悬臂梁桥分析与设计说明 1.概要 本桥为30+50+30三跨混凝土悬臂梁桥，其中中跨为挂孔结构，挂孔梁为普通钢筋混凝土梁，梁长16m。墩为钢筋混凝土双柱桥墩，墩高15m。 （注：本例题并非实际工程，仅作为软件功能介绍的参考例题。） 在简化过程中省略了边跨合龙段模拟、成桥温度荷载模拟。 通过本例题重点介绍MIDAS/Civil软件的施工阶段分析功能、钢束预应力荷载的输入方法、移动荷载的输入方法和查看分析结果的方法等。 阶段01--双悬臂 阶段02--最大悬臂 阶段03--边跨满堂施工 阶段04--挂梁 阶段05--收缩徐变 图1. 分析模型 桥梁概况及一般截面
桥梁形式：三跨混凝土悬臂梁 桥梁长度：L = 30+50+30 = 110.0 m，其中中跨为挂孔结构，挂梁长16 m，为钢筋混凝土结构 施工方法：悬臂施工T构部分，满堂支架施工边跨现浇段，边跨合龙时，中跨体系转换为简支单悬臂结构，拆除施工支架，然后施工中跨挂梁， 挂梁与中跨主梁铰接，施工桥面铺装，并考虑3650天收缩徐变。 预应力布置形式：T构部分配置顶板预应力，边跨配置底板预应力 截面形式如下 图2. 跨中箱梁截面 图3. 墩顶箱梁截面 梁桥分析与设计的一般步骤 1.定义材料和截面 2.建立结构模型 3.输入非预应力钢筋 4.输入荷载 ①.恒荷载 ②.钢束特性和形状 ③.钢束预应力荷载 5.定义施工阶段 6.输入移动荷载数据 ①.选择移动荷载规范 ②.定义车道 ③.定义车辆
④.移动荷载工况 7.运行结构分析 8.查看分析结果 使用的材料 ?混凝土 主梁采用JTG04（RC）规范的C50混凝土，桥墩采用JTG04（RC）规范的C40混凝土 ?钢材 采用JTG04（S）规范，在数据库中选Strand1860 荷载 ?恒荷载 自重，在程序中按自重输入，由程序自动计算 ?预应力 钢束(φ15.2 mm×31) 截面面积: Au = 4340 mm2 孔道直径: 130 mm 钢筋松弛系数(开),选择JTG04和0.3(低松弛) 超张拉(开) 预应力钢筋抗拉强度标准值(fpk):1860N/mm^2 预应力钢筋与管道壁的摩擦系数:0.25 管道每米局部偏差对摩擦的影响系数:1.5e-006(1/mm) 锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值: 开始点:6mm 结束点:6mm 张拉力:抗拉强度标准值的75%，张拉控制应力1395MPa ?徐变和收缩 条件 水泥种类系数(Bsc): 5 (5代表普通硅酸盐水泥) 28天龄期混凝土立方体抗压强度标准值,即标号强度(fcu,f):50N/mm ^2 长期荷载作用时混凝土的材龄:=o t5天 混凝土与大气接触时的材龄:=s t3天 相对湿度: % RH = 70 构件理论厚度:程序计算 适用规范:中国规范(JTG D62-2004) 徐变系数: 程序计算 混凝土收缩变形率: 程序计算 ?移动荷载 适用规范：公路工程技术标准(JTG B01-2003) 荷载种类：公路I级，车道荷载，即CH-CD
南通市干线公路2013年危桥改造工程 悬臂梁施工专项方案 第一章编制说明 1、主要编制依据 ①、施工招标文件及承包合同书； ②、公路桥涵施工技术规范； ③、《南通市干线公路2013年危桥改造工程施工图设计》； ④、《中华人民共和国安全生产法》、《建设工程安全生产管理条理》以及《公路养护安全作业规程》 2、编制说明 ①、本方案由项目总工编制、报公司技术负责人审核通过，并经组织专家审查通过后，方能予以实施； ②、本方案通过后由南通市干线公路2013年危桥改造工程NTGL-2013-QLSG1标项目经理部负责实施。 第二章工程概况 撑架桥位于S336线省道K41+741处，位于启东市新港镇。由于北幅V型撑架桥斜撑杆因严重压缩通航净空，经常受船只碰撞，撑杆撞损严重，砼破损、主筋外露，需进行北幅撑架桥拆除新建，新建下部结构形式为：桥墩 T构悬臂梁中、边孔侧悬臂梁长不等，中孔侧悬臂梁长4.23m，边孔侧悬臂梁长2.63m。桥墩T构悬臂梁由8片T梁组成，悬臂梁端部设置牛腿，放置板梁，悬臂根部与墩身固结。中悬臂梁宽0.3m，边悬臂梁宽0.4m，梁高变高度1.035-1.775m。桥墩
身采用矩形截面，墩身厚 1.5m，墩身底部为避让老桥墩身承台，作内缩切角处理。 第三章总体组织安排 1、组织机构设置： 见组织机构网络图； 2、施工现场人力资源配置： ①、管理人员 项目经理：朱卫兵 技术负责人：陆凤美 试验员：钱辉 技术员：蔡伟伟 安全员：侯江华 资料员：蔡伟伟 施工负责人：陶林冬 施工队长：张新华 ②、主要劳动力配置 3、原材料
①、混凝土：采用强制式机械拌合的C40混凝土，使用前已做好原材料检测、配合比设计及配合比验证。 ②、钢材：采用江苏沙钢集团生产的并经检验合格、监理抽检合格的钢筋。 4、主要检测仪器、施工机具准备：见附表 第四章、施工技术方案 1、准备工作 对施工完毕的承台进行校核，确定验收合格后可开始进行支架的搭设工作。由全站仪在承台上精确放出支架的边线，根据边线用钢尺标出各节段点，后用墨斗弹出横向纵向框线。 2、支架搭设、底模铺设 径向圆木支架，由立杆、横向木枋、对鞘木楔、竹胶板下纵向木枋、剪刀木、横撑木、扒钉等组成。 经现场实测两侧排架与承台顶面高差25cm，在承台基础上铺设20cm厚横向方木调至与两侧排架齐平， 20*20cm纵向方木间距20cm布设，立杆纵向布设6排，立杆的间距根据受力的不同做具体的分配（横向间距0.6m、纵向间距1.2m，步距0.6m），立杆高度根据悬臂梁的高度调整（具体见支架立面、侧面图），立杆顺水方向两侧各用3.5m的剪刀木做固定，剪刀木与立杆呈45°，立杆顺桥方向两侧各用4m长的横撑木做固定，立杆上边铺长8m的横向方木，每根立杆与横向方木的连接处用4根扒钉固定，横向方木上设置对鞘木楔，对鞘木楔与横向方木连接的一方固定在横向方木上，布置10*10cm纵向木枋与横向方木成90度角，用对鞘木楔上塞紧，再用扒钉固定。 在底模铺设前对支架进行检查验收，底模采用σ15竹胶板，模板表面应平整光滑，接缝处嵌入3mm厚的泡沫双面胶带防止漏浆，板与板之间错缝高差控制
悬臂梁桥分析与设计说明 1. 概要 本桥为30+50+30三跨混凝土悬臂梁桥，其中中跨为挂孔结构，挂孔梁为普通钢筋混凝土梁，梁长16m。墩为钢筋混凝土双柱桥墩，墩高15m。 （注：本例题并非实际工程，仅作为软件功能介绍的参考例题。） 在简化过程中省略了边跨合龙段模拟、成桥温度荷载模拟。 通过本例题重点介绍MIDAS/Civil软件的施工阶段分析功能、钢束预应力荷载的输入方法、移动荷载的输入方法和查看分析结果的方法等。 阶段01--双悬臂 阶段02--最大悬臂 阶段03--边跨满堂施工 阶段04--挂梁 阶段05--收缩徐变 图1. 分析模型 桥梁概况及一般截面 桥梁形式：三跨混凝土悬臂梁
桥梁长度：L = 30+50+30 = 110.0 m，其中中跨为挂孔结构，挂梁长16m，为钢筋混凝土结构 施工方法：悬臂施工T构部分，满堂支架施工边跨现浇段，边跨合龙时，中跨体系转换为简支单悬臂结构，拆除施工支架，然后施工中跨挂梁， 挂梁与中跨主梁铰接，施工桥面铺装，并考虑3650天收缩徐变。 预应力布置形式：T构部分配置顶板预应力，边跨配置底板预应力 截面形式如下 图2. 跨中箱梁截面 图3. 墩顶箱梁截面 梁桥分析与设计的一般步骤 1. 定义材料和截面 2. 建立结构模型 3. 输入非预应力钢筋 4. 输入荷载 ①.恒荷载 ②.钢束特性和形状 ③.钢束预应力荷载 5. 定义施工阶段 6. 输入移动荷载数据 ①.选择移动荷载规范 ②.定义车道 ③.定义车辆 ④.移动荷载工况 7. 运行结构分析 8. 查看分析结果
使用的材料 ?混凝土 主梁采用JTG04（RC）规范的C50混凝土，桥墩采用JTG04（RC）规范的C40混凝土 ?钢材 采用JTG04（S）规范，在数据库中选Strand1860 荷载 ?恒荷载 自重，在程序中按自重输入，由程序自动计算 ?预应力 钢束(φ15.2 mm×31) 截面面积: Au = 4340 mm2 孔道直径: 130 mm 钢筋松弛系数(开),选择JTG04和0.3(低松弛) 超张拉(开) 预应力钢筋抗拉强度标准值(fpk):1860N/mm^2 预应力钢筋与管道壁的摩擦系数:0.25 管道每米局部偏差对摩擦的影响系数:1.5e-006(1/mm) 锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩值: 开始点:6mm 结束点:6mm 张拉力:抗拉强度标准值的75%，张拉控制应力1395MPa ?徐变和收缩 条件 水泥种类系数(Bsc): 5 (5代表普通硅酸盐水泥) 28天龄期混凝土立方体抗压强度标准值,即标号强度(fcu,f):50N/mm^2 t5天 长期荷载作用时混凝土的材龄:= o t3天 混凝土与大气接触时的材龄:= s 相对湿度: % RH = 70 构件理论厚度:程序计算 适用规范:中国规范(JTG D62-2004) 徐变系数: 程序计算 混凝土收缩变形率: 程序计算 ?移动荷载 适用规范：公路工程技术标准(JTG B01-2003) 荷载种类：公路I级，车道荷载，即CH-CD
第三章混凝土简支体系梁桥的构造与设计 习题 一、填空题： 1、装配式板的横向连接方法有和两种；装配式主梁的连接接头可采用，，。 2、设置横隔梁的作用：。 3、桥上荷载横向分布的规律与结构横向刚度关系密切，横向联结刚度越大，荷载横向分布作用越，各主梁的负担也越。 二、名词解释： 1、截面效率指标 2、组合梁桥 三、简答题： 1、装配式梁桥设计中块件划分应遵循哪些原则？ 2、后张法预应力混凝土T形梁中，为防止锚具附近混凝土开裂，可采取哪些构造措施？ 答案 一、填空题： 1、装配式板的横向连接方法有企口混凝土铰接和钢板连接两种；装配式主梁的连接接头可采用焊接接头，螺栓接头，扣环接头。 2、设置横隔梁的作用：保证各根主梁相互连接成整体，共同受力。 3、桥上荷载横向分布的规律与结构横向刚度关系密切，横向联结刚度越大，荷载横向分布作用越显著，各主梁的负担也越均匀。 二、名词解释： 1、截面效率指标：截面核心距与截面高度的比值。 2、组合梁桥：它是首先利用纵向水平缝将桥梁的梁肋部分与桥面板分割开来，桥面板再利用纵横向的竖缝划分成平面内呈矩形的预制板，这样就使单梁的整体截面变成板与肋的组合截面。 三、简答题： 1、装配式梁桥设计中块件划分应遵循哪些原则？ 答：（1）根据建桥现场实际可能的预制、运输和起重等条件，确定拼装单元的最大尺寸和重量。 （2）块件的划分应满足受力要求、拼装接头应尽量设置在内力较小处。 （3）拼装接头的数量要少。 （4）构件要便于预制运输。 （5）构件的形状和尺寸应力求标准化、增强互换性，构件的种类应力求减少。
2、后张法预应力混凝土T形梁中，为防止锚具附近混凝土开裂，可采取哪些构造措施？ 答：1）、加强钢筋网（约为10×10cm） 2）、厚度不小于16mm的钢垫板 3）、φ8的螺旋筋 另外，在布置预应力筋时，应尽量依据分散均匀的原则。
预应力混凝土简支梁桥、连续梁桥和刚架桥的设计构造特点和对比分析 A、装配式预应力混凝土简支梁桥的构造与设计 装配式钢筋混凝土简支梁桥，常用的经济合理跨径在20m 以下。跨径增大时，不但钢材耗量大，而且混凝土开裂现象也往往比较严重，影响结构的耐久性。为了提高简支梁的跨越能力，可采用预应力混凝土结构。目前，世界上预应力混凝土简支梁的最大跨径已达76m 。但是，根据建桥实践，当跨径超过50m 后，不但结构笨重，施工困难，经济性也较差。因此，我国桥规明确指出：预应力混凝土简支梁桥的标准跨径不宜大于50m 。 一、横截面设计 1．横截面形式装配式预应力混凝土简支梁桥的横截面类型基本上与钢筋混凝土梁桥类似，通常也做成T 形、I 形，但为了方便布置预应力束筋和满足锚头布置的需要，下部一般都设有马蹄或加宽的下缘。有时为了提高单梁的抗扭刚度并减小截面尺寸，也采用箱形。由于采用预应力筋施加预压力，可以提供方便的接头形式，为了使装配式梁的预制块件进一步减小尺寸和重量还可做成横向也分段预制的串联梁。但由于串联梁施工麻烦，构件预制精度要求高，在国内使用较少。 2．主梁布置 经济分析表明，对于跨径较大的预应力混凝土简支梁桥，当吊装重量 不受限制时，采用 较大的主梁间距比较合理，一般可采用1.8?2.5m。
3．截面尺寸 （1）截面效率指标为了合理设计预应力混凝土梁的截面尺寸，首先分析其截面的受力特点。在预加力阶段和运营阶段，预应力混凝土梁截面承受双向弯矩。在预加力阶段，施加了偏心预加力，在预加力和自重弯矩的共同作用下，合力相当作用于截面的下核点（截面上缘应力为零）（2）主梁高度预应力混凝土简支梁桥的主梁高度取决于采用的汽车荷载等级、主梁间距及建筑高度等因素，可在较大范围内变化。对于常用的等截面简支梁，其高跨比的取值范围在1/15 ?1/25 ，一般随跨径增大而取较小值，随梁数减少而取较大值，对预应力混凝土T 形梁一般可取1/16 ?1/18 左右。当桥梁建筑高度不受限制时，采用较大的梁高显然是较经济的，因为加高腹板使混凝土用量增加不多，而节省预应力筋数量较多。 ⑶其他细部尺寸在预应力混凝土梁中，由于混凝土所受预应力和预应力束筋弯起，能抵消荷载剪力的作 用，肋中的主拉应力较小，肋宽一般都由构造和施工要求决定，但不小于160mm 。标准设计中肋宽为140 ?160mm 。T 梁上翼缘的厚度按钢筋混凝土梁桥同样的原则来确定。为了减小翼板和梁肋连接处的局部应力集中和便于脱模，在该处一般还设置折线形承托或圆角，此时承托的加厚部分应计算在内。 T 梁下缘的马蹄尺寸应满足预加力阶段的强度要求，同时，从截面效率指标P分析，马蹄应当是越宽而矮越经济。马蹄的具体形状要根据预应力束筋的数量和排列方式确定，同时还应考虑施工方便和力筋弯起的要求。具体尺寸建议如下：
骨干杯 斜拉式悬臂梁设计报告 一、题目 设计域如图，固定端和整个结构宽度不限制，允许在在固定端开孔；材料体积用量≤35ml； 载荷为圆形（直径D=15 mm）均布载荷，方向为垂直向下；
二、设计概述 根据大赛题目的要求，为达到悬臂梁承重最大的目的，在保证材料体积用量在规定范围内，我们采取了简单而又稳定的楔形结构，设计思路来源于生活中常见的斜拉桥。 三、设计方案 ① 斜撑式 设计思路来源于常见的支撑结构 ② 斜拉式 设计来源于斜拉桥经过讨论，与计算分析，最终确定选择斜拉式，并用CAD绘制了初步工程图
CATIA绘制出四种结构三维图
应力校核 ABAQUS分析对比分析多种结构
S, MiSeS (Avg: 75%) ÷1.215e+08 + 1.114e+08 + 1.012e+08 +9.111e+07 +8.099e+07 +7.087e+07 +6.074e+07 +5.062θ+07 +4.050e+07 +3.0388+07 +2.026e+07 + 1.014e÷07 + 1.519e+04 ÷1.112e+08 + 1.019e+08 ÷9.269e÷07 +8.344e -t07 +7.418e÷07 +6.493e+07 +5.568e+07 +4.643θ+07 +3.717e+07 +2.792e+07 + 1.867e+07 +9.418e+06 + 1.654e+05 ODB: n7.odb AbaqUS/Standard 6.13-1 Mon OCt 12 20:56:42 GMT+08:OO 2015 Step: SteP-I InCrement 1: SteP Time ■ 1.000 Primary Var: S, MiSeS ∩αfnrmpri ?∕ΛΓ? I I ∏pf∩rn∩Λtinn Q ΓΛI P PΛctnr ?亠A 9QP P -∩1 S, MiSeS (Avg: 75%) Z PrImary Var: S, MlSeS DefOrmed Var: U DefOrmatlOn SCale Factor: +6.60Ie-OI S B Z
1 研究目的与问题阐述 1.1 基本研究目的 (1) 掌握ANSYS软件的基本几何形体构造、网格划分、边界条件施加等方法。 (2) 熟悉有限元建模、求解及结果分析步骤和方法。 (3) 利用ANSYS软件对梁结构进行有限元计算。 (4) 研究不同泊松比对同一位置应力的影响。 1.2 基本问题提出 图1.1 模型示意图 如图1.1所示，当EX=3.01e6，F=5000N，悬臂梁杆一端固定，另一端为自由端。当悬臂梁的泊松比u为：0.2、0.25、0.3、0.35、0.4时，确定同一位置的应力分布，得出分布云图。 采用二维模型，3*0.09m。
2 软件知识学习 2.1 软件的使用与介绍 软件介绍： ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发，它能与多数CAD软件接口，实现数据的共享和交换，如Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, I－DEAS, AutoCAD等，是现代产品设计中的高级CAE工具之一。 ANSYS有限元软件包是一个多用途的有限元法计算机设计程序，可以用来求解结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题。因此它可应用于以下工业领域：航空航天、汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重型机械、微机电系统、运动器械等。 软件主要包括三个部分：前处理模块，分析计算模块和后处理模块。 前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便地构造有限元模型； 分析计算模块包括结构分析（可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析）、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力； 后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示（可看到结构内部）等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。 软件提供了100种以上的单元类型，用来模拟工程中的各种结构和材料。该软件有多种不同版本，可以运行在从个人机到大型机的多种计算机设备上，如PC，SGI，HP，SUN，DEC，IBM，CRAY等。
第三章混凝土简支体系梁桥的构造与设计 一、填空题： 1、装配式板的横向连接方法有和两种；装配式主梁的连接接头可采用，，。 2、设置横隔梁的作用：。 3、桥上荷载横向分布的规律与结构横向刚度关系密切，横向联结刚度越大，荷载横向分布作用越，各主梁的负担也越。 二、名词解释： 1、截面效率指标 2、组合梁桥 三、简答题： 1.钢筋混凝土梁式桥有那些特点？其适用性怎样？ 2.预应力混凝土梁式桥有那些特点？其适用性怎样？ 3.在梁（板）桥中，板、肋梁、箱梁各自的结构主要特征是什么？ 4.装配式梁桥设计中块件划分应遵循哪些原则？ 5.后张法预应力混凝土T形梁中，为防止锚具附近混凝土开裂，可采取哪些构造措施？ 6.装配式板桥横向连接的作用是什么?有哪几种横向连接方式? 7.装配式预应力混凝土T梁力筋布置有哪三点要求? 8.装配式预应力混凝土T梁跨中力筋在横向的布置原则是哪两点? 9.端横隔板与中横隔板在布置上各有哪些要求? 10.预应力混凝土悬臂梁桥的基本结构有哪两种?各自的受力特点是什么? 11.预应力混凝土T型刚构桥有哪两种结构类型?各自的受力特点是什么? 12.预应力混凝土连续梁桥的结构特点是什么? 13.预应力混凝土连续刚构桥的力学特点是什么? 14.预应力力筋可分为哪三种?各自的作用是什么?
参考答案 一、填空题： 1、装配式板的横向连接方法有企口混凝土铰接和钢板连接两种；装配式主梁的连接接头可采用焊接接头，螺栓接头，扣环接头。 2、设置横隔梁的作用：保证各根主梁相互连接成整体，共同受力。 3、桥上荷载横向分布的规律与结构横向刚度关系密切，横向联结刚度越大，荷载横向分布作用越显著，各主梁的负担也越均匀。 二、名词解释： 1、截面效率指标：截面核心距与截面高度的比值。 2、组合梁桥：它是首先利用纵向水平缝将桥梁的梁肋部分与桥面板分割开来，桥面板再利用纵横向的竖缝划分成平面内呈矩形的预制板，这样就使单梁的整体截面变成板与肋的组合截面。 三、简答题： 1. 钢筋混凝土梁式桥有那些特点？其适用性怎样？ 答：优点：⑴可就地取材；⑵结构耐久性好；⑶材料可塑性强；⑷装配程度高；⑸结构刚度大变形小；⑹噪声低。缺点：⑴自重大；⑵抗弯拉能力弱；⑶工期长，支架、摸板多。适用性：适用于中、小跨径的桥梁。 2. 预应力混凝土梁式桥有那些特点？其适用性怎样？ 答：预应力混凝土梁式桥除上述钢筋混凝土梁式桥的优点外还有：⑴能有效的利用现代高强度材料，减小构件截面，显著降低自重所占全部设计荷载的比重，增大跨越能力，并扩大混凝土结构的适用范围。⑵与钢筋混凝土梁式桥相比，一般可节省钢材30％--40％，跨越更大，节省更多。⑶预应力混凝土梁式桥在使用荷载下不出现裂缝，提高结构的耐久性。⑷混凝土预应力技术的采用，为现代装配式结构提供最有效的接头和拼装手段。适用性：预应力混凝土梁式桥适用于大，中跨径的桥梁。 3. 在梁（板）桥中，板、肋梁、箱梁各自的结构主要特征是什么？ 答：板式梁中主要特征是建筑高度小，形状简单，结构整体刚度小较大，肋梁的主要特征是受拉区得到合理挖除，减轻了结构的自重较多，抗扭力偶臂较大，提高了荷载弯矩的能力。箱梁的主要特征是在一定的截面积的条件下能获得较大的抗弯惯性矩和抗刚度在偏心活载作用下，整根梁的受力均匀。 4．装配式梁桥设计中块件划分应遵循哪些原则？ 答：（1）根据建桥现场实际可能的预制、运输和起重等条件，确定拼装单元的最大尺寸和重量。 （2）块件的划分应满足受力要求、拼装接头应尽量设置在内力较小处。 （3）拼装接头的数量要少。 （4）构件要便于预制运输。 （5）构件的形状和尺寸应力求标准化、增强互换性，构件的种类应力求减少。 5．后张法预应力混凝土T形梁中，为防止锚具附近混凝土开裂，可采取哪些构造措施？ 答：1）、加强钢筋网（约为10×10cm）
桥梁结构设计问题探讨 摘要：近年来，随着科学技术的发展，桥梁结构设计也得到了相应的发展，但是我国的桥梁设计理论和结构构造体系仍不够完善。本文通过桥梁结构设计中应注意事项，对桥梁结构设计的理论及设计问题进行探讨。 关键词：桥梁结构；设计问题；分析 abstract: in recent years, with the development of science and technology, the bridge structure design also got the corresponding development, but china’’s bridge design theory and structure system is still not perfect. this article through the bridge structure design should note, bridge structure design theory and design issues were discussed. keywords: bridge structure; design problems; analysis 中图分类号：u443文献标识码：a 文章编号： 一、桥梁结构设计现状 目前的桥梁设计中，对于耐久性更多的只是作为一种概念受到关注，既没有明确提出使用年限的要求，也没有进行专门的耐久性设计。这些倾向在一定程度上导致了当前工程事故频发、结构使用性能差、使用寿命短的不良后果，也与国际结构工程界日益重视耐久性、安全性、适用性的趋势相违背，也不符合结构动态和综合经济性的要求。
xxxx技术有限公司20xx年8月
目录 1.概要 (1) 2. 设置操作环境 (4) 3. 定义材料和截面 (5) 4. 建立结构模型 (14) 5. 非预应力钢筋输入 (30) 6. 输入荷载 (30) 7. 定义施工阶段 (42) 8. 输入移动荷载数据 (48) 9. 运行结构分析 (52) 10. 查看分析结果 (52) 11. PSC设计 (62) 12. RC设计 (70) 附录：关于温度荷载和支座沉降的模拟 (79)
1. 概要 本桥为30+50+30三跨混凝土悬臂梁桥，其中中跨为挂孔结构，挂孔梁为普通钢筋混凝土梁，梁长16m。墩为钢筋混凝土双柱桥墩，墩高15m。 （注：本例题并非实际工程，仅作为软件功能介绍的参考例题。） 在简化过程中省略了边跨合龙段模拟、成桥温度荷载模拟。 通过本例题重点介绍MIDAS/Civil软件的施工阶段分析功能、普通钢筋的输入方法、钢束预应力荷载的输入方法、移动荷载的输入方法和查看分析结果的方法、PSC设计及RC设计数据的输入方法和查看设计结果的方法等。 图1. 分析模型 桥梁概况及一般截面 桥梁形式：三跨混凝土悬臂梁 桥梁长度：L = 30+50+30 = 110.0 m，其中中跨为挂孔结构，挂梁长16m， 为钢筋混凝土结构 施工方法：悬臂施工T构部分，满堂支架施工边跨现浇段，边跨合龙时，中跨 体系转换为简支单悬臂结构，拆除施工支架，然后施工中跨挂梁， 挂梁与中跨主梁铰接，施工桥面铺装，并考虑3650天收缩徐变。 预应力布置形式：T构部分配置顶板预应力，边跨配置底板预应力 截面形式如下 图2. 跨中箱梁截面
桥梁结构的认识与简单设计 洲泉镇中心小学郁卫忠【教学目标】 科学概念 1.桥梁有多种不同结构，有的桥梁把多种结构合为一体。 2. 桥的形状和结构与它的功能是相适应的。 过程与方法： 提高观察、比较、描述和评价的能力。 情感、态度、价值观 1. 体会科学技术对社会进步的作用。 2. 感受和欣赏桥梁的形状结构之美。 教学重点：了解桥梁的形状结构发展过程。 教学难点：提高观察、比较、描述和评价能力。 【教学准备】 为小组准备：吸管或竹片、粗线。 为全班准备：木板或瓦楞纸板、绳子。 教师自己准备：各种桥梁的图片或影像资料。 【教学过程】 一、创设情境、导入新课 同学们，老师知道你们都是乐于助人的好学生，今天淘气遇到了一个难题，他想到河对岸去，你们有什么好方法可以帮助他吗？（课件出示一条小河） 有学生说坐船过去，有学生说架桥过去，有学生说游泳过去，还有学生说在河中垫几块石头等。 （出示课件）在河中垫几块石头，这真的是很方便，很快捷的方法。我们把这种情况，称为搭石，虽然很简单，但它已经实现了过河的目的。 搭石有一个缺点，知道是什么？后来人们把搭石进行了改进，做成了比较稳定的碇步，这就是桥梁的雏形，但是碇步也有缺点，是什么？人们对这些缺点又会进行怎样的改进呢？ 二、探究新知。
（课件出示），观察比较这些拱桥，它们有什么相同和不同？各有什么优点？ 1.实验：用木棍做一个拱，然后两个做对比，看是那一个面的受力更大。 2.桥面在拱下方的拱桥，桥面可以拉住拱足，抵消拱产生的向外的推力。桥面被水平方向的力拉紧，还增加了桥面的抗弯曲能力。） （课件出示）拱桥知识：拱桥大都是石桥，是我国最常用的一种桥梁形式，其式样之多，数量之大，为各种桥型之冠，特别是公路桥梁，据不完全统计，我国的公路桥梁中7%为拱桥。由于我国是一个多山的国家，石料资源丰富，因此拱桥以石料为主。建于1990年的跨径120米的湖南乌巢河大桥，是当今世界跨径第一的石拱桥。如果我们需要跨径更长的桥，该怎么办呢？接下来我们一起来认识现代的大跨径的桥梁----钢索桥。 3.（课件出示）各种钢索桥，仔细观察这些桥有什么相同和不同？ 思考：桥塔为什么修那么高？ 4.实验：模拟做一个钢索桥（这个由老师做演示实验）在实践中学生边观察边思考问题，当演示完成后回答。 （1）两人同时用力拉绳把“桥”吊起来。我们朝什么方向用力？ （2）把绳子拉平直些，再拉平直些，感觉用力有什么变化？ 四、联系生活实际，拓展教学 1.我们了解了从古到今桥的形状和结构。如果让你充当建筑师，也来造一座桥，你会选用哪些材料来造桥。 2.出示一次性筷子，如果用它作为主要的材料，要设计一座能跨越筷子本身长度的桥，你会选择哪一种结构，设计什么形状的桥呢？
3.2 装配式钢筋混凝土简支梁桥的构造与设计 装配式钢筋混凝土简支梁桥受力明确，构造简单，施工方便，便于工业化生产，可节省大量的模板和支架，降低劳动强度，缩短工期，因此在小跨径桥梁中，尤其是标准跨径为13～25m 的桥梁，成为应用最多的桥型。 3.2.1 横截面设计 梁桥的横截面设计主要是确定横截面的布置形式，包括主梁截面形式、主梁间距、截面各部尺寸等，它与立面布置、建筑高度、施工方法、美观要求及经济用料等因素有关。 1．横截面形式 装配式钢筋混凝土简支梁桥横截面最基本的类型为T 形。我国目前用得最多的装配式简支梁桥是图3.15a 所示的T 形梁桥。T 形梁的翼板构成桥梁的行车道板，直接承受车辆和人群荷载的作用，又是主梁的受压翼缘。它的优点是：外形简单，制造方便，肋内配筋可做成刚劲的钢筋骨架，主梁之间借助横隔梁连接，整体性较好，接头也较方便。但构件的截面形 状不稳定，运输和安装较麻烦；横向接头正好位于桥面板的跨中，对板的受力不利。装配式钢筋混凝土T 梁的常用跨径约为 7.5～25m。 图3.15 装配式简支梁桥的横截面 d ）b ） c ） a ）箱形截面梁由于受拉区混凝土不参与工作，多余的底板徒然增大了自重，所以一般不适用于钢筋混凝土简支梁桥。 下面即重点介绍装配式钢筋混凝土T 形梁桥的构造和设计，图3.16即为该类桥梁上部构造的典型概貌。
图3.16装配式T形简支梁桥概貌 2．主梁布置 对于一定的跨径和桥面宽度（包括行车道和人行道）的桥梁，确定出适当的主梁间距（或片数），是构造布置中首先需要解决的重要课题。应从材料用量经济，尽可能减少预制工作量，考虑构件的吊装重量及保证翼板的刚度等方面综合考虑确定。显然，主梁间距越大，主梁的片数就越少，预制工作量就少，但构件的吊装重量增大，使运输和架设工作趋于复杂，同时桥面板的跨径增大，悬臂翼缘板端部较大的挠度对引起桥面接缝处纵向裂缝的可能性也增大。 根据建桥经验，装配式钢筋混凝土T形简支梁桥的主梁间距一般在1.5~2.3m之间。《公路桥涵设计图》（JT/GQS 025—84）中所采用的主梁间距为2.2m，预制宽度为1.6m，吊装后接缝宽度为0.6m，当前采用较多。 3．主梁细部尺寸 （1）主梁梁肋尺寸 主梁的合理高度与主梁的跨径、活载的大小等有关。经济分析表明，梁高与跨径之比（俗称高跨比）的经济范围大约在1/11～1/18，跨径大的取用偏小的比值。我国标准设计为10m、13m、16m和20m四种跨径，其梁高分别为0.8～0.9m, 0.9～1.0m, 1.0～1.1m，1.1～1.3m。主梁高度受限制时，高跨比就要适当减小，致使钢筋用量增加，增加造价。 主梁梁肋的宽度，应满足主拉应力强度和抗剪强度要求，以及不致使捣固混凝土发生困难。梁肋宽度多采用160～240mm，一般不应小于140mm，且不小于梁肋高度的1/15。 钢筋混凝土简支梁一般沿跨径方向做成等截面的形式，以便于预制施工。 （2）主梁翼板尺寸 一般装配式主梁翼板的宽度视主梁间距而定，在实际预制时，翼板的宽度应比主梁间距小2cm，以便在安装过程中易于调整T梁的位置和制作上的误差。 在中小跨径的钢筋混凝土简支T形梁中，翼板的厚度主要满足桥面板承受车辆局部荷载
文献综述 一、桥梁的现状和发展趋势 随着经济的发展，公路桥梁也随着飞速发展。桥梁是公路、城市道路或铁路的重要组成部分，是国家工业和技术水平的综合水平体现。所以说桥梁是一个国家的象征之一。经过几十年的努力，我国的桥梁工程无论在建设规模上，还是在科技水平上，均已跻身世界先进行列。各种功能齐全、造型美观的立交桥、高架桥，横跨长江、黄河等大江大河的特大跨度桥梁，如雨后春笋频频建成。桥梁是随着经济发展带来的交通需要和经济与科学技术的可能而发展的。二十世纪世界桥梁技术发展突飞猛进，百花齐放，形成了完整的设计施工理论体系。我国桥梁技术紧跟世界桥梁技术发展的潮流，逐步形成了完备的设计理论、设计方法，施工技术和科研体系；建成了近百万座桥梁工程，其中还包括大量令世人瞩目的具有世界第一的桥梁工程。特别是从上个世纪八十年代至今，伴随着国家经济的跨跃式发展，我国路桥建设正在以前所未有的高速度和高质量向前发展。 为适应社会生产力发展所提出的愈来愈高的要求，需要建造大量的承受更大荷载，跨越海湾、大江等跨径和总厂更大的桥梁。这必然推动桥梁结构向高强、轻型、大跨度的方向发展。为此，在建筑材料上，需研制和生产超大跨径桥梁（3000~5000m）的新型建筑材料；在结构理论上，要研究更符合实际状态的力学分析方法与新的设计理论，充分发挥结构潜在的承受力，充分利用建筑材料的强度，力求工程结构的安全度更为科学和可靠；在大跨度桥梁的设计中，会愈来愈重视空气动力学、振动、稳定、疲劳、非4等研究成果的应用，并广泛应用计算机辅助设计；在施工上，力求高度机械化、工厂化、自动化；在工程管理上，则力争高度科学化、自动化。 二、预应力混凝土连续梁桥 连续梁是一种古老的结构体系，它具有变形小、结构刚度好、行车平顺舒适、伸缩缝少、养护简单、抗震能力强等特点，成为最富有竞争力的主要桥型之一。 我国的预应力混凝土连续梁桥起步晚，但是发展迅速，在中等跨径范围内千姿百态。无论是在桥跨布置、梁、墩截面形式，或是在体系上不断改进桥型布置，例如V形墩的连续梁体系，双薄壁墩连续体系。
浙江大学桥梁与隧道专业研究生学位课程《桥梁设计理论》 二00二年九月
目录 第一讲概述 (1) 第二讲薄壁箱形梁的结构与受力特点 (2) 第三讲薄壁箱形梁的弯曲 (6) 第四讲薄壁箱梁剪力滞的变分解法 (20) 第五讲薄壁箱形梁的自由扭转 (38) 第六讲薄壁箱形梁的约束扭转 (56) 第七讲薄壁箱形梁的组合扭转 (72) 第八讲薄壁箱形梁的畸变 (87) 第九讲曲线梁桥计算理论 (105) 第十讲斜桥计算理论 (113)
第一讲 概 述 本课程是桥隧专业硕士研究生的专业课，它是在本科《桥梁工程》的基础上对内容进行深化，着重介绍一些设计公式和规范条文的理论依据。使研究生能从原理上和从问题的本质上去认识桥梁结构的受力特性和性能，为今后从事桥梁工程研究工作打下基础，并掌握基本的研究方法。 《桥梁工程》的重点是简支梁桥，计算理论是以横向分布为基础，形式以空心板梁和梁为重点，其中横向分布概念的引入，将桥梁空间结构问题简化为平面问题，极大地简化了梁桥的计算。但是该方法在其他体系的桥梁如连续梁桥、悬臂梁桥、刚架桥、斜拉桥、悬索桥及拱桥等，应用很不成功。其主要原因是这些体系的桥梁的主梁常采用箱形截面。 在利用横向分布技术处理箱形梁计算时，通常将箱梁腹板近似看作等截面的梁肋，按修正偏压法求出活载作用下边腹板的荷载分配系数，再乘以腹板总数，得到箱梁截面活载内力增大系数ξ，然后求得箱梁内力p g M M M ξ+=[姚玲森《桥梁工程》P .198]，这种方法有 时会引起很大的误差，因为箱梁是一种闭合截面，看作等截面梁肋的做法，是将闭合截面处理成开口截面，与实际不符。因此，本课程将研究箱梁计算理论，包括箱梁的弯曲、扭转、畸变等方面设计计算分析方法。 《桥梁工程》中介绍了斜桥的受力特点，但并没有讨论其计算理论，还有随着城市高速路的发展，立交桥日益增多，为增添城市景观，使桥梁服从线路的平面布置和提高交通枢纽的使用功能，曲线桥梁应运而生，因此，本课程将斜、弯桥列入。 针对我校本科教学的特点，钢筋混凝土尤其是预应力混凝土桥梁计算理论是薄弱点，本课程也将这部分内容列入。
本桥上部构造为五跨一联预应力砼箱形变截面连续刚构梁，第2#、3#号墩设为连续刚构，第一、四号墩及第0#、5#号台设滑动支座。桥孔布置为45+3×75+45，平面位于平曲线内，桥面横坡由箱梁倾斜调整。截面形式为单箱单室截面。箱梁施工方法为在墩顶分两个“T”平衡对称悬浇，两边跨各有6.36m的支架现浇段。悬臂浇筑节段由0#和其余9个节段组成，合龙段长2m。0#块采用托架现浇，其它节段采用挂篮对称悬浇，本桥单幅共有4个T构，采用8套挂篮，单幅合龙后分批转入另一幅倒用。 1、施工工艺框图： 见图10-3-04
连续梁施工工艺框图图10-3-04
2、0#块施工： （1）托架安装： 由于0#段悬臂长度只有2.5米，故拟采用三角托架施工，本桥共制作两个托架四个墩倒用。托架支撑在墩身预埋钢牛腿上，由型钢和万能杆件组成。（构造见图10-3-05） 墩顶托架结构示意图图10-3-05 托架的安装采用塔吊就位。由墩顶向下挂小吊篮，操作人员在小吊篮中配合塔吊施工，托架分两层拼装，每层均与墩身预埋件连接。托架安装前须在钢筋砼工作台上用千斤顶对其预压，以消除支架变形，防止主梁产生过大位移而开裂，同时也可通过预压测试托架的变形量，为调整模板标高提供数据。可采用千斤顶在顶面加压。两悬挑部分支架亦用万能杆件组拼。 施工中应注意牛腿位置的准确，托架各节点连接牢固，其承载能力和刚度应事先检算。 （2）模板安装： ①底模： 托架顶横向安设不等高型钢调整梁底纵坡，然后纵向铺设工字钢纵梁，上铺钢
模板作为梁底模，纵横梁之间用钢楔塞紧，用来调整底模标高。拆除底模时先打出 钢楔。 ②外侧模： 用型钢和组合钢模板加工组拼，以螺栓定位，安装在左右两侧的钢支架上。支 架上设横向预应力张拉工作台，标高调整和拆模采用千斤顶。 ③内模： 采用钢木组合模板，木模加钉铁皮。 ④端板和堵头板 端板与堵头板是保证0#梁段端部和孔道成形要求的关键。端模架多为钢结构，骨架用木枋、∠100×100×5mm角钢做横梁、竖梁，用长拉杆穿过两内模对拉。板面用2cm厚的木板，外表面钉1mm厚镀锌铁皮，每端可用多根角钢或木枋作为斜撑与支架联结，以保证端板准确定位，外侧模、内模、端模间用拉杆螺栓联结并用钢管做内撑，以制约施工时模板移位和变形。 ⑤模板安装 成形后模板的整体、局部强度和刚度须满足安全要求，其允许挠度及变形误差要符合规定，外形尺寸准确，模面平整光洁，装拆操作安全方便。模板内部尺寸允许偏差为±5mm；轴线偏位允许偏差±10mm，模面平整度（2m内）允许偏差为±3mm。 安装顺序为：安装底板→外侧模→内模→端头板→底板堵头板→顶板内模→外翼边板。 （3）预应力管道的设置。 箱梁纵向预应力钢束用内径85mm的波纹管，竖向预应力管道波纹管形成，横向预应力筋用内径40×19mm的扁波纹管。 预应力体系是连续梁的关键环节，而预应力管道的施工是预应力体系工程中的一道重要工序，从施工实践看，它是控制循环周期的主要因素。管道本身质量、安装以及在砼施工过程中怎样保证不锈、不偏、不沉、不浮、不破、不扁、不堵，以
太原科技大学课程说明书 目录 设计任务 (2) 设计仪表及器材 (2) DH3818静态电阻应变仪介绍 (4) 设计原理 (8) 设计过程 (13) 原始数据记录 (14) 数据处理分析 (17) 参考文献 (23) 心得体会 (23)
一、课题设计名称 等截面悬臂梁静应变测试与分析 二、设计任务 1、掌握电阻应变片的选用原则和方法。 2、学习电阻应变片粘贴技术。 3、掌握静态电阻应变仪单点测量的基本原理。 4、固应力分析的概念，学会对构件的受力分析和应变测量。 三、设计仪表及器材 DH3818静态电阻应变仪、常温用电阻应变片、悬臂梁(等截面梁)、万用电表、砝码一套、粘贴剂、清洗剂、引线若干、电烙铁及其他工具。 四、DH3818静态电阻应变仪介绍 （一）、概述 DH3818静态应变测量仪由数据采集箱、微型计算机及支持软件组成。可自动、准确、可靠、快速测量大型结构、模型及材料应力试验中多点的静态应变（应力）值。广泛应用于机械制造、土木工程、桥梁建设、航空航天、国防工业、交通运输等领域。若配接适当的应变式传感器，也可对多点静态的力、压力、扭矩、位移、温度等物理量进行测量。 特点： 手控状态时，大屏数码管显示测量通道和输入应变量，且可通过功能键设置显示通道、修正系数及平衡操作；
自动平衡： 内置120Ω标准电阻， 1／4桥（公用补偿）、半桥、全桥连接方便。（二）、技术指标 1、测量点数：有可测10点和20点两种，每台计算机可控制十六台静态应变测量仪； 2、程控状态下采样速率：10测点/秒； 3、测试应变范围：±19999με； 4、分辨率：1με； 5、系统不确定度：不大于0.5%±3με； 6、零漂：≤4με/2h(程控状态)； 7、自动平衡范围：±15000με，灵敏度系数K＝2.00，120Ω应变计阻值误差 的±1.5%； 8、测量结果修正系数范围：0.0000～9.9999(手动状态)； 9、适用应变计电阻值： 50～10000Ω； 10、应变计灵敏度系数： 1.0～3.0可进行任意修正；长导线电阻修正范围：0.0～100Ω； 11、交流电源电压： 220V±10％， 50Hz±2％； 12、仪器功率：约15W ； （三）、工作原理 测量原理：以1/4桥、120Ω桥臂电阻为例对测量原理加以说明。如图1所示：