小箱梁是一种常见的桥梁结构,因为其结构简单、施工方便、经济实用,因此得到了广泛运用。小箱梁结构中最脆弱的地方是箱梁拱,一旦箱梁拱发生破坏,整个桥梁的安全性将受到极大威胁。因此,对于小箱梁上拱值的计算非常重要。
小箱梁拱可以分为两种类型:挠曲拱和弯曲拱。挠曲拱是指在箱梁中心处上翘的拱形,其主要力学特性为弹性变形。弯曲拱是指在箱梁边缘处上翘的拱形,其主要力学特性为塑性变形。
要计算小箱梁上拱的值,首先需要确定箱梁的尺寸和材料性能,通过桥梁设计规范提供的公式进行计算。具体方法如下:
1.箱梁截面尺寸的确定
箱梁的截面尺寸主要包括箱梁高度、宽度和壁厚。其中,箱梁高度的确定需要根据设计跨径和桥墩高度来确定,宽度和壁厚则需要根据材料的强度和刚度来考虑,一般要求箱梁的宽度和壁厚尽可能小,以减轻自重和节省材料。
2.材料性能的确定
箱梁所用材料的强度和杨氏模量是进行拱值计算必须要考虑的因素。一般情况下,钢材的强度远高于混凝土和钢筋,因此小箱梁中常采用钢筋混凝土材料来制作。
3.实际拱值的计算方法
小箱梁上拱的值可以通过分析箱梁在荷载作用下的变形和受力情况来进行计算。在进行计算前,需要确定下列参数:
-桥梁设计荷载;
-箱梁材料的截面模量及受力面积; -墩身和桥梁的刚度。
在这些参数确定之后,可以通过以下方式计算小箱梁上拱的值: -求取箱梁在荷载作用下的挠曲和弯曲变形;
-将箱梁变形分解为挠曲和弯曲两个部分,再分别求取它们的应力值;
-按受力平衡的原理分析弯曲拱部位的内力;
-检查板与方箱梁连接部位和底部梁与墩子相连接的强度,确定其是否满足要求。
以上的计算方法虽然相对繁琐,但是只有通过科学的计算方法来对小箱梁上拱进行计算分析,才能避免因设计不合理而产生的安全隐患,保障桥梁的使用寿命和安全性。
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