斜拉桥计算>计算内容

斜拉桥计算内容   需要计算的部位： 主塔、主梁、斜拉索、局部构件；   主要荷载： 恒载、预应力、活载、日照温差、常年温差、基础不均匀沉降、风荷载、地震荷载；   计算项目： 自重总体内力计算， 活载内力计算， 温差、基础不均匀沉降内力计算， 横梁计算， 关键部位局部应力验算， 静力稳定性验算， 风荷载稳定性验算， 地震荷载作用下内力验算， 主梁挠度计算。

斜拉桥计算>计算方法

斜拉桥计算方法   成桥状态合理索力的确定： 刚性支承连续梁法。   施工阶段斜拉索初张力确定： 倒拆法，无应力状态法。   自重内力计算： 一般需采用有限元程序按施工过程进行模拟跟踪计算，简化方法只是用于早期的斜拉桥。   活载内力计算： 活载内力一般通过影响线加载计算。   斜拉桥内力计算中的非线性因素： 中小跨度斜拉桥可以不考虑非线性的影响，大跨度斜拉桥计算必须考虑以下几种非线性因素： １、几何非线性：因为结构的变形较大，变形不能被忽略。 ２、斜拉索垂度影响：一般折算为弹性模量的损失，即采用EANST公式修正弹性模量。 ３、材料非线性影响：钢筋混凝土等材料在应力较高的情况下不符合虎克定理。   横梁计算： 横梁是空间受力，很复杂。要做空间分析才能说明清楚，简化计算时双索面斜拉桥按简支梁计算，单索面按悬臂梁计算。   关键部位局部应力验算： 斜拉索索力比一般预应力大很多，塔柱锚固区、索梁交叉点、梁体的锚固区均需特别作应力分析。   主梁静力稳定性验算： 斜拉桥主梁是受压构件，必须验算其稳定性，验算分两类；   一类是稳定验算假定材料在失稳时仍处于弹性状态；   一类是稳定验算(弹塑性稳定验算)假定某局部应力达到材料屈服强度时该局部发生屈服，全结构产生应力重分布，以此类推，其它截面也发生屈服，直到全结构退化为机动体系，结构失稳。   抗风稳定性验算： 斜拉结构刚度小，在风荷载作用下除产生静风压外，在空气动力作用下可能导致桥梁震动，当震动与结构自身频率发生共振时，可能导致结构失稳。抗风问题是目前斜拉桥计算的前沿问题，一般通过理论加试验的方法进行验算判断。

悬索桥计算

悬索桥计算 计算内容      需要计算的部位：加劲梁、主塔、鞍座、锚锭、吊索以及一些局部构件        计算项目： 自重总体内力计算； 活载内力计算； 温差、基础不均匀沉降内力计算； 关键部位局部应力验算； 静力稳定性验算；风荷载稳定性验算； 主缆挠度计算； 计算方法 成桥计算方法      成桥状态确定合理的主缆长度和鞍座偏移量，采用基本的力学公式和应变协调原理即可。 计算步骤      先分析吊索的恒载内力，求出主缆平衡位置，确定主缆与鞍座的切点位置； 施工计算方法      1、主缆各索段无应力索长计算，用反算法      2、挂索初始状态计算，主要由鞍座退回量计算      3、吊索阶段的结构状态，用逆施工过程进行非线形倒退计算。 主塔稳定性计算      主塔不仅受到自重、风荷载、地震荷载、温度荷载，而且还要承受由主缆传来的荷载作用，不仅有竖向荷载还载塔顶产生顺桥向和横桥向的水平位移，当两根主缆受力不一致时，塔还会受扭，要对塔进行静力计算和稳定性验算。 局部应力分析     一般无法对悬索桥进行全桥三维应力分析，只能用桥梁空间杆系专用程序与有限元方法综合的方法，通过合理的简化与力学变换，可以实现悬索桥的三维应力分析。

桥面板计算

弯矩简化计算  在工程实践中常用简化的计算方法来计算桥面板的内力：  多跨连续单向板（长宽比大于等于2） 在弯矩计算时，先算出一个跨度相同的简支板在恒载和活载作用下的跨中弯矩，乘以偏安全的经验系数加以修正，以得到跨中支点的设计弯矩。  悬臂板的内力 计算悬臂板根部荷载弯矩时，最不利的荷载位置是把车轮荷载对中布置在铰接处。  双向板的内力（长宽比小于2） 利用弯矩影响线加载，或利用现成的弯矩图表来计算。

超静定预应力混凝土梁桥次内力计算

次内力及其产生原因 超静定预应力混凝土在各种内外因素的综合影响下，结构因受到强迫的挠曲变形或轴向伸缩变形，所以在结构多余约束处产生多余的约束力，从而引起结构附加内力，这部分附加内力一般统称为结构次内力(或称二次力)。我们主要研究预加力的次内力、徐变收缩次内力、温度次内力、墩台沉降次内力等。 预应力次内力 1、基本概念 掌握初预矩、次力矩、吻合索、线性转换原则    初预矩：预加力在每个截面上对重心轴所产生的弯矩值称为初预矩。    次力矩：在超静定结构中，由于多余约束的存在，约束了结构的变形，产生了赘余反力，赘余反力在梁内引起的弯矩值称为次力矩。    吻合束：应用线形原理，将预应力束筋的重心线转换至压力线上（即把由于次力矩引起的压力线和束筋重心线之间的偏离调整掉），此时可以使预加力的总力矩不变，而次力矩为零。称这种次力矩为零的束筋位置为吻合束位置。    线形原理：超静定梁中，预加力产生的次力矩是线形的，由此引起的混凝土压力线和束筋重心线的偏离也是线形的；而混凝土梁的压力线只与束筋的梁端偏心矩和束筋在跨内的形状有关，与束筋在中间支点上的偏心矩无关。由此可见，只要保持束筋在超静定梁中的两端位置不变，保持束筋在跨内的形状不变，只改变束筋在中间支点上的偏心矩，则梁内混凝土压力线不变，亦即总预矩不便，这称为超静定梁中的预应力束筋的线形转换原则。 2、计算方法 1、用力法求解预加力次力矩(分连续配筋和局部配筋) 2、用等效荷载法求解预加力的总预矩,即把预加力对混凝土的作用用等效荷载的形式来代替，然后再求解 收缩徐变次内力 1、收缩徐变的特点及对桥梁结构的影响 收缩：混凝土在空气中结硬、体积变小的现象。 徐变：混凝土中应力保持不变，应变随着荷载持续时间而增长的现象。 收缩和徐变是混凝土作为粘滞弹性体的两种于时间有关的变形性质。收缩和徐变在成桥后会长期发生，不断变化，并引起结构内力重分布，对结构产生影响。典型的因为收缩徐变对桥梁结构产生的影响有： ·钢筋混凝土、预应力混凝土等配筋构件中，随时间变化的混凝土徐变、收缩受到内部配筋的约束将导致内力重分布； ·预制的混凝土梁或钢梁与就地浇筑的混凝土板组成的结合梁，将由于各组成部分具有不同的徐变收缩值导致内力的重分布。 ·分阶段施工的预应力混凝土超静定结构，发生体系转换时从前期结构继承下来的应力状态产生的徐变受到后期结构的制约，将导致内力和支点反力的重分布。 ·徐变对细长混凝土压杆所产生的附加挠度时验算压杆屈曲稳定的重要内容。 2、收缩徐变的表示方法(应力-应变公式) 根据研究的结果发现，当混凝土的应力不超过其极限强度的50%时，徐变表现出与初始弹性变形成比例的线形关系。在计算徐变次内力时，我们以徐变线形理论为基础，通过引入徐变特性系数，修正徐变初始用混凝土瞬时弹性应变来表示徐变应变，并由此得到考虑徐变的应力应变关系。 3、收缩徐变次内力计算的两种思路 1)微分平衡:即狄辛格法，基于在时间增量内变形协调原理计算 2)积分平衡：即换算模量法，引入时效系数，直接建立超静定结构在t时刻的变形协调条件来建立方程求解。 4、收缩徐变次内力的总趋势 墩台沉降次内力 墩台基础的沉降与地基土壤的物理力学特性有关，一般随时间而递增，经过相当长的时间，接近沉降终极值。为了简化分析，我们假定沉降变化规律类似于徐变变化规律来进行计算。其基本的表达式为： 温度次内力 一、温度对结构的影响 温度对结构的影响可以从年温变化、日照温差和骤然降温三个方面考虑，其中年温变化温变缓慢，沿截面高度方向均匀变化，结构整体变形，内力变化也比较均匀，对超静定结构一般也不引起次内力，计算比较简单。日照温差和骤然降温都属于局部温度变化，其中骤然降温作用范围也是结构整体，引起较大的应力，但分布比较均匀。日照温差作用于局部范围，分布不均匀，将引起结构局部较大的应力变化而引起次内力。日照温差的计算是最为复杂的。 二、温度自应力计算 温度的自应力计算主要是确定温度分布后，利用混凝土线膨胀系数，形成温度荷载，并在截面内建立混凝土温度变形协调条件得到。根据内力自平衡原理计算而得。 三、温度次内力计算 当结构为超静定体系时，结构变形受到约束将引起次内力，此时可用结构力学对超静定问题的处理方法进行。

桥梁实用空间分析

实际桥梁受力方式 对于一座梁式板桥或者多片主梁，通过桥面板和横隔梁做成的梁桥，它们的受力特性属于空间结构范畴。当荷载作用在桥上时，由于结构的整体作用，各主梁不同程度的产生挠曲而形成一个挠曲面，显示了结构变形与受力的空间特征。 横向分布计算思路 在实际计算中，把近似的内力影响面在X和Y方向进行变量分离，采用两个单值函数的乘积来代替由一个双值函数表示的精确内力影响面。即：η(x,y)=η(x)η(y)。使桥梁空间结构的受力分析可以用荷载横向分布影响线η(y)结合主梁平面内力影响线η(x)来近似替换，即把空间结构的内力计算问题合理的转化为平面问题来解决。 横向分布系数 当把活载按横向最不利位置布置在荷载横向影响线上，求得各片主梁分配到的横向荷载的最大值为mo，此mo表示主梁在横向分配到的最大荷载比例，即称为荷载横向分布系数。 横向分布系数的计算方法：    杠杆法 在横向把桥面板看作直接搁在横梁上的简支板，按简支梁的形式布载来求得结果，此方法叫杠杆法，适用于桥面结构互不相连的情况。     刚性横梁法 把横梁看作完全刚性的结构，将作用在偏离扭转中心的横梁上的集中荷载简化为作用在扭转中心荷载和作用在扭转中心的弯矩，以此分别计算其效应，把两者的结果相向叠加，此方法称为刚性横梁法。对于各片主梁的扭转，可以通过考虑主梁的自由扭转抗力矩修正。    刚接梁法-铰接梁法 把桥跨结构在纵向沿主梁连接处切开，分割成为单片主梁，切口处以赘余力取代，把整个结构看作为用这些赘余力连接起来的超静定结构，然后用力法求解。考虑相邻两片主梁结合处横向弯矩和竖向剪力赘余力的，叫做刚接梁法；只考虑竖向剪力的，叫做铰接梁法。    G-M法 对于主梁连续的桥面板和多横隔梁组成的梁桥，当其宽度与其跨度比较大时，将其比拟简化为一块矩形的正交异性板，用几何异性来代替材料异性，按古典弹性理论来进行分析的方法叫G-M法。