基于刚性横梁法的混凝土T梁横隔板内力计算
如下图所示为桥梁的标准断面,该桥是一座预应力混凝土T梁,跨径为30m,断面由7片T梁组成,各T梁中心线间距为1.66m。T梁与T梁之间设有横隔板,横隔板间距为4.83m。两边设置人行道,人行道宽为1.05m,人群荷载为3.5kN/m^2,车行道为8.9m,验算荷载为挂车-100。
一般而言,从受力角度来看,每片横隔板对每片T梁提供弹性支撑,并将T梁受到的活载通传递至相邻的T梁,从而实现整个桥梁结构整体受力。对于带有横隔板的混凝土T形梁桥,横隔板刚度较大,因此可以看成一个刚体,如下图所示。从图中可以看出,每片梁都会对横隔板产生一个竖向作用力,且每片梁的竖向作用力与汽车荷载的大小和位置均有关。那么汽车荷载大小和位置一旦确定下来,每片梁对横隔板的竖向作用力也就确定,那么横隔板任一截面内的剪力和弯矩就能计算出来。由于这里假设横隔板为刚体,因此采用刚性横梁法计算每片梁的竖向反力。
刚性横梁法计算方法和原理我就不再叙述,有不清楚的可以翻阅《桥梁工程》。《桥梁工程》中指出,跨中横隔板受力相对于梁端更不利,因此本文主要计算了跨中位置横隔板的内力。而作用在跨中横隔板的活载可以通过影响线进行加载,沿纵桥向方向,横隔板位置影响线系数为1,相邻横隔板位置影响线系数为0,并线性过渡,类似于杠杆法,如下图所示。
本文验算活载为挂车-100荷载+两侧人群荷载,挂车车轮及轴重布置见下图,左侧为纵向布置,右侧为横向布置。按《公路桥涵设计通用规范》JTJ021-89规范规定,采用挂车荷载验算时,全桥只布置一辆,本文纵向按最不利位置进行加载。
本文主要计算了每片T梁分隔线位置处横隔板的弯矩和内力,如下图所示,并对横隔板进行了编号。由于受力的对称性,这里主要给出1#~3#横隔板内力随挂车位置的变化结果。从弯矩图可以看出,当车轮布置在横隔板计算位置处时,此处弯矩最大,且横桥向内侧的横隔板所受弯矩相对于外侧横隔板大。从剪力图可以看出,横隔板计算位置处的剪力随挂车荷载移动呈锯齿状变化,可以看出2#横隔板位置处剪力较大,而2#横隔板在2#梁与3#梁之间。对于1#横隔板计算位置所受剪力较小,主要是因为车轮并没有直接作用在1#梁上,其剪力主要由活载引起1#梁竖向力所致。
对于带横隔板的混凝土T梁,横桥向内侧横隔板所受弯矩相对于外侧较大;横隔板剪力随着挂车位置的变化呈锯齿状分布,且次横隔板(最外侧横隔板相邻横隔板)所受剪力较大,且车轮布置范围对最外侧横隔板剪力影响较大。
clear all
clc
close all
x=-4.98:1.66:4.98; %梁距离中心线
xh=-4.15:1.66:4.15; %横隔板中心线位置
gc_location=-3.45:0.1:0.75; %定义挂车左侧第一个轮距中心线距离
n=length(gc_location);
m=length(x); %计算主梁个数
beta0=1; %刚性横梁法抗扭修正系数
Ii=[0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3]; %存储各个主梁竖弯惯性矩
Mh0=zeros(n,m-1); %记录所有车道情况下横隔板的内力
Qh0=zeros(n,m-1);
Fy0=zeros(n,m);
Fy_rq=1.05*3.5*4.83*2/7; %计算人群荷载引起主梁作用竖向力
for k=1:n %确定车道位置
xg=gc_location(k);
P=0.877*125; %挂车单轮重量,单位(kN),纵向采用杠杆法布置在横梁上
Fy=zeros(m,1); %记录每个主梁作用竖向力
Mh=zeros(m-1,1); %记录每个横隔板中心线位置弯矩
Qh=zeros(m-1,1); %记录每个横隔板中心线位置剪力
sum_a2I=0; %计算竖弯惯性矩与和中心线距离平方乘积求和
sum_I=0; %对竖弯惯性矩求和
for i=1:m
sum_a2I=sum_a2I+Ii(i)*x(i)^2;
sum_I=sum_I+Ii(i);
end
for i=1:m
for j=1:4
Fy(i)=Fy(i)+P*(1/m+beta0*(xg+(j-1)*0.9)*x(i)*Ii(i)/sum_a2I);
end
Fy(i)=Fy(i)+Fy_rq;
end
for i=1:m-1
count_zl=0; %记录在横隔板中心线左侧主梁中心线数
count_gcl=0;
for j=1:m
if x(j)
我国公路桥梁的发展趋势【简析我国公路桥梁的发展趋势】
箱形截面能适应各种条件的桥梁施工,特别适合于预应力混凝土连续梁桥、变宽度桥。因为嵌固在箱梁上的悬臂板其长度可以较大幅度变化, 并且腹板间距也能放大;箱梁有较大的抗扭刚度,因此, 箱梁能在独柱支墩上建成弯斜桥;箱梁容许有最大细长度; 应力值Rg + p 较低, 重心轴不偏一边, 同T 型梁相比徐变变形较小。
求桥梁恒载减轻方法有哪些???
根据近年的实践,常用的拱桥施工方法有:(1)主支架现浇;(2)预制梁段缆索吊装;(3)预制块件悬臂安装;(4)半拱转体法;(5)刚性或半刚性骨架法。 钢筋混凝土拱桥自重较大,跨越能力比不上钢拱桥,但是,因为钢筋混凝土拱桥造价低,养护工作量小,抗风性能好等优点,仍被广泛采用,特别是崇山峻岭的我国西南地区。 钢筋混凝...
72米斜拉桥需要的主要设备
国外早期建造的钢斜拉桥,大多数是用悬臂拼装而成。我国东营黄河桥是我国目前唯一的一座钢斜拉桥,中跨288m,1987年建成,岸侧跨度136.5m,在支架上拼装,河侧悬臂拼装,栓焊结构。上海南浦大桥、杨浦大桥、徐浦大桥主跨都是钢与钢筋混凝上板结合梁桥,它们也全都是悬臂拼装。砼斜拉桥的悬臂拼装施工...
桥梁是怎样分类的?
1、概念的区别:一孔=一跨,即两个桥墩之间。片是指桥面板是由多片预制板拼接安装而成。2、作用的区别:一座桥可以是单跨或多跨桥梁组成;而一片梁一般不能形成一跨梁,至少两片梁才能组成一跨梁。
铁路桥梁的介绍
(一)桥梁的基本组成部分 1.上部结构(也称桥跨结构) 一般包括桥面构造(行车道、人行道、栏杆等)、桥梁跨越部分的承载结构和桥梁支座。2.下部结构 下部结构是指桥梁结构中设置在地基上用以支承桥跨结构,将其荷载传递至地基的结构部分。一般包括桥墩、桥台及墩台基础。在修建一条铁路时,常常会碰到江河...
桥梁的横向分布系数指的是什么?
对于路面横断面上某一宽度(如轮迹宽度)范围内的频率,也即该宽度范围内所受到的车辆作用次数同通过该横断面总作用次数的比值,称为轮迹横向分布系数。在路面上行驶时,轮迹的横向分布是不均匀的。实际上车辆轮迹仅具有一定宽度,车辆通过时只能覆盖一小部分。因此,路面横断面上各个点所受到的轴载作用...
说不尽的桥
造舟为梁,不显其光。(《诗经.大雅.大明》)桥西暮雨黑,篱外春江碧。桥通小市家林近,山带平湖野寺连。轮势随天度,桥形跨海通。水底远山云似雪,桥边平岸草如烟。对联 缩千里为咫尺 联两地成一家 水光遥接汉 虹气上凌虚 上下影摇波底月 往来人渡镜中梯 桥的谚语:桥头上跑马---走投无路...
桥梁超高架梁时横向是否水平放置
钢筋混凝土拱桥的跨径,一直落后于国外,主要原因是受施工方法的限制。我国桥梁工作者都一直在探索,寻求安全、经济、适用的方法。根据近年的实践,常用的拱桥施工方法有:(1)主支架现浇;(2)预制梁段缆索吊装;(3)预制块件悬臂安装;(4)半拱转体法;(5)刚性或半刚性骨架法。 钢筋混凝土拱桥自重较大,跨越能力比不上钢...
铁路桥梁与公路桥梁有什么本质区别?
1、概念的区别:一孔=一跨,即两个桥墩之间。片是指桥面板是由多片预制板拼接安装而成。2、作用的区别:一座桥可以是单跨或多跨桥梁组成;而一片梁一般不能形成一跨梁,至少两片梁才能组成一跨梁。
铁路桥梁的分类
刚构桥是指桥跨结构与桥墩式桥台连为一体的桥。刚构桥根据外形可分为门形刚构桥,斜腿刚构桥和箱形桥。斜腿刚构桥可应用于山谷、深河陡坡地段,避免修建高墩或深水基础。箱形桥的梁跨、腿部和底板联成整体,刚性好,适用于地基不良的情况和既有线下采用顶推法施工。除以上5种桥梁基本结构型式外,...
窦鱼欣普: 荷载横向分布是指作用在桥梁上的车辆荷载如何在各主梁见进行分配,或者是各主梁如何共同分担车辆活载.荷载横向分布计算所针对的荷载主要是活载,因此也叫作活载横向分布(这也就是后续做纵梁计算时候要得到的数值). 荷载横向分布...
崇川区13934584235: 桥的设计主要从哪几个方面考虑 - ?
窦鱼欣普:[答案] 第一章 桥梁总体规划与布置 1.桥梁建设的基本程序是怎样的? 2.桥梁设计之前应调查和收集哪些基本资料? 3.“预可”阶... 箱形截面梁内的横隔板起什么作用? 8.装配式板桥和T梁桥中,板与板之间、梁肋与梁肋之间的连结方式有哪几种? 9.什么叫...
崇川区13934584235: 桥梁横隔板是什么?
窦鱼欣普: T梁中 用于增加刚度的混凝土梁结构,箱梁中一般不采用,横隔板一般用在跨度大于20米的T梁上
崇川区13934584235: 横隔板的作用是什么?在钢筋混凝土简支t形梁中,应如何布置 - ?
窦鱼欣普: 单端张拉,被动端为锚固端
崇川区13934584235: 横隔板是什么,有什么作用? ?
窦鱼欣普: 横隔板是为保持截面形状、增强横向刚度而在梁之间设置的构件”.它对桥梁上分布的活荷载起作用.现浇混凝土横隔板通常用于预制预应力混凝土T型梁.位于桥梁端部的横隔板称为端隔板,位于中部的横隔板称为中隔板.横隔板在T形梁一类的开口截面梁桥中起着维持桥梁的横向稳定、保证各根主梁相互间连成整体、调整各梁的不均匀荷载等作用, 提高了这类梁体的抗扭刚度.
崇川区13934584235: 在咱们T梁施工中横隔板的焊接使用哪个型号的焊条,具体在哪个规范中有要求 - ?
窦鱼欣普: 焊条的型号一般根据母材的材质选择,你看看你们T梁的材质是20号钢(Q235)还是Q345,20号钢就用422,Q345就是502,如果是别的材料就告诉我,我再看看. 希望我的回答对你有用,如果满意请点击采纳~
崇川区13934584235: 桥梁结构中,端横隔梁和中横隔梁的计算 - ?
窦鱼欣普: 如果要进行桥梁横隔板的配筋设计首先要明确一点,横隔板的作用是什么?其实,横隔板不是主要受力部分,主要受力部分还是在主梁上,横隔板只是起到一个横向连接的作用,不致使单片主梁独自受力,那样每一跨上的几片梁就不能成为一个...
崇川区13934584235: 方案设计师4.2如何设置折线横隔板 - ?
窦鱼欣普: T梁中 用于增加刚度的混凝土梁结构,箱梁中一般不采用,横隔板一般用在跨度大于20米的T梁.底模安装.反拱的作用主要为减少预应力产生的上供度.2.钢筋绑扎.采用梁体道碴槽板钢筋和梁体底腹板钢筋分开绑扎工艺,梁体底腹板钢筋及...
崇川区13934584235: T梁的横隔板钢筋一般采用预埋还是T梁预制好 - ?
窦鱼欣普: (1)预制盖梁安装前,应对接头混凝土面凿毛处理,设埋件时应除锈.(2) 在墩台柱上安装预制盖梁时,应对墩台柱进行固定和支撑,确保稳定.有配好的钢筋材料自然是最好 当然也要看情况说话 如果没有办法而且又要施工焊接是唯一的处理方法.
崇川区13934584235: t梁翼板出现裂缝,如何解决? - ?
窦鱼欣普: T型梁翼板会裂断的原因:一般梁体混凝土抗压能达到40mpa以上,断裂,所以当梁体刚度不够时,在梁体薄弱的部分出现裂缝,长期的重荷下会裂缝贯通,而抗拉在钢筋的辅助下,引起混凝土局部被压缩或者被拉伸,也只能达到3mpa左右,而混凝土抗压较强梁体在荷载的作用下产生变形. 解决方法施加体外预应力桥面增厚将T梁更换为空心板增加横向联系,重做T型梁翼板与桥面并补强,将桥面简支变为简易连续.