第七章 斜弯桥计算分析简介 概述 一、斜弯桥的应用情况 1、高等级公路改变了原来路与桥的关系 2、城市立交的大量建设需要异性桥梁 3、设计手段的发展使设计水平提高 4、国外二十世纪六七十年代到达高峰，国内八九十年代是研究高潮 漳龙高速公路 弯拱桥 弯连续刚构 天目路立交 南浦大桥东引桥 概述 二、计算方法 1、解析法 概念清晰 不能解决复杂问题 2、数值法 计算功能强 数据复杂，需要人工判断 第一节 整体斜板桥的受力特点和构造 主要用于小跨度桥梁 跨径通常在20米以下 全桥一般采用满樘支架整体浇筑 一、影响斜板桥受力的因素  斜交角 两种表示方法  当斜角小于15度时 取斜长按正桥计算  宽跨比b/l 宽桥对斜支承敏感 窄桥斜支承只影响支承局部 支承形式  支承个数 支承方向 是否弹性支承 二、斜板桥的受力特点  纵向主弯矩比跨径为斜跨长、宽度为b的矩形板小，并随斜交角的增大而减小  荷载有向支承边的最短距离传递分配的趋势  纵向最大弯矩的位置，随斜角的增大从跨中向钝角部位移动  除了斜跨径方向的主弯矩外，在钝角部位的角平分线垂直方向上，将产生接近于跨中弯矩值的相当大的负弯矩  斜板的受力行为可以用Z字形连续梁来比拟  斜板的扭矩分布很复杂，板边存在较大的扭矩  三、斜板桥的钢筋布置及构造特点  桥梁宽度较大时，纵向钢筋，板中央垂直于支承边布置，边缘平行于自由边布置；横向钢筋平行于支承边布置。  窄斜板桥。纵向钢筋平行于自由边布置；横向钢筋，跨中垂直于自由边布置，两端平行于支承边布置  局部加强钢筋 在距自由边一倍板厚的范围内设置加强箍筋，抵抗板边扭矩 为承担很大的支反力，应在钝角底面平行于角平分线方向上设置附加钢筋  斜板桥在运营过程中，在平面内有向锐角方向转动的趋势，如果板的支座没有充分锚固住，应加强锐角处桥台顶部的耳墙，使它免遭挤裂。  第二节 整体式斜板桥的计算  计算方法根据对各向同性斜板的分析而获得 斜交板挠曲微分方程至今无法求解，求解多用差分法。 利用差分法、有限元法和模型实验对斜板进行大量分析，提供了相应的数表 一、粗略简化方法 l?1.3b，? ?50°时  作为宽度 b，计算跨径 l 的矩形板桥来计  Mx 配筋平行于板边方向  My配筋平行于支承边方向 l=1.3b~0.7b时 ? ?75°时 作为宽度 b，计算跨径 a 的矩形板桥来计算 Mx 配筋中央垂直于支承边方向，边缘平行与板边 My配筋平行于支承边方向 75°  ? ?50°时 作为宽度 b，计算跨径(a+l)/2 的矩形板桥来计算 Mx 配筋中央垂直于支承边方向，边缘平行与板边 My配筋平行于支承边方向 L 0.7b， ?  50°时  作为宽度 b，计算跨径 a 的矩形板桥来计算  Mx 配筋平行与板边  My配筋平行于支承边方向 局部加强钢筋  不论哪种情况，在边缘端部，路自由端 b／5的宽度范围内，均假定产生与中部的正弯矩同等大小的负弯矩，必须配置负弯矩钢筋 二、均布荷载作用下的内力  正交方向上单位板宽上的主弯矩表示成  钢筋方向的弯矩通过坐标转换获得 主弯矩方向根据斜角查曲线得 二、活载内力计算  以斜跨长作为正桥跨径进行板的内力分析，求出跨中弯矩的最大值  根据斜交角与活载类型查表得弯矩折减系数 	斜板板跨中央和自由边中点的斜向弯矩  按活载类型查表得正板桥的横向弯矩系数 	和扭矩系数   根据斜交角与活载类型查表得斜板横向弯矩折减系数      和扭矩折减系数 由斜弯矩、横向弯矩及扭矩合成斜板主弯矩 第三节斜梁桥的受力特点与实用计算方法  斜梁桥由多根纵梁及横梁组成的斜格子梁桥  横梁与纵梁可以斜交，也可以正交  一、斜梁桥的受力特点  斜梁桥虽然为格子形的离散结构，在梁距不很大、且设一定数量横梁的情况下，仍然具有与斜板类似的受力特点 随着斜交角的增大，斜梁桥的纵梁弯矩减小，而横梁的弯矩则增大；弯矩的减少，边梁比中梁明显，在均布荷载作用下比在集中荷载作用下明显；  正交横梁斜梁桥的横向分布性能比斜交横梁斜梁桥好，并且横向刚度越大，横向分布性能越好；  在对称荷载作用下，同一根主梁上的弯矩不对称，弯矩峰值向钝角方向靠拢，边梁尤其明显；  横梁和桥面的刚度越大，斜交的影响就越大，斜桥的特征就越明显。  二、斜梁桥常用计算方法  结构力学单梁计算+横向分布理论 计算正桥内力 ? 斜桥修正系数 修正的G-M法 修正的铰接板法 杆系梁格理论 三、结构力学方法求解单斜梁  简支单斜梁 内力影响线 连续单梁 全抗扭支承连续斜梁 中间点铰支承连续斜梁 竖向荷载作用下两者在剪力和弯矩相差不大，中间点铰支承时扭矩比全抗扭支承大。 在扭矩荷载作用下，采用中间点铰支承，各项内力均比全抗扭支承大得多。  四、修正的G-M法 基本思路 以正桥计算为基础，将由正桥计算求得的M值，用修正系数进行修正，从而得到斜桥的M。  1) 只计算跨中截面的弯矩，其它截面的弯矩按二次抛物线在跨内内插； 2) 本法修正系数的取值为集中荷载和均布荷载作用时的平均值； 3) 只计算中梁和边梁的弯矩，其它梁的弯矩可以按直线内插；  具体做法： 1.以斜跨长为正桥的计算跨径，用G-M法计算中梁和边梁的弯矩M以及横梁弯矩Mc 2.假定斜梁桥为各向异性平行四边形板，计算： 	抗弯刚度比   	扭弯参数  	宽度与跨径比参数  3. 根据以上的参数及?值，由图表查出修正系数K，用K乘以正桥的M值即可得到斜梁桥的弯矩值  4. 用按正桥求得的横梁弯矩乘以系数1/K即可近似地得到斜梁桥横梁的弯矩(K为中梁和边梁的平均值) 五、横向铰接斜梁（板）桥的实用计算法  基本思路   采用单个集中荷载的斜交折减系数来代替实际车列荷载的折减系数  修正系数将只与斜交角、主梁片数、梁位及弯扭参数有关  斜铰接板桥的具体计算步骤  1. 弯矩计算 1）应用铰接梁法，计算对应正桥的设计弯矩 2）查相应梁数、相应弯扭参数 、相应梁号、相应斜交角的折减系数  3）斜桥跨中弯矩  2. 支点剪力的计算 1)按铰接梁法计算对应正桥的横向分布影响线 2)按杠杆原理进行修正，得到支点断面混合横向分配影响线 3)分别计算跨中和支点断面的横向分布系数 4)在乘以横向分布系数后的剪力影响线上加载，计算支点截面的剪力  3. 跨中剪力计算 跨中截面剪力有所增大，但是不控制设计。可以近似地按正桥计算后，乘以系数：  4. 设计计算时的其它要点 斜梁中最大弯矩向钝角方向偏移，在跨中梁两侧各l/8范围内均按最大弯矩考虑 对于小跨径斜桥，其它截面弯矩仍可按二次抛物线内插 剪力包络图可近似地采取支点值与跨中值的直线连接图形 六、斜梁格法  基本思路 将桥面比拟成由纵梁与横梁组成的梁格， 全桥只有一根与主梁垂直的横梁， 不考虑主梁与横梁的抗扭刚度  1. 横向分配系数的计算公式  1)三根主梁时  求解思路 取中间横梁为脱离体，用力法求解 2)四根主梁时    3)五根主梁时 2. 主梁的弯矩影响线 	没有横梁的简支梁的影响线和在横梁格点处弹性支承的不等跨连续梁的反力影响线的叠加  荷载作用于计算主梁上时 1）简支梁在计算点处产生的影响线 2）刚性支承连续梁中间支点反力对计算点产生的影响线 3）由于弹性支承使支点反力减小 荷载不作用于计算主梁上时 只有由于横梁分配过来的弹性支承反力对计算截面产生的影响线 两跨连续梁，中间支点处的反力  3. 横梁

2第7章 斜弯桥计算分析简介.ppt