主梁内力计算.pdf

### 主梁内力计算知识点详解 #### 一、简支梁计算方法概述 简支梁是一种常见的桥梁结构形式，其内力计算主要包括恒载内力、预应力内力以及活载内力三个部分。 #### 二、恒载内力计算 **定义与计算原则：** - 恒载是指长期作用于桥梁结构上不变的荷载，如结构自重、桥面铺装等。 - 计算时需根据实际结构尺寸确定恒载集度。 - 在计算应力时，将恒载直接作用在结构上进行计算，需要注意的是，应根据施工方法确定荷载作用的具体位置。 **计算方法：** - 结构自重及其他恒载（如桥面铺装、人行道、栏杆等）可以近似地分摊给各片主梁来承担。 - 对于较为精确的计算需求，也可以采用更为复杂的实用空间计算方法来计算。 #### 三、预应力内力计算 **特点与计算原则：** - 简支梁属于静定结构，施加预应力只会产生内力，不会引起二次力效应。 - 预应力的计算主要关注预应力筋产生的拉力及其对混凝土截面的影响。 #### 四、活载内力计算 **定义与计算原则：** - 活载包括汽车荷载、人群荷载等，在计算时较为复杂，需要考虑结构的空间特性。 - 长向采用影响线加载求最不利内力。 - 横向采用横向分布系数考虑车列在横向最不利布置位置。 **计算方法：** - **纵向计算：**利用影响线加载法求最不利内力。 - **横向计算：**利用横向分布系数考虑车辆在横向的最不利布置位置。 #### 五、横梁内力计算 **计算方法：** - 利用横向分布影响线加载求最不利弯矩。 #### 六、实用空间计算方法详解 实用空间计算方法是针对多片主梁组成的桥梁结构，为了简化计算而采用的一种近似计算方法。 **基本原理：** - 将复杂的三维空间问题转化为较为简单的二维平面问题。 - 应用变量分离方法将双值函数η(x,y)分离为两个单值函数的乘积，即η1(x)·η2(y)。 - η1(x)表示单梁某一截面的内力影响线。 - η2(y)表示单位荷载沿横向作用在不同位置时对某梁所分配的荷载比值曲线，即荷载横向分布影响线。 **具体步骤：** 1. **荷载横向分布影响线的确定：** - 借助于荷载横向分布影响线，可以计算出当荷载作用于任意位置时，每片主梁所分担的荷载比例。 - 通常采用杠杆原理法、偏心压力法或横向铰接板(梁)法等方法来确定。 2. **荷载横向分布系数的计算：** - 荷载横向分布系数表示主梁在横向分配到的最大荷载比例。 - 通过在荷载横向分布影响线上按横向最不利位置排列荷载，求得该系数。 3. **内力计算：** - 根据荷载横向分布系数计算出各主梁所分担的荷载，再按照平面问题求解各主梁的内力。 #### 七、荷载横向分布计算方法 **常用方法：** - **杠杆原理法：**将横向结构视作两端简支搁置在主梁上的简支梁或悬臂梁。 - **偏心压力法：**假设横隔梁刚性极大，考虑主梁抗扭刚度影响时，这种方法称为修正偏心压力法。 - **横向铰接板(梁)法：**考虑桥面板和横梁之间的相互作用，适用于铰接结构。 以上方法的选择取决于桥梁的具体构造形式以及所需计算精度。 #### 八、总结 主梁内力计算是桥梁设计中的重要环节，涉及恒载内力、预应力内力和活载内力等多个方面。通过对恒载内力、预应力内力和活载内力的精确计算，可以确保桥梁结构的安全性和经济性。实用空间计算方法作为一种简化计算手段，在保证计算精度的同时大大降低了计算难度，是现代桥梁工程设计中不可或缺的技术手段。