一座桥梁如果发生过大的变形,首先会给人一种不安全的感观,它不但会导致行车困难,而且容易使桥面铺装层和结构的辅助设备遭到损坏,严重者甚至危及桥梁的安全。因此,必须计算梁的变形(通常竖向挠度),以确保结构具有足够的刚度。
桥梁挠度产生的原因有恒荷载挠度和活荷载挠度。恒荷载(包括长期预应力、混凝土徐变和收缩作用)是恒久存在的,其产生挠度与持续时间相关。恒荷载挠度可以通过施工时预设的反向挠度(又称预拱度)来加以抵消,因此桥梁预拱度通常取等于全部恒荷载和一半静活荷载所产生的竖向挠度值,使竣工后的桥梁达到理想的线形。这意味着在常遇荷载情况下桥梁基本上接近直线状态。对于一般小跨径的钢筋混凝土梁桥,当恒荷载和静活荷载所计算的挠度不超过l/1600时,可以不设预拱度。
活荷载挠度虽然是临时出现的,但是随着活荷载的移动,挠度大小逐渐变化,在最不利的荷载位置下,挠度达到最大值,一旦活荷载驶离桥梁,挠度就消失。因此,在桥梁设计中需要验算活荷载挠度来体现结构的刚度特性。
6.5.3 受弯构件在使用阶段的挠度应考虑荷载长期效应的影响,即按荷载短期效应组合和本规范第6.5.2条规定的刚度计算的挠度值,乘以挠度长期增长系数η0。挠度长期增长系数可按下列规定取用:
当采用C40以下混凝土时,η0=1.60;
当采用C40~C80混凝土时,η0=1.45~1.35,中间强度等级可按直线内插取用。
钢筋混凝土和预应力混凝土受弯构件按上述计算的长期挠度值,在消除结构自重产生的长期挠度后梁式桥主梁的最大挠度处不应超过计算跨径的1/600;梁式桥主梁的悬臂端不应超过悬臂长度的1/300。
6.5.4 预应力混凝土受弯构件由预加力引起的反拱值,可用结构力学方法按刚度EcI0进行计算,并乘以长期增长系数。计算使用阶段预加力反拱值时,预应力钢筋的预加力应扣除全部顶应力损失,长期增长系数取用2.0。
6.5.5 受弯构件的预拱度可按下列规定设置:
1 钢筋混凝土受弯构件
1)当由荷载短期效应组合并考虑荷载长期效应影响产生的长期挠度不超过计算跨径的1/1600时,可不设预拱度;
2)当不符合上述规定时应设预拱度,且其值应按结构自重和1/2可变荷载频遇值计算的长期挠度值之和采用。
2 预应力混凝土受弯构件
1)当预加应力产生的长期反拱值大于按荷载短期效应组合计算的长期挠度时,可不设预拱度。
真题 【11.2.14】 (2006年考题,原题为连锁题中的一道子题,现改写成一道独立题)
某一级公路上有一座计算跨径为40m的预应力混凝土箱形简支梁桥。混凝土强度等级为C50。横断面布置如图11.2.46所示。该箱形梁桥,按正常使用极限状态,由荷载短期效应组合设计值产生的跨中断面向下的弹性挠度值为72mm。由永久有效预应力产生的向上弹性反向挠度值为60mm。试问,该桥梁跨中断面向上设置的预挠度(mm),应与下列何项数值最为接近?(www.daowen.com)
图 11.2.46
(A)向上30 (B)向上20 (C)向上10 (D)向上0
【答案】 (D)
【详解】
(1)根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》6.5.3条,受弯构件应考虑荷载长期效应,挠度长期增长系数采用内插取得
(2)根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》6.5.3条,跨中长期向下挠度δ荷=72×1.425=102.6mm
(3)根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》6.5.4条,预应力长期向上挠度δ预=60×2.0=120mm
(4)根据第《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》6.5.5条,δ预>δ荷,可不设置向上预挠度,(D)正确。
【简解】
δ荷=72×1.425=102.6mm
δ预=60×2.0=120mm
δ预>δ荷,向上0,(D)正确。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。