预拱度的计算

3.5挠度、预拱度的计算

一、变形(挠度)计算的目的与要求

桥梁上部结构在荷载作用下将产生挠曲变形,使桥面成凹形或凸形,多孔桥梁甚至呈

波浪形。因此设计钢筋混凝土受弯构件时,应使其具有足够的刚度,以免产生过大的变形,影响结构的正常使用。

过大的变形将影响车辆高速平稳的运行,并将导致桥面铺装的迅速破坏;

车辆行驶时引起的颠簸和冲击,会伴随有较大的噪音和对桥梁结构加载的不利影响; 构件变形过大,也会给人们带来不安全感。

变形验算是指钢筋混凝土桥梁以汽车荷载(不计冲击力)计算的上部结构最大竖向挠

钢筋混凝土梁桥允许的挠度值

度,不应超过规定的允许值。《公桥规》对最大竖向挠度的限值规定如下表:

注:1.此处L为计算跨径,L1为悬臂长度;

2.荷载在一个桥跨范围内移动产生正负不同的挠度时,计算挠度应为其正负挠度的最大绝对值之和。 二、刚度和挠度计算

桥梁的挠度,根据产生原因可分成永久作用(结构自重力、桥面铺装、预应力、混凝永久作用产生的挠度是恒久存在的且与持续的时间有关,可分为短期挠度和长期挠土徐变和收缩作用等)产生的和可变作用(汽车、人群)产生的两种。

度。可变作用产生的挠度是临时出现的,在最不利的作用位置下,挠度达到最大值,随着可变作用位置的移动,挠度逐渐减小,一旦可变作用离开桥梁,挠度随即消失。

永久作用产生的挠度并不表征结构的刚度特性,通常可以通过施工时预设的反向挠度可变作用产生的挠度,使梁产生反复变形,变形的幅度越大,可能发生的冲击和振动(即预拱度)来加以抵消,使竣工后的桥梁达到理想的设计线形。

作用也越强烈,对行车的影响也越大。因此,在桥梁设计中,需要通过验算可变作用产生的挠度以体现结构的刚度特性。

钢筋混凝土和预应力混凝土受弯构件,在正常使用极限状态下的挠度,可根据给定的构件刚度用结构力学的方法来计算。对于均布荷载作用下的简支梁,跨中最大挠度值为:

f=

4

384EI

ql

4

=

548

MlEI

2

=

548

Mlb

2

(1)钢筋混凝土构件

B=

(

B0

McrMs

)+[1-(

2

McrMs

)]

2

B0Bcr

Mcr=γftkW0; γ=2S0/W0

(2)预应力混凝土构件

1) 全预应力混凝土和A类预应力混凝土构件 B0=0.95EI0 2) 允许开裂的B类预应力混凝土构件 在开裂弯矩Mcr作用下: B0=0.95EI0 在(Ms-Mcr)作用下:Bcr=EIcr 开裂弯矩: Mcr=(σ

pc

+γftk)W0

受弯构件在使用阶段的挠度应考虑荷载长期效应的影响(长期挠度),即按荷载短期

效应计算的挠度值,乘以挠度长期增长系数η0,可按下列规定取值:

当采用C40及以下混凝土时,η0=1.60;

当采用C40~C80混凝土时,η0=1.45~1.35,中间强度等级可按直线内插取用。 三、预拱度

钢筋混凝土受弯构件预拱度可按下列规定设置:

1) 荷载短期效应组合并考虑荷载长期效应影响产生的长期挠度不超过L/1600时,可不设预拱度;

2) 不符合上述规定则应设预拱度,预拱度值应按结构自重和1/2可变荷载频遇值计

算的长期挠度值之和采用。预拱度的设置应按最大的预拱度值按顺桥向做成平顺的曲线。

3.5挠度、预拱度的计算

一、变形(挠度)计算的目的与要求

桥梁上部结构在荷载作用下将产生挠曲变形,使桥面成凹形或凸形,多孔桥梁甚至呈

波浪形。因此设计钢筋混凝土受弯构件时,应使其具有足够的刚度,以免产生过大的变形,影响结构的正常使用。

过大的变形将影响车辆高速平稳的运行,并将导致桥面铺装的迅速破坏;

车辆行驶时引起的颠簸和冲击,会伴随有较大的噪音和对桥梁结构加载的不利影响; 构件变形过大,也会给人们带来不安全感。

变形验算是指钢筋混凝土桥梁以汽车荷载(不计冲击力)计算的上部结构最大竖向挠

钢筋混凝土梁桥允许的挠度值

度,不应超过规定的允许值。《公桥规》对最大竖向挠度的限值规定如下表:

注:1.此处L为计算跨径,L1为悬臂长度;

2.荷载在一个桥跨范围内移动产生正负不同的挠度时,计算挠度应为其正负挠度的最大绝对值之和。 二、刚度和挠度计算

桥梁的挠度,根据产生原因可分成永久作用(结构自重力、桥面铺装、预应力、混凝永久作用产生的挠度是恒久存在的且与持续的时间有关,可分为短期挠度和长期挠土徐变和收缩作用等)产生的和可变作用(汽车、人群)产生的两种。

度。可变作用产生的挠度是临时出现的,在最不利的作用位置下,挠度达到最大值,随着可变作用位置的移动,挠度逐渐减小,一旦可变作用离开桥梁,挠度随即消失。

永久作用产生的挠度并不表征结构的刚度特性,通常可以通过施工时预设的反向挠度可变作用产生的挠度,使梁产生反复变形,变形的幅度越大,可能发生的冲击和振动(即预拱度)来加以抵消,使竣工后的桥梁达到理想的设计线形。

作用也越强烈,对行车的影响也越大。因此,在桥梁设计中,需要通过验算可变作用产生的挠度以体现结构的刚度特性。

钢筋混凝土和预应力混凝土受弯构件,在正常使用极限状态下的挠度,可根据给定的构件刚度用结构力学的方法来计算。对于均布荷载作用下的简支梁,跨中最大挠度值为:

f=

4

384EI

ql

4

=

548

MlEI

2

=

548

Mlb

2

(1)钢筋混凝土构件

B=

(

B0

McrMs

)+[1-(

2

McrMs

)]

2

B0Bcr

Mcr=γftkW0; γ=2S0/W0

(2)预应力混凝土构件

1) 全预应力混凝土和A类预应力混凝土构件 B0=0.95EI0 2) 允许开裂的B类预应力混凝土构件 在开裂弯矩Mcr作用下: B0=0.95EI0 在(Ms-Mcr)作用下:Bcr=EIcr 开裂弯矩: Mcr=(σ

pc

+γftk)W0

受弯构件在使用阶段的挠度应考虑荷载长期效应的影响(长期挠度),即按荷载短期

效应计算的挠度值,乘以挠度长期增长系数η0,可按下列规定取值:

当采用C40及以下混凝土时,η0=1.60;

当采用C40~C80混凝土时,η0=1.45~1.35,中间强度等级可按直线内插取用。 三、预拱度

钢筋混凝土受弯构件预拱度可按下列规定设置:

1) 荷载短期效应组合并考虑荷载长期效应影响产生的长期挠度不超过L/1600时,可不设预拱度;

2) 不符合上述规定则应设预拱度,预拱度值应按结构自重和1/2可变荷载频遇值计

算的长期挠度值之和采用。预拱度的设置应按最大的预拱度值按顺桥向做成平顺的曲线。


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