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文檔簡介

1、橋梁工程六大類臨時結構計算知識點及內容施工中的荷載分類: 1、永久荷載:例如結構自重、模板支架自重。2、可變荷載:例如施工人員、施工料具堆放荷載、傾倒混凝土產生的沖擊荷載、振搗荷載、風荷載等。3、偶然荷載:例如爆炸力、撞擊力等。一、結構設計方法公路橋涵設計通用規范(JTG D60-2004)荷載組合:根據各種荷載的重要性,荷載的組合分為六類:組合-: 組合:基本可變荷載(平板掛車或履帶車除外)的一種或幾種,與永久荷載的一種或幾種相組合; 組合:基本可變荷載(平板掛車或履帶車除外)的一種或幾種,與永久荷載的一種或幾種和其它可變荷載的一種或幾種相組合; 組合:平板掛車或履帶車,與結構重量、預加應力

2、、土的重力及土側壓力的一種或幾種相組合; 組合:基本可變荷載(平板掛車或履帶車除外)的一種或幾種,與永久荷載的一種或幾種和偶然荷載中的船只或漂流物的撞擊力相組合; 組合:橋涵在進行施工階段的驗算時,根據可能出現的施工荷載(如結構重力、腳手架、材料機具、人群、風力以及拱橋的單向推力等)進行組合;構件在吊裝時,其自重應乘以動力系數,并可視構件具體情況適當增減; 組合:結構重力、預加應力、土重及土側壓力中的一種或幾種與地震力相組合。一、結構設計方法常用設計方法1、容許應力設計法 以結構構件的計算應力不大于有關規范所給定的材料容許應力的原則來進行設計的方法。材料的容許應力,是由材料的屈服強度,或極限強

3、度除以安全系數而得。 一般的設計表達式為:2、極限狀態設計法 當以整個結構或結構的一部分超過某一特定狀態就不能滿足設計規定的某一功能要求,則此特定狀態稱為該功能的極限狀態,按此狀態進行設計的方法稱極限狀態設計法。分為半概率極限狀態設計法和概率極限狀態設計法。 概率極限狀態設計法:將工程結構的極限狀態分為承載能力極限狀態和正常使用極限狀態兩大類。對承載能力極限狀態采用荷載效應的基本組合和偶然組合進行設計,對正常使用極限狀態按荷載的短期效應組合和長期效應組合進行設計。(見公路橋涵設計通用規范(JTG D60-2004)第4.1.6和4.1.7條) 一、結構設計方法、承載能力極限狀態的荷載效應組合荷

4、載效應組合的設計值S應從下列組合值中取最不利值確定: a.由可變荷載效應控制的組合: b.由永久荷載效應控制的組合: 式中: 永久荷載的分項系數。當其效應對結構不利時對由可變荷載效應控制的組合,應取1.2,對由永久荷載效應控制的組合,應取1.35;當其效應對結構有利時,一般取1.0。 第i 個可變荷載的分項系數,其中Q1為可變荷載Q1的分項系數,一般取1.4。 按永久荷載標準值Gk計算的荷載效應值; 按可變荷載標準值Qik計算的荷載效應值,其中SQ1k為諸可變荷載效應中起控制作用者(一般指車輛荷載); ci 可變荷載Qi的組合值系數,按規定采用; n 參與組合的可變荷載數。 一、結構設計方法、

5、正常使用極限狀態的荷載效應組合 對于標準組合: 一、結構設計方法常用結構設計規范1、公路橋涵設計通用規范 (JTG D60-2004)2、鋼結構設計規范 (GB 50017-2003)3、木結構設計規范 (GB 50005-2003)4、公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范(JTG D62-2012)5、混凝土結構設計規范 (GB 50010-2010)6、建筑基坑支護技術規程 (JGJ 120-2012)7、建筑地基基礎設計規范 (GB 50007-2011)8、公路橋涵地基與基礎設計規范 (JTG D63-2007)上述規范大部分采用極限狀態法進行計算。 一、結構設計方法材料性能指標1

6、、材料強度標準值:設計結構或構件時采用的材料強度的基本代表值,具有95%的保證率。(鋼材即為屈服強度)2、材料強度設計值:材料強度標準值除以材料強度分項系數后的值。3、材料強度容許值:采用容許應力法設計時的材料性能取值。公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范 一、結構設計方法材料性能指標 鋼材容許應力值(Mpa) 鋼材強度設計值(MPa)鋼材容許應力值的材料安全系數約1.7;強度設計值材料分項系數約1.1。一、結構設計方法鋼材抗拉、抗壓和抗彎f抗剪fv端面承壓 (刨平頂緊)fce牌號厚度或直徑Q235鋼(A3鋼)1621512532516402051204060200115601001901

7、10Q345鋼(16Mn鋼)163101804001635295170355026515550100250145Q390鋼163502054151635335190355031518050100295170Q420鋼163802204401635360210355034019550100325185總結: 容許應力法和極限狀態法主要體現在分項系數和材料性能取值方面。 一、結構設計方法計算中的一些誤區: 1、選擇的計算方法和材料取值不對應。 2、荷載的確定不合適: 不是按照最不利工況選擇荷載,如橋梁現澆支架的預壓荷載未考慮; 沒有按照實際情況確定荷載,如大面積現澆施工中仍然按照全面積計算施工荷載

8、; 3、對計算公式的選擇不正確,如樁基單樁承載力計算公式: 建筑地基基礎設計規范(GB 50007-2011) 公路橋涵地基與基礎設計規范(JTG D63-2007) 一、結構設計方法(一)、基本概念1、應力和應變: 軸心應力=F/A; 式中:法向應力;F垂直作用于截面上的力;A截面面積。 平均剪應力 =V/A 式中: 平均剪應力;V平行作用于截面的力。 軸向應變=/L 式中:應變(單位長度的伸長或縮短);構件的總伸長或縮短;L構件的初始長度。2、(軸心)彈性模量 根據虎克定律,在彈性極限內,材料的應力和應變關系為線性。 E=/,E彈性模量3、梁截面應力 由彈性理論得到受彎公式,在截面某高度y

9、處的拉或壓應力y為: y=My/I 式中:M作用在截面上的彎矩;y所計算纖維處至截面中和軸的距離;I截面慣性矩。二、力學基礎知識(二)、常規的計算內容1、應力計算: 軸向應力=N/A; 剪切與擠壓應力=Q/A; 梁的彎曲正應力=My/Iz或者=M/Wz; 梁的彎曲剪應力=QS/(bIz)。2、變形計算與剛度 軸向變形l=Nl/(EA); 彎曲變形及剛度,按表1-10計算。3、組合變形 將組合變形分解為幾種基本變形,分別對基本變形進行計算后疊加。4、壓桿穩定 長度系數的取值; 壓桿的穩定折減系數,通過計算壓桿長細比后查表取值。二、力學基礎知識 三、橋梁結構設計 三、橋梁結構設計 三、橋梁結構設計

10、 三、橋梁結構設計 三、橋梁結構設計 三、橋梁結構設計 _ _ 四、深基坑工程設計 四、深基坑工程設計 四、深基坑工程設計四、深基坑工程設計序號布置形式圖例特點1井字形集中式布置1)一般在采用鋼筋混凝土支撐時,在環境保護要求不高的條件下,將水平直交的支撐集中布置成井字型與角撐結合的支撐體系以方便土方開挖和主體工程施工;2)用鋼筋混凝土支撐時可與施工用棧橋平臺結合設計。2腳撐體系布置1)方便土方挖掘和主體工程施工;2)整體穩定性及變形控制效果不及水平直交式支撐及井字型集中式布置者。3邊桁架1)方便土方開挖和主體工程施工;2)整體穩定性及變形控制效果不及水平直交式或井字型集中式布置者。4圓形環梁布

11、置1)在采用鋼筋混凝土支撐時,因地制宜的采用環梁方案,可方便中建筒體,主樓施工,方便土方開挖;2)將支撐體系受力主構件化為圓形結構,受力條件較好,可節省鋼筋混凝土量;3)在坑外周荷載不均勻,土性軟硬差異較大,部分地層水平基床系數很小時,此布置形式要慎用。5垂直對稱布置使用長條形基坑,如排管和地鐵,隧道工程6圓拱布置利用圓拱受力特點,節省材料,方便土方開挖和主體結構施工。7豎向斜撐1)節省立柱和支撐材料;2)有利于開挖面積較大而深度較小的基坑;3)在軟弱地層中,不易控制基坑穩定和變形;4)斜撐和底板相交處結構處理較困難。8拉錨(錨錠)1)造價經濟,方便土方開挖和主體工程施工;2)只適用于周圍場地具有拉設錨錠的環境和地質條件。9錨桿1)造價經濟,方便土方開挖和土方工程施工;2)只適用于周圍場地具有拉設錨桿的環境和地質條件。10組合式布置根據基坑開挖方法,工程特點和基坑平面形狀,將以上各種支撐布置形式因地制宜搭配布置。 四、深基坑工程設計安全等級破壞后果0一級支護結構破壞、土體失穩或過大變形對基坑周邊環境及地下結構施工影響很嚴重。1.10二級支護結構破壞、土體失

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