體系梁橋設計簡介(3)優缺點及適用情況優

46、缺點及適用情況 懸臂梁橋從橋的立面上看，在橋墩上只需設置一排沿墩中心布置的懸臂梁橋從橋的立面上看，在橋墩上只需設置一排沿墩中心布置的支座，從而可相應地支座，從而可相應地減小橋墩的尺寸減小橋墩的尺寸。懸臂梁橋在施工階段和成橋運。懸臂梁橋在施工階段和成橋運營階段兩者受力狀態是一致的營階段兩者受力狀態是一致的,非常適宜于懸臂施工方法。鋼筋混凝非常適宜于懸臂施工方法。鋼筋混凝土的懸臂梁橋在土的懸臂梁橋在支點附近負彎矩區段內，梁的上翼緣受拉，不可避免支點附近負彎矩區段內，梁的上翼緣受拉，不可避免地要出現裂縫，雨水易侵入梁體，故導致結構的耐久性降低。地要出現裂縫，雨水易侵入梁體，故導致結構的耐久性降低。從

47、運營從運營條件來看，懸臂梁橋和簡支梁橋均不甚理想，懸臂梁橋在懸臂端與掛條件來看，懸臂梁橋和簡支梁橋均不甚理想，懸臂梁橋在懸臂端與掛梁銜接處的撓曲線都會產生不利于行車的折點，并且伸縮縫裝置容易梁銜接處的撓曲線都會產生不利于行車的折點，并且伸縮縫裝置容易損壞，需經常地更換。懸臂梁橋的構造也較簡支梁為復雜。故這種橋損壞，需經常地更換。懸臂梁橋的構造也較簡支梁為復雜。故這種橋型目前在我國已較少采用。型目前在我國已較少采用。 國內箱形薄壁鋼筋混凝土懸臂梁橋最大跨徑為國內箱形薄壁鋼筋混凝土懸臂梁橋最大跨徑為55m，國外一般在，國外一般在7080m以下；預應力混凝土懸臂梁橋一般在以下；預應力混凝土懸臂梁橋一

48、般在100m以下以下,世界最大的世界最大的跨徑為跨徑為150m。其他體系梁橋設計簡介其他體系梁橋設計簡介2.T形剛構橋形剛構橋 將懸臂梁橋的墩柱與梁將懸臂梁橋的墩柱與梁 體固結后便形成了帶掛體固結后便形成了帶掛 梁或帶鉸的結構，稱為梁或帶鉸的結構，稱為 T形剛構橋，是具有懸形剛構橋，是具有懸 臂梁受力特點的梁式橋。臂梁受力特點的梁式橋。1）分類及力學特點）分類及力學特點(1)帶掛梁的帶掛梁的T構橋型構橋型 屬靜定結構屬靜定結構(2)帶鉸的帶鉸的T構橋型構橋型 屬超靜定結構屬超靜定結構 T形鋼構橋的分類形鋼構橋的分類 a)帶掛梁的帶掛梁的T形鋼構；形鋼構； b)帶鉸的帶鉸的T形鋼構形鋼構其他體系

49、梁橋設計簡介其他體系梁橋設計簡介2）構造特點）構造特點對于鋼筋混凝土對于鋼筋混凝土T形形剛構橋，掛梁的經濟長度一般在跨徑的剛構橋，掛梁的經濟長度一般在跨徑的0.50.7范圍內范圍內;而預應力而預應力混凝土混凝土T形形剛構橋的掛梁經濟長度一般在跨徑的剛構橋的掛梁經濟長度一般在跨徑的0.220.50范圍內。主孔跨徑大時，取范圍內。主孔跨徑大時，取較小比值，并應使掛梁跨徑不超過較小比值，并應使掛梁跨徑不超過3540m，以利安裝。，以利安裝。 3）優缺點及適用情況）優缺點及適用情況 此種橋型結合了剛架橋和多孔靜定懸臂梁橋的特點，同懸臂梁橋一樣，此種橋型結合了剛架橋和多孔靜定懸臂梁橋的特點，同懸臂梁橋一

50、樣，T形形剛構橋剛構橋也非常適宜于懸臂施工方法。也非常適宜于懸臂施工方法。 預應力混凝土預應力混凝土T形剛構的常用跨徑為形剛構的常用跨徑為60120m。 T構帶掛梁的橋型在混凝土的長期收縮徐變作用下和汽車荷載的沖擊力作用下，構帶掛梁的橋型在混凝土的長期收縮徐變作用下和汽車荷載的沖擊力作用下，T構懸臂梁端會發生下撓，從而導致懸臂端與掛梁之間易形成折角，增大沖擊作用，使構懸臂梁端會發生下撓，從而導致懸臂端與掛梁之間易形成折角，增大沖擊作用，使伸縮縫的處理和養護較困難；在伸縮縫的處理和養護較困難；在T構帶鉸的橋型中，由于鉸的存在，使鉸的左右兩側主構帶鉸的橋型中，由于鉸的存在，使鉸的左右兩側主梁變形不

51、一致，難于調整，引起行車不平順；當梁變形不一致，難于調整，引起行車不平順；當T構的兩邊溫度變化不同時，易產生不構的兩邊溫度變化不同時，易產生不均勻變形，引起較大次內力。此外，由于掛梁的需要，需設置專門的牛腿構造，使設均勻變形，引起較大次內力。此外，由于掛梁的需要，需設置專門的牛腿構造，使設計和受力變的復雜計和受力變的復雜。其他體系梁橋設計簡介其他體系梁橋設計簡介 3預應力筋的布置預應力筋的布置 預應力混凝土梁橋的布束原則是：預應力混凝土梁橋的布束原則是：（1）應選擇適當的預應力束筋形式和錨具形式）應選擇適當的預應力束筋形式和錨具形式;（2）應考慮施工的方便，盡可能少地切斷預應力鋼筋；）應考慮施

52、工的方便，盡可能少地切斷預應力鋼筋；（3）符合結構受力的特點，既要滿足施工階段的受力要求，又要滿足成橋）符合結構受力的特點，既要滿足施工階段的受力要求，又要滿足成橋后使用階段各種荷載組合下的受力要求；既要考慮結構在使用階段的彈性受后使用階段各種荷載組合下的受力要求；既要考慮結構在使用階段的彈性受力狀態的需要，也要考慮到結構在破壞階段時的需要；并注意避免在超靜定力狀態的需要，也要考慮到結構在破壞階段時的需要；并注意避免在超靜定結構體系中引起過大的結構次內力；結構體系中引起過大的結構次內力；（4）考慮材料經濟指標的先進性，預應力束筋在結構橫斷面上布置要考慮）考慮材料經濟指標的先進性，預應力束筋在結

53、構橫斷面上布置要考慮由于剪力滯效應引起的應力不均勻的影響；由于剪力滯效應引起的應力不均勻的影響；（5）避免使用多次反向曲率的連續束筋，以降低摩阻損失。）避免使用多次反向曲率的連續束筋，以降低摩阻損失。其他體系梁橋設計簡介其他體系梁橋設計簡介預應力筋的布置預應力筋的布置形式形式單懸臂梁布束方式短跨；b)長懸臂； c)長錨跨；d)直線力筋 雙懸臂梁布束方式 a) 短跨；b)錐形狀短懸臂； c)直線力筋其他體系梁橋設計簡介其他體系梁橋設計簡介二、連續體系梁橋簡介二、連續體系梁橋簡介1、預應力混凝土連續梁橋、預應力混凝土連續梁橋1）等截面連續梁橋）等截面連續梁橋 構造特點構造特點 等截面連續梁橋可選用等跨和不等跨兩種布置方式等截面連續梁橋可選用等跨和不等跨兩種布置方式其他體系梁橋設計簡介其他體系梁橋設計簡介 適用范圍及特點適用范圍及特點 等截面連續梁一般適應以下情況：等截面連續梁一般適應以下情況： 橋梁一般采用中等跨徑，以橋梁一般采用中等跨徑，以4060m為宜（國外也有為宜（國外也有達到達到80m的跨徑者）。這樣可以使主梁構造簡單，施工快的跨徑者）。這樣可以使主梁構造簡單，施工快捷。捷。 立面布置以等跨徑為宜，也可以采用不等跨布置。立面布置以等跨徑為宜，也可以