梁格法在桥梁上部结构分析中的应用
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梁格分析在梁桥计算中的应用摘要:本文论述了梁格法在梁桥结构分析中的应用,并以简支T梁为例进行分析说明。
关键词:梁格法,T梁,横向分布系数Abstract: This paper discusses how to apply the grillage method to analyze the structure of the bridges, and takes the T beam for example.Key words: grillage method , T beam , lateralloaddistributionfactors1. 概述梁格法[1]是将分散的梁板或箱梁某一段内的弯曲和抗扭刚度假定集中于最邻近的等效梁格内,实际结构纵向刚度集中于纵向梁格内,横向刚度集中于横向梁格;原型实际结构和对应的等效梁格承受相同荷载时,两者的挠曲是恒等的;任一梁格内的弯矩、剪力和扭矩应等于该梁格所代表的实际结构部分的内力。
梁格法的难点是刚度等效和荷载等效,如若处理不当,则难得到想要的计算结果。
但是梁格法易于理解和使用,利用计算机计算很方便,计算结果精确有效,被广泛应用。
2. 梁格分析本文只分析梁板式上部结构的梁格分析,并以T梁为例加为详细说明;对于闭口箱梁,这里不作论述。
2.1 梁格划分(1)纵梁与每片T梁中心线重合。
梁格须重合于设计受力线,纵梁间距不宜过大,对于纵梁间距较大,可在纵梁间距中心设置虚拟梁,使结构受力连续,也便于荷载模拟。
(2)对于有横隔板部位,必须设一根梁格与之重合。
若横格板间距较密,可仅在横格板处设横梁,但横梁的间距与纵梁间距须相当,以使结构受力灵敏;若横格板间距较稀,参照纵梁设置原则设置。
(3)对于斜桥,纵梁与横梁一般是正交的,但对于支点处,端横隔梁一般为斜交的,故需根据实际受力和构造进行布设。
2.2 截面特性(1)纵梁梁格惯性矩通常按截面的形心计算。
内梁和边梁是处于不同的水平线,采用二维梁格分析,通常这种差距略而不计;但是考虑板的薄膜作用[1]时,建议采用空间梁格分析,纵梁与横梁间采用刚度很大的构件连接。
预应力混凝土连续T梁桥上部结构设计梁格法引言预应力混凝土连续T梁桥是一种常见的桥梁结构,其上部结构设计中,梁格法是一种常用的分析方法。
本文将介绍预应力混凝土连续T梁桥上部结构设计中的梁格法分析方法,包括其基本原理、计算步骤和示例。
基本原理梁格法是一种基于弯矩、剪力和轴力平衡条件的桥梁结构分析方法。
在梁格法中,将连续梁划分为若干个梁段,每个梁段可以视为一个单跨梁,通过对每个梁段进行受力分析,得到其内力分布。
在预应力混凝土连续T梁桥上部结构设计中,梁格法的基本原理是将T梁划分为主梁和横梁两个梁段,主梁为连续梁,横梁为刚性梁。
通过对主梁和横梁的受力分析,可以确定其内力分布,进而进行截面设计。
计算步骤预应力混凝土连续T梁桥上部结构设计中的梁格法分析方法可以按照以下步骤进行:1.确定桥梁的几何形状和跨径,包括主梁和横梁的尺寸和布置。
2.对主梁进行受力分析,计算各个截面的弯矩、剪力和轴力。
3.对横梁进行受力分析,计算各个截面的弯矩、剪力和轴力。
4.根据受力分析结果,进行主梁和横梁的截面设计。
根据设计要求和规范,确定截面形状、受拉钢筋和压力区预应力筋的布置等参数。
5.进行截面受力校核,包括弯矩、剪力和轴力的校核。
6.根据受力校核结果,进行主梁和横梁的截面调整,直至满足设计要求和规范。
7.编制连接板和支座设计。
8.编制施工图纸,包括各个构件的详细尺寸和钢筋布置等信息。
示例下面以一个具体的示例来说明预应力混凝土连续T梁桥上部结构设计中的梁格法分析方法。
假设一座预应力混凝土连续T梁桥的跨径为30m,主梁的高度为1.5m,主梁之间的横梁高度为0.8m,预应力筋布置在主梁顶部,受弯截面采用矩形截面。
按照上述的计算步骤,首先对主梁进行受力分析,计算各个截面的弯矩、剪力和轴力。
然后对横梁进行受力分析,计算相应的内力。
根据受力分析结果,进行主梁和横梁的截面设计,并进行受力校核。
如果发现不满足设计要求和规范,可以进行截面调整,直至满足要求。
梁格法在城市立交桥异型箱梁设计中的应用摘要:梁格法是城市立交桥梁上部异型结构计算分析中的一种有效方法。
本文以某立交工程上部异型结构为例,介绍了梁格法,指出分析时应注意的问题。
关键词:城市立交异型箱梁梁格法中图分类号:f291.1 文献标识码:a 文章编号:随着城市的迅速增长,互通立交的兴建越来越多。
在城市立交桥主线与匝道的相接部分,其上部结构形成了结构和受力都很复杂的异型梁桥,梁格法是一种空间分析方法,其概念清晰,易于理解、适用,在异型梁桥的设计中大量得到采用,在各种曲线和异型桥梁中应用越来越广泛。
1梁格法的优点目前桥梁空间分析的主要方法有梁单元法、板壳元法、实体分析法及梁格法。
梁单元直接给出内力和变形,但在宽梁计算中误差较大,板壳元法及实体分析法输出的是应力结果,不能直接用于强度计算,且模型复杂,数据处理繁琐、计算成本高,用于结构设计并不适用。
梁格法是唯一即有相当精度又比较容易实行的方法,可以直接输出各主梁的内力,便于根据规范进行条文验算,整体精度能够满足设计要求。
2 空间梁格法的分析步骤梁格等效模拟包括三方面,划分结构网格、模拟梁格截面特性及施加荷载。
2.1划分网格梁格法计算的准确依赖于模型网格划分的准确,在建立梁格模型时,应力学概念清晰,明确结构的传力方式,使得模型的建立尽量和结构的实际传力路径一致。
(1)纵向网格的模拟。
将多室箱梁分割为梁格时,各纵梁的中性轴应与原截面中性轴位置一致。
纵向构件的位置与纵向腹板相重合,这种布置可使腹板剪力直接由横截面上同一点的梁格剪力来表示。
(2)横向梁格设置应视结构的实际情况确定。
若横隔板较多,这时横向构件应与横隔板重心重合。
若横隔板的间距较大,则必须增加横向虚拟粱格,每跨内的虚拟的横向联系梁数量不应过分少,在连续梁结构中纵向的一个反弯点范围内要设置4~5个单元。
虚拟的横向联系梁的重量应设为零。
(3)当虚拟的横向联系梁悬挑出边梁外时,为自振周期的准确计算和分配荷载,应设置虚拟的边纵梁。
梁格法原理
梁格法是一种对桥梁结构进行有限元分析的方法,特别是在模拟桥梁上部结构时有着重要的应用。
其基本原理是将桥梁结构等效为一系列的梁格,这些梁格既可以是单一的梁,也可以是由多个梁组成的梁组。
梁格法的关键步骤包括梁格划分、荷载施加以及计算结果分析等。
1. 梁格划分:首先需要根据桥梁结构的实际形状和尺寸将其划分为不同的梁格,并利用有限元软件如桥梁博士V4等自动划分梁格截面,自动强制移轴,自动修正截面抗扭刚度等,以尽可能准确地模拟原型结构的弯曲刚度和抗扭刚度。
梁格的划分需要考虑到桥梁的内力、荷载静力的灵敏度和关键部分的形心轴等因素,以保证梁格模型的准确性。
2. 荷载施加:在梁格模型上施加合适的荷载,如自重、活荷载、风荷载、温度荷载等,以模拟实际结构的受力情况。
3. 计算结果分析:对计算结果进行分析,可以得到各控制点的位移、应力等数据,以及桥梁的整体刚度、应力、变形等信息。
梁格法对于分析宽跨比较大的连续箱梁的荷载试验数据具有很大的优势,能够准确得到箱梁腹板的应力及桥面两侧的挠度数据。
综上所述,梁格法是一种非常有效的分析方法,可以模拟不规则结构的受力情况,在设计和分析桥梁上部结构时具有重要的应用价值。
梁格法在桥梁设计中的应用摘要:随着交通运输事业的蓬勃发展, 尤其是高速公路高架道路的日益增多, 为了满足交通运输快速顺畅的要求, 斜桥得到了越来越广泛的应用。
但斜桥的受力特性比直线桥梁复杂得多, 对其选择合适的方法进行分析是保证工程质量和控制造价的关键。
梁格法是桥梁结构空间分析的一种有效方法, 由于其具有基本概念清晰, 易于理解和使用的特点, 被广泛地应用于各种斜弯桥的计算中。
关键词:梁格法;桥梁设计;计算城市桥梁设计中使用的梁格法,其计算原理是通过梁格来替换桥梁上的桥跨结构,利用梁格与梁格间的联系,来设定各区域之间桥梁梁体之间的关系,其本质是将梁作为单位,对桥梁进行限元分析,此种计算方式区别于传统意义上的计算方式,其计算原理更易被理解,计算速度更快,误差较小。
具体来讲,城市桥梁设计中的梁格计算法是将桥梁整体结构通过空间模拟结构或平面结构替代后,根据每个梁格之间的关系,进行区域划分,并认为梁格的各项数据等于各等效区域内桥梁梁体的数据,进行一定分析后,可计算出梁体的三位变形、轴向受力等数据。
利用梁格法分析箱梁截面的受力情况,可以用腹板作为计算基本单位,梁格将会起到替代腹板进行受力的作用,在设计桥梁腹板的过程中,可对其直接进行配筋等工作,减少了空间限元法计算的过程,在简化城市桥梁设计的同时,也提高了计算的准确度。
在城市桥梁设计中要正确使用梁格法,其关键环节是对梁格的划分与基本单位刚度的计算。
(1)要严格分析各部分梁体之间截面的特征,如可以将多肋式桥梁的梁肋设置为梁格计算单位,或将多室箱桥梁的腹板设置为梁格,然后进行梁格划分工作;(2)在进行基本单元刚度计算时,要选用等效原则,在计算过程中,梁格的受力与形变等各项数值均应与梁体原有数值相同。
一、梁格法的基本原理梁格法的基本原理是用等效的两个代替该区域的桥跨结构, 并通过梁格之间的连接描述划分区域之间梁体的相互关系, 实际上梁格法是以梁为基本单元的有限元分析方法, 但其相对于传统的杆系模型而言可以较为准确的计算横向受力特性。
梁格法在桥梁顶推施工中的应用摘要:利用梁格法对韶关疏解线跨浈江特大桥的顶推施工过程进行空间分析,对顶推过程中的支承脱离、梁顶抗裂性及应力局部效应进行了评估,总结了顶推跨度大、临时墩布置复杂情况下的计算要点和建模方法。
关键词:刚性梁柔性拱顶推梁格法空间分析1桥梁概述1.1桥梁基本概况新建铁路赣州至韶关线韶关疏解线跨浈江特大桥全桥长2230.25m,位于韶关市区,其中跨越既有线京广铁路的桥跨,为满足桥下净空7.25m的要求,结合线路纵坡,主梁高度控制在2.3m,考虑市区桥型美观需求,采用孔跨布置为1-56m 刚性系梁钢管混凝土拱桥,全长58.4m(含两端梁端至边支座中心各1.20m)。
该跨位于-5.6‰的坡道及R=800m曲线上,且与京广铁路斜交夹角为60o,为了确保铁路的安全,尽量减少对铁路的干扰与影响,又受桥下净空控制及施工场地影响,故设计采用先梁后拱的施工方法,即系梁采用支架现浇与顶推相结合完成,然后完成钢管拱部分。
拱桥系梁按整体箱形梁布置,采用单箱三室预应力混凝土箱形截面,桥面箱顶宽9.6m,底宽7.2m,梁高2.3m。
底板厚度为30cm,顶板厚度为35cm,四条腹板厚度均为35cm。
箱梁截面形式如图1所示。
吊点处设横梁,横梁厚度为40cm。
梁体材料为C50混凝土。
图1 系梁截面形式拱肋采用圆端型钢管混凝土结构,高1.45m,宽0.85,管壁厚16mm。
拱轴线采用二次抛物线,矢高11.2m,矢跨比1/5;两拱肋中心距6.3m,两拱肋之间横向风撑为0.65m直径钢管,中间设一道一字形横撑,两端各设一道K形横撑;梁上吊点间距5.0m,全桥共设9对吊杆。
拱肋、横撑、吊杆等采用Q345qD钢材,拱肋内灌C50补偿收缩混凝土。
1.2顶推施工方法图2 顶推段系梁及临时墩布置系梁顶推段长45m,两端还有各6.7m及混凝土拱脚在顶推到位后浇注。
首先在临时墩上支架现浇顶推段系梁,并张拉顶推阶段预应力钢束。
顶推段系梁纵向顶板设14束17-7Φ5,底板设12束17-7φ5预应力筋,其中顶板8束、底板4束为临时束不灌浆。