桥博盖梁计算
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六、盖梁设计(一)荷载计算1.恒载计算上部结构恒载见表62.活载计算(1)活载横向分布系数计算活载横向分布系数计算时荷载对称布置及非对称布置均采用杠杆原理方法进行计算。
单列车对称布置时见图11单列车非对称布置时见图12双列车对称布置时见图13单列车非对称布置时见图141 2 300.12210.8750.437 2ηηη===⨯=1 2 310.560.27821(0.4340.315)0.375 210.6480.3242ηηη=⨯==⨯+==⨯=图110.8750.8750.566图120.6840.434 0.31512310.2860.143210.7010.350210.950.4752ηηη=⨯==⨯==⨯=12310.5560.27821(0.4340.315)0.37521(0.6480.355)0.5022ηηη=⨯==⨯+==⨯+=(2)按顺桥向活载移动情况,求支座活荷载反力的最大值 布载长度L 取15.96m a. 单孔荷载(见图15)0.556 0.7011 0.951 0.4340.3150.648 0.355图14 图130.286b.单列车时支座反力R 2=140×(1+0.913)+120×(0.474+0.386)×30×0.199=236.99KN 两列车时支座反力2×R 2=2×236.99=473.96 KN b.双孔荷载(见图16)单列车时支座反力R 1=140×(0.562+0.65)=169.68 KN R 2=120×(1+0.913)+30×0.725=251.31KN R=R 1 +R 2=169.68+251.31=420.99KN 双列车时支座反力2×(R 1 + R 2)=2×420.99=841.98KN (3)载横向分布后各梁支点反力计算见表9表9 主梁支点反力计算120 140 30140 120 图150.913 0.474 0.3860.199120 140 30140120 0.650.913 1.00 0.7250.562R 2图16(4)各梁恒载、活载反力组合各梁恒载、活载反力组合计算见表10,表中均取主梁最大值。
1.盖梁计算理论1.1计算依据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004) 》规定:双柱式桥墩,当盖梁的刚度与墩柱的线刚度比大于5时,为简化计算可以忽略节点不均衡弯矩的分配及传递,一般可按简支梁或悬臂梁进行计算和配筋,多柱式的盖梁可按连续梁计算,当盖梁计算跨径L与粱高h之比,简支梁2.0<L/h≤5.0,连续粱或刚构2.0<L/h≤5.0,应按深受弯构件计算;L/h>5.0时,则按一般构件计算。
1.2内力计算恒载主要包括上部粱重,桥面铺装,防撞墙或人行道及栏杆,路灯,管线及设备,支座,垫石及盖梁自重,跨铁路桥梁还包括桥上防抛网等相关设施。
活载计算中需考虑的主要丁况有:单列车对称布置、非对称布置、双列车及多列车对称布置、非对称布置。
最后进行车道折减,取计算最大值。
在顺桥向活载移动情况下,需选取单孔布载和双孔布载两种工况,每种工况又相应分为单列车和多列车情况,分别计算出纵向支座活载反力最大值,用于盖梁的内力计算。
然后根据荷载横向分配系数,求出活载作用下各支座反力的最大值,再求出活载作用下盖梁各控制截面相应的内力值。
最后把上述求得的恒载内力及活载最大工况内力进行组合,以确定盖粱最终极限内力效应值。
需要说明的是,在盖梁内力计算时,可考虑桩柱支承宽度对削减负弯矩尖峰的影响。
桥梁通软件的盖梁计算原理同传统的计算方法基本一致。
对于普通钢筋混凝土盖梁可直接采用桥梁通软件进行盖梁内力计算及构件验算。
预应力混凝土盖梁可借助桥梁通软件获取盖梁上支座反力,然后利用其它有限元软件进行受力分析。
2.工程实例图一为黑龙江省新建前进镇至抚远铁路新建工程中,既有306围道平改立设计单幅桥桥墩盖梁尺寸,盖梁设计斜交角度为30º,主桥正截面宽机动车道宽11m,两侧分别设置0.5m防撞墙,全宽12m。
上部结构采用9块20m后张法预应力空心板梁,盖梁斜长13.62m.桥上设计荷载为公路-I级,上部恒载加载如图所示,图中上图为桥梁通计算模型,下图为依据支座位置加载盖梁实际受力模型。
桥梁盖梁计算的“两大算法”详细演示,设计师都收藏了!来源:道路瞭望桥梁盖梁指的是为支承、分布和传递上部结构的荷载,在排架桩墩顶部设置的横梁。
又称帽梁。
在桥墩(台)或在排桩上设置钢筋混凝土或少筋混凝土的横梁。
主要作用是支撑桥梁上部结构,并将全部荷载传到下部结构。
盖梁的配筋很难套用标准图和通用图,需建模进行内力计算。
因此,盖梁计算模型的建立,在整个盖梁计算过程中很重要。
盖梁的计算要点就是如何建立准确而且简化的计算模型。
作为设计师,这两大算法一定要会……盖梁两大计算方法1 传统简化算法以桥梁通为代表2 盖梁影响线直接加载法以桥梁博士为代表桥梁通盖梁计算与绘图一盖梁计算原理⑴以交通部颁布现行的桥涵规范作为编程依据。
⑵斜桥以桥孔斜长为计算跨径,按正交桥的方法计算。
⑶顺桥向按简支梁加载计算荷载支反力。
⑷横向分配系数对称布载按杠杆法,偏载按刚性横梁法。
⑸三跨及以上时盖梁视为刚性支承的双悬臂多跨连续梁,两跨时为双悬臂简支梁。
⑹建立柱(肋)支承反力影响线和每个计算截面内力影响线。
⑺横桥向荷载经横向分配传递给每片梁(板),再由每片梁(板)按内力影响线加载得出各计算截面人群、汽车、挂车引起的最不利内力值。
⑻对荷载内力进行组合,求出各计算截面内力最大值和最小值,形成内力包络图。
⑼弯矩控制正截面强度和主筋根数,剪力控制斜截面抗剪强度和斜筋根数以及箍筋间距和根数,裂缝由弯矩控制。
二绘图编制原理⑴根据盖梁外廓尺寸按纵、横方向分别计算确定钢筋构造图的绘图比例,绘图比例按2增减,同时计算出立面、平面、侧面、钢筋大样等图上控制座标。
⑵根据斜交角、弯起钢筋种类、箍筋环数、盖梁等高或悬臂段变高计算钢筋编号。
⑶绘制钢筋立面、平面、侧面及钢筋大样,并计算钢筋根数和长度(含平均长度)。
⑷计算并绘制钢筋明细表和材料数量表以及弯起钢筋D值表。
⑸生成*.SCR钢筋图形文件,用户进入AutoCAD图形平台,即可将其显示在屏幕上,并进行编辑和修改,绘图机输出。
盖梁支架计算书1.1荷载的计算已知盖梁高度为3.3-2.9m,混凝土容重为2.6KN/m3,Q1=3.3×2.6×10=85.8KN/㎡,Q2=2.9×2.6×10=75.4KN/㎡,模板自重取值为混凝土自重的20%。
Q3=Q1×20%=17.16 KN/㎡,Q4=Q2×20%=15.08 KN/㎡,施工活荷载:人和机械荷载取值为Q5=2.5kPa。
集中荷载F=2.5kN。
荷载组合:集中荷载P=F×1.2=2.5×1.2=3kN。
Pymax=Q1×1.2+Q3×1.2+Q5×1.4=127.05KN/㎡.Pymin=Q2×1.2+Q4×1.2+Q5×1.4=112.08KN/㎡.1.2盖梁底模的计算1.2.1盖梁底模竹胶板计算采用15mm的竹胶板做底模,竹胶板下背肋为10×10cm方木且布置间距均为30cm,背肋下面分配方木为15×10cm方木且间距为60cm。
由前面1.1节所计算总竖向荷载转化成线均布荷载q=p yMAX×0.6=127.05×0.6≈76.23KN/m。
在计算时,考虑到模板的连续性,则按照连续梁(三跨连续梁)进行计算。
计算简图如下图1-3所示。
q图1-3 模板计算简图根据《路桥施工计算手册》表8-13考虑模板连续性的最大弯矩公式计算,其计算过程如下所示。
M max =q ×L 2/10=55.372×0.32/10≈0.686KN.m由于选用的是15mm 厚的竹胶板,计算长度按照60cm 考虑,其截面抵抗矩w =b ×h 2/6,其计算过程如下所示。
w =b ×h 2/6=600×152/6=22500mm 3 σ=M max /w =6.86×105/22500≈30.49MPa通过以上计算,σ=30.49MPa<[σ]=50MPa ,其中50MPa 为混凝土模板用竹胶合板物理力学指标中(竹胶板在湿状、横向的容许应力)静曲强度最小值,则底板模板的强度满足使用要求。
桥梁盖梁混凝土计算公式
混凝土体积 = 梁的截面积× 梁的长度。
在计算混凝土梁的截面积时,需要考虑梁的宽度和高度。
通常情况下,梁的截面积可以用矩形或梯形的形式来近似计算。
对于矩形截面的梁,截面积的计算公式为:
梁的截面积 = 宽度× 高度。
而对于梯形截面的梁,截面积的计算公式为:
梁的截面积 = (上底 + 下底) × 高度÷ 2。
在确定混凝土梁的长度时,需要考虑梁的跨度以及设计要求的覆盖层厚度等因素。
此外,在计算混凝土梁的强度时,需要根据设计荷载和设计标准来确定混凝土的配合比,以及根据混凝土的抗压强度等级来计算所需的水泥、砂、骨料等材料的用量。
总的来说,混凝土梁的计算公式涉及到多个因素,需要根据具体的工程要求和设计标准来进行综合计算。
在实际工程中,通常需要由专业的结构工程师根据具体情况进行详细的计算和设计。
盖梁施工验算坝沟1号桥(2。
8宽m)盖梁一、荷载计算1、模板自重:模板面积为113。
63m2,模板单位重取0。
75kn/m2,则模板自重=113.63m2x0.75kn/m2/15.05m=5.66kn/m2、主梁自重:盖梁长度15.05米,主梁长度取16米,双肢工45a单位重为80.384kg/m,主梁自重=4x80.384kg/mx(16/15.05) *9。
8/1000=3。
36kn/m3、钢筋混凝土重:盖梁钢筋用量9902.225kg,混凝土设计方量91。
76m3,混凝土容重取25kn/m3,则钢筋砼自重=(9902。
225kg x9。
8n/kg/1000+91.75m3x25kn/m3)x(30。
69/42.14)/15。
05=115。
69kn/m(已扣除柱顶钢筋及砼)4、人员机具荷载:施工人员、机具材料荷载取以2。
5kn/m2计,振捣混凝土产生的荷载,按照2kn/m2考虑,面积为盖梁投影底面积30。
69 m2,盖梁等效宽度2.04m,则施工人员、机具材料、振捣荷载=(2+2。
5)kn/m2x2。
04m =9.18kn/m5、主梁顶上用槽钢([10或[14)做分配梁来支撑底模。
每根槽钢长度为3.3m=2.7m+0.3mx2二、确定分配梁的规格及间距1、确定荷载:分配梁=模板自重+钢筋砼重+人员机具荷载=5.66kn/m+115。
69kn/m+9。
18kn/m=130.53kn/m。
所有钢材均取A3钢,弯应力[σw]=145mp 剪应力[τ]=85mpa2、因此选用[14,间距25cm满足要求,τ=22.915<[τ]=85mpa,σ=136.764<[σw]=145mp,弯应力安全系数较小,施工过程中分配梁间距不应大于25cm。
3、间距25cm槽钢需要45根,因此分配梁荷载=45x3。
3mx14.53kg/mx9。
8n/kg/15.05m=1.41kn/m三、主梁验算1、主梁承受荷载=130.53kn/m+1.41kn/m=131.94kn/m2、则单侧主梁承受荷载为65.75kn/m3、主梁受力图4、支反力Ra=Rb=65。
桥梁博⼠常见问题解答横梁计算(1) 计算⽅法概述横梁按照⼀次落架的施⼯⽅法采⽤平⾯杆系理论进⾏计算,考虑长度为6倍顶板厚度的顶底板参与横梁受⼒,根据荷载组合要求的内容进⾏内⼒、应⼒、极限承载⼒计算,按钢筋混凝⼟构件(钢筋混凝⼟横梁)/预应⼒构件(预应⼒混凝⼟横梁)验算结构在施⼯阶段、使⽤阶段应⼒、极限承载⼒是否符合规范要求。
(2) 荷载施加⽅法横梁重量按实际施加,同时将纵向计算时永久作⽤和除汽车、⼈群以外的可变作⽤引起的⽀反⼒标准值作为永久荷载平均施加在横梁的各腹板位置,汽车、⼈群荷载在其实际作⽤范围按最不利加载。
当然,⽤户可以采⽤其他的荷载施加⽅法,不必拘泥于上述内容。
(3) 将纵向⼀列车的⽀反⼒作为汽车横向分布调整系数时(注意城市荷载纵向计算的车道数⼤于4时,计算剪⼒时荷载乘1.25,故⽤多列车⽀反⼒除横向分布系数较真实),横向加载有效区域需⼿动扣除车轮距路缘⽯的距离。
(4) 每m宽⼈群纵向⽀反⼒作为⼈群横向系数,⼈⾏道宽度为纵向宽度,填1,⼈群集度填1,加载有效区域按实际填。
(5) 满⼈横向系数与⼈群相同,满⼈总宽填1预应⼒构件中单元应⼒验算应以主应⼒控制还是正应⼒控制?主应⼒主要⽤来控制构件腹板内部斜裂缝的,铁路规范明确定义截⾯重⼼轴处及翼缘板与腹板交接处需要进⾏主拉应⼒验算,桥博的计算结果中虽然也给出了主应⼒值,但是对于单元顶、底缘的主应⼒可以不受控制,因为⼀般主应⼒在单元内部发⽣。
正应⼒主要是⽤来控制单元顶、底缘的。
使⽤刚接板梁计算横向分布系数左板和右板惯矩怎么计算出来的啊?对于⼩箱梁和T梁,就是将上部结构沿纵桥向取1m,在这1m的范围内上部结构拼接处的悬臂接触⾯积。
以T梁为例,就是图中阴影部分的⾯积计算惯性矩即可。
部分⽀座的反⼒为0?Q:桥博计算的收缩⽀反⼒中部分⽀座的反⼒为0,结构⾃重在各⽀座处产⽣的⽀反⼒均不为0,可为何⽀反⼒汇总列表中收缩反⼒为0的⽀座,⽀反⼒汇总也为0。
A:程序计算各项反⼒后,将各作⽤产⽣的⽀反⼒叠加,若某个⽀座⽀反⼒为负,即出现⽀座脱空时,程序就将这个⽀座拆除,在其上反向增加⼀个外荷载,荷载⼤⼩等于除收缩之外其余荷载及作⽤产⽣的⽀反⼒合⼒,重新计算其余⽀座的⽀反⼒,在各⽀座⽀反⼒汇总时,被拆除的⽀反⼒为0,其余⽀反⼒为各作⽤的合⼒汇总。
桥梁博士问题与整理问1:关于刚接板梁法的疑问?在进行小箱梁计算横向分布系数时,有一个要填左右悬臂板的惯性矩(主梁左侧悬臂板沿跨径方向每延米板截面绕水平轴的抗弯惯性矩),不知道是针对那个水平轴,请赐教。
答1:对于带有翼板、挑板的梁桥,在采用刚接板梁法和铰接板梁法进行横向分布系数计算时,需要考虑每一片梁的单位力偏载于翼板端部时,引起三部分位移:刚性竖向位移w、梁体的转角位移φ、翼板端部的自身挠曲位移f。
其中,第三项位移f时,主要是沿跨径方向的板的弯曲挠度。
对于问题中的左右悬臂板(翼板)的惯性矩,就是用来计算第三个位移f的,具体计算公式为:d1为翼板的悬出长度;h1为翼板的计算厚度,对于变厚度的翼板,可近似的取距离梁肋d1/3处的板厚度来计算;跨长方向单位长度b=1m。
则有:单位宽度的翼板的抗弯惯矩(为参照自身的水平惯性轴)为:I= (b*h1^3)/12.具体参见范老师《桥梁工程(上)》P240~250内容。
问2:弯桥建模-扭矩系数最近在弯桥计算,在用梁格法建模中对扭矩系数的填法存在疑问。
在桥博帮助中的解释是这样的:扭矩系数:单元重心到单元轴线距离,面对单元左端到右端的轴线,如果重心在轴线以外为负,以内为正。
请问:1.“重心在轴线以外/以内”是怎么定义的?2.箱梁输入时,在建模中用CAD导入截面与用桥博中自带的“截面输入”截面,在桥博中显示的图形是不一样的。
如果我是用“截面输入法”输入,中心线均位于腹板中心线的一侧,是否是建“扭矩系数”填一个值,还是不考虑桥博中的显示,按实际图形,填相反两个值?--详见附件。
两着计算结果先差很大谢谢!答2:扭矩系数:用于考虑单元自重产生的扭矩,其单位是m,是截面重心到梁位线的距离。
这部分扭矩在结构中实际存在,和输入的截面形式没有关系。
桥博帮助中所说的“轴线”就是梁位线人面对单元所在的梁位线,重心落于人与梁位线之间,为内侧,落于人与梁位线之外,为外侧。
内侧为正,以外为负。
关于横向分布调整系数:
一、进行桥梁的纵向计算时:
a) 汽车荷载
○1对于整体箱梁、整体板梁等整体结构
其分布调整系数就是其所承受的汽车总列数,考虑纵横向折减、偏载后的修正值。
例如,对于一个跨度为230米的桥面4车道的整体箱梁验算时,其横向分布系数应为4 x 0.67(四车道的横向折减系数)x 1.15(经计算而得的偏载系数)x0.97(大跨径的纵向折减系数)= 2.990。
汽车的横向分布系数已经包含了汽车车道数的影响。
○2多片梁取一片梁计算时
按桥工书中的几种算法计算即可,也可用程序自带的横向分布计算工具来算。
计算时中梁边梁分别建模计算,中梁取横向分布系数最大的那片中梁来建模计算。
b) 人群荷载
○1对于整体箱梁、整体板梁等整体结构
人群集度,人行道宽度,公路荷载填所建模型的人行道总宽度,横向分布系数填1 即可。
因为在桥博中人群效应= 人群集度x人行道宽度x人群横向分布调整系数。
城市荷载填所建模型的单侧人行道宽度,若为双侧人行道且宽度相等,横向分布系数填2,因为城市荷载的人群集度要根据人行道宽度计算。
○2多片梁取一片梁计算时
人群集度按实际的填写,横向分布调整系数按求得的横向分布系数填写,一般算横向分布时,人行道宽度已经考虑了,所以人行道宽度填1。
c) 满人荷载
○1对于整体箱梁、整体板梁等整体结构
满人宽度填所建模型扣除所有护栏的宽度,横向分布调整系数填1。
与人群荷载不同,城市荷载不对满人的人群集度折减。
○2多片梁取一片梁计算时
满人宽度填1,横向分布调整系数填求得的。
注:
1、由于最终效应:
人群效应= 人群集度x人行道宽度x人群横向分布调整系数。
满人效应= 人群集度x满人总宽度x满人横向分布调整系数。
所以,关于两项的一些参数,也并非一定按上述要求填写,只要保证几项参数乘积不变,也可按其他方式填写。
2 、新规范对满人、特载、特列没作要求。
所以程序对满人工况没做任何设计
验算的处理,用户若需要对满人荷载进行验算的话,可以自定义组合。
二、进行桥梁的横向计算时
a) 车辆横向加载分三种:箱梁框架,横梁,盖梁。
○1计算箱形框架截面,实际是计算桥面板的同时考虑框架的影响,汽车横向分布系数=轴重/顺桥向分布宽度;
○2横梁,盖梁,汽车荷载横向分布调整系数可取纵向一列车的最大支反力(该值可由纵向计算时,使用阶段支撑反力汇总输出结果里面,汽车MaxQ对应下的最大值,除以纵向计算时汽车的横向分布调整系数来算得),进行最不利加载。
b) 对于人群(或满人)效应,在“横向加载有效区域”中已经填入了人行道分布区
域,程序会据此进行影响线加载。
人行道宽度填1。
横梁、盖梁计算时,这里的人群横向分布系数与汽车的相似,是指单位横向人行道宽度(1m)的支反力。
在计算支反力时,这个系数已经考虑人群集度的大小,所以此时窗口中的“人群集度”应该填1。
c) 横向加载最终效应
(假设汽车车道数输入为3)如果计入车道折减系数则折减系数=0.78(公路技术规范),不计入则=1.0。
汽车效应=三辆汽车加载的效应(每辆汽车的总重为1,每轮重1/2)x汽车横向分布系数x车道折减系数。
汽车冲击力=汽车效应x冲击系数。
(此时用户应自己输入汽车冲击系数,因为横向加载不知道桥梁的实际纵向跨径,但冲击系数是根据纵向跨径计算的.
横梁和盖梁:
(1)将纵向一列车的支反力作为汽车横向系数(注意城市荷载纵向计算的车道数大于4时,计算剪力时荷载乘1.25,故用多列车支反力除横向分布系数较真实),横向加载有效区域需手动扣除车轮距路缘石的距离。
(2)每m宽人群纵向支反力作为人群横向系数,人行道宽度为纵向宽度,填1,人群集度填1,加载有效区域按实际填。
箱梁框架:
(1)汽车横向分布系数=轴重/顺桥向分布宽度,横向加载有效区域需手动扣除车轮距路缘石的距离。
(2)人群集度按实际填,人行道宽度指顺桥向,填1m,横向分布调整系数填1,横向加载有效区域按实际填。