正交異性鋼橋面板計算

關于正交異性鋼橋面板計算第一頁，共三十頁，編輯于2023年，星期二1.橋面系和橋面板橋面系—由橋面板和橋道梁組成的直接承受交通荷載的行車系統,還包括橋面鋪裝，人行道板;橋面板—鋼橋面板、鋼筋混凝土橋面板、木橋面板;橋道梁—縱、橫梁組成的連接系，縱橫梁體系;公路橋上的橋面板—鋼筋混凝土橋面，鋼橋面板；鐵路橋上的橋面板—過去很少采用鋼橋面板，常用明橋面或混凝土板的道碴橋面，現在高速大跨度橋梁較多采用。第二頁，共三十頁，編輯于2023年，星期二第三頁，共三十頁，編輯于2023年，星期二高鐵箱型主梁正交異性鋼橋面板第四頁，共三十頁，編輯于2023年，星期二2.鋼橋面板構造與特性

構造：

蓋板、縱肋、橫肋。

縱肋種類：閉口縱肋、開口縱肋。

優點：

重量輕，極限承載能力高，適用范圍廣，但是橋面鋪裝層要求很高。

結構特性:

（1）構造性的正交異性板；（2）荷載縱向傳遞，符合剛度分配原則；（3）既作為主梁一部分發揮作用，又做為橋面系單獨部分承受荷載。

思考問題：

（1）正交異性鋼橋面板與各向同性板傳力的區別。（2）橋面板強度計算如何進行。第五頁，共三十頁，編輯于2023年，星期二第六頁，共三十頁，編輯于2023年，星期二橋面板強度分析三個結構體系的考慮

第一體系：主梁體系，橋面板作為主梁的一部分，為主梁的上翼緣；第二體系：橋面體系，由橋面蓋板、縱肋、橫梁組成橋面體系,板作為單獨部分；第三體系：蓋板體系，考慮連續支撐蓋板部分的計算；（橫向力部分）疊加原理：考慮受力方向和計算模型的選取第七頁，共三十頁，編輯于2023年，星期二鋼橋面板計算內容主要進行第二體系內力的計算：1主要縱肋的彎曲內力和應力，包括跨中和支點的彎矩和應力；2橋面板的橫向應力。第八頁，共三十頁，編輯于2023年，星期二3.鋼橋面板的計算方法

正交異性板彎曲微分方程

該方程是正交異性橋面板計算的理論基礎第九頁，共三十頁，編輯于2023年，星期二正交異性鋼橋面板計算的P.E法1P.E（Pelikan-Esslinger）法簡介。2P.E法計算步驟：

確定正交異性鋼橋面板的順、橫橋方向的彎曲剛度Kx、Ky和抗扭剛度H；3

將縱肋的剛度平均分攤 到整個橋面，使橋面成為正交異性板。4

按正交異性板彎曲方程求解板的彎曲內力：（1）支先按橫肋剛度無窮大求縱肋跨中、支點的內力；（2）然后考慮橫肋的彈性變形的影響，對計算結果進行修正。

第十頁，共三十頁，編輯于2023年，星期二3.1

P．E法開口縱肋的計算等價于格子梁，正交異性板的微分方程變為開口縱肋這是梁的彎曲方程，可以按梁的彎曲理論求解。第十一頁，共三十頁，編輯于2023年，星期二P．E法開口肋計算的主要步驟（1）根據反力位移互等定理求解求縱肋跨中、支點的彎矩、反力影響線；（2）根據影響線求彎矩、反力的量值；（3）根據反力大小求橫肋撓曲對彎矩值進行修正；（4）根據修正后的內力值求應力。第十二頁，共三十頁，編輯于2023年，星期二3.2P．E法閉口縱肋的計算解題主要思路Ⅰ階段：按上述方程解剛性支承正交異性連續板Ⅱ階段：考慮橫肋彈性彈性作用的修正第十三頁，共三十頁，編輯于2023年，星期二閉口縱肋計算的主要步驟主要計算步驟：（1）Ky一計算：閉口縱肋蓋板的有效寬度（a0+e0）計算單個閉口肋抗彎剛度EIl

橋面板抗彎剛度（2）H計算：G－剪切模量

T－單個閉口肋抗扭慣性矩，F－面積，

u－周長，s－肋寬度 －剛度折減系數，不同形狀具有不同的表達式第十四頁，共三十頁，編輯于2023年，星期二第十五頁，共三十頁，編輯于2023年，星期二（3）荷載的傅立葉級數表示不同的加載方式，級數表達形式不同第十六頁，共三十頁，編輯于2023年，星期二（4）求閉口截面縱肋支點，跨中彎矩影響面和支點反力影響面

基本思路：求微分方程解傳遞系數概念利用邊界條件求內力影響面第十七頁，共三十頁，編輯于2023年，星期二齊次微分方程解設代入求得

第十八頁，共三十頁，編輯于2023年，星期二閉口截面第十九頁，共三十頁，編輯于2023年，星期二閉口截面

傳遞系數概念和求法傳遞系數概念：對平板沒有荷載作用的節間來說，其內力是按照一定的 傳遞系數k衰減的。

根據變形連續條件可推得：第二十頁，共三十頁，編輯于2023年，星期二根據虛功原理利用邊界條件求各內力影響面

虛功原理－求內力影響面得問題可轉化為求 撓曲面問題

彎矩影響面－由所求截面產生相對轉角 所成得撓曲面構成；反力影響面－由所求截面產生豎向位移所形成得撓曲面構成第二十一頁，共三十頁，編輯于2023年，星期二支點彎矩影響面：

位移條件：

（傳遞系數）代入撓曲線方程，利用產生單位轉角得關系，得：

0-1節間影響線：

1-2節間影響線：第二十二頁，共三十頁，編輯于2023年，星期二第二十三頁，共三十頁，編輯于2023年，星期二節間中央彎矩影響面：0-0節間：0-1節間：1-2節間第二十四頁，共三十頁，編輯于2023年，星期二第二十五頁，共三十頁，編輯于2023年，星期二支承邊反力影響面邊界條件0-1節間影響面：1-2節間影響面：第二十六頁，共三十頁，編輯于2023年，星期二3.2P.E法計算的主要思路與步驟（5）求各截面得內力值式中:代表橋面板影響面值縱距第二十七頁，共三十頁，編輯于2023年，星期二（6）橫肋撓曲的影響按彈性支承的連續梁計算：式中：－荷載作用下剛性支承連續梁在支點m處的反力；－彈性支承連續梁