摘要：主要寫了橋式封閉U型槽殼計(jì)算，結(jié)構(gòu)計(jì)算比較復(fù)雜，應(yīng)根據(jù)不同荷載組合分段導(dǎo)出計(jì)算公式

　　關(guān)鍵詞：U型槽殼

　　隨著社會(huì)的發(fā)展，生產(chǎn)管理的需要，在渠道設(shè)計(jì)建設(shè)中管理道路是不可缺少的項(xiàng)目，在設(shè)計(jì)穿跨建筑物時(shí)考慮管理車輛通過是必然的。在山區(qū)渠道設(shè)計(jì)中U型渡槽上設(shè)交通管理橋是一種比較經(jīng)濟(jì)使用的結(jié)構(gòu)形式。因此，在磁右渠改建設(shè)計(jì)中我們就采用著一結(jié)構(gòu)形式。

　　U型渡槽上設(shè)交通管理橋形成一種封閉的箱形結(jié)構(gòu)形式，與傳統(tǒng)的U型渡槽形式顯然不同，受力也不同，其內(nèi)力計(jì)算比普通U型槽殼的計(jì)算復(fù)雜的多：普通U型渡槽的橫斷面計(jì)算僅有一個(gè)未知力、屬于一次超靜定問題;而代橋的U型槽殼的計(jì)算有四個(gè)未知力、屬于高次超靜定問題，求解過程比較復(fù)雜。下面就其橫斷面內(nèi)力計(jì)算討論如下：

　　圖(一)為渡槽的橫斷面，有4個(gè)約束力，其中：τ為橫斷面的平均剪荷載，τ、為斷面的抗扭剪荷載，R為從A點(diǎn)斷開約束剪力，H為從A點(diǎn)斷開水平約束彎矩，M為從A點(diǎn)斷開約束彎矩。各力的求解方法如下：

　　取渡槽縱向長度的一段(1m)作為計(jì)算單元，橫斷面如圖(一)所示，基本外荷載有：車重引起的活荷載p1、p2，自重g和水重q，由它們的不同組合所產(chǎn)生的左右兩斷面間的剪力差為Q。

　　1，荷載τ

　　由材料力學(xué)可知：τ=QS/J。由鋼筋混凝土理論可知斷面的縱向應(yīng)力：受拉區(qū)應(yīng)力由縱向鋼筋承擔(dān)，受壓區(qū)應(yīng)力由橋面上層混凝土承擔(dān)，其它部位不承擔(dān)正(向)應(yīng)力。因此受拉綱筋與受壓混凝土間的剪荷載τ成直線分布，故得：

　　τ=Q/2h (1)

　　斷面內(nèi)τ程對稱分布，方向于槽殼軸線相同，橋面板內(nèi)無剪荷載存在。

　　2，抗扭剪荷載τ、

　　不平衡力矩mp=L1p1—L2p2

　　設(shè)抗扭剪荷載τ’的在橋面以下的分布規(guī)律如圖(一)所示，數(shù)值分布與τ相同，但方向兩幫方向相反。由于τ’作用下斷面內(nèi)總水平力等于零，所以令橋面內(nèi)的剪荷載也等于τ’(它只是為平衡橋面以下的水平力，分布形式與計(jì)算結(jié)果無關(guān))。因此它應(yīng)等于：

　　τ’=τmp/2mτ (2)

　　其中：mτ為斷面一邊，τ對斷面D點(diǎn)的彎矩。

　　τ’的作用方向與mp相反。

　　3, 求A點(diǎn)約束力R

　　從A點(diǎn)斷開，根據(jù)力法求解原理，解以下方程得剪力R:

　　δRAR+△Rp=0

　　R=-△Rp/δRA (3)

　　其中：R=1引起的垂直變位δR(單位變位)

　　δR=∫MR2ds (4)

　　MR為R=1時(shí)的彎矩; S為軸線長，應(yīng)分段進(jìn)行計(jì)算。

　　△Rp=∫MRMpds (5)

　　Mp為荷載引起的彎矩，它按荷載種類分別進(jìn)行計(jì)算，按下式累加。

　　△Rp=△τ’A +△p1A +△p2A

　　△τ’A為抗扭剪荷載引起的垂直變位;△p1A 、△p2A為外荷載引起的垂直變位，它們按(5)分段進(jìn)行計(jì)算。

　　4，A點(diǎn)水平約束力H和垂直約束力M的求解

　　{

　　根據(jù)力法求解原理，解以下方程組可得水平約束力H、和垂直約束力M

　　δH+δHM+ΔHp=0

　　δMH+δM+ΔMp=0 (4)

　　其中：δH=∫MH2ds

　　MH為H=1時(shí)的彎矩; S為軸線長。

　　M=1引起的垂直變位δM(單位變位)

　　δM=∫MM2ds

　　MM為M=1時(shí)的彎矩; S為軸線長。

　　δMH=δHM=∫MHMMds

　　δHM (單位變位)M=1引起A點(diǎn)的垂直變位;δMH (單位變位)H=1引起A點(diǎn)的角變位。

　　ΔHp為荷載作用下A點(diǎn)的水平變位：

　　△Rp=∫MHMpds (7)

　　空殼：ΔHp=ΔHgA+ΔHτA

　　滿水：ΔHp=ΔHgA+ΔHqA+ΔHτA

　　僅計(jì)活載：ΔHp=ΔHpA+ΔHτA

　　ΔMp為荷載作用下A點(diǎn)的角變位：

　　△Rp=∫MMMpds (8)

　　空殼：ΔMp=ΔMgA+ΔMτA

　　滿水：ΔMp=ΔMgA+ΔMqA+ΔMτA

　　僅計(jì)活載：ΔMp=ΔMpA+ΔMτA

　　τ按不同荷載組合進(jìn)行計(jì)。

　　以上各值應(yīng)按不同荷載組合，分段進(jìn)行計(jì)算。

　　本結(jié)構(gòu)計(jì)算比較復(fù)雜，應(yīng)根據(jù)不同荷載組合分段導(dǎo)出計(jì)算公式。為了使計(jì)算清出，應(yīng)列表進(jìn)行計(jì)算。