钢筋混凝土桁架拱桥二种计算图式的分析比较_项贻强
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1-100m钢筋混凝土拱桥0#台桩基计算一、桥台及承台自重的作用力(顺时为+,反之为-)桥台形式见附图一:二、计算主拱圈作用于拱座的力对承台重心O的力1.根据有关标准图知,作用于拱座上的控制力为:垂直力:V=17450KN水平力:H=23740KN(往河岸)弯矩:M=10480KN*M2.对承台重心O产生的弯矩:M V=4.95*17450=86377.5(KN*M)M H=-9.58*23740=-227429.2(KN*M)3.对承台重心O产生作用合力:垂直力=17450KN水平力=23740KN(往河岸)弯矩=86377.5+10480-227429.2=-130571.7(KN*M)三、计算桥台后静土压力及土抗力1.静土压力计算E j=0.5*ξ*γ*H2*B其中:ξ=0.50(自然土体)γ=20kn/m3h1=13m;h2=10.24mB=5.5m所以:E1=0.5*0.5*20*132*5.5=4647.5(KN)E2=0.5*0.5*20*10.242*5.5=2883.6(KN)平均静土压力=(4647.5*2+2883.6)*0.5=6089.3(KN) 作用力到承台底距离:h=(4647.5*10.24*0.5*10.24+2883.6*0.5*10.24*10.24/3)/((4647. 5*2+2883.6)*0.5*10.24)=294057.41/62354.43=4.72(m) M静=6089.3*4.72=28741.5(KN*M)2.土抗力计算(1)计算土抗力根据桥梁工程(公路与城市道路工程专用)P404知,p k=Mc/(B*h2/3*(h2+f)+K0/K*I0/h2)其中:h2=9.58(m)f=0(偏安全、可不考虑)K0/K =1.25I0=6.8*11.83/12=931.1D=B*h2/3*(h2+f)+K0/K*I0/h2=5.5*9.582/3+1.25*931.1/9.58=289.75Mc=-227429.2+25553.4+86377.5+10480+28741.5=-76276.8(KN*M)台口处的抗力强度p k=76276.8/289.75=263.3(KN*M2)土抗力Pk=0.5*B*p k* h2=0.5*5.5*263.3*9.58=6936.6(KN)(2)对桥台变位的限制a.水平位移:Δ=p k/k=263.3/(120*9.81*103)=0.22mm<6mm,满足要求b.台后填土稳定性的保证Kc=P b/(P j+P k)其中:P b=20*13*tg2(45+35/2)=959.4(KN*M2)P j=0.5*20*13=130(KN*M2)所以Kc=959.4/(263.3+130)=2.44>1.4,满足要求四、作用于承台重心O处的合力垂直力∑Ni=28112.8+17450=45562.8KN水平力∑Hi =23740-6089.3-6936.6=10714.1KN(往河岸)弯矩Mo =Mc-Mp k=-76276.8+1/3*5.5*263.3*9.582=-31974.8KN*M五、桩基计算1.系数计算(1)自由长度:Lo=0m(2)E*I=0.67*E h*I h=3.0*104*3.14*1.84/64=10357530(kn*m2)(3)桩的计算宽度:b1=0.9*(d+1)*K其中:h1=3*(d+1)=3*(1.8+1)=8.4(m)L1=4.5-1.8=2.7<0.6*h1=5.04(m)K=b’+(1-b’)/0.6* L1/ h1=0.5+(1-0.5)/0.6*2.7/8.4=0.768 所以b1=0.9*2.8*0.768=1.935(m)(4)m=(m1*h12+m2*(2*h1+h2)*h2)/h m2=50000(KN/M4)其中:h m=2*(d+1)=5.4(m)(5)变形系数α:α=(m*b1/EI)0.2=(50000*1.935/10357530)0.2=0.3927h’=α*h=0.3927*30=11.78>2.5,可按弹性桩计算(6)EA=3.0*107*1.82/(4*3.14)=7734930(7)单桩面积Ao=4.52/4*3.14=15.904(m2)备注:0.25*35°=8.75°,2*25*tg8.75°=7.70>4.5,取4.5m计算(8)Kc=0.5(摩擦桩)(9)地基系数:Co=mo*b=50000*30=1500000(KN/M4)2.钻孔灌注桩基的计算采用桥梁博士2.9和桥梁大师计算,结果另见。
桁架拱计算
桁架拱桥是一种结构复杂、受力独特的桥梁类型。
在计算桁架拱桥时,需要分析其结构性能、受力特性、稳定性等多方面因素。
以下是一些关于桁架拱计算的基本步骤:
1.确定设计参数:根据桥梁的跨度、矢高、拱轴线形、材料性能等条件,确定桁架拱的主要尺寸和结构形式。
2.建立有限元模型:采用有限元分析软件(如MIDAS、ANSYS 等),建立桁架拱的有限元模型。
模型中应包括所有构件,如拱肋、腹杆、系梁、横梁、吊杆等。
3.计算受力分析:在有限元模型中,分别计算桁架拱在施工阶段和运营阶段的内力、应力和变形。
施工阶段主要包括构件的安装和预应力施加过程;运营阶段则包括各种荷载作用下的内力分布。
4.验算强度和稳定性:根据我国相关设计规范(如《公路钢管混凝土拱桥设计规范》JTG/T D65-06-2015),对桁架拱的主要构件进行强度和稳定性验算。
这包括材料强度、构件截面强度、连接强度等。
5.地震响应分析:针对大跨度桁架拱桥,还需要进行地震响应分析。
采用反应谱法或时程法,计算桥梁在地震作用下的位移、内力和应力响应。
6.优化设计:根据计算结果,对桁架拱的设计进行优化。
这可能包括调整构件尺寸、材料类型、连接方式等,以提高桥梁的安全性能和经济性。
7.施工和验收:在施工过程中,应进行现场监测和质量控制,确保桁架拱桥的施工质量。
在桥梁竣工后,进行验收和运营,对桥梁的性能进行持续监测和评估。
需要注意的是,桁架拱计算涉及多个方面,需要综合考虑结构设计、材料性能、施工条件等多种因素。
在进行计算时,应遵循相关设计规范,确保桥梁的安全性能和经济性。
工程结构抗震分析的实用地震动功率谱模型
丰硕;项贻强;谢旭
【期刊名称】《建筑结构》
【年(卷),期】2005(35)5
【摘要】结合我国现行抗震规范的场地划分,提出了一种将非平稳随机地震动等效为平稳随机过程的地震动功率谱模型,导出了谱强度与最大地面运动加速度均值、地震烈度和地震水准的关系,并考虑了部分相干效应、行波效应等空间相关特性的影响。
结合工程实例,对比反应谱法验证了自功率谱模型的准确性。
该模型可用于空间结构的单一激励或多点激励的随机地震反应分析,具有较高的实用价值。
【总页数】3页(P28-30)
【关键词】功率谱模型;抗震分析;工程结构;平稳随机过程;地震反应分析;随机地震动;场地划分;抗震规范;地面运动;地震烈度;相干效应;相关特性;行波效应;工程实例;反应谱法;多点激励;空间结构;实用价值;加速度;谱强度;准确性
【作者】丰硕;项贻强;谢旭
【作者单位】浙江大学土木工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TU311.3;U442.55
【相关文献】
1.地震动功率谱实用模型的低频段合理性分析 [J], 江洋;石永久
2.完全非平稳地震动演化功率谱模型及其工程应用\r完全非平稳地震动演化功率谱
模型及其工程应用 [J], 杜东升;张伟;王曙光;刘伟庆
3.空间变化的地震动功率谱的实用模型 [J], 屈铁军; 王君; 王前信
4.空间变化的地震动功率谱的实用模型 [J], 屈铁军; 王君杰
5.新抗震规范地震动功率谱模型参数的研究 [J], 张治勇;孙柏涛;宋天舒
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钢筋混凝土组合桁架拱桥的检测与评价陈秋波(河北道桥工程检测有限公司石家庄 050011)摘要:本文介绍了某预应力钢筋混凝土桁架拱桥的病害情况,根据结构特点采用空间梁单元和板单元建立了结构计算模型,对大桥进行了考虑多种工况作用下的内力检算,并根据计算结果分析了大桥产生病害的原因。
关键词:桁架拱桥;病害;检算1 前言预应力混凝土悬臂桁架拱桥为拱、梁组合体系,是我国首创的新桥型。
该桥型综合考虑了桁架拱和桁架梁的特点,各取所长、结构受力合理,造型美观。
该桥型特别适合于山区大跨度无支架施工,由于构件重量较轻,只需结构简单、操作方便的自制人字桅杆吊机就可以完成全桥的构件安装。
结构受力合理、自重轻,对基础要求相应不高,同时安装设备简易,施工用钢仅为缆索吊机的10%左右,所以该桥型较为经济。
这种桥型在我国贵州省应用最多,很适合当地的自然条件。
但是这种桥型受力较为复杂,尤其是在年温差较大的北方山区应用,存在一些不同于南方地区的问题。
本文以一座位于北方山区的预应力混凝土悬臂桁架拱桥的病害情况分析为例,探讨了该桥型在北方山区的应用时应充分考虑的因素。
2 工程概况2.1 结构概况该桥设计组合跨径为14米+138米+10米+2×8米。
全长178米,主跨结构为预应力混凝土组合桁架拱桥,跨径138米。
组合桁架的下弦杆为二次抛物线,矢跨比为1/6。
上弦杆在两侧第二、三节间处断开,使其两边形成长为31米的悬臂桁架,中间为固结于悬臂桁架上的76米桁架。
主拱跨结构如图1所示图1 主拱跨结构2.2 病害情况该桥在通车后出现了一些病害,上弦顶板、底板、实腹段拱肋出现裂缝;下弦杆节点处裂缝发育严重,双竖秆下端出现裂缝,混凝土脱落,部分露出钢筋;实腹段附近的短直腹杆出现沿杆身的斜裂缝。
3 结构内力检算3.1 结构检算模型在该桥空间有限元计算模型中,上弦杆、下弦杆、拱座立柱、边孔梁、墩、横向联系均按空间梁单元处理。
上顶板、下底板由于高、宽比较小,处理为板单元。