(完整版)同济大学混凝土桥预应力钢束设计
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同济⼤学⼟⽊⼯程第⼗⼀章混凝⼟结构的设计⽅法和理念第⼗⼀章混凝⼟结构的设计⽅法和理念⼀、计算理论⼆、结构的鲁棒性三、建筑结构设计理论的发展四、结构极限状态的基本概念五、结构可靠度的基本概念六、近似概率法在设计规范中的应⽤七、传统设计理念的启⽰z钢筋混凝⼟结构的有限元分析⽅法钢筋混凝⼟有限元法中,针对钢筋与混凝⼟两种材料组合特点、裂缝形成和扩展的特点,需要研究的主要问题有:①混凝⼟的破坏准则;②混凝⼟的本构关系;③钢筋与混凝⼟之间的粘结关系;④钢筋的本构关系;⑤裂缝处理;⑥对于长期荷载,还要考虑材料的时效,主要是混凝⼟的徐变、收缩和温度特性。
钢筋混凝⼟结构的有限元分析与⼀般固体⼒学有限元分析相⽐,其特点是:①材料的本构关系;②有限元的离散化。
考虑这些特点的钢筋混凝⼟结构的有限元模型有:①分离式模型;②组合式模型;③整体式模型;④有限区模型。
z钢筋混凝⼟结构的极限分析对于板、壳、连续梁、框架结构的极限承载⼒,采⽤极限分析法直接求解,是⼀个发展⽅向,并已有较多成果,但需保证结构的正常使⽤(限制裂缝和变形)和薄壁结构与细长压杆的稳定性,以及防⽌脆性的剪切破坏和钢筋锚固失效。
z混凝⼟断裂⼒学在计算理论中,另⼀个值得注意的发展⽅向是混凝⼟断裂⼒学在⽔⼯⼤坝中的应⽤。
z混凝⼟的收缩与徐变混凝⼟收缩与徐变的研究⼀直是混凝⼟计算理论中的⼀个重要⽅⾯,对⽔⼯混凝⼟及预应⼒混凝⼟的计算理论影响甚⼤。
我国⽔利⽔电科学研究院多年来进⾏了系统的研究,出版了专著《混凝⼟的收缩》和《混凝⼟的徐变》,对影响混凝⼟收缩和徐变的因素,结合我国⼯程实际情况,提出了估算收缩的⽅法,介绍了六种徐变计算理论。
z⼯程结构可靠度⼯程结构包括混凝⼟结构,在设计、施⼯、使⽤过程中,事物具有种种影响结构安全性、适⽤性和耐久性的不确定性,这些不确定性⼤致可分为:①事物的随机性:荷载、材料等随机性②事物的模糊性:如“正常使⽤”与“不正常使⽤”,耐久性“好”、“良好”、“不好”之间⽆明确界限③信息的不安全性:部分信息已知的系统成为灰⾊系统,在⼯程结构设计中由于对情况认知不完全,或对决策者不能提供完备的信息,就会遇到灰⾊系统问题。
附件一公路体外预应力混凝土桥梁设计指南条文说明《公路体外预应力混凝土桥梁设计指南》编写组二○○七年五月目录1 总则 (1)2 术语和符号 (2)3 预应力系统与结构类型 (3)3.1体外预应力系统的基本组成 (3)3.2体外预应力混凝土梁的类型 (3)4 预应力材料 (4)5 结构计算一般规定 (5)5.1基本假定 (5)5.2结构整体计算 (5)5.3其它计算 (6)6 持久状况承载能力极限状态计算 (7)6.1一般规定 (7)6.2抗弯承载力计算 (8)6.3抗剪承载力计算 (8)6.4其它计算 (10)7 持久状况使用阶段应力和正常使用极限状态计算 (13)7.1一般规定 (13)7.2预应力损失计算 (13)7.3应力计算 (14)7.4抗裂验算与裂缝宽度验算 (15)7.5挠度验算 (15)8 短暂状况施工阶段应力和承载能力极限状态计算 (16)8.1一般规定 (16)8.2应力计算 (16)8.3干接缝抗剪承载力计算 (16)9 构造规定 (18)9.1一般规定 (18)9.2梁体构造 (18)9.3接缝与剪力键构造 (18)9.4节段钢筋构造 (19)9.5转向(定位)及锚固构造 (19)1 总则1.0.2 本指南作为《公路桥规》有关体外预应力混凝土梁的补充设计指南,适用于常用水泥混凝土和预应力钢材设计的体外预应力混凝土梁式桥的主梁或受弯构件。
本指南所依据的可靠度水平与《公路桥规》相当。
1.0.3 本指南除增加了区分体内预应力和体外预应力的基本术语、符号,其余基本术语、符号均按照《工程结构设计基本术语和通用符号》(GBJ 132-90)和《道路工程术语标准》(GBJ 124-88)的规定采用。
2 术语和符号本章仅将有关体外预应力混凝土梁特殊的术语和新定义的符号列出,《公路桥规》编入的术语和符号未再出现。
由于我国尚无体外预应力方面的规范术语,本指南的术语仅概括性地反映其涵义。
3 预应力系统与结构类型3.1 体外预应力系统的基本组成3.1.1 体外预应力系统指形成体外预应力作用所需的基本组成部分。
课程名称:《桥梁工程概论》设计题目:预应力钢筋混凝土简支T形梁桥设计院系:专业:学号:姓名:元芳指导教师:联系方式:西南交通大学峨眉校区2012年6 月 2 日课程设计任务书专业0 姓名学号开题日期:2012-5-15完成日期:2012-6-3题目:预应力纲纪混凝土简支T形梁桥设计一、设计的目的通过本次预应力纲纪混凝土简支T形梁桥设计,掌握并巩固课堂所学知识二、设计的内容及要求设计内容:1、计算桥面板内力(最大弯矩和剪力);2、计算主梁内力(跨中弯矩和剪力及支座处最大剪力),进行强度检算;要求:1、本课程设计须按教务对课程设计的排版格式要求,形成电子文档,并打印成文本上交,同时电子文档也须上交。
2、本课程设计期末考试时必须交三、指导教师评语四、成绩指导教师(签章)年月日目录第一章设计资料 (4)1.1 设计资料 (4)第二章主要尺寸拟定 (4)2.1 尺寸拟定 (4)第三章行车道板的计算 (9)3.1 桥面板恒载计算 (9)3.2 铰接板的内力计算 (10)第四章主梁内力计算 (8)4.1 求横向分布系数 (8)4.2 主梁内力计算 (11)第五章荷载效应组合.............................................................. 错误!未定义书签。
5.1 承载力极限状态设作用效应组合................................ 错误!未定义书签。
5.2 正常使用极限状态设作用效应组合............................ 错误!未定义书签。
第六章截面验算 (23)6.1 持久状况承载能力极限状态计算 (23)6.2 持久状况正常使用极限状态计算 (23)6.3 挠度验算 (24)第七章设计小结 (23)325/kN m 12.14/kN m 324/kN m 323/kN m 26.1p L m=23.5/kN m 43.4510c E MPa=⨯一、设计资料1、计算跨径:2、设计荷载:公路Ⅱ级荷载;人群荷载人行道重力:预制横隔梁的重力密度为 3、主要宽度尺寸:行车道宽度为 8.5m ,人行道宽度为 0.75m ,每片梁行车道板宽2.00m4、行车道板间连接形式:刚性连接3、铺装层及其各项指标:桥面铺装层外边缘处为2cm 的沥青表面处治(重力密度 )和6cm 厚的混凝土三角垫层(重力密度 ),桥面横坡 1.5%4、其他数据:弹性模量5、设计依据: 《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范》(JTG D62—2004)8、设计方法:承载能力极限状态法二、主要尺寸拟定① 主梁高度公路普通钢筋混凝土梁高跨比的经济范围约为1/11~1/16;预应力混凝土梁的高跨比为1/15~1/25,随跨度增大而取较小值,本课程设计采用1350mm 的主梁高度② 梁肋厚度常用的梁肋厚度为15cm - 18cm ,视梁内主筋的直径和钢筋骨架的片数而定。
目录2015年同济大学土木工程学院桥梁工程综合考试(复试)考研真题(回忆版) (5)2013年同济大学土木工程学院桥梁工程综合考试(复试)考研真题(回忆版) (6)2012年同济大学土木工程学院桥梁工程综合考试(复试)考研真题(回忆版) (7)2011年同济大学土木工程学院桥梁工程综合考试(复试)考研真题(回忆版) (8)2010年同济大学土木工程学院桥梁工程综合考试(复试)考研真题(回忆版) (9)2009年同济大学土木工程学院桥梁工程综合考试(复试)真题 (10)2006年同济大学土木工程学院桥梁工程综合考试(复试)考研真题(回忆版) (12)2003年同济大学土木工程学院桥梁工程综合考试(复试)考研真题 (13)2002年同济大学土木工程学院桥梁工程综合考试(复试)考研真题 (14)2001年同济大学土木工程学院桥梁工程综合考试(复试)考研真题 (15)1.连续梁中支点上缘出现拉应力有几种布束方式来抵消拉应力?为了抵抗连续梁弯矩和剪力,需要什么样的预加力,连续梁通常采用什么样的布束方式?2.简支梁什么情况下混凝土徐变会产生跨中上拱?三跨预应力混凝土连续梁在徐变的作用下各跨会产生哪几种变形?当简支梁跨中因为徐变下挠时,梁中上下缘钢筋应力的增量是怎么样的?3.无横梁顶板刚接的简支小箱梁的横向荷载分布怎么计算?三跨单箱三室箱形截面对于偏心荷载引起的荷载横向分布不均匀是怎么考虑的?4.空腹式拱桥常用的拱轴线有哪几种?钢管混凝土系杆拱桥在日照温差的作用下有什么影响?横梁的计算可以采用什么计算简图?5.斜拉桥合理成桥状态是怎么样的?两侧索距不等时采用哪些方式来使结构受力平衡?怎么加大主梁刚度?专业英语英译汉,标准车辆荷载和冲击系数。
汉翻英,四座桥梁的介绍。
1.混凝土连续梁受压区普通钢筋的抗压强度是如何确定的?10%(20字)2.偏心受压长柱和短柱的破坏过程和承载力有什么区别?15%;计算时如何考虑他们的区别?5%(40字)3.对简单体系无铰拱的拱脚截面上缘受力最不利的基础位移情况如何?15%(40字)4.假设一根钢筋混凝土简支梁在结构重力的作用下受拉区未开裂,分别说明混凝土收缩、徐变对跨中截面上下缘混凝土和钢筋的应力有什么影响?15%(40字)5.三跨连续刚构桥整体升温和桥面升温对中墩两侧截面主梁弯矩有什么影响(假设该桥两端均为桥台)?(40字)6.什么是斜拉桥的理想成桥状态?(10%);如何确定斜拉桥的成桥索力和施工的初始索力?(15%)(50字)专业英语。
第 40 卷第 1 期2024 年2 月结构工程师Structural Engineers Vol. 40 , No. 1Feb. 2024体外预应力CFRP筋加固钢筋混凝土梁的理论与数值分析强旭红1胡文清1胡郭辉1姜旭2,*唐永康3(1.同济大学建筑工程系,上海 200092; 2.同济大学桥梁工程系,上海 200092;3.国能朔黄铁路发展有限责任公司,北京 100080)摘要随着服役时间的增长和车辆荷载的增加,老旧的钢筋混凝土桥梁面临承载力不足、变形超限等问题,采用体外预应力CFRP筋对其加固是一种有效的解决方法。
采用有限元分析软件ABAQUS对某跨度24 m的铁路桥梁进行数值模拟与参数分析,其中,根据不同的CFRP预应力筋的直径(31 mm、43 mm、61 mm)和预应力大小(250 MPa、500 MPa、750 MPa、1 000 MPa、1 250 MPa),获得模型梁的开裂弯矩、梁底钢筋屈服弯矩以及梁开裂时的跨中变形。
将《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)等现行规范的理论计算结果与数值模拟结果进行对比,发现两者吻合良好,误差在15%以内,从而验证了规范中钢筋混凝土梁开裂弯矩计算公式、正截面承载力计算公式以及跨中挠度计算公式对于体外预应力CFRP筋加固钢筋混凝土梁的适用性与准确性,为实际工程加固设计提供参考。
关键词预应力混凝土梁, CFRP筋, ABAQUS,有限元分析,理论计算Theoretical and Numerical Analysis of Reinforced Concrete Beams Strengthened with Externally Prestressed CFRP Bars QIANG Xuhong1HU Wenqing1HU Guohui1JIANG Xu2,*TANG Yongkang3(1.Department of Structural Engineering,Tongji University, Shanghai 200092, China;2.Department of Bridge Engineering,Tongji University, Shanghai 200092, China;3.Guoneng Shuohuang Railway Development Limited Liability Company, Beijing 100080, China)Abstract With the increase of service time and vehicle load, old reinforced concrete bridges face with many problems such as insufficient bearing capacity,deformation overrun,etc. The use of externally prestressed CFRP reinforcement is an effective solution. In this study, finite element analysis software ABAQUS is used to conduct numerical simulation and parametric analysis on a railway bridge with a span of 24 m. For the different diameters (31 mm,43 mm,61 mm) and prestress levels (250 MPa,500 MPa,750 MPa,1 000 MPa,1 250 MPa)of CFRP prestressed tendons, the cracking bending moment of the model beam, the yield bending moment of the reinforcement at the bottom of the beam and the midspan deformation when the beam cracks can be obtained. By comparing the theoretical calculation results of current Chinese codes such as Code for design of concrete structures(GB 50010—2010) with the numerical simulation results, it can be found that they are in good agreement, with an error of less than 15%, which verifies the rationality and accuracy of the formula for收稿日期:2022-12-12基金项目:国家自然科学基金(52278206,52278207);国家重点研发计划重点专项(2020YFD1100400);朔黄铁路发展有限责任公司科研项目(SHGF-18-50)作者简介:强旭红(1984-),女,副教授,博士,博士生导师,主要从事结构加固、结构抗火及高性能材料在土木工程领域应用的研究工作。
说明书一、初步设计批复意见的执行情况本次施工图设计严格按照初步设计审查专家组意见及批复意见执行。
二、设计依据、主要技术标准与设计规范2.1设计依据⑴部颁各技术标准、规范、规程;⑵普陀区建设局与我院签订的委托书与合同。
⑶舟山市普陀区发展个改革局会议纪要[2010]11号《舟山市普陀区滨港路西段沿海高架工程听证暨可行性研究报告审查会议纪要》。
⑷初步设计评审专家组意见。
⑸相关批复、批文。
2.2主要技术标准a、设计汽车荷载:公路-Ⅰ级b、设计速度:主线40km/h,匝道20km/hc、设计洪水频率: 1/100d、桥梁宽度:与路基同宽e、桥下净空:跨码头栈桥处4.5m;f、设计基本风速: V10=40.5m/s。
g、设计基本地震加速度值:本项目工程场地地震动峰值加速度为0.1g(相当于地震基本烈度Ⅶ度)。
g、结构混凝土耐久性:根据桥梁所处的环境,大气环境类别为Ⅱ类,水中及浪溅区环境类别为Ⅲ类。
2.3执行的规范、规程⑴《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》(交公路发[2007]358号)⑵《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)⑶《公路路线设计规范》(JTJD20-2006)⑷《公路勘测规范》(JTG C10-2007)⑸《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)⑹《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)⑺《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007)⑻《公路工程抗震设计规范》(JTJ004-89)⑼《公路桥梁抗风设计规范》(JTG/T D60-01-2004)⑽《公路路基设计规范》(JTG D30-2004)⑾《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2006)⑿《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)三、结构设计3.1结构布置主线桥采用16m钢筋砼现浇连续梁和20m、25m预应力混凝土小箱梁,全桥跨径布置为:(3x16)+(4x16)+2x(3x20)+(2x20)+(3x25)+(2x20)+4x(3x25)+(2x20)+2x(3x20)+2x(4x25)+(3x2 5)+(3x20)+(3x25)+(2x20)+(3x25)+(5x20)+(5x16)m。