操作例题_06_预应力箱梁横向分析
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混凝土箱梁的横向内力分析混凝土箱梁是一种常用的桥梁梁型,它具有结构简单、承载能力强、施工方便等优点,广泛应用于公路、铁路等交通工程中。
在设计和施工过程中,对混凝土箱梁的横向内力进行详细分析十分重要,能够确保桥梁的安全可靠性。
本文将对混凝土箱梁的横向内力进行分析,探讨其相关理论和计算方法。
在混凝土箱梁的运行过程中,由于交通载荷、温度变化、施工误差等因素的影响,会产生横向内力。
横向内力主要包括横向弯矩和横向剪力两个方面。
横向弯矩是指在桥梁横向加载的作用下,梁的跨中和桥面板之间产生的弯曲力矩。
横向剪力是指桥面板上的水平剪力,由交通荷载和梁的变形共同产生。
首先,我们来看横向弯矩的分析。
横向弯矩的大小受到桥梁的几何形状、荷载类型和施工误差等多种因素的影响。
当桥梁受到均布荷载作用时,横向弯矩最大为荷载的一半乘以桥梁的跨度。
当桥梁受到集中力作用时,横向弯矩最大为荷载乘以桥梁的跨度。
接下来,我们来看横向剪力的分析。
横向剪力的大小受到桥面板的刚度、交通荷载和梁的变形等因素的影响。
当桥梁受到均布荷载作用时,横向剪力最大为荷载乘以桥梁的跨度的一半。
当桥梁受到集中力作用时,横向剪力最大为荷载。
在实际工程中,我们需要通过计算来确定混凝土箱梁的横向内力。
计算横向内力时,我们可以采用两种方法:静力法和有限元法。
静力法是根据梁的几何形状和刚度,利用力学平衡条件来求解横向内力。
有限元法是通过将混凝土箱梁离散成许多小单元,建立数学模型,再利用计算机进行计算。
无论采用哪种方法,我们都需要进行边界条件的确定和荷载的估算。
边界条件的确定包括支座的约束等。
荷载的估算包括根据规范和设计要求确定桥梁的荷载类型和强度。
通过确定好边界条件和荷载后,我们就可以进行横向内力的计算。
在混凝土箱梁的设计和施工中,横向内力的分析是一个重要环节。
通过对横向内力的详细分析,我们可以为混凝土箱梁的结构设计和施工提供准确可靠的参考,确保桥梁的安全性和可靠性。
同时,我们还可以通过优化结构和施工方法来减小横向内力的影响,提高桥梁的使用寿命和运行效率。
预应力箱梁横向分析预应力箱梁横向分析一. 概要1.分析概要 PSC箱梁进行横向分析时,有理论指出梁单元模型的分析结果往往比有限板单元的分析结果要偏大。
通过本例题对配有预应力钢筋的箱梁横向模型进行三维板单元分析并与梁单元模型的结果比较,验证上述理论。
建立几何体生成主梁(板单元网格)生成横向预应力钢筋(线网格)施加恒荷载.移动荷载张拉预应力钢筋查看分析结果 n 几何模型本例题主梁是截面宽度为15.74m,梁高为3m的等截面箱梁。
顶板的悬臂板.腹板顶.顶板中心的厚度依次为0.25.0.45.0.23m,横向预应力钢筋是曲线布置的。
建顶板时可采用程序中变厚度板单元,预应力钢筋采用B样条曲线。
n 材料及特性主梁采用40MPa的高强度混凝土材料,钢束选择钢筋单元中的预应力类型。
顶板采用变厚度的板单元建模,腹板与底板用0.5m.0.2m厚度的板单元来建模。
n 生成主梁(板单元网格)首先利用“定义线”功能定义箱梁截面几何体(如上图所示),再利用“扩展”功能生成50m的全桥板单元网格。
n 生成钢束(线单元网格)利用“定义线”功能生成B样条曲线,然后以0.6m 为等间距复制到整个主梁顶板中。
n 恒荷载与活荷载结构自重由程序内部自动计算,二期荷载(防撞墙.铺装)通过压力荷载施加在整个桥面板上。
将一辆整车荷载添加在主梁跨中顶板上,按悬臂板.顶板中心弯矩最大布置车辆,共有六种布置方法。
每个车轮考虑着地面积施加压力荷载。
n 预应力荷载对钢筋单元(预应力类型)施加预应力荷载。
n 分析结果将恒载.活荷载的内力结果以及预应力荷载的应力结果与梁单元模型的分析结果相比较。
二. 建立主梁顶板(考虑加腋)3214 操作步骤 Procedure 分析 > 函数.1.名称 [Top Slab]2. 独立变量 [X]3. 编辑表格 [输入顶板相应于X坐标的板厚]4. 点击 [确认] 独立变量横向顶板的厚度在X方向上有变化,独立变量选择X方向。
PC箱梁桥腹板位置优化以及纵向预应力的横向效应分析PC箱梁桥腹板位置优化以及纵向预应力的横向效应分析随着城市化进程的加速和人口的增长,道路交通的发展变得尤为重要。
作为城市道路交通的重要组成部分,桥梁在城市交通中占有重要地位。
PC(Pre-stressed Concrete)箱梁桥作为一种常见的梁桥结构,在设计和施工过程中需要考虑多种因素以确保其强度和稳定性。
本文将介绍PC箱梁桥腹板位置优化以及纵向预应力的横向效应分析。
首先,我们来关注PC箱梁桥腹板位置的优化。
腹板在箱梁桥中起到了连接上下翼板和横梁的作用,对于整个桥梁结构的强度和稳定性有着至关重要的影响。
腹板的位置优化可以通过对桥梁的力学性能进行分析和计算得出。
优化的目标是使得腹板在受力时的应力和变形尽可能小,从而提高桥梁的承载能力和使用寿命。
在进行腹板位置优化时,需要考虑桥梁的静力平衡和几何构形。
腹板的位置应该合理,不能造成轴力集中或分布不均的情况。
此外,还需要考虑腹板与横梁之间的连接方式和强度,以确保连接的可靠性和稳定性。
通过采用合适的腹板位置,可以达到最佳的桥梁设计效果。
其次,我们来探讨纵向预应力对横向效应的影响。
纵向预应力是指在施工过程中通过内置钢筋或预应力钢束对桥梁进行预压,以增加桥梁的强度和稳定性。
在桥梁受荷时,纵向预应力能够抵消部分桥梁受力造成的变形和应力,从而减小桥梁的病害和维修需求。
纵向预应力的横向效应是指纵向预应力对桥梁横向性能的影响。
在桥梁受荷时,腹板和纵向预应力之间会产生相互作用。
纵向预应力的引入能够提高腹板的刚度和抗弯性能。
同时,纵向预应力还能够降低腹板的挠度和位移,从而减小了桥梁的变形和应力。
然而,纵向预应力的引入也会对桥梁横向效应产生一定的影响。
由于纵向预应力的存在,桥梁的腹板会产生横向压应力,从而影响桥梁的剪切性能和变形能力。
为了确保桥梁的横向性能不受影响,需要进行横向效应分析和计算,并采取相应的措施来加强桥梁的横向刚度和稳定性。
预应力箱梁横向分析midas FEA Training Series一. 概要1. 分析概要PSC箱梁进行横向分析时,有理论指出梁单元模型的分析结果往往比有限板单元的分析结果要偏大。
通过本例题对配有预应力钢筋的箱梁横向模型进行三维板单元分析并与梁单元模型的结果比较,验证上述理论。
⏹几何模型本例题主梁是截面宽度为15.74m,梁高为3m的等截面箱梁。
顶板的悬臂板、腹板顶、顶板中心的厚度依次为0.25、0.45、0.23m,横向预应力钢筋是曲线布置的。
建顶板时可采用程序中变厚度板单元,预应力钢筋采用B样条曲线。
⏹材料及特性主梁采用40MPa的高强度混凝土材料,钢束选择钢筋单元中的预应力类型。
顶板采用变厚度的板单元建模,腹板与底板用0.5m、0.2m厚度的板单元来建模。
⏹生成主梁(板单元网格)首先利用“定义线”功能定义箱梁截面几何体(如上图所示),再利用“扩展”功能生成50m的全桥板单元网格。
⏹生成钢束(线单元网格)利用“定义线”功能生成B样条曲线,然后以0.6m为等间距复制到整个主梁顶板中。
⏹恒荷载与活荷载结构自重由程序内部自动计算,二期荷载(防撞墙、铺装)通过压力荷载施加在整个桥面板上。
将一辆整车荷载添加在主梁跨中顶板上,按悬臂板、顶板中心弯矩最大布置车辆,共有六种布置方法。
每个车轮考虑着地面积施加压力荷载。
⏹预应力荷载对钢筋单元(预应力类型)施加预应力荷载。
⏹分析结果将恒载、活荷载的内力结果以及预应力荷载的应力结果与梁单元模型的分析结果相比较。
二. 建立主梁顶板(考虑加腋)独立变量横向顶板的厚度在X方向上有变化,独立变量选择X方向。
数值输入随X方向变化的板厚度。
X坐标原点以顶板中心为基准输入。
建立几何体生成主梁(板单元网格)生成横向预应力钢筋(线网格)施加恒荷载、移动荷载张拉预应力钢筋查看分析结果操作步骤Procedure分析> 函数...1.名称[Top Slab]2.独立变量[X]3.编辑表格[输入顶板相应于X坐标的板厚]4.点击[确认]32 14操作步骤 Procedure 网格>自动网格划分 > 自动网格线...1. 请选择线 [选择几何曲线]2. 播种方法 [分割数量]3. 分割数量 : “32”4. 特性“ 5: Tendon”5. 勾选“钢筋”6. 类型 “ 板单元的钢筋”7. 勾选 “生成高次单元 ”8. 点击 [确认] 5⏹ 建立/修改函数定义随位置变化的可变荷载或边界条件等的空间函数(Spatial Function)。
箱梁的横向计算及运用分析在一般的箱梁计算中,箱梁的纵向受力分析可以通过采用平面杆系有限元程序得到较好的解决,其计算结果也一致受到认可,而箱梁横向受力分析受到纵向和横向以及施工过程等的影响,一直未有特别好的行之有效的简化分析方法。
因此,对箱梁端隔墙的横向计算进行探讨具有一定的意义。
由于箱梁横截面相对纵向来说,刚度很小,对预应力的敏感度也很大,但总体来说箱梁的横向计算与一个二端悬臂,中间腹板刚性连接的小跨度刚构有一些相似,预应力的配置原则与箱梁纵向基本一致。
关键词:箱梁,端隔墙,横向计算在一般的箱梁计算中,箱梁的纵向受力分析可以通过采用平面杆系有限元程序得到较好的解决,其计算结果也一致受到认可,而箱梁横向受力分析受到纵向和横向以及施工过程等的影响,一直未有特别好的行之有效的简化分析方法。
在工程实例中,很多由于横向设计上的不合理,导致箱梁出现裂缝,影响桥梁的安全性和使用性。
因此,对箱梁端隔墙的横向计算进行探讨具有一定的意义。
1.箱梁截面的特点一般混凝土箱梁截面无非由翼缘板、桥面板、腹板、底板几部分组成。
箱梁顶、底板除了承受法向荷载外,还承受拉、压荷载,是一个多向的受力体系。
顶板的法向荷载有自重、桥面活载和施工荷载,底板的法向荷载有自重和施工荷载。
轴向荷载有桥跨方向上恒、活载转换过来的轴向力,以及纵向和横向预应力荷载。
因此顶、底板除按板的构造要求决定厚度之外,还要考虑桥跨纵向方向上总弯矩等因素,过厚的顶、底板也会给结构体系自身带来一些不必要的负担。
腹板数量的增加可在很大程度上减少桥面板的最大正负弯矩,同时,在构造上,顶、底板预应力钢束也比较容易平弯到腹板上锚固,给预应力索的布置带来一定方便。
2箱梁截面的受力分析由于箱梁横截面相对纵向来说,刚度很小,对预应力的敏感度也很大,但总体来说箱梁的横向计算与一个二端悬臂,中间腹板刚性连接的小跨度刚构有一些相似,预应力的配置原则与箱梁纵向基本一致。
箱梁横向计算除了考虑恒、活载轴重直接作用在顶板上的力外,还要考虑纵向主梁相邻单元对截面的约束作用。
单箱三室箱梁横向计算分析横向计算分析是在设计和计算箱梁的过程中非常重要的一步。
在进行横向计算分析时,我们需要考虑结构的荷载和受力情况,以确定箱梁的横向强度和稳定性。
下面将详细介绍单箱三室箱梁的横向计算分析。
首先,我们需要了解单箱三室箱梁的结构形式。
单箱三室箱梁是由一个箱体和三个室内空间组成的箱型结构。
箱体用于承受荷载并传递到支座,同时通过室内空间分割,实现横向的稳定性和强度。
在进行横向计算分析时,我们需要考虑以下几个因素:1.荷载分布:首先,我们需要确定施加在箱梁上的荷载分布。
根据设计要求,箱梁可以承受的荷载来计算荷载的大小和方向。
常见的荷载包括自重、活载和风载等。
2.横向受力:在确定荷载分布后,我们可以根据力的平衡原理计算箱梁在横向方向上的受力情况。
这包括剪力和弯矩等受力情况。
3.抗弯能力:箱梁的抗弯能力是通过计算箱梁的截面形状和材料强度来确定的。
通过对梁的截面形状进行分析,我们可以确定横向弯曲时的最大弯曲应力。
然后,通过与箱梁材料的强度进行比较,可以确定箱梁的横向抗弯能力。
4.稳定性分析:箱梁在横向方向上的稳定性是指箱梁是否能够承受荷载而不发生失稳现象。
一般来说,箱梁的稳定性可以通过计算箱体的承载能力和支座对箱梁的约束来确定。
在进行横向计算分析时,我们需要借助一些工程软件和公式来进行计算。
一般来说,我们可以使用有限元分析等方法来估计箱梁的受力情况和稳定性,并通过对应的公式来计算箱梁的横向强度和稳定性。
在完成横向计算分析后,我们可以根据计算结果对箱梁的设计进行优化和调整。
如果计算结果不满足设计要求,可以通过调整箱体的尺寸、材料等参数来提高箱梁的横向强度和稳定性。
总之,横向计算分析是设计和计算单箱三室箱梁过程中不可或缺的一步。
通过考虑荷载分布、横向受力、抗弯能力和稳定性等因素,我们可以确定箱梁的横向强度和稳定性,并优化设计以满足设计要求。
箱梁合拢段横向预应力分析摘要:本文结合预应力连续梁桥工程实例,采用有限单元法计算合拢段顶板纵截面上的实际预应力,分析了跨中合拢段横向预应力作用下的应力分布情况并与合拢段横向预应力简化设计计算结果以及改进横向预应力钢束张拉工序的计算结果并进行比较,提出改进目前合拢段横向预应力钢筋配置及张拉的设计建议。
关键词:预应力连续梁桥;有限单元法;预应力张拉预应力钢筋混凝土连续梁桥或刚构梁桥通常采用箱形截面 ,且常采用悬浇法施工。
悬浇法按节段逐段施工 ,最后在跨中合拢。
为了保证箱梁顶板在荷载作用下不产生顺桥方向的纵向裂缝,设计中在顶板内布置有横向预应力钢筋。
这种横向预应力钢筋在全跨范围内一般是均匀布置的,即每单位长度内的预应力钢筋根数是相等的。
在两座新建的连续梁桥建成通车后,发现各合拢段箱梁顶板均出现了顺桥方向的纵向裂缝。
这些合拢段上的裂缝出现于施工车辆通行后不 ,裂缝宽度约0.06~0.08mm,长度约为50~70cm,表现出顶板横向预应力不足的特征。
这些合拢段上的横向预应力不足的特征。
这些合拢段上的横向预应力布置和其余节段顶板未出现裂缝,而20 个合拢段的顶板均出现裂缝呢?这种具有规律性的现场值得研究。
本文采用有限单元法计算约束剪应力和顶板纵截面上的时间预应力。
这些分析和结果可以解释上述裂缝产生的原因。
一、工程概况某大桥主桥为55+100+55米连续梁桥。
主梁采用单箱单室截面,箱梁顶板宽18.0米,底板宽11.0米,箱梁顶板设置2.0%的双向横坡。
箱梁跨中及边跨支架现浇段梁高2.7米,箱梁根部断面和墩顶0号梁段梁高6.0米,梁高从中跨跨中至箱梁根部按1.8次抛物线变化。
主桥纵坡为2.4%。
主梁为三向预应力混凝土结构,采用c50混凝土。
主桥上部结构采用分节段悬臂浇注法进行施工,按照移动挂篮、浇注梁段、张拉预应力钢束的顺序循环施工,完成对称悬浇后,浇注边跨现浇段。
边跨现浇段在落地支架上一次连续浇注完成。
采用先边跨后中跨的合拢方式,边跨合拢后拆除零号块的临时支座,实现体系转换,而后完成中跨合拢。