midas_连续梁计算书
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4×30m连续梁结构分析对4*30m结构进行分析的第一步工作是对结构进行分析,确定结构的有限元离散,确定各项参数和结构的情况,并在此基础上进行建模和结构计算。
建立斜连续梁结构模型的详细步骤如下。
1. 设定建模环境2. 设置结构类型3. 定义材料和截面特性值4. 建立结构梁单元模型5. 定义结构组6. 定义边界组7.定义荷载组8.定义移动荷载9. 定义施工阶段10. 运行结构分析11. 查看结果12.psc设计13. 取一个单元做横向分析概要:在城市桥梁建设由于受到地形、美观等诸多方面的限制,连续梁结构成为其中应用的最多的桥梁形式。
同时,随着现代科技的发展,连续梁结构也变得越来越轻盈,更能满足城市对桥梁的景观要求。
本文中的例子采用一座4×30m的连续梁结构(如图1所示)。
1、桥梁基本数据桥梁跨径布置:4×30m=120;桥梁宽度:0.25m(栏杆)+2.5m(人行道)+15.0m(机动车道)+2.5m(人行道)+0.25(栏杆)=20.5m;主梁高度:1.6m;支座处实体段为1.8m;行车道数:双向四车道+2人行道桥梁横坡:机动车道向外1.5%,人行道向1.5%;施工方法:满堂支架施工;图1 1/2全桥立面图和1.6m标准断面2、主要材料及其参数2.1 混凝土各项力学指标见表1表12.2低松弛钢绞线(主要用于钢筋混凝土预应力构件)直径:15.24mm弹性模量:195000 MPa标准强度:1860 MPa抗拉强度设计值:1260 MPa抗压强度设计值: 390 MPa拉控制应力:1395 MPa热膨胀系数:0.0000122.3普通钢筋采用R235、HRB335钢筋,直径:8~32mm弹性模量:R235 210000 MPa / HRB335 200000 MPa标准强度:R235 235 MPa / HRB335 335 MPa热膨胀系数:0.0000123、设计荷载取值:3.1恒载:一期恒载包括主梁材料重量,混凝土容重取25 KN/m 3。
一、工程概况上部结构采用预应力混凝土变截面连续箱梁,为双幅结构。
单幅箱梁采用单箱单室截面,箱梁顶板宽11.99m,底板宽为6.99米,箱梁顶板设置1.5%的横坡。
边跨端部及中跨跨中梁高均为2.0m(以梁体中心线为准),箱梁根部梁高为4.0米,梁高从2.0m到箱梁根部按1.5次抛物线规律变化;边跨端部及中跨跨中底板厚度为0.25米,箱梁悬臂根部底板厚度为0.6米,箱梁底板厚度从2.0m到悬臂根部按1.5次抛物线规律变化。
箱梁腹板在3.5m长度内由0.45米直线变化至0.6米。
桥台采用重力式U型桥台,桥台与道路中心线正交布置。
桥台扩大基础应嵌入中风化岩面不少于0.5m,同时应满足基底持力层抗压承载力要求,桩基础应嵌入中风化岩层长度不小与2.5倍桩径,桥台台身采用C25片石混凝土浇筑,台帽混凝土采用C30钢筋混凝土。
台后的填料采用压实度不小于96%的砂卵石,回填时应预设隔水层或排水盲沟。
桥墩均采用钢筋混凝土八棱形截面,基础采用桩基接承台。
桥墩墩身截面为3.5×2.0m,截面四角对应切除70×50cm倒角。
墩顶设盖梁,桥墩盖梁尺寸为 6.99m(长)×2.4m(宽)×2.6m(高),承台尺寸为8.4m(长)×3.4m(宽)×2.5m。
每个承台接两根直径2.0m的桩基。
所有的桩基础均采用嵌岩桩,用人工挖孔成桩。
桩基础应嵌入完整的中风化岩面不少于3倍桩径,并要求嵌岩岩石襟边宽度大于3.0m,同时应满足基底持力层岩石抗压强度要求。
桥型布置见图1 桥型立面布置图。
图1 桥型立面布置图二、主要技术标准汽车荷载:公路-I级。
人群荷载:3.5 KN/m2。
2.4.桥梁宽度:2.5. 纵坡、横坡:三、设计规范3.1.《城市桥梁设计准则》(CJJ11—93)。
3.2.《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)。
3.3.《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62—2004)。
迈达斯(midas)计算潇湘路连续梁门洞调整后⽀架计算书1概述原《潇湘路(32+48+32)m连续梁施⼯⽅案》中,门洞条形基础中⼼间距为7.5⽶,现根据征迁⼈员反映,为满⾜门洞内机动车辆通⾏需求,需将条形基础中⼼间距调整⾄8.5⽶。
现对门洞结构体系进⾏计算,调整后门洞横断⾯如图1-1所⽰。
图1-1调整后门洞横断⾯图门洞纵断⾯不作改变如图1-2所⽰。
图1-2门洞总断⾯图门洞从上⾄下依次是:I40⼯字钢、双拼I40⼯字钢、Ф426*6钢管(内部灌C20素混凝⼟),各结构构件纵向布置均与原⽅案相同。
2主要材料⼒学性能(1)钢材为Q235钢,其主要⼒学性能取值如下:抗拉、抗压、抗弯强度:[ =125MpaQ235:[σ]=215Mpa, ](2)混凝⼟采⽤C35混凝⼟,其主要⼒学性能取值如下:弹性模量:E=3.15×104N/mm2。
抗压强度设计值:f c=14.3N/mm2抗拉强度设计值:f t=1.43N/mm2(3)承台主筋采⽤HRB400级螺纹钢筋,其主要⼒学性能如下:抗拉强度设计值:f y=360N/mm2。
(4)箍筋采⽤HPB300级钢筋,其主要⼒学性能如下:抗拉强度设计值:f y=270N/mm23门洞结构计算3.1midas整体建模及荷载施加Midas整体模型如图3.1-1所⽰。
图3.1-1MIDAS整体模型图midas荷载加载横断⾯图如图3.1-2所⽰。
3.1-2荷载加载横断⾯图荷载加载纵断⾯如图3.1-3所⽰。
图3.1-3荷载加载纵断⾯图3.2整体受⼒分析整体模型受⼒分析如图5.2-1~5.2-3所⽰。
图5.2-1门洞整体位移等值线图5.2-2门洞整体组合应⼒云图图5.2-3门洞整体剪应⼒云图由模型分析可得,模型最⼤位移D=3.2mm<[l/600]=14.1mm,组⼤组合应⼒σ=144.2Mpa<[σ]=215Mpa,最⼤剪应⼒σ=21.6Mpa<[σ]=125Mpa 门洞整体强度、刚度均满⾜要求。
温州龙港大桥改建工程满堂支架法现浇箱梁设计计算书计算:复核:审核:中铁上海工程局温州龙港大桥改建工程项目经理部2015年12月30日目录1 编制依据、原则及范围············· - 1 - 1.1 编制依据················· - 1 - 1.2 编制原则················· - 1 -1.3 编制范围················· - 2 -2 设计构造··················· - 2 - 2.1 现浇连续箱梁设计构造··········· - 2 -2.2 支架体系主要构造············· - 2 -3 满堂支架体系设计参数取值··········· - 8 - 3.1 荷载组合················· - 8 - 3.2 强度、刚度标准·············· - 9 -3.3 材料力学参数···············- 10 -4 计算·····················- 10 - 4.1 模板计算·················- 11 - 4.2 模板下上层方木计算············- 11 - 4.3 顶托上纵向方木计算············- 13 - 4.4 碗扣支架计算···············- 14 - 4.5 地基承载力计算··············- 18 -温州龙港大桥改建工程现浇连续梁模板支架计算书1 编制依据、原则及范围1.1 编制依据1.1.1 设计文件(1)《温州龙港大桥改建工程两阶段施工图设计》(2013年8月)。
第1章89#~92#预应力砼连续梁桥1.1结构设计简述本桥为27+27+25.94现浇连续箱梁,断面型式为弧形边腹板大悬臂断面,根据道路总体布置要求,主梁上下行为整体断面,变宽度32.713m -35m,单箱5室结构变截面。
箱梁顶板厚度为0.22m,底板厚度0.2m;支点范围腹板厚度0.7m,跨中范围腹板厚度0.4m。
主梁单侧悬臂长度为4.85m,箱梁悬臂端部厚度为0.2m,悬臂沿弧线一直延伸至主梁底板。
主梁两侧悬臂设置0.1m后浇带,与防撞护栏同期进行浇筑。
本桥平、立面构造及断面形式如图11.1.1和图11.1.2所示。
图11.1.1 箱梁构造图图11.1.2 箱梁断面图纵向预应力采用φs15.2高强度低松弛钢绞线(Ⅱ级)(GB/T5224-1995),标准强度f=1860MPa。
中支点断面钢束布置如图11.1.3所示。
pk图11.1.3 中支点断面钢束布置图主要断面预应力钢束数量如下表截面位置边跨跨中中支点中跨跨中钢绞线(φs15.2)束数363636墩横梁预应力采用采用φs15-19,单向张拉,如下图。
1.2主要材料1.2.1主要材料类型(1) 混凝土:主梁采用C50砼;(2) 普通钢筋:R235、HRB335钢筋;(3) 预应力体系:采用φs15.2高强度低松弛钢绞线(Ⅱ级)(GB/T5224-1995),f=1860MPa;预应力锚具采用符合GB/T14370-2002《预应力筋锚具、标准强度pk夹具和连接器》中Ⅰ类要求的优质锚具;波纹管采用符合JT/T529-2004标准的塑料波纹管。
1.2.2主要材料用量指标本桥上部结构主要材料用量指标如表11.2.2-1所示,表中材料指标均为每平米桥面的用量。
表11.2.2-1 上部结构主要材料指标材料全桥用量用量指标单位用量单位用量指标混凝土(C50)m32015.8m3/m20.737预应力钢绞线t35.902kg/m213.131普通钢筋t345.221kg/m2126.2611.3结构计算分析1.3.1计算模型结构计算模型如下图所示。
MIDAS连续梁有限元分析案例(⼀)连续梁有限元分析案例学号:姓名:班级:联系⽅式:⽬录⽬录 (1)1 ⼯程概况 (2)1.1 桥梁基本概况 (2)1.2 主要材料及参数 (2)1.3 设计荷载取值 (2)2 建模内容 (3)2.1 组的定义 (3)2.2 施⼯阶段的定义 (4)2.3 预应⼒布置 (4)3 结果分析 (13)3.1 成桥阶段的结果 (13)3.1.1 成桥阶段的⽀座反⼒ (13)3.1.2成桥后结构的竖向位移 (13)3.1.3 成桥阶段结构的弯矩 (14)3.1.4 成桥阶段的应⼒ (14)3.2 PSC设计结果 (15)3.2.1 施⼯阶段法向压应⼒验算 (15)3.2.2使⽤阶段正截⾯压应⼒验算 (16)3.2.3 使⽤阶段正截⾯抗弯验算 (16)第⼀章⼯程概况1.1 桥梁基本概况(1)桥梁跨径布置:4×30m=120m;(2)桥梁宽度:0.25m(栏杆)+2.5m(⼈⾏道)+15.0m(机动车道)+2.5m(⼈⾏道)+0.25m(栏杆)=20.5m;(3)主梁⾼度:1.6m,⽀座处实体段为1.8m;(4)⾏车道数:双向四车道+2⼈⾏道;(5)桥梁横坡:机动车道向外1.5%,⼈⾏道向内1.5%;(6)施⼯⽅法:逐跨现浇法。
1.2 主要材料及参数(1)混凝⼟选⽤C50混凝⼟,其⼒学指标见表1-1。
(2)预应⼒筋选⽤直径为15.24mm的低松弛钢绞线,其⼒学指标见表1-2。
1.3 设计荷载取值(1)恒载m;⼆期恒载(⼈⾏道、护栏、主要包括材料重量,混凝⼟容重:25KN/3桥⾯铺装等)合计:85KN/m;(2)活载:车辆荷载:公路I级⼈群荷载:3KN/m2;(3)温度⼒系统升温25℃,系统降温-15℃第⼆章 MIDAS建模2.1 组的定义见图2.1所⽰。
结构组8个,跨1包含单元1-24,跨2包含单元25-43,垮3包含单元44-62,跨4包含单元63-78;⽀架1包含节点80-104,⽀架2包含单元104-123,⽀架3包含单元123-142,⽀架4包含单元142-158。
潇湘路连续梁门洞调整后支架计算书1概述原《潇湘路(32+48+32)m连续梁施工方案》中,门洞条形基础中心间距为7.5米,现根据征迁人员反映,为满足门洞内机动车辆通行需求,需将条形基础中心间距调整至8.5米。
现对门洞结构体系进行计算,调整后门洞横断面如图1-1所示。
图1-1调整后门洞横断面图门洞纵断面不作改变如图1-2所示。
图1-2门洞总断面图门洞从上至下依次是:I40工字钢、双拼I40工字钢、Ф426*6钢管(内部灌C20素混凝土),各结构构件纵向布置均与原方案相同。
2主要材料力学性能(1)钢材为Q235钢,其主要力学性能取值如下:抗拉、抗压、抗弯强度:[ =125MpaQ235:[σ]=215Mpa, ](2)混凝土采用C35混凝土,其主要力学性能取值如下:弹性模量:E=3.15×104N/mm2。
抗压强度设计值:f c=14.3N/mm2抗拉强度设计值:f t=1.43N/mm2(3)承台主筋采用HRB400级螺纹钢筋,其主要力学性能如下:抗拉强度设计值:f y=360N/mm2。
(4)箍筋采用HPB300级钢筋,其主要力学性能如下:抗拉强度设计值:f y=270N/mm23门洞结构计算3.1midas整体建模及荷载施加Midas整体模型如图3.1-1所示。
图3.1-1MIDAS整体模型图midas荷载加载横断面图如图3.1-2所示。
3.1-2荷载加载横断面图荷载加载纵断面如图3.1-3所示。
图3.1-3荷载加载纵断面图3.2整体受力分析整体模型受力分析如图5.2-1~5.2-3所示。
图5.2-1门洞整体位移等值线图5.2-2门洞整体组合应力云图图5.2-3门洞整体剪应力云图由模型分析可得,模型最大位移D=3.2mm<[l/600]=14.1mm,组大组合应力σ=144.2Mpa<[σ]=215Mpa,最大剪应力σ=21.6Mpa<[σ]=125Mpa 门洞整体强度、刚度均满足要求。
作业1:支架连续梁计算报告姓名:学号:一、基本计算参数跨度组成:1.55m+2.0m+2.0m+1.55m截面形式:矩形材料:木混凝土荷载集度:35.5kN/m临时施工荷载集度:7.5kN/m荷载组合方式:方式1(强度组合):1.2×35.5kN/m+1.4×7.5kN/m=53.1kN/m方式2(刚度组合):1.0×35.5kN/m+1.0×7.5kN/m=43 kN/m 二、建模过程图2.1 节点建立对话框截图图2.2材料输入界面截图图2.3截面输入界面截图2.4 边界条件图2.4边界条件表格截图2.5有限元模型图2.5有限元模型消影图二、计算结果3.1变形结果图3.1混凝土荷载作用下梁变形图(单位mm)图3.2自重作用下梁变形图(单位mm)表3.1混凝土荷载作用下梁的变形结果节点号竖向挠度(mm)节点号竖向挠度(mm)节点号竖向挠度(mm)节点号竖向挠度(mm)1 0.00 21 -0.09 41 -0.08 61 -0.062 -0.02 22 -0.11 42 -0.11 62 -0.083 -0.05 23 -0.14 43 -0.13 63 -0.104 -0.07 24 -0.16 44 -0.16 64 -0.115 -0.10 25 -0.18 45 -0.18 65 -0.126 -0.11 26 -0.19 46 -0.19 66 -0.137 -0.12 27 -0.19 47 -0.19 67 -0.128 -0.13 28 -0.19 48 -0.19 68 -0.119 -0.12 29 -0.18 49 -0.18 69 -0.1010 -0.11 30 -0.16 50 -0.16 70 -0.0711 -0.10 31 -0.13 51 -0.14 71 -0.0512 -0.08 32 -0.11 52 -0.11 72 -0.0213 -0.06 33 -0.08 53 -0.09 73 0.0014 -0.04 34 -0.05 54 -0.0615 -0.02 35 -0.03 55 -0.0316 0.00 36 -0.01 56 -0.0117 0.00 37 0.00 57 0.0018 -0.01 38 -0.01 58 0.0019 -0.03 39 -0.03 59 -0.0220 -0.06 40 -0.05 60 -0.043.2内力结果图3.3混凝土荷载作用下弯矩图(单位kN.m)图3.4混凝土荷载作用下剪力图(单位kN)图3.5临时施工荷载作用下弯矩图(单位kN.m)图3.6临时施工荷载作用下剪力图(单位kN)图3.7强度组合作用下弯矩图(单位kN.m)图3.8强度组合作用下剪力图(单位kN)表3.2强度组合作用下内力结果表格3.3竖向支反力结果。
目录1. 纵向计算 (1)1。
1概算 (1)1.2设计参数 (4)1。
2.1 结构重力 (4)1.2。
2 基础变位作用 (5)1。
2.3 汽车荷载、人群荷载 (5)1.2。
4 汽车荷载冲击力系数 (5)1。
2.5 温度作用 (5)1.2.6 抗震要求 (5)1。
2。
7 桥梁设计基准期 (5)1。
2.8 桥梁设计使用年限 (5)1.2.9 桥梁设计安全等级 (6)1.2.10 环境类别 (6)1.2。
11 材料性能 (6)1。
3计算分析 (6)1。
3.1 支承反力 (6)1。
3.2 刚度 (6)1.3.3 内力 (7)1.3.4 截面 (8)1.3。
5 应力 (9)2。
普通横隔板计算 (10)2.1计算模式 (10)2。
2截面及截面特性 (10)2。
3设计荷载 (10)2.3.1 结构重力 (10)2。
3。
2 汽车荷载 (11)2。
4强度检算 (11)2。
5稳定检算 (12)3。
中支点横隔板 (12)3.1计算模式 (12)3.2强度检算 (12)3。
3稳定检算 (13)4. 端支点横隔板 (13)4。
1计算模式 (13)4。
2强度检算 (14)4。
3稳定检算 (15)5。
左侧悬臂托架 (15)5。
1计算模式 (15)5.2截面及截面特性 (16)5。
3设计荷载 (16)5。
3。
1 结构重力 (16)5。
3.2 汽车荷载 (17)5。
4内力 (17)5.5强度检算 (17)5。
5。
1 正应力 (18)5.5。
2 剪应力 (18)5。
5。
3 稳定检算: (18)6. 右侧悬臂托架 (18)6。
1计算模式 (18)6.2截面及截面特性 (18)6.3设计荷载 (19)6.3。
1 结构重力 (19)6.3.2 汽车荷载 (20)6.4内力 (20)6。
5强度检算 (20)6.5.1 正应力 (20)6.5.2 剪应力 (21)6。
5.3 稳定检算: (21)7. 支承加劲肋检算 (21)7。
1计算模式 (21)7.2强度核算 (21)7。
设定基本环境打开新文件,以‘连续梁分析.mgb’为名存档。
单位体系设定为‘m’和‘tonf’。
文件/ 新文件文件/ 存档(连续梁分析 )工具 / 单位体系长度> m ; 力 > tonf图 1.2 设定单位体系设定结构类型为 X-Z 平面。
模型 / 结构类型 结构类型> X-Z 平面 ↵设定材料以及截面材料选择钢材GB (S )(中国标准规格),定义截面。
模型 / 材料和截面特性 /材料 名称( Grade3)设计类型 > 钢材规范> GB(S) ; 数据库> Grade3 ↵模型 / 材料和截面特性 / 截面截面数据截面号 ( 1 ) ; 截面形状 > 箱形截面 ;用户:如图输入 ; 名称> 400×200×12 ↵图 1.3 定义材料 图 1.4 定义截面建立节点和单元为了生成连续梁单元,首先输入节点。
正面,捕捉点 (关), 捕捉轴线 (关) 捕捉节点 (开), 捕捉单元 (开),自动对齐 选择“数据库”中的任意材料,材料的基本特性值(弹性模量、泊松比、线膨胀系数、容重)将自动输出。
参照用户手册的“输入单元时主要考虑事项”模型 / 节点 / 建立节点坐标 ( x, y, z ) ( 0, 0, 0 )图 1.5 建立节点用扩展单元功能来建立连续梁。
模型 / 单元/ 扩展单元全选扩展类型 > 节点 线单元单元属性> 单元类型 > 梁单元材料 > 1:Grade3 ; 截面> 1: 400*200*12 ; Beta 角( 0 )生成形式> 复制和移动 ; 复制和移动 > 任意间距方向> x ; 间距( 3@5/3, 8@10/8, 3@5/3 )图 1.6 建立单元X Z输入梁单元. 关于梁单元的详细事项参照在线帮助的“单元类型”的“梁单元”部分输入边界条件3维空间的节点有6个自由度 (Dx, Dy, Dz, Rx, Ry, Rz)。
MIDAS连续梁计算书⽬录第1章设计原始资料 (1)1.1设计概况 (1)1.2技术标准 (1)1.3主要规范 (1)第2章桥跨总体布置及结构尺⼨拟定 (2)2.1尺⼨拟定 (2)2.1.1 桥孔分跨 (2)2.1.2 截⾯形式 (2)2.1.3 梁⾼ (3)2.1.4 细部尺⼨ (4)2.15 主要材料及材料性能 (6)2.2模型建⽴与分析 (7)2.2.1 计算模型 (8)第3章荷载内⼒计算 (9)3.1荷载⼯况及荷载组合 (9)3.2作⽤效应计算 (10)3.2.1 永久作⽤计算 (10)3.3作⽤效应组合 (16)第4章预应⼒钢束的估算与布置 (20)4.1⼒筋估算 (20)4.1.1 计算原理 (20)4.1.2 预应⼒钢束的估算 (24)4.2预应⼒钢束的布置(具体布置图见图纸) (27)第5章预应⼒损失及有效应⼒的计算 (29)5.1预应⼒损失的计算 (29)5.1.1摩阻损失 (29)5.1.2. 锚具变形损失 (30)5.1.3. 混凝⼟的弹性压缩 (30)5.1.4.钢束松弛损失 (31)5.1.5.收缩徐变损失 (31)5.2有效预应⼒的计算 (32)第6章次内⼒的计算 (33)6.1徐变次内⼒的计算 (33)6.2预加⼒引起的次内⼒ (33)第7章内⼒组合 (35)7.1承载能⼒极限状态下的效应组合 (35)7.2正常使⽤极限状态下的效应组合 (37)第8章主梁截⾯验算 (41)8.1正截⾯抗弯承载⼒验算 (41)8.2持久状况正常使⽤极限状态应⼒验算 (44)8.2.1 正截⾯抗裂验算(法向拉应⼒) (44)8.2.2 斜截⾯抗裂验算(主拉应⼒) (46)8.2.3混凝⼟最⼤压应⼒验算 (49)8.2.4 预应⼒钢筋中的拉应⼒验算 (50)8.3挠度的验算 (51)⼩结 (53)第1章设计原始资料1.1 设计概况设计某预应⼒混凝⼟连续梁桥模型,标准跨径为35m+50m+35m。
中南大学2010年1月1。
概要 (1)2. 设置操作环境 (2)3. 定义材料和截面 (3)4. 建立结构模型 (7)5。
非预应力钢筋输入 (10)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)1. 概要本桥为80+2*112+2*81+41六跨混凝土预应力连续梁桥。
图1。
分析模型桥梁概况及一般截面桥梁形式:六跨混凝土悬臂梁桥梁长度:L = 80+112+112+80+80+41m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1000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^2t5天长期荷载作用时混凝土的材龄:=ot3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2。
第1章89#~92#预应力砼连续梁桥1.1结构设计简述本桥为27+27+25.94现浇连续箱梁,断面型式为弧形边腹板大悬臂断面,根据道路总体布置要求,主梁上下行为整体断面,变宽度32.713m -35m,单箱5室结构变截面。
箱梁顶板厚度为0.22m,底板厚度0.2m;支点范围腹板厚度0.7m,跨中范围腹板厚度0.4m。
主梁单侧悬臂长度为 4.85m,箱梁悬臂端部厚度为0.2m,悬臂沿弧线一直延伸至主梁底板。
主梁两侧悬臂设置0.1m后浇带,与防撞护栏同期进行浇筑。
本桥平、立面构造及断面形式如图11.1.1和图11.1.2所示。
图11.1.1 箱梁构造图图11.1.2 箱梁断面图纵向预应力采用φs15.2高强度低松弛钢绞线(Ⅱ级)(GB/T5224-1995),标准强f=1860MPa。
中支点断面钢束布置如图11.1.3所示。
度pk图11.1.3 中支点断面钢束布置图主要断面预应力钢束数量如下表墩横梁预应力采用采用φs15-19,单向张拉,如下图。
1.2主要材料1.2.1主要材料类型(1) 混凝土:主梁采用C50砼;(2) 普通钢筋:R235、HRB335钢筋;(3) 预应力体系:采用φs15.2高强度低松弛钢绞线(Ⅱ级)(GB/T5224-1995),标准强度f=1860MPa;预应力锚具采用符合GB/T14370-2002《预应力筋锚具、pk夹具和连接器》中Ⅰ类要求的优质锚具;波纹管采用符合JT/T529-2004标准的塑料波纹管。
1.2.2主要材料用量指标本桥上部结构主要材料用量指标如表11.2.2-1所示,表中材料指标均为每平米桥面的用量。
表11.2.2-1 上部结构主要材料指标1.3结构计算分析1.3.1计算模型结构计算模型如下图所示。
图11.3.1-1 结构模型图有效分布宽度0.50.60.70.80.912.255.49.0612.916.819.523.22730.834.337.140.94447.551.155.158.662.565.168.972.776.179.4坐标Iyy 系数图11.3.1-2 箱梁抗弯刚度折减系数示意图1.3.2 支座反力计算本桥各桥墩均设三支座。
经计算,本桥各墩处的反力见表11.3.2-1,支座布置如图11.3.2-1示。
图11.3.2-1 支座位置示意图表11.3.2-1 支座反力一览表(反力单位:kN)注:(1) 汽车荷载效应中已包含冲击力;(2) “组合”项为标准值的组合结果;(3) 表中数据为每个墩位处合计支座反力。
1.3.3主梁持久状况承载能力极限状态验算本桥按承载能力极限状态组合的弯矩和剪力包络图及对应的抗力分别如图11.3.3-1~2所示。
图中单位为kN.m与kN。
图11.3.3-1 承载能力组合弯矩包络图及对应抗力图(单位:kN.m)图11.3.3-2 承载能力组合剪力包络图及对应抗力图(单位:kN) 本桥按承载能力组合的正、负弯矩最大值分别为100,281kN.m和-86,295kN.m;最大、最小剪力分别为22,074kN 和-21,959kN。
根据以上图形可以看出,主梁各截面的正截面抗弯验算、斜截面抗剪验算均满足规范要求。
1.3.4主梁持久状况正常使用极限状态验算(1) 正截面抗裂验算本桥按A类构件进行正截面抗裂验算时,在作用短期效应组合和长期效应组合下的正截面拉应力包络图如图11.3.4-1~4所示,图中应力单位为MPa,以拉应力为正。
由图11.3.4-1~4可见,在短期效应作用下,主梁上缘在中支点及跨中截面出现拉应力且在中间支座处有最大值3.9MPa,主梁下缘在中支座附近截面亦出现拉应力达2.4MPa,均超过规范0.7*f tk(1.855MPa)。
在按长期效应组合时,主梁上缘在中间支点及跨中截面处出现拉应力,且在中间支座处有最大值0.8MPa,不满足规范要求(长期效应组合不允许出现拉应力);主梁下缘未出现拉应力。
可见,主梁在中间支座和跨中截面不满足规范对于A类预应力构件的正截面抗裂要求。
图11.3.4-1 短期组合上缘最大拉应力包络图(单位:MPa)图11.3.4-2 短期组合下缘最大拉应力包络图(单位:MPa)图11.3.4-3 长期组合上缘最大拉应力包络图(单位:MPa)图11.3.4-4 长期组合下缘最大拉应力包络图(单位:MPa)(2) 斜截面抗裂验算本桥按A类构件计算时,在作用短期效应组合下主拉应力包络图如图11.3.4-5所示。
由图11.3.4-5可知,主梁在各支点附近及跨中截面出现拉应力且最大达3.9MPa,超出规范要求的0.5*f tk(1.325MPa)。
可见,主梁在中间支座和跨中截面不满足规范对于A类预应力砼构件的斜截面抗裂要求。
图11.3.4-5 短期组合主拉应力包络图(单位:MPa)(3) 挠度验算本桥按作用短期效应组合计算的最大、最小竖向位移图(已扣除恒载变形)如图11.3.4-6~7所示。
图11.3.4-6 短期组合(扣除自重)最大竖向位移图(单位:mm)图11.3.4-7 短期组合(扣除自重)最小竖向位移图(单位:mm) 从图可见,结构的最大正负挠度之和为1.5mm,考虑挠度长期增长系数η,长期挠度为2.1mm,规范允许值为L/600=58mm,故满足要求。
=.143θ1.3.5主梁持久状况应力验算(1) 正截面混凝土压应力验算本桥按荷载标准值组合计算的截面上下缘压应力包络图分别如图11.3.5-1~2所示。
图11.3.5-1 标准组合上缘压应力包络图(单位:MPa)图11.3.5-2 标准组合下缘压应力包络图(单位:MPa)由上图可见,按标准值组合的主梁上缘最大压应力为10.9MPa;下缘最大压应力为8.3MPa。
上下缘应力均满足规范要求。
(2) 混凝土主压应力验算本桥按荷载标准值组合计算的截面主压应力包络图如图11.3.5-3所示。
图11.3.5-3 标准组合主压应力包络图(单位:MPa)由图可见,按标准值组合的混凝土最大主压应力为10.9MPa,满足规范要求。
1.3.6端横梁验算端横梁宽度1.2m,支座间距13.6m,为预应力混凝土结构。
计算模型如下。
图11.3.6-1 端横梁计算模型图考虑到横梁悬臂部分的受力与跨中并无太大区别,而斜腹板处为预应力钢束集中锚固的区域,杆系模型的计算结果不太真实,因此,对横梁的计算结果着重考察中间等高的部分。
表1.3.6-1 支座反力一览表(反力单位:kN)注:(1) 汽车荷载效应中已包含冲击力;(2) “组合”项为标准值的组合结果;(3) 表中数据为右端横梁下墩顶每个支座处反力。
(4) 支点位置中的“左中右”指从92#墩向小号方向看(1) 横梁持久状况承载能力极限状态验算端横梁按承载能力极限状态组合的弯矩和剪力包络图及对应的抗力分别如图11.3.6-2~3所示。
计算截面抗力时,纵向普通钢筋按上下缘各8根D28,箍筋按D16@150mm考虑。
图中单位为kN与kN.m。
图11.3.6-2 承载能力组合弯矩包络图及对应抗力图(单位:kN.m)图11.3.6-3 承载能力组合剪力包络图及对应抗力图(单位:kN) 根据图11.3.6-2,端横梁按承载能力组合的最大正、负弯矩为7,520kN.m,-21,567kN.m;最大、最小剪力分别为6,051kN和-7,215kN。
根据图11.3.6-3可知,端横梁中间等高部分预应力束范围内正截面抗弯验算、斜截面抗剪验算均满足规范要求。
(2) 横梁持久状况正常使用极限状态验算按荷载短期、长期效应组合,端横梁上、下缘的最大拉应力包络图参见图11.3.6-4~7。
图11.3.6-4 端横梁短期组合上缘最大拉应力(单位:MPa)图11.3.6-5 端横梁短期组合下缘最大拉应力(单位:MPa)图11.3.6-6 端横梁长期组合上缘最大拉应力(单位:MPa)图11.3.6-7 端横梁长期组合下缘最大拉应力(单位:MPa) 由图11.3.6-4~7可见,按荷载短期组合,该端横梁上缘未出现拉应力,下最大拉应力为0.6MPa,满足规范要求。
按荷载长期组合,该端横梁上缘未出现拉应力,下缘最大拉应力为0.5 MPa,出现在两边支座内侧梁段,不满足规范要求。
按荷载短期效应组合,端横梁最大主拉应力包络图参见图11.3.6-8。
图11.3.6-8 端横梁短期组合最大主拉应力(单位:MPa) 由图11.3.6-9可见,按荷载短期组合,端横梁主拉应力最大值达1.0MPa,满足规范要求。
(3) 横梁持久状况应力验算按荷载标准效应组合,端横梁上、下缘的最大压应力包络图参见图11.3.6-10~11。
图11.3.6-10 端横梁标准组合上缘最大压应力(单位:MPa)图11.3.6-11 端横梁标准组合下缘最大压应力(单位:MPa) 由上图可见,按标准值组合的主梁上缘最大压应力为5.8MPa;下缘最大压应力为7.0MPa。
上下缘应力均满足规范要求。
端横梁按荷载标准值组合计算的截面主压应力包络图如图11.3.6-12所示。
图11.3.6-12 端横梁标准组合最大主压应力(单位:MPa) 由图可见,按标准值组合的混凝土最大主压应力为7.6MPa,满足规范要求。
1.3.7中横梁验算中横梁宽度2.2m,支座间距13.6m,为预应力混凝土结构。
计算模型如下。
图11.3.7-1 中横梁计算模型图考虑到横梁悬臂部分的受力与跨中并无太大区别,而斜腹板处为预应力钢束集中锚固的区域,杆系模型的计算结果不太真实,因此,对横梁的计算结果着重考察中间等高的部分。
表1.3.6-1 支座反力一览表(反力单位:kN)注:(1) 汽车荷载效应中已包含冲击力;(2) “组合”项为标准值的组合结果;(3) 表中数据为右端横梁下墩顶每个支座处反力。
(4) 支点位置中的“左中右”指从91#墩向小号方向看(1) 横梁持久状况承载能力极限状态验算中横梁按承载能力极限状态组合的弯矩和剪力包络图及对应的抗力分别如图11.3.7-2~3所示。
计算截面抗力时,纵向普通钢筋按上、下缘15根D28进行考虑;箍筋按D16@150mm考虑。
图中单位为kN与kN.m。
图11.3.7-2 承载能力组合弯矩包络图及对应抗力图(单位:kN.m)图11.3.7-3 承载能力组合剪力包络图及对应抗力图(单位:kN) 中横梁按承载能力组合的最大正、负弯矩为13,887kN.m和-23,491kN.m,根据图11.3.7-2,中横梁的抗弯承载能力满足要求。
中横梁按承载能力组合的最大、最小剪力分别为11,269kN(该截面抗剪能力11,025 kN)和-10,333kN,最大剪应力位于中支座处,超出承载能力2%。
根据图11.3.7-3,端横梁的斜截面抗剪验算不满足要求。
(2) 横梁持久状况正常使用极限状态验算按荷载短期、长期效应组合,中横梁上、下缘的最大拉应力包络图参见图11.3.7-4~7。