鋼-混組合橋樑設計(歐洲規範)(簡體書)
商品資訊
ISBN13:9787030603838
替代書名:Design of Steel-Concrete Composite Bridges to Eurocodes
出版社:科學出版社
作者:(希)揚尼斯‧瓦亞斯; (希)阿里斯蒂迪斯‧利奧普洛斯
譯者:馮海江
出版日:2023/03/01
裝訂/頁數:精裝/546頁
規格:24.5cm*17.5cm*3.5cm (高/寬/厚)
版次:一版
商品簡介
目次
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商品簡介
《鋼-混組合橋樑設計:歐洲規範》基於歐洲規範,介紹了鋼混組合橋樑的設計及應用。《鋼-混組合橋樑設計:歐洲規範》共13章,包括概述及符號,鋼混組合橋樑類型,設計規範,作用,設計基礎,結構材料,整體分析模型及方法,板式構件屈曲,承載能力極限狀態,正常使用極限狀態,疲勞,抗剪連接,支座、阻尼器與伸縮縫裝置。為方便讀者比較中歐規範在結構材料、汽車荷載及溫度作用、耐久性方面的差異,在書後補充了附錄。
目次
目錄
英文版序
英文版前言
中文版前言
第1章概述及符號1
1.1 概述1
1.2 符號2
第2章鋼-混組合橋樑類型14
2.1 概述14
2.2 組合橋樑概念15
2.3 公路橋樑18
2.3.1 現澆混凝土橋面板樑橋18
2.3.2 疊合混凝土橋面板樑橋20
2.3.3 預製混凝土橋面板樑橋23
2.3.4 壓型鋼板組合橋面板樑橋24
2.3.5 部分預製組合樑板樑橋27
2.3.6 雙主樑橋28
2.3.7 閉口箱樑橋33
2.3.8 開口箱樑橋36
2.3.9 拱橋42
2.3.10 斜拉橋46
2.3.11 懸索橋48
2.4 鐵路橋樑50
2.4.1 概述50
2.4.2 中承式橋51
2.4.3 板樑橋52
2.4.4 箱樑橋53
2.4.5 填樑式橋54
2.4.6 鋼管樑橋54
2.4.7 拱橋54
2.4.8 桁樑橋55
2.5 結構形式56
2.5.1 概述56
2.5.2 簡支橋樑56
2.5.3 連續橋樑56
2.5.4 剛構橋樑57
2.5.5 整體式和半整體式橋樑58
2.6 施工方法60
2.6.1 概述60
2.6.2 起重機吊裝60
2.6.3 頂推施工61
2.6.4 橫移施工62
2.6.5 提升施工62
2.6.6 節段施工62
2.7 混凝土澆築順序63
2.8 項目實施64
2.9 組合橋樑的創新65
參考文獻66
第3章設計規範70
3.1 歐洲規範70
3.1.1 概述70
3.1.2 EN 1990:結構設計基礎72
3.1.3 EN 1991:結構上的作用73
3.1.4 EN 1998:結構抗震設計73
3.1.5 EN 1994:鋼混組合結構設計73
3.1.6 EN 1993:鋼結構設計73
3.1.7 EN 1992:混凝土結構設計74
3.2 國家附錄74
參考文獻74
笫4章作用76
4.1 作用分類76
4.1.1 永久作用76
4.1.2 可變作用77
4.1.3 偶然作用77
4.1.4 地震作用77
4.1.5 組合橋樑的特殊永久作用及效應77
4.1.6 徐變和收縮78
4.1.7 施工期間的作用78
4.2 公路橋上的交通荷載78
4.2.1 車道劃分78
4.2.2 車道上的豎向荷載79
4.2.3 人行道和白行車道上的豎向荷載83
4.2.4 水平力83
4.2.5 公路橋上的交通荷載組合85
4.3 偶然作用86
4.3.1 橋下行駛車輛的撞擊力86
4.3.2 橋上行駛車輛的作用87
4.4 行人護欄和欄杆上的作用89
4.5 橋台和擋牆上的荷載模型90
4.5.1 豎向荷載90
4.5.2 水平荷載91
4.6 鐵路橋上的交通荷載91
4.6.1 概述91
4.6.2 豎向荷載91
4.6.3 動態效應(含共振) 95
4.6.4 水平力99
4.6.5 軌道和上部結構的共同響應102
4.6.6 其他作用和設計狀況104
4.6.7 荷載組合104
4.7 溫度105
4.7.1 概述105
4.7.2 均溫分量△TN 106
4.7.3 濕差分量△TM 107
4.7.4 ATx和ATM的組合108
4.7.5 非線性溫度分量△TE 108
4.7.6 施工期間的溫度效應108
4.8 風110
4.8.1 概述110
4.8.2 橫橋向(∥向)風力110
4.8.3 基本風速110
4.8.4 地面粗糙係數111
4.8.5 阻力係數111
4.8.6 參考面積112
4.8.7 豎橋向(名向)風力113
4.9 地震115
參考文獻119
第5章設計基礎120
5.1 概述120
5.2 極限狀態設計120
5.3 承載能力極限狀態122
5.3.1 設計表達式122
5.3.2 作用組合122
5.3.3 分項係數和組合係數123
5.3.4 基本組合127
5.3.5 偶然組合129
5.3.6 地震組合130
5.4 正常使用極限狀態131
5.5 抗力分項係數YM 138
5.6 耐久性138
5.6.1 混凝土保護層138
5.6.2 結構鋼140
參考文獻140
第6章結構材料141
6.1 混凝土141
6.1.1 強度等級141
6.1.2 徐變引起的時效變形143
6.1.3 收縮引起的時效變形154
6.1.4 混凝土彈性模量時變引起的時效變形156
6.1.5 水泥水化引起的時效變形158
6.1.6 混凝土裂縫158
6.2 結構鋼165
6.2.1 鋼牌號165
6.2.2 斷裂韌性和厚度方向性能167
6.2.3 緒構鋼的其他性能171
6.3 普通鋼筋173
6.4 預應力鋼筋173
6.5 螺栓174
6.6 圓柱頭焊釘連接件174
參考文獻174
第7章整體分析模型及方法176
7.1 整體分析模型176
7.1.1 概述176
7.1.2 梁單元模型176
7.1.3 梁格模型191
7.1.4 3D模型199
7.1.5 其他類型橋樑的模型213
7.2 考慮剪力滯的寬翼緣有效寬度213
7.2.1 概述213
7.2.2 混凝土翼緣有效寬度214
7.2.3 鋼翼緣有效寬度215
7.3 截面特性220
7.4 混凝土流變性能對結構體系的影響221
7.4.1 概述221
7.4.2 靜定結構的徐變222
7.4.3 超靜定結構的徐變與收縮222
7.5 橋面板的橫向分析與設計模型229
7.5.1 概述229
7.5.2 均佈恆載與活載229
7.5.3 車輪荷載232
7.5.4 有限元模型232
7.6 整體分析的有限元模型237
參考文獻239
第8章板式構件屈曲242
8.1 概述242
8.2 彈性臨界應力246
8.2.1 概述246
8.2.2 無加勁板246
8.2.3 加勁板251
8.2.4 紐合荷載下的加勁板和無加勁板258
8.3 板件的強度260
8.3.1 概述260
8.3.2 板屈曲後性能:板屈曲曲線261
8.3.3 柱狀性能265
8.4 折減應力法設計273
8.5 有效寬度法288
8.5.1 概述288
8.5.2 無加勁板289
8.5.3 縱向加勁板291
8.6 壓彎構件的驗算292
8.7 抗剪承載力293
8.8 橫向集中力的抗力295
8.9 內力相互作用298
8.9.1 軸力、彎矩、剪力相互作用298
8.9.2 軸力、彎矩、集中力相互作用299
8.10 翼緣誘發的屈曲299
8.11 加勁肋設計與構造300
8.11.1 概述300
8.11.2 受壓板的中間橫向加勁肋300
8.11.3 橫向加勁肋的剪力303
8.11.4 開口截面加勁肋的扭轉要求305
8.11.5 間斷縱向加勁肋305
8.11.6 鋼板的拼接305
8.11.7 加勁肋的切口306
8.11.8 橫向加勁肋307
8.11.9 腹板與翼緣的連接焊縫307
參考文獻317
第9章承載能力極限狀態318
9.1 截面分類318
9.2 抗拉承載力:開孑L截面抗拉承載力的修正326
9.3 鋼構件及截面的抗壓承載力327
9.4 豎向剪力與扭矩共同作用時的抗剪承裁力330
9.5 鋼截面的抗彎承載力332
9.6 鋼截面的彎一剪相互作用332
9.7 1 類和2類截面334
9.7.1 概述334
9.7.2 正彎矩區334
9.7.3 負彎矩區335
9.8 可按2類截面處理的3類腹板截面(腹板挖孔法) 339
9.9 3 類截面344
9.10 按3類截面處理的4類截面349
9.11 4 類截面368
9.12 由翼緣組成的4類截面369
9.13 側向扭轉屈曲370
9.13.1 概述370
9. 13.2 一般方法370
9.13.3 簡化方法:剛性側向支承372
9.13.4 簡化方法:柔性側向支承378
9.13.5 支承構件的強度及剛度382
9.14 混凝土橋面板設計383
參考文獻385
第10章正常使用極限狀態387
10.1 概述387
10.2 應力分析及限制387
10.2.1 結構鋼388
10.2.2 鋼筋389
10.2.3 混凝土389
10.3 混凝土裂縫390
10.3.1 概述390
10.3.2 *小配筋率390
10.3.3 裂縫寬度控制391
10.3.4 混凝土澆築時的水化熱裂縫391
10.4 腹板屈曲401
10.5 撓度402
10.5.1 概述402
10.5.2 填樑式橋面板405
10.6 振動407
參考文獻408
第11章疲勞409
11.1 概述409
11.2 常幅荷載的疲勞強度410
11.3 變幅荷載的疲勞強度412
11.4 細節類別413
11.5 疲勞荷載模型和簡化疲勞分析417
11.6 結構鋼疲勞驗算420
11.6.1 簡單疲勞評估420
11.6.2 應力幅和疲勞評估424
11.7 圓柱頭焊釘疲勞驗算428
11.7.1 概述428
11.7.2 應力幅和疲勞評估428
11.8 鋼筋疲勞驗算430
11.8.1 疲勞評估430
11.8.2 應力幅432
11.9 混凝土疲勞驗算435
11.10 無須疲勞評估的條件436
11.11 殘餘應力和焊後處理448
參考文獻449
第12章抗剪連接451
12.1 概述451
12.2 網柱頭焊釘抗剪連接件的承載力與構造452
12.2.1 概述452
12.2.2 豎向焊釘抗剪承載力453
12.2.3 焊釘的拉力455
12.2.4 抗剪連接件
英文版序
英文版前言
中文版前言
第1章概述及符號1
1.1 概述1
1.2 符號2
第2章鋼-混組合橋樑類型14
2.1 概述14
2.2 組合橋樑概念15
2.3 公路橋樑18
2.3.1 現澆混凝土橋面板樑橋18
2.3.2 疊合混凝土橋面板樑橋20
2.3.3 預製混凝土橋面板樑橋23
2.3.4 壓型鋼板組合橋面板樑橋24
2.3.5 部分預製組合樑板樑橋27
2.3.6 雙主樑橋28
2.3.7 閉口箱樑橋33
2.3.8 開口箱樑橋36
2.3.9 拱橋42
2.3.10 斜拉橋46
2.3.11 懸索橋48
2.4 鐵路橋樑50
2.4.1 概述50
2.4.2 中承式橋51
2.4.3 板樑橋52
2.4.4 箱樑橋53
2.4.5 填樑式橋54
2.4.6 鋼管樑橋54
2.4.7 拱橋54
2.4.8 桁樑橋55
2.5 結構形式56
2.5.1 概述56
2.5.2 簡支橋樑56
2.5.3 連續橋樑56
2.5.4 剛構橋樑57
2.5.5 整體式和半整體式橋樑58
2.6 施工方法60
2.6.1 概述60
2.6.2 起重機吊裝60
2.6.3 頂推施工61
2.6.4 橫移施工62
2.6.5 提升施工62
2.6.6 節段施工62
2.7 混凝土澆築順序63
2.8 項目實施64
2.9 組合橋樑的創新65
參考文獻66
第3章設計規範70
3.1 歐洲規範70
3.1.1 概述70
3.1.2 EN 1990:結構設計基礎72
3.1.3 EN 1991:結構上的作用73
3.1.4 EN 1998:結構抗震設計73
3.1.5 EN 1994:鋼混組合結構設計73
3.1.6 EN 1993:鋼結構設計73
3.1.7 EN 1992:混凝土結構設計74
3.2 國家附錄74
參考文獻74
笫4章作用76
4.1 作用分類76
4.1.1 永久作用76
4.1.2 可變作用77
4.1.3 偶然作用77
4.1.4 地震作用77
4.1.5 組合橋樑的特殊永久作用及效應77
4.1.6 徐變和收縮78
4.1.7 施工期間的作用78
4.2 公路橋上的交通荷載78
4.2.1 車道劃分78
4.2.2 車道上的豎向荷載79
4.2.3 人行道和白行車道上的豎向荷載83
4.2.4 水平力83
4.2.5 公路橋上的交通荷載組合85
4.3 偶然作用86
4.3.1 橋下行駛車輛的撞擊力86
4.3.2 橋上行駛車輛的作用87
4.4 行人護欄和欄杆上的作用89
4.5 橋台和擋牆上的荷載模型90
4.5.1 豎向荷載90
4.5.2 水平荷載91
4.6 鐵路橋上的交通荷載91
4.6.1 概述91
4.6.2 豎向荷載91
4.6.3 動態效應(含共振) 95
4.6.4 水平力99
4.6.5 軌道和上部結構的共同響應102
4.6.6 其他作用和設計狀況104
4.6.7 荷載組合104
4.7 溫度105
4.7.1 概述105
4.7.2 均溫分量△TN 106
4.7.3 濕差分量△TM 107
4.7.4 ATx和ATM的組合108
4.7.5 非線性溫度分量△TE 108
4.7.6 施工期間的溫度效應108
4.8 風110
4.8.1 概述110
4.8.2 橫橋向(∥向)風力110
4.8.3 基本風速110
4.8.4 地面粗糙係數111
4.8.5 阻力係數111
4.8.6 參考面積112
4.8.7 豎橋向(名向)風力113
4.9 地震115
參考文獻119
第5章設計基礎120
5.1 概述120
5.2 極限狀態設計120
5.3 承載能力極限狀態122
5.3.1 設計表達式122
5.3.2 作用組合122
5.3.3 分項係數和組合係數123
5.3.4 基本組合127
5.3.5 偶然組合129
5.3.6 地震組合130
5.4 正常使用極限狀態131
5.5 抗力分項係數YM 138
5.6 耐久性138
5.6.1 混凝土保護層138
5.6.2 結構鋼140
參考文獻140
第6章結構材料141
6.1 混凝土141
6.1.1 強度等級141
6.1.2 徐變引起的時效變形143
6.1.3 收縮引起的時效變形154
6.1.4 混凝土彈性模量時變引起的時效變形156
6.1.5 水泥水化引起的時效變形158
6.1.6 混凝土裂縫158
6.2 結構鋼165
6.2.1 鋼牌號165
6.2.2 斷裂韌性和厚度方向性能167
6.2.3 緒構鋼的其他性能171
6.3 普通鋼筋173
6.4 預應力鋼筋173
6.5 螺栓174
6.6 圓柱頭焊釘連接件174
參考文獻174
第7章整體分析模型及方法176
7.1 整體分析模型176
7.1.1 概述176
7.1.2 梁單元模型176
7.1.3 梁格模型191
7.1.4 3D模型199
7.1.5 其他類型橋樑的模型213
7.2 考慮剪力滯的寬翼緣有效寬度213
7.2.1 概述213
7.2.2 混凝土翼緣有效寬度214
7.2.3 鋼翼緣有效寬度215
7.3 截面特性220
7.4 混凝土流變性能對結構體系的影響221
7.4.1 概述221
7.4.2 靜定結構的徐變222
7.4.3 超靜定結構的徐變與收縮222
7.5 橋面板的橫向分析與設計模型229
7.5.1 概述229
7.5.2 均佈恆載與活載229
7.5.3 車輪荷載232
7.5.4 有限元模型232
7.6 整體分析的有限元模型237
參考文獻239
第8章板式構件屈曲242
8.1 概述242
8.2 彈性臨界應力246
8.2.1 概述246
8.2.2 無加勁板246
8.2.3 加勁板251
8.2.4 紐合荷載下的加勁板和無加勁板258
8.3 板件的強度260
8.3.1 概述260
8.3.2 板屈曲後性能:板屈曲曲線261
8.3.3 柱狀性能265
8.4 折減應力法設計273
8.5 有效寬度法288
8.5.1 概述288
8.5.2 無加勁板289
8.5.3 縱向加勁板291
8.6 壓彎構件的驗算292
8.7 抗剪承載力293
8.8 橫向集中力的抗力295
8.9 內力相互作用298
8.9.1 軸力、彎矩、剪力相互作用298
8.9.2 軸力、彎矩、集中力相互作用299
8.10 翼緣誘發的屈曲299
8.11 加勁肋設計與構造300
8.11.1 概述300
8.11.2 受壓板的中間橫向加勁肋300
8.11.3 橫向加勁肋的剪力303
8.11.4 開口截面加勁肋的扭轉要求305
8.11.5 間斷縱向加勁肋305
8.11.6 鋼板的拼接305
8.11.7 加勁肋的切口306
8.11.8 橫向加勁肋307
8.11.9 腹板與翼緣的連接焊縫307
參考文獻317
第9章承載能力極限狀態318
9.1 截面分類318
9.2 抗拉承載力:開孑L截面抗拉承載力的修正326
9.3 鋼構件及截面的抗壓承載力327
9.4 豎向剪力與扭矩共同作用時的抗剪承裁力330
9.5 鋼截面的抗彎承載力332
9.6 鋼截面的彎一剪相互作用332
9.7 1 類和2類截面334
9.7.1 概述334
9.7.2 正彎矩區334
9.7.3 負彎矩區335
9.8 可按2類截面處理的3類腹板截面(腹板挖孔法) 339
9.9 3 類截面344
9.10 按3類截面處理的4類截面349
9.11 4 類截面368
9.12 由翼緣組成的4類截面369
9.13 側向扭轉屈曲370
9.13.1 概述370
9. 13.2 一般方法370
9.13.3 簡化方法:剛性側向支承372
9.13.4 簡化方法:柔性側向支承378
9.13.5 支承構件的強度及剛度382
9.14 混凝土橋面板設計383
參考文獻385
第10章正常使用極限狀態387
10.1 概述387
10.2 應力分析及限制387
10.2.1 結構鋼388
10.2.2 鋼筋389
10.2.3 混凝土389
10.3 混凝土裂縫390
10.3.1 概述390
10.3.2 *小配筋率390
10.3.3 裂縫寬度控制391
10.3.4 混凝土澆築時的水化熱裂縫391
10.4 腹板屈曲401
10.5 撓度402
10.5.1 概述402
10.5.2 填樑式橋面板405
10.6 振動407
參考文獻408
第11章疲勞409
11.1 概述409
11.2 常幅荷載的疲勞強度410
11.3 變幅荷載的疲勞強度412
11.4 細節類別413
11.5 疲勞荷載模型和簡化疲勞分析417
11.6 結構鋼疲勞驗算420
11.6.1 簡單疲勞評估420
11.6.2 應力幅和疲勞評估424
11.7 圓柱頭焊釘疲勞驗算428
11.7.1 概述428
11.7.2 應力幅和疲勞評估428
11.8 鋼筋疲勞驗算430
11.8.1 疲勞評估430
11.8.2 應力幅432
11.9 混凝土疲勞驗算435
11.10 無須疲勞評估的條件436
11.11 殘餘應力和焊後處理448
參考文獻449
第12章抗剪連接451
12.1 概述451
12.2 網柱頭焊釘抗剪連接件的承載力與構造452
12.2.1 概述452
12.2.2 豎向焊釘抗剪承載力453
12.2.3 焊釘的拉力455
12.2.4 抗剪連接件
書摘/試閱
第1章概述及符號
1.1 概述
橋樑是為跨越障礙而建造的建築物,障礙物可以是山谷、海峽、河流,或既有公路、鐵路。因承載行人、自行車、汽車或列車等不同對象,橋樑被劃分為人行橋、公路橋或鐵路橋;有時橋樑也用來承擔專用管線(如煤氣管、供水管)。橋樑大多是固定的,但也可能是活動式的,如海港或海峽為保障船隻通航而建成的開啟式橋樑和船廠用於提升輪船的重型龍門吊。
橋樑由上部結構、下部結構和基礎組成。除整體式橋樑取消支座外,其餘橋樑多在上部與下部結構或下部結構與基礎之間設置支座。橋樑上部結構可以是板梁、箱樑或桁樑等簡單樑式結構,也可以是由拱、鋼架、斜拉索、懸索與前述主梁構成的組合結構。橋樑下部結構包括橋台、橋墩或橋塔。橋樑跨徑可由幾米至數千米,但跨徑小於5m時稱為涵洞。上部和下部結構的建築材料可以是石材、木材、鋼材、鋼筋混凝土或預應力混凝土。
對結構工程師而言,橋樑的設計和建造工作是*具挑戰的議題之一,其需對結構體系、建築材料、基礎類型,或基於結構性能、建養費用、建設條件、美觀性能的施工方案做出選擇。近來,一些建築師參與了橋樑概念設計階段的工作,但並不都能成功;不管怎樣,結構工程師在設計中主要負責施工圖與施工過程設計,由於後者的重要性,有人說橋樑設計的本質是施工過程設計。
組合橋樑是由鋼樑和鋼筋混凝土橋面板構成的組合結構,結合了兩種材料的各自優勢。除特大跨徑橋樑外,組合結構幾乎適合於任何常規跨徑的橋樑,與混凝土橋樑相比,具有自重輕、預製化程度高、安裝簡單快捷、維修程序簡單等優勢。
遵循歐盟委員會制定一套統一的建築工程技術規範的決定,經過近40年的努力和實踐,歐洲規範已具備了替代國家規範用於設計的條件。實踐表明,正確運用歐洲規範及其全部附屬標準而設計的建築工程(含橋樑)具有足夠的安全性、適用性和整體牢固性。
基於對歐洲規範條款的理解,作者在書中詳述了組合橋樑的設計,重點是樑式橋樑。書中提供了歐洲規範的理論背景和應用指南。為了讓讀者更好地理解設計方法,書中還給出了一些設計實例。
1.2符號
為便於讀者的理解和應用,作者依照歐洲規範使用的符號,給出了符號列表。不同的歐洲規範中,單個符號的意義也不盡相同。
幾何特性符號
b寬度
d深度
h高度
t 厚度L,l長度
力學特性符號
A面積
I慣性矩
S面積矩(靜矩)
W截面模量
內力符號
M彎矩
MT扭矩
N軸力
V剪力
應力符號
σ正應力
τ剪應力
標識
a結構鋼
b梁bear支座
c混凝土,壓縮
d設計值,斜桿
dur耐久性
eq等效
eff有效性
el彈性
f翼緣,疲勞荷載效應
inf較小值
k標準值
l 輕質混凝土
long縱向
max*大值
min*小值
nom名義值
o上緣
p鋼板
pl 板,塑性
s鋼筋
ser使用性能
sup較大值
sur表面
sa 鋼+鋼筋
t拉伸
tot全部
x構件縱軸,橋樑縱向
y截面強軸,橋樑橫向
z截面弱軸,橋樑豎向
u極限,極限值,下緣
w腹板,翹曲
E作用效應,等效值
H橫向,水平
L縱向,長期
P永久
PT暫時永久
R抗力
S收縮
T扭轉
V豎向
0初始階段
1混凝土未開裂階段
2混凝土開裂階段
Ⅰ第一階段
Ⅱ第二階段
運算符號
Δ增量
小寫英文字母
a長度,軌距
ag峰值加速度
b寬度
bo腹板間距的一半
bseff剪力滯有效寬度
bfo鋼樑上翼緣寬度
bfu鋼樑下翼緣寬度
c外伸翼寬,鋼筋混凝土保護層,等效彈簧常數
ce暴露係數
cf風力係數
cmin混凝土保護層*小值
cnom混凝土保護層名義值
cφ扭轉彈簧剛度
d差值,直徑,焊釘連接件的桿部直徑,斜桿長度
dhead,sc焊釘連接件的柱頭直徑
dref橋樑參考高度
dtot橋樑總高度
e偏心距,鋼軌至主梁翼緣的距離,加勁肋間距
eD焊釘連接件外側至鋼板邊緣的距離
eh鋼筋與鋼腹板間的橫向間距
eL焊釘連接件的縱向間距
eT焊釘連接件的橫向間距
eV承托邊至焊釘連接件外側的距離,鋼筋與抗剪界面的豎向間距
e0缺陷
f折減係數
fy結構鋼屈服強度
fu結構鋼抗拉強度
fyd結構鋼強度設計值
fyk結構鋼屈服強度標準值
fy,red伴隨剪力引起的折減屈服強度值
fcd混凝土抗壓強度設計值
fck混凝土抗壓強度標準值
fcm混凝土抗壓強度平均值
fct,eff混凝土抗拉強度有效值
fctm混凝土抗拉強度平均值
fctk0.05混凝土抗拉強度的5%分位值
fctk0.9混凝土抗拉強度的95%分位值
fclm輕質混凝土抗壓強度平均值
fclk輕質混凝土抗壓強度標準值
fcltm輕質混凝土抗拉強度平均值
fcltk0.05輕質混凝土抗拉強度的5%分位值
fcltk0.95輕質混凝土抗拉強度的95%分位值
fpk預應力鋼筋抗拉強度標準值
fp0,lk預應力鋼筋極限強度值
fQ抗剪面積係數
fsd鋼筋強度設計值
fsk鋼筋屈服強度標準值
ftk鋼筋抗拉強度標準值
g永久荷載,重力加速度
ga鋼樑自重
gc混凝土自重
h高度,混凝土厚度
hc混凝土橋面板厚度
hw腹板高度
h0名義高度
i索引
k彈簧常數
k1、k2混凝土強度折減係數
kσ板屈曲係數
kτ剪屈曲係數
l長度lk 屈曲長度
ly有效承載長度
n數量,混凝土彈性模量比,焊釘連接件的數目
n0短期荷載彈性模量比,基頻
ni常幅循環次數
nL根據荷載類型確定的彈性模量比
m質量,均佈彎矩,疲勞曲線的斜率
q均佈荷載,性能係數
qfk人行道均佈荷載
qfk,comb人行道均佈荷載的組合值
qi1車道i上的均佈交通荷載
qvk鐵路橋上的均佈交通荷載
r半徑,軌距
s鋼筋間距,根據水泥種類確定的係數
sf橫向鋼筋的間距
ss剛性支承長度
t厚度,時間,齡期
tf翼緣厚度
tfo鋼樑上翼緣厚度
tfu鋼樑下翼緣厚度
ti橡膠層厚度
tLd設計年限
ts 橡膠支座加勁鋼板厚度
tw腹板厚度
u周長,x軸向變形
v加載速率,y軸向變形
vb基準風速
vc,Rd撐桿抗壓設計值
vMt扭矩剪力流
vL縱向剪力流
vL,Ed縱向剪力流設計值
vL,Rd縱向剪力流抗力值
vx or y支座x或y軸向變形
w寬度,z軸向變形,車道寬度
wk裂縫寬度
wi名義車道
i的寬度
x縱軸向
xpl塑性中性軸的高度
小寫希臘字母
α板件的邊長比,鐵路荷載修正係數,缺陷係數
1.1 概述
橋樑是為跨越障礙而建造的建築物,障礙物可以是山谷、海峽、河流,或既有公路、鐵路。因承載行人、自行車、汽車或列車等不同對象,橋樑被劃分為人行橋、公路橋或鐵路橋;有時橋樑也用來承擔專用管線(如煤氣管、供水管)。橋樑大多是固定的,但也可能是活動式的,如海港或海峽為保障船隻通航而建成的開啟式橋樑和船廠用於提升輪船的重型龍門吊。
橋樑由上部結構、下部結構和基礎組成。除整體式橋樑取消支座外,其餘橋樑多在上部與下部結構或下部結構與基礎之間設置支座。橋樑上部結構可以是板梁、箱樑或桁樑等簡單樑式結構,也可以是由拱、鋼架、斜拉索、懸索與前述主梁構成的組合結構。橋樑下部結構包括橋台、橋墩或橋塔。橋樑跨徑可由幾米至數千米,但跨徑小於5m時稱為涵洞。上部和下部結構的建築材料可以是石材、木材、鋼材、鋼筋混凝土或預應力混凝土。
對結構工程師而言,橋樑的設計和建造工作是*具挑戰的議題之一,其需對結構體系、建築材料、基礎類型,或基於結構性能、建養費用、建設條件、美觀性能的施工方案做出選擇。近來,一些建築師參與了橋樑概念設計階段的工作,但並不都能成功;不管怎樣,結構工程師在設計中主要負責施工圖與施工過程設計,由於後者的重要性,有人說橋樑設計的本質是施工過程設計。
組合橋樑是由鋼樑和鋼筋混凝土橋面板構成的組合結構,結合了兩種材料的各自優勢。除特大跨徑橋樑外,組合結構幾乎適合於任何常規跨徑的橋樑,與混凝土橋樑相比,具有自重輕、預製化程度高、安裝簡單快捷、維修程序簡單等優勢。
遵循歐盟委員會制定一套統一的建築工程技術規範的決定,經過近40年的努力和實踐,歐洲規範已具備了替代國家規範用於設計的條件。實踐表明,正確運用歐洲規範及其全部附屬標準而設計的建築工程(含橋樑)具有足夠的安全性、適用性和整體牢固性。
基於對歐洲規範條款的理解,作者在書中詳述了組合橋樑的設計,重點是樑式橋樑。書中提供了歐洲規範的理論背景和應用指南。為了讓讀者更好地理解設計方法,書中還給出了一些設計實例。
1.2符號
為便於讀者的理解和應用,作者依照歐洲規範使用的符號,給出了符號列表。不同的歐洲規範中,單個符號的意義也不盡相同。
幾何特性符號
b寬度
d深度
h高度
t 厚度L,l長度
力學特性符號
A面積
I慣性矩
S面積矩(靜矩)
W截面模量
內力符號
M彎矩
MT扭矩
N軸力
V剪力
應力符號
σ正應力
τ剪應力
標識
a結構鋼
b梁bear支座
c混凝土,壓縮
d設計值,斜桿
dur耐久性
eq等效
eff有效性
el彈性
f翼緣,疲勞荷載效應
inf較小值
k標準值
l 輕質混凝土
long縱向
max*大值
min*小值
nom名義值
o上緣
p鋼板
pl 板,塑性
s鋼筋
ser使用性能
sup較大值
sur表面
sa 鋼+鋼筋
t拉伸
tot全部
x構件縱軸,橋樑縱向
y截面強軸,橋樑橫向
z截面弱軸,橋樑豎向
u極限,極限值,下緣
w腹板,翹曲
E作用效應,等效值
H橫向,水平
L縱向,長期
P永久
PT暫時永久
R抗力
S收縮
T扭轉
V豎向
0初始階段
1混凝土未開裂階段
2混凝土開裂階段
Ⅰ第一階段
Ⅱ第二階段
運算符號
Δ增量
小寫英文字母
a長度,軌距
ag峰值加速度
b寬度
bo腹板間距的一半
bseff剪力滯有效寬度
bfo鋼樑上翼緣寬度
bfu鋼樑下翼緣寬度
c外伸翼寬,鋼筋混凝土保護層,等效彈簧常數
ce暴露係數
cf風力係數
cmin混凝土保護層*小值
cnom混凝土保護層名義值
cφ扭轉彈簧剛度
d差值,直徑,焊釘連接件的桿部直徑,斜桿長度
dhead,sc焊釘連接件的柱頭直徑
dref橋樑參考高度
dtot橋樑總高度
e偏心距,鋼軌至主梁翼緣的距離,加勁肋間距
eD焊釘連接件外側至鋼板邊緣的距離
eh鋼筋與鋼腹板間的橫向間距
eL焊釘連接件的縱向間距
eT焊釘連接件的橫向間距
eV承托邊至焊釘連接件外側的距離,鋼筋與抗剪界面的豎向間距
e0缺陷
f折減係數
fy結構鋼屈服強度
fu結構鋼抗拉強度
fyd結構鋼強度設計值
fyk結構鋼屈服強度標準值
fy,red伴隨剪力引起的折減屈服強度值
fcd混凝土抗壓強度設計值
fck混凝土抗壓強度標準值
fcm混凝土抗壓強度平均值
fct,eff混凝土抗拉強度有效值
fctm混凝土抗拉強度平均值
fctk0.05混凝土抗拉強度的5%分位值
fctk0.9混凝土抗拉強度的95%分位值
fclm輕質混凝土抗壓強度平均值
fclk輕質混凝土抗壓強度標準值
fcltm輕質混凝土抗拉強度平均值
fcltk0.05輕質混凝土抗拉強度的5%分位值
fcltk0.95輕質混凝土抗拉強度的95%分位值
fpk預應力鋼筋抗拉強度標準值
fp0,lk預應力鋼筋極限強度值
fQ抗剪面積係數
fsd鋼筋強度設計值
fsk鋼筋屈服強度標準值
ftk鋼筋抗拉強度標準值
g永久荷載,重力加速度
ga鋼樑自重
gc混凝土自重
h高度,混凝土厚度
hc混凝土橋面板厚度
hw腹板高度
h0名義高度
i索引
k彈簧常數
k1、k2混凝土強度折減係數
kσ板屈曲係數
kτ剪屈曲係數
l長度lk 屈曲長度
ly有效承載長度
n數量,混凝土彈性模量比,焊釘連接件的數目
n0短期荷載彈性模量比,基頻
ni常幅循環次數
nL根據荷載類型確定的彈性模量比
m質量,均佈彎矩,疲勞曲線的斜率
q均佈荷載,性能係數
qfk人行道均佈荷載
qfk,comb人行道均佈荷載的組合值
qi1車道i上的均佈交通荷載
qvk鐵路橋上的均佈交通荷載
r半徑,軌距
s鋼筋間距,根據水泥種類確定的係數
sf橫向鋼筋的間距
ss剛性支承長度
t厚度,時間,齡期
tf翼緣厚度
tfo鋼樑上翼緣厚度
tfu鋼樑下翼緣厚度
ti橡膠層厚度
tLd設計年限
ts 橡膠支座加勁鋼板厚度
tw腹板厚度
u周長,x軸向變形
v加載速率,y軸向變形
vb基準風速
vc,Rd撐桿抗壓設計值
vMt扭矩剪力流
vL縱向剪力流
vL,Ed縱向剪力流設計值
vL,Rd縱向剪力流抗力值
vx or y支座x或y軸向變形
w寬度,z軸向變形,車道寬度
wk裂縫寬度
wi名義車道
i的寬度
x縱軸向
xpl塑性中性軸的高度
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