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    桥梁安排中“预备宽度”观念的总结

    桥梁安排中“预备宽度”观念的总结

       208 5 2015 年 9 9 月 路桥工程 工程技术 路桥工程 桥梁设计中“计算宽度”概念的总结 杨青山1 齐 斐 2 1.同济大学,上海 200092 2.陇东学院,甘肃 庆阳 745000 摘要:桥梁结构设计计算中,无论上部结构还是下部结构均多处涉及到“计算宽度”的概念。文章作者将公路桥梁设计规范中涉及“计算宽度”的条文归纳总结,供公路桥梁设计者借鉴。 关键词:桥梁结构;计算宽度;总结 中图分类号:U442.5 文献标识码:A 文章编号:1671-5586(2015)51-0208-01 桥梁结构尺寸通常较大,承重结构与传力结构连成空间整体结构,受力较为复杂。无论是桥梁上部的梁体结构计算,还是下部的桩以及桩基承台计算,都存在着荷载效应分布不均的情况。引入“计算宽度”的概念,可以把空间计算问题合理地简化为平面结构问题来解决,是种实用的计算方法。 1 上部结构 T 1.1 T 梁 T 梁受弯时翼缘在横向力和偏心边缘剪力流作用下,产生剪扭变形,不能与梁肋一样服从平截面假定。当腹板间距较大时,翼缘剪扭变形较大,远离梁肋翼缘不参与承弯工作,受压翼缘上压应力随离梁肋的距离增加而减小,产生剪力滞效应。为使平截面假定能用于 T 梁分析,引入“翼缘计算宽度”概念。公路混凝土桥规 4.2.2 条规定 T 梁翼缘计算宽度取下列三者中最小值:(1)对于简支梁,取计算跨径的 1/3。对于连续梁,各中间跨正弯矩区段,取该计算跨径的 0.2 倍;边跨正弯矩区段,取该跨计算跨径的 0.27 倍;各中间支点负弯矩区段,取该支点相邻两计算跨径之和的 0.07 倍;(2)相邻两梁的平均间距;(3) ,b 为梁腹板宽度, 为承托长度, 为受压区翼缘厚度。当 时,上式 应以 代替,此处 为承托根部厚度。 1.2 箱梁 箱形截面梁翼缘计算宽度,其原理与 T 形截面梁一样。特别是宽箱梁,剪力滞效应较为明显。翼缘内弯曲应力呈曲线 版混凝土桥规采用《德国规范 DIN1075》推荐的方法,箱形截面梁在腹板两侧上下翼缘计算宽度 按下列规定计算:简支梁和连续梁各跨中部梁段,悬臂梁中跨中部梁段 ;简支梁支点,连续梁边支点及中间支点,悬臂断悬臂段 ;式中 为腹板两侧上下各翼缘的实际宽度, 为对应的计算宽度,i=1,2,3,....。桥梁工程师中文版。 , 为相应的计算系数,与各翼缘实际宽度与理论跨径比值有关,根据规范查取,可近似拟合为如下关系: 以一(35+60+35)m 斜腹板变高度现浇连续箱梁为例:顶板宽 17.8m,两侧悬臂 2.7m,中跨跨中标准断面梁高 2m,底板宽 11.4m,顶底板厚均为 25cm,腹板厚 40cm;中墩顶断面梁高 3.6m,底板宽 8.5m,顶底板厚分别为 45cm、85cm,腹板厚 65cm。按全预应力构件计算,以下为计算结果对比: 表 1 计算结果对比 组合方式 计算截面 考虑计算宽度 不考虑计算宽度 标准效应组合(Mpa) 墩 顶 附 近 15.30 14.47 中 跨 跨 中 12.65 12.65 短期效应组合(Mpa) 墩 顶 附 近 0.07 0.48 中 跨 跨 中 2.14 2.11 极 限 抗 力(kNm) 墩顶 -4.23e5 -4.30e5 中跨跨中 1.08e5 1.07e5 从以上结果可以看出,对于三跨变高连续梁,通常中墩顶处截面控制设计,考虑计算宽度后这一现象更为明显。标准组合下,墩顶截面相差 5%,跨中几乎无差别;短期效应组合下,墩顶截面相差较大,跨中几乎无差别。短期效应抗裂验算较难通过;极限抗弯能力差别为 1%左右。在计算上部 T梁或箱梁计算宽度时,需注意以下几点:(1)预加力产生的混凝土法向应力 或 = ,A 按翼缘全宽取值,I 按计算宽度取值;(2)按计算宽度计算时,可以不考虑中性轴高度变化;(3)箱梁各翼缘实际宽度 划分应遵循梁格划分原则,即各片梁中性轴尽量保持在同一高度。 2 下部结构 类似上部结构,在下部结构部分构件计算过程中,也存在着荷载效应分布不均的情况。 2.1 桩基承台 当桩中心距较小时承台计算宽度取全宽,当桩中心距较大时,承台断面横向受力不均,靠近桩的断面应变更大,按计算宽度计算结果将更加接近实际情况,根据混凝土桥规8.5.2 条计算。 如上图桩基承台,y 方向桩中心距为 3m 小于三倍桩径,所以y 方向承台截面计算时,计算宽度取全宽;x 方向桩中心距为 5.2m 大于三倍桩径,其计算宽度 m 2.2 m 法中桩计算 m 法计算桩基荷载效应时,假定桩侧土体为离散线性弹簧,不考虑桩土之间的粘着力与摩阻力,视桩为弹性构件。桩受到横向作用后,桩土协调变形,任一深度处所产生的桩侧土水平抗力与该点水平位移成正比,且地基系数随深度成正比增长,得到桩的挠曲方程: 式中 B 为桩计算宽度,桩土共同作用下,除了桩径范围内土体发生变形,桩附近的土体也会发生变形。故 B 将大于桩径。根据《公路桥涵地基基础设计规范》P.0.1,对于图 2中桩的计算宽度计算如下: (1)x 方向 , , ,; (2)y 方向 , , , ; 两方向桩的计算宽度均大于桩径。 3 总结 引入“计算宽度”概念,简化了桥梁结构上下部结构的计算思路,应用广泛,在实际设计中涉及较多,应予重视。 参考文献 [1]范立础 桥梁工程 北京:人民交通出版社,2001. [2]孙广华 德国关于桥梁翼板计算宽度的规定[J] 公路1997(3):39-41. · 208 · 5 2015 年 9 9 月 路桥工程 工程技术 路桥工程 桥梁设计中“计算宽度”概念的总结 杨青山1 齐 斐 2 1.同济大学,上海 200092 2.陇东学院,甘肃 庆阳 745000 摘要:桥梁结构设计计算中,无论上部结构还是下部结构均多处涉及到“计算宽度”的概念。文章作者将公路桥梁设计规范中涉及“计算宽度”的条文归纳总结,供公路桥梁设计者借鉴。 关键词:桥梁结构;计算宽度;总结 中图分类号:U442.5 文献标识码:A 文章编号:1671-5586(2015)51-0208-01 桥梁结构尺寸通常较大,承重结构与传力结构连成空间整体结构,受力较为复杂。无论是桥梁上部的梁体结构计...

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    2019-10-09 08:49
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