橋梁結構理論閉卷

2021-03-04 09:36:43 字數 4910 閱讀 7436

1畸變:畸變是伴隨扭轉而產生的,由於畸變的存在,截面發生翹曲而在縱向產生翹曲正應力和翹曲剪應力,同時在橫向還產生橫向框架應力。

2溫度自應力(溫度自約束應力):在結構物內部某一構件單元中,因纖維間的溫度不同,所產生的應變差收到纖維間的相互約束而引起的應力。

3溫度次應力(溫度次約束應力):結構或體系內部各構件,因構件溫度不同所產生的不同變形受到結構外支承約束所產生的次內力的相應應力。

4溫度分布:在混凝土結構中,某一時刻結構內部與表面各點的溫度狀態即為溫度分布。

5匝道:專供跨線結構物上下相交道路的轉彎車輛行駛。

6解肢法:對於恆載作用下超靜定結構某處的剪力滯效應,觀察沿跨徑方向的彎矩圖中的一系列反彎點,再反彎點處因為彎矩為零而剪力不為零,有效分布寬度不需要考慮。這樣就把超靜定箱梁解肢為許多變高度的簡支梁

7有限條法:有限條法是一種混合法,它具有一般結構法和有限元法的優點。有限條方法將結構離散成有限條單元,即單元沿結構縱向劃分為「條」,條間縱向用接線連線。

8超載能力:指結構所能承受的超過設計工作荷載的那部分荷載,可寫為式中: -某限定條件下結構的承載能力,如; -設計工作荷載。

(在某種限制條件下,結構所能承所的最大工作荷載與其設計工作荷載的差值即為其超載能力。)

9殘餘承載力:以損傷後的結構(如截面被削弱,某構件損傷或破壞等)所計算的承載力為其殘餘承載力。

10特徵裂縫寬度:指假定裂縫寬度屬於正態分佈,其均方差為0.1,失效率為5%時的裂縫寬度。

11擋土牆:用來支承天然邊坡或人工填土邊坡以保證上體穩定的結構物。

12支座:位於橋梁發的上部結構與墩台之間,其作用是將橋跨結構上的各種荷載反力傳遞到墩台上同時保證橋跨結構所要求的位移和轉動,使上、下部結構的實際受力情況與計算理論圖示相符合。

13膠體結構:採用膠結材料將砂石等塊材連線成整體的結構物。

14正交異性板:由於結構剛度在相互垂直的兩個方向上有所不同,因而造成結構上的各向異性的板結構。

15粘結滑移理論:由英國的saligar於2023年提出,認為鋼筋的應力是通過鋼筋與混凝土之間的粘結應力傳給混凝土的,由於鋼筋和混凝土之間產生相對滑移,變形不再一致而導致裂縫開展。

16撓度理論:拱橋考慮撓度影響後內力大於不考慮此影響的內力,滿足三個分析假定a平截面假定b彈性中心不動假定c恆載活載可疊加假定。

17剪力滯效應:狹窄翼緣外的剪下扭轉變形不大,其受力效能接近於簡單梁理論的假定,由於這部分變形的存在,使得遠離粱肋部分不參與承彎工作,即翼緣上的壓應力隨離粱肋距離的增大而減少,這種現象稱為剪力滯效應。

18板的有效分布寬度:梁在承受彎矩時,並不是單純粱肋寬度上承受應力,而是一部分翼緣板也參與工作,只不過遠離粱肋的翼緣板參與工作程度較低。

19懸壁板的有效工作寬度:a車輪荷載通過鋪裝層傳遞到橋面板上是按45度傳遞,並近視取矩形計算b輪壓分布後的外緣在平面上按45度分布後得到有效分布寬度。

20線性撓度理論:若引數βg、βq為已知時,則求解贅餘力方程組成為線性方程組,內力與荷載呈線性關係,疊加原理仍將使用,因而可以用影響線方法來求內力,稱為線性撓度理論。

21無滑移理論:假設沿鋼筋的水平面上鋼筋與混凝土之間不存在相對滑移,鋼筋處的裂縫寬度應該為零,裂縫開展的外形呈楔形,在混凝土邊沿上裂縫最寬。按無滑移理論,裂縫形成的主要原因是鋼筋周圍混凝土的變形所引起的。

22有限位移法:通過點的平面方程求出該點位移,再通過位移反推出各單元內力的有限元法。

23沖刷:

24徐變:當荷載作用在砼上,試件首先發生瞬時彈性變形,隨後隨時間緩慢的進一步增加變形,這種緩慢增加的變形稱為徐變變形。

25收縮:在無荷載情況下,砼構件隨時間緩慢變形,這種變形稱為砼的收縮變形。

26整個結構的平衡方程,其中-整體剛度矩陣, -荷載列陣, -整個結構的結點位移列陣

27 這是正交材料異性板的彎曲平衡微分方程。剛度引數為: ,

28sanko-bakht法:無限寬懸臂板上作用集中荷載p,分布彎矩m(x,y)應滿足以下四個條件:a峰值條件: b平衡條件: c邊界條件: d對稱條件:

基於此,沙柯給出當y當荷載位於懸臂行車道板橫向自由邊緣附近時,加拿大bakht b.給出的集中荷載產生的懸臂根部彎矩m(x,0)為

由於無限寬懸臂板和半無限寬懸臂板計算公式分別由sanko和bakht推出,故將其成為s-b法。

29剪力滯效應變分解法的平衡微分方程,n與k稱作瑞斯納引數。

30 閉口箱梁約束扭轉微分方程

31箱形梁抗畸變翹曲慣矩,箱形梁抗畸變翹曲剛度,箱形梁抗畸變框架剛度,箱形梁上分布的畸變垂直分力的力偶,箱形梁的畸變角(弧度),箱形梁的畸變雙力矩,

32按齡期調整的有效模量,為從至t時間內的徐變係數,為老化係數

33有效慣矩法:是將帶裂縫工作的梁,沿梁長不同的慣性矩用乙個沿梁長一樣的名義慣性矩,即謂之「有效慣矩」來計算梁的撓度值。

34,這個公式是有效慣矩法中branson建議的有效慣矩,式中-未開裂截面的換算慣矩; -開裂截面的換算慣矩; -開裂彎矩;m-使用荷載作用下的彎矩;m-指數,對於鋼筋混凝土,m=3.0。

35等效拉力法:等效拉力法是用裂縫間混凝土所承受的拉力,去折算按混凝土不受拉假定所計算的裂縫處鋼筋拉力,從而起到修正剛度的作用。

36比較拱橋撓度理論和彈性理論。

簡單拱的彈性理論分析比較成熟,無論是豎向、水平向、側向荷載作用下,忽略軸向力影響時,用力法計算相當簡便。應注意的是:簡單地將軸力從拱的平面方程中分離出來,單考慮「彈性壓縮」的影響,是一種非常近似的簡化計算方法。

軸力對變形的貢獻在大跨徑拱橋或剛度較小的拱橋中不容忽視。拱橋考慮撓度後內力大於不考慮此影響的內力,這意味著應用彈性理論所設計的拱橋存在不安全隱患。用撓度理論分析拱橋要使用幾個假定:

平截面假定,即截面法線方向與切線方向的夾角在變形前後保持不變;彈性中心不動假定,即將拱軸變形引起彈性中心位置的改變量忽略不計;恆活載可疊加假定,即認為可將恆活載分別分析,然後疊加求得總內力。

彈性理論對一般跨徑的拱橋內力變形分析計算,不會引起太大的偏差。但對於大跨徑拱如果仍然採取彈性理論的分析方法就會產生較大的偏差。因為這種方法沒有考慮拱腳推力與拱軸撓度相互作用產生的附加內力的影響,也沒有在理論微分方程中計入軸向力的影響,而將軸力產生的拱圈彈性壓縮變形對內力的影響分別出來計算。

隨跨徑的增大,這些影響產生的誤差可達20%以上,但偏於不安全。尤其是大跨徑混凝土拱橋還應計入時間因素(如混凝土徐變)等非線性因素引起的不容忽視的影響,除此之外,材料非線性也將對大跨徑拱橋產生較大影響。

拱橋的撓度理論是非線性理論,拱的推力與撓度連在一起。因此,只能通過迭代逐步逼近,直至前後兩次迭代結果誤差達到精度要求為止。

37以雙室箱梁截面解釋比擬桿法。

假定薄壁箱梁是由許多理想化的加勁杆組成。其間的薄板將加勁杆連在一起共同受力。解析步驟如下:

將箱梁看做理想化的加勁杆與等效薄板的組合體進行受力分析;理想化的加勁杆承受軸力,而等效的薄板僅承受水平剪力;理想化的加勁杆的截面積等於實際加勁杆面積再加上鄰近薄板所提供的面積。

38有線條法提高計算精度。

a選用複雜函式;b增加節線自由度如板條;c條內加入內節線;d綜合使用組合條;e對樣條有限條還可變間距或加密間距。一般的有限條位移函式,只能使條的橫向斜率和位移在節線處(或板條)連續,但條的曲率和彎矩不能滿足連續條件,且自由邊上的彎矩也不等於零,可通過增加節線上的自由度和在條內加入內節線來解決(高階有線條)

39以索支承橋為例,簡述變形協調法基本原理。

假定a所有的斜索與塔柱之間為鉸接b主梁通過塔墩時,是簡支在橋墩上c塔柱固接在橋墩上d主梁與塔柱的軸向變形可忽略不計。變形協調法是針對組合結構整體分析提出來的,橋道系(加勁梁)採用了收斂速度較快的正弦級數來表示內力及變形,而另一部分結構(拱、索、塔等)均採用了精確解析法來表示其內力和變形。另外,若要考慮索的幾何非線性影響,可在每一次迴圈中修改拉索剛度ki,同時也可考慮索塔於主梁的軸向變形來分析。

40剪力滯效應與有效工作寬度的應用。

二者概念相同。剪力滯效應用不均勻力表示,有效工作寬度用等效板寬表示。有效工作寬度用於開口截面,而剪力滯一般用於閉口截面。

在橋梁設計中恆載二期恆載預加力均在橫截面上產生剪力滯效應,其中恆載佔主導地位。因此,要按恆載彎矩值拋高設計,但是拋高多少要通過值計算確定。

41以箱梁為例,簡述懸臂板有效分布寬度。

板在區域性分布荷載p作用下,不僅直接承壓部分的板參加工作,與其相鄰的部分板帶也會分擔一部分共同參與工作。因此橋面板的計算中,需要確定所謂板的有效工作寬度。懸臂行車道板的兩個基本假定無論是t型還是箱型梁均假定梁肋的抗彎剛度遠遠大於行車道板的剛度,故懸臂行車道板的根部應視為嵌固端。

在活載(包括人群荷載)作用下懸臂行車道板如果按橫向受彎計算,可以利用荷載有效分布寬度的概念來確定板的計算寬度。規範中對懸臂板上作用集中荷載在垂直跨徑方向的有效分布寬度,按下式計算:,式中:

-垂直於懸臂板跨徑的車輪荷載分布寬度, -垂直於懸臂板跨徑的車輪著地尺寸; -平行於懸臂板跨徑的車輪著地尺寸外緣通過鋪裝層分布線至腹板外邊緣的距離;h-鋪裝層厚度。此公式在懸臂長度小於2.5m的懸臂板時與真實的受力狀態較為接近,計算結果可以接受;若計算大於2.

5m的懸臂板則將造成配筋過少,對結構偏不安全。在計算長懸臂行車道板方面有其他的理論:英國利物浦大學沙柯公式,貝達**計算公式,同濟大學張士鐸教授的計算公式等。

當懸臂板長度大於2.5m時,常截面可採用沙柯公式,變截面採用**公式,並應考慮正彎矩的配筋以避免可能出現下縫開裂。

42以簡支梁為例,簡述橋面板的有效分布寬度。

梁在承受彎矩時,並不是單純粱肋寬度上承受應力,而是一部分翼緣板也參與工作,只不過遠離粱肋的翼緣板參與工作程度較低。假定:a初等梁理論仍適用於梁肋bt/h小於1/5,忽略翼緣板抗彎剛度c沿翼板厚度方向法向力變化不大,認為σx是常量d不產生翼板屈曲現象。

有效分布寬度實質上是剪力滯效應的反應,由於目前橋梁設計多用二維平面解析,故荷載的有效分布寬度仍需計算。

以簡支梁為例,簡述橋面板的有效分布寬度:梁在承受彎矩時,並不是單純粱肋寬度上承受應力,而是一部分翼緣板也參與工作,只不過遠離粱肋的翼緣板參與工作程度較低。假定;a初等梁理論仍適用於梁肋bt/h小於1/5,忽略翼緣板抗彎剛度c沿翼板厚度方向法向力變化不大,認為σx是常量d不產生翼板屈曲現象。

有效分布寬度實質上是剪力滯效應的反應,由於目前橋梁設計多用二維平面解析,故荷載的有效分布寬度仍需計算。

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第五章斜橋計算理論 本章介紹斜交橋的引數及斜交板的受力特徵 各項同性斜交板的微分方程 斜梁橋的計算 超靜定簡支斜樑的內力。最後做一小結。5.1 斜交橋的引數及受力特徵 1 斜梁排 當斜交板或斜交梁排的斜交角 見圖5 1圖示定義 小於20 時,一般可忽略斜交作用,按斜交跨徑的正交橋進行分析計算,這樣計...

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