现浇箱梁midas结构计算书
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上部结构纵向计算A匝道A0~A4联4X30m(8.8m宽)计算依据及标准如下:设计方提供的初步设计图纸及设计原则《公路工程技术标准》JTG B01—2003《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涵设计规范》JTG 025—86注:在设计方提供的施工图图纸中,该联中支点A1~A3处支座均为固定支座,经程序试算后应力及内力结果都与目标结果相差很远,也不符合一般连续梁支座常规布置形式,经调试支座布置形式后,建立此模型。
(一)主梁纵向计算1、计算内容根据设计方提供的主梁结构和预应力钢筋的设计图,按照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)的要求,对结构持久状况截面极限承载能力、正常使用极限状态的截面抗裂、挠度以及使用阶段构件的应力等内容进行了全面的验算。
2、计算模型纵向计算按杆系理论,采用midas civil 2006进行分析,将箱梁纵向作为平面梁单元进行离散;并考虑支座布置及荷载横向分配等因素,考虑满堂支架上现浇、张拉等施工过程。
1)离散模型计算模型结构离散图见下图所示,共78个节点,70个单元。
图10.4.1-1 结构离散图2)材料混凝土:主梁采用C50混凝土,弹性模量E=3.45×104MPa,fck=32.4MPa,ftk=2.65 MPa,fcd=22.4 MPa,ftd=1.83 MPa。
普通钢筋:HRB335预应力钢束:采用Φj15.24钢绞线,弹性模量195000MPa,张拉控制应力0.75fpk=0.75×1860=1395MPa,松弛比0.035,孔道摩阻系数0.3,偏差系数0.0015,一端锚具回缩6mm。
3、计算参数1)恒载一期恒载:按构件实际截面计入,混凝土容重γ=26.25KN/m3(考虑5%的施工误差);二期恒载(公路桥面桥面系):沥青混凝土铺装厚度18cm,容重γ=25KN/m3,行车道宽8m;地袱栏杆每侧:单条每延米12.5KN/m;则:∑q=0.18X8x25+2x12.5=61KN/m横隔板:(厚50cm)Pt1::6.8KN支座沉陷:按5mm考虑。
midas建模计算(预应力混凝土连续箱梁桥)midas建模计算(预应力混凝土连续箱梁桥)纵向计算模型的建立1.设置操作环境1.1打开新项目,输入文件名称,保存文件1.2在工具-单位体系中将单位体系设置为“m”,“KN”,“kj”和“摄氏”。
2.材料与截面定义2.1 材料定义右键-材料和截面特性-材料。
C50材料定义如下图所示。
需定义四种材料:主梁采用C50混凝土,立柱、盖梁及桥头搭板采用C30混凝土,基桩采用C25混凝土。
预应力钢绞线采用1860级高强低松弛s 15.24钢绞线。
钢绞线定义时,设计类型:钢材;规范:JTG04(S);数据库:strand 1860,名称:预应力钢筋2.2 截面定义2.2.1 利用SPC(截面特性值计算器)计算截面信息(1)在CAD中x-y平面内,以mm为单位绘制主梁所有的控制截面,以DXF 格式保存文件;绘图时注意每个截面必须是闭合的,不能存在重复的线段,并且对于组成变截面组的线段,其组成线段的个数应保持一致。
(2)在midas工具中打开截面特性计算器(SPC),在Tools-Setting中将单位设置为“KN”和“mm”;(3)从File-Import-Autocad DXF导入DXF截面;(4)从Model-Section-Generate中选择“Type-Plane”;不勾选“Merge Straight Lines”前面的复选框;Name-根据截面所在位置定义不同的截面名称从而生成截面信息;(5)在Property-Calculate Section Property 中设置划分网格的大小和精度,然后计算各截面特性;(6)从File-Export-MIDAS Section File导出截面特性文件,指定文件目录和名字,以备使用。
2.2.2 建立模型截面(1)右键-材料和截面特性-截面-添加-设计截面,选择设计用数值截面。
单击“截面数据”选择“从SPC导入”,选择刚导出的截面特性文件,并输入相应的设计参数。
从化至东莞高速公路第一合同段沙浦枢纽立交广惠高速跨线桥左幅第四联连续箱梁验算报告计算复核审核二〇一〇年六月目录1工程概况 (1)1.1概述 (1)1.2主要设计标准 (1)1.3主要材料 (2)1.4结构形式简述 (2)2计算模型及计算参数选取 (3)2.1计算模型建立 (3)2.2计算荷载 (5)2.3计算工况及验算内容 (7)3上部结构计算 (9)3.1计算模型 (9)3.2短暂状况构件应力验算 (10)3.3上部结构计算小结 (24)4 横梁计算 (25)广惠高速跨线桥左幅第四联连续箱梁验算报告1工程概况1.1概述本联为跨径组合为(3×25)m的连续箱梁,上部结构采用连续箱梁,梁高等高为1.6m,悬臂宽度2.3m,桥面横坡通过箱梁整体旋转形成,箱梁顶、底板始终保持平行,边腹板保持2.75:1的斜率不变。
箱梁顶宽16.25m,采用单箱双室。
本桥预应力砼连续箱梁按照部分预应力混凝土A类构件设计。
下部结构采用板式桥墩,支座采用盆式支座。
1.2主要设计标准(1)设计荷载:公路—I级;(2)桥面宽度:桥宽16.25米;(4)横坡:2%。
(5)地震加速度为0.05g,对应地震基本烈度Ⅵ度;广东省公路勘察规划设计院/北京交科公路勘察设计研究院1(6)环境类别:Ⅰ类环境(7)安全等级:一级1.3主要材料(1)混凝土现浇箱梁采用C50砼;护栏采用C30砼。
具体以细部图纸为准。
(2)钢筋钢筋应符合GB13013-1991和GB1499-1998的规定。
凡钢筋直径≥12mm者,均采用HRB335钢筋;凡钢筋直径<12mm者,均采用热轧R235钢筋。
(3)钢绞线钢绞线采用GB/T5224-2003标准生产的低松弛高强度钢绞线。
单根钢绞线直径15.20mm,公称面积140mm2,标准强度1860MPa,弹性模量1.95×105MPa。
1.4结构形式简述本联组合跨径为(3×25)m ,上部结构均采用预应力混凝土斜腹板连续箱梁。
结构电算课程设计设计题目:桥梁结构计算学院:轨道交通学院专业:交通工程班级:XXXXXXXX学号:XXXXXXXXXX姓名:XXX上海应用技术大学实践课程任务书指导教师(签名):教研室主任(签名):2017年 12 月 15 日 2017年 12 月 15 日目录一、建模过程 (1)1 工程介绍 (1)2 模型建立 (1)3 施加静力荷载 (6)4 施加移动荷载 (7)二、施工过程 (9)三、数据结果 (10)(1) (10)(2) (12)(3) (14)四、数据分析 (16)五、实习总结 (16)一、建模过程1 工程介绍1.1 工程简介已知某桥上部结构为(20+4×25+20)m的混凝土连续板(图1),荷载等级为公路-Ⅱ级。
当连续板成桥后进行桥面现浇防水混凝土和沥青铺展层施工。
现不计外测护墙和内侧护栏基座的作用。
沥青混凝土图1(尺寸单位:cm)1.2 施工方式采用桥下满堂支架施工。
1.3 设计资料(1)沥青自重g1=13.455 kN/m;(2)C30防水混凝土自重g2=18.125 kN/m;(3)C40混凝土自重g3=121.635 kN/m;(4)二期恒载g4=13.455+18.125=31.58kN/m。
2 模型建立2.1 定义材料和截面2.1.1 定义材料此次桥梁设计用到的是C40混凝土,所以只需在材料中选择C40混凝土,相应的数值软件内都有的,不需要额外输入(图2)。
图2 材料数据2.1.2 定义截面设计书中的主梁截面为5个圆形,然而软件中并没有相对应的截面设计,因此需要把5个圆形替换成1个面积相等的矩形,而外部的轮廓尺寸还是按照原来的截面设计,只需要改变部分的内部轮廓尺寸。
S矩形=S圆=5πr²=5*π*40²=8000π cm²BI1=BI3=5d/2=5*80/2=200cm=2mHI3=S矩形/(2*BI1)=8000π/2/200=62.831cm=0.628mHI1=1.2-0.628-0.21=0.362m图3 设计截面2.2 建立节点/单元2.2.1 建立节点一般每个节点之间的间隔是2-3m,这次的桥梁的6个跨度分别是20m,25m,25m,25m,25m和20m。
从化至东莞高速公路第一合同段沙浦枢纽立交广惠高速跨线桥左幅第四联连续箱梁验算报告计算复核审核精品文档二〇一〇年六月目录1工程概况 (1)1.1概述 (1)1.2主要设计标准 (1)1.3主要材料 (2)1.4结构形式简述 (2)2计算模型及计算参数选取 (3)2.1计算模型建立 (3)2.2计算荷载 (5)2.3计算工况及验算内容 (7)3上部结构计算 (9)3.1计算模型 (9)3.2短暂状况构件应力验算 (10)3.3上部结构计算小结 (24)4 横梁计算 (25)精品文档广惠高速跨线桥左幅第四联连续箱梁验算报告1工程概况1.1概述本联为跨径组合为(3×25)m的连续箱梁,上部结构采用连续箱梁,梁高等高为1.6m,悬臂宽度2.3m,桥面横坡通过箱梁整体旋转形成,箱梁顶、底板始终保持平行,边腹板保持2.75:1的斜率不变。
箱梁顶宽16.25m,采用单箱双室。
本桥预应力砼连续箱梁按照部分预应力混凝土A类构件设计。
下部结构采用板式桥墩,支座采用盆式支座。
1.2主要设计标准(1)设计荷载:公路—I级;(2)桥面宽度:桥宽16.25米;(4)横坡:2%。
(5)地震加速度为0.05g,对应地震基本烈度Ⅵ度;精品文档(6)环境类别:Ⅰ类环境(7)安全等级:一级1.3主要材料(1)混凝土现浇箱梁采用C50砼;护栏采用C30砼。
具体以细部图纸为准。
(2)钢筋钢筋应符合GB13013-1991和GB1499-1998的规定。
凡钢筋直径≥12mm者,均采用HRB335钢筋;凡钢筋直径<12mm者,均采用热轧R235钢筋。
(3)钢绞线钢绞线采用GB/T5224-2003标准生产的低松弛高强度钢绞线。
单根钢绞线直径15.20mm,公称面积140mm2,标准强度1860MPa,弹性模量1.95×105MPa。
1.4结构形式简述本联组合跨径为(3×25)m ,上部结构均采用预应力混凝土斜腹板连续箱梁。
第1章89#~92#预应力砼连续梁桥1.1结构设计简述本桥为27+27+25.94现浇连续箱梁,断面型式为弧形边腹板大悬臂断面,根据道路总体布置要求,主梁上下行为整体断面,变宽度32.713m -35m,单箱5室结构变截面。
箱梁顶板厚度为0.22m,底板厚度0.2m;支点范围腹板厚度0.7m,跨中范围腹板厚度0.4m。
主梁单侧悬臂长度为 4.85m,箱梁悬臂端部厚度为0.2m,悬臂沿弧线一直延伸至主梁底板。
主梁两侧悬臂设置0.1m后浇带,与防撞护栏同期进行浇筑。
本桥平、立面构造及断面形式如图11.1.1和图11.1.2所示。
图11.1.1 箱梁构造图图11.1.2 箱梁断面图纵向预应力采用φs15.2高强度低松弛钢绞线(Ⅱ级)(GB/T5224-1995),标准强f=1860MPa。
中支点断面钢束布置如图11.1.3所示。
度pk图11.1.3 中支点断面钢束布置图主要断面预应力钢束数量如下表墩横梁预应力采用采用φs15-19,单向张拉,如下图。
1.2主要材料1.2.1主要材料类型(1) 混凝土:主梁采用C50砼;(2) 普通钢筋:R235、HRB335钢筋;(3) 预应力体系:采用φs15.2高强度低松弛钢绞线(Ⅱ级)(GB/T5224-1995),标准强度f=1860MPa;预应力锚具采用符合GB/T14370-2002《预应力筋锚具、pk夹具和连接器》中Ⅰ类要求的优质锚具;波纹管采用符合JT/T529-2004标准的塑料波纹管。
1.2.2主要材料用量指标本桥上部结构主要材料用量指标如表11.2.2-1所示,表中材料指标均为每平米桥面的用量。
表11.2.2-1 上部结构主要材料指标1.3结构计算分析1.3.1计算模型结构计算模型如下图所示。
图11.3.1-1 结构模型图有效分布宽度0.50.60.70.80.912.255.49.0612.916.819.523.22730.834.337.140.94447.551.155.158.662.565.168.972.776.179.4坐标Iyy 系数图11.3.1-2 箱梁抗弯刚度折减系数示意图1.3.2 支座反力计算本桥各桥墩均设三支座。
从化至东莞高速公路第一合同段沙浦枢纽立交广惠高速跨线桥左幅第四联连续箱梁验算报告计算复核审核二〇一〇年六月目录1工程概况 (1)1.1概述 (1)1.2主要设计标准 (1)1.3主要材料 (2)1.4结构形式简述 (2)2计算模型及计算参数选取 (3)2.1计算模型建立 (3)2.2计算荷载 (5)2.3计算工况及验算内容 (7)3上部结构计算 (9)3.1计算模型 (9)3.2短暂状况构件应力验算 (10)3.3上部结构计算小结 (24)4 横梁计算 (25)广惠高速跨线桥左幅第四联连续箱梁验算报告1工程概况1.1概述本联为跨径组合为(3×25)m的连续箱梁,上部结构采用连续箱梁,梁高等高为1.6m,悬臂宽度2.3m,桥面横坡通过箱梁整体旋转形成,箱梁顶、底板始终保持平行,边腹板保持2.75:1的斜率不变。
箱梁顶宽16.25m,采用单箱双室。
本桥预应力砼连续箱梁按照部分预应力混凝土A类构件设计。
下部结构采用板式桥墩,支座采用盆式支座。
1.2主要设计标准(1)设计荷载:公路—I级;(2)桥面宽度:桥宽16.25米;(4)横坡:2%。
(5)地震加速度为0.05g,对应地震基本烈度Ⅵ度;广东省公路勘察规划设计院/北京交科公路勘察设计研究院1(6)环境类别:Ⅰ类环境(7)安全等级:一级1.3主要材料(1)混凝土现浇箱梁采用C50砼;护栏采用C30砼。
具体以细部图纸为准。
(2)钢筋钢筋应符合GB13013-1991和GB1499-1998的规定。
凡钢筋直径≥12mm者,均采用HRB335钢筋;凡钢筋直径<12mm者,均采用热轧R235钢筋。
(3)钢绞线钢绞线采用GB/T5224-2003标准生产的低松弛高强度钢绞线。
单根钢绞线直径15.20mm,公称面积140mm2,标准强度1860MPa,弹性模量1.95×105MPa。
1.4结构形式简述本联组合跨径为(3×25)m ,上部结构均采用预应力混凝土斜腹板连续箱梁。
梁高1.6米,箱梁顶宽16.25m。
箱梁为单箱双室广东省公路勘察规划设计院/北京交科公路勘察设计研究院2箱梁。
主梁采用C50混凝土,预应力均采用低松弛高强钢绞线,公称直径φ15.20mm,标准强度f pk=1860MPa。
施工分为三个阶段,第一施工阶段为浇筑第三跨箱梁,一端张拉N1~N4钢束,第二施工阶段为浇筑第二跨箱梁,单端张拉N5~N8钢束,第三施工阶段为浇筑第一跨箱梁,单端张拉N9~N12钢束;其中N1、N5、N9钢束采用15股钢绞线,其余钢束采用16股钢绞线,配相应的夹片锚具;每道腹板上配四排钢束,具体钢束布置详见设计图纸。
广东省公路勘察规划设计院/北京交科公路勘察设计研究院42.2计算荷载2.2.1一期恒载预应力混凝土、钢筋混凝土容重γ=26kN/m3;钢绞线、钢筋容重γ=78.5kN/m3;2.2.2二期恒载防撞墙荷载加在边纵梁上,防撞墙的每延米自重为12.1kN/m。
沥青混凝土铺装厚度10cm,容重γ=24kN/m3,根据每根纵梁顶面宽度,按梯形荷在纵梁上载加载桥面铺装荷载。
2.2.3基础不均匀沉降本次计算按照各桥墩沉降0.5cm计,取最不利组合。
2.2.4温度作用1)体系温差结构整体温度变化按桥位处最高和最低温度确定,按照规范规定,本地区属于温热地区,计算最高温度为34℃,计算最低温度为-3℃。
考虑到实际温度大于计算温度,本次验算按照升降温20℃考虑,体系温差只对纵梁设置。
广东省公路勘察规划设计院/北京交科公路勘察设计研究院52)温度梯度主梁结构温度梯度按《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004的温度梯度曲线确定。
温度梯度只对纵梁设置。
2.2.5活载公路-I级,按4车道偏载布置车道荷载,偏载系数取1.15。
冲击系数,总体计算按《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004 第4.3.2条计算。
2.2.6收缩徐变采用《桥规》附录F算法,其中主梁构件理论厚度程序自动计算,环境相对湿度85%,开始收缩的龄期为3天,受载龄期5天,考虑3650天(10年)的混凝土收缩、徐变影响力。
2.2.7预应力效应按照施工图所确定的钢束位置及束数进行输入,采用塑料波纹管成型,有关预应力损失按照规范规定进行。
2.2.8施工过程模拟本次计算按照施工图所确定的施工顺序进行。
广东省公路勘察规划设计院/北京交科公路勘察设计研究院62.3计算工况及验算内容2.3.1计算工况本桥主体结构设计基准期为100年。
结构安全等级为一级。
采用以可靠度理论为基础的极限状态设计方法,按分项系数的设计表达式进行设计。
考虑以下三种设计状况及其相应的极限状态设计:持久状况:桥梁建成后承受结构自重、车辆荷载等持续时间很长的状况。
该状况作承载能力极限状态和正常使用极限状态设计。
短暂状况:桥梁施工过程中承受临时性作用(或荷载)的状况。
该状况作承载能力极限状态设计,必要时才作正常使用极限状态设计。
偶然状况:桥梁使用过程中偶然出现的如罕遇地震、船舶撞击等的状况。
该状况仅作承载能力极限状态设计。
2.3.2作用组合及控制要求2.3.2.1持久状况1)承载能力极限状态基本组合:1.1×[(1.2×恒载+1.2×预应力+1.0×收缩徐变+0.5×基础变位)+1.4×汽车(含汽车冲击力)+0.8×1.4×温度影响]广东省公路勘察规划设计院/北京交科公路勘察设计研究院72)正常使用极限状态长期效应组合:恒载+预应力+基础变位+收缩徐变+0.4×汽车(不含冲击力)+0.8×温度影响(当长期效应组合用于裂缝验算时,只计恒载、预应力和汽车荷载)短期效应组合:恒载+预应力+基础变位+收缩徐变+0.7×汽车(不含冲击力)+0.8×温度影响标准值效应组合:恒载+预应力+基础变位+收缩徐变+汽车(不含冲击力)+温度影响2.3.2.2短暂状况恒载+预应力+基础变位+收缩徐变+施工荷载(短暂状况不考虑温度)2.3.2.3主梁抗裂性验算本次施工图设计计算按部分预应力混凝土A类构件计算。
2.3.2.4主梁变形按照规范JTG D60-2004第6.5.3条规定进行,结构长期挠度值控制在L/600以内。
2.3.3验算指标正常使用极限状态短期状况构件应力验算按照规范JTG D62-2004第7.2.1条规定进行,施工荷载均采用标准值,组合时不考虑荷广东省公路勘察规划设计院/北京交科公路勘察设计研究院8载组合系数。
验算时需满足规范JTG D62-2004第7.2.8条(压应力、拉应力)的有关规定。
正常使用极限状态持久状况标准值效应组合验算按照规范JTG D62-2004第7.1.1条规定进行,所有参与应力组合的各种荷载的分项组合系数都为1.0。
验算时需满足规范JTG D62-2004第7.1.5条(正压应力)、7.1.6条(主压应力)的有关规定。
正常使用极限状态持久状况抗裂验算按照规范JTG D62-2004第6.3条规定进行。
验算短期效应组合下正应力、主拉应力,长期效应组合下正应力满足规范要求。
承载能力极限状态基本组合验算按照规范JTG D62-2004第5.1.5条和5.2条的规定进行,按此组合验算结构的承载能力极限状态的强度,要求结构内力小于结构抗力。
活载下主梁挠度验算按照规范JTG D62-2004第6.5.2条和6.5.3条的规定进行。
3上部结构计算3.1计算模型全桥共分为50个单元,59个节点。
边界条件的自由度约束均设计图纸设置,即单向支座约束Z轴和X、Y轴其中一个自由度,释放旋转自由度;双向支座约束Z轴自由度,释放旋转自由度;固定支座约束X、Y、Z轴自由度,释放旋转自由度。
广东省公路勘察规划设计院/北京交科公路勘察设计研究院93.2短暂状况构件应力验算广东省公路勘察规划设计院/北京交科公路勘察设计研究院10图4. 短暂状况最大正应力图图5. 短暂状况最小正应力图广东省公路勘察规划设计院/北京交科公路勘察设计研究院11短暂状况下纵梁最大压应力5.457MPa<0.7×0.8×fck =18.144MPa;主梁最大正应力仍为负,即短暂阶段全梁未出现拉应力,预拉区纵向钢筋配置率不小于0.2%(容易满足)。
满足规范要求。
广东省公路勘察规划设计院/北京交科公路勘察设计研究院123.2.2持久状况标准值组合构件应力验算图6. 荷载标准值组合作用混凝土的最大压应力(单位:MPa,压应力符号为负)广东省公路勘察规划设计院/北京交科公路勘察设计研究院13图7. 荷载标准值组合作用混凝土的最大主压应力(单位MPa压应力符号为负)持久状况下主梁最大压应力9.007MPa<0.5×fck=16.2MPa,满足规范要求。
广东省公路勘察规划设计院/北京交科公路勘察设计研究院14持久状况下主梁最大主压应力9.009MPa<0.6×fck=19.44MPa,满足规范要求。
受拉区预应力钢筋的最大拉应力:(查看PSC验算结果)受拉区钢筋最大主拉应力1259.79MPa<1.05×1209=1269.45MPa,能够满足规范要求。
广东省公路勘察规划设计院/北京交科公路勘察设计研究院153.2.3持久状况构件抗裂验算图8. 荷载短期效应作用下结构最大正拉应力(单位MPa)广东省公路勘察规划设计院/北京交科公路勘察设计研究院16图9. 荷载短期效应作用下结构最大主拉应力(MPa)在作用(或荷载)短期效应组合下主梁最大正应力为1.167<0.7×2.65=1.855MPa,正截面抗裂满足规范部分预应力混凝土A类构件要求。
在作用(或荷载)短期效应组合下主梁最大主拉应力为1.3779MPa>0.5ftk=1.325MPa(出现在横梁出,此处为实心截面,计算失真),斜广东省公路勘察规划设计院/北京交科公路勘察设计研究院17截面抗裂满足规范要求。
图10. 荷载长期效应作用下结构最大正应力广东省公路勘察规划设计院/北京交科公路勘察设计研究院18在作用(或荷载)长期效应组合下主梁全梁受压(端部模拟失真),满足规范要求部分预应力混凝土A类构件要求。
广东省公路勘察规划设计院/北京交科公路勘察设计研究院193.2.4持久状况承载能力极限状态验算1)基本组合下弯矩包罗图广东省公路勘察规划设计院/北京交科公路勘察设计研究院20图11 基本荷载效应组合纵梁弯矩包络图广东省公路勘察规划设计院/北京交科公路勘察设计研究院21图12 基本荷载效应组合纵梁竖向剪力包络图广东省公路勘察规划设计院/北京交科公路勘察设计研究院22。